cemento no, Señor Cemento

Hola amigos.

La base o secreto de todo buen hormigón o concreto, es el uso en su correcta dosificación de un buen cemento. El cemento tal como su nombre lo indica constituye el material cementante o aglomerante que permitirá mantener unido al resto de otros constituyentes,y entre otras cosas, ademas de generar resistencias, es el responsable de su acabado superficial tan característico, de su color, y de la dureza  una vez ya fraguado, sumando todas estas características para lograr uno de los materiales hechos por el hombre, más característico del progreso, de la modernidad y del afán urbanizador del hombre como creador de grandes ciudades y obras de infraestructura.

Aunque siempre han estado muy relacionados, el cemento es el elemento primordial sobre el que gravita la invención y desarrollo del hormigón, sin el cemento este otro no podría haber sido posible, nunca habría existido negándonos el desarrollo alcanzado en poco más de un siglo de vida, a nivel de construcción, edificación y urbanismo. Hablaremos entonces de el creador de ese magnifico material como lo es el hormigón o concreto,  con el que se han creado de maravillas arquitectónicas, del posibilitador de grandes obras de ingeniería, de ese abundante, accesible y confiable material, en fin hablaremos del padre de la criatura, del cemento, mejor dicho de el Señor Cemento, y con mayusculas como debe ser.

La historia de los materiales de construcción es casi tan antigua como la del hombre, ha surgido y ha ido creciendo conforme lo a ido haciendo la tecnología, permitiéndonos alcanzar un grado de desarrollo capaz de permitirnos la creación de las primeras ciudades, potenciando la aparición de los primeras grandes civilizaciones y culturas de la historia. Prueba de ello es la supervivencia de muchos monumentos, obras y estructuras de antiguas culturas verdaderos tesoros y maravillas de nuestra civilización.
Los primeros materiales utilizados por el hombre fuero aquellos que ya existían en su entorno y que con pocos cambios les permitia su utilización para la creación de modestas y rusticas viviendas y estructuras.
Poco a poco al ir haciendo nuevos descubrimientos y desarrollando una mejor tecnología, el hombre pudo permitirse la utilización de un material muy abundante y que aunque implicaba un mayor esfuerzo para su elaboración con fines constructivos, le aporto durabilidad y gran resistencia, lo que le permitió construir refugios más seguros y con el tiempo  y la técnica, todo tipo de obras de ingeniería y arquitectura, este material fue la piedra.

Aunque utilizado hoy en día, la piedra fue el rey de los materiales de uso para la construcción hasta la aparición del cemento, desde las pirámides egipcias con sus casi 5000 años de antigüedad, y grandes obras de antiguas civilizaciones del pasado entre ellas, Griega, Persa, Romana, Prehispánicas, Asiáticas, etc, hasta llegar a la época de las grandes catedrales, la piedra constituía la mejor opción para la realización de edificaciones, ciudades y grandes obras.
El uso de los materiales cementantes surgió casi de la mano con el uso de los grandes bloques de piedra, un ejemplo de ello son los restos de morteros hechos de yeso quemado o calcinado, de muy baja calidad y de arena. Este material se uso para pegar los bloques pétreos utilizados para erigir la pirámide de Giza, de casi 40 pisos de altura.

