Ciment

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

El ciment és un conglomerant hidràulic artificial de naturalesa inorgànica (conglomerant hidràulic vol dir que endureix barrejat amb aigua). És un dels materials de construcció més importants que hi ha, si bé gairebé mai s'empra sol. Barrejat amb aigua i àrids forma el formigó. Si els àrids de la barreja són molt fins (sorra), hom anomena la barreja morter.

Barreja del ciment

Per analogia, en geologia s'anomena ciment al material d'unió d'algunes roques sedimentàries, principalment conglomerats. Aquest material sol ser carbonat de calci.

Història[modifica | modifica el codi]

Des de l'antiguitat, es van emprar pastes i morters elaborats amb argila, guix o calç per a unir els elements de construcció de les edificacions.

Va ser a l'antiga Grècia quan van començar a usar-se pedres volcàniques extretes de l'illa de Santorí, els primers ciments naturals. La civilització romana va ser la primera a desenvolupar l'ús del ciment, emprant calç viva i cendres volcàniques. La volta del Panteó, l'amfiteatre de Pompeia i els fonaments i parets internes del Colosseu en son bons exemples.[1]

En el segle XVIII John Smeaton construeix els fonaments d'un far dalt del penya-segat d'Edystone, a la costa de Cornualla, emprant un morter de calç calcinada.[2] El segle XIX, James Parker, investigant la reacció de les pedres de calç en el foc va crear accidentalment un nou tipus de ciment, que va ser patentat i es va usar àmpliament al segle XIX, coneixent amb el nom de "ciment romà". Joseph Aspdin, un constructor de Wakefield (West Yorkshire) , va cremar en un forn una barreja de tres parts de pedra calcària per una d'argila. Aquest material va ser el pare del ciment modern, i es va anomenar pòrtland perquè el seu color gris verdós fosc era similar al de les calcàries de l'illa de Portland.[3] Isaac Johnson, el 1845, obté el prototip del ciment modern, amb una barreja de pedra calcària i argila calcinada a alta temperatura.[4] En el segle XX sorgeix l'auge de la indústria del ciment, a causa dels experiments dels químics francesos Vicat i Le Chatelier i l'alemany Michaelis, que assoleixen ciment de qualitat homogènia; i la invenció del forn rotatori per a calcinació i el molí tubular i els mètodes de transportar formigó fresc ideats per Juergen Hinrich Magens, que els patenta entre 1903 i 1907.[5]

Fabricació a Catalunya[modifica | modifica el codi]

Fàbrica de Ciment Asland a Castellar de n'Hug
Fàbrica Sanson, al Puig d'Olorda

La primera fàbrica de ciment pòrtland de Catalunya fou la Fàbrica de Ciment Asland de Castellar de n'Hug, promoguda l'any 1901 per l'industrial Eusebi Güell i Bacigalupi. Va ser la primera que instal·là forns rotatoris a l'Estat Espanyol. Restà operativa fins a l'any 1975 i actualment és un museu adscrit al Museu de la Ciència i de la Tècnica de Catalunya. Asland va instal·lar fàbriques addicionals a Montcada i Reixac (1917) i a Villaluenga de la Sagra (1928). L'any 1970 comprà la fàbrica existent a Sagunt, que havia estat oberta l'any 1950.

L'any 1920 l'empresa Auxiliar de la Construcción, S.A va instal·lar una fàbrica de ciment pòrtland Sanson a Sant Feliu de Llobregat, al Puig d'Olorda. Sanson va ser adquirida per Cementos Mexicanos (Cemex) l'any 1992.

