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ASOCIACION DE PRODUCTORES DE CEMENTO 
CARACTERISTICAS FISICAS Y 
MECANICAS DEL CEMENTO
M. Gonzáles de la Cotera
RESISTENCIA MECANICA DEL CEMENTO 
La resistencia mecánica del cemento es la característica principal que evalúa y 
aprecia el 
usuario 
El cemento al hidratarse con el agua constituye la matriz que asegura la 
resistencia del 
esqueleto de agregados que conforman morteros y concretos. 
La resistencia Intrínseca del. cemento es función creciente del contenido de 
silicatos cálcicos 
en el clinker y de la finura de molienda, como parámetros básicos. 
El incremento de resistencia en el tiempo depende de la relación entre el C3S 
que genera las 
resistencias iniciales y el C2S que contribuye posteriormente. 
en las pastas endurecidas, independientemente de la resistencia propia del 
cemento, la 
resistencia se debe al volumen de producto de hidratación que se forman en el 
espación 
definido por el cemento y el agua de mezcla. Factor que en cierta medida se 
expresa en la 
clásica relación agua / cemento 
La resistencia de los aglomerados reside en las condiciones de ad herencia 
pasta-agregado y/o 
en la resistencia intrínseca de la pasta. Debe recordarse que la resistencia de 
los agregados 
excede en mucho la resistencia de la pasta y aquella que normalmente deben 
asumir los 
elementos de concreto 
La resistencia del concreto difiere según el tipo de solicitación que se le 
impone; por ejemplo, 
en compresión resiste diez veces más que la tracción. 
Siendo la resistencia a la compresión la más alta, el concreto tiene una 
vocación natural para 
cumplir este régimen de trabajo; reforzándose con barras de acero que asumen las 
tensiones 
de tracción o sometiéndose a un estado de coacción previa que compensa la 
tracción.
Por otra parte, la resistencia de compresión constituye un índice general de 
calidad, pues 
guarda correlación con el módulo de elasticidad y es un eficiente indicador de 
durabilidad. 
De los ensayos de resistencia 
Al iniciarse los ensayos de cemento las pruebas de resistencia se efectuaron por 
flexión 
Posteriormente el ensayo más característico fue el de tracción especialmente en 
los Estados 
Unidos donde fue vigente hasta 1940, estableciéndose luego el ensayo de 
compresión. En la 
actualidad el ensayo de compresión es generalmente adoptado como criterio de 
aceptación. 
Es evidente, que los resultados de ensayo de compresión son de interés pues el 
concreto se 
aprecia por su resistencia a la compresión. Especialmente, cuando las normas de 
ensayo han 
incorporado morteros plásticos con resistencias comparables a las obtenidas en 
concreto. 
Sin embargo, la resistencia a la tracción del cemento es un índice de la 
posibilidad de 
figuración. Además si consideramos que la rotura de compresión se produce por 
separación del 
material la resistencia a la tracción del cemento tiene un rol importante. 
Parecería ser, que las 
dificultades propias de los métodos de ensayos de tracción han llevado a que se 
abandone su 
especificación en las normas.
La resistencia del concreto 
La resistencia del concreto ha seguido una progresión creciente, conforme el 
desarrollo de la 
construcción. Si revisamos los códigos de los Estados Unidos, en los primeros de 
ellos 
constatamos que la resistencia máxima de compresión del concreto llegaba a 2000 
psi (140 
Kg/cm2). En 1928 ascendió a 3000 psi (210 Kg/cm2.), en 19.47 a 3750 psi (270 
Kg/cm2.), 
incrementándose nuevamente en 1956 en 4000 psi (280 Kg/cm2 y pasando en 1963 a 
5000 psi 
(350 Kg/cm2.). 
La mínima resistencia especificada en la actualidad es de 2500 psi (176 
Kg/cm2.). 
En el caso de los concretos pretensazos, la resistencia requerida por las 
regulaciones 
americanas es de 7000 psi (492 Kg/cm2.). 
Debe estimarse, que el concreto de calidad 5000 psi, al diseñar teniendo en 
cuenta la 
resistencia característica, el valor resistencia llegará en la práctica a 5900 
psi (415 Kg/cm2.). 
Las especificaciones del ASTM para la resistencia de los cementos no han 
guardado similar 
ritmo de incremento. En la década. del 40 en que se implanta la norma de ensayo 
de 
compresión, su valor es de 210 Kg/cm2 pasando luego a estabilizarse en 276 
Kg/cm2. 
En la normalización internacional se constata que las resistencias de los 
cementos han 
progresado de minera incesante, tal como se aprecia en el cuadro que indica la 
situación de los 
nueve países de mayor producción, entre los años 1955 y 1980. 
Por otra parte, a los cementos de alta resistencia inicial, se agregan hoy en 
día en numerosas 
especificaciones los denominados 
INCREMENTO DE PESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL 
CEMENTO NORMALIZADO PRINCIPALES PAISES PRODUCTORES
CEMBUREAU 
Evaluación 1955 
Evaluación 1980 
Resistencia 
Min. 
Máx. 
Mín. 
Máx. 
URSS 
200 
600 
400 
600 
Japón 
- 
200 
- 
300 
China 
200 
600 
425 
625 
USA 
- 
211 
- 
275 
Italia 
- 
500 
225
525 
España 
280 
450 
350 
550 
Alemania 
225 
425 
350 
450 
Francia 
250 
315 
450 
650 
Brasil 
- 
250 
250 
400 
de superarla resistencia Inicial. 
Edad que caracteriza la resistencia 
Muchas normas modernas califican la resistencia del cemento a los dos y tres 
días de edad, 
otras incluyen una valoración a los siete días, representando hasta una 
tendencia. Desde el 
punto de vista de la evaluación del cemento la posición descrita es razonable. 
Sin embargo, si 
consideramos que las especificaciones y reglamentos de concreto armado asumen 
como 
resistencia del concreto la que corresponde a los 28 días se advierte un
divorcio de criterios. 
Mas aún, si el constructor desea conocer cual es la ganancia de resistencia que 
el cemento 
ofrece entre los 7 y 28 días 
la resistencia estadística
las nuevas normas de recepción de cemento establecen la aprecia ción de la 
calidad resistente 
por métodos probabilisticos. 
como bien se sabe la distribución estadística de los resultados de ensayos de 
compresión 
corresponde a la ley de Gaus. Sin embargo, desde un punto de vista riguroso es 
conveniente 
precisar que dos parámetros básicos: la medía y la desviación no son conocidas 
con exactitud, 
en cuanto son valores que son más confiables conforme aumenta el número de las 
pruebas 
consideradas. 
El problema consiste en calcular un nivel de resistencia; Rc en función de "n" 
resultados de 
ensayo que aseguren con un limite da confianza - que existe la probabilidad 0 de 
que todos los 
resulta dos sean superiores a dicho nivel. 
