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1. 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 aglomerante para la preparación del hormigón
(llamadoconcreto en Hispanoamérica). Como cemento hidráulico tiene la propiedad
de fraguar y endurecer en presencia de agua, al reaccionar químicamente con ella para
formar un material de buenas propiedades aglutinantes.
Fue inventado en 1824 en Inglaterra por el constructor Joseph Aspdin. El nombre se debe
a la semejanza en aspecto con las rocas que se encuentran en la isla de Pórtland, en el
condado de Dorset. A diferencia de lo que muchos creen, su origen no está relacionado
con Portland, Oregón, EE. UU..
Índice
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 1 Fabricación del cemento Portland
o 1.1 Reacciones de formación del clínker
o 1.2 Reacciones de hidratación
o 1.3 Función del yeso
o 1.4 Módulos
o 1.5 El proceso explicado gráficamente
 2 Cementos Portland especiales
 3 Tipos de cementos Portland
 4 Etapas de la fabricación del cemento
 5 Cualidades del cemento
 6 Referencias
 7 Bibliografía
 8 Enlaces externos
Fabricación del cemento Portland[editar]
La fabricación del cemento Portland se da en tres fases:
 preparación de la mezcla de las materias primas,
 producción del clinker y
 preparación del cemento.
Las materias primas para la producción del portland son minerales que contienen:
 óxido de calcio (44 %),
 óxido de silicio (14,5 %),
 óxido de aluminio (3,5 %),
 óxidos de hierro (3 %)

2.  óxido de manganeso (1,6 %).
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.
Esquema de un horno.
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. La temperatura
aumenta a lo largo del cilindro hasta llegar a unos 1400 °C, que hace que los minerales se
combinen pero sin que se fundan o vitrifiquen.
En la zona de menor temperatura, el carbonato de calcio (calcáreo o caliza) se disocia
en óxido de calcio y dióxido de carbono(CO2). En la zona de alta temperatura el óxido de
calcio reacciona con los silicatos y forma silicatos de calcio (Ca2Si y Ca3Si). Se forma
también una pequeña cantidad de aluminato tricálcico (Ca3Al) y ferroaluminato tetracálcico
(Ca4AlFe). El material resultante es denominado clínker. El clínker puede ser conservado
durante años antes de proceder a la producción delcemento, con la condición de que no
entre en contacto con el agua.1
La energía necesaria para producir el clínker es de unos 1700 julios por gramo, pero a
causa de las pérdidas de calor el valor es considerablemente más elevado. Esto comporta
una gran demanda de energía para la producción del cemento y, por tanto, la liberación de
gran cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera, un gas de efecto invernadero.
Para mejorar las características del producto final al clínker se agrega aproximadamente el
2 % de yeso (aljez) y la mezcla es molida finamente. El polvo obtenido es el cemento
preparado para su uso.
El cemento obtenido tiene una composición del tipo:
 64 % óxido de calcio
 21 % óxido de silicio
 5,5 % óxido de aluminio
 4,5 % óxidos de hierro
 2,4 % óxido de magnesio
 1,6 % sulfatos
 1 % otros materiales, entre los cuales principalmente agua.
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.
El sucesivo endurecimiento y el desarrollo de fuerzas internas de tensión derivan de la
reacción más lenta del agua con el silicato tricálcico formando una estructura amorfa
llamada calcio-silicato-hidrato. En ambos casos, las estructuras que se forman envuelven y

3. fijan los granos de los materiales presentes en la mezcla. Una última reacción produce el
gel desílice (SiO2). Las tres reacciones generan calor.
Con el agregado de materiales particulares al cemento (carbonato de calcio (calcáreo))
o cal) se obtiene el cemento plástico, que fragua más rápidamente y es más fácilmente
trabajable. Este material es usado en particular para el revestimiento externo de edificios.
La calidad del cemento Portland deberá estar de acuerdo con la norma ASTM C 150.
En el 2004, los principales productores mundiales de cemento de Portland
fueron Lafarge en Francia, Holcim en Suiza y Cemex en México. Algunos productores de
cemento fueron multados por comportamiento monopolístico.
Reacciones de formación del clínker[editar]
Las reacciones de la formación del clínker, por fases de temperatura, son:
de 1000 a 1100 °C
3 CaO + Al2O3 → 3 CaOAl2O3
2 CaO + SiO2 → 2 CaOSiO2
CaO + Fe2O3 → CaOFe2O3
de 1100 a 1200 °C
CaOFe2O3 + 3 CaOAl2O3 → 4 CaOAl2O3Fe2O3
de 1250 a 1480 °C
2 CaOSiO2 + CaO → 3 CaOSiO2
La composición final será:
 51 % CaOSiO2
 26 % CaOSiO
 11 % CaOAl2O3
 12 % CaOAl2O3Fe2O3
Reacciones de hidratación[editar]
Las reacciones de hidratación, que forman el proceso de fraguado son:
6 CaOSiO2 + (x+3) H2O → 3 CaO2SiO2·xH2O + 3 Ca(OH)2
4 CaOSiO2+ (x+1) H2O → 3 CaO2SiO2·xH2O + Ca(OH)2
6 CaOAl2O3+ (x+8) H2O → 4 CaOAl2O3·xH2O + 2 CaOAl2O3·8H2O
3 CaOAl2O3 + 12 H2O + Ca(OH)2 → 4 CaOAl2O3·13H2O
4 CaOAl2O3Fe2O3 + 7 H2O → 3 CaOAl2O3·6H2O + CaOFe2O·3H2O
Estas reacciones son todas exotérmicas. La más exotérmica es la hidratación de
CaOAl2O3, seguida de la de CaOSiO2, y luego CaOAl2O3Fe2O3 y finalmente CaOSiO2.
Función del yeso[editar]
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 'estringita'.
3 CaOAl2O3 + 3 CaSO4·2H2O + 26 H2O → 3CaOAl2O3·3CaSO4·32H2O
Módulos[editar]
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. Para el cemento Portland se tiene:
Módulo hidráulico

