hormigon

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Hormigón o Concreto, material artificial utilizado en ingeniería que se obtiene mezclando cemento Portland, agua, algunos materiales bastos como la grava y otros refinados, y una pequeña cantidad de aire. El hormigón es casi el único material de construcción que llega en bruto a la obra. Esta característica hace que sea muy útil en construcción, ya que puede moldearse de muchas formas. Presenta una amplia variedad de texturas y colores y se utiliza para construir muchos tipos de estructuras, como autopistas, calles, puentes, túneles, presas, grandes edificios, pistas de aterrizaje, sistemas de riego y canalización, rompeolas, embarcaderos y muelles, aceras, silos o bodegas, factorías, casas e incluso barcos. Otras características favorables del hormigón son su resistencia, su bajo costo y su larga duración. Si se mezcla con los materiales adecuados, el hormigón puede soportar fuerzas de compresión elevadas. Su resistencia longitudinal es baja, pero reforzándolo con acero y a través de un diseño adecuado se puede hacer que la estructura sea tan resistente a las fuerzas longitudinales como a la compresión. Su larga duración se evidencia en la conservación de columnas construidas por los egipcios hace más de 3.600 años. Características Existen diferencias muy marcadas entre los metales y el concreto que son importantes, tales como la baja resistencia a la tracción, la alta resistencia ante la compresión y la falta de ductilidad en el concreto. Aunque el concreto tiene un uso generalizado, también tiene algunas limitaciones como la baja resistencia a la contracción, los movimientos térmicos y la permeabilidad. Como se dijo el concreto ofrece flexibilidad pero tiene sus riesgos; ejemplo: Un lote de vigas de acero se puede ensayar antes de instalarlas, pero la unión del concreto no se puede ensayar con anticipación; esta depende de la habilidad del constructor. Composición Los componentes principales del hormigón son pasta de cemento Portland, agua y aire, que puede entrar de forma natural y dejar unas pequeñas cavidades o se puede introducir artificialmente en forma de burbujas. Los materiales inertes pueden dividirse en dos grupos: materiales finos, como puede ser la arena, y materiales bastos, como grava, piedras o escoria. En general, se llaman materiales finos si sus partículas son menores que 6,4 mm y bastos si son mayores, pero según el grosor de la estructura que se va a construir el tamaño de los materiales bastos varía mucho. En la construcción de elementos de pequeño grosor se utilizan materiales con partículas pequeñas, de 6,4 mm. En la construcción de presas se utilizan piedras de 15 cm de diámetro o más. El tamaño de los materiales bastos no debe exceder la quinta parte de la dimensión más pequeña de la pieza de hormigón que se vaya a construir. Agua de mezcla.- Aunque para preparar el concreto se puede utilizar cualquier tipo de agua potable, también se puede utilizar agua impotable pero, el exceder los constituyentes de agua puede afectar el tiempo del fraguado y la resistencia. Cuando existe duda de la calidad del agua, se hacen ensayos de las mezclas del concreto. Aire incorporado.- El propósito principal del aire incorporado es el de mejorar la trabajabilidad del concreto y aumentar su resistencia a los ciclos de congelamiento - descongelamiento. El aire incorporado es la adición deliberada de burbujas de aire, pueden estar entre 3% y 9% en volumen de la mezcla. El punto importante es que las burbujas no estén interconectadas y estén bien distribuidas. 1

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  • Hormign o Concreto, material artificial utilizado en ingeniera que se obtiene mezclando cemento Portland,agua, algunos materiales bastos como la grava y otros refinados, y una pequea cantidad de aire.

    El hormign es casi el nico material de construccin que llega en bruto a la obra. Esta caracterstica hace quesea muy til en construccin, ya que puede moldearse de muchas formas. Presenta una amplia variedad detexturas y colores y se utiliza para construir muchos tipos de estructuras, como autopistas, calles, puentes,tneles, presas, grandes edificios, pistas de aterrizaje, sistemas de riego y canalizacin, rompeolas,embarcaderos y muelles, aceras, silos o bodegas, factoras, casas e incluso barcos.

