El documento describe el proceso de fabricación del cemento. Se extrae caliza de la cantera y se muele hasta obtener un polvo fino llamado "crudo" que se calienta a altas temperaturas en un horno para producir "clinker". Luego se muele el clinker junto con yeso para obtener el cemento, el cual se envasa y despacha. El cemento se usa comúnmente en la construcción por su capacidad de fraguar bajo el agua.

1. 1.- DEFINICIÓN:
El cemento es un producto artificial, que se obtiene de la transformación de una
materia prima, que puede estar compuesta de una mezcla de calizas, arcillas y
otros minerales, o simplemente de calizas. Esta materia prima finamente molida y
homogenizada, es llevada a altas temperaturas, a través de un horno ( rotativo o
vertical), de donde se obtiene un producto intermedio denominado clinker, del
cual, al molerse finamente con alrededor de 5 % en peso de yeso dihidrato, se
obtiene el cemento.El clinker de cemento puede definirse como el producto
granulado obtenido por tratamiento térmico hasta reblandecimiento fusión
parcial y sinterización de mezclas adecuadas de calizas y arcillas y,
eventualmente, de arenas y minerales de hierro. El clinker es la conversión a
elevadas temperaturas de mezclas de minerales naturales en una nueva escala de
minerales con propiedades hidráulicas obtenidas generalmente entre 1250 y
1450° C de temperatura .El vocablo “cemento”, proviene del termino“Opus
Caementitium” que utilizaron los romanos para identificar una mezcla,
denominada “Concreto Romano”, que obtenían usando agregados gruesos, cal,
polvo de arcilla y pusolana, la cual endurecía aun bajo el agua. Hoy, después de
2000 años de se comprueba que ya en tan remotas épocas, los romanos eran
dueños de un aglomerante hidráulico de excelente calidad, que nos ha dejado
como muestra los fabulosos monumentos arquitectónicos a un existentes.
2.CARACTERÍSTICAS GENERALES:
El cemento, a diferencia de otros aglomerantes, es unaglomerante hidráulico
porque posee la propiedad de endurecer en el aire y bajo el agua, debido a las
reacciones químicas que se producen entre el agua y los silicatos y aluminatos de
calcio, presentes en el cemento.
Los elementos minerales principales que debe contener la materia prima son:
El oxido de Calcio ( CaO ), el Bióxido de Silicio( SiO )
El Oxido de Aluminio ( Al203 ), y el Oxido de Fiero ( Fe2003 ), los cuales tienen
que estar relacionados entre si en proporciones pre – establecidas, con el objeto
de dar determinadas características al clinker que de ellos se obtiene .Estos
elementos pueden provenir de diferentes minerales, como por ejemplo: la Caliza
aporta el CaO, la Arcilla aporta SiO Y el Al203, la pirita o hematita aporta el
Fe203, etc; teniendo que proceder a mezclarlos previamente, o de una caliza que
contenga todos los elementos en las debidas proporciones, como es el caso muy
especial de la materia prima de la fabrica de Cementos Lima S.A. Ubicada en
Atocongo. Como se ha indicado anteriormente, la materia prima pasa por el
horno en donde, al elevarse su temperatura a 1450 ° C, se recombinan los cuatros
elementos antes indicados: Oxido de Calcio, Bióxido de Silicio, Oxido de

2. Aluminio y Oxido de Fierro,produciéndose el Clinker.Si el clinker fuera molido
finamente para ser utilizado como cemento, en el momento de su mezcla con el
agua fraguaría caside inmediato, no permitiendo de ésta manera, tanto su
manipuleo como su instalación, Por ésta razón, en el momento de la molienda del
Clinker, se le adiciona a éste, yeso dihidrato, con el objeto de retardar el tiempo
de fraguado.El cemento al mezclarlo con el agua presenta un tiempo de fraguado
inicial y un tiempo de fraguado final, acompañado degeneración de calor,
denominado “calor de hidratación” y un aumento de volumen.
El cemento se hidrata rápidamente cuando se encuentra en contacto con el medio
ambiente, por lo que es preciso, tratar de protegerlo de la humedad o usarlo lo
mas rápidamente posible .El cemento presenta un grado de finura tal, que
mientras más fino sean sus granos, más rápidamente se obtienen elevadas
resistencias mecánicas, pero existe el peligro permanente de producirse
contracciones por secado.
3. FABRICACIÓN DEL CEMENTO PÓRTLAND
La fabricación de cemento Pórtland, comprende las siguientes etapas:
3.1.EXTRACCIÓN DE LA CALIZA EN LA CANTERA:
3.1.1.Perforación y Voladura.
La primera operación es la perforación de los taladros en los bancos de trabajo de
hasta 15 metros de profundidad .Luego se cargan con explosivos, con el
denominado Anfo, y se procede a la voladura secuencial para lograr una mayor
eficiencia. En la cantera de Atocongo de Cementos Lima S. A. Se extraen
diariamente 12 000 toneladas de roca, de las cuales 8000 son de caliza apta para
el proceso y 4 000 de material estéril que cubre parte del yacimiento.
3.1.2.CARGUÍO Y ACARREO
Después de realizada la voladura, siguen las operaciones de carguío y acarreo
utilizando cargadores frontales de 7,6 m y camiones de 50 toneladas. Tractores de
oruga del TipoD10N complementan éstas labores.
REDUCCIÓN DEL TAMAÑO DE LA CALIZA Y
SUHOMOGENEIZACION:
Para obtener el clinker, que es el material intermedio entre la caliza y el cemento,
es preciso reducir el tamaño de la caliza, extraída de la cantera, hasta polvo fino
denominado crudo uniformizar su calidad y pasarlo a través del horno .Para
lograrlo esto, la caliza pasa sucesivamente por la chancadora Primaria,
Chancadora Secundaria y zarandas, Pre -homogeneización, molidos de crudos y
silo de homogeneización.
3.2.1.CHANCADORA PRIMARIA:
La caliza extraída de la cantera es llevada a la chancadora primaria, que es del
tipo denominado “cono”, que la tritura por presión reduciendo su tamaño de 1.5
metros hasta un mínimo de 40 Cm, depositándola en una cancha de
Almacenamiento que tiene capacidad de 200 000 toneladas. Su capacidad de

