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MASTER EN CONSTRUCCION AVANZADA EN LA EDIFICACION 
TRABAJO DE FIN DE MASTER 
 
 
 
 
 
REDUCCION DE LAS EMISIONES CO2 EN LA PRODUCCION DEL CEMENTO 
EMPLEANDO PIEDRA CALCAREA Y ARCILLAS CALCINADAS 
(LC3=LIMESTONE CALCINED CLAY CEMENT). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Proyectista: Carlos Martín Echeverría Santos 
 Director: Marc Sanabra Loewe 
 Convocatoria: Abril/Mayo 2022
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
1 
 
RESUMEN 
 
El siguiente trabajo describe las características del cemento LC3 (Limestone calcined clay 
concrete),que se presenta como potencial alternativa al cemento portland. Tambien, se 
analizan las modificaciones necesarias en el sistema productivo para fabricar este cemento. 
Adicionalmente, se ha recabado información sobre la disponibilidad y volumen de producción 
de caolín a nivel mundial, por que este material es un recurso fundamental para la fabricación 
del LC3. El trabajo alcanza conclusiones preliminares respecto al perfil de los paises que 
deberian ser capaces de incorporar LC3 dentro de su mercado. 
Para la producción de este cemento se emplea piedra calcárea, arcilla calcinada y yeso a 
modo de sustitutos del clinker de cemento portland en un 50% en masa del cemento. Esto 
lleva a reducir un 40% las emsiones de CO2 durante la producción del material. Como principal 
sustituto del clinker se encuentra la arcilla calcinada, que representa el 30% en masa de la 
mezcla. No cualquier tipo de arcilla es idónea para ser calcinada y producir LC3. Según las 
fuentes consultadas, la arcilla que mejor trabaja es el caolín, debido a las propiedades 
puzolánicas que adquiere al ser calcinado. 
El método usado para desarrollar el trabajo se ha basado en la consulta de artículos 
científicos, análisis de libros, conferencias, la evaluación de informes anuales, documentos 
oficiales y datos gubernamentales relacionados con la extracción y producción minera. Al 
analizar estos datos se han encontrado algunas contradicciones. De modo que a lo largo del 
trabajo se ha buscado la coherencia de estos datos aparentemente contrapuestos para validar 
la evaluación de nuevas localizaciones de materias primas. 
El trabajo contiene 6 capítulos fundamentales numerados del 2 al 7. El capítulo 2 trata los 
cementos convencionales, sus características tanto físicas como químicas y los tipos de 
adiciones, finalizando con datos sobre la producción de cemento a nivel mundial. En el 
capítulo 3 se describe al cemento con filler calizo, resaltando su importancia en el estudio, ya 
que se puede considerar un cemento de transición entre el cemento portland y el LC3. El 
capítulo 4 describe el LC3, sus componentes, sus propiedades mecánicas y sus aplicaciones 
dentro del sector de la construcción. En el capítulo 5 se explican los requerimientos necesarios 
para adaptar las fábricas de cemento portland existentes para la producción de LC3, y se 
exponen tres escenarios donde se analiza el atractivo económico de hacer esta adaptación. 
El capítulo 6 compara al cemento portland, el cemento con filler calizo y el LC3. Finalmente el 
capítulo 7 se centra en la disponibilidad y producción del caolín a nivel mundial. 
Este trabajo concluye que existen 2 perfiles de países en que el LC3 tiene una gran posibilidad 
de ser aplicado actualmente, pudiendo dar lugar a notables reducciones de CO2 en la 
producción de cemento. 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
2 
 
INDICE 
 
1 INTRODUCCION ......................................................................................................... 10 
2 CEMENTOS CONVENCIONALES ............................................................................... 11 
2.1 CEMENTO PORTLAND ........................................................................................ 11 
2.1.1 HISTORIA ....................................................................................................... 11 
2.1.2 PROPIEDADES .............................................................................................. 15 
2.1.3 COMPONENTES ............................................................................................ 16 
2.2 TIPOS DE CEMENTOS ......................................................................................... 22 
2.2.1 CEMENTOS PORTLAND TIPO I – CEM I ...................................................... 22 
2.2.2 CEMENTOS PORTLAND CON ADICIONES TIPO II – CEM II ....................... 25 
2.2.3 CEMENTOS DE HORNO ALTO TIPO III – CEM III ........................................ 26 
2.2.4 CEMENTOS PUZOLANICOS TIPO IV – CEM IV ........................................... 27 
2.2.5 CEMENTOS COMPUESTOS TIPO V – CEM V.............................................. 28 
2.2.6 CEMENTOS CON PROPIEDADES ADICIONALES ....................................... 28 
2.3 PROCESO DE FABRICACION .............................................................................. 30 
2.3.1 OBTENCION DE MATERIAS PRIMAS ........................................................... 30 
2.3.2 TRITURACION ............................................................................................... 30 
2.3.3 PREHOMOGENIZACION ............................................................................... 31 
2.3.4 MOLIENDA ..................................................................................................... 31 
2.3.5 PRECALENTADOR DE CICLONES ............................................................... 32 
2.3.6 FABRICACION DEL CLINKER ....................................................................... 32 
2.3.7 ENFRIADOR .................................................................................................. 33 
2.3.8 MOLIENDA DEL CLINKER Y FABRICACION DE CEMENTO ........................ 33 
2.3.9 ALMACENAMIENTO ...................................................................................... 34 
2.3.10 ENVASADO .................................................................................................... 34 
2.4 PRODUCCION DEL CEMENTO EN EL MUNDO .................................................. 35 
3 CEMENTOS CON FILLER CALIZO ............................................................................. 41 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
3 
3.1 INTRODUCCION ................................................................................................... 41 
3.2 QUE ES EL “FILLER” ............................................................................................ 41 
3.3 PROPIEDADES DEL FILLER CALIZO .................................................................. 41 
3.4 PRUEBAS EN LABORATORIO ............................................................................. 41 
4 LIMESTONE CALCINED CLAY CEMENT (LC3) .......................................................... 43 
4.1 HISTORIA ............................................................................................................. 43 
4.2 OBJETIVO ............................................................................................................. 43 
4.3 COMPONENTES................................................................................................... 43 
4.3.1 CLINKER ........................................................................................................ 44 
4.3.2 PIEDRA CALIZA ............................................................................................. 44 
4.3.3 ARCILLA CALCINADA ................................................................................... 44 
4.3.4 YESO .............................................................................................................45 
4.4 PROPIEDADES MECANICAS ............................................................................... 45 
4.4.1 RESISTENCIA A COMPRESION ................................................................... 45 
4.4.2 RESISTENCIA A LA FLEXION ....................................................................... 46 
4.4.3 MODULO DE ELASTICIDAD .......................................................................... 46 
4.4.4 FLUENCIA ...................................................................................................... 47 
4.4.5 RETRACCION AUTOGENA ........................................................................... 48 
4.5 MANEJO DE RECURSOS ..................................................................................... 49 
4.6 APLICACIONES .................................................................................................... 49 
5 COMPARACION ENTRE CEMENTO PORTLAND, FILLER CALIZO Y LC3................. 51 
5.1 ANALISIS F.O.D.A ................................................................................................. 52 
6 ADECUACION DE FABRICAS EXISTENTES .............................................................. 53 
6.1 CASOS DE ESTUDIO ........................................................................................... 55 
7 APLICACION GLOBAL ................................................................................................ 56 
7.1 CAOLINITA EN EL MUNDO .................................................................................. 56 
7.2 PRODUCCION MUNDIAL DE CAOLIN ................................................................. 59 
7.3 PRODUCCION DE CAOLIN EN ESPAÑA ............................................................. 61 
7.4 PRODUCCION DE CAOLIN EN AMERICA ........................................................... 63 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
4 
7.5 PRODUCCION DE CAOLIN EN ECUADOR .......................................................... 65 
7 CONCLUSIONES ........................................................................................................ 66 
8 BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................ 68 
 
INDICE DE TABLAS 
Tabla 2.1 Clasificación de cementos según la "Norma Española UNE-EN 197-1:2000". Fuente: 
(Jiménez Montoya et al. 2011). ............................................................................................ 22 
Tabla 2.2 Composición química del cemento portland. Fuente: (Jiménez Montoya 2011). .. 22 
Tabla 2.3 Composición potencial. Fuente: (Jiménez Montoya 2011). ................................... 24 
Tabla 2.4 Tabla de tipos de cementos con porciones en masa. Fuente: UNE-EN 13639. .... 29 
Tabla 2.5 Producción mundial de cemento y concreto premezclado 2021. Fuente: (Winskell 
2021). .................................................................................................................................. 38 
Tabla 5.1 Comparación entre cemento portland, filler calizo y LC3. Fuente: Elaboración propia 
a partir de (Damtoft et al. 2008). .......................................................................................... 51 
Tabla 6.1 Posibles escenarios en la implementación de tecnología LC3. Fuente: (Scrivener 
2019). .................................................................................................................................. 55 
Tabla 7.1 Tabla de evolución de reservas de caolín en Brasil. Fuente:(Corrêa Mártires 2009).
 ............................................................................................................................................ 58 
Tabla 7.2 Producción mundial de caolín en el 2021 en millones por toneladas (Mt). Fuente: 
Elaboración propia. (U.S. Geological Survey 2021). ............................................................ 59 
Tabla 7.3 Producción de caolín en España en el 2019. Fuente (Instituto Geológico y Minero 
de España 2020).................................................................................................................. 62 
Tabla 7.4 Empresas productoras de caolín en España. Fuente: (Instituto Geológico y Minero 
de España 2009).................................................................................................................. 62 
Tabla 7.5 Datos de producción, importación, exportación y consumo interno de caolín en 
Estados Unidos de América.(U.S. Geological Survey 2021) ................................................ 63 
Tabla 7.6 Producción de caolín en Brasil en el 2017. Fuente: (Ministerio de Minas y Energias 
Brasilero 2019a)................................................................................................................... 65 
 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
5 
 