La expresión para dicho cálculo es 
Rc = x - t.s 
obteniéndose el valor de t de la distribución de Studen, en función de la 
selección de y 0. 
Los parámetros considerados tienen el siguiente significado: 
0 corresponde al coeficiente de probabilidad para que en una curva de Gaus 
determinada, un 
resultado de ensayo, tomado al azar sea superior al límite 
- es el limite de confianza, es decir la probabilidad de que entre todas las 
curvas de Gaus 
posibles se encuentre m porcentaje - de nivel superior al Rc determinado por la 
relación 
expuesta. 
como el valor de t es inversamente proporcional al número de en sayos, resulta 
evidente el 
interés de multiplicar el número de medidas 
De acuerdo a la norma, el registro de calidad deberá representar un cemento de 
la misma
fuente que el cemento por ensayar y se basará en datos de no más de dos años de 
edad. 
Se deberá disponer de resultados de ensayos de no menos de 40 muestras que 
representen 
no menos de 7 lotes de cemento 
La Resistencia A Compresión 
De las normas 
Del análisis de la normalización internacional, que ha efectuado el CEMBUREAU 
para el 
periodo 1968-80, se observa que en materia de métodos de ensayo de cemento se 
presenta un 
nucleamiento alrededor de las normas ISO, ASTM y BS, debido a los nuevos países 
que las 
adoptan en África (7) y América (11). La norma ASTM pasa de 3 países a 16, por 
la presencia 
de países influenciados por la tecnología americana. Ia Norma Británica de 5 á 
13 piases; 
producto de la descolonización y la regulación ISO de 10 a 29 países, la mayoría 
de ellos 
europeos. 
Esta tendencia ha hecho desaparecer en la práctica los morteros secos de 
relación a/c 0.30, en 
beneficio de los morteros plásticos de relaciones a/c entre 0.4 y 0.6 que como 
se sabe brindan 
mejor correspondencia con la resistencia a la compresión del concreto. 
La tabla siguiente expresa esta situación:
Monteros 
Secos 
ISO 
BS 
ASTM 
Otros 
TOTAL 
1968 
14 (32%) 
10 (23%) 
5 (11%) 
3 (0.7%) 
12 (27%) 
44 (100) 
1980 
2 (3%) 
29 (43%) 
13 (19%) 
13 (19%) 
8 (12%) 
66 (100) 
La diferencia esencial entre normas se establece en el cuadro comparativo ASTM, 
ISO, BS. 
Las normas ISO y ASTM 
Los métodos de ensayo a la compresión de los cementos, determinan 
PAIS
USA 
GRAN BRETAÑA 
ISO 
Norma 
ASTM 
C-109-77 
B.S.4550 (1) 
Part. 3:1978 
ISO 
R 679 (2) 
Cemento / arena 
1/275 
1/3 
1/3 
a/c 
0.485 
0.40 
0.50 
Arena tipo 
Ottawa 
Leughton 
Buzaard 
Nativa; Silicosa 
Dimensiones 
granulométricas 
0.15/0.60 
0.09/2.36 
0.08/2.00 
Probetas (cm.) 
5 x 5 x 5 
7 x 7x 7 
4 x 4x 16
Consolidación 
Manual 
(picado) 
Tabla 
vibrante 
Tabla de 
sacudidas 
Naturaleza de 
tensiones 
compresión 
compresión 
Compresión sobre 
Porciones del 
Prisma roto en 
flexión 
(1) B.S, tiene norma alternativa para prueba en mezcla de concreto. 
(2) Se encuentra en suspenso desde el 1º de enero de 1980. 
las resistencias en morteros, no presentan diferencias sustanciales en la forma 
de aplicar las 
solicitaciones ni en la geometría de las probetas, la variación se da en el 
volumen de las 
mismas. 
los especimenes según la norma ASTM, son cubos de 2 pulg. de arista. El método 
ISO somete 
a prueba los trozos resultantes del ensayo de flexotracción de 4 x 4 x 16 cms. 
El análisis teórico 
de la incidencia del volumen de los especimenes en los resultados de en sayos de 
compresión 
indica que la disminución de volumen lleva a un incremento de la resistencia. 
Sin embargo, 
como quiera en los ensayos actúan otros parámetros de mayor significación, 
granulame tría de 
la arena, relación agua-cemento, energía de consolidación, el factor volumen no 
tiene 
intervención principal en la diferencia de valores resistentes.
El método de ensayo ISO utiliza un mortero de razón 1:3, en peso, con 
características similares 
al concreto; la arena es de granulometría continua, formada por una mezcla de 
iguales 
proporciones de fracción fina (o - 0,5 mm.), media (0,5 - 1,0 mm.) y gruesa (1,0 
- 2,0 mm.) La 
consistencia del mortero es plástica y la relación agua / cemento es constante e 
igual a 0,5 . El 
mezclado es a máquina, la compactación de carácter mecánico es moderada. 
Los ensayos se realizan sobre probetas prismáticas de 4 x 4 x 16 cm. Ia tracción 
se determina 
por flexión con carga centrada y luz de 107 mm. La compresión se mide sobre los 
dos trozos 
resultantes del ensayo de flexo-tracción. 
La norma ASTM C-109, usa un mortero plástico de consistencia fija, determinada 
por ensayo 
en la mesa de sacudidas. Debe emplear arena de Otawa que tiene como 
característica ser 
redondeada de cuarzo fina y de granulometría poco extendida. El mortero es de 
proporción
1.2,75 y la razón agua/ cemento promedio es del orden de 0,32. El mezclado es 
mecanizado y 
la compactación manual. los moldes son cúbicos de 2" de arista. 
El método ASTM es usado en norte y Centroamérica en la mayoría de los países de 
Sudamérica. En el Perú constituye el procedimiento de evaluación de los cementos 
generalmente aceptado. 
El método ISO presenta ventajas, entre las que podemos enumerar las siguientes: 
- la determinación de la resistencia a la tracción por un procedimiento 
racional. 
- correlación entre las resistencias de tracción y compresión. 
- Economía de material y especimenes para las pruebas de resistencia. 
- El empleo de una arena de carácter universal, que puede ser fabricada en 
cualquier país. 
- Relación agua / cemento constante. 
- mortero de consistencia plástica, que asegura el moldeo. 
- Método de consolidación mecánico, que elimina la dispersión debida al 
operador. 
LA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN 
La nueva generación de normas ha dejado obsoleta la determinación de la 
resistencia a la 
tracción por la prueba tradicional de probeta 8. En su reemplazo, un número de 
países 
especifican la prueba de flexo-tracción Sin embargo, esta forma la resistencia a 
la tracción del 
cemento mantiene su importancia como indicador válido de su capacidad para 
soportar 
esfuerzos mecánicos y de su aptitud a la fisuración 
las razones expuestas nos llevan a realizar un breve análisis de los diferentes 
procedimientos 
de ensayo, que pueden utilizarse para la investigación o el control del 
comportamiento de las 
pastas de cemento endurecidos. 
las razones expuestas nos llevan a realizar un breve análisis de los diferentes 
procedimientos 
de ensayo, que pueden utilizarse para la investigación o el control del 
comportamiento de las 
pastas de cemento endurecidos.
los métodos de ensayo más utilizados son los siguientes: 
- Tracción directa, en especimenes tipo "8". 
- Tracción por compresión diametral de cilindros 
- Tracción por fuerza centrífuga aplicada a primas. 
- Tracción por la aplicación de una presión interior sobre anillo. 
- Tracción por flexión 
Tradicionalmente se ha determinado la resistencia de los cementos sobre 
especimenes tipo 
"S". por indicarlo así la generalidad de las normas. El ensayo consiste en 
someter a tracción 
especimenes en forma de ocho, sujetos por amarras en la zona ensanchada, donde 
se 
producen tensiones de compresión y corte, de manera que la rotura se verifique 
por tracción en 
la sección reducida. Esta prueba presenta sin embargo, nichos inconvenientes que 
fueran 
advertidos desde su introducción 
En el año de 1895, el investigador francés M. Durand-Claye publico en Annales 
des Ponts et 
Chausses, un estudio analítico de la repartición de tensiones en la briqueta de 
tracción, 
llegando a establecer el reparto de tensiones en la sección reducida, tal como 
se aprecia en el 
gráfico. 
la ley de distribución de la fuerza sobre la sección reducida se acerca bastante 
a la de una 
parábola, con el siguiente valor para la fuerza media sobre la sección.
En la fórmula anterior P es la fuerza total de la briqueta, S el área de la 
sección. En el caso de 
la briqueta de tipo europeo y americana, los valores de R de la ecuación son 
respectivamente 
iguales a 2.04 y 2.12, y ro los valores de la fuerza máxima serán 1.52r y 1.54r. 
En el año 19131 E.G. Coker publicó en el Proc. international Assoc. Form. 
Testing Material un 
estudio de la probeta de cemento usada para los ensayos de tracción, 
analizándola bajo el 
aspecto de una pieza extendida con un cambio brusco te sección, llegando a la 
conclusión que 
la tensión máximo se produce en los puntos extremos y su valor es 1.75 veces la 
media en 
sección. 
Para propiciar la rotura en la sección delgada es conveniente reducirla 
convenientemente 
mediante curvas suaves y darle a la probeta una longitud tal que la permita 
alejarse de los 
planos ¿te apoyo para de esta manera obtener una distribución uniforme de los 
esfuerzos. 
La superficie de apoyo o contacto de los clips con la maestro, no debe ser 
reducida y entre 
ellos tampoco han de formar un ángulo lo suficientemente grande para impedir que 
se genere 
en los puntos de contacto fuerzas de compresión 
Es sumamente importante que los clips de agarre se encuentren en una posición 
central 
exacta. Ensayos realizados hace muchos años en el Instituto Tecnológico de 
Massachusetts 
han demostrado que por desplazamiento de 1/16" disminuía la fuerza de tensión en 
un 15 6 
20% 
El ensayo de tracción por compresión diametral 
El ensayo de tracción por compresión diametral utilizado inicialmente para 
determinar la 
resistencia del concreto se ha empleado 
también como ensayo normal en la evaluación de la resistencia a 
la tracción del cemento.
Como bien se sabe, el estudio de la distribución de tensiones en una placa 
circular bajo la 
acción de dos fuerzas diametralmente o puestas distribuidas a lo largo de dos 
generatrices 
situadas en un mismo plano diametral (estado plano de deformaciones) ha sido 
estudiada 
originalmente por Hertz y Tinoshenko. 
Se puede obtener las tensiones en un punto cualquiera, por la suma de las 
tensiones 
producidas por una fuerza que actúa sobro m semiplano, radiando alrededor de los 
puntos de 
aplicación de dos fuerzas de compresión diametrales, o contorno circular y 
distribuidas 
uniformemente Estas últimas tensiones tienen como valor: 
Siendo: 
F = la fuerza total de compresión 
D = el diámetro
L = la longitud del cilindro 
como resultado de tal demostración a todo lo largo del plano diametral donde 
están situadas 
las generatrices sobre las cuales actúa la compresión las tensiones normales de 
tracción son 
distribuidas uniformemente e iguales a: 
En un punto cualquiera de dicho plano diametral a otra tensión principal es una 
tensión de 
compresión que tiene como valor: 
Esta tensión aumenta a partir del centro donde ella tiene como valor: 
y a medida que se realiza la aproximación de las generatrices de 
contacto ella tiene el valor, 
En realidad el contacto no se realiza a lo largo de una generatriz, hay una 
banda de contacto 
con los platos de la máquina de ensayo de ancho a, aquí resulta una perturbación 
local y el 
valor máximo de la tensión principal de compresión es: 
En cuanto a la tensión principal 1 ella decrece en la vecindad de la banda de 
contacto y resulta 
nula y cambia de signo transformándose en una tensión de compresión 
Como el ancho de la banda de contacto es muy pequeña, se verifica, que a lo 
largo de casi 
toda la superficie del plano diametral las tensiones normales de tracción son 
uniformemente 
distribuidas y tienen el valor:
Estos valores son válidos hasta el momento de la ruptura, si bien entonces no se 
encuentra en 
el dominio de la teoría de elasticidad. En efecto, la distribución de tensiones 
es desde el 
comienzo uniforme y las tensiones de compresión en el momento de la ruptura son 
muy 
pequeñas (a excepción del inmediato de la banda de contacto). 
se ha explicado que la teoría de ruptura que expresa más acertada mente el 
comportamiento 
del cilindro de mortero bajo compresión diametral, es la de la más grande 
tracción principal y la 
de frotamiento interno. En verdad, existe un dominio en el cual pase a la 
existencia de una 
tensión principal de compresión la rotura se produce por separación, según un 
plano normal a 
la tensión principal de tracción, en el momento que éste alcanza el valor de la 
resistencia 
intrínseca del material. Cabe precisar que la resistencia a la tracción del 
concreto es 
generalmente cinco veces menor que la de compresión. 
Entre los investigadores que han tratado acuciosamente de este en sayo, se 
encuentran 
Wright, Simon, Peltier, Azakawa, Zegler, Thau low, Narrow y ullberg. se han 
propuesto 
determinadas relaciones. 
Entre ellas podemos confirmar la de Lobo Carneiro entre las resistencias de 
tracción y 
compresión 
Narrow y Ullberg han encontrado coeficiente de proporcionalidad entre el ensayo 
brasilero y el 
ensayo de tracción según la curva de la figura.adjunta. 
Azakawa, ha introducido un nuevo parámetro, el factor agua-cemento con una 
relación: 
Siendo x, el factor agua-cemento.