Posteriormente, mejores desarrollos en la técnica y nuevos descubrimientos permitieron la creación de un mortero que utilizaba cal y yeso como aglomerante. Material este bastante utilizado en la Ingeniería Romana, para ademas de cementar edificaciones hechas con piedra, permitió la creación y de un primitivo hormigón, al unir este mortero aglomerante con un material afín al cemento elaborado de cenizas volcánicas, llamado puzzolánico, por obtenerse de materiales provenientes de los alrededores de Puzzuoli, cercano al volcán Vesuvio en el sur de Italia.
Este rudimentario cemento permitió la expansión de técnicas arquitectónicas romanas que permitieron el desarrollo y construcción de grandes bóvedas y cúpulas, utilizadas para cubrir grandes áreas.
Permitiendo este material un desarrollo considerable en la realización de grandes obras de infraestructuras, muchas de ellas que perduran hasta nuestros días, como acueductos, puentes, canales, termas, baños públicos, etc, haciendo posible este nuevo material su utilización en obras de ingeniería hidráulica al permitir el almacenaje y transito de grandes volúmenes de agua sin grandes perdidas por filtraciones.
Poco a poco con el paso de los años y con su reiteración en el uso, a estas primitivas mezclas fueron añadiéndose y probándose diferentes  tipos de agregados y arcillas con el fin de mejorar las pobres calidades obtenidas con  estos primeros morteros.
Casi no hubo muchos avances hasta el siglo XIII, en el que mejoro la calidad, debido a la obtención de una mejor calcinación de la cal y la utilización de materiales similares a los obtenidos en tobas volcánicas utilizados por los Romanos.
Los siglos pasaron sin cambios importantes hasta llegar al siglo XVII, cuando para la cimentación de un faro en Eddyston, Inglaterra, el ingeniero Ingles Jhon Smeatón  utilizo un mortero de cal calcinada para su realización, fruto de sus observaciones y estudios sobre la cal hidráulica y su resistencia a la acción del agua.
 Los años fueron pasando hasta que llegamos al siglo XIX, en 1824, año en el que Jhosed Aspdin un constructor de Leeds en Inglaterra y James Parker, patentaron el cemento Portland, por su color gris verdoso, similar a la piedra de Portland, obteniéndose a partir de la calcinación y posterior molienda y pulverización de una mezcla consistente en tres partes de caliza por una de arcilla.
En 1845, Isaac Jhonsón elaboro el modelo del cemento moderno, obtenido a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinada a altísimo temperatura.
El cemento moderno surge a partir del siglo XX, al perfeccionarse la industria del cemento gracias a mejoras en la tecnología y los logros obtenidos en el proceso de fabricación por los químicos Vicat, Le Chatelier y Michaelis, lo que permitió la obtención de cementos de calidad homogénea, la invención del horno rotatorio para la calcinación y el molino de tipo tubular.

Los cementos se pueden clasificar en cementos de origen arcilloso y cementos de origen puzzolanico.
Los de origen arcilloso, se componen de 4 partes de piedra caliza y 1 parte de arcilla. En los de origen puzzolanico, la puzolana esta constituida de material volcánico.
Hoy en día el cemento esta constituido por una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio, obtenidos de la cocción a altisimas temperaturas ( 1350 a 1450º C ),  de agregados calcáreos (piedra caliza), arcilla y arena, así como otras adiciones que se le añaden durante el proceso de fabricación para mejorar algunas propiedades y obtener así distintas clases de cemento. El producto de esta cocción se llama clinker ( trozos redondeados a mayor o menor tamaño ), y el cual tiene la apariencia de piedras  de color gris muy oscuro, el cual es molido muy finamente ( tan fino que un solo Kg podria cubrir con una fina película una superficie de entre 280 a 350 mts ), obteniéndose como producto final un polvo gris o blanco ( dependiendo si es cemento gris o blanco ), el cual una vez se mezcla con agua forma una pasta que se hidrata,  ( debido a reacción química de hidratación mineral  en la que se desprende calor ), por la que esta  fragua, endureciéndose posteriormente, y que le permiten conservar sus resistencias y estabilidad incluso debajo del agua. Básicamente en esto consiste el cemento que utilizamos actualmente.
Los componentes del cemento Portland son:  Silicato Tricálcico, Silicato dicálcico, Aluminatotricálcico, Ferrealuminato tetracálcico, yeso, Alcalis, Magnesia, Cal libre y  Residuos insolubles

El proceso de fabricación de cemento Portland puede resumirse en cuatro pasos :
1. Extracción y molienda de la materia prima.
2. Homogeinización de la materia prima.
3. Producción del Clinker. Y por ultimo
4. Molienda del cemento.

