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Modernización y Ampliación de la Capacidad de la Planta de Cemento Portland de Ancap en Minas

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Como se Fabrica el Cemento ?

Que es el Cemento Portland ?

Es un conglomerante hidráulico que amasado con agua forma una pasta que fragua y endurece y una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad.

Arcilla + Caliza Clinker Cemento PortlandT = 1450ºC Molienda

+ Yeso ( 4-5%)

Proceso dentro del Horno

Temperatura Proceso que se desencadena

De 100º a 200ºC Evaporacion de agua libreDe 200º a 600ºC Deshidratacion de las arcillasDe 600º a 900ºC Coccion de la caliza, aparece CaODe 900º a 1100ºC Descoposicion de las arcillas, aperecen los oxicos: SiO2, Al2O3, Fe2O3De 1100º a 1450ºC Reaccion entre la cal y las arcillas, fase de clinkerizacion, se funde la mezcla De 1000º a 100ºC Enfriamiento muy rapidocon el objeto de evitar la reversibilidad del proceso.

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Composición Química del Cemento

Designacion Formula Porcentaje Abreviatura Caracterist icaSilicato tricálcico 3CaO * SiO2 40 -50% C3S Alta resistencia inicial Silicato dicálcico 2CaO * SiO2 20 - 30% C2S Resistencia a largo plazoAluminato tricálcico 3CaO * Al2O3 10 - 15% C3A Resistencia a largo plazo, alto calor de hidratacion Ferrito aluminato tretracálcico 4CaO * Al2O3 * Fe2O3 5 - 10% C4AF Aporta la resistencia a los ataques quimicos

Silicato Tricíclico(C3S): desarrolla una resistencia inicial elevada, su calor de hidratación es elevado. Su fraguado es lento y su endurecimiento es bastante rápido

Silicato Dicalcico (C2S): aporta la resistencia a largo plazo, su fraguado y endurecimiento son lentos. Bajo calor de hidratación.

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Aluminato Tricíclico (C3A): Responsable de la resistencia a corto plazo. Calor de hidratación muy alto, Velocidad de fraguado muy elevada (por lo que hay que inhibirlo con yeso en el cemento). gran retracción muy alta

Ferrito Aluminato Tetracalcico (C4AF): Responsable de la resistencia a los ataques químicos. No participa prácticamente en las resistencias mecánicas, su presencia se debe a la alta necesidad de utilizar fundentes que contienen hierro en la fabricación de clinker.

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El proceso de fabricación del Cemento Portland

1.Extracción de Materia Prima 2.Trituracion y Pre homogenización 3. Molienda de Crudo 4. Clinkerizacion 5. Molienda de Cemento 6. Empaque y Despacho

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Tipos de Procesos

Vía Húmeda :

La homogeneización de la pasta se realiza con agua que luego se bombea al horno de gran longitud.

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Vía Seca :

La homogeneización de la pasta se realiza en seco. Previo al ingreso al horno se precalienta en la Torre Intercambiadora con los gases procedentes del horno.

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Esquema Vía Seca :

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• Control químico es más eficiente • consumo de energía es menor, • hornos son más cortos

Ventajas de la Vía Seca contra la Vía Húmeda:

Clinker

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Descripción General de la Planta de Minas

• Construida en 1954, dos lineas de producción de clinker por Vía Húmeda

• El nuevo proyecto comprende la construcción de :

• Una nueva Línea de Cocción semi húmeda (capácidad 1.000 Tons/ día)

• Una Línea de Carbón para la utilización de coke y carbón mineral como

combustible principales

• Construcción de Edificios de Operaciones: Sub estaciones eléctricas y

Edificio de Control

• Otras Construcciónes : túneles , cañeros eléctricos, caminería

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• Línea de Cocción:

• Molino secador de pasta (413)

• Torre Precalentadora de Ciclones (423)

• Horno (433)

• Enfriador de Clinker (443)

• Trasnportador de Clinker (473)

• Electrofiltro (333)

edit TEYMA Línea de Carbón

Línea de Cocción

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• Línea de Carbón:

• Depósito y carga de carbón (213)

• Transporte de carbón (233)

• Depósito de carbón (243)

• Molienda, Almacenamiento y dosificación de carbón (463)

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Cantidades de los principales materiales utilizados: • 14.000 m3 de hormigón • 1.200 tons de acero • 700 tons de estructura metálica • 13.000 m3 de excavación • 15.000 m3 de rellenos • 18.000 m2 de pavimentos • 70.000 lts de grouting • 2.500 tons de montaje de estructura • 250.000 ml de tendido de cables. • 3 Subestaciones eléctricas. • 7 MVA de Potencia

Mano de obra a emplear 865.000 horas Cantidad actual de operarios : 370 personas

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Hormigón

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Que es el Hormigón?

