TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Y EL ACERO REFORZADO

TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Y EL ACERO REFORZADO

INTRODUCCIÓN

El cemento se inventó hace aproximadamente 2000 años por los romanos, de forma totalmente fortuita, como ha ocurrido con otros inventos. Al hacer fuego en un agujero recubierto de piedras, consiguieron deshidratar y descarbonatar parcialmente las piedras calcáreas o el yeso, convirtiéndolas en polvo que se depositó entre las piedras. Al llover, dicho polvo unió las piedras entre sí.

Los egipcios utilizaron un cemento fabricado con yeso impuro calcinado, que sirvió para unir los bloques de piedra en la construcción de las pirámides.

El secreto de la durabilidad del cemento se perdió y en la Edad Media tan solo fue posible fabricar cemento de mediana calidad.

En 1756, Smeaton descubrió que los mejores cementos se obtenían al mezclar caliza con un 20- 25% de materia arcillosa.

En 1845, Johnson fijó las proporciones de materias primas a utilizar, así como la temperatura de cocción, con lo que se asistió al inicio de la industria de cemento Portland. Dicho nombre le fue dado por su similitud con la piedra de Portland.

Actualmente, hay tres procesos de fabricación de cemento que utilizan hornos rotativos desarrollados en Inglaterra en 1855: vía seca, vía seca con precalentamiento / precalcinación y vía húmeda.

CONCRETO SIMPLE

El concreto se elabora con ARENA y GRAVA (agregado grueso) que constituyen entre el 70 y 75 por ciento del volumen y una pasta cementante endurecida formada por CEMENTO HIDRÁULICO con AGUA, que con los vacíos forman el resto. Usualmente, se agregan ADITIVOS para facilitar su trabajabilidad o afectar las condiciones de su fraguado y contenido de vacíos para mejorar la durabilidad.

La grava (gravilla) varía en tamaños desde 5 mm hasta 50 mm para los concretos usados en edificaciones y puentes; en concretos especiales como los usados en presas de gravedad los tamaños pueden ser mayores. Requiere buena gradación, resistencia al desgaste, durabilidad, superficies libres de impurezas. El tamaño máximo está determinado por el proceso de construcción; especialmente influye la separación del refuerzo y las dimensiones del elemento que se pretende construir.

La arena es el material granular que pasa el tamiz Nº4, y debe estar libre de impurezas, especialmente orgánicas.

El cemento suministra las propiedades adhesivas y cohesivas a la pasta. Se usa el cemento hidráulico tipo Portland. Para su hidratación requiere cerca del 25% de agua. Sin embargo para mejorar la movilidad del cemento dentro de la pasta se requiere un porcentaje adicional del 10 al 15 %. La relación agua-cemento (a/c) mínima es de 0,35; en la práctica es mayor para darle trabajabilidad a la mezcla de concreto. La relación a/c es uno de los parámetros que más afecta la resistencia del concreto, pues a medida que aumenta, aumentan los poros en la masa y por ende disminuye la resistencia.

El agua de la mezcla debe ser limpia y libre de impurezas y en general debe ser potable. El proceso de hidratación genera calor, que produce aumento de temperatura en la mezcla y expansión volumétrica y que debe controlarse sobre todo en vaciados masivos. Con el fin de controlar el exceso de agua en la mezcla, necesario para facilitar la trabajabilidad del concreto fresco, la tecnología moderna del concreto, facilita los aditivos plastificantes, los cuales además de facilitar el proceso constructivo, permiten obtener concretos de resistencia más uniforme.

CEMENTO PORTLAND

En el mundo se comercializan los siguientes tipos de cementos portland normalizados bajo normas IRAM:

 Cemento portland normal

 Cemento portland con “filler” calcáreo

 Cemento portland compuesto

 Cemento portland con escoria

 Cemento de alto horno

 Cemento portland puzolánico

 Cemento portland de alta resistencia inicial

 Cemento portland moderadamente resistente a los sulfatos

 Cemento portland altamente resistente a los sulfatos

 Cemento portland de bajo calor de hidratación

 Cemento portland resistente a la reacción álcali – agregado

 Cemento portland blanco

SELECCIÓN DEL TIPO DE CEMENTO

Los cementos enumerados anteriormente pueden clasificarse, entre otras formas, por:

1. Uso (cementos de uso general o con propiedades especiales)

2. Composición (cementos con adiciones o sin adiciones)

3. Nivel de resistencia (categorías CP30, CP40 o CP50)

CLASIFICACIÓN POR USO

Cementos de Uso General

Son aquellos cementos utilizados en la elaboración de hormigones que serán colocados en elementos estructurales simples o armados donde NO SE REQUIERAN PROPIEDADES ESPECIALES del cemento debido a cuestiones de durabilidad (riesgo de ataque por sulfatos, utilización de agregados categorizados como potencialmente reactivos en elementos con posibilidades de estar sometidos a condiciones de humedad y temperatura en forma permanente o semipermanente, riesgo de fisuración en elementos masivos por efectos térmicos, etc.), resistencia temprana del hormigón o importancia del color en elementos estructurales y/u ornamentales, entre otros.

Los cementos de uso general deben cumplir los requerimientos de la norma IRAM 50.000 que especifica los siguientes materiales:

 CPN - Cemento portland normal

 CPF - Cemento portland con “filler” calcáreo

 CPE - Cemento portland con

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