3. producción es de 1 500 toneladas por hora.
3.2.2.CHANCADORA SECUNDARIA Y ZARANDAS
De la cancha de la chancadora primaria, la caliza se transporta a la chancadora
secundaria, dosificada según ley,en donde se reduce su tamaño de 40 Cm. A un
mínimo de 18mm. La capacidad de ésta unidad es de 600 toneladas por hora .Las
zarandas que existen en éste circuito, se encargan deseparar la caliza menor de 18
mm. Para enviarla a la cancha de Pre - homogeneización y los tamaños más
gruesos regresan a la chancadora para terminar su proceso.
3.2.3.PREHOMOGENEIZACION
La cancha de pre - homogeneización es del tipo “circular “de 108 m. De diámetro
y tiene una capacidad de 110 00toneladas. Su funcionamiento es automático. La
caliza se deposita en capas sucesivas horizontales por medio de una faja
telescópica apiladora que recorre un ángulo prefijado .Una vez conseguida la
altura necesaria de una ruma de se pasa a preparar otra. Mientras tanto la ruma
anterior es recuperada en forma perpendicular a su apilamiento ,originándose un
efecto de mezcla uniforme. De allí la caliza se traslada, mediante fajas, a los silos
de alimentación del Molino de Crudo.
3.2.4.MOLIENDA Y HOMOGENEIZACION
En el Molino de Crudo se realiza la última reducción de tamaño de la caliza, 18
mm. A un estado polvoriento. El Molino de Crudo es un tubo de 4.4m. de
diámetro por 15.75m. de largo, gira a razón de 15 rpm. Y en su interior se
encuentra300 toneladas de bolsas de acero de diferentes tamaños. La caliza se
pulveriza por el impacto de estas bolas. La capacidad de producción de este
molino es de 350 a 400 toneladas por hora. El polvo producido se denomina
“crudo” y es conducido por medio de fajas transportadoras al silo de
homogeneización, donde se afina su calidad con el objeto de que al alimentarse al
horno sea lo mas uniforme posible.
3.3.OBTENCIÓN DEL CLINKER:
3.3.1.PRE – CALENTADOR
Consta de cuatro etapas de ciclones que se encuentran ubicados uno encima del
otro, en un edificio de 70 m de alto. El crudo homogeneizado se alimenta por el
extremo superior de este pre – calentador, pasando a través de los ciclones en
donde se calienta por acción delos gases generados en el quemador del horno.
3.3.2.HORNO
El crudo se comienza a descarbonatar en el precalentador e ingresa al horno en
donde por efecto del calor generado por acción del petróleo N° 6 o del carbón, en
un quemador situado en el extremo de la salida, sufre transformaciones físicas
yquímicas, llegando a “clinkerizarse” a temperaturas del ordende los 1 400 a 1
500 °C, obteniéndose el producto intermediodenominado 2clinker”.El material

4. avanza por el interior del horno, que es un tubode 5.2m. de diámetro por 85 m.
De largo y que gira hasta 3rpm.; tiene una capacidad de producción de 5 000
toneladas por día.
3.3.3.ENFRIADOR
El clinker descargado por el horno, pasa a la tercera parte del circuito de
clinkerizacion, que es el enfriador. Este consta de varias superficies escalonadas
compuestas por palcas fijasy móviles alternadas, con unos pequeños orificios por
donde pasa el aire que es insuflado por la parte inferior, por la acción de 9
ventiladores con le objeto de enfriar el clinker hasta alrededor de los 100 °C. En
la parte final de esta unidad se encuentra una trituradora de rodillos, accionada
por motores hidráulicos.
3.4.MOLIENDA DEL CEMENTO
El clinker , se transporta a una Cancha de Almacenamiento en donde termina su
proceso de enfriamiento para ser posteriormente alimentado a los molinos de
Cemento, conjuntamente con el yeso dihidrato .En esta etapa se obtiene
finalmente el Cemento, mediante 2molinos de bolas de 4,4 m., de diámetro por
14,4 m., de largo en cuyo interior, revestido de blindajes de acero, se encuentran
300toneladas de bolas de acero de diferentes tamaños. La capacidad de cada una
de estas unidades es de alrededor de 120 toneladas por hora. Los molinos, para
mejorar la uniformidad del cemento, trabajan en circuitos cerrados con barrido de
aire y están provistos de dos separadores centrifugados cada uno, que permiten
clasificar las partículas, que salen del molino en dos grupos: a .Las que por su
menor tamaño son arrastradas por la corriente de aire y que constituyen el
producto final, yb .Las más gruesas que caen por gravedad y son regresadas al
molino para terminar su proceso de molienda. Los separadores están provistos de
un sistema de regulación que permite ajustar los parámetros que se deseen. De
esta manera, se puede ofrecer un cemento con una calidad uniforme y controlada.
Finalmente, el cemento es trasladado a los silos del envase, por medio de una faja
transportadora y/o un sistema de bomba neumática.
3.5.ENVASE Y DESPACHO DEL CEMENTO
Las materias primas que se usan para la fabricación del clinker, aportan con 4
óxidos fundamentales: SiO2 , Al2 O3, Fe2O3 y CaO, mientras que el MgO,
Na2O, y K 2O, pueden considerarse como accidentales debido a su pequeño
porcentaje .Por consiguiente, la composición química del clinker se presenta por
medio del sistema cuaternario:CaO – SiO2– Al2O3– Fe2O3 Estos óxidos vamos
a describirlos brevemente de la siguiente manera:
4.1.OXIDO DE CALCIO:
Se ha descrito al estudiar la cal.
4.2.BIÓXIDO DE SILICIO :
Se encuentra en abundancia en la naturaleza, formando parte de los silicatos, en