Ensayo de tracción por fuerza centrífuga 
Para determinar la resistencia a la tracción de los cementos, se ha desarrollado 
una máquina 
que utiliza la acción de la fuerza centrífuga. Consiste en un rotor metálico cm 
un alveolo de 
sentido diametral donde se coloca una probeta prismática. Por una velocidad 
creciente el 
prisma se encuentra solicitado por fuerzas iguales y opuestas. A determinada 
velocidad se 
rampe en partes iguales (con ruido). Para determinar el valor de la fuerza 
actuante es suficiente 
leer el número de vueltas por minuto que ha producido la rotura, en el tacómetro 
de la máquina 
y conociendo el peso de la probeta se deduce su resistencia. 
El procedimiento se basa en que si "a" es la densidad del mortero, un elemento 
diferencial dx 
dy en el plano de rotación está sujeto a un esfuerzo centrífugo unitario.
cuyas proyecciones, sobre los ejes coordenados son: 
realizando el cálculo de la tensión de tracción en la sección central del 
espécimen se obtiene: 
Siendo: 
P = el peso del espécimen, en grs. 
N = velocidad de rotación en vueltas por minuto 
La probeta se encuentra libre dentro del alveolo y la tensión de tracción debida 
a la 
componente de la fuerza centrifuga perpendicular al eje de la probeta puede no 
considerarse 
por que es pequeño, razón por la cual el campo de tensiones es uniforme en la 
sección media. 
Como la rotura se presenta en el medio de la probeta, es posible efectuar dos 
ensayos de 
compresión posteriormente 
Ensayo de tracción par el método del anillo 
Este método de ensayo para determinar la resistencia a la tracción de los 
cementos, consiste 
en ramper un anillo de pasta pura por una presión interior uniforme 
Los anillos utilizados son similares a los de la prueba de fisura cien. Sus 
dimensiones son las 
siguientes:
- Diámetro interior 2a = 9 cms. 
- - Diámetro exterior 2b = 12.7 cms. 
- - Altura h = 4 cms. 
El principio del ensayo es el siguiente. Si consideramos un anillo cilíndrico 
sometido a una 
presión interior p uniformemente repartida, según la Fig. 1, a una distancia r 
del eje, la tensión 
tangencial y radial, que por razón de simetría dependen de r serán:
Se observa que la tensión tangencial será siempre una tensión de tracción, 
mientras que la 
tensión radial es de compresión La tracción es máxima en la superficie interior 
(r = a) y mínima 
que la superficie exterior (r =b). Estos valores extremos son los siguientes: 
La tensión de compresión radial es igual a p en la superficie interior y se 
anula en la superficie 
exterior. 
Tomando los valores de los diámetros interior y exterior, definidos 
inicialmente, las ecuaciones 
expuestas toman la siguiente forma: 
La distribución de las tensiones según el espesor del anilla se puede apreciar 
en la figura 2. 
Admitiendo la teoría de la tensión máxima, es posible considerar como valor de 
la resistencia a 
la tracción, el de la tensión de tracción máxima en la superficie. interior: 
que corresponde a la presión interior p que provoca la rotura. 
Todo lo anterior es admisible en cuanto la distribución de tensiones de tracción 
según se 
expresa en la figura, se mantiene más allá del dominio elástico hasta la 
ruptura. En efecto, 
como las tensiones tangenciales son tensiones de tracción en todo el es pesor 
del anillo, su 
distribución no difiere en mucho de una distribución uniforme, a la vez que el 
material tiene 
diminuta deformación plástica bajo cargas instantáneas de tracción. 
En favor de este método se encuentra el sistema de cargas que es sencillo y 
fácil de
determinar. La no existencia de problemas de centrado y rozamiento y el hecho de 
que la 
presión es uniforme.
El procedimiento operatorio consiste en confinar el área sometida a la presión 
mediante anillo. 
La presión se efectúa utilizando una botella de aire comprimido que expande una 
bolsa de 
caucho en el interior. Un manómetro determina la presión ejercida. 
Ensayo de tracción por flexión 
Uno de los primeros ensayos para establecer la resistencia mecánica de los 
cementos fue el 
ensayo de flexión. como quiera que las resistencias a la tracción de este 
material son muy 
inferiores a las de compresión, la rotura se debe a una solicitación de tracción 
Parece que fue Vicat, el primero en especificar este tipo de prueba. la comisión 
que estudió en 
Francia en 1914 los métodos de ensayo del cemento, recomendó este tipo de 
ensayo; 
aduciendo la facilidad de definir los especimenes por dos cifras (longitud y 
arista de la sección), 
la buena disposición de los especimenes la débil carga de la rotura así como la 
economía para 
realizar los aparatos de ensayo. Asimismo, la aplicación de las cargas mediante 
cuchillas en 
lugar de los difíciles elementos de sujeción empleados en los ensayos de 
tracción. 
Cuando sobre un espécimen prismática se ejercen fuerzas de manera de inducir 
esfuerzos de 
compresión sobre una parte de la sección transversal y esfuerzo de tracción 
sobre la parte 
restante, se considera que el elemento está sometido a flexión 
Para evitar esfuerzos por corte o torsión, es necesario que las cargas se 
apliquen en un plano 
de simetría y que las deflexiones sean paralelas al plano de las cargas. 
En la ilustración de la figura, la viga sometida a carga transversal, el efecto 
flector en una 
sección cualquiera se expresa como el momento M, el cual es la suma de los 
momentos de 
todas las fuerzas que actúan en uno de los lados de la sección. Para que exista 
equilibrio la 
resultante de las fuerzas de tracción T debe ser igual. a la resultante de las 
fuerzas de 
compresión C. La resultante de los esfuerzos de flexión en cualquier sección 
forman un par de 
igual magnitud que el momento flector.
las variaciones del corte transversal total y del momento flector a lo largo de 
una viga son 
comúnmente representadas por diagramas de corte y de momento, los cuales se 
ilustran para 
casos típicos de carga concentrada. Debe señalarse que la carga simétrica en dos 
puntos 
arroja una condición de flexión pura (momento constante) sobre la porción 
central. de la luz. En 
una sección trasver sal de la viga, la línea a lo largo de la cual los esfuerzos 
son nulos se llama 
“eje neutro“. 
Por lo expuesto, conforme- se deduce del gráfico correspondiente a los diagramas 
de 
momentos y corte, deberá obtenerse resultados más representativos, aplicando 
cargas en los 
tercios ¿lo la luz a diferencia de la carga centrada, que determina una sección 
predeterminada 
de rotura. 
La rotura de los especimenes de cemento ocurre de manera súbita cuando la 
tensión de 
tracción sobrepasa la capacidad resistente del material a esta solicitación. 
Como bien se sabe, 
el cemento resiste varias veces en compresión la resistencia propia de tracción
FRAGUA 
De la fragua 
Se denomina fraguado del cemento al cambio de la pasta del estado plástico al 
estado rígido 
(1). Este fenómeno es importante en la utilización del cemento, pues el concreto 
es un material 
moldeable que al perder plasticidad se fisura en estado fresco, rotura que 
afecta seriamente la 
resistencia final. 
