Cemento.txt

Concreto Ir a la navegaci�nIr a la b�squeda La t�cnica del hormig�n se ha desarrollado mucho en el siglo XXI permitiendo soluciones muy complejas. En este puente sobre el r�o Almonte (Espa�a) se ve c�mo progresa la ejecuci�n del primer arco desde los m�rgenes apoyados en tirantes provisionales faltando de hormigonar solo la clave del mismo. Detr�s, en paralelo, se observa el avance de un segundo arco en una fase m�s preliminar. Colocaci�n de concreto fresco en obra. El material que se vierte es una masa pastosa. Los trabajadores con botas impermeables se mueven por �l sin mucha dificultad. El concreto permite rellenar un molde o encofrado con una forma previamente establecida. En este caso, es un encepado, un elemento que une las cabezas de un grupo de pilotes, hincados o embebidos profundamente en el terreno. El concreto3? (del ingl�s concrete, a su vez del lat�n concretus, �agregado, condensado�) u hormig�n5? (de hormigo 'gachas de harina')4?es un material compuesto empleado en construcci�n, formado esencialmente por un aglomerante al que se a�ade �ridos (agregado), agua , alquitr�n y aditivos espec�ficos.4? El aglomerante es, en la mayor�a de las ocasiones, cemento (generalmente cemento Portland) mezclado con una proporci�n adecuada de agua para que se produzca una reacci�n de hidrataci�n. Las part�culas de agregados, dependiendo fundamentalmente de su di�metro medio, son los �ridos (que se clasifican en grava, gravilla y arena).6? La sola mezcla de cemento con arena y agua (sin la participaci�n de un agregado) se denomina mortero. Existen hormigones que se producen con otros conglomerantes que no son cemento, como el hormig�n asf�ltico que utiliza bet�n para realizar la mezcla. En el caso del elaborado con cemento Portland se le suele com�nmente llamar mezcla o cemento (en pa�ses como Venezuela). El cemento es un material pulverulento que por s� mismo no es aglomerante, y que, mezclado con agua, al hidratarse se convierte en una pasta moldeable con propiedades adherentes, que en pocas horas fragua y se endurece, torn�ndose en un material de consistencia p�trea. El cemento consiste esencialmente en silicato c�lcico hidratado (S-C-H). Este compuesto es el principal responsable de sus caracter�sticas adhesivas. Se denomina cemento hidr�ulico cuando el cemento, resultante de su hidrataci�n, es estable en condiciones de entorno acuosas. Adem�s, para poder modificar algunas de sus caracter�sticas o comportamiento, se pueden a�adir aditivos y adiciones (en cantidades inferiores al 1 % de la masa total del concreto), existiendo una gran variedad de ellos: colorantes, aceleradores y retardadores de fraguado, fluidificantes, impermeabilizantes, fibras, etc. El hormig�n o concreto convencional, normalmente usado en pavimentos, edificios y otras estructuras, tiene un peso espec�fico (densidad, peso volum�trico, masa unitaria) que var�a de 2200 hasta 2400 kg/m� (137 hasta 150 libras/pi�s3). La densidad del concreto var�a dependiendo de la cantidad y la densidad del agregado, la cantidad de aire atrapado (ocluido) o intencionalmente incluido y las cantidades de agua y cemento. Por otro lado, el tama�o m�ximo del agregado influye en las cantidades de agua y cemento. Al reducirse la cantidad de pasta (aument�ndose la cantidad de agregado), se aumenta la densidad. Algunos valores de densidad para el concreto fresco se presentan en la Tabla 1-1. En el dise�o del concreto u hormig�n armado (reforzado), el peso unitario de la combinaci�n del concreto con la armadura normalmente se considera 2400 kg/m� (150 lb/ft�). Dependiendo de las proporciones de cada uno de sus constituyentes existen varios tipos de hormigones. Se considera hormig�n pesado aquel que posee una densidad de m�s de 3200 kg/m�, debido al empleo de agregados densos (empleado protecci�n contra las radiaciones), el hormig�n normal, empleado en estructuras, que posee una

densidad de 2200 kg/m�, y el hormig�n ligero, con densidades de 1800 kg/m�. La principal caracter�stica estructural del hormig�n es que resiste muy bien los esfuerzos de compresi�n, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (tracci�n, flexi�n, cortante, etc.), y por este motivo es habitual usarlo asociado a ciertas armaduras de acero, recibiendo en este caso la denominaci�n de concreto u hormig�n armado). Este conjunto se comporta muy favorablemente ante las diversas solicitaciones o esfuerzos mencionados anteriormente. Cuando se proyecta una estructura de concreto armado se establecen las dimensiones de los elementos, el tipo de concreto, los aditivos y el acero que hay que colocar en funci�n de los esfuerzos que deber� soportar y de las condiciones ambientales a que estar� expuesto. A finales del siglo XX, ya era el material m�s empleado en la industria de la construcci�n. Se le da forma mediante el empleo de moldes r�gidos denominados: encofrados. Su empleo es habitual en obras de arquitectura e ingenier�a, tales como edificios, puentes, diques, puertos, canales, t�neles, etc. Incluso en aquellas edificaciones cuya estructura principal se realiza en acero, su utilizaci�n es imprescindible para conformar la cimentaci�n. La variedad de hormigones que han ido apareciendo a finales del siglo XX, ha permitido que existan por ejemplo: concreto reforzado con fibras de vidrio (GRC), hormigones celulares que se aligeran con aire, aligerados con fibras naturales, autocompactantes. �ndice 1 Etimolog�a 2 Historia 2.1 Hormigones de cementos naturales 2.2 El siglo XIX: cemento Portland y hormig�n armado 2.3 El siglo XX: auge de la industria del hormig�n 2.4 El siglo XXI: la cultura medioambiental 3 Caracter�sticas y comportamiento 3.1 Caracter�sticas mec�nicas 3.2 Fraguado y endurecimiento 3.3 Resistencia 3.4 Consistencia del hormig�n fresco 3.5 Durabilidad 4 Tipos 5 Caracter�sticas de los componentes 5.1 Cemento 5.1.1 Cemento Portland 5.1.2 Otros cementos 5.2 �ridos 5.3 Agua 5.4 Otros componentes minoritarios 6 Dise�o, fabricaci�n y puesta en obra 6.1 Normativa 6.2 C�lculo y proyecto 6.3 Fabricaci�n 6.4 Puesta en obra 7 Producci�n mundial de concreto 7.1 Producci�n mundial 8 V�ase tambi�n 8.1 Normativa 8.2 Ensayos 8.3 Varios 9 Referencias 10 Bibliograf�a 10.1 Referencias digitales