5. las variedades cristalizadas cuarzo ß, tridimita r, cristobalita ß y en forma vitrea
en la silicie fundida.La sílice pura o cuarzo ß, establece a la temperatura
ordinaria, se transforma a 573 °C en cuarzo α, cristalizando en prismas
hexagonales ( densidad: 2,65 y dureza: 2,7 ); a 870 °C se obtiene la tridimita α,
de las que existen la variedad α, β y r ( densidad: 2,28 ) ya 1 470 °C se forma la
cristobalita α ( densidad: 2,33 ), se funde a 1710 °C ( densidad: 2,20 ) , ocupando
este cuarzo vitreo un volumen mayor que el cuarzo β.Para que el cuarzo se
transforme en tridimita y cristobalita hay que calentar muy despacio, pues
ordinariamente a los 1 600 °C. Forma una masa vitrea pastosa que no cristaliza al
enfriarse .Aunque la Sílice sea químicamente inerte a la temperatura ordinaria
,reacciona enérgicamente con las bases, a temperaturas elevadas, formando los
silicatos .El bióxido de silicio, a pesar de no unirse directamente con el aguase le
considera como anhídrido, formando gases del ácido silícico que, aunque no se
hayan aislado, se les puede considerar como hidratos SiO2,H2O ó SiO3H2( ácido
metasilícico ), y el SiO2, 2H2O óSiO4H4( ácido ortosilícico ), aun con mas
moléculas de agua y bióxido de silicio se forman compuestos muy complejos.
4.3.OXIDO E ALUMINIO:
Llamado también alumina, se encuentra en la naturaleza en forma de corindon
incoloro, se funde a 2 505 °C,cristalizando en numerosas formas por
enfriamiento. Tiene una densidad de 4 y un a dureza de 9 en la escala de Mohs.La
alumina se halla combinada en la arcilla ( 2SiO2Al2O3. 2H2O ) y la eliminación
de la sílice da origen a la formación de dos óxidoshidratados, el diásporo
( Al2O3. H2O ), y la hidrargirita ó gibsita ( Al2O3.3H2O ), siendo la bauxita una
mezcla de ambas en diferente proporción.La alumina obtenida por precipitación
forma con el agua, un gelcristalizando con el tiempo en forma de hidrargirita.La
alumina no se forma al fraguar el cemento Pórtland, pero sí en el del cemento
Aluminoso.
4.4.OXIDO FERRICO:
Es muy abundante en la naturaleza,constituyendo el mineral de hierro llamado
oligisto y hematites roja.En el cemento Pórtland se encuentra en dosis pequeñas,
puesprovienen de las impurezas de las arcillas, pero en los cementosaluminosos
alcanzan proporciones importantes procediendo de labauxita. Este oxido da el
color al cemento. Se parece a la alumina,cambiándose principalmente con la cal.
Existen dos óxidos férricoshidratados amorfos, uno de color amarillo y el otro
rojizo de formula:Fe(OH)3, H2O.Estos óxidos de calcio, silicio, aluminio y
hierro se combinan,formando un compuesto de tres o más elementos; pero para
facilitar su estudio se les considera formados por dos, y como casi todos se hallan
combinados con el oxigeno, consideraremos a los compuestos mas complicados
como formados por la agrupación de los óxidos,
como se hace en mineralogía al estudiar los silicatos, y en otros casos, como sales
del hipotético ácido silico o alumino silicico. Así, elortosilicato calcio se le puede
considerar formado por la combinación de los dos óxidos: 2CaO, SiO2, o bien
SiO4Ca2, como si fuera la salcalcica del ácido ortosilicico SiO4H, que representa

6. bien sucomposición, pero no su estructura, pues se ha comprobado, alestudiar con
rayos x, que la estructura de las moléculas de lossilicatos están formados por
complejos de silicio-oxigeno, en los queel silicio forma cadenas con dos átomos
de oxigeno. Por otro lado,las combinaciones del silicio-oxigeno solo existen en
un estado sólidoy no dan iones libres, por lo que a los compuestos de los silicatos
nose los puede considerar ionizados en el agua.
4.5. SILICATOS DE CALCIO:
El oxido de calcio y el bióxido de silicioreaccionan a elevada temperatura,
formando los siguientescompuestos:
Silicato monocálcico: ( SiO2CaO ) o metasilicato, existen dosvariedades, la α y
la β, que forman el mineral llamadoWollostonita, siendo estable hasta 1 150 °C,
transformándose enla variedad α, que se funde a 1 512 °C. Cristaliza en el
sistemamonoclínico, es inerte hidráulicamente, el agua no le ataca masque al
cabo de varios años. No se halla en el clinker del cementoPórtland.
• Silicato sesquicálcico: ( SiO23CaO ) Se disocia a 1 745 °C ensilicato bicálcico
y liquido, no encontrándose en el clinker decemento Pórtland, pulverizándose en
parte cuando se enfríalentamente.
• Silicato Bicálcico: ( SiO22CaO ) u ortosilicato, hay tres formas alotropicas: la
α, estable por encima de 1 410 °C, se funde a 2130 °C y por enfriamiento se
transforma en la forma β, a 1 420°C; y la forma r va acompañada de un aumento
de volumen del 10%, reduciéndose a polvo espontáneamente al enfriarse a la
temperatura ordinaria, apreciándose en las escorias de altos hornos y en los
cementos de Pórtland ricos en este compuesto.
• Silicato Tricálcico: ( SiO23CaO ) Es el principal constituyente del cemento
Pórtland. Se obtiene por sinterización calentado una mezcla de carbonato cálcico
y sílice a 1 400 °C. Tiene un peso especifico de 3,15, atribuyéndole las
resistencias iniciales del cemento Pórtland.
•Silicato Pentacálcico: ( SiO25CaO ) Se pulveriza espontáneamente por
enfriamiento lento como el silicato bicálcico y las escorias. Si se enfría
bruscamente y se mule es hidráulico, formándose hidrato de calcio y una masa
gelatinosa o coloidal que da origen a los esferalitos, que se aprecian claramente
con el microscopio electrónico.
4.6.ALUMINATOS DE CALCIO:
Se forman cuatro compuestos biendefinido, los cuales son los siguientes:
Aluminato mono cálcico ( Al23CaO ) Se obtiene calentado alumina y carbonato
cálcico por encima de 950 °C, sefunde a 1 600 °C y se cristaliza en el sistema
monoclínico. Tiene una densidad de 2,98, tiene propiedades hidráulicas,siendo el
principal constituyéndose de los cementos aluminosos.
Aluminato tricálcico: ( Al2O33CaO ) Se funde a 1 535 °C,presentado

