Proceso Del Cemento

1. EL CEMENTO

1.1 DEFINICIÓN

El cemento se puede definir como una mezcla de arcilla molida y otros materiales calcificados en polvo. Que después de un debido proceso, adquiere propiedades adherentes. Es considerado la materia prima más importante para el sector de la construcción. Con palabras más adecuadas el cemento es una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio que se obtiene mediante un proceso de cocción a altas temperaturas de calizas y arcilla, en unos enormes hornos giratorios. El producto que sale del horno se denomina clinker.

1.2 HISTORIA

Es de importancia en este documento explicar brevemente la historia de la incursión del cemento en Colombia. En 1905, Industrias e Inversiones Samper inauguró la primera planta cementera en nuestro país e inicio operaciones en 1909, la cual estaba ubicada en las cercanías de la capital de la republica. En los 30 años siguientes incursionaron al mercado Cementos Diamante (Cundinamarca) y Cementos Argos (Antioquia). Posteriormente en los años 40 se fundaron fábricas en Valle del Cauca (Cementos del Valle), Santander (Cementos Diamante), Magdalena (Cementos Nare), y Costa Atlántica (Cementos Caribe). Posteriormente surgen Cementos el Cairo y Hércules (1955), Cementos Río Claro (1986), Cementos Andino (1998), Concrecem (2003), y la nueva planta Cementos Tequendama (2008). En la actualidad, existen tres claros jugadores en la industria, estos son tres grupos económicos de talla mundial, que han venido incursionando en el mercado por medio de la adquisición de las plantas anteriormente mencionadas. Estos son, CEMEX (el cual adquirió Cementos Diamante y Samper), Grupo ARGOS (su grupo consta de Cementos Argos, Cementos El Cairo, Cementos Caribe, Cementos Paz del Río, Cementos Nare, Cementos Rió claro, Tol cemento, Cementos Andino, Concrecem y Cementos del valle), y El Grupo HOLCIM (propietario de Cementos Boyacá).

1.3 MATERIAS PRIMAS

Las materias primas para la elaboración del cemento son:

• Caliza: La cual es una piedra que su extracción de hace por explotación controlada de minas. Estas rocas son posteriormente molidas hasta llegar al tamaño requerido. Es la principal materia prima para la elaboración del cemento. Su formula química es CaCO3.

• Arcilla: Producto natural que proviene de la descomposición de minerales de aluminio. Tiene una participación en los costos pequeña, pero su explotación es importante .Su formula química es 2SiO2.Al2O3.2H2O.

• Yeso: La función primordial de yeso es controlar el tiempo de fraguado, esto es un factor importante para la calidad final del cemento. Se extrae de una piedra natural, mediante deshidratación; cuya fórmula química es SO4Ca.2 (H2O).

• Escoria y Puzolana: Son materiales que constituyen el principal aditivo en el proceso de fabricación, sus cualidades hacen que al mezclarse con el clinker haya una reacción física que ensancha el volumen, lo que aumenta la capacidad de producción de las plantas.

1.4 ETAPAS DEL PROCESO DE PRODUCCION DEL CEMENTO

El proceso de fabricación del cemento comprende las siguientes etapas principales:

*EXPLOTACIÓN DE MATERIAS PRIMAS:

Las materias primas se extraen de las canteras por procedimientos normales como el uso de explosivos. Las calizas pueden ser de dureza elevada, de tal modo que exigen el uso de estos; o suficientemente blandas como para poderse extraer sin el uso de explosivos.

Las arcillas normalmente se encuentran en condiciones de poder mezclarse directamente con la caliza y su extracción generalmente es por arrastre o sea a través de palas mecánicas.

*PREPARACIÓN Y DOSIFICACIÓN DE LAS MATERIAS PRIMAS:

En esta etapa se adecua la materia prima al proceso, se tritura y se pre mezcla, aquí se establece la primera gran diferencia entre los dos principales sistemas de producción de cemento: el proceso húmedo y el proceso seco.

*HOMOGENEIZACIÓN:

Esta etapa se debe hacer lo mejor posible, porque lo que sucede aquí es de importancia definitiva en el contacto íntimo de los componentes del cemento, como se mencionó anteriormente.

Esta etapa se tiene en cuenta para los dos tipos de procesos, proceso vía húmeda y proceso vía seca.

En el proceso de fabricación por vía húmeda, la materia prima es decir el material arcilloso y el material calcáreo, junto con el agua son depositados en el molino para la realización de la molienda. Si la arcilla es bastante húmeda y tiene la capacidad de disolverse en el agua, debe ser sometida a la acción de mezcladores para formar la lechada, esto se realiza en un molino de lavado, el cual es un pozo circular con brazos revolvedores radiales con rastrillos, los que rompen los aglomerados de materias primas. Al producto se le llama pasta, la que se bombea a tanques de homogenización que reciben el nombre de "balsas". Las balsas consisten en tanques cilíndricos con un equipo que gira en torno a un eje central y con una serie de aspas que a su vez giran suspendidas en un soporte principal con el objeto de impedir la sedimentación de los sólidos mediante agitación mecánica y bombeo de aire comprimido.

En el proceso vía seca, el grano molido o harina luego que sale del filtro es transportado por un elevador de cangilones a un silo de homogenización en los que se hace los ajustes finales y la mezcla se homogeniza por vía neumática.

*CLINKERIZACIÓN:

La mezcla de materias primas debidamente dosificada, pulverizada, corregida, mezclada y homogenizada se somete a un tratamiento térmico en grandes hornos rotatorios, para la obtención del clinker.

Este proceso comprende varias etapas a saber:

• Etapa De Secado: Donde el material crudo pierde completamente su humedad residual.

• Etapa De Calentamiento: Donde el crudo pierde el agua química de combinación.

• Etapa De Calcinación: Donde el material empieza su etapa de descomposición de carbonatos para formar óxido de calcio y el desdoblamiento de óxidos de silicio, hierro y aluminio.

• Etapa De Cocción Y Clinkerización: En esta etapa se llevan a cabo las reacciones químicas de formación del clinker a una temperatura de 1350 a 1450 grados centígrados. Básicamente en esta etapa proceden las reacciones de formación de los cuatro componentes principales de clinker tales como: Silicato tricálcico (C3S ), silicato dicálcico (C2S ) , aluminato tricálcico (C3A), y ferroaluminato tetracálcico (C4AF).

• Etapa De Enfriamiento: Esta etapa se presenta en la porción final del horno, donde el clinker sale finalmente del horno a unos 1000 grados centígrados.

 ENFRIAMIENTO DEL CLINKER.

El enfriamiento del clinker influye sobre su estructura,

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