11 Enlaces externos Etimolog�a �Hormig�n� procede del t�rmino formico (o form�ceo),[cita requerida] palabra latina que alude a la cualidad de �moldeable� o �dar forma�. El t�rmino �concreto�, definido en el diccionario de la RAE como americanismo, tambi�n es originario del lat�n: procede de la palabra concretus, que significa �crecer unidos�, o �unir�. Concretus es una palabra compuesta en la su prefijo es com- (uni�n) y el participio pasado del verbo crescere (crecer). Su uso en idioma espa�ol se transmite por v�a de la cultura anglosajona,7? como anglicismo (o calco sem�ntico), siendo la voz inglesa original concrete.1? Etimol�gicamente concreto es sin�nimo de concrecionado y concreci�n que es la uni�n de diversas part�culas para formar una masa. Historia Trabajadores del Antiguo Egipto. Pintura en la tumba de Rejmira. La historia del hormig�n o concreto constituye un cap�tulo fundamental de la historia de la construcci�n. Cuando se opt� por levantar edificaciones utilizando materiales arcillosos o p�treos, surgi� la necesidad de obtener pastas o morteros que permitieran unir dichos mampuestos para poder conformar estructuras estables. Inicialmente se emplearon pastas elaboradas con arcilla, yeso o cal, pero se deterioraban r�pidamente ante las inclemencias atmosf�ricas. Se idearon diversas soluciones, mezclando agua con rocas y minerales triturados, para conseguir pastas que no se degradasen f�cilmente. As�, en el Antiguo Egipto se utilizaron diversas pastas obtenidas con mezclas de yesos y calizas disueltas en agua, para poder unir s�lidamente los sillares de piedra; como las que a�n perduran entre los bloques calizos del revestimiento de la Gran Pir�mide de Guiza. Hormigones de cementos naturales Pante�n de Roma (siglo II) La c�pula semiesf�rica del Pante�n de Roma, de 43.44 m de di�metro ha resistido diecinueve siglos sin reformas o refuerzos. El grueso anillo murario es de opera latericia (concreto con ladrillo) y la c�pula se aliger� utilizando piedra p�mez como �rido. En la Antigua Grecia, hacia el 500 a. C., se mezclaban compuestos de caliza calcinada con agua y arena, a�adiendo piedras trituradas, tejas rotas o ladrillos, dando origen al primer hormig�n o concreto de la historia, usando tobas volc�nicas extra�das de la isla de Santorini. Los antiguos romanos emplearon tierras o cenizas volc�nicas, conocidas tambi�n como puzolana, que contienen s�lice y al�mina, que, al combinarse qu�micamente con la cal, daban como resultado el denominado cemento puzol�nico (obtenido en Pozzuoli, cerca del Vesubio). A�adiendo a su masa trozos de cer�micas u otros materiales de baja densidad (piedra p�mez) obtuvieron el primer hormig�n aligerado.8? Con este material se construyeron desde tuber�as a instalaciones portuarias, cuyos restos a�n perduran. Destacan construcciones como los diversos arcos del Coliseo romano, los nervios de la b�veda de la Bas�lica de Majencio, con luces de m�s de 25 metros,9? las b�vedas de las Termas de Caracalla, y la c�pula del Pante�n de Agripa, de unos 43 metros de di�metro, la de mayor luz durante siglos.10? Tras la ca�da del Imperio romano, el hormig�n fue poco utilizado, posiblemente debido a la falta de medios t�cnicos y humanos, la mala calidad de la cocci�n de la cal, y la carencia o lejan�a de tobas volc�nicas. No se encuentran muestras de su uso en grandes obras hasta el siglo XIII, en que se vuelve a utilizar en los cimientos de la Catedral de Salisbury, o en la c�lebre Torre de Londres, en Inglaterra. Durante el Renacimiento su empleo fue escaso y muy poco significativo. En algunas ciudades y grandes estructuras, construidas por mayas y aztecas en