Fàbrica d'Uniland a Vallcarca (Sitges)
Ciments Molins a Sant Vicenç dels Horts

L'empresa Uniland va ser creada l'any 1973 com a fusió de Cementos Fradera i Cementos y Cales Freixa. Cementos Fradera fou fundada l'any 1896 com "M. de C. Butsems & Fradera", per Mariano Carlos Butsems Just i Josep Fradera Camps. Fabricava ciment, amb una planta a Vallcarca (Sitges). Cementos y Cales Freixa, amb fàbrica a Santa Margarida i els Monjos fou comprada l'any 1901 pel banquer Antoni Freixa i Coma.[6]

Una altra empresa capdavantera és Ciments Molins, fundada el 9 de febrer de 1928, per Joan Molins i Parera.[7] Cementos Molins SA va donar continuïtat a les explotacions de pedreres i la fabricació de calç i ciment natural situades a Pallejà, Vallirana i Sant Vicenç dels Horts i va impulsar la fabricació de ciment d'aluminat de calci, segons la patent adquirida a Lafarge. Va instal·lar dos forns de reverber el 1929 i el 1930 i un forn rotatori per fabricar ciment pòrtland el 1943.

Tipus de ciment[modifica | modifica el codi]

Hi ha diverses menes de ciment:

  • Ciments amb addicions: Ciments pòrtland als quals s'han agregat altres substàncies, en proporció superior al 5%, per tal de millorar-ne les propietats o reduir-ne el cost. Les substàncies afegides al ciment en proporcions menors del 5% s'anomenen additius. Les addicions més habituals són el filler calcari (roca calcària molta) i les addicions formades per sílice en estat amorf (microsílice, escòries d'alt forn i cendres volants).
  • Ciment d'aluminat càlcic (també conegut com a "aluminós"): Format per calcàries i bauxites. Adquireix resistència en un termini força més breu que el ciment pòrtland, però aquesta resistència disminueix amb els anys, sobretot si l'elaboració del formigó o les condicions ambientals no han estat les adequades a aquest tipus de ciment. A més, la protecció química que ofereix a les armadures és molt inferior a la que ofereix el ciment pòrtland. Actualment està molt restringit el seu ús en estructures.
  • Ciments naturals: Són ciments formats per clinquerització de roques en què de forma natural es troben barrejats el carbonat de calci i els silicats. En distingim els ràpids i els lents:
    • Ciment natural ràpid o ciment ràpid: Endureix en qüestió de minuts i pastat només amb aigua (sense àrids) es fa servir com un morter de poca resistència per treballs en què sigui útil aquest enduriment ràpid, com ara les arestes per fer un arrebossat.
    • Ciments naturals lents: Tenien propietats semblants al pòrtland però molt menys qualitat (sobretot una resistència inferior). S'havien fet servir com a alternativa més econòmica al ciment pòrtland, sobretot en fonaments, però actualment han caigut en desús.

Ciment Pòrtland[modifica | modifica el codi]

El ciment pòrtland és format per silicats i aluminats càlcics que han fet presa amb aigua. La seva resistència mecànica augmenta amb el pas del temps. S'obté a partir d'una barreja de roca calcària i argiles, moltes finament, que se sotmeten al procés de clinquerització, consistent en la cocció a altes temperatures, amb fusió parcial. El pòrtland i els seus derivats (els ciments amb addicions i el ciment blanc) es molen juntament amb una petita quantitat de guix com a regulador de presa (si no n'hi hagués, el ciment solidificaria ràpidament en contacte amb l'aigua). El ciment pòrtland és habitualment de color gris, degut a la presència en la seva composició de silicats de ferro procedents de les argiles i calcàries emprades en la seva fabricació. S'obté ciment blanc fent servir matèries primeres sense ferro i cuidant el procés de fabricació per tal que no es contamini. Sobretot, cal evitar que els molins de cru (o sigui, els que molen les matèries primeres conjuntament abans de la seva cocció) tinguin elements abrasius d'acer en contacte amb el material, ja que el seu desgast contaminaria el cru amb materials ferrosos. El ciment blanc s'empra per a fabricació de formigons blancs o de colors, ja que admet diversos tints. També es fa servir, normalment tenyit, per a la preparació de beurades (pastes de ciment i aigua) per rejuntar enrajolats.

