Para outras paxinas con titulos homonimos vexase:
Cemento
.
O
cemento
(derivada do
latin
cæmentu
) e un material ceramico que, en contacto coa
auga
, produce unha reaccion
exotermica
de cristalizacion de produtos hidratados, ganando asi resistencia mecanica. E o principal material usado na
construcion
como
aglomerante
. E unha das principais
mercancias
mundiais, servindo mesmo como indicador economico dun pais.
Existen diversos tipos de cemento, diferentes pola sua composicion, polas suas propiedades e polos seus usos. En xeral, desde un punto de vista quimicos, tratanse todos de mesturas de silicatos e aluminatos de calcio.
Xa no
Antigo Exipto
era utilizada un material feito de
xeso
calcinado como aglomerante. Entre os gregos e romanos, eran usados solos volcanicos (
pozolana
) das proximidades de
Pozzuoli
ou da illa de
Santorini
, que endurecian despois de mesturados con auga (
cementos pozolanicos
).
En
1756
o ingles
John Smeaton
creou unha mestura resistente a traves da calcinacion de calcarias arxilosas e moles. Ese e o marco da creacion do cemento artificial. Tempos despois, en
1824
, o construtor, tamen ingles,
Joseph Aspdin
produciu un po moi fino a partir de pedras calcarias e arxila que, despois de mesturado con auga e seco, producia un material moi rixido, tanto como as pedras naturalmente empregadas na construcion. El bautizou ese material como
cemento Portland
, en homenaxe a
illa de Portland
, local onde existian rochas semellantes a ese cemento. Desde enton, ese e o principal tipo de cemento utilizado.
A materia prima mais axeitada para a fabricacion do cemento seria aquela que na sua composicion quimica achegase os componentes principais do mesmo:
cal
,
silice
,
ferro
e
aluminio
. Mais este caso e moi raro que apareza na natureza, polo que ditos componentes se obtenen xeralmente da mestura artificial das
calcarias
e das
arxilas
.
- As calcarias e as suas variedades contenen principalmente
calcita
, e achegan
oxido de cal
. Tamen achegan aluminio e ferro, combinados en forma de carbonatos e silicatos.
- As rochas arxilosas, compostas na sua maior parte de varios minerais arxilosos, acompanados de numerosas impurezas. Achegan o silice, alumina e os oxidos de ferro. Tamen compostos prexudiciais como os alcalis (K
2
, Na
2
).
- Constituintes correctores. Cando coas calcarias e as arxilas non e posibel acadar a composicion quimica desexada para o producion do cemento, e preciso engadir pequenas cantidades doutras materias primas que acheguen as substancias que faltan en cantidades precisas, como pode ser a area cuarzosa, para elevar o contido de silice; cinzas procedentes do torrado das
piritas
; ou
bauxitas
, que aumentan a cantidade de
alumina
.
Fornos Rotativos de Cemento - Holcim - Belxica
A producion de
cemento Portland
segue catro principais procesos: secado,
descarbonatacion
,
calcinacion
e arrefriamento, a parte da preparacion previa do cru e a moedura co xeso que se realiza ao final. Tipicamente, a parte central dunha fabrica de cemento, responsabel destes procesos, conten un conxunto de pre-estufa, forno e arrefriador, dispostos nesta orde. Hai ainda procesos de preparacion e estocaxe de materias primas, moido de
clinquer
e
limpeza de gases
de exhaustion.
Case a totalidade dos fornos de cemento contan con torres de prequecemento, responsabeis de remover a humidade ainda restante no material tras o proceso de moido alen de iniciar a calcinacion do material. Habendo prequecemento, o proceso de producion e chamado
proceso de via seca
, mais eficiente e rapido en relacion aos procesos de via humida, onde a
materia prima
e alimentada directamente ao forno. Isto debese as transferencia de calor e masa mais eficientes ocorridas na torre, permitindo se empreguen fornos de lonxitude menor.
Os prequentadores mais usuais son torres de ciclons. Dispostos en elevadas estruturas (que frecuentemente superan 100 metros de altura), diversos
separadores ciclonicos
(equipos capaces de retirar particulas solidas dunha corrente de gases) son interligados entre si. A traves da secuencia de ciclons fluen os gases quentes provenientes do forno, en contracorrente coa materia prima. A medida que esta se mestura co fluxo de gases, ocorre
transferencia de calor
e
transferencia de masa
. Nos primeiros momentos do proceso, eliminase a
humidade superficial
, mentres a temperatura permanece proxima a temperatura de
ebulicion
da auga. A partir deste punto, o material solido contendo so
humidade intergranular
pasa a ser quecido gradualmente. No fin do proceso, o material atinxe de 700 °C a 1000 °C, suficiente para a auga sexa eliminada e para se inicien descomposicions quimicas da materia prima.
