Proceso de prueba industrial planta cemento , optimizar el SO3 en el cemento.

1. Informe de Resultados.
SO3 Óptimo en cemento P-400 CR.
Área: Molino de Cemento, Planta Coronel.
Subgerente de Planta: José Castro R.
Fecha: 25 noviembre 2022.
Tema: Optimización de SO3 en Cemento P-400 con Clinker Sampyo.
Preparado por: Gisella Carvajal V., Verónica del Pozo A.
Revisado por: María Paz Farías D.
La optimización del SO3 en el cemento P400, se realizó debido al cambio de Clinker que se está
utilizando para la producción de producto P400 y en esta ocasión con Clinker de origen Sampyo, por lo
tanto, se trabajará en el análisis de mejora, para lograr establecer una concentración de SO3% óptimo
en el cemento, parámetro que se definirá cuando se obtengan los resultados químicos, mecánicos y
físicos. lo que nos permitirá optimizar porcentaje factor de Clinker, y una disminución en los tiempos de
fraguado inicial.
Objetivos:
- Determinar concentración de %SO3 óptimo, para optimizar factor de Clinker en el cemento
P400.
- Determinar concentración de %SO3 optimizó, para disminuir tiempo de inicio de fraguado
inicial.
- Determinar concentración de %SO3 óptimo, para lograr un mejor performance del Cemento
P400 en Hormigones.
- Analizar calorimetría en laboratorio externo, para verificar balance de sulfatos en cemento.

2. Desarrollo:
Se realiza el 10 de noviembre en el turno A, con la cooperación de operador de sala control, operador de
terreno y laboratorista de turno.
Se utiliza el Silo 1 de P-400, con una duración de 2 horas máximo.
La dosificación de este cemento se realizó con:
• Factor de Clinker: 80%
• Retenido 45 um: 1.8%
• Mic: 75/25 (Puzolana/ Ceniza)
Se tomó como acciones previas lo siguiente:
• Nivel de silo mayor al 50%, para disminuir impacto de cambio en el % SO3 en el Cemento P400.
• Se aseguró que existe espacio en el silo para realizar la prueba industrial.
• Que se pueda seguir la molienda para compensar las variaciones por el ensayo del yeso.
La Ejecución de la molienda Industrial, fue la siguiente:
• Se subió la alimentación de yeso a la molienda a un 7%.
• Se espera alrededor de 30 minutos para iniciar con la toma de la primera muestra “puntual”.
• Se esperó 15 minutos para tomar la segunda muestra puntual.
• Se tomó muestras con intervalos de 10 minutos.
• Transcurridos 35 minutos desde iniciada la prueba con el yeso en 7%, se llevó la banda de yeso
a 2% por 45 minutos.
• Realizada la modificación de la banda de yeso, se tomó la primera muestra puntual a los 15
minutos, y 3 muestras más con intervalos de 10 minutos.
• Cumpliendo con todos estos pasos, se da por finalizada la prueba.

3. Evaluación Cemento P400
Estas acciones fueron realizadas con el compromiso de la seguridad de cada uno de los
involucrados. También cada área desarrolla el aseguramiento de la calidad con los siguientes puntos:
Laboratorio:
- Muestras de cemento a colectar son de aproximadamente 5 a 7 kg cada una.
- Cada muestra de cemento se identifica debidamente y por separado.
- Cada muestra se homogeniza correctamente y por separado.
- A cada muestra se le analiza el % SO3.
- Se clasifican las muestras (mínimo 5) que se consideran adecuadas para ensayos físicos y
químicos. La idea es seleccionar muestras que cubran el rango mínimo y máximo de % SO3 para
medir comportamiento de Tiempos de Fraguado y Resistencias a Compresión.
Proceso:
- Posibilidad de trabajar romana en manual para permitir incremento y disminución de yeso.
- Romanas de puzolana y clinker no se alteran en su dosificación.
Yeso 7%

4. Resultados:
Luego de la toma de 8 muestras, se seleccionan 6 para realizar la curva de la optimización de
SO3 en el cemento P-400:

5. Se destaca en color verde las barras donde entregan mejor resultados apuntando a un SO3 más
alto de lo que siempre se ha apuntado en Cemento P-400 Coronel, ya que su indicador era 2.3%.
La resistencia a 1 día y 7 días, con valores altos de SO3 son muy favorables, aumentando a 22
Mpa a 1 día, y 43 Mpa a 7 días. También el tiempo inicial de fraguado disminuyó.
Aquí podemos ver las diferencias de resistencias mecánicas con los parámetros de SO3:
Por lo cual con estos valores hay oportunidad de optimización de Clinker, asegurando que su
utilización sea Sampyo. También se debe destacar la disminución del tiempo de fraguado apuntando al
3.2% de SO3, considerando que el sampyo es lento su inicio con el antiguo parámetro de trióxido de
azufre.