INDICE DE FIGURAS 
Figura 2.1 Partenón de Atenas, construido en 447 y 438 a.C. Fuente: cementosbalboa.es . 11 
Figura 2.2 Cúpula del Panteón romano. Fuente: 101viajes.com. ......................................... 12 
Figura 2.3 El faro de Eddystone construido en 1759, conocido por usar en escoria de hierro 
en su mezcla para endurecer la mezcla bajo el agua. Fuente: Wikipedia.org/FarodeEddystone.
 ............................................................................................................................................ 13 
Figura 2.4 Patente de un horno rotatorio para cemento. Fuente: Oficina Española de Patentes 
y Marcas. ............................................................................................................................. 14 
Figura 2.5 Fabricas, chimeneas y humo, describen la imagen de la revolución industrial. 
Factoría química BASF en Ludwigshafen. Fuente: Basf.com/gallery. .................................. 14 
Figura 2.6 Filler calizo en polvo. Fuente: Imecosa.com/filler-calizo/. .................................... 17 
Figura 2.7 Polvo captado por la precipitación o captación de los gases de combustión. ...... 17 
Figura 2.8 Polvo fino de partículas esféricas con características puzolánicas. Fuente: 
asocem.org. ......................................................................................................................... 18 
Figura 2.9 Ejemplar de un esquisto producido en horno a temperaturas de 800ºC. Fuente: 
Wikipedia.org/Esquistos/. ..................................................................................................... 18 
Figura 2.10 Piedra volcánica calcinada. Fuente: Leroymerlin.es/. ........................................ 19 
Figura 2.11 Piedra puzolana encontrada en el ambiente. Fuente: 
Elparlante.com.py/puzolanas/. ............................................................................................. 19 
Figura 2.12 Granulados de horno alto que se obtienen por un brisco cambio de temperatura, 
generalemnte de caliente a frio. Fuente: www.acomet.es. ................................................... 20 
Figura 2.13 Polvo de humo de sílice. Fuente: www.silicafumesupplier.com. ........................ 20 
Figura 2.14 Aditivo común para cementos, concretos y morteros. Fuente: Sika.es/. ............ 21 
Figura 2.15 Componentes del cemento portland.(Jiménez Montoya 2011). ......................... 23 
Figura 2.16 Componentes potenciales del cemento portland. Fuente: Elaboración 
propia(Jiménez Montoya 2011). ........................................................................................... 25 
Figura 2.17 Extracción de materia prima. Fuente: Elaboración Propia. ................................ 30 
Figura 2.18 Proceso de trituración. Fuente: Elaboración Propia. ......................................... 30 
Figura 2.19 Homogenización de material rocoso. Fuente:Elaboración Propia. ................... 31 
Figura 2.20 Molienda de material rocoso procesado. Fuente: Elaboración Propia. .............. 31 
Figura 2.21 Precalentamiento de la materia mediante gases provenientes del horno. Fuente: 
Elaboración Propia. ............................................................................................................. 32 
Figura 2.22 Fusión del material homogenizado para la producción del clinker. Fuente: 
Elaboración Propia. ............................................................................................................. 32 
Figura 2.23 Enfriamiento del material rocoso post fusión. Fuente: Elaboración Propia. ....... 33 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
6 
Figura 2.24 Trituración de materias primas para generar el polvo conocido como cemento. 
Fuente: Elaboración Propia. ................................................................................................. 33 
Figura 2.25 Clasificación del cemento dependiendo del tipo. Fuente: Elaboración Propia. .. 34 
Figura 2.26 Envasado y listo para su distribución. Fuente: Elaboración Propia. ................... 34 
Figura 2.27 Volumen de producción de los 10 países más productores a nivel mundial. 
(Winskell 2021). ................................................................................................................... 37 
Figura 2.28 Producción mundial de cemento y acero vs la población mundial. Fuente: (John 
et al. 2016). .......................................................................................................................... 39 
Figura 2.29 Comparativa de producción mundial de cemento vs otros materiales. Fuente: 
(John 2016). ......................................................................................................................... 39 
Figura 2.30 Comparación de países con mayores producciones de cemento a nivel mundial 
hasta el 2050. Fuente: (John 2016)...................................................................................... 40 
Figura 4.1 Porciones de materiales para la fabricación de LC3. Fuente: (Scrivener 2019). .. 44 
Figura 4.2 Periodos de resistencias con diferentes cantidades de metacaolín. Las líneas rojas 
representan las resistencias del CP como referencia. Fuente: (Scrivener et al. 2018). ........ 45 
Figura 4.3 Diagrama de flexión en función a la resistencia a compresión de 5 variantes de LC3-
50 comparándolo con el cemento portland. Fuente: (Scrivener 2018). ................................. 46 
Figura 4.4 Elasticidad del LC3-50 comparado con el cemento portland. Fuente:(Scrivener 
2018) . ................................................................................................................................. 46 
Figura 4.5 Cumplimiento de la fluencia sobre el tiempo de carga. Fuente: (Scrivener 2018).
 ............................................................................................................................................ 47 
Figura 4.6 Resultados de la retracción autógena durante los primeros 28 días. Fuente: 
(Scrivener 2018). ................................................................................................................. 48 
Figura 4.7 Casa prototipo construida con cemento LC3. Fuente: LimestoneCalcinatedClay. 49 
Figura 4.8 Oficinas de la COSEDU en Suiza. Fuente: LimestoneCalcinatedClay................. 49 
Figura 4.9 Bloques fabricados con LC3. Fuente: LimestoneCalcinatedClay. ........................ 50 
Figura 4.10 Adoquines y pavimentos fabricados con LC3. Fuente: LimestoneCalcinatedClay
 ............................................................................................................................................ 50 
Figura 5.1 comparación de la resistencia a la compresión y días. Fuente(Bishnoi 2020). .... 51 
Figura 6.1 Adaptación de horno rotativo. Fuente: (Scrivener 2019). .................................... 53 
Figura 6.2 Diagrama de adecuación al horno vertical. Fuente:(Scrivener 2019). ................. 54 
Figura 7.1 Mapa de distribución a nivel mundial de los minerales de la arcilla generados por 
alteración exógena. Fuente: (Carrasco et al. 2008). ............................................................. 56 
Figura 7.2 El azul claro muestra la disponibilidad de arcillas, mientras que el azul oscuro 
identifica las arcillas aptas para el uso de SCM en el continente europeo. Fuente: (Favier et al. 
2018). .................................................................................................................................. 57 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
7 
Figura 7.3 Grafica de la evolución de reservas de caolín en Brasil. Fuente: Elaboración propia.
 ............................................................................................................................................ 58 
Figura 7.4 Mapa mundo con minerales no metálicos. Fuente: (Favier 2018). ...................... 59 
Figura 7.5 Producción mundial de caolín periodo 2014-2021 en millones por toneladas (Mt). 
Fuente Elaboración Propia. (U.S. Geological Survey 2022). ................................................ 60 
Figura 7.6 Mapa minero de España. Fuente: (Instituto Geológico y Minero de España 2020).
 ............................................................................................................................................ 61 
Figura 7.7 Producción de caolín en México. Fuente: (Servicio Geológico Mexicano 2021). . 64 
Figura 7.8 Ubicación de caolín en Ecuador. Fuente: Elaboración propia. ............................ 65 
 
 
 
 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
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GLOSARIO 
Nomenclatura Química 
CO2: Dióxido de carbono o también conocido como anhídrido de carbono. Relacionado 
directamente con el efecto invernadero. 
 
SiO2: Óxido de silicio. 
 
Al2O3: Óxido de aluminio o alúmina. 
 
Fe2O3: Óxido de hierro. 
 
CaO: Óxido de calcio. 
 
CH: Hidróxido de calcio. 
 
CaCO3: Carbonato de calcio. 
 
C3A: Aluminato tricálcico. 
 
C4H4O: Oxido de óxido de divinileno. 
 
Nomenclatura Técnica 
LC3 (Limestone Calcinated Clay Cement): Piedra calcárea y arcillas calcinadas. 
 
Clinker: Es el producto de la calcinación de piedra caliza, arcillas y otros componentes en 
forma de granos para la producción del cemento portland. 
 
Fraguado: Es el proceso de endurecimiento del cemento producida por la reacción química 
que se produce al contacto con el agua. 
 
Puzolanas: Piedras sedimentarias de origen volcánico. 
 
