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Qué es cemento?
Qué es árido?
Qué es hormigón?
Qué es hormigón premezclado?

Que es el cemento?

Historia del cemento

Los principios de la historia de los cementos en las actividades de la construcción se remontan a los tiempos del antiguo Egipto, seguido luego, por griegos y romanos. En general, todos los materiales entonces empleados eran productos naturales que, en algún caso se sometían a tratamientos térmicos imperfectos desde la óptica actual.

Desde los tiempos de la antigua Grecia y Roma y hasta mediados del siglo XVIII se empleaba la cal como elemento fundamental y único aglomerante para las construcciones. Sin embargo éste no poseía la cualidad de fraguar bajo el agua cuando se hidrata, es decir, no era hidráulico.

A los morteros obtenidos de esa manera se les adicionaba en determinadas circunstancias materiales de origen volcánico o materiales de alfarería triturados, obteniéndose experimentalmente un mejor resultado de la resistencia química frente al agua natural y de un modo especial frente al agua de mar.

Vitrubio, en su tratado de arquitectura, publicado un siglo a.d.C. da una receta de un "cemento romano", que se obtenía mezclando dos partes de puzolana y una parte de cal apagada. Las puzolanas procedían de las cenizas volcánicas (tobas) que se encontraban al pie del Vesubio en la región de Puzzole, de donde proviene el término puzolana. Los griegos utilizaban las tobas de Santorín.

En distintos lugares se emplearon estas mismas o análogas adiciones con diferentes nombres: el trass holandés, procedente de Andernach del Rhin; las de la isla de Santorín, o las de la localidad de Pozzuoli.

Gracias al "cemento romano" se construyeron obras importantes en la antigüedad como el Foro romano y adicionalmente en esa época se utilizaron en la construcción mezclas de cal, agua, piedras, arena y ladrillos, por lo que con razón se dice que en esta época se inventó el "hormigón".

La palabra cemento tan ampliamente difundida, se aplica a todo tipo de producto o mezcla de ellos que presentan propiedades adhesivas. Se incluyen por lo tanto, los compuestos siliciosos, aluminosos y magnesianos, las resinas sintéticas, etc.

La palabra cemento basa su nombre de varias sustancias adhesivas. Deriva del latín caementum, porque los romanos llamaban opus caementitium (obra cementicia) a la grava y a diversos materiales parecidos al hormigón que usaban en sus morteros, aunque no eran las sustancias que los unía.

El cemento es un conglomerante hidráulico que se presenta en forma de polvo muy fino que convenientemente amasado con agua forman pastas que fraguan y endurecen a causa de las reacciones de hidrólisis e hidratación de sus constituyentes, dando lugar a productos hidratados (Etringuita) mecánicamente resistentes y estables, tanto al aire como al agua hasta llegar a sus resistencia finales en función al tipo de cemento empleado, el diseño del hormigón y su aplicación final en la obra civil.

 

     

Materias primas principales

 
     

El proceso de fabricación del cemento comienza con la obtención de las materias primas necesarias para conseguir la composición deseada de óxidos metálicos para la producción de clínker.

Por su naturaleza la industria está integrada a sus yacimientos, los que se encuentran en las adyacencias de la planta constituyendo una reserva que garantiza el normal aprovisionamiento de la misma durante su vida útil, aún considerando futuras ampliaciones.

 
      Las materias primas principales son los materiales calizos (ricos en carbonato cálcico) y los materiales arcillosos (cuyo componente principal son los silicatos de aluminio hidratados). Para conseguir esta mezcla pueden utilizarse tanto minerales de origen natural como productos industriales, raramente se encuentra un material con las características necesarias es por eso que se mezcla para obtener una relación de óxidos adecuada.

Los materiales calizos pueden encontrarse, bien en forma de Caliza, roca sedimentaria, muy rica en CaCO3 con impurezas de SiO2, Al2O3 y MgCO3, o de Margas, que son calizas acompañadas de sílice y productos arcillosos.

