El cemento portland se fabrica en cuatro etapas básicas:
- Trituración y molienda de la materia prima.
- Mezcla de los materiales en las proporciones correctas, para obtener el polvo crudo.
- Calcinación del polvo crudo.
- Molienda del producto calcinado, conocido como clínker, junto con una pequeña cantidad de yeso.
Existe una gran variedad de cementos según la materia prima base y los procesos utilizados para producirlo, estos se clasifican en:
- Procesos de vía seca
- Procesos de vía húmeda.
Procesos de Fabricación
1. Selección de materias Primas
El caolín es una arcilla con alto contenido de alúmina que se utiliza para la fabricación del cemento blanco.
- Caliza: Se encuentra en las capas superficiales de muchos cerros y montañas, en depósitos de profundidad variable, Los hay de más de 200 metros. Para la fabricación de cemento se sacan volúmenes muy grandes porque la caliza representa el 80% de las materias primas que forman el clínker. Por eso conviene que esté cerca de la planta; de no ser así el costo del cemento se elevaría demasiado por razón del acarreo.
- Pizarra: Se les llama "pizarra" a las arcillas constituidas principalmente por óxidos de silicio de un 45 a 65%, por óxidos de aluminio de 10 a 15%, por óxidos de hierro de 6 a 12% y por cantidades variables de óxido de calcio de 4 a 10%. La pizarra representa aproximadamente un 15% de la materia prima que formará el clínker. Como estos minerales son relativamente suaves, el sistema de extracción es similar al de la caliza, sólo que la barrenación es de menor diámetro y más espaciada, además requiere explosivos con menor potencia.
- Sílice: Eventualmente se agregan arenas sílicas que contienen de 75% a 90% de sílice, para obtener el óxido de silicio requerido en la mezcla cruda. Los jales son un desecho de las minas, rico en óxido de silicio.
- Hematita: Al material que aporta mineral de hierro se le llama 'hematita', aunque pueden ser diversos minerales de hierro o escoria de laminación. La hematita contiene entre 75 y 90% de óxido férrico. Con estos minerales se controla el contenido de óxido férrico de la mezcla. La hematita constituye entre el 1 y 2% de la mezcla cruda.
- Caolín: El caolín es una arcilla con alto contenido de alúmina que se utiliza para la fabricación del cemento blanco.
2. Trituración
Una vez se extraen las materias primas (calizas y arcillas) de la cantera, se transportan a la planta y se trituran.
3. Prehomogenización
Una banda transporta el material; éste es analizado por un equipo de rayos gamma; luego pasa al patio de prehomogenización.
En el molino de crudo se pulveriza el material (harina), luego pasa al silo de homogenización.
8. Transformación del clínker en cemento
Para producir cemento se parte del clínker. Al material proveniente de la pulverización del clínker se le agrega yeso sin calcinar, así como otros materiales que no sean nocivos para el comportamiento posterior del cemento y obtener uno de los tipos de cemento que se refieren a las diferentes normas. Para obtener un cemento con mayor resistencia se requiere agregar el yeso necesario solamente.
Cierta relación de clínker y yeso ofrecen una resistencia inicial un día después de fraguar.
Yeso: El yeso que usa es el sulfato de calcio dishidratado. Es decir, un yeso natural, porque también hay yesos sintéticos (proveniente como subproducto de un proceso). Regula la hidratación y el fraguado del cemento mediante una reacción con el aluminato tricálcico. Al formar el sulfoaluminato tricálcico, la mezcla se va hidratando poco a poco y además acelera la hidratación del silicato tricálcico.
Puzolana: Hay puzolanas naturales y artificiales, hechas a base de arcillas activadas. La puzolana natural es un material volcánico. Se utiliza en la elaboración del cemento por la contribución a las resistencias mecánicas y al ataque de agentes agresivos del medio; aunque la puzolana por sí sola no tiene propiedades hidráulicas, combina su contenido de sílice con la cal que libera el cemento al hidratarse, para formar compuestos con propiedades hidráulicas.
9. Envase y Embarque
El cemento se ensaca o se descarga en un camión cisterna para su transporte por carretera o ferrocarril.