Aguja de Vicat: Herramienta que determina la consistencia y tiempo de fraguado. 
 
Agujas Le Chatelier: Agujas que determinan el tiempo de fraguado y estabilidad del volumen 
mediante la penetración de las agujas en la mezcla. 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
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Meteorización: Descomposición y desintegración de la rocas. 
 
Flexotracción: Aplicación de dos cargas iguales y simétricas sobre un elemento. 
 
Bauxita: Roca compuesta principalmente por minerales de aluminio como bohemita, gibbsita 
y diáspora. 
 
PNUMA: Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. 
 
AEI: Agencia Internacional de Energía. 
 
DRX: Difracción de Rayos X. 
 
COSEDU: Agencia Suiza de Desarrollo y la Cooperación. 
 
SMC (Supplementary Cementicious Material): Material cementoso suplementario. 
 
Metacaolín: Forma calcinada del mineral caolín. 
 
IRR (Interna Return Rate): Ratio de retorno interno. 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción delcemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
10 
 
1 INTRODUCCION 
 
Es difícil imaginar un mundo construido sin cemento, al ser un material tan accesible y simple 
de usar; se ha convertido en la segunda substancia más usada después del agua. Se prevé 
que el cemento Portland siga dominando el mercado de la construcción en los próximos años, 
lo cual genera una preocupación mundial ya que el sector produce el 15% CO2 a nivel global, 
mientras que la producción del cemento representa el 7% a nivel mundial. En la producción 
de cemento portland se emite aproximadamente 0.95 toneladas de CO2. 
 
Existen diversos métodos para reducir el CO2 en la producción del cemento, sin embargo, se 
requiere aun investigación y apoyo internacional para continuar desarrollando estas nuevas 
tecnologías. El método de capturar CO2 durante la producción ha sido uno de los temas de 
mayor desarrollo desde el año 2009, dado que aún no existe la tecnología para darle uso a 
este CO2 capturado; alternativas se hacen presentes como utilizar ceniza volcánica o 
diferentes agregados a la mezcla para la producción del clinker. 
 
Una alternativa viable dentro del mundo del cemento es el LC3,que se puede emplear gracias 
a sus materiales y facilidad uso. Los recursos pueden ser encontrados en casi todo el planeta 
y no requiere de grandes cambios en la maquinaria actual para su producción; conjuntamente 
apoyando la investigación de nuevos materiales suplementarios, se espera tener resultados 
positivos a largo plazo y mitigar la contaminación de CO2 emitidos por la producción del clinker 
en el planeta. 
 
 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
11 
 
2 CEMENTOS CONVENCIONALES 
2.1 CEMENTO PORTLAND 
2.1.1 HISTORIA 
 
El cemento ha sido de suma importancia para el desarrollo de civilizaciones. “Entre las culturas 
posiblemente más estudiadas en el sentido técnico mencionado, se pueden contar 
principalmente la egipcia, las de Mesopotamia, y por supuesto la griega y la romana”(Ramírez 
de AlbaVera Noguezy Mejía López 2010). Ubicando al cemento como el principal material que 
permitió el desarrollo de la infraestructura de estas antiguas civilizaciones. 
 
Figura 2.1 Partenón de Atenas, construido en 447 y 438 a.C. Fuente: cementosbalboa.es 
Mas adelante, el uso del cemento como material de construcción, se remonta a los egipcios, 
que usaban yeso calcinado como cemento. Luego están los griegos (Figura 2.1), año 1200 a. 
C, donde ya se usaba como pegante para enlazar tobas volcánicas; utilizaban cal, producto 
de calentar piedra caliza y arena, para hacer el mortero con piedras más gruesas. 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
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Figura 2.2 Cúpula del Panteón romano. Fuente: 101viajes.com. 
Con el pasar de los años, el imperio romano, adopta el uso del cemento de los griegos e 
inventan uno capas de ser utilizado bajo el agua, perfecto para puertos. Se consigue hacer 
este cemento añadiendo ceniza volcánica a la cal, dándole el nombre de cemento 
“puzolánico”, en honor al nombre de la localidad de Pozzouli, donde fue la primera vez que 
fue usado. Con este conocimiento, Roma construye su imperio a base del cemento; un 
ejemplar de la tecnología de ese tiempo es el “Panteón Romano” (Figura 2.2), construido entre 
los años 118- 125 d. C, donde se puede apreciar la maestría adquirida por los artesanos. La 
cúpula, con 25m de diámetro, es el punto de interés de la edificación y un récord para la época; 
es construida a base de piedra con cal (cemento). Hasta la fecha, se ha mantenido en pie sin 
sufrir deterioros relevantes a través de los tiempos; esto ha sido para la sociedad actual una 
clara demostración que en el concreto se puede confiar, no solo por su facilidad de uso y 
materiales simples de adquirir, sino que también ha superado la prueba del tiempo con gran 
facilidad y es por lo que es el material número uno para la construcción en el mundo. 
 
Olvidado por 13 siglos, el cemento toma fuerza de nuevo con la llegada de la revolución 
industrial a Gran Bretaña. Esta época marca un hito muy importan en la evolución del concreto 
y la construcción en masa. La investigación y desarrollo empieza de manera “industrializada”. 
La necesidad de construir faros en las costas para evitar pérdidas de barcos comerciales y de 
guerra, llevo al redescubrimiento del cemento puzolánico. El faro de Eddystone como se 
puede ver en la Figura 2.3 en la costa de Cornualles, se utilizó cal, arcilla y escoria triturada 
de hierro, una mezcla capaz de endurecerse bajo el agua. 
 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
13 
 
En 1824, Joseph Aspidin desarrolla la primera patente del “cemento Portland”(LucioMéndezy 
Moragues 2013), el cual realizaba mediante la mezcla de arcilla fina y piedra caliza, hasta que 
se calcine la piedra caliza. Se llama Portland ya que se parecía a una piedra de esta ciudad, 
la cual se usaba en cantidades para la construcción en Gran Bretaña. 
 
Figura 2.3 El faro de Eddystone construido en 1759, conocido por usar en escoria de hierro en su mezcla 
para endurecer la mezcla bajo el agua. Fuente: Wikipedia.org/FarodeEddystone. 
Si bien es cierto este cemento no es el que se usa actualmente, permitió fundar las bases 
para el actual, el cual lo desarrolló Isaac Johnson, “El proceso de producción del cemento fue 
mejorado por Isaac Johnson en 1845 cuando logró fabricar con éxito este producto quemando 
una mezcla de caliza y arcilla hasta la formación del Clinker, el cual fue después pulverizado 
obteniendo un compuesto fuertemente cementante”(Asociación Colombiana de Productores 
de Concreto 2020), con una mezcla de yeso y arcilla a temperaturas similares a los utilizados 
en la actualidad (1400-1500Cº) mucho más elevadas que el anterior mencionado. 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
14 
 
Figura 2.4 Patente de un horno rotatorio para cemento. Fuente: Oficina Española de Patentes y 
Marcas. 
El concreto que conocemos actualmente se da gracias a las tres siguientes modernizaciones 
en su producción. El desarrollo de hornos rotatorios (Figura 2.4), la adición de yeso para evitar 
la contracción de la mezcla y el uso de molinos de bolas para moler las materias primas. Estas 
nuevas tecnologías fueron introducidas en el principio del Siglo XX y permitieron un salto 
enorme en la producción e industrialización del cemento, ya que la época demandaba materia 
prima para la construcción de silos, fábricas y edificios de vivienda popular para los 
trabajadores y sus familias. 
 
 
Figura 2.5 Fabricas, chimeneas y humo, describen la imagen de la revolución industrial. Factoría 
química BASF en Ludwigshafen. Fuente: Basf.com/gallery. 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
15 
 
2.1.2 PROPIEDADES 
2.1.2.1 FRAGUADO 
La velocidad del fraguado viene restringida por las normas determinando un periodo de 
tiempo, a partir del amasado, dentro del cual deben producirse el principio y el fin del amasado. 
Se define mediante la aguja de Vicat. Proceso que se da desde el inicio del amasado y se 
prolonga por el endurecimiento sin solución de continuidad. Las penetraciones de la aguja de 
Vicat, en función del tiempo, dan una idea del proceso de fraguado. 
2.1.2.2 EXPANSION 
Para definir la expansión del cemento durante el proceso de fraguado, se utiliza el método de 
las agujas de Le Chatelier,comúnmente utilizado en toda Europa. Este método consiste en 
un pequeño molde cilíndrico, abierto por la generatriz y terminando por dos agujas, una vez 
relleno con el cemento, se mantiene por 24 horas en la cámara húmeda. El aumento de 
distancia entre las dos agujas, después de sumergido el molde en agua en ebullición, durante 
tres horas, mide la expansión. 
2.1.2.3 FINURA DE MOLIDO 
Esta característica del cemento está relacionada directamente al valor hidráulico, ya que 
influye decisivamente en la velocidad de las reacciones químicas que tienen lugar durante su 
fraguado y el primer endurecimiento. Al entrar en contacto con el agua, los granos de cemento 
se hidratan solo en una profundidad de 0,01mm, por lo que, si dichos granos fuesen muy 
gruesos, su rendimiento sería muy pequeño al quedar en su interior un núcleo prácticamente 
inerte. 
Al contrario, si el cemento posee una finura excesiva, su retracción y calor de fraguado son 
muy altos (lo cual resulta perjudicial), el conglomerado ser más susceptible a la meteorización 
(envejecimiento) tras un almacenamiento prolongado, y disminuye su resistencia a las aguas 
agresivas. Pero siendo así que las resistencias mecánicas aumentan con la finura, se llega a 
una situación de compromiso: el cemento portland, debe estar finamente molido, pero no en 
exceso. 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
16 
 
2.1.2.4 RESISTENCIAS MECANICAS 
Como resistencia de un cemento se entiende la de un mortero normalizado, amasado con 
arena de características y granulometría determinadas, con relación agua/cemento igual a 
0,5, en las condiciones que especifica la norma UNE 80101. 
Las probetas sin prismáticas de 4 x 4 x 16 cm3. Se rompen primero a flexo tracción con carga 
centrada y luego, cada uno de los trozos resultantes, se rompe a compresión sobre superficie 
de 4 x 4 cm2. Las roturas se efectúan normalmente a 2, 7 y 28 días. 
 
