Historia, obtención, tipos, aplicaciones y características del cemento.

1. Historia del Cemento
John Smeaton, ingeniero de Yorkshire (Inglaterra), al reconstruir en 1758 el faro de Eddystone en la
costa de Cornish, se encuentra con que los morteros formados por la adición de una puzolana (Roca
volcánica muy fragmentada y de composición basáltica; se utiliza como aislante en la construcción y
para la fabricación de cemento hidráulico.-Las puzolanas son materiales naturales o artificiales que
contienen sílice y/o alúmina.) a una caliza con alta proporción de arcilla eran los que mejores
resultados daban frente a la acción de las aguas marinas y que la presencia de arcilla en las cales, no
sólo las perjudicaba sino que por el contrario, las mejoraba, haciendo que estas cales fraguasen bajo el
agua y que una vez endurecidas fuesen insolubles en ella.
Puede decirse con acierto que el primer padre del cemento fue Vicat a él se debe el sistema de
fabricación que se sigue empleando en la actualiad y que propuso en 1817. Vicat fue un gran
investigador y divulgador de sus trabajos; en 1818 publicó su "Recherches experimentales" y en 1928
"Mortiers et ciments calcaires". En estos trabajos marca la pauta a seguir en la fabricación del cemento
por medio de mezclas calizas y arcillas dosificadas en las proporciones convenientes y molidas
conjuntamente. El sistema de fabricación que empleó Vicat fue el de vía húmeda y con él marcó el
inicio del actual proceso de fabricación. Este gran científico en 1853 empieza a estudiar la acción
destructiva del agua de mar sobre el mortero y hormigón.
En 1824, Joseph Aspdin, un constructor de Leeds en Inglaterra, daba el nombre de cemento portland y
patentaba un material pulverulento que amasado con agua y con arena se endurecía formando un
conglomerado de aspecto parecido a las calizas de la isla de Portland. Probablemente, el material
patentado por Aspdin era una caliza hidráulica debido, entre otras cosas, a las bajas temperaturas
empleadas en la cocción.
En 1838 Brunel emplea por primera vez un cemento procedente de la fábrica de Aspdin en el que se
había logrado una parcial sinterización por elección de una temperatura adecuada de cocción. Este
cemento se aplicó en la construcción de un túnel bajo el río Támesis en Londres.
Puede decirse que el prototipo del cemento moderno fue producido a escala industrial por Isaac
Johnson quien en 1845 logra conseguir temperaturas suficientemente altas para clinkerizar a la mezcla
de arcilla y caliza empleada como materia prima.
El intenso desarrollo de la construcción de ferrocarriles, puentes, puertos, diques, etc., en la segunda
mitad del siglo XIX, da una importancia enorme al cemento y las fábricas de éste, especialmente las de
cemento natural, empiezan a extenderse por doquier.
Es a partir de 1900 cuando los cementos portland se imponen en las obras de ingeniería y cuando
empieza un descenso veloz del consumo de cementos naturales.
Actualmente, el cemento portland ha llegado a una gran perfección y es el material industrializado de
construcción de mayor consumo Se puede decir que el cemento es el alma del hormigón, yendo
destinada, prácticamente, toda su producción a en lazar piedras sueltas para crear el material pétreo que
conocemos como hormigón.
Las investigaciones llevadas a cabo por los padres del cemento Michaelis y Le Chatelier, en 1870 y
1880, fueron fundamentales y muy meritorias para el desarrollo de este material. En ellas se apoya toda
la investigación actual que emplea técnicas de análisis muy sofisticadas y rápidas.

2. Obtención
Proceso de obtención del cemento:
1. Explotación de materias primas:De las canteras de piedra se extrae la caliza y la
arcilla a través de barrenación y detonación con explosivos, cuyo impacto es
mínimo gracias a la moderna tecnología empleada.
2. Transporte de materias primas: Una vez que las grandes masas de piedra han sido
fragmentadas, se transportan a la planta en camiones o bandas.
3. Trituración :El material de la cantera es fragmentado en los trituradores, cuya tolva
(embudo de depósito) recibe las materias primas, que por efecto de impacto y/o
presión son reducidas a un tamaño máximo de una y media pulgadas.
4. Prehomogenización: La prehomogenización es la mezcla proporcional de los
diferentes tipos de arcilla, caliza o cualquier otro material que lo requiera.
5. Almacenamiento de materias primas: Cada una de las materias primas es
transportada por separado a silos en donde son dosificadas para la producción de
diferentes tipos de cemento.
6. Molienda de materia prima: Se realiza por medio de un molino vertical de acero,
que muele el material mediante la presión que ejercen tres rodillos cónicos al
rodar sobre una mesa giratoria de molienda. Se utilizan también para esta fase
molinos horizontales, en cuyo interior el material es pulverizado por medio de
bolas de acero.
7. Homogenización de harina cruda: Se realiza en los silos equipados para lograr una
mezcla homogénea del material.
8. Calcinación: La calcinación es la parte medular del proceso, donde se emplean
grandes hornos rotatorios en cuyo interior, a 1400°C la harina se transforma en
clinker, que son pequeños módulos gris obscuros de 3 a 4 cm.
9. Molienda de cemento: El clinker es molido a través de bolas de acero de diferentes
tamaños a su paso por las dos cámaras del molino, agregando el yeso para alargar
el tiempo de fraguado del cemento.
10. Envase y embarque del cemento: El cemento es enviado a los silos de
almacenamiento; de los que se extrae por sistemas neumáticos o mecánicos,
siendo transportado a donde será envasado en sacos de papel, o surtido
directamente a granel. En ambos casos se puede despachar en camiones, tolvas de
ferrocarril o barcos.
Reacciones químicas involucradas
El cemento es una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio. Se obtienen mediante un proceso de

