El cemento Portland es un tipo de cemento que se utiliza como aglutinante en el hormigón. Se elabora calentando piedra caliza y arcilla a altas temperaturas en un horno. El cemento Portland fue inventado en 1824 por el inglés Joseph Aspdin y patentado en 1825. El nombre deriva de su similitud con la piedra extraída en la isla de Portland, en Dorset, Inglaterra.
El cemento Portland es uno de los cementos con alto contenido de carbono más utilizados porque tiene un alto contenido de sílice, que representa el 13% de su peso. El bajo calor de hidratación es una de las principales razones de su uso generalizado. Generalmente, el cemento Portland tiene un calor de hidratación de menos de 400 grados Fahrenheit, pero algunos tipos tienen un calor de hidratación de tan solo 225 grados Fahrenheit. La sílice también ayuda a que el cemento Portland sea muy trabajable, lo que permite moldearlo en formas como concreto y tejas. Cemento Portland.
¿Qué es el cemento Portland?
El cemento Portland es un tipo de cemento utilizado en la construcción. Es un aglutinante que fragua y endurece de forma independiente. Es el tipo de cemento más utilizado en todo el mundo.
El cemento Portland se puede fabricar a partir de piedra caliza o arcilla. La variante de piedra caliza se llama “Caliche”, mientras que la variante de arcilla se llama “Portland”.
La principal diferencia entre el cemento Portland y Caliche está en su composición química. El primero tiene un menor contenido de óxido de calcio (CaO), pero un mayor contenido de dióxido de silicio (SiO 2 ). El cemento Portland también tiene un mayor contenido de óxido de aluminio (Al 2 Ó 3 ), óxido de hierro (Fe 2 Ó 3 ) y óxido de magnesio (MgO) como caliche.
Los cuatro compuestos de clinker más importantes, C 3 SC 2 SC 3 A y C 4 AF y el yeso añadido después de la molienda, forman el cemento Portland. Las diferentes proporciones de este componente se pueden cambiar para producir diferentes tipos de cemento.
La composición típica de los componentes individuales se puede representar aproximadamente de la siguiente manera. Sin embargo, esta relación puede variar según el tipo de cemento.
| Componente de óxido | Composición y abreviatura del óxido. | Peso medio (%) |
| silicato tricálcico | 3CaOSiO2 ( C3S ) | 40-60 |
| silicato dicálcico | 2CaOSiO 2 (C 2 S) | 13-50 |
| aluminato tricálcico | 3CaO Al 2 Ó 3 (C 3 A) | 4-11 |
| Ferrita de aluminio tetracálcico | 4CaOAl 2 Ó 3 ·Fe 2 Ó 3 (C 4 AF) | 7-13 |
| Otro | 7-10 |
Debido a la diferente composición, también se pueden producir diferentes tipos de cemento Portland. La siguiente tabla muestra los tipos de cemento según las normas ASTM.
| tipo ASTM | Descripción | C 3 S | C 2 S | C 3 A | C 4AF | CS̄ 2 |
| I | Propósito general | 55 | 17 | 10 | 7 | 6 |
| II | Moderadamente resistente a los sulfatos. | 55 | 20 | 6 | 10 | 5 |
| tercer capitulo | Alta resistencia inicial | 55 | 17 | 9 | octavo | 7 |
| 4 | Bajo calor de hidratación. | 35 | 40 | 4 | 12 | 4 |
| v | Resistente a los sulfatos | 55 | 20 | 4 | 12 | 4 |
Cómo hacer cemento portland
El cemento Portland es un material de construcción elaborado a partir de piedra caliza, arena, arcilla y otros materiales. El proceso de fabricación del cemento Portland comienza con el calentamiento de piedra caliza y arcilla en un horno. Luego, los materiales calentados se convierten en polvo. Este polvo se mezcla con agua para formar una pasta (una mezcla líquida). Luego la pasta se vierte en moldes de acero donde se endurece y toma la forma del molde.
La producción de cemento Portland implica ocho pasos importantes:
1. Calcinar la piedra caliza para calentarla a 1270°C (2550°F).
2. Agregue carbón molido a la cal.
3. Calentar la mezcla en el horno a 1.800-2.000 grados centígrados hasta que se forme una masa parecida a un polvo blanco al que se le puede dar forma de bloques o colocar en moldes y dejar endurecer durante 24 horas.
4. Triturar el polvo hasta obtener un material fino y uniforme.
5. Tamizar/tamizar para eliminar partículas gruesas o trozos de otros ingredientes que puedan estar presentes en el cemento .
6. Verter agua en la mezcla para reponer el líquido perdido durante la molienda y alcanzar la consistencia deseada (entre un 10% y un 20% en peso).
7. Secar o calcinar hasta alcanzar el 80% de humedad, generalmente a 1100 grados Celsius (2100 grados Fahrenheit);
8. Cocine a 80-200 grados Celsius (176-392 grados Fahrenheit).
Procesos importantes en la producción de cemento.
Adquisición de materias primas
Se requieren materias primas de cemento para producir cemento. La piedra caliza es una de las materias primas más utilizadas para la fabricación de cemento. La piedra caliza se tritura en partículas finas y luego se calienta para eliminar el dióxido de carbono y las impurezas. El proceso de calentamiento convierte el carbonato de calcio en óxido de calcio, que luego se mezcla con otros ingredientes para crear clinker. Este clinker se puede procesar aún más para producir cemento.
La conversión de piedra caliza en clínker es un proceso complejo que se produce a altas temperaturas. El dióxido de carbono liberado durante el calentamiento se convierte en óxido de calcio, y el óxido de calcio reacciona con la sílice del cemento para formar silicato de magnesio.
El carbonato de calcio (utilizado para producir cal para mortero y yeso) reacciona con el agua para formar hidróxido de calcio y dióxido de carbono. “El sulfuro de hidrógeno (H 2 S), un compuesto químico que huele a huevos podridos, libera dióxido de azufre cuando se quema. Este gas puede reaccionar con otras sustancias de la atmósfera para producir lluvia ácida, que daña los ecosistemas al destruir la vida vegetal”.
Hornear en el horno
El proceso de calcinación es una etapa en la producción de cal. La piedra caliza, la creta o la cal viva se calientan a altas temperaturas sin oxígeno para producir cal viva y óxido de calcio.
Este proceso se puede realizar quemando el dióxido de carbono de la piedra caliza o la tiza con fuego. El primer paso en la calcinación es calentar el material y luego enfriarlo para eliminar todos los rastros de oxígeno del material. El proceso de calcinación se puede observar en el laboratorio calentando la muestra hasta el punto en que libera emisiones de óxido y luego enfriándola. Esto crea un producto llamado cal viva, que es óxido de calcio puro.
El carbonato de calcio, también conocido como cal, cal viva o calcita, es un químico industrial muy utilizado. Se elabora principalmente calentando piedra caliza en ausencia de aire con una pequeña cantidad de carbón hasta que se eliminan todos los restos de humedad y el material se vuelve blanco, seco y poroso. El carbonato de calcio tiene muchos usos y se encuentra en materiales de construcción como bloques de hormigón y mármol.
Moler
La molienda de cemento Portland es el proceso de triturar y moler materiales en trozos pequeños utilizando un mortero u otro molinillo. La molienda es el proceso de romper y moler materiales en pedazos pequeños usando un mortero u otro molinillo. La molienda se puede realizar para reducir el tamaño de las partículas de un material para facilitar el mecanizado, producir un polvo abrasivo o reducir la densidad aparente del material para su eliminación.
Impacto en el medio ambiente
El impacto ambiental del cemento Portland no se limita sólo a las emisiones. También incluyen el uso de recursos naturales y la cantidad de residuos que esto genera. La producción de cemento Portland es responsable de aproximadamente el 7% de las emisiones globales de CO2 y aproximadamente el 5% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero.
Los óxidos de nitrógeno tienen varios efectos negativos sobre la salud humana y el medio ambiente, incluido el ozono troposférico, la lluvia ácida, el calentamiento global, la degradación de la calidad del agua y la discapacidad visual. Los grupos afectados incluyen niños y personas con problemas pulmonares como asma, y la exposición a estas enfermedades puede dañar el tejido pulmonar en personas que trabajan o hacen ejercicio al aire libre.
Las altas concentraciones de dióxido de azufre (SO 2 ) pueden dañar la respiración y empeorar enfermedades respiratorias y cardiovasculares preexistentes. Entre las poblaciones vulnerables se encuentran los asmáticos, las personas con bronquitis o enfisema, los niños y los ancianos. La principal causa de la lluvia ácida o precipitación ácida es el SO 2 .
Además de tener efectos negativos sobre los sistemas cardiovascular y nervioso, el monóxido de carbono (CO) también puede tener efectos nocivos para la salud al reducir el suministro de oxígeno a los órganos y tejidos del cuerpo.
Referencia: Internet y publicaciones de investigación.