2.1.3 COMPONENTES 
El producto más importante del cemento como aglomerante hidráulico es el clinker. Al tener 
una serie de materiales distintos con diferentes propiedades, es importante darse cuenta de 
que el clinker está compuesto de un grupo de diferentes minerales que difieren con respecto 
a sus propiedades. Dicho esto, es importante la relación de cantidades para las resultantes 
de las propiedades, la variación en sus porcentajes de materiales integrantes, darán como un 
resultado un cemento con propiedades distintas y su calidad se verá afectada también por las 
dosis de minerales agregados. Cuando mejor entiendan los usuarios y fabricantes la relación 
básica entre dichos factores y las propiedades con respecto al uso final del cemento, mejor 
se podrá controlar las variaciones en su producción manteniendo su calidad para la necesidad 
requerida y reduciendo al máximo la posibilidad de una variación dentro de esa calidad. 
Los principales componentes encontrados en el cemento para su producción son: 
2.1.3.1 CLINKERES PORTLAND (K) 
Productos que se obtienen al calcinar hasta fusión parcial mezclas, preparadas artificialmente, 
de calizas y arcillas, hasta conseguir la combinación prácticamente total de sus componentes. 
 
2.1.3.2 CLINKERES ALUMINOSOS 
Productos que se obtienen por fusión de una mezcla de calizas y bauxitas de composición y 
granulometría adecuadas para conseguir un contenido mínimo de alúmina del 36%. 
2.1.3.3 FILLERES CALIZOS (L, LL) 
Roca sedimentaria compuesta mayoritariamente por carbonato de calcio en forma de calcita. 
Su principal función dentro de la mezcla con el Clinker es de carácter físico: dispersión, 
hidratación, trabajabilidad, retención de agua, capilaridad, permeabilidad, retracción, 
figuración. 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
17 
 
Figura 2.6 Filler calizo en polvo. Fuente: Imecosa.com/filler-calizo/. 
2.1.3.4 CENIZAS VOLANTES (W, V) 
Se obtienen por precipitación electrostática o captación mecánica de polvos que acompañan 
a los gases de la combustión a de los quemadores centrales termoeléctricas alimentadas con 
carbones pulverizados. Pueden ser silíceas (V) y calcáreas (W). 
 
Figura 2.7 Polvo captado por la precipitación o captación de los gases de combustión. 
Fuente: chryso.es/galería/. 
2.1.3.5 CENIZAS VOLANTES SILICEAS (V) 
Composición química: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos. CaO libre ≤ 1,0% en 
masa si el contenido es superior al 1,0%, pero inferior al 2,5% es también aceptable con la 
condición de que el requisito de la expansión (estabilidad) no sobrepase los 10 mm. 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
18 
 
2.1.3.6 CENIZAS VOLANTES CALCAREAS (W) 
Es un polvo fino que puede tener propiedades hidráulicas que consta esencialmente de óxido 
de calcio reactivo (CaO). CaO reactivo ≥ 10,0% en masa. Si el contenido está entre el 10,0% 
y el 15,0%, las cenizas volantes calcáreas deben tener un contenido en sílice reactiva≥ 25%. 
Si el contenido es mayor del 15% la ceniza debe tener una resistencia a compresión de 10Mpa 
a 28 días. 
 
Figura 2.8 Polvo fino de partículas esféricas con características puzolánicas. Fuente: asocem.org. 
2.1.3.7 ESQUISTO CALCINADO (T) 
Particularmente el bituminoso, se produce en un horno especial a temperaturas de 
aproximadamente 800ºC y finamente molido presenta propiedades hidráulicas pronunciadas, 
como las del cemento Portland, así como propiedades puzolánicas. La resistencia a 
compresión a 28 días ≥ 25,0 MPa sobre mortero de ensayo. La expansión (estabilidad de 
volumen) ≤ 10 mm sobre mortero de ensayo. 
 
Figura 2.9 Ejemplar de un esquisto producido en horno a temperaturas de 800ºC. Fuente: 
Wikipedia.org/Esquistos/. 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
19 
 
2.1.3.8 PUZOLANAS NATURALES (P, Q) 
Son principalmente rocas tobáceas, volcánicas vítreas, de naturaleza traquítica alcalina o 
pumítica. Además, contienen sustancias naturales de composición silícea o sílico-aluminosa 
o combinación de ambas. Los materiales puzolánicos no endurecen por sí mismos cuando se 
amasan con agua, pero finamente molidos y en presencia de agua reaccionan con el hidróxido 
cálcico disuelto para formar compuestos de silicato de calcio y aluminato de calcio capaces 
de desarrollar resistencia. Pueden ser naturales (P) o calcinadas (Q). 
 
2.1.3.9 PUZOLANA NATURAL CALCINADA (Q) 
Las puzolanas naturales calcinadas son materiales de origen volcánico, arcillas, pizarras o 
rocas sedimentarias activadas por tratamiento térmico. 
 
Figura 2.10 Piedra volcánica calcinada. Fuente: Leroymerlin.es/. 
2.1.3.10 PUZOANA NATURAL (P) 
Las puzolanas naturales son materiales de origen volcánico o rocas sedimentarias con 
composición química o mineralógica adecuada. 
 
Figura 2.11 Piedra puzolana encontrada en el ambiente. Fuente: Elparlante.com.py/puzolanas/. 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
20 
 
2.1.3.11 ESCORIAS SIDERURGICAS (S) 
Son granulados de horno alto, que se obtienen por templado o enfriado brusco, con agua o 
con aire, de la ganga fundida procedente de procesos siderúrgicos. Sustancias naturales de 
composición silícea o sílico-aluminosa o combinación de ambas. Los materiales puzolánicos 
no endurecen por sí mismos cuando se amasan con agua, pero finamente molidos y en 
presencia de agua reaccionan con el hidróxido cálcico disuelto para formar compuestos de 
silicato de calcio y aluminato de calcio capaces de desarrollar resistencia. 
 
Figura 2.12 Granuladosde horno alto que se obtienen por un brisco cambio de temperatura, 
generalemnte de caliente a frio. Fuente: www.acomet.es. 
2.1.3.12 HUMO DE SILICE (D) 
El humo de Sílice se origina por la reducción de cuarzo de elevada pureza con carbón en 
hornos de arco eléctrico, recogiéndose del humo generado, mediante filtro electroestático. La 
producción de silicio y aleaciones de ferro silicio, consiste en partículas esféricas muy finas. 
 
Figura 2.13 Polvo de humo de sílice. Fuente: www.silicafumesupplier.com. 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
21 
 
2.1.3.13 REGULADORES DE FRAGUADO 
Son materiales naturales o artificiales que, añadidos a los clinkeres Portland y otros 
componentes del cemento en pequeñas porciones y molidos conjuntamente, proporcionan 
cementos con un fraguado adecuado. El regulador más común es el sulfato cálcico en alguna 
de sus variedades, o en mezcla de ellas. 
2.1.3.14 ADITIVOS 
Son productos que pueden emplearse en la fabricación del cemento, para facilitar el proceso 
de molienda o bien para aportar al cemento o a sus derivados algún comportamiento 
especifico (inclusores de aire). La dosificación debe ser menor al 1% en masa. 
 
Figura 2.14 Aditivo común para cementos, concretos y morteros. Fuente: Sika.es/. 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
22 
 
2.2 TIPOS DE CEMENTOS 
Según la norma española UNE-EN 197-1:2000, los cementos más comunes de son 
clasificados en base a sus propiedades. En la tabla se representa su tipo y designación. 
 
