El carbonato de calcio es el compuesto de calcio más abundante en la naturaleza. Se lo encuentra formando varios minerales: calcita, dragonita y espato de Islandia. El mármol es una roca que contiene como componente principal carbonato de calcio y lo mismo sucede con la piedra caliza. Esta última es la materia prima con la cual se prepara la cal viva. Para obtener ésta, se calcina la piedra caliza, con lo cual el CaCO3 que contiene, se transforma en CaO, desprendiendo CO2.
CaCO3 + (21.000 calorías) 
CaO
+ CO2
Cal (óxido de calcio).
Se forma óxido de calcio cuando el carbonato de calcio se quema en el aire. En gran escala se produce calentando caliza en grandes hornos de cal llamados también caleras:
CaCO3
CaO + CO2
La reacción es reversible, como indica la ecuación anterior. Se alcanza el equilibrio cuando en contacto con la caliza y la cal existe una determinada concentración o presión parcial de CO2. La presión de equilibrio se llama presión de descomposición del carbonato de calcio. Si a cualquier temperatura la presión parcial del CO2 es inferior a la del equilibrio, se descompondrá la caliza para incrementar dicha presión al valor de equilibrio. En cambio, si la presión parcial es superior a la del equilibrio, la cal se combinará con el dióxido de carbono para formar el carbonato, y la presión descenderá la valor del equilibrio. Los valores de equilibrio para la presión del dióxido de carbono (en mm. de Hg) a diversas temperaturas son:
| Temperatura en °C. | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
| Presión (mm. de Hg) . | 0,11 | 2,35 | 25,3 | 168 | 773 | 2710 |
En la fabricación de la cal, la presión parcial del dióxido de carbono se mantiene inferior a la del equilibrio insuflando a través del horno una corriente de aire que arrastra el CO2 y mantiene una atmósfera pobre en este gas. En torno a la base del horno se disponen hogares tipo horno holandés, para someter toda la carga de caliza al calor de los productos de combustión; pero sin ponerse en contacto con el combustible ardiendo. Se evita elevar mucho la temperatura en el horno para que la arena de la caliza no se combine con la cal, formando escoria. La cal producida a temperatura excesiva se llama cal muerta (cal quemada) y se apaga muy lentamente.
La cal se usa para preparar cementos y morteros, en la fabricación de polvos de gas; en la industria del curtido, para depilar las pellejas; así para depurar aguas duras, y en agricultura para neutralizar suelos ácidos.
Cal apagada.
La cal reacciona con el agua, desprendiendo mucho calor. El producto de la reacción es el hidróxido cálcico, Ca(OH)2, y se llama cal apagada.
CaO + H2O Ca(OH)2 +
15540 cal.
La cal viva obtenida de caliza pura, se conoce por cal grasa, y se apaga fácilmente. La procedente de caliza con arcilla o con carbonato de magnesio se llama cal magra, se apaga lentamente (a veces no del todo), y cuando se usa para mortero, éste, tarda en fraguar y tiene menor resistencia mecánica. Sin embargo, se trabaja más suavemente con la paleta, y por eso se usa en las operaciones de acabado.
La cal expuesta al aire absorbe lentamente dióxido de carbono y agua. Este material se llama cal aérea.
El mortero se obtiene al mezclar cal apagada con arena y agua formando una masa pastosa. Expuesto al aire, fragua despacio, y al endurecerse forma un material poroso por pérdida de agua y absorción de dióxido de carbono.
El hidróxido de calcio es poco soluble en agua, disminuyendo la solubilidad al aumentar la temperatura. La disolución se llama agua de cal. Una suspensión de hidróxido en agua se llama lechada de cal, que se usa a veces para blanquear. El hidróxido de calcio es la más barata de todas las bases.
Fraguado.
El fraguado de la cal se debe a un proceso de secado, que se produce por absorción del dióxido de carbono del aire para formar carbonato de calcio.
Cal grasa.
Proviene de la calcinación de las piedra calizas de elevada pureza. estas cales contienen más del 95 % de CaO y al calentarse, éste último, por encima de los 1000°C y posteriormente adicionando agua se produce una cal apagada que libera gran cantidad de calor.
Cal aérea.
Es la cal que endurece al aire. El proceso no prduce agua, ya que se dispersa. Se emplea en la construcción, mezclada con arena, con el objeto de incorporar porosidad a la mezcla facilitando la incorporación de dióxido de carbono del aire.
Cal magra o árida.
Proviene de calizas magnesianas (dolomitas) y pueden contener hasta un 50 % de MgO pero sólo un 10 % de óxido es suficiente para lograr una cal árida.
De acuerdo al origen de las calizas pueden también contener arcilla.
Se caracteriza porque al tratarlas con agua lo hacen menos fácilmente que las cales grasas y la temperatura que se obtiene por apagado.
Cales hidráulicas.
Provienen de la calcinación de calizas, y contienen de un 5 a un 22 % de arcilla. En el apagado de la cal hidráulica se hidrata la cal libre y no los silicatos o aluminatos de calcio. Si se produce la hidratación de estos compuestos el material resultante no tendrá propiedades hidráulicas y en ese caso se llamarían cales ahogadas.
Indice de hidraulicidad.
Es el cociente entre la suma de los porcentajes de las sustancias hidraulizantes, es decir, la sílice, la alúmina, el óxido férrico y la suma de los porcentajes de los óxidos de calcio, magnesio, sodio y potasio. De acuerdo al origen de las calizas pueden despreciarse los contenidos de los óxidos alcalinos. Si se desea expresar la inversa del índice de hidraulicidad, se lo puede hacer mediante la expresión del módulo de hidraulicidad.
Cemento
El cemento, material de construcción típico, cuya fabricación constituye una industria de proporciones gigantescas, se obtiene calcinando juntos CaCO3 y arcillas en proporciones convenientes. En algunos lugares se encuentran a estas dos materias primas del cemento mezcladas naturalmente. Para su fabricación se pulverizan bien los materiales y se mezclan con agua de modo de formar una pasta que pasa a un horno que tiene forma tubular y es rotatorio. En él se produce la calcinación mediante una llama de carbón de piedra pulverizado o quemadores de gas o petróleo, llegando a los 1500°C. Del horno sale el "clinker" del cemento que está formado por trozos redondos de consistencia análoga a la de las piedras. Después de enfriarse el "clinker" es molido hasta obtener un polvo muy fino, obteniéndose así el cemento. La composición química del cemento es muy compleja. En él se encuentran, entre otras sustancias, el SiO5Ca3 (silicato tricálcico) y un aluminato, el Al2O5Ca2.
El cemento mezclado con agua forma una pasta que puede adquirir la forma de los moldes dentro de los que se la vacíe y en los cuales fragua adquiriendo dureza y resistencia. El proceso de fraguado del cemento es muy complicado y no se conocen con exactitud las reacciones químicas que se producen en él. Cuando al cemento se agregan cantos rodados durante la preparación de la mezcla con agua, se obtiene el hormigón. Cuando dentro de los moldes donde va a fraguar el hormigón (el cemento del mismo) se colocan varillas de hierro, se obtiene el hormigón armado.
Las características de un cemento deben ser determinadas en cada compra y para cada construcción importante. Entre las determinaciones realizadas, ocupa un lugar preponderante el análisis químico, pues de la composición de un cemento determina en gran parte la resistencia que tendrá una vez que haya fraguado.