M�xico o las de Machu Pichu en el Per�, se utilizaron materiales cementantes.8? En el siglo XVIII se reaviva el af�n por la investigaci�n. John Smeaton, un ingeniero de Leeds fue comisionado para construir por tercera vez un faro en el acantilado de Edystone, en la costa de Cornualles, empleando piedras unidas con un mortero de cal calcinada para conformar una construcci�n monol�tica que soportara la constante acci�n de las olas y los h�medos vientos; fue concluido en 1759 y la cimentaci�n a�n perdura. El siglo XIX: cemento Portland y hormig�n armado Joseph Aspdin y James Parker patentaron en 1824 el Portland Cement, obtenido de caliza arcillosa y carb�n calcinados a alta temperatura �denominado as� por su color gris verdoso oscuro, muy similar a la piedra de la isla de P�rtland. Isaac Johnson obtiene en 1845 el prototipo del cemento moderno elaborado de una mezcla de caliza y arcilla calcinada a alta temperatura, hasta la formaci�n del clinker; el proceso de industrializaci�n y la introducci�n de hornos rotatorios propiciaron su uso para gran variedad de aplicaciones, hacia finales del siglo XIX.11? El hormig�n o concreto, por sus caracter�sticas p�treas, soporta bien esfuerzos de compresi�n, pero se fisura con otros tipos de solicitaciones (flexi�n, tracci�n, torsi�n, cortante); la inclusi�n de varillas met�licas que soportaran dichos esfuerzos propici� optimizar sus caracter�sticas y su empleo generalizado en m�ltiples obras de ingenier�a y arquitectura. La invenci�n del hormig�n armado se suele atribuir al constructor William Wilkinson, quien solicit� en 1854 la patente de un sistema que inclu�a armaduras de hierro para �la mejora de la construcci�n de viviendas, almacenes y otros edificios resistentes al fuego�. El franc�s Joseph Monier patent� varios m�todos en la d�cada de 1860, pero fue Fran�ois Hennebique quien ide� un sistema convincente de hormig�n armado, patentado en 1892, que utiliz� en la construcci�n de una f�brica de hilados en Tourcoing, Lille, en 1895.12? Hennebique y sus contempor�neos basaban el dise�o de sus patentes en resultados experimentales, mediante pruebas de carga; los primeros aportes te�ricos los realizan prestigiosos investigadores alemanes, tales como Wilhelm Ritter, quien desarrolla en 1899 la teor�a del �Reticulado de RitterM�rsch�. Los estudios te�ricos fundamentales se gestar�n en el siglo XX. El siglo XX: auge de la industria del hormig�n Puente de hormig�n sobre el r�o Ulla, en Vedra, Galicia, Espa�a. El arco principal presenta la ventaja de ser un arco catenario. �pera de S�dney, edificio dise�ado por el arquitecto dan�s J�rn Utzon en 1957 e inaugurado en el a�o 1973, en S�dney, Australia. A principios del siglo XX surge el r�pido crecimiento de la industria del cemento, debido a varios factores: los experimentos de los qu�micos franceses Louis Vicat y Le Chatelier y el alem�n Micha�lis, que logran producir cemento de calidad homog�nea; la invenci�n del horno rotatorio para calcinaci�n y el molino tubular; y los m�todos de transportar hormig�n fresco ideados por Juergen Hinrich Magens que patenta entre 1903 y 1907. Con estos adelantos pudo elaborarse cemento Portland en grandes cantidades y utilizarse ventajosamente en la industria de la construcci�n.8? Robert Maillart proyecta en 1901 un puente en arco de 38 metros de luz sobre el r�o Inn, en Suiza, construido con vigas caj�n de hormig�n armado; entre 1904 y 1906 dise�a el puente de Tavanasa, sobre el r�o Rin, con 51 metros de luz, el mayor de Suiza. Claude A.P. Turner realiza en 1906 el edificio Bovex de Mine�polis (Estados Unidos), con los primeros pilares fungiformes (de amplios capiteles). Le Corbusier, en los a�os 1920, reclama en Vers une Architecture una producci�n

l�gica, funcional y constructiva, despojada de ret�ricas del pasado; en su dise�o de Casa Domino, de 1914, la estructura est� conformada con pilares y forjados de hormig�n armado, posibilitando fachadas totalmente di�fanas y la libre distribuci�n de los espacios interiores.13? Los hangares de Orly (Par�s), dise�ados por Freyssinet entre 1921 y 1923, con 60 metros de luz, 9 de flecha y 300 de longitud, se construyen con l�minas parab�licas de concreto armado, eliminando la divisi�n funcional entre paredes y techo. En 1929 Frank Lloyd Wright construye el primer rascacielos en concreto. En la d�cada de 1960 aparece el concreto reforzado con fibras, incorporadas en el momento del amasado, dando al concreto isotrop�a y aumentando sus cualidades frente a la flexi�n, tracci�n, impacto, fisuraci�n, etc. En los a�os 1970, los aditivos permiten obtener hormigones de alta resistencia, de 120 a m�s de 200 MPa; la incorporaci�n de mon�meros genera hormigones casi inatacables por los agentes qu�micos o indestructibles por los ciclos hielo-deshielo, aportando m�ltiples mejoras en diversas propiedades del concreto. Los grandes progresos en el estudio cient�fico del comportamiento del concreto armado y los avances tecnol�gicos, posibilitaron la construcci�n de rascacielos m�s altos, puentes de mayor luz, amplias cubiertas e inmensas presas. Su empleo ser� insustituible en edificios p�blicos que deban albergar multitudes: estadios, teatros, cines, etc. Muchas naciones y ciudades competir�n por erigir la edificaci�n de mayor dimensi�n, o m�s bella, como s�mbolo de su progreso que, normalmente, estar� construida en concreto armado. Los edificios m�s altos del mundo poseen estructuras de concreto y acero, tales como las Torres Petronas, en Kuala Lumpur, Malasia (452 metros, 1998), el edificio Taipei 101 en Taiw�n (509 metros, 2004), o el Burj Dubai de la ciudad de Dub�i (818 metros, 2009), en el siglo XXI. El siglo XXI: la cultura medioambiental Testigos de hormig�n Testigo de concreto romano del siglo I. Testigo de concreto del siglo XXI. El uso de materiales reciclados como ingredientes del hormig�n o concreto ha ganando popularidad debido a la cada vez m�s severa legislaci�n medioambiental, as� como la progresiva concienciaci�n de la sociedad. Los ingredientes reciclados m�s empleados son las cenizas volantes, un subproducto de las centrales termoel�ctricas alimentadas por carb�n. El impacto ambiental de la industria del cemento es significativo, pero mediante el empleo de estos nuevos materiales se posibilita la reducci�n de canteras y vertederos, ya que act�an como sustitutos del cemento, y reducen la cantidad necesaria para obtener un buen concreto. Puesto que uno de los efectos nocivos para el medio ambiente es que la producci�n de cemento genera grandes vol�menes de di�xido de carbono, la tecnolog�a de sustituci�n del cemento desempe�a un importante papel en los esfuerzos por aminorar las emisiones de di�xido de carbono. Se suele incluir en las mezclas ciertos catalizadores que permiten su 'autolavado' como es el caso del di�xido de titanio. Tambi�n se utiliza para confinar desechos radiactivos. Entre ellos, el m�s importante es el del reactor nuclear que colaps� en la central de Chernobil, el cual fue cubierto de concreto para evitar fugas radiactivas. Caracter�sticas y comportamiento El concreto muestra en una de sus secciones muchas escalas de agregaci�n. Resulta necesario investigar en las propiedades microsc�picas del concreto si se desea

