La composición química del hormigón

Por Isabelle Robinson, M.Sc.Mar 4 2019

Bannafarsai_Stock

El hormigón es una parte importante de las infraestructuras modernas. Se utiliza en edificios, carreteras, puentes y presas. Es conocido por su alta resistencia a la compresión y su versatilidad, lo que lo convierte en un material ideal para la base de la mayoría de las estructuras.

El hormigón es en realidad una mezcla de cemento (el aglutinante), agua y alguna forma de agregado (el relleno). Esto significa que el hormigón es un material compuesto. Además, el cemento también es un material compuesto, ya que es una mezcla de piedra caliza y arcilla. Se fabrica quemando los dos compuestos juntos a temperaturas extremadamente altas que oscilan entre los 1.400 y los 1.600 °C.

Aunque hay una gama de cementos disponibles en el mercado -además de nuevas investigaciones sobre alternativas sostenibles- el tipo de cemento más popular es el conocido como cemento Portland. El cemento Portland utiliza CaCO3 triturado (también conocido como piedra caliza), mezclado con arcilla, arena y mineral de hierro para formar un polvo homogéneo.

Este polvo se calienta a las altas temperaturas comentadas anteriormente. Para alcanzar estas temperaturas, la mezcla se vierte en hornos que consisten en largos cilindros de acero que giran sobre una pendiente. Dependiendo del tamaño del horno, los materiales pueden tardar hasta 2 horas en pasar lentamente por el cilindro. Este proceso lento permite que los diferentes elementos del material reaccionen. La reacción de estos materiales implica los siguientes procesos:

1. Evaporación – la primera etapa del proceso es la pérdida de agua de la mezcla debido a la evaporación.
2. Calcinación – la descomposición se produce en la mezcla seca debido a la pérdida de agua y dióxido de carbono.
3. Clinkerización – la mezcla sufre entonces una transformación en la que se forman silicatos de calcio. Se trata de piezas del tamaño de canicas.
4. Enfriamiento – una vez que la mezcla sale del horno, se deja enfriar hasta alcanzar la temperatura de trabajo.

El clinker enfriado se vuelve a moler y se añade a la mezcla un compuesto conocido como yeso. Esto es para regular el fraguado de la mezcla. En el cemento Portland, el 5% de su composición química es el mineral de yeso.

Los principales compuestos que componen el cemento Portland son el silicato tricálcico, el silicato dicálcico, el aluminato tricálcico, la aluminoferrita tetracálcica y el yeso. Una vez completado este proceso, el cemento se envasa y almacena para su uso en el hormigón en una fecha posterior.

El hormigón puede crearse en la obra con el uso de un tambor metálico giratorio, conocido apropiadamente como mezcla de cemento. El cemento se rehidrata con agua para conseguir una consistencia espesa y se añaden áridos grandes o finos en función de su uso previsto.

Los áridos son una parte importante de la mezcla de hormigón ya que determinan las características deseadas del mismo. Se sabe que todos los áridos son químicamente inertes pero varían en formas, tamaños y materiales. Los más utilizados son una mezcla de arena fina y piedra gruesa. También constituyen la mayor parte de la composición material del hormigón, idealmente entre el 70-80% del volumen. A continuación, el hormigón debe ser vibrado, para liberar cualquier burbuja de aire que pueda comprometer la integridad estructural del material. Una vez vertido, el hormigón necesita al menos 28 días para curar hasta alcanzar su plena resistencia.

• Bye, G. C. Portland Cement: Composition, Production and Properties. Pergamon Press, NY, 1983.
• Hewlett, P. C., y Young, J. F. «Physico-Chemical Interactions Between Chemical Admixtures and Portland Cement,» Journal of Materials Education. Vol. 9, No. 4, 1987.
• Roy, D. Instructional Modules in Cement Science. Pennsylvania State University, PA, 1985.

Descargo de responsabilidad: Las opiniones expresadas aquí son las del autor expresadas a título particular y no representan necesariamente las opiniones de AZoM.com Limited T/A AZoNetwork el propietario y operador de este sitio web. Este descargo de responsabilidad forma parte de los Términos y condiciones de uso de este sitio web.

Citaciones

Por favor, utilice uno de los siguientes formatos para citar este artículo en su ensayo, trabajo o informe:

• APA

  Robinson, Isabelle. (2019, 21 de marzo). La composición química del hormigón. AZoBuild. Recuperado el 25 de marzo de 2021 de https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8292.

• MLA

  Robinson, Isabelle. «La composición química del hormigón». AZoBuild. 25 de marzo de 2021. <https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8292>.

• Chicago

  Robinson, Isabelle. «The Chemical Composition of Concrete». AZoBuild. https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8292. (accessed March 25, 2021).

• Harvard

  Robinson, Isabelle. 2019. The Chemical Composition of Concrete. AZoBuild, viewed 25 March 2021, https://www.azobuild.com/article.aspx?ArticleID=8292.