    Otras caractersticas favorables del hormign son su resistencia, su bajo costo y su larga duracin. Si semezcla con los materiales adecuados, el hormign puede soportar fuerzas de compresin elevadas. Suresistencia longitudinal es baja, pero reforzndolo con acero y a travs de un diseo adecuado se puede hacerque la estructura sea tan resistente a las fuerzas longitudinales como a la compresin. Su larga duracin seevidencia en la conservacin de columnas construidas por los egipcios hace ms de 3.600 aos.

    Caractersticas

    Existen diferencias muy marcadas entre los metales y el concreto que son importantes, tales como la bajaresistencia a la traccin, la alta resistencia ante la compresin y la falta de ductilidad en el concreto.

    Aunque el concreto tiene un uso generalizado, tambin tiene algunas limitaciones como la baja resistencia a lacontraccin, los movimientos trmicos y la permeabilidad.

    Como se dijo el concreto ofrece flexibilidad pero tiene sus riesgos; ejemplo: Un lote de vigas de acero sepuede ensayar antes de instalarlas, pero la unin del concreto no se puede ensayar con anticipacin; estadepende de la habilidad del constructor.

    Composicin

    Los componentes principales del hormign son pasta de cemento Portland, agua y aire, que puede entrar deforma natural y dejar unas pequeas cavidades o se puede introducir artificialmente en forma de burbujas. Losmateriales inertes pueden dividirse en dos grupos: materiales finos, como puede ser la arena, y materialesbastos, como grava, piedras o escoria. En general, se llaman materiales finos si sus partculas son menores que6,4 mm y bastos si son mayores, pero segn el grosor de la estructura que se va a construir el tamao de losmateriales bastos vara mucho. En la construccin de elementos de pequeo grosor se utilizan materiales conpartculas pequeas, de 6,4 mm. En la construccin de presas se utilizan piedras de 15 cm de dimetro o ms.El tamao de los materiales bastos no debe exceder la quinta parte de la dimensin ms pequea de la pieza dehormign que se vaya a construir.

    Agua de mezcla. Aunque para preparar el concreto se puede utilizar cualquier tipo de agua potable, tambinse puede utilizar agua impotable pero, el exceder los constituyentes de agua puede afectar el tiempo delfraguado y la resistencia. Cuando existe duda de la calidad del agua, se hacen ensayos de las mezclas delconcreto.

    Aire incorporado. El propsito principal del aire incorporado es el de mejorar la trabajabilidad del concretoy aumentar su resistencia a los ciclos de congelamiento descongelamiento.

    El aire incorporado es la adicin deliberada de burbujas de aire, pueden estar entre 3% y 9% en volumen de lamezcla. El punto importante es que las burbujas no estn interconectadas y estn bien distribuidas.

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  • Agregados. Estos son los materiales bastos descritos anteriormente, estos normalmente constituyen el6070% del volumen total del concreto.

    Las variables del agregado son el tamao, la forma, la porosidad, la gravedad especfica, la absorcin de lahumedad, la resistencia a la abrasin y la estabilidad qumica.

    Otras adiciones (aditivos). Se pueden agregar otros agentes al concreto aparte de los ya mencionadoscomo:

    1. Los aceleradores disminuyen el tiempo de fraguado lo cual es necesario a bajas temperaturas. El clorurode calcio es el ms comn.

    2. Los retardores aumentan el tiempo de fraguado necesario en un clima muy caliente.

    3. Los reductores de agua (plastificante) suministran una buena trabajabilidad para una buena relacinaguacemento. Un ejemplo es lignosulfato (subproducto de la pulpa de madera).

    4. Las puzzolanas reaccionan con la cal (Ca(OH)2) se liberan durante el fraguado. La ceniza pulverizada delcarbn quemado es la puzzolana comn.

    5. Los superplantificantes aumentan la trabajabilidad o fluidez de la mezcla del concreto.

    Al mezclar el cemento Portland con agua, los compuestos del cemento reaccionan y forman una pastaaglutinadora (como un tipo de gel). Si la mezcla est bien hecha, cada partcula de arena y cada trozo de gravaqueda envuelta por la pasta y todos los huecos que existan entre ellas quedarn rellenos. Cuando la pasta seseca y se endurece, todos estos materiales quedan ligados formando una masa slida.