Tipo de cementos Denominaciones Designaciones 
I Cemento Portland CEM I 
II Cemento Portland con adicciones CEM II 
III Cemento de horno alto CEM III 
IV Cemento puzolánico CEM IV 
V Cemento Compuesto CEM V 
Tabla 2.1 Clasificación de cementos según la "Norma Española UNE-EN 197-1:2000". Fuente: (Jiménez 
Montoya et al. 2011). 
2.2.1 CEMENTOS PORTLAND TIPO I – CEM I 
Los cementos Portland se obtienen por molturación conjunta de clinker portland, una cantidad 
adecuada de regulador de fraguado y, eventualmente, hasta un 5% de adiciones. Estas 
adiciones pueden ser una sola o varias entre escoria siderúrgica, puzolana natural, cenizas 
volantes, filler calizo y humo de sílice. Los cementos Portland normalmente empleados en las 
obras corrientes de hormigón armado son de las clases 32,5 y 42,5 N/mm2, si bien esta última 
es más adecuada para cuando se requiere un endurecimiento más rápido de lo 
normal(Jiménez Montoya 2011). 
La composición típica del clinker de un cemento portland es la siguiente: 
 
Cal combinada CaO 62,5% 
Sílice SiO 21% 
Alúmina Al2O3 6,5% 
Hierro Fe2O3 2,5% 
Azufre SO3 2,0% 
Cal libre CaO 0,0% 
Magnesia MgO 2,0% 
Perdida al fuego P. F 2,0% 
Residuo insoluble R. I 1,0% 
Álcalis Na2O + K2O 0,5% 
Tabla 2.2 Composición química del cemento portland. Fuente: (Jiménez Montoya 2011). 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
23 
 
Los cuatro primeros compuestos son los principales del cemento Portland, de carácter básico 
la cal y de carácter acido los otros tres. 
Los restantes se puede decir que son los indeseables del cemento: 
• El Óxido de cal libre (CaO) puede producir fenómenos expansivos debido a que queda 
otra parte capaz de hidratarse durante el endurecimiento a edades medias o largas. 
• El Óxido Magnésico (MgO) puede presentarse en estado vitreo o en estado 
cristalizado, siendo la más peligrosa, debido a su lenta hidratación para pasar a 
hidróxido magnésico en un proceso expansivo. Por ello se limita el contenido de 
magnesia a un 5% como máximo. 
• El Trióxido de Azufre (SO3) proviene de la adición de piedra yeso durante la molienda 
para regular su fraguado. Un exceso de azufre puede resultar en el fenómeno del 
fraguado falso. Contenido menor al 4%. 
• La Perdida de Fuego (P. F) proviene de la presencia de adiciones de naturaleza caliza 
o similar, lo cual puede producir una meteorización del cemento, proveniente del agua 
vapor o del CO2 presentes. Usualmente sucede cuando esta almacenado por un 
tiempo prolongado. 
• El Residuo Insoluble (R. I) proviene de la presencia de adiciones de naturaleza silícea. 
No debe ser más de un 5%. 
• La Álcalis proviene de las materias primas y se volatilizan en buena parte, 
encontrándose luego con el polvo de los humos de las fábricas de cemento. 
 
Figura 2.15 Componentes del cemento portland.(Jiménez Montoya 2011). 
62%
21%
6%
3%
Componentes del Cemento Portland
Cal combinada Sílice Alúmina Hierro Azufre
Cal libre Magnesia Perdida al fuego Residuo insoluble Álcalis
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
24 
 
La composición potencial se da debido a que los cuatro principales componentes del cemento 
Portland, la cal, el sílice, la alúmina y el hierro no se encuentran libremente en el cemento, 
sino están combinados formando silicatos, aluminatos y ferritos cálcicos, que son 
constituyentes hidráulicos del mismo. En cada caso particular, una solución de compromiso 
entre resistencia mecánica y resistencia química, ya que no es posible conseguir el máximo 
de ambas simultáneamente (Jiménez Montoya 2011). 
Los productos de estas combinaciones son: Silicato tricálcico (SC3), el Silicato bicálcico (SC2), 
el Aluminato tricálcico (AC3) y el Aluminoferrito tetracálcico (AFC4). Un Clinker de cemento 
Portland de tipo medio contiene. 
 
Silicato tricálcico SC3 40 a 50% 
Silicato bicálcico SC2 20 a 30% 
Aluminato tricálcico AC3 10 a 15% 
Aluminoferrito tetracálcico AFC4 5 a 10% 
Tabla 2.3 Composición potencial. Fuente: (Jiménez Montoya 2011). 
• SC3: Es el compuesto activo por excelencia del Clinker, por que desarrolla una 
resistencia inicial elevada, siendo su calor de hidratación igualmente elevado. Su 
fraguado es lento y su endurecimiento bastante rápido. Por ello, aparece en grandes 
proporciones en los cementos de endurecimiento rápido y en altas resistencias 
iniciales. 
• SC2: Es el elemento que comunica al cemento con su resistencia a largo plazo, al ser 
lento su fraguado y muy lento endurecimiento. Su calor de hidratación es el más lento 
de los cuatro y su estabilidad química, es mayor a la del silicato tricálcico. Es por esto 
por lo que los cementos con alto contenido de silicato bicálcico, son más resistentes a 
los sulfatos que los de bajo contenido(Jiménez Montoya 2011). 
• AC3: Entrega al cemento un calor de hidratación muy alto, elevadísima velocidad de 
fraguado y gran retracción, por lo que es el compuesto que gobierna las resistencias 
a corto plazo. Su estabilidad química es buena frente a ciertas aguas de mar y muy 
débil frente a sulfatos. 
• AFC4: No participa en las resistencias mecánicas y está presente debido a la 
necesidad de utilizar fundentes que contienen hierro en la fabricación del Clinker. 
Tiene un pequeño calor de hidratación y gran velocidad de fraguado. Su resistencia a 
las aguas selenitosas y agresivos en general es la más alta de todos. 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
25 
 
Figura 2.16 Componentes potenciales del cemento portland. Fuente: Elaboración propia(Jiménez Montoya 
2011). 
 
2.2.2 CEMENTOS PORTLAND CON ADICIONES TIPO II – CEM II 
Los cementos Portland con adiciones se vienen empleando en Europa, con gran éxito, por 
razones económicas. Por una parte, por el ahorro de energía que ello supone y, por otra, por 
el aprovechamiento de ciertos productos naturales y subproductos industriales Los cementos 
Portland conadiciones tienen un comportamiento intermedio entre los Portland tipo I, por un 
lado, y los cementos de horno alto o puzolánicos, por otro(Jiménez Montoya 2011). 
• CON ESCORIA (CEM-II/A-S Y CEM-II/B-S) 
Constituidos por Clinker de Portland, escoria siderúrgica y hasta un 5% de adiciones. Son de 
moderado calor de hidratación, baja retracción y sensible a las bajas temperaturas. 
• CON HUMO DE SÍLICE (CEM-II/A-D) 
Configurado por el Clinker Portland, humo de sílice (micro sílice) y hasta un 5% de adiciones. 
El humo de sílice tiene mayor actividad que la puzolana y que las cenizas volantes. Su gran 
finura requiere mayor cantidad de agua, por lo que se limita su dosificación al 10%. 
• CON PUZOLANA (CEM-II/A-P Y CEM-II/B-P) 
Contiene Clinker de Portland, puzolana y hasta un 5% de adiciones. Son de moderado calor 
de hidratación, baja retracción y endurecimiento algo más lento que el Portland tipo I. 
• CON CENIZA VOLANTE (CEM-II/A-V Y CEM-II/B-V) 
Constituidos por Clinker de Portland, cenizas volantes y hasta un 5% de adiciones. Sus 
características son parecidos a las de los Portland con puzolana. 
49%
24%
15%
8%
4%
Componentes Potenciales
Silicato tricálcico Silicato bicálcico Aluminato tricálcico Aluminoferrito tetracálcico Otros
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
26 
 
• CON CALIZAS (CEM-II/A-L) 
están constituidos por clinker de portland, filler calizo y hasta un 5% de adiciones. Pueden 
emplearse en climas fríos y en prefabricación, pero no son aptos para grandes macizos y 
terrenos agresivos. 
• MIXTOS (CEM-II/A-M Y CEM-II/B-M) 
Contienen clinker de portland y varias adiciones, con limitaciones específicas. Sus 
características y aplicaciones pueden considerarse como suma de las correspondientes a los 
cementos tipo II-S. II-P y II-V. 
2.2.3 CEMENTOS DE HORNO ALTO TIPO III – CEM III 
Estos conglomerantes constituyen la familia de los cementos fríos. Se considera dos tipos de 
cementos de horno alto: 
• TIPO III/A 
Clinker de Portland (35 a 64%), escoria siderúrgica (36 y 65%) y otros componentes (0 a 5%). 
Los porcentajes son en masa y no incluyen ni el regulador de fraguado ni los aditivos. 
 
• TIPO III/B 
Clinker de portland (20 a 34%), escoria siderúrgica (66 y 80%) y otros componentes (0 a 5%). 
Los porcentajes son en masa y no incluyen ni el regulador de fraguado ni los aditivos. 
 
La escoria granulada es una especie de arena (el aspecto y el color son parecidos) que se 
obtiene por enfriamiento brusco en agua de la ganga fundida procedente de procesos 
siderúrgicos. Sus partículas son más o menos porosas y "rechinan" al aplastarlas con la mano. 
Al ser enfriada bruscamente en agua (temple) la escoria se vitrifica y se vuelve activa. Dado 
su contenido en cal combinada, la escoria no es una simple puzolana, sino que tiene de por 
sí propiedades hidráulicas, es decir, que es un verdadero cemento. Lo que sucede es que, 
por sí sola, la escoria fragua y endurece muy lentamente, por lo que debe ser acelerada por 
la presencia de algo que libere cal, como el clinker de portland. Bastan muy pequeñas 
cantidades de este último componente para asegurar el fraguado y endurecimiento de la 
escoria molida(Jiménez Montoya 2011). 
 