conocer sus propiedades mec�nicas. El concreto u hormig�n es el material resultante de unir �ridos con la pasta que se obtiene al a�adir agua a un conglomerante.14? El conglomerante puede ser cualquiera, pero cuando nos referimos al concreto, generalmente es un cemento artificial, y entre estos �ltimos, el m�s importante y habitual es el cemento portland.14? Los �ridos proceden de la desintegraci�n o trituraci�n, natural o artificial de rocas y, seg�n la naturaleza de las mismas, reciben el nombre de �ridos sil�ceos, calizos, gran�ticos, etc. El �rido cuyo tama�o sea superior a 5 mm se llama �rido grueso o grava, mientras que el inferior a 5 mm se llama �rido fino o arena.15? El tama�o de la grava influye en las propiedades mec�nicas del concreto. La pasta formada por cemento y agua es la que confiere al hormig�n su fraguado y endurecimiento, mientras que el �rido es un material inerte sin participaci�n directa en el fraguado y endurecimiento del hormig�n.15? El cemento se hidrata en contacto con el agua, inici�ndose diversas reacciones qu�micas de hidrataci�n que lo convierten en una pasta maleable con buenas propiedades adherentes, que en el transcurso de unas horas, derivan en el fraguado y endurecimiento progresivo de la mezcla, obteni�ndose un material de consistencia p�trea. Una caracter�stica importante del hormig�n es poder adoptar formas distintas, a voluntad del proyectista. Al colocarse en obra es una masa pl�stica que permite rellenar un molde, previamente construido con una forma establecida, que recibe el nombre de encofrado.14? Caracter�sticas mec�nicas La principal caracter�stica estructural del hormig�n o concreto es resistir muy bien los esfuerzos de compresi�n. Sin embargo, tanto su resistencia a tracci�n como al esfuerzo cortante son relativamente bajas, por lo cual se debe utilizar en situaciones donde las solicitaciones por tracci�n o cortante sean muy bajas. Para determinar la resistencia se preparan ensayos mec�nicos (ensayos de rotura) sobre probetas de hormig�n. Para superar este inconveniente, se "arma" el concreto introduciendo barras de acero, conocido como concreto armado, o concreto reforzado, permitiendo soportar los esfuerzos cortantes y de tracci�n con las barras de acero. Es usual, adem�s, disponer barras de acero reforzando zonas o elementos fundamentalmente comprimidos, como es el caso de los pilares. Los intentos de compensar las deficiencias del concreto a tracci�n y cortante originaron el desarrollo de una nueva t�cnica constructiva a principios del siglo XX, la del concreto armado. As�, introduciendo antes del fraguado alambres de alta resistencia tensados en el concreto, este queda comprimido al fraguar, con lo cual las tracciones que surgir�an para resistir las acciones externas, se convierten en descompresiones de las partes previamente comprimidas, resultando muy ventajoso en muchos casos. Para el pretensado se utilizan aceros de muy alto l�mite el�stico, dado que el fen�meno denominado fluencia lenta anular�a las ventajas del pretensado. Posteriormente se investig� la conveniencia de introducir tensiones en el acero de manera deliberada y previa al fraguado del concreto de la pieza estructural, desarroll�ndose las t�cnicas del concreto pretensado y el concreto postensado. Los aditivos permiten obtener concreto de alta resistencia; la inclusi�n de mon�meros y adiciones para concreto aportan m�ltiples mejoras en las propiedades del concreto. Cuando se proyecta un elemento de concreto armado se establecen las dimensiones, el tipo de concreto, la cantidad, calidad, aditivos, adiciones y disposici�n del acero que hay que aportar en funci�n los esfuerzos que deber� resistir cada elemento. Un dise�o racional, la adecuada dosificaci�n, mezcla, colocaci�n, consolidaci�n, acabado y curado, hacen del concreto un material id�neo para ser utilizado en