3. cocción a altas temperaturas de calizas y arcillas, en unos enormes hornos giratorios. El producto que
sale del horno giratorio se denomina clinker, cuando a este se le añade agua, se hidrata y solidifica
progresivamente, en este proceso se desprende calor.
La expresión de las fórmulas químicas, que suelen ser bastante complejas, se suelen expresar como
combinación de óxidos de calcio (CaO), silicio (SiO2) y aluminio (Al2O3).
1.1. Reacción inicial
Esta reacción química se da en el horno giratorio. Básicamente consiste en la descomposición de las
materias primas (arcilla y caliza, o margas) en óxidos, que posteriormente se combinan entre si. La
siguiente reacción es cualitativa.
(acá va la tabla)
Clasificación
La clasificación de los cementos se puede basar en diferentes criterios. La más básica distingue, en
principio, dos tipos de cemento:
1) Cemento Portland. Se obtiene por la molienda conjunta de clínker más un porcentaje de yeso,
que permite regular el fraguado. Sus características dependen de la composición del clínker, lo que
definirá la resistencia inicial y el calor de hidratación.
La norma ASTM C-150 de los EE.UU. clasifica a los cementos Portland en cinco tipos:
• Tipo I – Cemento Portland común, apto para toda obra que no requiera cementos con requisitos
especiales.
• Tipo II – Cemento Portland de moderado calor de hidratación y moderada resistencia a los
sulfatos, con un contenido máximo de 8% de C3A.
• Tipo III – Cemento Portland de alta resistencia inicial.

4. • Tipo IV – Cemento Portland de bajo calor de hidratación, con contenidos máximos de 35% de
C3S y 7% de C3A.
• Tipo V – Cemento Portland resistente a los sulfatos, con un contenido máximo de 5% de C3A y
la suma de C4AF + 2C3A, menor o igual a 20%.
2) Cemento con adiciones hidráulicas o potencialmente hidráulicas. Se obtienen tras la molienda
conjunta de clínker, yeso y una o más adiciones hidráulicas o potencialmente hidráulicas. Se
distinguen aquí los siguientes tipos:
1. Cementos puzolánicos. Material sílico-aluminoso que carece de propiedades aglomerantes por
sí solo, pero que las desarrolla cuando está finamente dividido y entra en contacto con agua, por
reacción química con el hidróxido de calcio a temperatura ambiente.
2. Cementos con cenizas volantes. Las cenizas volantes son polvos muy finos que son arrastrados
por los gases provenientes de una cámara de combustión de carbón pulverizado, el cual es
utilizado en centrales termoeléctricas. Estas cenizas tienen propiedades puzolánicas, por lo que
constituyen puzolanas artificiales.
3. Cementos siderúrgicos. Se obtiene por la molienda conjunta de clínker, escoria básica
granulada de alto horno y yeso.
4. Cementos sideropuzolánicos. También son llamados cementos siderúrgicos mixtos, y resultan
de la molienda conjunta de clínker, escoria básica granulada de alto horno, puzolana y yeso.
El Comité Europeo de Normas reglamentó la norma EN 197-1, en la cual se incluyen 27 tipos de
cemento. Esta norma además contempla la clasificación por resistencias en los grados 32,5, 42,5 y
52,5, cuya nomenclatura indica en MPa la resistencia característica a la compresión a los 28 días, en
mortero normal. En MPa. A los grados indicados se les agrega la letra R cuando los cementos son de
alta resistencia inicial.
Otras categorías:
• Cementos resistentes a los sulfatos
• Cementos resistentes al agua de mar
• Cementos de bajo calor de hidratación
• Cementos blancos.
• Cementos de aluminato de calcio
• Cementos de albañilería
Desarrollo Sustentable
Medio Ambiente
Aspecto negativo: La industria del cemento tiene un impacto ambiental negativo importante para la
salud, en función de su localización con relación a centros poblados. La industria del cemento incluye
las instalaciones con hornos que emplean el proceso húmedo o seco para producir cemento de piedra
caliza, y las que emplean agregado liviano para producirlo a partir de esquisto o pizarra. Se utilizan
hornos giratorios que elevan los materiales a temperaturas de 1400 °C. Las materias primas principales
son piedra caliza, arena de sílice, arcilla, esquisto, marga y óxidos de tiza. Se agrega sílice, aluminio y
hierro en forma de arena, arcilla, bauxita, esquisto, mineral de hierro y escoria de alto horno. Se
introduce yeso durante la fase final del proceso. La tecnología de hornos de cemento se emplea en todo
el mundo. Usualmente, las plantas de cemento se ubican cerca de las canteras de piedra caliza a fin de
reducir los costos de transporte de materia prima.
Los impactos ambientales negativos de las operaciones de cemento ocurren en las siguientes áreas del