7. propiedades hidráulicas menores que elanterior, hallándose en el cemento
Pórtland; se cristalizaen el sistema cubico. En estado puro se hidrata y
fraguarápidamente y contribuye al falso fraguado de los cementos.
Trialuminato Pentacálcico: ( 3Al2O35CaO ) Existen en dos formas alotropicas.
Se funde a 1 455 °C, encontrándose aveces en los cementos Pórtland y
aluminosos; presenta fraguado rápido y menores resistencias que el
aluminatomonocálcico.
Pentaluminato Tricálcico: ( 5Al2O33CaO ) Se funde a 1720 °C, hallándose a
veces en el cemento aluminosos.
4.7. FERRITOS CALCICOS:
El oxido de calcio y el oxido de hierrore accionana a gran temperatura para dar el
ferrito monocálcico:Fe2O3CaO y el ferrito bicálcico: Fe2O32CaO. Se funde a 1
216 °C,no teniendo propiedades hidráulicas, hallándose en los
cementosaluminosos y metalúrgicos.
4.8.DISEÑO DE MEZCLA CRUDA PARA LA FABRICACIÓN
DELCEMENTO:
Definición de criterios para los cálculos de mezcla:Cualquier tipo de cemento
tiene que estar en conformidad con las normas de calidad individuales de cada
cemento de un país determinado. Las normas ( especificaciones estándar ),
incluyen normalmente la especificaciones químicas para el cemento.
Conjuntamente con los requerimientos físicos y los requerimientos en cuanto a
resistencias garantizan su potencial de calidad conveniente para el tipo
correspondiente de cemento. En cuanto a las materias primas, solo son
importantes los requerimientos químicos:
Especificaciones químicas del producto.
Calidad del clinker y cemento.
Composición de la mezcla cruda.
Componentes de la materia prima.
Es decir, las especificaciones del producto determinan la calidad del clinker y del
cemento, la misma, que a su vez determinan la composición química del crudo y,
finalmente la selección de los componentes de la materia prima. La secuencia
puede ser invertida. Una configuración de materia prima, con escasa libertad en
cuanto a la dosificación de la mezcla cruda,puede darle al producto la posibilidad
de producir solamente un único tipo de clinker. La dosificación de las mezclas
crudas para la fabricación para la fabricación de un cemento ordinario se basa en
la mayoría de los casos ,en los siguientes criterios específicos:
4.8.1.El contenido de MgO: 5% (máximo).4.8.2.Estándar de cal o factores de
saturación de cal: SC El valor limite aproximado es:
100 CaOSC = ---------------------------------------------------- = 88 - 972.8 SiO2+
1.18 Al2O3+ 0.65 Fe2O3
El estándar de cal mide el grado de formación de los compuestos cálcicos. Su
variación normal, oscila entre 88 – 97, siendo el limite superior el valor que da
lugar a una mayor cantidad de silicatotricálcico ( C3S ), en comparación con

8. análogos contenidos en Al2O3y Fe2O3y es, por tanto el mas favorable para las
resistencias.
4.8.3.Modulo Hidráulico. MH
El valor limite aproximado es:
% CaOMH = ----------------------------------------------- = 1.8 – 2.2% SiO2+ %
Fe2O3+ % Al2O3
El valor óptimo del modulo Hidráulico, para obtener altas resistencias, es el
comprendido entre 1.8 y 2.2.Cuando este valor es inferior a 1.8, el aglomerante
tiene resistencias muy bajas y cuando el valor es superior a 2.2, el aglomerante,
una vez puesto en obra, sufre al cabo de pocos días semanas un fenómeno de
agrietamiento por expansión, formando grietas centrífugas.
4.8.4.Modulo de Silicatos: MS
El valor limite aproximado es: % SiO2
MH = ------------------------------------------= 1.8 – 3.5% Al2O3+ % Fe2O3
Cuanto mas elevado sea el modulo de silicatos, dentro de su variación normal de
1.8 a 3.5, mayor contenido total de silicatos tricálcico( C3S ) y silicato bicálcico
C2S ) se tendrá en el clinker o cemento, así como un mayor potencial de
resistencia a cualquier plazo.
4.8.5.Modulo de Fundentes: MF
El valor limite aproximado es:% Al2O2
MH = ------------------------------ = 1.5 – 2.5% Fe2O3
El modulo de fundentes, es un valor que no afecta a las resistencias a largo plazo,
sino tan solo a las resistencias iniciales cuando es elevado. Influye sobre la mayor
o menor facilidad de clinkerizacion por suacción sobre la viscosidad de la fase
liquida a lata temperatura. Al disminuir suvalor, como se consigue normalmente
por una adición al crudo de 1% a 2% de Fe2O3, disminuye la temperatura de
combinabilidad del clinker; en igualdad de composición deja más CaO disponible
aumentando el contenido de silicatos y disminuyendo el contenido de aluminato
tricálcico ( C3 A ). Este es la base para la elaboración de cementos especiales
resistentes a la acción agresiva de los sulfatos, limitando el contenido de C3A,
entre 3% y 5%.Cuando el M.F., es iguala 0.64, todo el oxido de aluminio forma el
ferro aluminato tetracálcico ( C4AF ), en cuyo caso no cristaliza prácticamente
elC3
A. Este tipo de clinker, constituye el fundamento de los cementos resistencia
a los sulfatos.
4.9.SECUENCIA BASICA DE LAS REACCIONES
El siguiente cuadro muestra la secuencia general de los eventos que ocurren
dentro del horno de calentamiento y enfriamiento en la formación del clinker.
La secuencia principal de los eventos ocurrentes y rango de temperatura en el
cual tiene lugar, está representada con más detallen el siguiente cuadro
que recomienda el examen petrográfico de los agregados de ambos tipos
.El contenido en SO3
: El contenido en anhídrido sulfúrico decide la calidad del cemento Pórtland por