    En condiciones normales el hormign se fortalece con el paso del tiempo. La reaccin qumica entre elcemento y el agua que produce el endurecimiento de la pasta y la compactacin de los materiales que seintroducen en ella requiere tiempo. Esta reaccin es rpida al principio pero despus es mucho ms lenta. Sihay humedad, el hormign sigue endurecindose durante aos. Por ejemplo, la resistencia del hormignvertido es de 70.307 g/cm2 al da siguiente, 316.382 g/cm2 una semana despus, 421.842 g/cm2 al messiguiente y 597.610 g/cm2 pasados cinco aos.

    Las mezclas de hormign se especifican en forma de relacin entre los volmenes de cemento, arena y piedrautilizados. Por ejemplo, una mezcla 1:2:3 consiste en una parte por volumen de cemento, dos partes de arena ytres partes de agregados slidos. Segn su aplicacin, se alteran estas proporciones para conseguir cambiosespecficos en sus propiedades, sobre todo en cuanto a resistencia y duracin. Estas relaciones varan de 1:2:3a 1:2:4 y 1:3:5. La cantidad de agua que se aade a estas mezclas es de 1 a 1,5 veces el volumen de cemento.Para obtener hormign de alta resistencia el contenido de agua debe ser bajo, slo el suficiente parahumedecer toda la mezcla. En general, cuanta ms agua se aada a la mezcla, ms fcil ser trabajarla, peroms dbil ser el hormign cuando se endurezca.

    El hormign puede hacerse absolutamente hermtico y utilizarse para contener agua y para resistir la entradade la misma. Por otra parte, para construir bases filtrantes, se puede hacer poroso y muy permeable. Tambinpuede presentar una superficie lisa y pulida tan suave como el cristal. Si se utilizan agregados pesados, comotrozos de acero, se obtienen mezclas densas de 4.000 kg/m3. Tambin se puede fabricar hormign de slo481 kg/m3 utilizando agregados ligeros especiales y espumas. Estos hormigones ligeros flotan en el agua, sepueden serrar en trozos o clavar en otras superficies.

    Para pequeos trabajos o reparaciones, puede mezclarse a mano, pero slo las mquinas mezcladorasgarantizan una mezcla uniforme. La proporcin recomendada para la mayora de usos a pequea escala como

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  • suelos, aceras, calzadas, patios y piscinas es la mezcla 1:2:3.

    Cuando la superficie del hormign se ha endurecido requiere un tratamiento especial, ya sea salpicndola ocubrindola con agua o con materiales que retengan la humedad, capas impermeables, capas plsticas,arpillera hmeda o arena. Tambin hay pulverizadores especiales. Cuanto ms tiempo se mantenga hmedo elhormign, ser ms fuerte y durar ms. En poca de calor debe mantenerse hmedo por lo menos tres das, yen poca de fro no se debe dejar congelar durante la fase inicial de endurecimiento. Para ello se cubre conuna lona alquitranada o con otros productos que ayudan a mantener el calor generado por las reaccionesqumicas que se producen en su interior y provocan su endurecimiento.

    Propiedades del concreto

    Resistencia a la compresin. La reaccin de hidratacin de la pasta de cemento depende del tiempo. Laresistencia a la compresin aumenta significativamente con la baja relacin aguacemento.

    Con el arrastre de aire disminuye la resistencia a la compresin para una relacin aguacemento determinada,su uso podra cuestionarse. Sin embargo, la retencin de aire hace que el concreto sea ms durable.

    Humedad. La reduccin o remocin de la humedad superficial disminuir o frenar totalmente la reaccinde hidratacin. Si se interrumpe el curado hmedo y se deja la exposisin al aire seco, frena completamente elcurado, es interesante observar que si se restablece el curado con el aire hmedo, la resistencia aumentar.

    Temperatura. El tipo correcto de pasta de cemento, la relacin de aguacemento y el tratamiento paraobtener una resistencia ptima variar dependiendo de la temperatura ambiente.

    Contraccin. La contraccin se puede presentar en dos etapas. En la primera etapa, ocurre cuando elconcreto est en estado plstico. Esta etapa es dependiente del agua, del tiempo y de temperatura.

    Hay prdidas de agua en las formaletas y tambin en la evaporacin, adems del consumo de agua dehidratacin y el efecto neto es de disminuir el volumen.

