Cemento

Se denomina cemento a un conglomerante hidráulico que, mezclado con agregados pétreos (árido grueso o grava, más árido fino o arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece al reaccionar con el agua, adquiriendo consistencia pétrea, denominado hormigón o concreto. Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil, siendo su principal función la de aglutinante.

La palabra cemento se emplea para designar toda sustancia que posea condiciones de pegante cualquiera que sea su origen

El cemento portland se define, como el producto obtenido al pulverizar el clinker con adición de yeso.

El Clinker resulta de la calcinación hasta una fusión incipiente de una mezcla debidamente dosificada de materiales silíceos, calcáreos y férricos.

Los cementos se pueden definir como aquellas sustancias adhesivas, naturales o artificiales, con las que se pueden formar masas plásticas, que son capaces de unir entre si a fragmentos o masas de materiales sólidos con una distribución granulométrica determinada, que generalmente recibe el nombre de agregado, formando un conjunto totalmente compacto. Asimismo con la masa plástica de cemento pueden unirse distintas piezas entre si, realizarse recubrimientos, enlucir, realizar reparaciones, etc. La unión se produce mediante el endurecimiento del cemento desde el estado plástico.

La definición anterior incluye o abarca a un gran número de sustancias muy diferentes entre si, que tienen poco en común excepto su adhesividad. Así se tienen cementos inorgánicos y orgánicos. Además la importancia científica y técnica de los diferentes tipos de cemento es muy desigual, lo que ha dado lugar a una restricción de la definición de cemento hacia un grupo de sustancias adhesivas, que son las masas plásticas empleadas para producir la adhesión entre rocas clasificadas (Arena, gravilla y grava), ladrillos, etc., que es la práctica que se usa en la construcción de edificios e ingeniería civil.

Los cementos de esta clase también tienen en común cierta relación química, ya que ellos están formados por mezclas que contienen compuestos de cal como constituyentes principales. El término “Cementos” en ese sentido más restrictivo llega a ser equivalente al término “Cementos calcáreos”, aunque también pueden incluirse ciertos compuestos de magnesio.

Los cementos orgánicos están basados en los polímeros y debido a su alto coste su uso es muy limitado en comparación con el de los inorgánicos. Generalmente se usan como adhesivos tipo pegamentos y colas. Sin embargo, están empezando a desarrollarse, principalmente en los Estados Unidos, usos a gran escala como ligantes de agregados, por ejemplo, como material de endurecimiento rápido para carreteras dañadas y cubiertas de puentes. Dentro de este tipo de cementos puede citarse al metil metacrilato, que es un monómero que endurece “in situ” por polimerización.

Los cementos inorgánicos más importantes son aquellos productos, (naturales) o artificiales, que tienen como constituyentes principales compuestos de calcio, que tienen la propiedad de que al mezclarlos con determinados productos líquidos, fundamentalmente agua, forman masas plásticas que a medida que pasa el tiempo van aumentando su resistencia a la compresión y volviéndose rígidas, es decir endurecen y cohesionan. Normalmente la masa plástica se realiza al mezclar el cemento con agua y el endurecimiento se produce por reacción química con los componentes del con el agua (HIDRÓLISIS) y por absorción de agua formándose compuestos hidratados (HIDRATACIÓN).

Los cementos inorgánicos del tipo anterior pueden clasificarse en dos grandes grupos: HIDRÁULICOS y NO HIDRÁULICOS.

Los cementos hidráulicos son aquellos en que la masa plástica aumenta su resistencia tanto al aire como bajo el agua, es decir pueden ser usados como cementos bajo el agua. No solo endurecen por reacción con el agua, sino que se forman compuestos que resisten a su acción. Sin embargo, los no hidráulicos no pueden ser usados bajo el agua (Sus productos de hidratación no son resistentes al agua) y solo endurecen al aire, así las cales no hidráulicas (cales aéreas o duras) endurecen al aire por combinación del CO2, formando otra vez CaCO3, pero bajo el agua solo forman una pasta de Ca(OH)2 que no endurece.

Dentro de los cementos inorgánicos hidráulicos el más importante es el cemento portland y su predominancia en la industria de la construcción y en las grandes obras de ingeniería civil es tal que cuando se habla simplemente de cemento El cemento se presenta en forma de un polvo finísimo, de color gris que, mezclado con agua, forma una pasta que endurece tanto bajo agua como al aire. Por la primera de estas características y por necesitar agua para su fraguado se le define como un aglomerante hidráulico.