9. varios motivos :cuando su valor en porcentaje esta fuera de un estrecho margen
( entre 2 y 4 % ) afecta el tiempo de fraguado.Cuando es menor, el fraguado
puede ser muy rápido, como consecuencia del escaso afecto retardador. Cuando
su valor es de 6 a 10% inhibe el fraguado, no existiendo ni afecto expansivo se
produce cuando el contenido en SO3
excede del 4 al 4.5%, según la finura del cemento. El contenido de Cal Libre ( C.
L. ): Debe ser inferior al 2%,dada la expansión de volumen que produce su
hidrólisis,que provocaria un efecto destructivo. A partir de valores superiores al
2.5% pueden obtenerse ensayos en el autoclave con una expansión superior al
1%.El efecto insoluble ( R. I. )El residuo insoluble es la cantidad de material que
no se disuelve en ácido clorhídrico ( HCl )al 10%. Incluso lo es el yeso, por lo
que un cemento, sin adiciones de otros materiales distintos a la caliza, como son
las rocas básicas, puzolanas, cuarzos, feldespatos, etc., da un valor de R. I. De
alrededor de un 0.5%.Al aumentar el R. I. Disminuyen las resistencias, a no ser
que esta disminución sea simultáneamente contrarrestada por la mejora de otras
variables, por ejemplo ,aumentándola finura del cemento. Los tipos de cementos
especiales como puzolánicos o cenizas volantes, poseen elevados residuos
insolubles.
La pérdida al fuego ( P. F. ): Esta determinación analítica se verifica normalmente
a la temperatura de 950 °C +/- 10°C y es a esta temperatura en la que se ha
conseguido la des carbonatación del carbonato cálcico ( CO3Ca ), que
eventualmente puede estar presente en el cemento y, por consiguiente, mide la
cantidad de anhídrido carbónico( CO2) de los carbonatos presentes o la absorbida
por meteorización, así como la cantidad de agua de hidratación incorporada al
aglomerante por la misma causa. El valor de la pérdida al fuego nos da la idea del
estado de meteorización de un cemento, el agua giroscópica presenten la
atmósfera, adicionada al cemento puede llegar hidrolizar previamente los
silicatos y por tanto, es tan necesario comprobar este valor en los cementos
almacenados antes de su puesta en obra .El contenido de oxido de manganeso
( Mn3O3) y El oxido de titanio ( TiO2): El primero no tiene significación
especial en las propiedades del cemento, salvo en su coloración, que tiende a ser
marrón si se tienen contenidos mayores del 3%. Se ha observado que en casos
donde los contenidos superan el 5% se obtiene disminución de resistencia a largo
plazo .El oxido de titanio influye en la resistencia, reduciéndola para los
contenidos superiores al 5%. Para contenidos menores no tiene mayor
trascendencia .El contenido de P2O5
: Influye como perturbador en la cristalización de las fases en cantidad que
superan el 0.5%.
4.10.2. COMPOSICIÓN MINEROLOGICA DEL CLINKERDEL CEMENTO
PORTLAND:
El análisis químico del cemento, en términos de porcentaje de óxidos, tiene poco
significado en lo que respecta a las propiedades del mismo, ya que son los
compuestos formados durante el proceso de fabricación por interacción de los