    La segunda etapa de contraccin ocurre despus del endurecimiento inicial de la pasta. Se debe a unahidratacin adicional y a un enfriamiento de la masa. Esto generalmente produce pocas dificultades, pero enalgunos casos la masa de concreto no endurece uniformemente debido a la falta de uniformidad en lahumedad de los alrededores, como en el caso de encontrarse por encima y por debajo del suelo.

    Resistencia a la abrasin y durabilidad. La abrasin se vuelve muy importante en las carreteras, en lospisos de concreto y los vertedores de las represas. Como es de esperarse, un concreto ms fuerte tiene mejorresistencia al desgaste. Sin embargo, existen otros agentes que tienen un efecto sobre la durabilidad delconcreto. Por ejemplo, algunos suelos tienen un alto contenido de sulfato debido a la reaccin qumica de estecon los componentes del cemento.

    Tcnicas de construccin

    El hormign se moldea de muchas maneras. Para construir los cimientos de pequeos edificios se viertedirectamente en zanjas cavadas en la tierra. Para otros tipos de cimientos y algunos muros, se vierte entre lossoportes o encofrados de madera o de hierro, que se eliminan cuando el hormign se ha secado. En laconstruccin con losas prefabricadas, las planchas que forman techos y suelos se montan en el suelo y despusse elevan con gatos hidrulicos y se fijan las columnas a la altura precisa. Los encofrados deslizantes seutilizan para formar columnas y los ncleos de los edificios. Se van moviendo hacia arriba de 15 a 38 cm porhora mientras se vierte el hormign y se colocan los refuerzos. El mtodo de fraguar hacia arriba se sueleutilizar en la construccin de edificios de una o dos plantas. Las paredes se fraguan en tierra o en la planta

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  • correspondiente y se sitan con gras. Despus se fijan las paredes por sus extremos o entre ellas a unascolumnas de hormign. Para pavimentar carreteras con hormign se utiliza una mquina pavimentadora decimbra mvil. Esta mquina arrastra una estructura con dos guas metlicas separadas. Se vierte una capa dehormign entre las dos guas y la mquina va avanzando lentamente. Las guas de los laterales mantienen elhormign en su sitio hasta que ste se seca. Estas pavimentadoras pueden forjar una capa continua depavimento de hormign de uno o dos carriles.

    En ciertas aplicaciones, como la construccin de piscinas, canales y superficies curvas, el hormign puedeaplicarse por inyeccin. Con este mtodo el hormign se pulveriza a presin con mquinas neumticas sinnecesidad de utilizar encofrados. As se elimina todo el trabajo de los moldes de hierro y madera y se puedeaplicar hormign en lugares donde los mtodos convencionales seran difciles o imposibles de emplear.

    El hormign con aire ocluido es hormign en el que se introducen pequeas burbujas de aire en la mezcla conel cemento, durante su fabricacin, preparacin o en la fase de mezclado con la arena y los agregados. Lapresencia de estas burbujas aporta propiedades favorables al hormign, tanto cuando est fresco como cuandose ha endurecido. Cuando est fresco y recin mezclado las burbujas de aire actan como lubricante; hacen lamezcla ms manejable por lo que reducen la cantidad de agua necesaria para hacerla. Este sistema de airetambin reduce la cantidad de arena necesaria.

    El aire presente en el hormign endurecido reduce radicalmente los ajustes que derivan de la utilizacin deproductos qumicos anticongelantes en calles y carreteras. Tambin previene los daos que producen en lospavimentos las heladas y deshielos. Las burbujas de aire funcionan como diminutas vlvulas de seguridad queproporcionan espacio al agua para expandirse si la temperatura baja y se hiela.

    Albailera con hormign

    En todos los tipos de construccin de albailera se utilizan ladrillos o bloques de hormign. Se emplean porejemplo en muros de carga y paredes, malecones, bardas o cortafuegos; como refuerzo de paredes de ladrillo,piedra o enlucidas con estuco o yeso; para proteger del fuego estructuras de acero y recintos como huecos deescaleras y ascensores, y para construir muros de contencin, chimeneas y suelos.