Estos cementos presentan poca retracción y un débil calor de hidratación, por lo que pueden 
ser utilizados sin riesgo en grandes macizos. A cambio y por la misma razón, son muy 
sensibles a las bajas temperaturas, que retardan apreciablemente su endurecimiento, por lo 
que no deben utilizarse por debajo de los +5°C. 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
27 
 
No deben emplearse los de fabricación muy reciente, que presentan riesgos de retracciones 
elevadas. Por igual motivo y para evitar desecaciones prematuras y rápidas, hay que emplear 
bajas relaciones agua/cemento y vigilar bien el amasado, porque estos cementos dan 
morteros y hormigones un poco agrios que incitan a quien los amasa a echar más agua a la 
hormigonera. Un vibrado enérgico vence esa rigidez durante la puesta en obra. 
Puede decirse que los cementos siderúrgicos son delicados y exigen más precauciones en su 
empleo que los portland. Son más resistentes que estos a las aguas sulfatadas, las de mar y 
las muy puras; pero no deben ser utilizarse cuando la agresividad es grande(Jiménez Montoya 
2011). 
2.2.4 CEMENTOS PUZOLANICOS TIPO IV – CEM IV 
Se considera dos tipos de cementos puzolánicos: 
• CEM IV/A 
Clinker de portland (65 a 89%), material puzolánico como la puzolana natural, cenizas volantes 
o humo de sílice (11 y 35%) y otros componentes en porciones no superiores (0 a 5%). 
• CEM IV/B 
Clinker de portland (45 a 64%), material puzolánico (36 y 55%). 
Las clases de resistencias de los cementos puzolánicos son las mismas que las 
correspondientes a los cementos portland. 
Se entiende por puzolana, en sentido estricto, el producto natural de origen volcánico que, 
finamente dividido, no posee ninguna propiedad hidráulica, pero contiene constituyentes 
(sílice y alúmina) capaces de fijar cal a la temperatura ambiente en presencia de agua, 
formando compuestos de propiedades hidráulicas. En sentido amplio, el término puzolana se 
aplica también a otros productos artificiales, o naturales de origen no volcánico, que tienen 
análogas propiedades, tales como las cenizas volantes, el humo de sílice, la tierra de 
diatomeas y las arcillas activadas Los cementos puzolánicos endurecen más lentamente, en 
especial en ambiente frío, y requieren en general más agua de amasado que el portland 
normal; pero a largo plazo llegan a superar las resistencias de éste. La ventaja de los 
cementos puzolánicos reside en que la puzolana fija la cal liberada en la hidratación del 
clinker, eliminando así un peligro en ambientes agresivos. Como el proceso liberación-fijación 
de cal se prolonga mucho en el tiempo, el cemento va ganando resistencias con la edad en 
mayor proporción que el portland, al formarse nuevos compuestos resistentes de naturaleza 
muy estable. 
 
 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
28 
 
Por las mismas razones, el cemento puzolánico confiere al hormigón una elevada densidad, 
disminuyendo su porosidad y haciéndolo más compacto, lo y que aumenta su resistencia 
química. Todo ello lo hace recomendable para gran número de obras (canales, pavimentos, 
 
obras en aguas muy puras o ambientes medianamente agresivos, hormigonados bajo agua, 
obras marítimas, etc.). 
Los cementos puzolánicos son algo más untuosos y manejables que el portland, por lo que 
mejoran la plasticidad del hormigón, resultandos aptos para su empleo en hormigones 
bombeados. El color negruzco de las puzolanas oscurece de forma típica a estos cementos. 
2.2.5 CEMENTOS COMPUESTOS TIPO V – CEM V 
Que tienen parte de escoria y puzolana. Están constituidos por clinker de portland (40 a 64%), 
escoria siderúrgica (18 a 30%), puzolana y cenizas volantes (18 a 30%) y hasta un 5% de 
adiciones. Sus características y aplicaciones son intermedias entre las correspondientes a los 
cementos tipo Ill y IV (humo de sílice y calizas). 
2.2.6 CEMENTOS CON PROPIEDADES ADICIONALES 
Son cementos que están considerados por la norma, pero no entran en ningún tipo debido a 
su especialidad que supera las cantidades por masa máximas dichas en cada segmento. 
 
• CEMENTOS DE BAJO CALOR DE HIDRATACION (LH) 
Se consideran cementos de bajo calor de hidratación todos aquellos que, a la edad de cinco 
días, desarrollan un calor de hidratación igual o inferior a 65 cal/g. 
• CEMENTOS BLANCOS (BL) 
Se consideran como cementos blancos los pertenecientes a los tipos I y II, cuando las 
adicionesde estos últimos no superan el 25% en masa, y cuyo índice de blancura sea igual o 
superior al 70%. El índice de blancura se determina por la medida de su reflectancia luminosa 
direccional, en relación con un patrón de oxido magnésico en polvo. Con el cemento blanco 
es fundamental emplear áridos muy limpios y evitar el uso de herramientas de hierro, que 
mancharían el hormigón(Jiménez Montoya 2011). 
• CEMENTOS RESISTENTES A LOS SULFATOS (SR) O AL AGUA DE MAR 
(MR) 
Son cementos muy útiles para obras en contacto con terrenos yesíferos o aguas selenitosas 
y deben tener bajo contenido en aluminatos. Se consideran como cementos resistentes a los 
sulfatos (cálcico y/o magnésico) aquellos que, por su composición y por la constitución de su 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
29 
 
clinker, tienen un contenido en aluminato tricálcico no superior al 5% para los cementos tipo 
l; al 6% para los tipos Il y al 8% y para los III/A y IV. 
• CEMENTOS DE ALUMINATO DE CALCIO (CEMENTO ALUMINOSO) 
El constituyente principal del cemento aluminoso es el aluminato monocálcico AC, cuyos 
cristales hexagonales crecen muy rápidamente, lo que explica los elevados valores iniciales 
de su resistencia mecánica. Los hormigones con cemento aluminoso son muy poco porosos 
y casi insensibles a los agentes químicos de carácter ácido, pero en cambio no resisten las 
aguas alcalinas y su carácter ácido favorece la corrosión de las armaduras. En ciertas 
condiciones de humedad y temperatura pueden presentar a largo plazo una apreciable 
regresión de sus resistencias mecánicas. El cemento aluminoso se emplea con ventaja en 
hormigones refractarios y, por su gran velocidad de endurecimiento, en reparaciones rápidas 
de urgencia(Jiménez Montoya 2011). 
 
 
Tabla 2.4 Tabla de tipos de cementos con porciones en masa. Fuente: UNE-EN 13639. 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
30 
 
2.3 PROCESO DE FABRICACION 
El proceso de fabricación del cemento portland se realiza a través de grandes contenedores 
que muelen, mezclan y calcinan las materias primas para conseguir el clinker. Una vez 
obtenido este material en forma de rocas, se procede a triturarlo hasta conseguir el polvo 
cemento portland. A continuación, se explicará los pasos de la fabricación del cemento a 
detalle. 
 
2.3.1 OBTENCION DE MATERIAS PRIMAS 
La materia prima se obtiene de canteras, para materiales blandos como arcillas y margas, la 
extracción se realiza con excavadoras, mientras que para materiales como calizas se utiliza 
voladuras controladas. 
 
Figura 2.17 Extracción de materia prima. Fuente: Elaboración Propia. 
2.3.2 TRITURACION 
Una vez extraído y clasificado el material, se procede a su trituración hasta obtener una 
granulometría adecuada para el producto de molienda y se traslada a la fábrica mediante 
cintas transportadoras. 
 
Figura 2.18 Proceso de trituración. Fuente: Elaboración Propia. 
 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
31 
 
2.3.3 PREHOMOGENIZACION 
El material triturado se almacena en capas iguales para ser posteriormente seleccionadas de 
forma controlada. La prehomogeneización permite preparar la dosificación requerida de los 
distintos componentes. 
 
Figura 2.19 Homogenización de material rocoso. Fuente: Elaboración Propia. 
2.3.4 MOLIENDA 
Estos materiales se muelen para reducir su tamaño y homogenizar así su cocción en el horno. 
En el molino vertical se tritura el material con rodillos sobre una mesa giratoria. El resultante 
se almacena en un silo para incrementar la uniformidad de la mezcla. 
 
Figura 2.20 Molienda de material rocoso procesado. Fuente: Elaboración Propia. 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
32 
 
2.3.5 PRECALENTADOR DE CICLONES 
La alimentación al horno se realiza a través del precalentador de ciclones, que calienta la 
materia prima para facilitar su cocción. La materia prima molida se introduce por la parte 
superior de la torre y desciende. Mientras tanto, los gases provenientes del horno ascienden 
precalentando así el crudo, que alcanza los 1.000ºC antes de entrar al horno. 
 