En la práctica la determinación de la fragua es empírica, su más conveniente 
régimen se guía 
por La experiencia y su normalización se relaciona con los procedimientos de 
trabajo del 
concreto. 
La fragua del cemento 
La regulación de la velocidad de fraguado en todos los cementos, puede obtenerse 
con éxito 
mediante del ion sulfato, generalmente bajo la forra de yeso. Su acción re-manifiesta 
al formar 
con el C3A al inicio de la hidratación la denominada etringita un trisulfo: 
aluminato que se 
transforma posteriormente en un monosulfoaluminato, que forma un ecrán 
semipermeable, que 
impide por un lapso la creación de productos de hidratación Este período 
"latente" termina 
cuando la presión osmótica interna rompe la membrana y se desarrolla la 
hidratación de los 
silicatos. 
En este estado, el agua penetra los gránulos del cemento hidrolisa los 
constituyentes anhidros, 
difunde y sirve de vehículo a los iones hasta la precipitación, como hidratos 
estables en los 
intercisios granulares inicialmente cubiertos por el agua. 
Esta pseudo cristalizaci6n se efectúa con elementos muy pequeños 
(1) Definiciones tecnológicas y no reológicas
medidos en Amstrongs, en una masa porosa, donde se estructuran en forma de 
agujas y 
plaquetas, con numerosos puntos de contacto que aseguran la cohesión y dan la 
resistencia a 
la deformación que re presenta el fraguado. 
Sobre el inicio y fin de fraguado 
La determinación de las condiciones de la fragua del cemento tradicionalmente se 
realiza en 
dos etapas, que corresponde a lo que se denomina el inicio y el fin de la 
fragua. Estos términos 
parecen indicar una discontinuidad marcada en el proceso, lo que no corresponde 
a la realidad. 
En efecto, si bien los compuestos del cemento tienen diferente velocidad de 
reacción con el 
agua, de ' manera secuencial así C3A C4AF > C3S > C2S, no es causa de 
discontinuidad, pues 
los gránulos de cemento tienen una amplia distribución granulométrica que 
compensa todo 
cambio brusco. 
Debe entenderse que la fracción de cemento activa en la fragua se encuentra 
comprendida 
principalmente entre los 5 y 30 micrones pues, los gránulos más pequeños estarán 
hidratados 
por meteorización y los más gruesos participan lentamente en el endurecimiento 
La acción del yeso permite que el cemento presente una fragua entre límites 
estrechos, 
dándole seguridad al usuario. Por otra par te, en relación con los 
requerimientos de la 
producción y colocación del concreto, es posible modificar el régimen de la 
fragua mediante la 
adición de retardadores y aceleradores normalizados, de amplia difusión en el 
mercado.
De los ensayos de fragua 
las primeras _pruebas sobre la fragua se realizaron en los traba jos de Vicat, 
en el siglo 
pasado, midiendo la penetración de una aguja de 1 m. de diámetro de sección, 
bajo una carga 
de 300 grs. en una pasta de cemento. Este procedimiento permanece inalterable en 
la gran 
mayoría de normas. 
El ensayo de Vícat, constituye una determinación de resistencia al corte, 
apropiado para 
determinar la viscosidad de la pasta de cemento. Es así aplicable la fórmula de 
Metrot, 
apropiada a los fluidos viscosos. 
P = carga aplicada(en grs.) 
g = aceleración de la gravedad (981 cm/g2.) 
h = penetración de la sonda (cm.) 
R = radio de la sonda. 
En el caso de la aguja de Vicat. 
y los valores de los periodos normalizados 
inicio de fragua = 200.000 dynas/cm2. 
Fin de fragua = 106 dynas/cm2. 
Factores que afectan la fragua del cemento
El compartimiento de fragua se determina por los siguientes factores: 
Intrínsecos: 
- Contenido de aluminato tricálcico 
- Tipo y cantidad de yeso agregado 
- Contenido de álcalis 
De. la prueba: 
- Dosaje de agua 
- Intensidad de la mezcla 
- Temperatura del agua y de los materiales. Medio 
de conservación
Para eliminar los últimos factores, se requiere cumplir celosamente las 
especificaciones del-ensayo. 
Métodos de ensayo alternativos 
El proceso del fraguado va acompañado con cambios en el comportamiento de la 
pasta. 
Se comprueba un rápido aumento de la temperatura de hidratación que coincide con 
el inicio 
de la fragua y llega a máximo al final de la misma, además la conductividad 
eléctrica disminuye 
y la ve locidad de propagación del sonido se incrementa; fenómenos que están en 
relación con 
la modificación de estado del agua y el incremento de la fase sólida. 
Utilizando estas propiedades se han propuesto métodos alternativos para 
determinar el 
fraguado de los cementos, que enumeramos 
al pie. Sin embargo, el método de Vicat desarrollado en 1820 y la expresión de 
resistencia al 
corte, permanece vigente en todas las normas de cemento 
Los procedimientos de ensayo se basan en lo siguiente: 
- Variación de resistencia eléctrica o la impidencia del medio corrientes de 50 
á 1000 Hz. 
- Cambios de la admitancia es decir lo inverso a la propiedad anterior, 
empleando 
corrientes de alta frecuencia, de 20 á 30 M Hz. considerando la pasta como un 
sistema 
en paralelo resistencia condensador 
- Efectos voltaicos, que permiten medir la tensión obtenida entre diversos 
electrodos, 
siendo el más común el Cu-Pb. 
- Variación de la volociclad de propagación de ondas ultrasónicas en la pasta.
De la exactitud y precisión 
Conviene recordar, que si bien no es fuente de discrepancias las variaciones de 
ensayos do 
fragua entre, laboratorios, dada la amplitud admisible en el de fragua, los 
errores se deben a 
causas fácilmente detestables. Ellas son principalmente: 
- las variaciones de temperatura del agua de mezcla y conservación 
- La heterogeneidad de la pasta, la exudación, el contenido de aire, etc. 
- La calidad de la superficie de la pasta, luego del enrasado del molde. 
- El frotamiento de los órganos del aparato, por defectos de construcción, 
desgaste, 
polvo, etc. 
Aparatos automáticos 
En la actualidad se encuentra en el mercado diversos aparatos automáticos para 
la 
determinación de la fragua, sus principales ven tajas son las siguientes: 
- Permiten el estudio de la fragua fuera de las horas de trabajo, incrementando 
la 
productividad del laboratorio. 
- Facilitan una regular cadencia de las observaciones, mejorando la exactitud de 
la 
determinación.
- Hacen posible un mejor control de la temperatura de ensayo, en especial cuando 
ésta 
difiere del ambiente. 