    Alrededor del 60% de los productos de hormign para albailera, como los bloques de escoria, se elaborancon agregados ligeros. Los ms utilizados son arcillas tratadas, escoria de altos hornos, esquisto micceo,agregados volcnicos naturales y cenizas. El tamao de estos bloques, que se utilizan para construir paredes,tanto por debajo como por encima del suelo, suele ser de 20 20 40 cm. Estos bloques se colocan de formahorizontal y no suelen ser macizos para reducir peso y para que se forme una cmara de aire aislante. Se handesarrollado otros tipos de bloques de hormign con dibujo que se utilizan sin revestimiento en casas, centroscomerciales, escuelas, iglesias e instalaciones pblicas.

    La medida de los bloques est ya estandarizada: se pueden conseguir bloques especficos para cualquiertrabajo sin tener que cortar y ajustar. Tambin hay moldes para producir bloques con dibujos y relieves paraparedes interiores y exteriores. Es posible conseguir cualquier color o tipo de textura.

    Descripcin de los diversos procedimientos de proporcionamiento de una mezcla de concreto

    Primer procedimiento. Supngase que se necesita una mezcla que a los 28 das alcance una resistencia de200 kg/cm2 y que estando fresca tenga un revenimiento de 10cm. Los materiales disponibles son:

    Cemento:

    Densidad 3.10

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  • Arena fina:

    Peso aparente: 1.5 Densidad: 2.5 Humedad: 4%

    Grava (2.5 cm dimetro):

    Peso aparente: 1.7 Densidad: 2.6 Humedad: 2%

    La cantidad de agua por saco de cemento obtenida de la grfica de Abrams es de 27.00 lts por saco.

    Para el ejemplo propuesto, se supondr un consumo de cemento de 400 kg/m3 (8 sacos de 50 Kg), de maneraque un saco de cemento corresponder un volumen de mezcla de 125 lts. El volumen que ocupa la lechadapara un saco de cemento y 27 litros de agua ser:

    Volumen absoluto de cemento = 50/3.10 = 16.10 lts.

    Volumen de mezcla = 27.00 lts.

    Volumen de la lechada = 43.10 lts.

    El volumen que queda por llenar con los agregados, es la diferencia entre el volumen del concreto, de 125 lts,y el volumen de la lechada que es de 43.10 lts.

    Volumen absoluto de agregados = 125.00 43.10 = 81.90 lts.

    Segundo procedimiento. Este procedimiento se ilustrar con un ejemplo, inicindolo desde las operacionespara la determinacin de los pesos y densidades de los agregados.

    Materiales y equipos necesarios para este procedimiento:

    Cemento:

    Agregados: arena y grava Medida cilndrica de 5 lts. Artesa de lmina de 30 x 50 cm Bscula que pese hasta 10 Kg Balanza que pese hasta 250 gr. Con aproximacin de 0.5 gr. Probeta graduada de 1 lt Papel secante 0.25 lt de alcohol

    Ejemplo ilustrativo:

    I. Determinacin del peso aparente:

    Arena:

    Peso de la vasija de 5 lts llena: 9.100 Kg.

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  • Peso de la vasija de 5 lts vaca: 1.450 Kg.

    7.650 Kg.

    Peso aparente = 7.650/5 = 1.530 Kg.

    Grava:

    Peso de la vasija de 5 lts llena: 10.200 Kg.

    Peso de la vasija de 5 lts vaca: 1.450 Kg.

    8.750 Kg.

    Peso aparente = 8.750/5 = 1.750 Kg.

    II. Determinacin de la densidad:

    Arena:

    Peso original de la muestra: 200 gr.

    Peso de la muestra despus de seca: 210 gr.

    Volumen desalojado aparente: 70 cm3

    Volumen desalojado absoluto: 80 cm3

    Densidad de la arena = 200/80 = 2.5

    Grava:

    Peso original de la muestra: 200 gr.

    Peso de la muestra despus de seca: 208 gr.

    Volumen desalojado aparente: 69 cm3

    Volumen desalojado absoluto: 77 cm3

    Densidad de la arena = 200/77 = 2.6

    III. Determinacin de la relacin de mezcla que contiene el menor volumen de vaco.

    Proporcin de la mezcla Volumen Peso dede agregados en peso Pesado la mezclaArena Grava Litros Kilogramos4.00 10.00 5.00 9.004.50 10.00 5.00 9.505.00 10.00 5.00 9.605.50 10.00 5.00 9.40

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  • 6.00 10.00 5.00 9.30

    IV. Determinacin de la relacin de mezcla para producir la unidad de volumen.

    Para hacer 5 lts se necesita un peso de cada agregado de:

    Arena = 9.61 x 5.1 / 10 + 5.1 = 3.25 Kg.

