Materiales de Construcción: Cementos, Vidrio, Cal y Arcillas

Cementos

Como materia prima:

Las calizas son rocas sedimentarias, las calizas de origen químico, como son el alabastro calizo, el travertino y las calizas compactas. Hay también calizas de origen orgánico. La piedra caliza, contiene 97% de carbonatos cálcicos y magnésicos; 30-56% de CaO; 0.2-21% MgO y un 3% de óxido de arcilla, la industria de la construcción obtiene el carbonato de calcio de la cal conglomerante. El aprovechamiento químico del CO₃Ca sirve para la fabricación de cal viva, cemento, productos químicos.

Obtención cal química:

La descomposición térmica del CO₃Ca es reversible, a 895ºC, se produce la eliminación del CO₂. Los hornos industriales trabajan a 1000/1200ºC aprox.

Hornos rotatorios:

Son cilíndricos, recubiertos en el interior de ladrillos refractarios, los cilindros giran con lentitud apoyados en rodillos e impulsados por un motor.

Hornos de lecho fijo:

Son modernos, son 4 lechos fluidizados, superpuestos, el sólido recorre arriba hacia abajo y los gases en sentido contrario.

La cal como conglomerante:

La cal apagada, cuando se hidrata se forma Hidróxido de calcio. Luego cuando se endurece se carbonata este los cristales de CO₂ y la cal seca, este proceso es lento.

Cemento portland:

Se obtiene por cocción de mezcla de calizas con arcillas en porcentajes adecuados, el producto se pulveriza es una especie de escoria llamado Clinker  después se le agrega yeso para retardar el fraguado.

Composición química:

Los principales son los silicatos de calcio con los ferroaluminatos de calcio, estos pueden ser: (SiO₂CaO); (SiO₂.2CaO); (SiO₂.3CaO), las arcillas aportan el Dióxido de silicio, óxido férrico, óxido de aluminio.

Constituyentes del Clinker

• (SiO₂.3CaO)
• (SiO₂.2CaO)
• Aluminoferrito tetracálcico
• Ferritodicálcico

El aluminio le da + velocidad de fraguado

Mezclas y molienda de la materia prima:

En la fabricación del Clinker las materias primas se muelen en molinos de bolas metálicas. La alimentación puede ser por vía seca o vía húmeda.

Fabricación del cemento:

Una vez frío el Clinker se estaciona 15-30 días. Se muele en molinos, se agrega yeso, a los fines de retardar el fraguado. Se almacena en silos.

Vidrio:

Está formado por óxidos fundentes, aluminas y complementos secundarios.

Propiedades de los óxidos fundentes:

• Alcalinos terreos: modifican su estructura
• Ox. De Sodio: Reduce su  temperatura y se mete a la estructura de la sílice y  se cocina a 700 grados con el sodio.
• Ox. De Calcio: Le da rigidez, pero si le agregamos mucho se vitrifica.
• Ox. Se Potasio: Aporta resistencia ómica
• Ox. De Aluminio: Le da resistencia mecánica haciendo un efecto sutura y cambia la estructura de la sílice.
• Ox. De Boro: Disminuye la temperatura (puede reemplazar al sodio) y aporta resistencia.
• Ox. De Plomo: Aporta brillo, volviéndolo más frágil
• Ox. De zinc: Le da fluidez.

Óxidos Colorantes (complementos secundarios):

• Ox de hierro: aporta color verdoso
• Ox de Zinc: Aporta color Rojizo
• Ox de Cobalto: Aporta color azul
• Ox de Cromo: Aporta color verde

Aplicaciones del vidrio:

• Vidrio botella: ox de hierro
• Pirex: Resiste altas temperaturas
• Ox de silicio puro: vidrios de naves espaciales y telescopios
• Sodocálcicos: ventanas
• Vidrio de ses: placa alcohol vinílico y butil aldehído
• Bio material: Prótesis
• Sol gel: para hacer vidrios resistentes

Caliza como materia prima:

Son rocas sedimentarias formadas por depósitos de los productos de alteración química y física de rocas preexistentes primitivas como el feldespato cálcico. Ahí también caliza de origen orgánico que son las más frecuentes formadas por la acumulación de seres marinos

Obtención de la cal química: se obtiene por medio de hornos:

Hornos rotativos

Son largos cilindros recubiertos íntegramente con ladrillos refractarios

Hornos de fluidización

Son los más modernos constan de 4 lecho fluidizado superpuestos donde el sólido recorre arriba hacia abajo los gases en sentido contrario

Cemento portland

Es el aglomerante hidráulico de mayor importancia se obtiene por cocción de mezclas de Khalisa con arcilla en proporción adecuada y finamente pulverizadas

Cemento portland

Es el aglomerante hidráulico de mayor importancia se obtiene por cocción de mezclas de caliza con arcilla en proporción adecuada y finamente pulverizadas

Mezclas y molienda de la materia prima

En la fabricación del clinker las materias primas se muelen finamente dentro del molino metálica para aliviar el tiempo de curación son mezclados antes de ingresar en un horno de cocción

Dos maneras

Via seca: la mezcla

y molienda no requiere agua

Via humeda:la mezcla y molienda requiere agua

Fabricacion del cemento: una vez frío el clinker se muele en molinos tubulares se le agrega yeso a los fines de retardar El fraguado del cemento Posteriormente se almacena en Silos en bolsas o granel

Propiedades del cemento: pensamientos era tanto más resistente con Tomás silicato contenga pero será más difícil de cocer, habrá más gasto de combustible mayor gasto energético energético ya que requerirá mayor molturación. Los incrementos tienen entre un 60 80% de silicatos

Supercementos: son los tipos de cemento Portland de rápido endurecimiento presentan altas resistencias en plazos breves

Otros cementos: la Molienda conjunta del clínker de portland con materias como la caliza produce cementos rebajadas son más barato que el portland y se trabajan bien

 METODOS DE OBTENCIÓN DEL CLORO

- Método del diafragma poroso: La electrolisis se realiza sobre salmuera a temperatura ambiente.