Se necesitará una serie de correctores tales como yeso para aumentar el contenido en SiO2, arcilla para incrementar el contenido de Al Al2O3 y óxido de hierro para aumentar el contenido en fundente de Fe2O3.

Estas son las principales materias primas que se necesitan para la fabricación de Clinker.

El proceso industrial comienza con la extracción de las materias primas, que se efectúa mediante explotaciones a cielo abierto, con uso de perforaciones a wagon drill y posteriores voladuras. El material así extraído es cargado mediante palas de gran capacidad que depositan las rocas en camiones los que transportan la materia prima hasta la planta de trituración.

Las plantas de trituración utilizan trituradoras o chancadoras de impactos y permite reducir el material con volumen de hasta 1,2 m3 hasta un tamaño final máximo de 25 mm.

Este material explotado en canteras es transportado hasta los predios de las plantas mediante volquetas y es depositado en un parque de almacenamiento.
Posteriormente la piedra almacenada y previamente seleccionada es transportada al área de trituración.

Las plantas de trituración utilizan en general chancadoras de impactos y permiten reducir el material con volumen de aproximadamente 1,2 m3 hasta un tamaño final de 25 mm y luego son enviadas a un almacén intermedio de prehomogeneización.

El proceso de la prehomogenización es realizada mediante diseños adecuados de apilamiento y extracción de los materiales en los almacenamientos cuyo objetivo es reducir la variabilidad de los mismos.

Los estudios de composición de los materiales en las distintas zonas de cantera y los análisis que se realizan en fábrica de los existentes permiten dosificar la mezcla precisa de materias primas para obtener la composición final deseada.


 
      Materias primas auxiliares  
     

Para regular el proceso de fraguado o endurecimiento del cemento es necesaria la adicción de YESO.

 

 
      Insumos  
     

Como único combustible se utiliza GAS NATURAL debido fundamentalmente a dos razones, la primera es por la disponibilidad de este recurso natural en abundancia en el país y la segunda por la producción de óxidos de azufre son mucho más bajas con el gas natural que con otro combustible.

Se necesita también agua de refrigeración, que se extrae y filtra mediante pozos surgentes próximos a las plantas.

 
     

Molienda y cocción de las materias primas

 
     

La finalidad de la molienda es reducir el tamaño de las partículas de materias para que las reacciones químicas de cocción en el horno puedan realizarse de forma adecuada.

A partir del parque de almacenamiento y mediante un proceso de extracción automático, las materias primas son conducidas a la instalación de molienda donde son almacenados en tolvas de control los cuatro componentes del polvo crudo o harina cruda: piedra caliza chancada, arcilla desmenuzada, óxido de hierro y yeso chancado.

Es en la etapa de molienda donde se seleccionan las características de la harina cruda que se desea obtener, mediante un sistema que consta de cuatro balanzas dosificadoras, cada una de ellas capaz de gobernar las proporciones de los materiales que se incorporan al proceso del molino para lograr la mezcla final.

La molienda de materias primas (molienda de crudo) se realiza en equipos mecánicos rotatorios, en los que la mezcla dosificada de materias primas es sometida a impactos de cuerpos metálicos (molino de bolas Fuller en El Puente) o a fuerzas de compresión elevadas (molino vertical Atox en Viacha).

 


 
      Procesos de fabricación del clínker  
     

En función de cómo se procesa el material antes de su entrada en el horno de clínker, se distinguen cuatro tipos de proceso de fabricación: vía seca, vía semiseca, vía semihúmeda y vía húmeda. La tecnología que se aplica depende fundamentalmente del origen de las materias primas.
El tipo de caliza y de arcilla y el contenido en agua (desde el 3% para calizas duras hasta el 20 % para algunas margas), son los factores decisivos.
SOBOCE S.A. en sus plantas de Viacha y El Puente utiliza el proceso por vía seca.

El sistema del horno comprende una torre de ciclones para intercambio de calor en la que se precalienta el material en contacto con los gases provenientes del horno.

Para llevar a cabo el proceso de Clinkerización, sinterización o calcinación, en el horno se quema gas natural, con aire en exceso que es proporcionado por el enfriador a una temperatura de 950 ºC.