- Elimina los factores de variación atribuibles al ensayista 
- Proporcionan un registro gráfico del desarrollo de la fragua 
EL CALOR DE HIDRATACION 
La hidratación del cemento provoca una reacción exotérmica de cada uno de los 
constituyentes 
con el agua. El calor que se libera es apreciable, alrededor de 80 cal/g. de 
cemento, lo que 
ocasiona que en el interior de concretos másicos la temperatura alcance al 
rededor de 50'C. 
la importancia de este fenómeno, se encuentra en el concretado de grandes 
volúmenes, pues 
la escasa conductibilidad térmica del concreto impide que el calor desarrollado 
se disipe por 
radiación. Durante el período de incremento de temperatura se producirá una 
expansión del 
cemento y luego al enfriarse el material a la temperatura ambiente se hace 
posible la formación 
de grietas o fisuras. 
Por el contrario, cuando se concreta en tiempo frío, el calor de hidratación del 
cemento 
contribuye positivamente, protegiendo la pasta de cemento de la congelación. 
Diversos investigadores han establecido fórmulas que permiten calcular el calor 
de hidratación 
del cemento, a diferentes edades, según su constitución química. 
Se calculó el calor desarrollado por 1 gramo de cemento, reemplazando en la 
siguiente 
relación, el % en peso de los constituyen tes. 
Se puede establecer que la contribución al calor de los compuestos del cemento 
en calorías
gramo en diferentes edades. 
3 días 28 días 
C3A 1.70 0.02 2.02 0.20 
C3S 0.98 0.05 1.14 0.05 
C4AF 0.29 0.18 0.48 0.18 
C2S 0.19 0.04 0.43 0.04 
Sin embargo, estas relaciones, al no tener en cuenta parámetros secundarios de 
importancia 
en la liberación de calor como la finura del cemento y la meteorización no 
pueden sustituir a los 
métodos experimentales. Su importancia reside en que permite proveer en que 
sentido las 
variaciones de la composición del clinker incidirán en el calor de hidratación 
del cemento. 
En rigor, el calor de hidratación que usualmente se mide compresión la suma de 
los calores 
liberados por las reacciones químicas de hidratación y el calor de absorción del 
agua sobre la 
superficie del gel de cemento que representa un 25% aproximadamente del calor 
total. 
En la práctica, el valor que tiene interés corresponde a la velocidad de calor 
desarrollado, 
teniendo en cuenta que en los tres primeros días que se libera más de la mitad 
del calor total 
de hidratación
Básicamente para disminuir el calor de hidratación del cemento, se requiere 
disminuir en el 
crudo el A12 03 y el Ca0, y/o disminuir la finura. 
Las normas establecen dos tipos de cemento de bajo calor de hidratación el tipo 
II denominado 
de moderado calor de hidratación, que no desarrolla más de 290 cal/g. y el tipo 
IV de bajo calor 
de hidratación, con un desarrollo menor o igual a 250 cal/g. 
los requerimientos do- composición de estos cementos son los siguientes: 
COMPUESTOS OXIDOS 
C3A C3S C2S SiO2 Al203 Fe203 
TIPO 11 8 21 6 6 
TIPO IV 7 35 40 6.5 
Las restricciones de la composición química, hacen que la norma fije 
resistencias menores en 
las primeras edades del cemento tipo II y resistencia final en el tipo IV con 
relación al tipo I. 
Esta situación no desmerece a estos cementos, utilizados en obras que no 
requieren 
apreciable resistencia. 
Parámetros secundarios 
El calor de hidratación de acuerdo. a las experiencias obtenidas es una función 
lineal, 
creciende, de la finura de los cementos. Cuando la finura pasa de 3000 á 4000 
gr/cm2. el calor 
de hidratación puede incrementarse en un 50% a las 24 horas. 
La meteorización del cemento disminuye el calor desarrollado en la hidratación. 
Su acción es
mayor con la humedad ambiente y el tiempo de exposición. Un cemento conservado 
durante 
un mes en clima húmedo puede reducir en un 100% el calor desarrollado a las 24 
horas. La 
absorción de 1% de C02 origina una reducción de 5.8 cal/gr. 
Finalmente, la edición de material puzolánico o inerte, varia el calor de 
hidratación del cemento, 
en la medida que el porcentaje de adición disminuye el porcentaje de C3A y C3S. 
De los métodos de ensayo 
Se han desarrollado varios métodos para evaluar el calor de hidratación del 
cemento. 
- Calor de disolución 
- Calorímetro adiabático 
- Botella aislante 
Calor de disolución 
El método de calor de disolución. es un método de empleo general en termoquímica 
para 
determinar el calor de formación de compuestos. Se mide el calor de hidratación 
del cemento 
por disolución en un ácido, en tras operaciones: 
1) La disolución del cemento anhidro por ácido, en un calorímetro, cuya masa 
calorífica 
total M, es conocida. 
La disolución es exotérmica y provoca un calentamiento del calorímetro de valor 
ea. 
la cantidad de calor desarrollado por el cemento anhidro será así:
2) Hidratación de una cantidad de cemento y conservación durante un tiempo t 
requerido, 
en un recinto a temperatura constante. 
molienda y disolución de la pasta en ácido, generando una reacción exotérmica 
con 
calentamiento:. 
el desarrollo de calor corresponde a: 
3) Considerando que todo calor de reacción, efectuado a presión o volumen 
constante, 
depende únicamente del estado inicial y final, puede determinarse el calor 
desarrollado 
por la hidratación de c gramos de cemento en un tiempo t como: 
o también: 
El procedimiento de ensayo está normalizando por ITINTEC y ASTM. 
Método de la botella aislante 
En el método de la botella aislante o termos, se utilizan dos vasos Dewar, en 
uno se coloca el 
mortero a estudiar en el curso de la hidratación y el otro sirve de referencia 
de temperatura con 
un mortero endurecido. 
El procedimiento consiste en obtener la curva de calentamiento, a partir de la 
cual se calcula el 
calor desarrollado en cada instan te. A este objeto es necesario efectuar la 
corrección de cada
botella. 
En general este método es poco costoso y guarda muy buena precisión hasta los 
siete días. 
El cálculo del calor de hidratación a partir de la curva de calentamiento. 
Si consideramos que la liberación de calor en el curso de la hidratación del 
cemento dQ en un 
período de tiempo dt, sirve para e levar la temperatura del calorímetro y de su 
contenido de y 
además alimentar las pérdidas de calor al medio ambiente, se puede plantear la 
siguiente 
relación: 
Siendo: 
DQ = (calorías) cantidad de calor liberado en t.
M = (gramos o calorías) masa calorífica de la botella y accesorios. 
E = (grados centígrados) calentamiento del mortero en t. 
También temperatura del mortero temperatura testigo. 
= (grados centígrados) coeficiente de pérdida de la botella. 
De = (grados centígrados) variación del calentamiento e debido a dQ. 