5. proceso: manejo y almacenamiento de los materiales (partículas), molienda (partículas), y emisiones
durante el enfriamiento del horno y la escoria (partículas o "polvo del horno", gases de combustión que
contienen monóxido (CO) y dióxido de carbono (CO2), hidrocarburos, aldehídos, cetonas, y óxidos de
azufre y nitrógeno). Los contaminantes hídricos se encuentran en los derrames del material de
alimentación del horno (alto pH, sólidos suspendidos, sólidos disueltos, principalmente potasio y
sulfato), y el agua de enfriamiento del proceso (calor residual). El escurrimiento y el líquido lixiviado
de las áreas de almacenamiento de los materiales y de eliminación de los desechos puede ser una fuente
de contaminantes para las aguas superficiales y freáticas.
Aspecto positivo: Las plantas de cemento pueden tener impactos ambientales positivos en lo que se
relaciona con el manejo de los desechos, la tecnología y el proceso son muy apropiados para la
reutilización o destrucción de una variedad de materiales residuales, incluyendo algunos desperdicios
peligrosos. Asimismo, el polvo del horno que no se puede reciclar en la planta sirve para tratar los
suelos, neutralizar los efluentes ácidos de las minas, estabilizar los desechos peligrosos o como relleno
para el asfalto.
Social
El polvo, especialmente la sílice libre, constituye un riesgo importante para la salud de los empleados
de la planta cuya exposición provoca la silicosis. Algunos de los impactos mencionados pueden ser
evitados completamente, o atenuados más exitosamente, si se escoge el sitio de la planta con cuidado.
Economía
Los desechos de aceite, solventes, residuos de pintura y otros desperdicios inflamables, han sido
utilizados como combustibles suplementarios para los hornos de cemento. Esta práctica comenzó en los
Estados Unidos en 1979, para conservar energía y reducir los costos de combustible, y ha sido
satisfactorio en términos, tanto de la calidad del producto, como el impacto ambiental. Además,
algunos desechos sólidos pueden ser utilizados como combustibles, tal como las llantas gastadas. Los
requerimientos de materia prima pueden ser satisfechos, parcialmente, con los desperdicios
(rutinariamente usados) de otras industrias: yeso de las plantas de ácido fosfórico, piritas tostadas de la
producción de ácido sulfúrico, escoria de los altos hornos , y ceniza de las plantas termoeléctricas a
carbón.
Importancia y Relevancia en la economía.
Construcción: Este sector es muy importante en el desarrollo de un país ya que proporciona elementos
de bienestar básicos en una sociedad al construir puentes, carreteras, puertos, vías férreas, presas,
plantas generadoras de energía eléctrica, industrias, así como viviendas, escuelas, hospitales, y lugares
para el esparcimiento y la diversión como los cines, parques, hoteles, teatros, entre otros.
El sector de la construcción utiliza insumos provenientes de otras industrias como el acero, hierro,
cemento, arena, cal, madera, aluminio, etc., por este motivo es uno de los principales motores de la
economía del país ya que beneficia a 66 ramas de actividad a nivel nacional.
Debido a sus características, el cemento es utilizado para construcciones que requieren de gran firmeza
y resistencia, usándose para la construcción de cimientos y muros de grandes edificios y hogares.
Además es posible encontrarlo en la fabricación de monumentos y estatuas que adornan nuestra ciudad.
De este modo, podemos notar que el cemento se encuentra presente en casi cada rincón de nuestras
ciudades y hogares.

6. Aplicaciones
El cemento resulta muy adecuado para:
• Hormigones armados y simples.
• Reparaciones rápidas.
• Basamentos y contrapisos.
• Obras con elementos prefabricados.
• Cimentaciones.
Usos más comunes:
• Vertederos industriales.
• Alcantarillados.
• Ambientes marinos.
• Como morteros.
• Fundaciones y estructuras.
• Pavimentos de hormigón.
• Mezclas secas (bloques, viguetas, premoldeados, etc.)
• Hormigones compactados

7. Aplicaciones
El cemento resulta muy adecuado para:
• Hormigones armados y simples.
• Reparaciones rápidas.
• Basamentos y contrapisos.
• Obras con elementos prefabricados.
• Cimentaciones.
Usos más comunes:
• Vertederos industriales.
• Alcantarillados.
• Ambientes marinos.
• Como morteros.
• Fundaciones y estructuras.
• Pavimentos de hormigón.
• Mezclas secas (bloques, viguetas, premoldeados, etc.)
• Hormigones compactados