10. cuatro óxidos fundamentales mencionados anteriormente, los cuales son los
responsables del fraguado y resistencia del cemento hidratado. De los cuatro
óxidos fundamentales: CaO, SiO2, Al2O3 y Fe2O , uno solo tiene carácter
básico: el oxido de calcio( CaO ). Los otros tres se comportan como anhídridos,
esdecir, con carácter ácido. Debido a ello, es fácil comprender que en el proceso
de formación del clinker, las materias primas que contengan los cuatro óxidos
fundamentales, formaran compuestos de cal, tales compuestos serán: silicato de
calcio, aluminatos de Calcio y Ferro-Aluminatos de calcio .El oxido de calcio,
por consiguiente, satura hasta un cierto limitelos componentes ácidos y para que
dicha saturación tenga lugar ,las cantidades de los cuatro componentes
principales han de cumplir una serie de reacciones denominadas módulos, que ya
se estudio anteriormente .Es decir, la mezcla de caliza, arcilla y otros
componentes han de tener una proporción conveniente de estos. Durante el
proceso de cocción y a distintas temperaturas se forman unos determinados
compuestos mineralógicos, unos primeros, otros después, dentro de un amplio
rango de temperaturas: entre 1000 y 1450 °C, aproximadamente. Se puede
considerar que el cemento se encuentra en un
EQUILIBRIO CONGELADO, asumiendo que los producto senfriados producen
el equilibrio existente a la temperatura de clinkerizacion.
Las mezclas de C3S y agua son menos plásticas que las del cemento Pórtland, sin
embargo, la trabajabilidad se puede mejorar con adición de yeso. Silicato de
Bicálcico ( C2S): Es el segundo mineral siliceo por su importancia y contenido
( 10 a 30% )que esta constituido el clinker, y que determina las características del
comportamiento delas resistencias a la compresión. Presenta un tiempo de
fraguado incierto, pues, el amasado fragua lentamente en un periodo de algunos
días. A diferencia del silicato tricálcico, su desarrollo de resistencias es lento en
las edades iniciales, pero aumenta con el tiempo hasta una resistencia igual al del
C3 S, y por lo tanto, es menor su calor de hidratación, que llega hasta 105J/gr. A
los 28días. La adición de yeso no produce un cambio notable. En el intervalo
entre la temperatura normal y 1500 °C existen cinco formas cristalinas del C2S.
Comercialmente se le denomina belitay en el clinker representa una solución
sólida del silicato bibalticoβ ( C2S – β ) y de una cantidad pequeña ( 1 a 3% ) de
Al2O3,Fe2O3. MgO, Cr 2O3 y otros. Cuando el clinker caliente que salió del
horno se enfría paulatinamente, a una temperatura por debajo de525 °C, el C2S –
β puede transformarse en C2S – r, con la particularidad de que esta transición va
acompañada del aumento de la distancia de base, es decir la estructura molecular
de labelita se vuelve mas mullida. En efecto, la densidad del CS – βes igual a
3.28 grs/cm , mientras que la el C2S – r es de 2.97grs/cm3
, por eso, la transición poliforme provoca un incremento del volumen absoluto de
la belita aproximadamente en el 10%;como resultado, los granos del clinker se
desmoronan en polvo. Podía parecer que la dispersión espontánea facilitaría la
trituración del clinker, pero, por desgracia, el polvo del C2S – ratemperaturas de

11. hasta 100 °C prácticamente no reacciona con el agua, es decir, no posee
propiedades aglomerantes. Por consiguiente, es necesario impedir que la belita
pase a forma r. Ala estabilización de la fase el C2S – β favorecen algunas
impurezas: Al2O3, Fe2O3, MgO, Cr 2O3 y otras , que se introducen en la red
cristalina en una cantidad de 1 a 3%. En calidad de un“temple” originadle la
belita sirve un enfriamiento bastante rápido del clinker en dispositivos de
refrigeración que se sitúan a la salida del clinker del horno. Regulando la
velocidad de enfriamiento del clinker, se obtiene belita en forma de unos cristales
compactos redondos con un tamaño de 0.02 a 0.05 mm.La suma entre el silicato
tricálcico y el bicálcico es de alrededor de70 a 75% del total de la composición
del clinker, por eso lahidratación de la alita y belita, por lo común, define
laspropiedades técnicas del cemento Pórtland. El 25% restante vieneconstituido
por la sustancia intermedia que llena el espacio entre los cristales de alita y belita.
La sustancia intermedia esta constituida por cristales de aluminato tricálcico
(C3A ), ferro-aluminato tetracálcico ( C4AF), vidrio y minerales
secundarios( 12CaO.7Al2O3 y otros ).Su contenido puede variar entre 4 y 12% y
en condiciones favorables de cocción se obtiene en forma de cristales cúbicos con
dimensiones de hasta 0.01 a 0.015 mm, forma soluciones sólidas de composición
compleja. La densidad del C3A es igual a3.04 gr/cm3; se hidrata y fragua con
gran rapidez, casi instantáneo en el amasado con agua acompañado de desarrollo
de calor dehidratación muy elevado, llegando hasta 1380J/gr. A los 28
días.Presenta buena plasticicidad y trabajabilidad con un amasado continuo; bajo
el agua se desintegra y demorona. Se obtiene untiempo de fraguado normal al
añadir yeso y puede dar lugar a la formación de un compuesto expansivo
denominado Etringita,dañino para el concreto ( corrosión sulfoaluminatica ). En
ausencia de yeso, la reacción del C3A con el agua es muy violenta y conduce al
endurecimiento inmediato de las pastas. Su efecto en relaciona las resistencias a
comprensión es a aumentarla a la edad inicial de 24 horas ( pequeña resistencia
mecánica ), sin desarrollar más resistencia posteriormente.
Ferro Aluminato tetracálcico ( C4Al ): Su presencia es de menor importancia en
comparación a la de los anteriores compuestos mencionados, constituye en el
clinker una cantidad de 4 a 15%. ElC4 AF en la sustancia intermedia del clinker
representa una solución sólida de ferro – aluminatos cálcicos de diferentes
composición. Sus densidades de 3.77 gr/cm3. Presenta incierta contribución a las
resistencias mecánicas; se hidrata rápidamente ,por lo que presenta un fraguado
en pocos minutos, no tanto como el C3A; el fraguado es acompañado de
desarrollo de calor dehidratación, llegando a 495J/gr a los 28 días.Vidrio de
Clinker: El vidrio del clinker esta presente en la sustancia intermedia en una
cantidad de 5 a 15% y viene constituido, en fundamentalmente por CaO, Al2O3,
Fe2O3,MgO ,K2O, Na2O, etc
4.10.3.CALCULO PONTENCIAL DE BOGUE SUSIGNIFICADO