Dt = (en horas) tiempo en que se libera el calor dQ. 
Para conocer el calor total liberado se requiere hacer la sumatoria de todos los 
calores 
elementales dQ en función del tiempo. 
El primer término representa el calor acumulado por el mortero en el transcurso 
de la 
experiencia y se le denomina calor latente. El segundo término representa el 
calor perdido. 
En la práctica operatoria, se logra que e0 = 0 
De esta manera, el calor liberado por un gramo de cemento, entre el inicio de la 
experiencia y 
el tiempo t será: 
Método del calorímetro adiabático 
El método del calorímetro adiabático se basa en determinar un espécimen de la 
liberación del 
calor que se desarrolla en concreto o mortero que se mantiene a la misma 
temperatura del 
cemento que se está hidratando, registrándose la temperatura en función del 
tiempo. Este 
procedimiento guarda similitud con la situación del concreto en grandes masas, 
por lo que es 
apreciado para evaluar el comportamiento directo del cemento en concreto. 
El dispositivo de ensayo comprende un recipiente estanco donde se ubica el 
conjunto que a su
vez se encuentra en el interior de un recipiente de cobre, dotado de 
resistencias exteriores 
repartidas de manera de poder desarrollar un calentamiento uniforme del recinto. 
Un sistema 
de regulación permite mantener la igualdad de temperaturas entro los dos 
recipientes. Para 
asegurar el proceso de ensayo, ambos en conjunto se encuentra en la práctica 
dentro de una 
protección calorífica aislante. 
El principio de medida es simple. 
La cantidad de calor Q liberado será: 
Siendo M la masa calorífica del aparato en operación y E) el calentamiento 
medido. 
En el caso de un contenido de cemento "c" en el espécimen, el calor de 
hidratación será
Evaluación de los métodos 
En los Últimos años se ha introducido las técnica de medida adiabática, 
especialmente por 
encontrarse en el mercado aparatos sofisticados que ofrecen Medidas directas, 
precisas y 
continuas obteniéndose rápidos resulta-dos que son real. expresión de como se 
comportara un 
concreto en obras masivas. 
El método de la botella aislante económico y menos espectacular, brinca al 
usuario resultados 
muy satisfactorios, coincidentes con los que se obtiene con el método adiabático 
en los prime 
siete días. Su utilización desde el punto de vista geográfico es muy 
restringida. 
En cuanto al método de calor de disolución, se encuentra en casi todas las 
normas de 
cemento. Mientras no se pretenda extrapolar sus resultados y se le considere 
como un 
procedimiento para evaluar la calidad del cemento, quedará por mucho tiempo como 
norma 
preferida. Con la restricción de su aplicación a los cementos compuestos, por 
los problemas de 
la puesta en solución del material puzolánico. 
ESTABILIDAD DE VOLUMEN 
La estabilidad del cemento endurecido es de importancia para la permanencia y 
buen servicio 
de las construcciones. En principio todos los cementos tienen deformaciones 
diminutas de 
contracción y dilatación según el equilibrio termo higrométrico con el entorno; 
deformaciones 
previsibles y controlables. Sin embargo, ciertos cementos luego de fraguados 
pueden sufrir 
importantes deformaciones, dilatándose hasta llevar a la rotura a morteros y 
concretos. Estos 
desarreglos pueden atribuirse a un exceso de los siguientes compuestos: 
Cal libre, Ca0 
Magnesia libre MgO especialmente cristalizada, 
Yeso, SO4 Ca 2 H2O 
La cal libre
La cal libre se produce Por factores diversos, presentando formas diferentes. 
Debemos distinguir el óxido de cálcico anhidro CaO del hidrato de calcio Ca 
(OH)2 y definidos 
muchas veces bajo la denominación de cal libre en especial por el análisis 
químico 
La cal libre CaO, en su forma de óxido de calcio anhidro, se produce por las 
siguientes 
condiciones: 
- la combinación incompleta de los materiales del crudo; sea por molienda 
grosera o 
calcinación insuficiente. 
- un elevado limite de saturación de cal en la mezcla del crudo. 
- descomposición térmica de la alita, modificada por un débil porcentaje de 
óxido de 
aluminio o fierro, según la reacción 
3 CaO SiO2 = 2 CaO SiO2 + CaO 
La formación resultante se observa al microscopio sobre los cristales de alita. 
Las causas que producen la cal libre intervienen en la- magnitud de la 
expansión. 
La cal libre primaria, en función de presentar grano cristalino grueso, resultan 
potencialmente 
mas expansiva. 
La cal libre secundaria es de grano fino y poroso se encuentra dispersa, 
reacciona rápidamente 
con el agua por lo que no es fuente de expansión apreciable. 
La magnesia
Las deformaciones debidas a lalibre sólo se presentan cuando se encuentra 
cristalizada en 
forma de cristales de periclasa, que por lenta hidratación forman la Brucita Mg 
(OH) 2 que tiene 
un incremento de volumen del orden del. 120%, originando las tensiones internas 
que llevan a 
la rotura al concreto. 
La magnesia libre proviene de los materiales calcáreos dolimíticos, yacimientos 
que son 
explotados en muchos países sin problema, aplicando un rápido enfriamiento al 
clinker a la 
salida del horno, de manera de vitrificar la magnesia e impedir su expansión 
futura. 
La acción negativa de la magnesia fue establecida por los trabajos de Vicat, a 
fines del siglo 
pasado siendo motivo de estudios empíricos por los fabricantes de cemento de 
Alemania que 
prescribieron para eliminar los desarreglos del cemento un contenido máximo de 
5% de 
magnesia libre. Este criterio subsiste en la actualidad en la casi totalidad de 
las normas, pese a 
la limitación de no diferenciar la forma de presentación de la magnesia. 
Sulfato de calcio 
El sulfato de calcico es el tercer elemento capaz de producir variaciones de 
volumen. Esta 
eventualidad se produce cuando el porcentaje de yeso, que se agrega a la 
molienda conjunta 
con el clinker, es superior al que puede reaccionar con el C3A en el fraguado. 
En tal caso se 
produce un, sulfoaluminato de calcio que provoca expansión lenta. Sin embargo, 
la casi 
totalidad de las normas imponen restricciones severas al contenido de yeso en 
los cementos, lo 
que hace que este desarreglo sea esporádico. 
Parámetros secundarios 
la estabilidad de las pastas guarda relación con el contenido de C 3 S del 
cemento. En efecto, 
la inestabilidad se produce cuando las tensiones de expansión superan a la 
cohesión intrínseca 
de la pasta; produciendo eventualmente la fisuración al sobrepasar la 
resistencia a la tracción. 
El incremento de C3S, responsable de la resistencia en las primeras edades, 
permite mayor 
contenido de CaO libre.
La finura del cemento interviene en la inestabilidad producida por Ca0 libre, en 
la medida que 
una mayor finura del cemento origina la posibilidad que el CaO pueda hidratarse 
antes del 
fraguado, reduciéndose así su acción expansiva. 