Figura 2.21 Precalentamiento de la materia mediante gases provenientes del horno. Fuente: Elaboración 
Propia. 
2.3.6 FABRICACION DEL CLINKER 
A medida que la harina va avanzando en el interior del horno la temperatura va aumentando 
hasta alcanzar los 1.500ºC, produciéndose reacciones químicas que dan lugar al clinker. El 
horno cuenta con una llama principal que se encuentra a 2.000ºC. 
 
Figura 2.22 Fusión del material homogenizado para la producción del clinker. Fuente: Elaboración Propia. 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
33 
 
2.3.7 ENFRIADOR 
El clinker sale del horno y se inyecta aire frío del exterior para reducir su temperatura de los 
1.400ºC a los 100ºC. El aire caliente generado se introduce nuevamente en el horno para 
favorecer la combustión, aprovechando la energía producida. 
 
Figura 2.23 Enfriamiento del material rocoso post fusión. Fuente: Elaboración Propia. 
2.3.8 MOLIENDA DEL CLINKER Y FABRICACION DE CEMENTO 
El clinker se mezcla con yeso y las adiciones necesarias para producir el cemento requerido. 
Dependiendo de la fábrica, los molinos pueden ser de rodillos y de bolas. Este último consiste 
en un gran tubo que rota sobre sí mismo y que contiene bolas de acero en su interior. Gracias 
a la rotación del molino, las bolas colisionan entre sí, triturando el clinker y las adiciones hasta 
lograr un polvo fino y homogéneo: el cemento. 
 
Figura 2.24 Trituración de materias primas para generar el polvo conocido como cemento. Fuente: 
Elaboración Propia. 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
34 
 
2.3.9 ALMACENAMIENTO 
El cemento se almacena en diferentes silos dependiendo de su tipo. 
 
Figura 2.25 Clasificación del cemento dependiendo del tipo. Fuente: Elaboración Propia. 
2.3.10 ENVASADO 
El cemento es envasado en sacos para después ser distribuido en casas comerciales al 
cliente. 
 
Figura 2.26 Envasado y listo para su distribución. Fuente: Elaboración Propia. 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
35 
 
2.4 PRODUCCION DEL CEMENTO EN EL MUNDO 
 
En la actualidad, enfrentamos la pandemia COVID-19, ha sido una enfermedad que ha 
causado un cambio a nivel global. Las mascarillas son de casi uso obligatorio, la higiene 
dentro y fuera del hogar se ha elevado a tal punto de consumir alcohol por litros de litros. El 
resultado de todo esto ha generado muchísimo más desperdicio que otros años; guantes, 
overoles, mascarillas, todos estos productos desechables han generado el doble de basura a 
nivel mundial. 
 
De esta misma forma y durante las cuarentenas impuestas por los gobiernos del mundo, se 
produjo un paro temporal a la producción del cemento, dando un respiro al medio ambiente. 
Esto de cierta forma “abrió los ojos” a millones de personas sobre cómo se está afectando al 
mundo, todo gracias al excesivo consumismo. 
 
La industria cementera ha sido golpeada drásticamente durante los primeros meses del 2020 
por la pandemia. Esto llevo a que se produzca una depresión en la producción del cemento, 
en la cual dos factores se ven envueltos en esta reducción; La primera, uncese a la 
producción momentánea durante los primeros meses de pandemia COVID y la segunda, una 
lenta recuperación de la construcción debido a restricciones a nivel global y de personal en 
las zonas de trabajo, para contrarrestar la expansión del virus. Muchos gobiernos han 
declarado al sector de la construcción como prioridad para su reactivación lo más pronta 
posible, a sabiendas que este sector produce muchas plazas de trabajo y la economía pueda 
fluir. Lamentablemente durante esta caída en la producción del cemento se produjeron 
cancelaciones y también se pospusieron proyectos, lo cual ha llevado a registrar los meses 
más débiles para los productores de cemento(Winskell 2021). 
 
La producción de cemento premezclado mundial en el 2020 fue de 10.1Bnm3, en los cuales 
192 países aportaron y resaltan los siguientes: 
• China 
Una producción de cemento de 2.84Bnm3 equivalente al 28% global. Esto corresponde a un 
crecimiento anual del 11%, en 2019 se produjeron 2.55Bnm3. No se espera un crecimiento 
para el 2021 debido a la aparición de nuevas variantes del virus. 
• India 
Fue uno de los países más golpeados por la pandemia, y esto se ve reflejado en los números. 
La producción en el 2020 fue de 537Mm3, mientras que en el 2019 se registró una producción 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
36 
 
de 732Mm3. Esto tiende a una tendencia negativa, ya que en los últimos diez años pasados 
había un crecimiento del 13% año-año. Aun así, con este declive, India sigue siendo el 
segundo productor de cemento del mundo. 
• Estados Unidos 
Hay que considerar que EE. UU. aporta mayor detalle en sus datos anuales de producción de 
cemento y desglosa en dos de sus mayores usos: el concreto premezclado y el concreto 
prefabricado. Se produjeron 186Mm3 y 25.5Mm3 respectivamente, coincidiendo con las 
mismas cifras del año pasado. 
• Vietnam 
Se estima que, en 2020, se produjeron 141Mm3, derivado de una producción de cemento de 
96Mt. Esto equivale a 1% menos que el año 2019, donde se produjeron 96.9Mt. 
Gracias a una buena gestión en cuanto al impacto de la pandemia en el país, la producción 
de cemento no se vio tal golpeada como en otros países como India y China. Se espera un 
repunte de producción para el 2022. 
• Iran 
Se estima una producción de concreto premezclado de 141Mm3 en 2020, consistente con el 
año 2019. 
• Indonesia 
Para indonesia, el 2020 ha sido un año de alza en el consumo de concreto premezclado. Se 
estima la producción de 119Mm3, y concreto prefabricado de 34.7Mm3, demostrando un 
incremento del 62.1Mt, equivalente al 7% de consumo anual más, respecto al año 2019, con 
58Mt. Esto se debe a incremento en la demanda de unidades habitacionales en el país. De 
37.2Mt de cemento producido, se usó el 60% en construcción de unidades residenciales, 
14.3Mt (23%) en infraestructura y 10.6Mt (17%) en construcción de caminos. 
• Brasil 
Para el 2020, Brasil produjo alrededor de 115Mm3. Otro país golpeado por la pandemia, la 
cual refleja una baja en su producción 1.4%, comparado con el año 2019 de 117Mm3. En 
cuanto a la producción de concreto prefabricado, se estima 43.7Mm3. para el 2022, se prevé 
un incremento del 1% en la producción gracias al fin de la emergencia sanitaria que vive el 
país. 
• Paquistán 
Paquistán produjo alrededor de 91.4Mm3 y prevén un aumento en la producción del 10%-15% 
en un mediano largo plazo, gracias al corredor económico China-Paquistán. 
 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
37 
 
• Japón 
Se produjeron 89.2Mm3 de concreto premezclado. Japón es un caso interesante ya que su 
población está en una tendencia decreciente del 0.2% anual. Su pico máximo en la producción 
 
se produjo en 2010 con 100Mm3 cuando llego a 100m de habitantes. Se espera que siga esta 
tendencia negativa en los próximos años. 
• Nigeria 
En el 2020, se estima una producción de 63.9Mm3 de concreto premezclado. 
 
Figura 2.27 Volumen de producción de los 10 países más productores a nivel mundial. (Winskell 2021). 
En la Figura 2.27 se las circunferencias representan la cantidad de concreto premezclado que 
producen los diez países mencionados anteriormente. 
 
Ranking País Producción de 
concreto 
premezclado 
(Mm3) 
Producción 
de Cemento 
(Mt) 
Top 10 (%) Global (%) 
1 China 2840 1145 66 28 
2 India 537 216 12 6.1 
3 Estados Unidos 186 75 4.3 1.8 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
38 
4 Vietnam 141 56 3.3 1.4 
= Iran 141 56 3.3 1.4 
6 Indonesia 119 47 2.8 1.2 
7 Brasil 115 46 2.7 1.2 
8 Paquistán 91.4 36 2.1 1.1 
9 Japón 89.2 35 2.1 0.9 
10 Nigeria 63.9 25 1.5 0.9 
11 Resto del mundo 5780 2330 0 57 
TOTALES 10103.5 4074 100 100 
Tabla 2.5 Producción mundial de cemento y concreto premezclado 2021. Fuente: (Winskell 2021). 
La Tabla 2.5 muestra los primeros diez países que más producen cemento y concreto 
premezclado. Se estima que una tonelada de cemento producido equivale a 2.48m3 de 
concreto premezclado. 
 
La demanda por unidades habitacionales, techos para personas, requieren de cemento como 
el principal material para su construcción, ya que es fácil de usar, maleable y tiene un costo 
relativamente bajo, comparado con otros materiales. La producción del cemento se ha llevado 
a tal punto que se estima que, el 38% de las emisiones generadas a nivel global, están 
relacionadas con la construcción y la producción del cemento, según el Programa de las 
Naciones Unidas para el Medio Ambiente. 
 
