- Cemento
Figura Nº 7- Cemento (Web)
El cemento se presenta en forma de
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.
El cemento 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.
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 cuatro compuestos básicos:
- Silicato tricalcico, designado como C3S
- Silicato bicalcico, designado como C2S
- Aluminato tricalcico, designado como C3A
- Ferroaluminato tricalcico, designado como C4AF
Estos compuestos 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 polvo finísimo ya mencionado,
adicionándose en esta etapa una proporción de yeso de alrededor de un 5% de
peso, destinado a regular el proceso de fraguado de la pasta de cemento, la que
de otra manera endurecería en forma casi inmediata. El cemento así obtenido se
denomina Cemento Portland.
Durante la molienda se puede adicionar
otros productos naturales o artificiales, constituyendo así los Cementos
Portland con adiciones o especiales, los que, junto con mantener las
propiedades típicas de Portland 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.
- Fraguado y endurecimiento de la pasta Cemento
El cemento al ser mezclado con agua
forma una pasta, que tiene la propiedad de rigidizarse progresivamente hasta
constituir un sólido de creciente dureza y resistencia.
Estas características son causadas por
un proceso físico-químico derivado de la reacción química del agua con las
fases mineralizadas del clinquer y que en su primera etapa incluye la solución
en agua de los compuestos anhidros del cemento, formando compuestos hidratados.
Los compuestos de cemento se hidratan a distinta velocidad, iniciándose con el
C3A y continuando posteriormente con C4AF, C3S, C2S, en ese orden.
Figura Nº 8 - Áridos (Web)
Este papel es desempeñado por un árido, el que constituye normalmente alrededor de 65 a un 75% del volumen total del hormigón y el cual está integrado por partículas granulares de material pétreo de tamaño variable.
Estas partículas se originan por fragmentación de las rocas de la corteza terrestre, ya sea en forma natural o artificial. Generalmente el árido se constituye mediante el aporte de varias fracciones distintas, conteniendo cada una distintos tamaños de partículas.
-
Condiciones de los Áridos
Para su integración en el hormigón, los áridos deben cumplir ciertas condiciones, las cuales pueden resumirse en tres grupos principales:
- Condición de Docilidad: Puede definirse como el conjunto de
características necesarias para que los áridos al ser incorporados al hormigón
le confieran una docilidad adecuada para su uso en obra en estado fresco. Puede
subdividirse en:
- Condición de granulometría.
- Condición de contenido de granos finos.
- Condición de forma de los granos.
- Condición de porosidad de los áridos
- Condiciones de resistencia propia: El árido debe ser capaz de resistir
los efectos ambientales y las tensiones internas que le producen las
solicitaciones aplicadas sobre el elemento del cual forma parte. Esta última
condición es más importante si se considera que, debido a su forma irregular,
pueden producirse concentraciones de dichas tensiones internas en torno al
árido.
-
Condición de estabilidad Físico –
Química: Un árido debe ser capaz de resistir
las acciones físico-químicas generadas por las condiciones ambientales en las
que debe subsistir y de las internas derivadas de su incorporación en el
hormigón, tanto en la forma física como química:
-
Estabilidad Química: Para la estabilidad química de un árido deben
considerarse básicamente dos aspectos:
- Inalterabilidad ante los compuestos producidos durante el proceso de fraguado de la pasta de cemento.
- No incorporación de productos nocivos.
- Estabilidad Física: El árido debe ser capaz de soportar las condiciones ambientales a que va estar sometido el hormigón. De estas condiciones, las más nocivas son los ciclos alternados de temperatura o humedad y, dentro de ellas, sin duda los ciclos alternados de temperatura bajo y sobre 0º C (hielo, deshielo).
El
efecto de estos ciclos de hielo y deshielo están muy relacionado con la
porosidad del árido, pues se manifiesta a través del importante aumento de
volumen que experimenta el agua al congelarse, la cual al estar absorbida por
el árido induce en este tensiones de tracción, que pueden significar su
destrucción progresiva al repetirse en forma cíclica.
- Agua
Figura Nº 9 - Agua (Web)
El agua desempeña dos roles en su
calidad de componente del hormigón:
- Participa en el proceso de hidratación del cemento, el cual no puede tener lugar sin su presencia.
- Otorga la trabajabilidad necesaria al hormigón, siendo determinante para definir su fluidez.
Es,
en consecuencia, un componente fundamental del hormigón, ya que su presencia
condiciona tanto el desarrollo de las propiedades en su estado fresco como n la
etapa de su endurecimiento.
- Condiciones
Del Agua
Para su incorporación en el hormigón, el agua debe presentar ciertas características de calidad, las cuales aparecen definidas en NCh 1498, y pueden resumirse en la forma siguiente:
- El uso de agua potable está permitido sin necesidad de verificar su calidad.
- El agua de mar solo puede utilizarse en la preparación de hormigones de resistencia especificada inferior a H15 (150kgf/cm2).
- El agua con contenidos de azucares, en forma de sacarosa o glucosa, no puede ser empleada para la preparación de hormigones.
- Las
aguas de orígenes desconocidos deben ser sometidas a análisis químico.
-
Aditivos
Figura Nº10 - Aditivos (Web)
Los aditivos son productos que se emplean, generalmente en pequeñas cantidades, para modificar algunas de las características del hormigón. Los de uso más generalizado son:
- Reductores de agua.
- Superfluidificantes.
- Acelerantes de fraguado.
- Retardadores de fraguado.
- Aceleradores de endurecimiento.
- Hidrófugos
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