Cuando los profesionales y aficionados de la construcción comprenden cómo se fabrica el cemento, les ayuda a tomar decisiones más informadas sobre la selección, el uso y la aplicación del cemento en sus proyectos.
La producción de cemento es un proceso complejo que comienza con los recursos naturales. Los fabricantes los mezclan y calientan de tal manera que se produce una reacción química que da lugar a la sustancia que llamamos cemento.
Una vez que comprenda el proceso que crea el cemento, este conocimiento proporcionará información valiosa sobre la sustancia del edificio, que es uno de los componentes más importantes de la infraestructura de construcción moderna.
Cómo se hace el cemento
Los fabricantes fabrican cemento mediante un proceso de varios pasos que comienza con la extracción del producto crudo y termina con el envasado y la distribución. Aunque cada fabricante tiene su propio proceso, aquí hay algunas pautas generales sobre los pasos para producir cemento.
Extracción de Materias Primas
Las principales materias primas que utilizan los fabricantes para fabricar cemento son rocas duras como la piedra caliza y la pizarra y rocas blandas como la arcilla y la tiza. Extraen o excavan las rocas y las transportan a la instalación de trituración. El transporte de materiales secos suele realizarse mediante camiones, vagones de ferrocarril o cintas transportadoras según la instalación. A veces los materiales húmedos se transportan por tuberías.
Trituración y molienda
Las materias primas pasan por un proceso inicial de trituración para reducir el tamaño de la roca. Los productores de cemento utilizan trituradoras de mandíbulas, molinos de martillos y trituradoras de cono para reducir el tamaño de la roca dura. Luego, los fabricantes utilizan máquinas como molinos de rodillos para moler la roca dura hasta obtener un polvo fino al que llaman harina cruda.
También se procesan materiales blandos como arcilla y tiza. Descomponen el material blando mezclándolo con agua en molinos de lavado. Esto produce una suspensión. Pasan la lechada a través de una malla fina para eliminar las partículas grandes restantes.
Preparando la mezcla cruda
A continuación, los productores de cemento mezclarán proporciones de las materias primas para obtener la composición exacta de los ingredientes del cemento para el tipo de cemento que fabrican. Esta composición también varía según las capacidades deseadas del cemento, la disponibilidad local de materias primas y el proceso de fabricación.
En la mayoría de los casos, el ingrediente principal de la mezcla es polvo de piedra caliza. La proporción de polvo de piedra caliza suele oscilar entre el 80% y el 95%. El polvo de arcilla o esquisto constituye entre el 5% y el 20% de la mezcla. También se pueden agregar a la mezcla sílice, óxido de hierro, alúmina y otros aditivos, según el tipo específico de cemento. La proporción de estos aditivos oscila entre el 1% y el 10%.
Precalentamiento y precalcinación
A continuación, la mezcla cruda se precalienta y precalcina para mejorar la eficiencia del combustible del proceso y mejorar la capacidad de producción. Las materias primas entran en una máquina como un precalentador de torre o un precalentador de ciclón y se calientan a una temperatura de 800o 900o Celsius. Este proceso elimina la humedad o el dióxido de carbono de la mezcla. Este proceso inicia algunas de las reacciones químicas necesarias en la formación del cemento.
Formación de clinker
El proceso de formación de clinker es el paso principal en la formación del cemento. Esta es la etapa donde ocurre el complejo proceso químico que convierte el cemento en un producto de construcción resistente y duradero.
Los productores de cemento introducen la materia prima de cemento en un horno revestido con ladrillos refractarios. Las altas temperaturas que superan los 1.400 grados Celsius derriten los aditivos que licuan la piedra caliza para reaccionar con la sílice y formar los clinkers. Los clinkers son materiales nodulares o en forma de grumos con un diámetro de 3 a 24 mm (0,12 a 0,98 pulgadas).
Enfriamiento
El clínker se enfría rápidamente a una temperatura de 100 a 200 °C utilizando aire o agua. Este proceso es vital para garantizar la calidad del producto de cemento final porque afecta la microestructura del clínker. El enfriamiento rápido permite que los clinkers solidifiquen su composición mineral, mejora la capacidad de molienda, previene la rehidratación y ayuda a prevenir el agrietamiento.
Mezclado y Molienda Final
Los productores de cemento mezclan el clinker enfriado con una cantidad de aditivos como yeso, cenizas volantes y piedra caliza. Estos aditivos ayudan a regular el tiempo de fraguado del cemento, sirven como retardadores de fuego, mejoran la trabajabilidad y ayudan a reducir la contracción, entre otras cualidades. La mezcla de clinker y aditivos se alimenta a un molino de bolas o máquina similar y se muele hasta obtener un polvo fino.
Embalaje y Distribución
El cemento se transfiere desde el molino a los silos de almacenamiento. Desde los silos de almacenamiento el cemento se envasa en bolsas y se envía a distribuidores y clientes.
Imagen de cement.org.
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