    Grava = 9.61 x 10 / 10 + 5.1 = 6.36 Kg.

    Volumen absoluto de arena = 36.25 / 2.50 = 1.30

    Volumen absoluto de grava = 6.36 / 2.60 = 2.48

    Volumen absoluto total = 3.78 lts

    Porcentajes de los ingredientes:

    Lechada = 1.22 / 5 = 0.244 24.4%

    Arena = 1.30 / 6 = 0.260 26.0%

    Grava = 2.48 / 5 = 0.496 49.6%

    V. Clculo de la revoltura.

    Las proporciones referidas al volumen sern las siguientes:

    Volumen de agua = 33 lts

    Volumen de un saco de cemento = 16.1 lts

    Volumen de la lechada = 49.1 lts

    Volumen de arena = 49.1 x 26 / 24.4 = 52.3 lts

    Volumen de grava = 49.1 x 49.6 / 24.4 = 100.0 lts

    Cemento, sustancia de polvo fino hecha de argamasa de yeso capaz de formar una pasta blanda al mezclarsecon agua y que se endurece espontneamente en contacto con el aire.

    El cemento tiene diversas aplicaciones como en la unin de arena y grava con cemento Portland (es el msusual) para formar hormign, pegar superficies de distintos materiales o para revestimientos de superficies afin de protegerlas de la accin de sustancias qumicas. El cemento tiene diferentes composiciones para usosdiversos. Pueden recibir el nombre del componente principal, como el cemento calcreo, que contiene xidode silicio, o como el cemento epoxiaco, que contiene resinas epoxdicas; o de su principal caracterstica, comoel cemento hidrulico, o el cemento rpido. Los cementos utilizados en la construccin se denominan enalgunas ocasiones por su origen, como el cemento romano, o por su parecido con otros materiales, como elcaso del cemento Portland, que tiene cierta semejanza con la piedra de Portland, usada en Gran Bretaa parala construccin. Los cementos que resisten altas temperaturas se llaman cementos refractantes.

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  • El cemento se asienta o endurece por evaporacin del lquido plastificante, como el agua, por transformacinqumica interna, por hidratacin, o por el crecimiento de cristales entrelazados. Otros tipos de cemento seendurecen al reaccionar con el oxgeno y el dixido de carbono de la atmsfera.

    Historia

    La arquitectura del hierro y el vidrio, que haba sido la principal aportacin a la construccin hasta elsiglo XIX, fue superada desde los comienzos del siglo XX por la tcnica del hormign armado oconcreto. Tal progreso no habra sido posible sin el descubrimiento del cemento, material cuyaproduccin resulta de significativa importancia para valorar el desarrollo de la economa de un pas.

    Fue la arcilla el primer material aglutinante empleado en la albailera, a la que siguieron otros como elmortero de cal y el yeso vivo. As, los egipcios emplearon yesos en sus pirmides y los romanosfabricaron hormigones con cementos naturales calcinados por accin volcnica. En el siglo I a. C., elarquitecto Marco Vitrubio Polin conoca los principios de agragacin del hormign. Los cementoshidrulicos, es decir, los que fraguan y endurecen bajo el agua por accin de estas sobra suscomponentes, se conocan, por tanto, desde la antigedad. En 1756, el ingeniero britnico John Smeatonlleg a la conclusin de que los mejores cementos hidrulicos eran los fabricados a base de roca blandaimpura, en lugar de la caliza dura pura preferida con anterioridad. En 1824, el tambin britnicoJoseph Aspdin observ que la escoria dura, clnica o clinker molida y mezclada con agua, produca uncemento de mejor calidad. El mortero fraguado a base de cemento, arena y agua presentabacaractersticas similares a la piedra natural extrada de las canteras de la isla de Portland, en el ReinoUnido, por lo que le dio tal denominacin.