12. El análisis químico no tiene mucho significado en la calidad del cemento. Sin
embargo a partir de los análisis químicos se puede efectuar el calculo de la
“Composición Potencial”del clinker, así como el índice de saturación de cal, el
modulo de fundentes, el modulo hidráulico y el modulo desilicatos.Se denomina
“ Calculo potencial” a las expresiones y formulas que permiten calcular la
composición mineralógica a partir del análisis químico o composición centesimal
del
cemento. El fundamento reside en supuestos estados de equilibrio y por
consiguiente, solo son aproximados .El calculo potencial mas empleado es el
“calculo potencia de Bogue” con las correspondientes de Lea y Parque .Otras
expresiones de Calculo Potencial es debido a Newkirk que introduce en las
formulas los componentes minoritarios del cemento.
DERIVACIÓN DEL CALCULO POTENCIAL DE BOGUE
En la derivación de las ecuaciones se asume lo siguiente:
No hay vidrios presentes ( material no cristalino ).
Todo el SO3se combina como SO4Ca.
Todo el Fe2O3 y Al2O3 se combina como C4 AF y C3A.
Todo el CaO ( Excepto la cal libre y el que se combino como SO4Ca, y C3A ), se
combina con el SiO2 para formar una mezcla de C2S y C3
S. Para efectuar pasa a paso los cálculos se necesita también de las fórmulas de
los compuestos, sus pesos moleculares y las proporciones de combinación de
óxidos.
5.CLASIFICACION DE LOS CEMENTOS
De acuerdo a las normas nacionales ITINTEC y a las internacionales A.S. T. M.,
los cementos están clasificados en dos grandes grupos:
5.1.Cementos Pórtland Comunes:
La norma C – 150 de la A. S. T.M., clasifica al cemento Pórtland común en cinco
tipos diferentes, de acuerdo a las proporciones relativas de los cuatro
componentes mineralógicos principales y a las condiciones de uso, los cuales
son:
CEMENTO TIPO I O NORMAL:
Este tipo para uso general. Se recomienda para construcciones normales en que
no se requieren las propiedades especiales de los otros tipos. Se usa donde el
concreto no va a estar expuesto al ataque de factores específicos, como a los
sulfatos del suelo o del agua,o a aleaciones perjudiciales de temperatura, debido
al calor generado en la hidratación. En el Perú, se fabrican los siguientes
cementos tipo I: Pacasmayo, Sol, Andino, Yura yRumi,
• CEMENTO TIPO II O MODERADO:
Este tipo de cemento se fabrica para ser empleado en construcciones de concreto,
las cuales han de estar expuestas al ataque moderado por los sulfatos ( sulfato

13. soluble en el suelo como SO4 = 0.1 – 0.2% osulfatos en agua: 150 – 1,500 p.p.m.
) o en aquellos casos en que se requiere moderado calor de hidratación. Se
caracteriza por su contenido de C3A menor del 8%. La suma de C3 S y C2S
asegura una adecuada resistencia, tanto en el periodo inicial de fraguado como en
edades posteriores .Además, de las propiedades que caracteriza al cemento tipo
I,estos cementos presentan menores cambios de volumen, menor tendencia a la
exudación, moderada resistencia al ataque de sulfatos y menor generación de
calor de hidratación. En el Perú, se fabrica únicamente el cemento Andino Tipo
II.
Cemento Tipo III o de rápido Endurecimiento:
Este tipo del cemento permite obtener con rapidez elevadas resistencias,
usualmente en una semana o menos. A los 28 días, la diferencia de resistencia con
el cemento Tipo I, tiende a desaparecer. La alta resistencia inicial puede lograrse
por modificaciones en la dosificación de crudos de la composición química, a fin
de obtener un porcentaje mas alto de C3O; o por un incremento en la finura del
cemento, dado que se obtiene una mayor área superficial, la cual expuesta a la
acción del agua dará lugar a una hidratación y endurecimiento mas rápidos. Si
bien, con inicial mas alta, esta principalmente expuesto a procesos de
agrietamiento por contracción por secado. Igualmente, debido a los altos
porcentajes de C3S yC3
A, o al mayor grado de finura, la generación de calor es mas alta que en los
cementos Tipo I. Este tipo de retirar los moldeso encofrandoslo mas pronto que
sea posible, o cuando la estructura se debe poner en servicio rápidamente.
También se puede usar en climas fríos, pues, su uso, permite reducir el periodo de
curado controlado. En el Perú, no se fabrica este tipo de cemento.
Cemento Tipo IV o De Bajo Calor de Hidratación:
Este tipo de cemento se fabrica para ser empleado donde el grado y la cantidad de
calor generado se debe reducirla mínimo, es decir,en aquellos casos en que se
requiere un bajo calor de hidratación. Sus características principales son: altos
porcentajes de C2S y C4 AF; lenta generación de calor; buena resistencia a la
accion de los sulfatos; lento desarrollo de resistencia a la comprensión aunque a
edades avanzadas alcanza los mismos valores de los otros tipos de
cemento;buena resistencia al agrietamiento. Este cemento, es especialmente
recomendado para ser usado en circunstancias que requieren grandes masas de
concreto, como las grandes presas de gravedad, donde la elevación producida en
la temperatura por el
calor generado durante el endurecimiento es un factor critico. Dada su lenta
velocidad de hidratación, en general, es inadecuado para la construcción de
estructuras normales, dado que requiere un curado de por lo menos 21días para
obtener un adecuado desarrollo de resistencia a la compresión y al interperismo.
No existe en el mercado nacional.

