Tecnologia Del Concreto

NATURALEZA DEL CONCRETO

I.I HISTORIA DEL CEMENTO

Desde tiempos remotos, el hombre ha tenido la necesidad de contar con un buen espacio para vivir, según la época y la aplicación de los recursos disponibles. En los primeros días las estructuras consistían de tierra compactada, o bien de bloques de piedra colados uno sobre otros sin los beneficios de ningún material de liga o cementante. La estabilidad de las estructuras de piedra dependía de la disposición regular de las piedras pesadas. Probablemente la primera mampostería consistió de tabiques de arcilla secados al sol, colados en hiladas regulares sobre capas delgadas de lodo húmedo. Cuando este lodo se secaba, se obtenía un muro de arcilla sólida. Construcciones de este tipo eran comunes en las áreas secas y desérticas del mundo.

En la era Egipcia se descubrió que el yeso calcino era un material cementante y aparentemente, se utilizó en la construcción de algunas pirámides. Posteriormente los griegos y los romanos descubrieron ciertos métodos para calcinar la piedra caliza y así obtener la cal viva, misma que después se apagaba para usarse en la elaboración del mortero. Tanto los griegos como los romanos aprendieron que determinados tipos de suelos finos o tierra, cuando se mezclaban con cal y arena, producían un material cementante de clase superior.

El cemento producido por los romanos era un cemento hidráulico, o sea, que tenía la característica de poder endurecerse bajo la acción del agua. Muchas de las estructuras romanas se construyeron con una forma de concreto que empleaba estos materiales, y la mampostería de piedra se ligaba mediante un mortero de composición similar.

Durante la Edad Media la habilidad para elaborar un buen mortero estaba casi perdida, alcanzándose su punto mas bajo alrededor del siglo XI cuando se utilizó mucho material de muy baja calidad. La calidad de la cal empezó a mejorar en esta época y durante el siglo XIV, posteriormente se reanudo el empleo de puzolanas.

Uno de los más famosos proyectos del reciente periodo, fue la construcción del nuevo Faro Eddystone, entre 1757-59 cerca de las costas de Inglaterra. John Smeaton, el ingeniero y proyectista de la estructura, investigo muchos materiales para ligar las piedras de construcción.

En 1824 Joseph Aspdin, un albañil de Leeds, Inglaterra, patentó un material que el llamo Cemento Pórtland, así denominado porque el concreto elaborado con el mismo se asemejaba (al menos así se suponía a las canteras de piedra caliza cercanas a Pórtland, Inglaterra.

1.2 CEMENTO

Es el producto final que se obtiene de la cocción del incipiente de los materiales arcillosos y piedras calizas con oxido de calcio (silicio, aluminio y fierro), y con un agregado posterior como yeso (sin calcinar) y agua. Como no contiene oxido de calcio (CaO) en libertad, no requiere apagado, constituyendo esto uno de los signos característicos que sirven para distinguir o diferenciar una cal de un cemento.

El cemento a pesar de que los materiales que los conforman se extraen de la tierra, tiene una composición química bastante compleja. Este producto se elabora en volúmenes bastantes grandes como ningún otro producto químico, utilizando la maquinaria móvil mas grande en la industria y consumiendo grandes cantidades de carbón, gas y aceites como combustibles.

El poder cementante de este producto es mayor que el de las cales hidráulicas; su fraguado es más rápido, lo mismo en el aire que en el agua. Sus resistencia es mucho mayor llegando a formar con los materiales inertes que enlaza, monolíticos que constituyen una piedra artificial capaz de soportar grandes fuerzas compresivas.

Todos los compuestos del cemento son anhídridos, o sea, que están exentos totalmente de agua, cuando se combinan con esta, reaccionan activamente con ella formando nuevos compuestos hidratados. Todos ellos son pocos solubles, lo que proporcionan al concreto durabilidad.

1.3 CEMENTO PORTLAND

Son cementos hidráulicos conformados de material prima estrictamente seleccionada, las cuales se trituran, muelen y dosifican bajo sistemas de regulación exacta de tal manera que la mezcla resultante tenga la composición química deseada.

Las materias primas son en forma general una mezcla de material calcáreo (oxido de calcio), como piedras calizas, marga, creta o coquilla y un material arcilloso (sílice y alumina), como la pizarra, esquisto o escoria de alto horno.

Los cementos Pórtland son cementos hidráulicos compuestos principalmente de silicatos de calcio hidráulicos. Los cementos hidráulicos fraguan y endurecen al reaccionar químicamente con el agua durante esta reacción, llamada hidratación, el cemento se combina con agua para formar una pasta de asbesto similar a una roca. Cuando la pasta (cemento y agua) se agrega a los agregados (arena y grava, piedra triturada u otro material granular) actúan como adhesivos y une a todas las partículas de agregados para formar así el concreto, el material de construcción más versátil y de mayor uso en el mundo.

La hidratación comienza tan pronto como el cemento entra en contacto con el agua. Cada partícula de cemento forma un aumento sobre su superficie mismo que gradualmente se extiende hasta enlazarse con el aumento de otras partículas de cemento o hasta que se adquiere a las sustancias adyacentes. Esta reconstitución tiene como resultado la progresividad rigidizacion endurecimiento y desarrollo de resistencia. La rigidizacion del concreto se puede reconocer por una perdidas de trabajabilidad que normalmente ocurre dentro de las tres primeras horas luego del mezclado, pero depende de la composición y finura del cemento, de las proporciones de la mezcla y de las condiciones de la temperatura. Posteriormente el concreto fragua y comienza a endurecer.

La hidratación prosigue mientras se disponga despacio para los productos de la hidratación y se tenga condiciones favorables de humedad y temperatura (curado). A medida que la hidratación continua, el concreto se vuelve más duro y más resistente. La mayor parte de hidratación y desarrollo de la resistencia tiene lugar durante el primer del ciclo de vida del concreto, pero continua, aunque más lentamente, durante un largo periodo, se a registrado en investigaciones de laboratorio incrementos de resistencia durante un periodo de 50 años.

La investigación del cemento Pórtland se atribuye generalmente a Joseph Aspdin, un albañil ingles en 1824 obtuvo una patente que producía un concreto que en color semejaba a una caliza natural que se explotaba en el islote de Pórtland, península

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