Cemento Portland
El cemento Portland es un conglomerante o cemento hidráulico que, cuando se mezcla con áridos, agua y fibras de acero discontinuas y discretas tiene la propiedad de conformar una masa pétrea resistente y duradera denominada hormigón.
Es el más usual en la construcción y es utilizado como conglomerante para la preparación del hormigón (llamado concreto en varias partes de Hispanoamérica).
Suele poseer un color gris pizarra intenso o bien un color marfil pálido (en cuyo caso se hace llamar cemento blanco).
La fabricación del cemento Portland se da en tres fases: Las materias primas para la producción del portland son minerales que contienen: La extracción de estos minerales se hace en canteras, que preferiblemente deben estar próximas a la fábrica.
Con frecuencia los minerales ya tienen la composición deseada; sin embargo en algunos casos es necesario agregar arcilla, o bien carbonato de calcio, o bien minerales de hierro, bauxita, u otros minerales residuales de fundiciones.
La mezcla es calentada en un horno especial, con forma de un gran cilindro (llamado kiln) dispuesto casi horizontalmente, con ligera inclinación, que rota lentamente.
Se forma también una pequeña cantidad de aluminato tricálcico (Ca3Al) y ferroaluminato tetracálcico (Ca4AlFe).
El clínker puede ser conservado durante años antes de proceder a la producción del cemento, con la condición de que no entre en contacto con el agua.
Para mejorar las características del producto final al clínker se agrega aproximadamente el 2 % de yeso (aljez) y la mezcla es molida finamente.
El cemento obtenido tiene una composición del tipo: Cuando el cemento Portland se mezcla con agua se obtiene un producto de características plásticas con propiedades adherentes que solidifica en algunas horas y endurece progresivamente durante un período de varias semanas hasta adquirir su resistencia característica.
El endurecimiento inicial es producido por la reacción del agua, yeso y aluminato tricálcico, formando una estructura cristalina de calcio-aluminio-hidrato, estringita y monosulfato.
En ambos casos, las estructuras que se forman envuelven y fijan los granos de los materiales presentes en la mezcla.
El yeso, o aljez, se agrega generalmente al clínker para regular el fraguado.
Su presencia hace que el fraguado se concluya aproximadamente en 45 minutos.
El yeso reacciona con el aluminato tricálcico para formar una sal expansiva llamada etringita.
[4] 3 CaOAl2O3 + 3 CaSO4·2H2O + 26 H2O → 3CaOAl2O3·3CaSO4·32H2O Los módulos son valores característicos de cada cemento o cal, que permiten conocer en qué relación se encuentran, porcentualmente, los diversos componentes en el producto final.
Dado que su empleo en el futuro seguirá vigente, es necesario reducir su impacto ambiental, por lo que existen una serie de acciones dirigidas a mitigar el impacto de la industria en cuanto a polución y eficiencia energética.
[6] El uso del cemento Portland empleado junto a compuestos naturales como el suelo para producir ladrillos de tierra-cemento, puede tener efectos ambientales positivos frente a alternativas más tradicionales como el ladrillo convencional o los bloques de cerámica.
Como el tipo II, se debe preparar el concreto de cemento portland tipo IMS con baja relación agua materiales cementantes para que se garantice la resistencia a los sulfatos.
Los cementos Portland especiales son los que se obtienen del mismo modo que el cemento Portland normal, pero tienen características diferentes a causa de variaciones en el porcentaje de los componentes que lo conforman.