China es el principal productor de cemento, junto a India; se espera que estos países 
disminuyan su producción para el año 2050, lo cual daría paso a que países en constante 
desarrollo y subdesarrollados (tercer mundo), repunten en su producción anual. 
Según la Agencia Internacional de Energía, para lograr el objetivo de cero emisiones de 
carbono en el 2050, se requiere que las emisiones directas de CO2 se reduzcan a la mitad 
para el 2030, y las emisiones indirectas, como transporte, producción y demás, se reduzcan 
más del 60%. Esto es igual a una reducción anual del 6% hasta el año 2030; un punto por 
debajo en comparación al 2020, que se ha vivido con la pandemia del COVID-19. 
 
En el “Informe sobre la Brecha de Emisiones”, realizado en el 2020, el PNUMA apoya la idea 
de que una recuperación ambiental, para superar la pandemia puede eliminar un 25% las 
emisiones de gases previstas para el 2030, lo cual llevaría a la meta propuesta en el acuerdo 
de Paris (2015), el cual pretende disminuir 2 grados centígrados la tierra respecto a la época 
preindustrial. 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
39 
 
En los últimos 65 años, la cantidad de cemento producido aumentó casi 34 veces, mientras 
que la población, en relación con el cemento ha decrecido 3 veces, si bien es cierto han 
disminuido este indicador, la calidad de vida ha mejorado gracias a la construcción con 
cemento. 
 
 
Figura 2.28 Producción mundial de cemento y acero vs la población mundial. Fuente: (John et al. 2016). 
El cemento es el material de construcción más usado en el mundo actualmente, la producción 
sigue en crecimiento en países grande como China e India, y se espera que los países 
subdesarrollados crezcan aún más. La Figura 2.28 ilustra cómo las cantidades de otros 
materiales de construcción comunes, como madera, acero, asfalto y ladrillo; son muy 
pequeños en comparación con el hormigón. Estos materiales generalmente tienen una huella 
ambiental más alta que los materiales cementosos. Pero más allá de las consideracionesambientales, la producción de estos materiales podría no aumentarse lo suficiente como para 
reemplazar el hormigón en una medida significativa. 
 
 
Figura 2.29 Comparativa de producción mundial de cemento vs otros materiales. Fuente: (John 2016). 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
40 
 
Adicionalmente, el costo actual de producción del cemento es relativamente bajo; una 
tonelada de cemento a granel en Europa y América del Norte suelen costar entre 100 y 120 
dólares estadounidenses y menos de 50 dólares en China. 
 
 
Figura 2.30 Comparación de países con mayores producciones de cemento a nivel mundial hasta el 2050. 
Fuente: (John 2016). 
Este costo comparativamente bajo y alto volumen significa que es esencialmente un material 
local producido cerca del sitio donde se usa, ya que el costo del transporte terrestre. 
En la Figura 2.30 se puede ver la estimación de la producción del cemento en los próximos 
30 años, China como principal productor y se espera que reduzca su producción para el 2050 
al igual que India, dando paso a los países en desarrollo. 
 
El Prof. José Martirena- Hernández comenta que en el continente latinoamericano se reporta 
una producción de 0.6 T de CO2 emitida por cada tonelada de cemento producida en la región, 
las emisiones de la industria están sobre los 70 millones de toneladas y representan un 14% 
de la emisiones totales de CO2 de la producción mundial(Martirena y Scrivener 2019). 
 
Existen grandes ventajas al momento de usar cemento en la construcción; mano de obra 
barata, materiales de fácil obtención y manejo del material sencillo. Su confiabilidad al 
momento de resistir a la compresión y durabilidad, han permitido que se popularice desde su 
redescubrimiento en la revolución industrial. 
Al ser el material más popular en la construcción, durante años, no se ha “reinventado” la 
formula. Su simpleza y su capacidad de acoplarse a cualquier trabajo de construcción, lo ha 
dejado al margen de la innovación. 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
41 
 
3 CEMENTOS CON FILLER CALIZO 
3.1 INTRODUCCION 
“El filler calizo produce un incremento de la hidratación temprana debido al efecto físico 
(relleno y nucleación heterogénea). El efecto de dilución contrarresta este beneficio y limita su 
contenido. La escoria reacciona lentamente, provoca el refinamiento de granos y poros, y 
mejora las propiedades mecánicas y durables”(Irassar et al. 2015). 
El cemento con filler calizo es de principal interés de estudio ya que, a lo largo de los años de 
investigación, se ha visto como una de muchas soluciones para mitigar las emisiones de CO2 
producidas por la producción de cemento. La introducción de este material en la producción 
del cemento trae consigo argumentos positivos, ya que produce un considerable ahorro de 
energía y recursos naturales, y una importante reducción de la contaminación ambiental, sin 
afectar las propiedades tecnológicas de los cementos(Bonavetti 1998). 
El precursor del LC3 en cuestiones comparativas, a través del filler calizo se ha llego al estudio 
del LC3 y por eso es importante mencionarlo y desarrollar una breve explicación sobre el 
mismo. 
3.2 QUE ES EL “FILLER” 
La adición de materiales muy finos al cemento que aceleran el proceso de hidratación de este, 
a través de lo que se denomina el efecto filler. Este efecto se produce tanto para materiales 
inertes (rutilo) como para finos hidráulicamente inactivos (caliza), como para finos activos 
(escoria, ceniza volante, silica fume), siendo máximo cuando la adición es humo de sílice. 
3.3 PROPIEDADES DEL FILLER CALIZO 
A partir del estudio de mezclas de cemento y caliza molida, se concluye que el filler calizo 
actúa como un acelerador de la velocidad de hidratación del cemento portland. Durante las 
primeras edades la cristalización del CH tiene lugar en el interior de la masa y también sobre 
la superficie de las partículas de filler que actúan como centros de nucleación. 
3.4 PRUEBAS EN LABORATORIO 
Por medio de DRX, siguiendo la intensidad relativa del pico (2θ = 18. 10º) de hidróxido de 
calcio, en cementos mezclas con hasta 60% de reemplazo de cemento por caliza, se llegó a 
la conclusión que el filler acelera la hidratación del cemento portland(Bonavetti 1998). 
Además, por medio microscopía electrónica observaron que los cristales de hidróxido de 
calcio rodeaban los granos de CaCO3, pudiendo comprobar el efecto de nucleación de la 
caliza. 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
42 
Además, se determinó que cerca del 3% de la adición de caliza (5%) era incorporada a los 28 
días de hidratación, cuando el cemento tenía 12.5% de C3A. Posteriormente, se concluyó que 
el porcentaje de caliza incorporado en los productos de hidratación se incrementa 
considerablemente por la presencia de yeso. 
Esto demuestra que la caliza participa activamente en las reacciones de hidratación y que la 
cantidad de caliza que puede incorporarse a los hidratos se incrementa a medida que aumenta 
el contenido de C3A de cemento. 
 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone Calcined Clay Cement). 
43 
 
4 LIMESTONE CALCINED CLAY CEMENT (LC3) 
4.1 HISTORIA 
La innovación en el área de la construcción es requerida por el mundo actual. La manera que 
se está extrayendo las materias primas para producir el necesario clinker, está provocando 
una contaminación a nivel global que cada día afecta más y más a mundo entero. El cemento 
al ser unos de los aportadores de CO2 con mayor incidencia mundial, requiere un cambio en 
la manera de producir este necesario material para nuestro desarrollo como sociedad. Como 
ejemplo “desde 1970, Brasil ha usado cemento hecho de clinker y arcillas 
calcinadas”(Scrivener et al. 2019). 
 
La doctora Karen Scrivener, consiente de esta problemática, desde el 2014 con el apoyo de 
la Agencia Suiza de Desarrollo y la Cooperación (COSEDU), ha probado e investigado una 
posible solución, o por lo menos una reducción a las emisiones producidas en la producción 
del clinker. Ya que su proceso requiere de altas temperaturas para generar la fusión entre sus 
componentes y aditivos, produciendo CO2 de manera secundaria. Y es ahí donde el desarrollo 
e investigación se ha centrado en este proceso para mitigar las emisiones que están afectando 
al mundo entero. 
4.2 OBJETIVO 
 El objetivo del proyecto LC3 es, a través de la investigación y las pruebas, hacer del LC3 un 
cemento de uso general estándar y corriente en el mercado mundial del cemento. 
Las principales actividades de investigación se centran no solo en áreas temáticas específicas 
de la investigación del cemento, sino también en la producción, la sostenibilidad ambiental y 
la rentabilidad de este nuevo cemento. Además, no requiere modificaciones intensivas de 
capital en las plantas de cemento existentes. 
4.3 COMPONENTES 
El LC3 es una alternativa que se basa en una mezcla de piedra calcárea, arcilla calcinada y 
yeso. LC3 puede reducir las emisiones de CO2 hasta en un 40%, se fabrica utilizando piedra 
calcárea y arcillas de baja calidad que están disponibles en abundantes cantidades, es 
rentable. 
La arcilla calcinada y la piedra caliza ya se utilizan comúnmente como SCM. La principal 
innovación en LC3 es combinar el uso de arcilla de caolinita de bajo grado disponible en 
abundancia con un 15% adicional de piedra caliza, que juntos tienen un efecto sinérgico y 
Reducción de las emisiones CO2 en la producción del cemento empleando piedra 
calcárea y arcillas calcinadas (LC3=Limestone