Estudio de la factibilidad técnica del uso de yeso sintético en la fabricación de cemento pórtland

Abstract

En el proceso de fabricación del cemento se utiliza como materia prima la caliza, la arcilla, la arcilla ferrosa y el yeso. El yeso regula los tiempos de fraguado, influye en la expansión, y aporta resistencias a temprana edad. Actualmente el yeso empleado por la empresa es yeso natural importado, proveniente desde España y se estudió la sustitución del yeso natural, por una mezcla de yeso natural y yeso sintético. En esta mezcla se varió las proporciones de yeso sintético hasta obtener yeso sintético puro en el cemento. El fosfoyeso es producido por la empresa TRIPOLIVEN ubicada en Morón, estado Carabobo. La metodología consistió en conocer la composición química del yeso natural y sintético a través de un conjunto de ensayos de laboratorio, como son, complexometría, gravimetría, y determinación del agua libre y combinada. A su vez se realizaron siete (7) muestras de cemento haciendo uso de un molino de prueba a escala de laboratorio, las muestras presentaron una composición típica del cemento Eco Plus, que es 80% de clinker, 15% de caliza y 5% de yeso,cuyo porcentaje de yeso estaba conformado por diferentes concentraciones de yeso natural y sintético, el barrido se realizó desde 100% yeso natural y 0% de yeso sintético hasta 100% yeso sintético y 0% yeso natural, a cada una de las muestras se realizaron ensayos químicos para conocer su composición y ensayos físicos para conocer su comportamiento en obra, como lo son tiempos de fraguado inicial y final, resistencia a la compresión y expansión. Se realizó un enyesado óptimo o concentración óptima a nivel de laboratorio. Se obtuvo que el yeso natural y el yeso sintético presentaron gran similitud y que el yeso sintético se puede emplear en el yeso total que conforma el cemento hasta un 30% a nivel de laboratorio, cumpliendo con la Norma COVENIN 3134 “cemento Pórtland con adiciones”. Se presentó un 5% de yeso en el cemento como concentración óptima a nivel de laboratorio. Se realizo una prueba a nivel industrial, con un 20% de yeso sintético en el yeso total que conforma el cemento, haciendo uso de los molinos industriales, este porcentaje empleado se debió a que la cantidad máxima que ofrece la empresa Tripoliven, equivale al 20% de sustitución del yeso natural en la empresa y se estudió la influencia en las propiedades físicas del cemento (fraguado, resistencia a la compresión y expansión), obteniendo como resultado fraguados y resistencias dentro de la norma y problemas de expansión, debido a la presencia de cal libre en el cemento. Durante la prueba industrial se realizó el enyesado óptimo resultando que un 4,72% de yeso en el cemento, genera las mayores resistencias. Se llevo a cabo un análisis económico y se determinó que la alternativa de usar 20% de yeso sintético en la producción del cemento genera un ahorro de 140.253 $/año.