Producció del ciment pòrtland[modifica | modifica el codi]

Les matèries primeres del ciment pòrtland són calcària (CaO), sílice (SiO2), alúmina (Al2O3), i òxid de ferro (Fe2O3). Aquests components es combinen apropiadament per produir els diversos tipus de ciment pòrtland. Les matèries primeres seleccionades són mòltes, i es barregen en proporcions idònies per aconseguir la composició desitjada. La barreja es manté després en un forn rotatori on s'escalfa a temperatures entre 1400 i 1650 °C. En aquest procés la barreja es converteix químicament en un ciment endurit (clínker) que seguidament es fa refredar i es polvoritza. S'afegeix una petita quantitat de guix al ciment per tal de controlar el temps de preparació del formigó.

Tipus de ciments pòrtland[modifica | modifica el codi]

  • Tipus I. És el ciment pòrtland normal per ús general. S'utilitza on el formigó no és exposat a un gran atac de sulfats de l'aigua o del sòl, o on no es produirà un increment important de la temperatura degut al calor generat per la hidratació del ciment. Aplicacions típiques del formigó del tipus I són voreres, edificis, ponts, clavegueram i embassaments de formigó reforçat.
  • Tipus II s'utilitza en llocs on pugui existir un atac moderat de sulfats, com les estructures de desguàs on les concentracions de sulfat en aigües residuals són més grans del normal.
  • Tipus III, aquest ciment és un tipus de ciment de resistència prematura que desenvolupa grans resistències en un període curt de temps. S'utilitza quan el encofrats o motlles del formigó es trauran ràpidament.
  • Tipus IV, és un ciment de baix calor de hidratació que s'utilitza quan la quantitat de calor ha de ser mínima. El tipus IV de ciment pòrtland es reserva per estructures massisses de formigó.
  • Tipus V, és un ciment que s'utilitza quan el formigó està exposat a elevats atacs de sulfats com el formigó exposat a terres i aigües residuals amb alt contingut en sulfat.

Derivats[modifica | modifica el codi]

  • El ferrociment és un material compost de morter i xarxa de filferro.
  • El fibrociment és un material compost de morter i fibres. Actualment l'ús de fibrociment d'amiant està prohibit.

Consum aparent de ciment com a indicador econòmic[modifica | modifica el codi]

El consum de ciment d'una economia reflecteix l'activitat econòmica del sector de la construcció. Com que el consum de ciment és una dada difícil d'obtenir directament, es fa servir com a indicador el "consum aparent de ciment", mesurat en milers de tones i que es calcula a partir de variables més fàcils d'obtenir:[8]

Consum aparent de ciment = Producció de ciment i clínquer+ Importacions de ciment i clínquer - Exportacions de ciment i clínquer

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. «Antigüedad» (en castellà). Historia del cemento. Oficemen. [Consulta: 15/1/2012].
  2. Giedion, Sigfried. Space, time and architecture: The growth of a new tradition (en anglès). Harvard University Press, 1997, p.323. ISBN 0674830407. 
  3. «Revolución Industrial» (en castellà). Historia del cemento. Oficemen. [Consulta: 15/1/2012].
  4. Krishna, Raju N. Reinforced Concrete Design: Principles And Practice (en anglès). New Age International, 2007, p.2. ISBN 8122414605. 
  5. Dhir, Ravindra K.; Limbachiya, Mukesh C. Utilizing ready mix concrete and mortar: proceedings of the International Conference held at the University of Dundee, Scotland, UK on 8-10 September 1999 (en anglès). Thomas Telford, 1999, p.2. ISBN 0727728237. 
  6. «Qui som?». Uniland. [Consulta: 12/1/2012].
  7. «Història». Ciments Molins. [Consulta: 14/1/2012].
  8. «Informe sectorial de Catalunya 2010». Col·lecció informes sectorials, 2010, p.30 [Consulta: 15/1/2012].

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Ciment