    De fraguado ms rpido, los cementos de aluminato de calcio comenzaron a emplearze antes de laprimera guerra mundial, al llegar a resultados satisfactorios la bsqueda de un producto que en uno odos das adquiriese consistencia y resistiera la accin corrosiva de las aguas que transportan sulfatos decalcio y magnesio.

    Cemento Portland

    Los cementos Portland tpicos consisten en mezclas de silicato triclcico (3CaOSiO2), aluminato triclcico(3CaOAl2O3) y silicato diclcico (2CaOSiO2) en diversas proporciones, junto con pequeas cantidades decompuestos de magnesio y hierro. Para retardar el proceso de endurecimiento suele aadirse yeso.

    Los compuestos activos del cemento son inestables, y en presencia de agua reorganizan su estructura. Elendurecimiento inicial del cemento se produce por la hidratacin del silicato triclcico, el cual forma unaslice hidratada gelatinosa e hidrxido de calcio. Estas sustancias cristalizan, uniendo las partculas de arena opiedras siempre presentes en las mezclas de argamasa de cemento para crear una masa dura. El aluminatotriclcico acta del mismo modo en la primera fase, pero no contribuye al endurecimiento final de la mezcla.La hidratacin del silicato diclcico acta de modo semejante, pero mucho ms lentamente, endureciendopoco a poco durante varios aos. El proceso de hidratacin y asentamiento de la mezcla de cemento se conocecomo curado, y durante el mismo se desprende calor.

    El cemento Portland se fabrica a partir de materiales calizos, por lo general piedra caliza, junto con arcillas,pizarras o escorias de altos hornos que contienen xido de aluminio y xido de silicio, en proporcionesaproximadas de un 60% de cal, 19% de xido de silicio, 8% de xido de aluminio, 5% de hierro, 5% de xidode magnesio y 3% de trixido de azufre. Ciertas rocas llamadas rocas cementosas tienen una composicinnatural de estos elementos en proporciones adecuadas y se puede hacer cemento con ellas sin necesidad deemplear grandes cantidades de otras materias primas. No obstante, las cementeras suelen utilizar mezclas dediversos materiales.

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  • En la fabricacin del cemento se trituran las materias primas mezcladas y se calientan hasta que se funden enforma de escoria, que a su vez se tritura hasta lograr un polvo fino. Para el calentamiento suele emplearse unhorno rotatorio de ms de 150 m de largo y ms de 3,2 m de dimetro. Estos hornos estn ligeramenteinclinados, y las materias primas se introducen por su parte superior, ya sea en forma de polvo seco de roca ocomo pasta hmeda hecha de roca triturada y agua. A medida que desciende a travs del horno, se va secandoy calentando con una llama situada al fondo del mismo. A medida que se acerca a la llama se separa eldixido de carbono y la mezcla se funde a temperaturas entre 1.540 y 1.600 C. El material tarda unas seishoras en pasar de un extremo a otro del horno. Al salir se enfra con rapidez y se tritura, trasladndose con uncompresor a una empaquetadora o a silos o depsitos de almacenamiento. El material obtenido tiene unatextura tan fina que el 90% o ms de sus partculas podra atravesar un tamiz o colador con 6.200 agujeros porcentmetro cuadrado.

    En los hornos modernos se pueden obtener de 27 a 30 kg de cemento por cada 45 kg de materia prima. Ladiferencia se debe sobre todo a la prdida de agua y dixido de carbono. Por lo general en los hornos sequema carbn en polvo, consumindose unos 450 kg de carbn por cada 900 g de cemento fabricado.Tambin se utilizan gases y aceites.

    Para comprobar la calidad del cemento se llevan a cabo numerosas pruebas. Un mtodo comn consiste entomar una muestra de argamasa de tres partes de arena y una de cemento y medir su resistencia a la traccindespus de una semana sumergida en agua.

    Cemento de aluminato de calcio

    El cemento de aluminato de calcio contiene mayor proporcin de alumina y sus ingredientes activos soncompuestos de oxido de calcio y alumina. Su base cristalina predominante es el aluminato monoclcico(CaOAl2O3) y la base amorfa contiene hierro, oxido de calcio, alumina y slice. Las materia primascon que se fabrica son bauxita y caliza

    El cemento hidratado de forma similar al Portland desprende calor de forma mucho ms rpida queeste. Es resistente a las aguas con sulfatos e incluso a los cidos orgnicos de escaso poder corrosivo. Porotra parte el mximo nivel de resistencia de este cemento se adquiere dentro de las primeras 24hrs.