construcci�n, por ser resistente, durable, incombustible, casi impermeable, y requerir escaso mantenimiento. Como puede ser moldeado f�cilmente en amplia variedad de formas y adquirir variadas texturas y colores, se utiliza en multitud de aplicaciones. Caracter�sticas f�sicas del concreto Las principales caracter�sticas f�sicas del concreto, en valores aproximados, son: Densidad: en torno a 2350 kg/m� Resistencia a compresi�n: de 150 a 500 kg/cm� (15 a 50 MPa) para el concreto ordinario. Existen hormigones especiales de alta resistencia que alcanzan hasta 2000 kg/cm� (200 MPa). Resistencia a tracci�n: proporcionalmente baja, es del orden de un d�cimo de la resistencia a compresi�n y, generalmente, poco significativa en el c�lculo global. Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente, variando en funci�n de la temperatura y la humedad del ambiente exterior. Tiempo de endurecimiento: progresivo, dependiendo de la temperatura, humedad y otros par�metros. De 24 a 48 horas, adquiere la mitad de la resistencia m�xima; en una semana 3/4 partes, y en 4 semanas pr�cticamente la resistencia total de c�lculo. Dado que el concreto se dilata y contrae en magnitudes semejantes al acero, pues tienen parecido coeficiente de dilataci�n t�rmico, resulta muy �til su uso simult�neo en obras de construcci�n; adem�s, el concreto protege al acero de la oxidaci�n al recubrirlo. Fraguado y endurecimiento Diagrama indicativo de la resistencia (en %) que adquiere el concreto a los 14, 28, 42 y 56 d�as. La pasta del hormig�n se forma mezclando cemento artificial y agua debiendo embeber totalmente a los �ridos. La principal cualidad de esta pasta es que fragua y endurece progresivamente, tanto al aire como bajo el agua.16? El proceso de fraguado y endurecimiento es el resultado de reacciones qu�micas de hidrataci�n entre los componentes del cemento. La fase inicial de hidrataci�n se llama fraguado y se caracteriza por el paso de la pasta del estado fluido al estado s�lido. Esto se observa de forma sencilla por simple presi�n con un dedo sobre la superficie del hormig�n. Posteriormente contin�an las reacciones de hidrataci�n alcanzando a todos los constituyentes del cemento que provocan el endurecimiento de la masa y que se caracteriza por un progresivo desarrollo de resistencias mec�nicas.16? El fraguado y endurecimiento no son m�s que dos estados separados convencionalmente; en realidad solo hay un �nico proceso de hidrataci�n continuo.16? En el cemento portland, el m�s frecuente empleado en los hormigones, el primer componente en reaccionar es el aluminato tric�lcico con una duraci�n r�pida y corta (hasta 7-28 d�as). Despu�s el silicato tric�lcico, con una aportaci�n inicial importante y continua durante bastante tiempo. A continuaci�n el silicato bic�lcico con una aportaci�n inicial d�bil y muy importante a partir de los 28 d�as.16? El fen�meno f�sico de endurecimiento no tiene fases definidas. El cemento est� en polvo y sus part�culas o granos se hidratan progresivamente, inicialmente por contacto del agua con la superficie de los granos, form�ndose algunos compuestos cristalinos y una gran parte de compuestos microcristalinos asimilables a coloides que forman una pel�cula en la superficie del grano. A partir de entonces el endurecimiento continua dominado por estas estructuras coloidales que envuelven los granos del cemento y a trav�s de las cuales progresa la hidrataci�n hasta el n�cleo del grano.16?

El hecho de que pueda regularse la velocidad con que el cemento amasado pierde su fluidez y se endurece, lo hace un producto muy �til en construcci�n. Una reacci�n r�pida de hidrataci�n y endurecimiento dificultar�a su transporte y una c�moda puesta en obra rellenando todos los huecos en los encofrados. Una reacci�n lenta aplazar�a de forma importante el desarrollo de resistencias mec�nicas. En las f�bricas de cemento se consigue controlando la cantidad de yeso que se a�ade al clinker de cemento. En la planta de concreto, donde se mezcla la pasta de cemento y agua con los �ridos, tambi�n se pueden a�adir productos que regulan el tiempo de fraguado.16? En condiciones normales un concreto u hormig�n Portland normal comienza a fraguar entre 30 y 45 minutos despu�s de que ha quedado en reposo en los moldes y termina el fraguado trascurridas sobre 10 o 12 horas. Despu�s comienza el endurecimiento que lleva un ritmo r�pido en los primeros d�as hasta llegar al primer mes, para despu�s aumentar m�s lentamente hasta llegar al a�o donde pr�cticamente se estabiliza.17? En el cuadro siguiente se observa la evoluci�n de la resistencia a compresi�n de un hormig�n tomando como unidad la resistencia a 28 d�as, siendo cifras orientativas:18? Evoluci�n de la resistencia a compresi�n de un concreto u hormig�n Portland normal Edad del hormig�n en d�as 3 7 28 90 360 Resistencia a compresi�n 0.40 0.65 1.00 1.20 1.35 Resistencia Para comprobar que el concreto colocado en obra tiene la resistencia requerida, se rellenan con el mismo concreto unos moldes cil�ndricos normalizados y se calcula su resistencia en un laboratorio realizando ensayos de rotura por compresi�n. En el proyecto previo de los elementos, la resistencia caracter�stica (fck) del hormig�n es aquella que se adopta en todos los c�lculos como resistencia a compresi�n del mismo, y dando por hecho que el hormig�n que se ejecutar� resistir� ese valor, se dimensionan las medidas de todos los elementos estructurales.19? La resistencia caracter�stica de proyecto (fck) establece por tanto el l�mite inferior, debiendo cumplirse que cada amasada de hormig�n colocada tenga esa resistencia como m�nimo. En la pr�ctica, en la obra se realizan ensayos estad�sticos de resistencias de los hormigones que se colocan y el 95 % de los mismos debe ser superior a fck, consider�ndose que con el nivel actual de la tecnolog�a del hormig�n, una fracci�n defectuosa del 5 % es perfectamente aceptable. La resistencia del hormig�n a compresi�n se obtiene en ensayos de rotura por compresi�n de probetas cil�ndricas normalizadas realizados a los 28 d�as de edad y fabricadas con las mismas amasadas puestas en obra.19? La Instrucci�n espa�ola (EHE) recomienda utilizar la siguiente serie de resistencias caracter�sticas a compresi�n a 28 d�as (medidas en Newton/mm�): 20; 25; 30, 35; 40; 45 y 50.19? Por ello, las plantas de fabricaci�n de hormig�n suministran habitualmente hormig�ns que garantizan estas resistencias. Ensayo de consistencia en concreto fresco mediante el Cono de Abrams que mide el asiento que se produce en una forma troncoc�nica normalizada cuando se desmolda. Consistencia del hormig�n fresco La consistencia es la mayor o menor facilidad que tiene el hormig�n fresco para deformarse y consiguientemente para ocupar todos los huecos del molde o encofrado. Influyen en ella distintos factores, especialmente la cantidad de agua de amasado, pero tambi�n el tama�o m�ximo del �rido, la forma de los �ridos y su granulometr�a.20?