Las cubas electroliticas son cilindricas, los anodos son de grafito y el catodo es una cesta perforada de hierro, revestida de amianto.

El cloro se libera en el ánodo y el hidrogeno se desprende en el catodo. La soda caustica se retira por la parte inferior en forma de solución.

- Metodo de la membrana semipermeable: Variante importante del metodo anterior, en este procedimiento se utiliza una membrana de teflón para separar el compartimiento anodico del catódico.

La duración de estas membranas semipermeables es mayor, no ocasionan problemas en la salud de los operadores, y se pueden construir cubas electroliticas de gran tamaño, a diferencia de este, los amiantos del metodo del diafragma poroso son cancerigenos  y no tienen larga durabilidad.

- Método del cátodo de mercurio: El cátodo es de mercurio y el anodo de grafito, en la electrolisis se forma sodio, en el que se amalgama con el mercurio y se lleva a la parte superior de un reactor, por la parte inferior de este llega una corriente de agua que reacciona con la amalgama liberando hidrogeno el cual se desprende por la parte superior. El mercurio se recupera y el ciclo continua, este metodo es mas caro inicialmente pero con el tiempo se vuelve mas económico.

Aplicación del cl : preparación de productos orgánicos colorados, (insecticidas, disolventes,fibras, cauchos especiales y otros productos de la petroquimica que absorben un 60% de la producción mundial de cloro. Le sigue en importancia la aplicación papelera y textil (como decolorante ) consume otro 20% del total. Si bien en el campo esta intentando sustituir el uso de cl por otros productos por el impacto medioambiental que genera

ARCILLAS:Presentan en su constitucion una gran cantidad de minerales arcillosos y una baja cantidad de arenas siliceas las arcillas magras poseen baja plasticidad la cual se puede aumentar con carbonato hidroxido silicato sodico y se puede disminuir con desgrasantes una mayor plasticidad puede producir
#mejor ductilidad a la hora del moldeo
#mayor tiempo de coccion para evaporar el agua lo que puede generar grietas .

ABSORICION :es un fenomeno fisico como la retencion por capilaridad en este la arcilla absorbente la absorcions de agua de la arcilla es superior al100/del peso

ADSORCION :es una interaccion quimica en este caso la arcilla adsorbente con el liquido o gas denominado adsorbato .

CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIONICO :se puedr de finir capacidad de intercambio cationico a la suma de cationes de cambio que un mineral puede adsorber a un determinado ph .

TIXOTROPIA : es la perdida de resistencia de un coloide y su posterior recuperacion con el tiempo
ACCION DEL CALOR : cuando se expone al calor una masa de tipo plastica arcilla -agua ocurren los siguientes fenomenos con respecto a la caolinita
FASE DE DESECACION :ocurre a unos 373 K se pierde el agua externa de la masa
DESHIDRATACION : ocurre a unos 523 K con la perdida de agua del coloide se producen huecos intergranulares que contribuyen a la porisidad.
FASE DE DESCOMPOSICION: ocurre a unos 973 K con la perdida de agua de constitucion el caolin se transaforma en metacaolin y no puede ser replastificado en contacto con el agua aumenta la porosidad y la alumina del metacaolin se puedr extraer con acidos fuertes.
FASE DE REACCION :se produce a 1473K en esta fase reaccionan la silice y la alumina dando silimanita luego se convierte en mulita y la silice sobrante en cristobalita en este caso la alumina no se puede extraer con acidos
FASE DE FUSION: a 1773 k si hay impuerezas se forman vidrios

ARCILLAS COMUNES : se aplican en la fabricacion de ladrillos tejas lozas azulejos etc

CAOLIN :es un mineral muy importante desde el punto de vista industrial se emplea en
FABRICACION DE PAPEL:es el principal consumidor de caolin lo utiliza como carga y para el acabado superficial o estucado .
CERAMICA Y REFRACTARIOS : en la fabricacion de electroceramicos loza sanitaria o de mesa y como refractario en aislantes termicos y cementos

BENTONITA :sus usos industriales son muy numerosos
ARENA DE MOLDEO las arenas de moldeo estan compuestas por arenas y arcillas generalmente bentonitas ya que tienen buena plasticidad son facil de manejar y no.pierden su forma al retirarla del moldeo
PELETERIA en la fabricacion de pelets previamente pulverizados en el proceso de separcion y de concentracion

PALOGORSKITA O SEPIOLITA las arcillas que tienen como mineral mayoritario son raros debido a su capacidad absorbente y superficie especifica se la aplica como carga de aerosoles cosmeticos nutricion animal etc

PRODUCTOS DE LA INDUSTRIA CERMICA CLASICA :se clasifican pasta porosa se cocen a menos 1200 c pasta compacta a mas de 1200 c

FABRICACION DE MATERIALES CERAMICOS MAS USUALES :
ACONDICIONAMIENTO DE LA MATERIA PRIMA : se la almacena exponiendola a los cambios atmosfericos hidratandose y dandole mayor plasticidad
PREPARACION DE LA PASTA se mezclan las cantidades adecuadas y el calculo se basa en el analisis quimico de la materia prima y el producto a obtener
MOLDEO se le da la forma deseada ya se por medio de torno prensa estampa
DESECACION se la lleva a secadores que operan con potencial limitado ya que se puede producir grietas
COCCION se lleva el producto a hornos de coccion donde sale el objeto si se lo decora con pintura barnices es necesaria una segunda coccion