14. Cemento Tipo V o Resistente a los Sulfatos:
Este tipo de cemento se fabrica para ser empleado en aquellos casos en que se
requiera alta resistencia a la acción de los sulfatos( sulfatos soluble en agua
presnete en el suelo como: SO4=0.2 – 2% o sulfato en agua: 1,500 – 10,000
p.p.m. ), la cual se obtiene por un alto contenido de C3 A ( menor del 5% ). El
contenido de silicatos cálcicos hace que este tipo de cemento tenga alta
resistencia a compresión, aunque su desarrollo de resistencia aumenta más
lentamente que en el cemento Tipo I.El calor generado durante la hidratación no
difiere fundamentalmente del de los cementos tipo IV. Por sus características es el
cemento que mas se aproxima al cemento ideal. En el Perú, existe el cemento
Pacasmayo y el Cemento Andino, correspondiente a este tipo. ideal. En el Perú,
existe el cemento Pacasmayo y el Cemento Andino, correspondiente a este
que a su vez se tritura hasta lograr un polvo fino. Para el calentamiento se suele
emplear un horno rotatorio de más de 150 m de largo y más de 3,2 m de
diámetro. Estos hornos están ligeramente inclinados, y las materias primas se
introducen por su parte superior ,ya sea en forma de polvo seco de roca o como
pasta húmeda hechade roca triturada y agua. A medida que desciende a través del
horno,se va secando y calentando con una llama situada al fondo del
mismo.Según se acerca a la llama se separa el dióxido de carbono y la mezcla se
funde a temperaturas entre 1.540 y 1.600 ºC. El material tarda unas seis horas en
pasar de un extremo a otro del horno.Después de salir del horno, el clínker se
enfría con rapidez y se tritura,transportándose a una empaquetadora o a silos o
depósitos de almacenamiento. El material obtenido tiene una textura tan fina que
el90% o más de sus partículas podría atravesar un tamiz o colador con6.200
agujeros por centímetro cuadrado.En los hornos modernos se pueden obtener de
27 a 30 kg de cemento por cada 45 kg de materia prima. La diferencia se debe
sobre todo a la pérdida de agua y dióxido de carbono. Por lo general, en los
hornos se quema carbón en polvo, consumiéndose unos 450 kg de carbón por
cada 900 g de cemento fabricado. También se utilizan gases y otros combustibles
derivados del petróleo .Para comprobar la calidad del cemento se llevan a cabo
numerosas pruebas. Un método común consiste en tomar una muestra de
argamasa de tres partes de arena y una de cemento y medir su resistencia a la
tracción después de una semana sumergida en agua.
3.- CEMENTOS ESPECIALES
Mediante la variación del porcentaje de sus componentes habituales ola adición
de otros nuevos, el cemento Pórtland puede adquirir
diversas características de acuerdo a cada uso, como el endurecimiento rápido y
resistencia a los álcalis. Los cementos de fraguado rápido, a veces llamados
cementos de dureza extrarrápida ,se consiguen aumentando la proporción de
silicato tricálcico omediante una trituración fina de modo que el 99,5% logre
pasar unfiltro de 16.370 aberturas por centímetro cuadrado. Algunos de estos

15. cementos se endurecen en un día como los cementos ordinarios lo hacen en un
mes. Sin embargo, durante la hidratación producen mucho calor y por ello no son
apropiados para grandes estructuras en las que esa cantidad de calor puede
provocar la formación de grietas .En los grandes vertidos se suelen emplear
cementos especiales de poco calor de fraguado, que por lo general contienen
mayor cantidad de silicato dicálcico. En obras de hormigón expuestas a agentes
alcalinos (que atacan al hormigón fabricado con cemento Pórtlandcomún) se
suelen utilizar cementos resistentes con bajo contenido en aluminio. En
estructuras construidas bajo el agua del mar se emplean normalmente cementos
con un contenido de hasta un 5% de óxido dehierro, y cuando se precisa
resistencia a la acción de aguas ricas en sulfatos se utilizan cementos con una
composición de hasta un 40%de óxido de aluminio.
PROCESO DE FABRICACIÓN DEL CEMENTO
El proceso de fabricación del cemento comprende cuatro etapas principales:
extracción y molienda de la materia prima, homogeneización de la materia prima,
producción del clínker y molienda de cemento. La materia prima para la
elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral de hierro y yeso) se extrae
de canteras o minas y dependiendo de la dureza y ubicación del material, el
sistema de explotación y equipos utilizados varía. Una vez extraída la materia
prima es reducida a tamaños que puedan ser procesados por los molinos de crudo.
La etapa de homogeneización puede ser por vía húmeda o por vía seca,
dependiendo de si se usan corrientes de aire o agua para mezclar los materiales.
En el proceso húmedo la mezcla de materia prima es bombeada a balsas de
homogeneización y de allí hasta los hornos en donde se produce el clínker a
temperaturas superiores a los 1500° centígrados. En el proceso seco, la materia
prima es homogeneizada en patios de materia prima con el uso de maquinarias
especiales. En este proceso el control químico es más eficiente y el consumo de
energía es menor, ya que al no tener que eliminar el agua añadida con el objeto de
mezclar los materiales, los hornos son más cortos y el clínker requiere menos
tiempo sometido a las altas temperaturas. El clínker obtenido,
independientemente del proceso utilizado en la etapa de homogeneización, es
luego molido con pequeñas cantidades de yeso para finalmente
4. CONCLUSIÓN
Se evidencia que la alternativa de reaprovechamiento de esos desechos es más
ventajosa pues permite la fabricación de un producto de elevada importancia
social como es el caso del cemento, sin causar impactos al medio ambiente,
introduciendo inclusive una reducción de las emisiones atmosféricas y economía
en la reducción de recursos naturales no renovables. Es la alternativa que
presenta menor impacto al medio ambiente y que mejor se encuadra en las
propuestas de desarrollo sustentables ,tónica de la temática ambiental de los años

16. 90. Utilización de catalizador de craqueo catalítico en la fabricación de
cemento.www.escolar.com/article-php-sid=73.html.