La consistencia se fija antes de la puesta en obra, analizando cual es la m�s adecuada para la colocaci�n seg�n los medios que se dispone de compactaci�n. Se trata de un par�metro fundamental en el hormig�n fresco. Entre los ensayos que existen para determinar la consistencia, el m�s empleado es el cono de Abrams. Consiste en llenar con hormig�n fresco un molde troncoc�nico de 30 cm de altura. La p�rdida de altura que se produce cuando se retira el molde, es la medida que define la consistencia.20? Los hormigones se clasifican por su consistencia en secos, pl�sticos, blandos y fluidos tal como se indica en la tabla siguiente:21? Consistencia de los hormigones frescos Consistencia Asiento en cono de Abrams (cm) Seca 0-2 Vibrado Pl�stica 3-5 Vibrado Blanda 6-9 Picado con barra Fluida 10-15 Picado con barra L�quida 16-20 Picado con barra Durabilidad

Compactaci�n

Las presas de concreto son una tipolog�a habitual en la construcci�n de embalses. En las im�genes la presa de Hoover construida en Estados Unidos en 1936 est� dise�ada con forma parab�lica para optimizar la capacidad del concreto de soportar esfuerzos a compresi�n. La durabilidad del hormig�n se define en la Instrucci�n espa�ola EHE como la capacidad para comportarse satisfactoriamente frente a las acciones f�sicas y qu�micas agresivas a lo largo de la vida �til de la estructura protegiendo tambi�n las armaduras y elementos met�licos embebidos en su interior.22? Prueba de compresi�n. Por tanto no solo hay que considerar los efectos provocados por las cargas y solicitaciones, sino tambi�n las condiciones f�sicas y qu�micas a las que se expone. Por ello se considera el tipo de ambiente en que se va a encontrar la estructura y que puede afectar a la corrosi�n de las armaduras, ambientes qu�micos agresivos, zonas afectadas por ciclos de hielo-deshielo, etc.22? Para garantizar la durabilidad del hormig�n y la protecci�n de las armaduras frente a la corrosi�n es importante realizar un hormig�n con una permeabilidad reducida, realizando una mezcla con una relaci�n agua/cemento baja, una compactaci�n id�nea, un peso en cemento adecuado y la hidrataci�n suficiente de �ste a�adiendo agua de curado para completarlo. De esta forma se consigue que haya los menos poros posibles y una red capilar interna poco comunicada y as� se reducen los ataques al hormig�n.22? En los casos de existencia de sulfatos en el terreno o de agua de mar se deben emplear cementos especiales. Para prevenir la corrosi�n de armaduras hay que cuidar el recubrimiento m�nimo de las mismas.22? Tipos Local-important.svg Este art�culo o secci�n tiene una redacci�n que mantiene un punto de vista regional, centrado en Espa�a. Por favor, ed�talo para globalizarlo. Mientras tanto, no elimines este aviso. En la Instrucci�n espa�ola (EHE), publicada en 1998, los hormigones est�n tipificados seg�n el siguiente formato siendo obligatorio referirse de esta forma en los planos y dem�s documentos de proyecto, as� como en la fabricaci�n y puesta en obra:23?