Es obtenido mediante un proceso de fabricación que utiliza principalmente dos materias primas: una caliza, con un alto contenido de cal en forma de óxidos de calcio, y un componente rico en sílice, constituido normalmente por arcilla o eventualmente por una escoria de alto horno.

GENERALIDADES DEL CONCRETO

Estos componentes son mezclados en proporciones adecuadas y sometidos a un proceso de fusión incipiente en un horno rotatorio, del cual se obtiene un material granular denominado clinquer, constituido por 4 compuestos básicos:

• Silicato Tricálcico ( 3 CaO . SiO2), designado como C3S.

• Silicato bicálcico ( 2 CaO . SiO2), designado como C2S.

• Aluminato tricálcico (3 CaO . Al2O3), designado como C3A.

• Ferroaluminato tetracálcico ( 4 CaO . Al2O3 . Fe2O3), designado como C4AF.

Estos se presentan en forma de cuatro fases mineralizadas, en conjunto con una fase vítrea, integrada por los dos últimos. Estas fases constituyen un 95 % del peso total del clinquer, siendo el 5 % restante componentes menores, principalmente óxidos de sodio, potasio, titanio, residuos insolubles y otros.

El clinquer es sometido a molienda mediante molinos de bolas hasta convertirlo en el polvo finísimo ya mencionado, adicionándose en esta etapa una proporción de yeso alrededor de un 5 % de su peso, destinado a regular el proceso de fraguado de la pasta de cemento, la que de otra manera endurecería en forma casi instantánea. El cemento así obtenido se denomina cemento Pórtland.

Durante la molienda se puede adicionar otros productos naturales o artificiales, constituyendo así los Cementos Pórtland con adiciones o Especiales, los que, junto con mantener las propiedades típicas del Pórtland puro (fraguado y resistencia), poseen además, otras cualidades especialmente relacionadas con la durabilidad, resistencia química y otras. Entre las adiciones más conocidas y utilizadas están las puzolanas, las cenizas volantes y las escorias básicas granuladas de alto horno.

Rectángulo redondeado: Estas adiciones presentan una reactividad química potencial, que se activa durante la hidratación del clinquer a temperatura ambiente. Así las puzolanas y cenizas volantes reaccionan con la cal hidratada liberada durante la hidratación de los componentes activos del clinquer. En cambio, en el caso de las escorias este efecto se produce porque la cal hidratada liberada desencadena la reacción de los componentes de la escoria, similares a los existentes en el clinquerse sobreentiende que es del cemento portland.

Concreto: Es una mezcla homogénea de agregado pétreo fino (arena), agregado pétreo grueso (grava), cementante o aglutinante (cemento) y agua, al que algunas veces se le puede agregar aditivos.

Pasta: mezcla homogénea de cemento y agua.

Mezcla: composición de cemento, arena y agua.

Concreto: mezcla de cemento, arena, grava y agua.

Arena: llena los espacios vacios dejados por el agregado pétreo grueso (grava), sirve para reducir las fisuras que aparecen en la mezcla al endurecerse y da volumen a la mezcla de concreto.

Grava: Se utiliza en la preparación de hormigones resistentes como para fundaciones, columnas, losas; generalmente se utiliza piedra partida o triturada (de cantera) y algunas veces se puede usar canto rodado, que es la piedra pequeña y esférica (redonda) de los ríos.

El Cemento: es el aglutinante que reaccionan en contacto con el agua, sufriendo un proceso de endurecimiento que empieza por el fraguado, mantiene unidos a los elementos pétreos que forman el concreto.

Fraguado: es el proceso químico-mecánico que inicia cuando la mezcla de concreto comienza a perder el agua retenida.

Los concretos hidráulicos nunca dejan de fraguar al paso del tiempo.

Existen mezclas que como aglomerantes llevan solamente cemento a los que se las llama concreto hidráulicos y otras donde el aglutinante principal es la cal, a la que se le puede agregar un poco de cemento para reforzarla (cal reforzada).

Hay mezclas que como aglutinante o cementante llevan derivados del petróleo, a los que se les llama concreto asfaltico, utilizados generalmente e n la construcción de carreteras.

Algunos tipos de cementantes: Cemento, cal, yeso y porcelana.

El Agua: da plasticidad a la mezcla para que sea trabajable y provoca la reacción química con el cementante que produce el fraguado.

Aditivos:

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