Forno de cemento (forno rotatorio)
[
editar
|
editar a fonte
]
A maior parte das reaccions de descarbonatacion e formacion de silicatos de calcio e aluminatos de calcio ocorren no interior do forno de cemento. Os fornos de cemento son na maioria rotativos, cilindros horizontais de ate 160 metros de lonxitude. Un leve angulo de inclinacion combinado ao lento movemento de rotacion (de 0,5 a 4,0
rpm
) permite que o material percorra o cilindro a medida que desliza polas paredes. Internamente, hai un revestimento de material
refractario
que protexe a carcasa do forno das altas temperaturas e conservan a calor no seu interior. A materia prima permanece no forno por un tempo de aproximadamente 4 horas e atinxe temperaturas superiores a 1.400 °C suficientes para tornala incandescente e pastosa. A capacidade de producion dun forno medio e 3.000 a 4.000 toneladas por dia; os maiores fornos do mundo producen ate 10.000.
Hai dous principais tipos de arrefriadores empregados actualmente. Os fornos mais antigos ainda operativos utilizan arrefriadores satelites, cilindros menores solidarios ao movemento de rotacion do forno, encaixados a carcasa do mesmo. Xa os fornos construidos a partir da decada de 1980 son dotados xeralmente de arrefriadores de grella, con ventilacion forzada, posibilitando maior taxa de
transferencia de calor
entre o
clinquer
e o ar entrante. Desta forma, se reduce a temperatura de saida do material, recuperando parte da enerxia asociada ao mesmo, aumentando a eficiencia do sistema.
Alen da eficiencia enerxetica, os arrefriadores tenen suma importancia na calidade do produto. O tempo e o perfil de arrefriamento do mesmo son esenciais para a determinacion das suas propiedades quimicas finais. Lentos procesos de arrefriamento levan a transformacion de
silicato tricalcico
, inestabel a alta temperatura, en
silicato bicalcico
o que diminue a resistencia do cemento.
O produto (
clinquer
) ainda e moido e diluido en
xeso
,
calcaria
e/ou escoira siderurxica para chegar ao produto final.
Xeralmente utilizase unha combinacion de diversos produtos como aceite,
coque de petroleo
e residuos industriais. Cerca de 7% das emisions de
CO2
no planeta son consecuencia da producion de cemento, debido a
combustion
e ao proceso de descarbonatacion da
materia prima
.
Aproveitanse as altas temperaturas e o tempo de permanencia dos gases no forno para empregar combustibeis de dificil utilizacion, como pneumaticos picados. Noutras condicions, este tipo de combustibel poderia emitir altas concentracions de substancias extremamente toxicas (tales como
dioxinas
e
furanos
) debido a queima incompleta. Alen diso, a
calcaria
e a
cal
contidos na mestura, tenen a caracteristica de reaccionar co xofre proveniente dos combustibeis, evitando maiores emisions de oxidos de xofre na atmosfera e previndo, por exemplo, a ocorrencia de
choiva acida
.
Segundo as normas tecnoloxicas UNE (de Espana) podese debullar a seguinte clasificacion dos cementos.
Existen 27 produtos da familia de cementos comuns, que se agrupan en cinco tipos principais:
- Cemento Portland (CEM I)
- Cemento Portland composto ou mixto (CEM II)
- Cemento de alto forno (CEM III)
- Cemento pozolanico (CEM IV)
- Cemento composto (CEM V)
Cementos con caracteristicas especiais
[
editar
|
editar a fonte
]
- Cementos resistentes aos sulfatos
- Cementos resistentes a auga do mar
- Cementos de baixa calor de hidratacion
O cemento de aluminato de calcio foi desenvolvido durante as ultimas decadas do seculo XIX como alternativa ao cementos de silicatos de calcio (cemento Portland), que era obxecto de serios ataques por sulfatos.
Este tipo de cemento tamen ten outros nomes como: cemento aluminoso, cemento de alta alumina ou cemento fundido de alta alumina.
Contaminacion e efectos perversos
[
editar
|
editar a fonte
]
A
durabilidade
das construcions en cemento son o seu punto forte, pero tamen implica unha debilidade: a superficie cementada anula a sua capacidade de absorcion de auga, evitando a
drenaxe
nas
inundacions
.
Asemade, a industria cementeira e unha das principais produtoras de
dioxido de carbono
a nive mundial, estimando a sua porcentaxe de producion en ata un 8 %, e colaborando polo tanto no efecto invernadoiro.
A achega necesaria de area ten esnaquizado zonas de ribeira fluvial ou marina. Asemade, o gran consumo de auga necesario aumenta o estres en moitas zonas de gran producion e consumo de cemento que son
aridas
,
semiaridas
ou con
secas
frecuentes.
[
1
]