Hormig�n T � R / C / TM / A T: se denominar� HM cuando sea hormig�n en masa, HA cuando sea hormig�n armado y HP cuando sea hormig�n pretensado. R: resistencia caracter�stica del hormig�n expresada en N/mm�. C: letra inicial del tipo de consistencia: S Seca, P pl�stica, B Blanda, F Fluida y L L�quida. TM: tama�o m�ximo del �rido expresado en mil�metros. A: designaci�n del ambiente a que estar� expuesto el hormig�n. Tipos de hormig�n Hormig�n ordinario Tambi�n se suele referir a �l denomin�ndolo simplemente hormig�n. Es el material obtenido al mezclar cemento portland, agua y �ridos de varios tama�os, superiores e inferiores a 5 mm, es decir, con grava y arena.24? Hormig�n en masa Es el hormig�n que no contiene en su interior armaduras de acero. Este hormig�n solo es apto para resistir esfuerzos de compresi�n.24? Hormig�n armado Es el hormig�n que en su interior tiene armaduras de acero, debidamente calculadas y situadas. Este hormig�n es apto para resistir esfuerzos de compresi�n y tracci�n. Los esfuerzos de tracci�n los resisten las armaduras de acero. Es el hormig�n m�s habitual.24? Hormig�n pretensado Es el hormig�n que tiene en su interior una armadura de acero especial tensionadas a la tracci�n posteriormente al vertido del hormig�n.24? Puede ser pre-tensado si la armadura se ha tensado antes de colocar el hormig�n fresco. Hormig�n postensado Es el hormig�n que tiene en su interior una armadura de acero especial sometida a tracci�n.24? El tensado de la armadura es posterior al fraguado y endurecido del hormig�n, anclando con posterioridad las armaduras al hormig�n. Hormig�n autocompactante Es el hormig�n que como consecuencia de una dosificaci�n estudiada y del empleo de aditivos superplastificantes espec�ficos, se compacta por la acci�n de su propio peso, sin necesidad de energ�a de vibraci�n ni de cualquier otro m�todo de compactaci�n.24? Se usa en hormigones a la vista, en elementos de geometr�a complicadas, espesores delgados o con armados densos, que dificultan el vibrado. Mortero Es una mezcla de cemento, agua y arena (�rido fino), es decir, un hormig�n normal sin �rido grueso.14? Hormig�n cicl�peo Es el hormig�n que tiene embebidos en su interior grandes piedras de dimensi�n no inferior a 30 cm.24? Hormig�n sin finos Es aquel que solo tiene �rido grueso, es decir, no tiene arena (�rido menor de 5 mm).24? Hormig�n aireado o celular Se obtiene incorporando a la mezcla aire u otros gases derivados de reacciones qu�micas, resultando un hormig�n baja densidad.24? Hormig�n de alta densidad Fabricados con �ridos de densidades superiores a los habituales (normalmente barita, magnetita, hematita�) El hormig�n pesado se utiliza para blindar estructuras y proteger frente a la radiaci�n. Caracter�sticas de los componentes Local-important.svg Este art�culo o secci�n tiene una redacci�n que mantiene un punto de vista regional, centrado en Espa�a. Por favor, ed�talo para globalizarlo. Mientras tanto, no elimines este aviso. Cemento Los cementos son productos que amasados con agua fraguan y endurecen form�ndose nuevos compuestos resultantes de reacciones de hidrataci�n que son estables tanto al aire como sumergidos en agua.25? Hay varios tipos de cementos. Las propiedades de cada uno de ellos est�n �ntimamente asociadas a la composici�n qu�mica de sus componentes iniciales, que se expresa en forma de sus �xidos, y que seg�n cuales sean formaran compuestos resultantes distintos en las reacciones de hidrataci�n.25?

Cada tipo de cemento est� indicado para unos usos determinados; tambi�n las condiciones ambientales determinan el tipo y clase del cemento afectando a la durabilidad de los hormigones. Los tipos y denominaciones de los cementos y sus componentes est�n normalizados y sujetos a estrictas condiciones. La norma espa�ola establece los siguientes tipos: cementos comunes, los resistentes a los sulfatos, los resistentes al agua de mar, los de bajo calor de hidrataci�n, los cementos blancos, los de usos especiales y los de aluminato de calcio. Los cementos comunes son el grupo m�s importante y dentro de ellos el portland es el habitual. En Espa�a solo pueden utilizarse los cementos legalmente comercializados en la Uni�n Europea y est�n sujetos a lo previsto en leyes espec�ficas.26? Adem�s del tipo de cemento, el segundo factor que determina la calidad del cemento, es su clase o resistencia a compresi�n a 28 d�as. Esta se determina en un mortero normalizado y expresa la resistencia m�nima, la cual debe ser siempre superada en la fabricaci�n del cemento. No es lo mismo, ni debe confundirse la resistencia del cemento con la del hormig�n, pues la del cemento corresponde a componentes normalizados y la del hormig�n depender� de todos y cada uno de sus componentes. Pero si el hormig�n est� bien dosificado a mayor resistencia del cemento corresponde mayor resistencia del hormig�n.25? La norma espa�ola establece las siguientes clases de resistencias:26? Especificaciones de las diversas clases de cementos Clase de resistencia Resistencia (N/mm�) Fraguado Expansi�n (mm) a 2 d�as a 7 d�as a 28 d�as Inicio (minutos) Final (horas) 32.5N >16.0 32.5-52.5 >75.0 <12.0 <10.0 32.5R >10.0 32.5-52.5 >75.0 <12.0 <10.0 42.5N >10.0 42.5-62.5 >60.0 <12.0 <10.0 42.5R >20.0 42.5-62.5 >60.0 <12.0 <10.0 52.5N >20.0 >52.5 >45.0 <12.0 <10.0 52.5R >30.0 >52.5 >45.0 <12.0 <10.0 N = Resistencia inicial normal. R = Alta resistencia inicial. Este cuadro es aplicable a los cementos comunes, es decir, al portland, a los portland con adiciones, a los sider�rgicos, a los puzol�nicos y a los compuestos. El cemento se encuentra en polvo y la finura de su molido es determinante en sus propiedades conglomerantes, influyendo decisivamente en la velocidad de las reacciones qu�micas de su fraguado y primer endurecimiento. Al mezclarse con el agua los granos de cemento se hidratan solo en una profundidad de 0.01 mm, por lo que si los granos fuesen muy gruesos el rendimiento de la hidrataci�n ser�a peque�o al quedar en el interior un n�cleo inerte. Sin embargo una finura excesiva provoca una retracci�n y calor de hidrataci�n elevados. Adem�s dado que las resistencias aumentan con la finura hay que llegar a una soluci�n de compromiso, el cemento debe estar finamente molido pero no en exceso.25? El almacenamiento de los cementos a granel se realiza en silos estancos que no permitan la contaminaci�n del cemento y deben estar protegidos de la humedad. En los cementos suministrados en sacos, el almacenamiento debe realizarse en locales cubiertos, ventilados, protegidos de la lluvia y del sol.26? Un almacenamiento prolongado puede provocar la hidrataci�n de las part�culas m�s finas por meteorizaci�n perdiendo su valor hidr�ulico y que supone un retraso del fraguado y disminuci�n de resistencias.27? Cemento Portland El cemento Portland se obtiene al calcinar a unos 1500 �C mezclas preparadas artificialmente de calizas y arcillas. El producto resultante, llamado clinker, se muele a�adiendo una cantidad adecuada de regulador de fraguado, que suele ser piedra de yeso natural.28?