    Cementos especiales

    Mediante la variacin del porcentaje de sus componentes habituales o la adicin de otros nuevos, el cementoPortland puede adquirir diversas caractersticas de acuerdo a cada uso, como el endurecimiento rpido yresistencia a los lcalis. Los cementos de fraguado rpido, a veces llamados cementos de dureza extrarrpida,se consiguen aumentando la proporcin de silicato triclcico o mediante una trituracin fina de modo que el99,5% logre pasar un filtro de 16.370 aberturas por centmetro cuadrado. Algunos de estos cementos seendurecen en un da al mismo nivel que los cementos ordinarios lo hacen en un mes. Sin embargo, durante lahidratacin producen mucho calor y por ello no son apropiados para grandes estructuras en las que ese nivelde calor puede provocar la formacin de grietas. En los grandes vertidos suelen emplearse cementosespeciales de poco nivel de calor, que por lo general contienen mayor cantidad de silicato diclcico. En obrasde hormign expuestas a agentes alcalinos (que atacan al hormign fabricado con cemento Portland comn),suelen emplearse cementos resistentes con bajo contenido de aluminio. En estructuras construidas bajo el aguadel mar suelen utilizarse cementos con un contenido de hasta un 5% de xido de hierro, y cuando se preciseresistencia a la accin de aguas ricas en sulfatos se emplean cementos con una composicin de hasta 40% dexido de aluminio.

    Productos del cemento

    El cemento mezclado con otras sustancias da lograr a hormigones, morteros, lechadas y sustancias afines.

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  • El hormign es un conglomerado artificial de grava o piedra, arena, agua y cemento; el mortero es una mezclade cemento, agua y arena o grava muy fina y la lechada es una pasta construida exclusivamente por cemento yagua. En estas combinaciones, el tipo de cemento utilizado puede ser Portland, que se emplea con profusinen construccin o de otros tipos. Han de diferenciarse estos compuestos en los que el endurecimiento esconsecuencia de una combinacin qumica con posterior cristalizacin, de los adhesivos que endurecen alsecarse o por coccin. Otro grupo lo constituyen los hormigones asflticos, que endurecen por enfriamiento.

    Requisitos que debe cumplir

    El cemento portland normal debe cumplir con la norma IRAM 1669 Parte I.

    CUADRO EXPLICATIVO DE PROPIEDADES

    Propiedades Objetivo de la evaluacinFinuraRetenido Tamiz75 micrones

    Limitar el contenido de partculas que no se hidratarncompletamente

    FinuraBlaine

    Asegurar una superficie especfica mnima parafavorecer la hidratacin

    Tiempo de fraguadoControlar la velocidad de fraguado para facilitar lasoperaciones de mezclado, transporte colocacin ycompactacin

    Expansin en autoclave Controlar la posible expansin por hidratacin diferidade xidos de calcio y magnesio libresPrdida por calcinacin Controlar el grado de envejecimiento del cementoResiduo insoluble Limitar el contenido de materia inerte(por ejemplo, la proveniente del yeso)Anhdrido sulfrico Limitar el contenido de yeso para evitar expansionesdestructivasOxido de magnesio Idem expansin en autoclaveSulfuros y cloruros Evitar la corrosin de las armaduras

    Principales propiedades

    Este tipo de cementos poseen dos propiedades fundamentales:

    Una propiedad es la resistencia y vale todo lo expuesto en Cemento Portland Normal.

    La otra propiedad es la resistencia que provee el cemento al hormign, al ser deteriorado por el ataquede sulfatos.

    Los factores fundamentales relacionados con el ataque de sulfatos son:

    Concentracin de Sulfatos: Caracterstica del medio, su incremento implica mayor deterioro. Porosidad del Hormign: Depende de la relacin agua cemento y de la calidad del cemento. Suincremento se traduce en mayor alteracin.

    Elementos reactivos del cemento (AC3): Su incremento implica mayor deterioro.

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  • CEMENTO Y CONCRETO

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