Hormigón: Definición, componentes y usos

Concreto

La palabra hormigón, etimológicamente derivada del término latino concretus, que significa algo que se endurece por la acumulación de partículas de áridos, es una palabra utilizada en el sector de la construcción, para nombrar a una mezcla de una pasta de cemento, áridos (finos y gruesos), y agua, u otros materiales similares que consigue una consistencia muy dura, similar a la piedra. Para hacerlo más resistente, se suele mezclar con acero, y se transforma en hormigón armado.

El hormigón empezó a emplearse desde tiempos primitivos. En busca de un espacio donde vivir, el hombre desarrolló técnicas constructivas precarias. A partir del año 7000 a.C., distintas civilizaciones, como los persas, babilonios y sumerios, construyeron ciudades humanas en las orillas de los ríos. Para construir los muros de las viviendas, cocían la piedra caliza con el fin de obtener la cal. Luego, la mezclaban con derivados animales (yema de huevo, manteca de cerdo). Así conseguían morteros, mezclas aptas para la construcción.

Con el tiempo, fueron los egipcios quienes desarrollaron estas técnicas. Para construir las pirámides, hacían mezclas de materiales compuestos como arena, piedras, paja y arcilla del río Nilo para obtener los ladrillos. A pesar de la imaginería egipcia, fueron los romanos quienes pusieron en práctica estudios novedosos. Por ejemplo, descubrieron que combinando varios elementos volcánicos (caliza, rocas) se obtenía una mezcla más resistente. El Imperio Romano desarrolló la técnica de fabricar hormigón, aligerando el peso de las estructuras diseñadas. Reforzaban los cimientos con barras de metal, como se puede ver en monumentos míticos como El Coliseo Romano.

El primer puente de hormigón se construyó en Souillac (Francia) en 1816, gracias a un descubrimiento del ingeniero Louis Vicat, que combinó cal, arcilla y agua para la instalación de muros de hormigón.

La importancia del hormigón radica en su fácil maleabilidad, lo que le permite adaptarse a multitud de tipos de construcciones diferentes. Además, es resistente al fuego y muy económico, lo que lo convierte en el material más valorado en el mundo de la construcción. El hormigón también es resistente a la congelación y al agua, lo que unido a su bajo coste lo convierte en un elemento ideal para la preparación de pavimentos, un producto que requiere ingentes cantidades de materias primas. También se utiliza en canales y presas por su resistencia a las inclemencias meteorológicas y por la flexibilidad del material resultante, como hemos comentado anteriormente.

Pasta de cemento

La pasta de cemento es una mezcla de cemento y agua. Es la materia activa dentro de la masa de hormigón y, como tal, es en gran medida responsable de la resistencia, las variaciones volumétricas y la durabilidad del hormigón. Es la matriz que une entre sí los elementos del esqueleto granular.

El cemento es un polvo fino que se obtiene de la calcinación a 1.450 grados centígrados de una mezcla de piedra caliza, arcilla y mineral de hierro. El producto del proceso de calcinación se denomina clínker, que es el ingrediente principal del cemento y se muele finamente con yeso y otros aditivos químicos para producir cemento. Es el material de construcción más utilizado en el mundo. Proporciona propiedades útiles y deseables como resistencia a la compresión (el material de construcción con mayor resistencia por costo unitario), durabilidad y estética para una variedad de aplicaciones de construcción.

Agregados

Los áridos son un conjunto de partículas, de origen natural o artificial, que pueden ser tratadas o procesadas. Pueden tener tamaños que van desde partículas casi invisibles hasta trozos de piedra. Junto con el agua y el cemento, forman el trío de ingredientes necesarios para la fabricación del hormigón.

Los agregados finos consisten comúnmente en arena natural o piedra triturada con la mayoría de sus partículas menores de 5 mm. Los agregados gruesos consisten en grava o una combinación de grava o agregado triturado cuyas partículas son predominantemente mayores de 5 mm y generalmente entre 9,5 mm y 38 mm. Algunos depósitos de agregados naturales a veces se denominan grava de mina, río, lago o fondo marino. El agregado triturado se produce triturando roca de cantera, piedra esférica, guijarros o grava grande. La escoria de alto horno molida y enfriada por aire también se utiliza como agregado grueso o fino.

No se puede subestimar la importancia del uso correcto, del tipo y de la calidad de los áridos. Los áridos finos y gruesos ocupan aproximadamente entre el 60% y el 75% del volumen del hormigón y tienen una gran influencia en las propiedades de la mezcla, tanto en estado fresco como endurecido.

Otros materiales

Se pueden añadir otros materiales a la mezcla para modificar las propiedades del hormigón. Por ejemplo, se puede utilizar un líquido obtenido a partir de grasas animales como agente incorporador de aire para aumentar la resistencia del hormigón a los ambientes fríos. Los agentes incorporadores de aire crean muchas cámaras de aire microscópicas que le dan al agua espacio para expandirse cuando se congela. Esto ayuda a aliviar la presión interna del hormigón que se origina por la expansión del agua y, por lo tanto, minimiza las posibilidades de que se agriete bajo esta presión.

Otro tipo de material son los aditivos. Los aditivos son ingredientes del hormigón que se añaden a la mezcla inmediatamente antes o durante el mezclado. Se utilizan con el fin de modificar las propiedades del hormigón, ya sea en estado fresco, durante el fraguado (cuando el hormigón está adquiriendo su resistencia y endurecimiento), o en estado endurecido, para hacerlo más adecuado según el trabajo o los requisitos dados y para cumplir con los requisitos y especificaciones particulares de cada tipo de estructura. Las características que se consiguen mediante el uso de aditivos, que en muchos casos no se pueden conseguir por otros métodos o de una forma tan económica, son: Mejorar el rendimiento de una mezcla de hormigón bajo ciertas tensiones y asegurar la calidad del hormigón en condiciones ambientales severas. Estos aditivos se pueden utilizar para reducir el agua necesaria en la mezcla, retardar el fraguado del hormigón y acelerar el fraguado.

Usos del hormigón

El hormigón, al igual que otros materiales, está diseñado para ser utilizado en elementos estructurales que soportarán esfuerzos de compresión y flexión. En el primer caso se refiere a elementos como cimentaciones, pavimentos o columnas y, en el segundo caso, se refiere a las vigas o soportes.

Al ser el hormigón un material compuesto y muy versátil, se utiliza con gran frecuencia para aplicaciones como:

• Pavimento en carreteras
• Puentes
• Fabricación de tuberías para aguas residuales
• Fabricación de tuberías estructurales
• Construcción de edificios y casas
• Presas
• Reparación estructural
• Paneles decorativos de construcción
• Y muchos otros usos en la construcción en general.

Resumen de la lección

El hormigón es un material de construcción formado por una mezcla de una pasta de cemento, áridos (finos y gruesos), agua y otros materiales como agentes incorporadores de aire y aditivos que consigue una consistencia muy dura similar a la de una piedra. Fueron los romanos quienes desarrollaron la tecnología del hormigón y actualmente se utiliza en la construcción de edificios, estructuras, presas, puentes, carreteras y cimentaciones, entre otros elementos.

El hormigón posee ciertas características que lo convierten en uno de los materiales de construcción más utilizados, entre ellas, alta resistencia a la compresión , baja resistencia a la tracción, impermeabilidad , buena consistencia para su manejo, resistencia a condiciones agresivas como climas extremos e incendios, y deformación elástica. Para asegurar su adecuada calidad y resistencia, es importante mantener la adecuada relación agua-cemento e hidratación.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador