Desarrollado en el siglo XIX, el cemento Portland se ha convertido en el tipo de cemento más utilizado en todo el mundo. Se considera superior al cemento ordinario, ya que su durabilidad y resistencia lo convierten en la piedra angular de los proyectos de construcción modernos, desde rascacielos hasta desarrollos residenciales y de infraestructura.
En este blog profundizaremos en la fascinante historia, propiedades, composición, aplicaciones y proceso de producción del cemento Portland.
¿Qué es el cemento Portland?
El cemento Portland es el cemento más utilizado en la construcción y se obtiene triturando el clinker. Es un polvo aglutinante fino compuesto principalmente de silicato de calcio hidráulico con una pequeña cantidad de aluminato de calcio.
El cemento Portland también se llama "cemento hidráulico" debido a su capacidad para fraguar y endurecerse cuando se mezcla con agua. Es como un pegamento que une la arena y las piedras que se agregan para hacer el concreto. También se utiliza como ingrediente básico en mortero, estuco y lechadas no especiales.
La historia del cemento Portland.
El cemento Portland se utiliza desde hace más de 175 años. Toma su nombre de Portland Stone, una piedra caliza que es un material de construcción muy apreciado en la isla inglesa de Portland.
La invención del cemento Portland se atribuye a Joseph Aspdin, un albañil inglés. Patentó el término en 1824 para resaltar la similitud en apariencia (cuando fragua) y textura con la piedra de Portland, que sentó las bases de la industria del cemento moderna.
Los colores del cemento Portland
Los trabajadores también conocen al cemento Portland como "cemento gris" porque la mayoría de los cementos Portland en el mercado son grises. Sin embargo, también viene en colores blanco y de colores.
- El cemento gris es un cemento de uso general compuesto de piedra caliza, arcilla y mineral de hierro. Su color proviene de materias primas que contienen óxidos de hierro, manganeso, cromo y magnesio.
- El cemento blanco es un cemento especial utilizado para la decoración y estética arquitectónica. Está fabricado con tiza blanca pura y arcilla libre de óxido de hierro. El cemento blanco es mucho más fino que el cemento gris pero tiene casi la misma resistencia.
- El cemento coloreado se elabora añadiendo entre un 5% y un 10% de pigmentos colorantes antes de molerlo.
El color del cemento no afecta su calidad. La calidad del cemento depende principalmente de la calidad de las materias primas, la finura del cemento y las medidas de control de calidad tomadas durante la producción.
Las propiedades del cemento Portland.
La Asociación de Cemento Portland descubrió que las propiedades de rendimiento del cemento Portland son mejores que las del cemento ordinario .
- Excelente resistencia para soportar cargas pesadas y proporcionar integridad estructural a edificios e infraestructura.
- Su durabilidad permite que la estructura resista condiciones climáticas adversas, exposición a productos químicos y la prueba del tiempo.
- Sus excelentes propiedades de unión lo convierten en un material adhesivo eficaz cuando se mezcla con agregados para formar concreto.
| cemento Portland | Cemento ordinario |
| Utiliza grandes cantidades de piedra caliza barata a un costo menor. | Mayor costo |
| Mayor contenido de óxidos de manganeso y hierro. | Menos óxidos |
| más grueso | más fino |
| Menor consumo de energía | Alto consumo de energía |
| Se utiliza para edificios de hormigón armado, puentes, pavimentos y lugares con condiciones normales de suelo. | El cemento blanco se utiliza para desarrollar la estética (decoración, paisajismo, pavimentos). |
¿De qué está hecho el cemento Portland?
El cemento polaco se fabrica mediante un estricto control de su combinación química, como calcio, sílice, alúmina, hierro y otros ingredientes.
Las materias primas del cemento Portland.
Las materias primas del cemento Portland deben calcinarse para convertirse en clinker de cemento. Las materias primas importantes incluyen principalmente materiales calcáreos (como piedra caliza o creta) y materiales arcillosos (como pizarra, arcilla, pizarra y escoria) . También se necesita una pequeña cantidad de hierro.
Estas materias primas son de bajo costo y están ampliamente distribuidas, lo que las convierte en materiales de construcción relativamente económicos. Entre ellos, la piedra caliza (carbonato de calcio) es la materia prima clave y representa entre el 60% y el 67%. Puede mejorar significativamente las propiedades del cemento, como la resistencia a la compresión, la demanda de agua, la trabajabilidad y la durabilidad.
- Usos de la piedra caliza en el cemento
- Yeso en cemento Portland
- Cenizas volantes en el cemento Portland
Los aditivos para el cemento Portland.
Después de calcinar las materias primas para convertirlas en clinker, se muelen junto con aditivos para convertirlas en cemento Portland calificado. Por tanto, la elección de los aditivos es igualmente importante.
- Agregar entre un 3% y un 4% de yeso puede evitar que el cemento se endurezca demasiado rápido y controlar el tiempo de fraguado.
- La diatomita de alta calidad que contiene más del 80% de sílice ayuda a aumentar el contenido de sílice del producto y reducir los costos del concreto.
- Entre el 15 % y el 35 % de las cenizas volantes o volcánicas añadidas al OPC pueden convertirse en cemento Portland puzolana (PPC). El PPC es mejor para pisos de cemento, cimientos de edificios y extensiones de reparaciones de casas.
- La escoria se agrega al cemento para formar el cemento de escoria Portland (PSC). Tanto este como el PPC son variantes de cemento mezclado más adecuadas para una construcción duradera.
¿Cómo se fabrica el cemento Portland?
Según los diferentes métodos de preparación de la materia prima, la fabricación de cemento se divide en proceso húmedo y proceso seco . Depende de si la mezcla y molienda de las materias primas se realiza en condiciones secas o húmedas.
El proceso húmedo es básicamente el mismo que el proceso seco. Se divide en tres etapas: preparación de materias primas, calcinación del clinker y molienda del cemento. La siguiente es una típica fábrica de cemento Portland en Nigeria:
- 1 Prepare las materias primas: mezcle las materias primas, triture hasta 5-10 mm y muela hasta 0,5 mm para preparar las materias primas. Si se utiliza el proceso seco, la materia prima se seca hasta una humedad del 1%-2%. El proceso húmedo mezcla la materia prima con un 32-36 % de agua y la muele hasta obtener una pasta.
- 2 Calcinación: La harina cruda se calcina en un enorme horno cilíndrico de cemento Portland de acero. Los combustibles pueden ser fósiles como el carbón, el hueso de olivo y los lodos de depuradora. El material se sinteriza a 1450°C (2640°F) para formar clinker esférico gris, de aproximadamente 1 a 3 cm de tamaño.
- 3 Molienda: El clinker, cuando se enfría a 100°C (212°F), se mezcla con 3%-5% de yeso (a veces mezclado con aditivos) y se muele. Finalmente se obtienen productos de cemento con una finura cualificada.
- La lechada de materia prima del proceso húmedo tiene fluidez, por lo que la uniformidad es mejor y la calidad del clinker es mayor.
- El proceso húmedo tiene bajo contenido de polvo en el taller y fácil transporte.
- El proceso seco ahorra energía, tiene una alta eficiencia de producción y menos aguas residuales, lo que puede satisfacer las necesidades de producción de las grandes plantas de cemento.
- El proceso seco es más adecuado para la producción de clinker con una alta proporción de silicio y una alta proporción de alúmina.
Los tipos de cemento Portland
Están estandarizados cinco tipos de cemento Portland:
- Ordinario (Cemento Portland Tipo 1) : Cemento común o de uso general para obras de construcción, tales como construcción de puentes, embalses, alcantarillas, alcantarillas y estructuras ferroviarias, y tanques.
- Modificado (cemento Portland Tipo 2) : Uso general, especialmente cuando se requiere una resistencia moderada a los sulfatos o un calor de hidratación moderado. Se endurece más lentamente que el cemento Tipo 1 y genera menos calor a medida que fragua.
- Alta resistencia temprana (cemento Portland tipo 3) : cemento hidráulico de uso especial, bajo en álcali. Se utiliza para fabricar hormigón para la construcción de edificios, reparaciones, lechadas o aplicaciones de mortero.
- Baja temperatura (cemento Portland Tipo 4) : También se le llama Cemento de Endurecimiento Extra Rápido. Se utiliza en el hormigonado de hormigón en climas fríos, para fijar rápidamente el cemento.
- Resistente a los Sulfatos (cemento Portland Tipo 5) : Se utiliza en lugares que tienen alta exposición a los sulfatos.
De estos, el cemento Portland ordinario (OPC) es el cemento más utilizado en la construcción industrial y residencial. Tiene 3 grados, a saber, 33, 43 y 53, que indican la resistencia a la compresión obtenida después de 28 días de fraguado.
OPC 43 es el mejor cemento para enlucir paredes exteriores e interiores de edificios residenciales de poca altura. OPC 53 es el mejor cemento para enlucir edificios de gran altura con una resistencia de hasta 70 MPa. La vida útil es de 3 meses, por lo que es fundamental proteger el cemento de la humedad.
Conclusión
El cemento Portland ha revolucionado la industria de la construcción. Sus excepcionales propiedades lo convierten en el material elegido para la construcción. Actualmente, la industria cementera está trabajando para reducir su huella de carbono, buscando el reemplazo del cemento Portland. FTM Machinery está aquí para ofrecerle la maquinaria de cemento más avanzada.
Referencias- ¿Qué es el cemento Portland?
- Tipos de cemento Portland
- Composición del cemento Portland
- Adhesivos para cemento Portland