4. Módulo de silicatos
Módulo silícico
Módulo de alúmina
El proceso explicado gráficamente[editar]
Cementos Portland especiales[editar]
Los cementos Portland especiales son los que se obtienen de la mismo modo que el
cemento Portland normal, pero tienen características diferentes a causa de variaciones en
el porcentaje de los componentes que lo conforman.
Tipos de cementos Portland[editar]
• TIPO I:cemento de uso general, no se requiere de propiedades y características
especiales • TIPO II: Resistente ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las
tuberías de drenaje (muros de contención, pilas, presas) • TIPO III: Altas resistencias a
edades tempranas, a 3 y 7 días • TIPO IV: Muy bajo calor de hidratación (Presas) • TIPO
V: Muy resistente acción de los sulfatos (Plataforma marina)
Etapas de la fabricación del cemento[editar]
 Explotación de materias primas: consiste en la extracción de las piedras calizas y las
arcillas de los depósitos o canteras, las cuales dependiendo de sus condiciones físicas
se hacen con los diferentes sistemas de explotación; luego el material se transporta a
la fábrica.
 Preparación y clasificación de las materias primas: una vez extraídos los materiales,
en la fábrica se reduce el tamaño de la caliza siguiendo ciertas especificaciones dada
para la fabricación. Su tamaño se reduce con la trituración hasta que su tamaño oscile
entre 5 y 10 mm.
 Homogeneización: consiste en mezclar las arcillas y calizas, que ya han sido
trituradas. Se lleva a cabo por medio de bandas transportadoras o molinos, con el
objetivo de reducir su tamaño hasta el orden de diámetro de medio milímetro. En esta

5. etapa se establece la primera gran diferencia de los sistemas de producción del
cemento, (procesos húmedos y procesos secos).
 Clinkerización: consiste en llevar la mezcla homogeneizada a hornos rotatorios a
grandes temperaturas, aproximadamente a 1450°C. En la parte final del horno se
produce la fusión de varios de los componentes y se forman gránulos de 1 a 3 cm de
diámetro, conocidos con el nombre de clínker.
 Enfriamiento: después que ocurre el proceso de clinkerización a altas temperaturas,
viene el proceso de enfriamiento que consiste en una disminución de la temperatura
para poder trabajar con el material. Este enfriamiento se acelera con equipos
especializados.
 Adiciones finales y molienda: una vez que el clínker se ha enfriado, se prosigue a
obtener la finura del cemento, que consiste en moler el clínker. Después se le adiciona
yeso con el fin de retardar el tiempo de fraguado.
 Empaque y distribución: esta última etapa consiste en empacar el cemento fabricado
en sacos de 50 kilogramos, (en Uruguay, desde abril del 2008 las bolsas que
contienen cualquier materia prima, sea portland, harina , etc. no puede superar los
25kg) teniendo mucho cuidado con diversos factores que puedan afectar la calidad del
cemento. Luego se transporta y se distribuye con cuidados especiales.
Cualidades del cemento[editar]
 Resistencia la resistencia a la compresión es afectada fuertemente por la relación
agua/cemento y la edad o la magnitud de la hidratación.
 Durabilidad y flexibilidad: ya que es un material que no sufre deformación alguna.
 El cemento es hidráulico porque al mezclarse con agua, reacciona químicamente
hasta endurecer. El cemento es capaz de endurecer en condiciones secas y húmedas
e incluso, bajo el agua.
 El cemento es notablemente moldeable: al entrar en contacto con el agua y los
agregados, como la arena y la grava, el cemento es capaz de asumir cualquier forma
tridimensional.
 El cemento (y el hormigón o concreto hecho con él) es tan durable como la piedra. A
pesar de las condiciones climáticas, el cemento conserva la forma y el volumen, y su
durabilidad se incrementa con el paso del tiempo.

6.  El cemento es un adhesivo tan efectivo que una vez que fragua, es casi imposible
romper su enlace con los materiales tales como el ladrillo, el acero, la grava y la roca.
 Los edificios hechos con productos de cemento son más impermeables cuando la
proporción de cemento es mayor a la de los materiales agregados.
 El cemento ofrece un excelente aislante contra los ruidos cuando se calculan
correctamente los espesores de pisos, paredes y techos de concreto.
Referencias[editar]
1. Volver arriba↑ Antecedentes Técnicos, Asociación de Fabricantes de Cemento
Portland, Argentina
Bibliografía[editar]
Gomà, Fernando (1979). Cemento portland y otros aglomerantes, El. Barcelona: Técnicos
Asociados, S.A. / ISBN 84-7146-192-7.
Enlaces externos[editar]
Investigación y publicaciones del Dr Ferran Goma sobre Química del cemento Pórtland y
otros aglomerantes.