Es un material compuesto esencialmente de un medio conglomerante dentro del cual están incrustados partículas o fragmentos de áridos.

Cuáles son sus componentes?

• Cemento pórtland • Agua • Áridos gruesos • Áridos finos • Aditivos • Aire

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Principales Características del Hormigón

• Asentamiento

• Granulometría

• Resistencia

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Asentamiento

• Medida de la consistencia de una mezcla de hormigón fresco

• Cono de Abrams

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Rango de asentamientos por tipo de pieza

• Pavimentos (2 - 8 cm)

• Losas (8 -14 cm)

• Pilares y Bases (10 – 14 cm)

• Pilotes (14 – 20 cm)

• ‘Hormigones Autocompactantes’

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Granulometría

• Tamaño máximo del agregado (Dmáx) • Forma • Curva granulométrica

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Resistencia

• Resistencia a la compresión a los 28 días

• Resistencia media (fcm)

• Resistencia característica (fck): ‘Medida estadística que tiene en cuenta no sólo el valor de la media sino también de la desviación típica relativa (s)’

La resistencia característica del hormigón es aquella resistencia por debajo de la cual puede esperarse que se encuentre el 5% del total de resultados.

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Cómo dosifico un hormigón para que cumpla estas 3 características principales de: • Asentamiento • Granulometría • y Resistencia?

1. Cálculo téorico de la dosificación.

2. Ensayos, pastones de prueba.

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Dosificación – Pasos del cálculo téorico

• Resistencia característica => Resistencia media

dependerá del grado de control que puedo asegurar en su elaboración

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• Resistencia media => Relación a/c

C/A = K x fcm + 0,5 fcm (kg/cm2)

Cemento Valores K Aridos rodados Piedra partidaP -350 0,0054 0,0035

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• En función de las condiciones a las que estará expuesto el hormigón, verifico máxima relación a/c admisible, que asegure su durabilidad.

• Determino ahora contenido de agua para mi asentamiento y Dmáx. `Tablas Sabesinsky Felperin’:

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• Ya conozco entonces por m3 de mi mezcla:

1. Volumen de cemento 2. Volumen de agua

• Supongo un volumen de aire aprox = 2% (20 lts/m3)

• El volumen que falta para completar el m3 de mezcla corresponde a los áridos.

• A partir de la relación a/c y la cantidad de agua, determino el contenido de cemento (vuelvo a verificar el mínimo en función del ambiente).

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• Solo falta determinar la relación entre los áridos finos y gruesos.

• Cuadro práctico para áridos tipo de Montevideo:

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• Ejemplo de dosificación

• Fck = 250 kg/cm2 • Asentamiento = 6 • Dmáx = 20 mm

En peso: En volumen: Agua: 193 kg Agua: 193 lts Cemento: 352 kg Cemento: 112 lts Arena: 784 kg Arena: 304 lts Piedra partida: 958 kg Piedra partida: 371 lts Total: 2.287 kg Aire: 20 lts Total: 1.000 lts

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Suficiente teoría!

Tipos de hormigones elaborados en Ancap Minas: • C15

• C25 • C30 • C30 c/ aire incorporado • C30 c/ fibra • C45 • Mortero • Proyectado • Celular

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Esquema general de una planta dosificadora

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Equipamiento

• Planta Dosificadora Betonmac (70 m3/hora nominales) • 2 Mixer Mercedes-Liebherr (7 m3) • Bomba de arrastre Schwing 500 (hasta 100 m verticales y 300 m

horizontales) • Retrocombinada Cat 316D

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Personal

• Plantista o balancero • Laboratorista y ayudante en obra • Mixeros • Retrista • Bombista

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Materiales y suministros

• Áridos (acopio, stock) • Cemento (ídem) • Combustibles • Energía y agua (mucha agua!)

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Transporte, del mixer a la pieza

• Canalones • Bomba de arrastre • Tolva; con grúa, retro o hidrogrúa • Bobcat o retrocombinada

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Complicaciones y temas importantes a tener en cuenta

• Variabilidad (materiales no homogéneos) • Humedad (áridos) • Temperatura ambiente (mín y máx) • Coordinación (tiempos) • Distancia a los materiales • Requisitos de seguridad • Requisitos medioambientales

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Gracias!

avilaro@teyma.abengoa.com gpineyrua@teyma.abengoa.com