El cemento gris y el blanco poseen características y  resistencias mecánicas similares. El que el cemento sea de color gris o blanco depende de la presencia o ausencia de óxidos férricos(Fe2O3)  y de la temperatura de calcinación empleada en su fabricación, para el cemento blanco esta reducción de oxido férrico se compensa añadiendo Fluorita (CaF2)  y Criolita   (Na3AlF6), ademas de necesitar una temperatura mayor que la necesaria para obtener el cemento gris.

Existen diferentes tipos de cemento, podríamos destacar el cemento aluminoso, el cemento férrico, el cemento de alta escoria, el cemento de fraguado rápido, el cemento para pozo petrolero,  el puzzolanico, etc;  aunque el más usado a nivel general en todo el mundo es el cemento tipo Portland en alguno de sus diferentes tipos.

En América la calidad del cemento Portland deberá estar conforme a lo especificado en la Norma ASTM C 150. Para Europa la norma que rige su calidad es la EN 197-1. En España los cementos viene regulados por la instrucción de recepción de cementos RC-08, aprobada por Real Decreto # 956/2008. También en España están regulados por la Norma UNE EN 197-1 y para los cementos blancos la UNE EN 80-300, que abarca ademas a los cementos resistentes a los sulfatos y a los resistentes al agua de mar.



El cemento se puede clasificar de la siguiente manera:
Tipo I:   Cemento Portland de uso general. Es el usado en todo tipo de obra salvo no se especifique el uso de otro tipo. Libera más calor de hidratación que otros cementos.
Tipo II:  Cemento Portland con adiciones.  Esta adiciones pueden ser humo de sílice ( D ) o puzolana natural ( P ), o escoria de alto horno ( S ). Tiene una moderada resistencia a los sulfatos, para uso general o para obras expuestas moderadamente a la acción de los sulfatos, y que necesite un calor de hidratación más moderado.
Tipo III: Cemento Portland con escoria de alto horno. Cemento con alta resistencia inicial.
Tipo IV: Cemento Puzzolanico. Cementos con bajo calor de hidratación.
Tipo V:  Cemento Compuesto. Usados cuando se necesite en obra una elevada resistencia a los ataque de los sulfatos.
Por su fraguado se pueden clasificar en normales ( N ) y rápidos ( R ), y por sus resistencias mecánicas alcanzadas a los 28 dias, los podemos clasificar en 32.5, 42.5, y 52.5 (MPa).

Podríamos concluir diciendo que el cemento constituye el componente activo del hormigón o concreto y como tal influye en todas las características de este material. El hormigón armado, material por excelencia más usado en la construcción hoy en día, apareció en 1858, atribuyendose su invención a Wiliian Wilkinson quien solicito la patente de un sistema de armaduras de hierro para reforzar el hormigón y permitir laconstrucción de viviendas y otros edificios resistentes al fuego, en 1860 Joseph Monier patento varias mejoras del metodo, pero finalmente fue en 1892, que Francois Hennebique ideo un sistema convincente de hormigón armado que patento ese mismo año. Para finalizar entre 1903 a 1907, Juergen Hinrich Magens patento los metodos para transportar el hormigón fresco. Todos estos logros y los adelantos técnicos obtenidos en el proceso de fabricación permitieron la elaboración en grandes cantidades de cemento y el poder utilizarse ventajosamente en la industria de la construcción, cosa que viene ocurriendo desde aquel entonces hasta nuestros días.

Podriamos concluir diciendo que cuando estemos parados en cualquier ciudad, y nos maravillemos al  mirar alrededor nuestro al ver todo tipo de edificaciones y estructuras, grandes y pequeñas, verdaderas maravillas  realizadas en hormigón o concreto, y fruto de Arquitectura e Ingeniería, que no olvidemos que aquello  que lo ha hecho todo posible y lo mantiene todo unido, permitiendo la existencia de obras que perduraran muchos años, es únicamente el cemento, sin ese noble material nada de eso seria posible, despidamos pues con honores al protagonista de nuestro blog de hoy, el cemento, mejor dicho el señor cemento.

Espero haber tratado con respeto y de una manera sencilla este tema, para mi muy importante a lo largo de un interesante y formativo periodo de mi vida profesional.
Hasta una próxima oportunidad.
Cuídense