PROPIEDADES FÍSICAS, MECÁNICAS Y QUÍMICAS DEL CONCRETO; Y EL ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

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El cemento portland es la mezcla de materiales calcáreos y arcillosos u otros materiales que contienen sílice, alúmina u óxidos de hierro, procesados a altas temperaturas y mezclados con yeso. EI nombre obedece a la similitud en el aspecto del cemento endurecido con una piedra que abunda en Portland, Inglaterra. Fue patentado en 1824 por Joseph Aspdin con un proceso que fue perfeccionado algunos años más tarde por Isaac Johnson.

2.3. FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND

En general el cemento Portland se fabrica a partir de materiales minerales calcáreos tales como la caliza y materiales arcillosos con alto contenido de alúmina y sílice. Frecuentemente es necesario adicionar otros productos, como óxido de hierro, para mejorar la composición química de las materias primas Principales. La proporción en que debe mezclarse la caliza con la arcilla depende de la composición de los materiales. Debido a que la cantidad de caliza es generalmente 4 veces mayor a la de arcilla, el primer paso a seguir, para seleccionar la localización de una fábrica de cemento, es estudiar los depósitos de caliza y luego proceder a encontrar las fuentes de arcilla cercanas. Existen diferentes tipos de caliza que varían en apariencia y dureza, pero prácticamente todas pueden utilizarse en la manufactura de cemento.

- El proceso de fabricación empleado en determinada planta productora de cemento varía de acuerdo con sus circunstancias particulares, pero en general todas realizan las siguientes etapas:

- Explotación de materias primas

- Dosificación, molienda y homogeneización de materias primas

- Clinkerización

- Enfriamiento

- Molienda de Clinker; adiciones y yeso

- Empaque y distribución

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2.4. AGUA

El agua de mezcla cumple dos funciones muy importantes, permitir la hidratación del cemento y hacer la mezcla manejable. De toda el agua que se emplea en la preparación de un mortero o un concreto, parte hidrata el cemento, el resto no presenta ninguna alteración y con el tiempo se evapora; como ocupaba un espacio dentro de la mezcla, al evaporarse deja vacíos los cuales disminuyen la resistencia y la durabilidad del mortero o del hormigón. La cantidad de agua que requiere el cemento para su hidratación se encuentra alrededor del 25% al 30% de la masa del cemento, pero con esta cantidad la mezcla no es manejable, para que la mezcla empiece a dejarse trabajar, se requiere como mínimo una cantidad de agua del orden del 40% de la masa del cemento, por lo tanto, de acuerdo con lo anterior como una regla práctica, se debe colocar la menor cantidad de agua en la mezcla, pero teniendo en cuenta que el mortero o el hormigón queden trabajables.

2.5. AGREGADOS

Los agregados se definen como materiales granulares que constituyen entre el 60 y el 80 % del volumen total del concreto. Los agregados de calidad deben cumplir ciertas reglas para darles un uso óptimo: deben consistir en partículas durables, limpias, duras, resistentes y libres de productos químicos absorbidos, recubrimientos de arcilla y otros materiales finos que pudieran afectar la hidratación y la adherencia de la pasta del cemento. Las partículas de agregado que sean desmenuzables o susceptibles de resquebrajarse son indeseables. Debido a lo anterior, influyen mucho en el costo económico y en las propiedades del concreto fresco, como en el endurecido. Las propiedades físicas que podrían ser afectadas incluyen: el peso unitario, la manejabilidad, el módulo de elasticidad, resistencia, contracción, flujo plástico, comportamiento térmico y durabilidad. Dentro de los agregados encontramos dos clasificaciones, los agregados gruesos o gravas y los agregados finos o arenas.

CLASIFICACION DE LOS AGREGADOS

Los agregados se clasifican según su tamaño, modo de fragmentación, peso específico y clasificación por tamaño de partícula. Es necesario realizar esta división de los Evaluación de la resistencia a la compresión para mezclas de concretos de 3000 psi elaboradas con combinaciones de agua del río magdalena y de agua potable a distintas proporciones. 41 materiales debido a la condición mínima del concreto normal de dividir a los agregados en dos grupos, cuya frontera nominal es 4.75 mm (malla No. 4 ASTM). Agregados finos son aquellos cuya partícula tiene un diámetro inferior a 4.76 mm y no menor de 0.074 mm y se conoce como arena. Aquellas partículas con diámetro superior a 4.76 mm es la que normalmente se denomina agregado grueso. En la siguiente tabla se muestra una clasificación donde se indican los nombres más usuales de las fracciones y su aptitud como agregado para concreto según su tamaño.

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PROPIEDADES QUIMICAS DEL CONCRETO

Las exigencias químicas que se deben hacer a los agregados para evitar su reacción en la masa del concreto, son las de evitar sustancias presentes agresivas y componentes geológicos o mineralógicas agresivos, entre los cuales el más frecuente parece ser la sílice activa.

∙ La Epitaxia La única reacción química favorable de los agregados, conocida hasta el momento da mejor adherencia entre ciertos agregados calizos y la pasta da cemento, a medida que transcurre el tiempo.

∙ Reacción Álcali- Agregado La sílice activa, presente en algunos agregados, reacciona con los álcalis del cemento produciendo expansiones, destrucción de la masa y pérdida de características resistentes, las rocas que por lo general la contienen son las silíceas..

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PROPIEDADES FISICAS

Las propiedades físicas que tienen mayor importancia en el comportamiento mecánico de las mezclas de concreto son:

∙ Granulometría Es la composición en porcentaje de los diversos tamaños de agregado en una muestra, esta proporción se suele indicar, de mayor a menor tamaño, por una cifra que representa, en peso el porcentaje parcial de cada tamaño que pasó o quedó retenido en los diferentes tamices que se usan obligatoriamente para tal medición. Para obtener un buen concreto, es necesario que la mezcla de la arena y de la piedra logre una granulometría que proporcione masa unitaria máxima, puesto que con esta