6. Se presenta en la siguiente gráfica, con los tiempos de fraguado:
Se destaca en barras de color verde, donde hay mejores resultados con inicio de fraguado más
óptimo que concuerda con las altas resistencias mecánicas altas en el cemento P-400 CR, que el resto de
las pruebas. La M6 y M7 son fraguados con inicios más rápidos, pero las resistencias inciales en promedio
fueron 12 Mpa, que está fuera del parámetro comercial.

7. En la siguiente gráfica se compara los tiempos con el cemento P-400 CR de línea, y el óptimo
Estos resultados son potenciales para mejorar la calidad del Cemento P-400, así se puede
entregar un mejor producto a los clientes quienes consumen este producto, pero a la vez se puede
optimizar consumos en la Planta de Coronel, ya sea de Clinker o como de energía, fabricando el cemento
más grueso.

8. Ensayo de Calorimetría en pasta de cemento
La calorimetría nos permite medir el calor perdido o ganado durante la cinética de reacción de
la hidratación del cemento (hidratación de fases cristalográficas). Este calor de hidratación medido en
función del tiempo puede usarse para describir la reactividad, la resistencia mecánica, los tiempos de
fraguado y el desequilibrio de sulfato.
(A) peak de calor inicial asociado con la disolución del cemento y la hidratación inicial
(B) período durmiente, asociado con poca liberación de calor en una fase de hidratación controlada y lenta
(C) peak de hidratación principal, asociado principalmente con las reacciones de hidratación de Alita que contribuyen al
fraguado y desarrollo de resistencia inicial, con un máximo en (D);
(E) punto de extinción de sulfatos solubles.
(F) reacción acelerada de aluminato de calcio (formación monosulfato)
Cuando el peak "F" ocurre antes o durante el peak "D", se esperan problemas en el cemento relacionados con el fraguado
(retraso o aceleración) y pérdida de trabajabilidad en concreto y mortero. Para facilitar la detección del agotamiento de
sulfato, se debe hacer una adición gradual de sulfato de calcio soluble al sistema en pruebas de calorimetría (SILVA et. al,
2011), y si hay un desequilibrio de sulfato, se puede observar un desplazamiento del peak "F".
Se evalúa la calorimetría a cada una de las muestras de modo de verificar el balance de sulfato;
evaluación realizada a 24hrs, 48 y 72hrs, lo que permite poder evaluar el desempeño del cemento a
edades iniciales como proyecciones de resistencias a 28 días.

9. La curva calorimetrica muestra como los resultados de las evaluaciones de las muestras con
%SO3 menor a 2,99% (curva roja) se ve un desbalance de sulfato (Peak “F” mayor “D”) concidición dada
para cementos que contienen bajo sulfato soluble. Pero por otro lado, las muestras M0 y M2 (curva
amarilla y verde) con valores de %SO3 en 3,42% y 3,20%, presentan un buen balance de los sulfatos, con
peak F menor que peak D; confirmado por las determinaciones a 24, 48 y 72hrs de desarrollo de calor.

10. Estos resultados reflejan que hay mejor calidad y potencial del cemento P400 CR en las
dosificaciones entre 3.2% y 3.4% de SO3. Debido a que el límite de la Norma 148 of 68, para un cemento
Portland Puzolánico debe ser de máximo 4% de Trióxido de azufre, se determina apuntar a 3,2%.
Consideraciones:
En Coronel siempre se ha dosificado un % mínimo de Trióxido de azufre a comparación de las
otras moliendas. Por tanto este salto es importante para el consumo de las MM.PP de Coronel.
Este ajuste de SO3 mejorará el desempeño del cemento como el de hormigones, ya que llegando
un acuerdo transversal entre ambos organismos se puede optimizar costos de dosis d cementos en
Hormigones, como consumo de Clinker en Cementos.
Los tiempos de fraguado con Clinker coreano han tenido una tendencia histórica con retardos
en los tiempos iniciales con el comportamiento de las MM.PP que se consumen en Coronel. Con este
nuevo ajuste se pude acelerar los inicios para conveniencia de Hormigones y Cementos.