Esquema de un horno rotativo donde se mezcla y calcina la caliza y la arcilla para formar el clinker de cemento. Clinker de cemento antes de su molienda. La composici�n qu�mica media de un portland, seg�n Calleja, est� formada por un 62.5 % de CaO (cal combinada), un 21 % de SiO2 (s�lice), un 6.5 % de Al2O3 (al�mina), un 2.5 % de Fe2O3 (hierro) y otros minoritarios. Estos cuatro componentes son los principales del cemento, de car�cter b�sico la cal y de car�cter �cido los otros tres. Estos componentes no se encuentran libres en el cemento, sino combinados formando silicatos, aluminatos y ferritos c�lcicos, que son los componentes hidr�ulicos del mismo o componentes potenciales. Un clinker de cemento portland de tipo medio contiene:28? Silicato tric�lcico (3CaO�SiO2).................................. 40 % a 50 % Silicato bic�lcico (2CaO�SiO2).................................. 20 % a 30 % Aluminato tric�lcico (3CaO�Al2O3)............................ 10 % a 15 % Aluminatoferrito tetrac�lcico (4CaO�Al2O3�Fe2O3)....... 5 % a 10 % Las dos principales reacciones de hidrataci�n, que originan el proceso de fraguado y endurecimiento son: 2(3CaO�SiO2) + (x+3)H2O ? 3CaO�2SiO2 x H2O + 3Ca(OH)2 2(2CaO�SiO2) + (x+1)H2O ? 3CaO�2SiO2 x H2O + Ca(OH)2 El silicato tric�lcico es el compuesto activo por excelencia del cemento pues desarrolla una resistencia inicial elevada y un calor de hidrataci�n tambi�n elevado. Fragua lentamente y tiene un endurecimiento bastante r�pido. En los cemento de endurecimiento r�pido y en los de alta resistencia aparece en una proporci�n superior a la habitual.28? El silicato bic�lcico es el que desarrolla en el cemento la resistencia a largo plazo, es lento en su fraguado y en su endurecimiento. Su estabilidad qu�mica es mayor que la del silicato tric�lcico, por ello los cementos resistentes a los sulfatos llevan un alto contenido de silicato bic�lcico.28? El aluminato tric�lcico es el compuesto que gobierna el fraguado y las resistencias a corto. Su estabilidad qu�mica es buena frente al agua de mar pero muy d�bil a los sulfatos. Al objeto de frenar la r�pida reacci�n del aluminato tric�lcico con el agua y regular el tiempo de fraguado del cemento se a�ade al clinker piedra de yeso.28? El aluminatoferrito tetrac�lcico no participa en las resistencia mec�nicas, su presencia es necesaria por el aporte de fundentes de hierro en la fabricaci�n del clinker.28? Otros cementos En Espa�a existen los llamados �cementos portland con adiciones activas� que adem�s de los componente principales de clinker y piedra de yeso, contienen uno de estos componentes adicionales hasta un 35 % del peso del cemento: escoria sider�rgica, humo de s�lice, puzolana natural, puzolana natural calcinada, ceniza volante sil�cea, ceniza volante calc�rea, esquistos calcinados o caliza.26? Los cementos de alta resistencia inicial, los resistentes a los sulfatos, los de bajo calor de hidrataci�n o los blancos suelen ser portland especiales y para ellos se limitan o potencian alguno de los cuatro componentes b�sicos del clinker.29? El cemento sider�rgico se obtiene por molturaci�n conjunta de clinker de portland y regulador de fraguado en proporci�n de 5-64 % con escoria sider�rgica en proporci�n de 36-95 %.26? Constituye la familia de los cementos fr�os. La escoria se obtiene enfriando bruscamente en agua la ganga fundida procedente de procesos sider�rgicos;

en este enfriamiento la escoria se vitrifica y se vuelve activa hidra�licamente por su contenido en cal combinada. La escoria por s� sola fragua y endurece lentamente, por lo que para acelerarlo se a�ade el clinker de portland.29? El cemento puzol�nico es una mezcla de clinker de portland y regulador de fraguado en proporci�n de 45-89 % con puzolana en proporci�n del 11-55 %.26? La puzolana natural tiene origen volc�nico y aunque no posee propiedades conglomerantes contiene s�lice y al�mina capaces de fijar la cal en presencia de agua formando compuestos con propiedades hidr�ulicas. La puzolana artificial tiene propiedades an�logas y se encuentran en las cenizas volantes, la tierra de diatomeas o las arcillas activas.29? El cemento aluminoso se obtiene por fusi�n de caliza y bauxita. El constituyente principal de este cemento es el aluminato monoc�lcico.