El proceso de descarbonatación de la caliza (calcinación) puede estar casi completado antes de la entrada del material en el horno si se instala una cámara de combustión a la que se añade parte del combustible (precalcinador) como en el caso de Viacha antes de la entrada al horno rotativo donde se desarrollan las restantes reacciones físico – químicas que dan lugar a la formación del clinker.


 
      Reacciones químicas principales en la formación del clinker  
     

 

 
      Composición química del clinker  
     

 

 
     

En todos los casos, el material procesado en el horno rotatorio alcanza una temperatura entorno a los 1450º. El Clinker que se forma sale del horno a una temperatura de 1450 ºC, y entra dentro del enfriador donde es enfriado hasta una temperatura de 80°C en enfriadores de parrillas (Viacha) o rotativo (El Puente).


Posteriormente, luego de pasar por una chancadora, el clinker es transportado a un parque de almacenamiento para su tratamiento en el siguiente proceso.

 

 

Desde este depósito y mediante un proceso de extracción controlada, el clinker es conducido al área de molienda de cemento constituida por molinos de bolas a circuito abierto o cerrado, con separador o no.

 

En función de la composición, la resistencia y otras características adicionales, el cemento es clasificado en distintos tipos y mediante balanzas automáticas denominadas dosificadoras se adicionan los agregados requeridos según el tipo de cemento que se requiera fabricar.

 


 
      Molienda de cemento
 
     

La molienda de cemento se realiza en equipos mecánicos en las que la mezcla de materiales es sometida a impactos de cuerpos metálicos o a fuerzas de compresión elevadas.

El proceso de fabricación de cemento termina con la molienda conjunta de clínker, yeso y otros materiales denominados adiciones.

Un sistema de control de calidad permanente a lo largo de todo el proceso productivo permite contar con productos que están bajo especificaciones de la Norma boliviana y las exigencias del cliente.

Para ello se cuenta en cada un de las plantas del grupo con laboratorios de ensayos físicos y químicos provistos de maquinaria y equipo adecuado y específico para realizar los ensayos establecidos por norma.

El cemento así obtenido es transportado por medios neumáticos a silos o depósitos, de diversas capacidades en función a la planta, tipo de cemento producido y cantidades proporcionales del producto.

Estos silos cuentan con sistemas de homogeneización interna y extracción neumática de manera de facilitar las operaciones de despacho.

 
      Proceso de Produccion de Cemento  
     

La instalación de despacho está diseñada de tal manera que permite el despacho del cemento a granel o en bolsas por camión o eventualmente como sucede en la planta de Viacha, por ferrocarril.

 

Todas las plantas cuentan con todos los servicios adicionales indispensables tales como gas natural, energía eléctrica en alta tensión, pozos de agua, laboratorios de control de calidad, talleres, almacenes, teléfonos, fax, etc.

 

 

 

La totalidad de las instalaciones son operadas desde un panel central, desde donde se controla la marcha de la mayoría de los equipos.

 

 

 

Igualmente disponen de sofisticados sistemas de filtros electrostáticos o de mangas que garantizan una debida depuración de los gases y partículas emitidas a la atmósfera.

Parte de ese equipo y muchos otros a ser instalados próximamente permitirán en un futuro próximo contar con la certificación medioambiental bajo norma ISO.

 

Árido:

El ARIDO es aquel material natural proveniente de la desintegración de una roca, o el material obtenido de la fragmentación artificial de las piedras.

Hormigón

El hormigón es un material compuesto por áridos, cemento, agua y generalmente aditivos o adiciones, los que mezclados en cantidades estudiadas técnicamente, le permiten adquirir ciertas propiedades adquiriendo resistencia al endurecer.

Hormigón premezclado

Se denomina Hormigón Premezclado o también Hormigón Preparado a aquel que es suministrado por un proveedor que es distinto a la Empresa que construye y que se dedica principalmente a esta actividad. Estas empresas tienen tanto los medios técnicos y humanos necesarios para dosificar, preparar y transportar el hormigón hasta el lugar en que se colocará definitivamente.