Métodos de ensayo 
Las agujas de Le Chatelier. 
El método de Le Chatelier consiste en apreciar la expansión de un pequeño 
espécimen 
cilíndrico de cemento hidratado en condiciones de curado en agua hervida o vapor 
de agua. 
El instrumento consiste en un molde cilíndrico de bronce de 3 cms. de diámetro y 
3 de altura, 
con una hendidura a lo largo de la generatriz. Dos vástagos alargados, con 
extremidades en 
punta, se fijan a ambos lados de la hendidura, para poder medir con facilidad la 
expansión del 
cemento 
El cilindro se moldea con cemento de consistencia normal y se mantiene entre dos 
placas de 
vidrio, sumergiéndolo en agua de 18 á 20"C. durante 24 horas. 
Prueba de la galleta. 
El método de la galleta consiste en preparar una masa de pasta pura, de 8 á 10 
cms. de 
diámetro y de 1 á 2 cms. de espesor, rebajado en los bordes. El espécimen es 
conservado en 
estado húmedo durante 24 horas y luego en atmósfera de vapor de agua hirviendo 
por cinco 
horas. Al término se aprecia las deformaciones o formación de fisuras. Esta 
prueba, al no poder 
expresar resultados en unidades c.g.s. introduce un factor subjetivo en su 
evaluación.
El ensayo de autoclave: 
El ensayo de estabilidad al autoclave tuvo un amplio desarrollo en los Estados 
Unidos a 
principios del siglo. En 1934. la comisión que estudiaba la estabilidad de los 
cementos en el 
ASTM, llevó a cabo una serie de experiencias a fin de adoptar este método do, en 
sustitución al 
ensayo vigente de exposición de galletas de cemento al vapor de agua en 100ºC. 
Las conclusiones de la Comisión fueron las siguientes: 
- El ensayo de galleta de la norma ASTM no es suficiente como prueba de 
estabilidad 
del cemento 
- La expansión, medida con las agujas de Le Chatelier, luego de tratamiento en 
agua 
hirviendo.. no guarda correlación con el ensayo en autoclave. 
- La cal libre es el factor principal de la expansión diferida da. Incrementos 
reducidos 
pueden atribuirse al contenido de magnesia o aluminio tricálcico, cuando 
sobrepasan valores de MgO, de 0.8 á 4%; C 3 A 1 de 6 á 14%. 
En virtud de estos estudios el ASTM adoptó el método del autoclave como norma 
tentativa el 
año de 1940, aprobándola como definitiva el año de 1944. 
En el ensayo de autoclave se determina la estabilidad del cemento Midiendo la 
expansión de 
probetas prismáticas ¿te pasta pura, mantenidas luego de 24 horas de curado 
húmedo bajo 
temperatura alta y presión de 295 psi durante 3 horas. Las probetas tienen 11,2 
de sección y la 
longitud de medida es de 10"; el comparador está graduado en 1/10,00u de 
pulgada. Los 
resultados se redondean en 0.01% al más cercano. 
FINURA 
El concepto de finura ha estado desde muy antiguo vinculado a la calidad del 
cemento. En 
efecto, se aprecia que cuando más fino sea el polvo de cemento, es decir, cuanto 
mayor es la
relación la superficie activa sobre la masa, se potencian las reacciones de 
hidratación del 
cemento y el agua. 
El cemento más fino produce una pasta con mayor capacidad para cubrir los 
gránulos del 
agregado, factor de importancia pues la rotura del concreto se debe generalmente 
a falla de 
adherencia. Además, las reacciones de hidratación son más elevadas cuando crece 
la 
superficie específica del cemento, en cuanto las reacciones se producen sobre la 
superficie y a 
través de ella. 
Inicialmente los cementos no fueron objeto de molienda fina, presentando un 
número 
apreciable de granos gruesos; por lo que las normas se preocuparon de limitar e! 
residuo en 
mallas de 30 á 50 micrones. Posteriormente, en el período comprendido entre las 
dos guerras 
mundiales, se produjo un incesante incremento de la finura, que llevó al control 
de la calidad 
por la determinación de la superficie específica. 
En la actualidad, se introducen métodos sea para establecer la granulometría del 
polvo o la 
superficie efectiva, de manera rápida y económica. En efecto, los valores de 
superficie 
específica no siempre son válidos para explicar el comportamiento de las pastas, 
dado que una 
pequeña fracción muy finamente molida aumenta en mucho el valor de la superficie 
específica 
total. 
También se ha apreciado que no todos los tamaños de cemento tienen la misma 
actividad. Se 
conoce que los tamaños mayores a 50 micrones, no llegan a hidratarse; sin 
embargo, estos 
gránulos pueden contribuir al restablecimiento autógeno en el caso de fisuración 
del concreto. 
Los tamaños más pequeños, del orden de los 5 micrones, parecen ser los 
responsables de las
resistencias entre uno y tres días. Existe consenso que los gránulos 
comprendidos entre 5 y 30 
micrones son los de mayor actividad. 
Se ha tratado de elaborar teorías sobre el tamaño óptimo del cemento, sin 
embargo el lento 
desarrollo de la tecnología de molturación hacen que cualquier alcance logrado 
no sea de 
aplicación inmediata. 
Los circuitos de molienda cerrada producen cementos de granulometrías más 
estrechas, según 
las características del reciclaje, mientras los molinos abiertos les' dan mayor 
amplitud. 
El grado de molienda, que en algunos países ha llevado a significar un elemento 
de 
competencia en el mercado, resulta antieconómico a partir de ciertos valores, 
superiores a 
4000 cm2/gramo. Sin embargo, es determinante en la fabricación de los cementos 
de alta 
resistencia inicial y los de superalta resistencia inicial. 
Algunas especificaciones, como es el caso del American Association of State 
Highway, han 
limitado la finura de los cementos utilizados en calzadas a 4200 cm2/gramo. 
explicación se encuentra en que a la vez de tener efectos benéficos la finura 
exagerada de los 
cementos puede producir determinación nados desarreglos. 
En efecto, entre las ventajas de la finura está: 
- Resistencia más rápida. 
- menor cantidad de agua necesaria para la consistencia apropiado del concreto. 
- Disminuye la tendencia a la exudación del concreto. 
Asimismo, genera los problemas de: 
- Incremento de la incorporación de yeso al clinker. 
- Aumenta la acción del intemperismo sobre el cemento
- Origina deformaciones más importantes. 
Esto explica el porqué de la norma de finura, que no solamente está dada para 
garantizar la 
resistencia inicial, como fue la justificación al introducirse la norma.
Cuadro de texto:
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Mgc48 caracteristicas fisicas

  • 1. ASOCIACION DE PRODUCTORES DE CEMENTO CARACTERISTICAS FISICAS Y MECANICAS DEL CEMENTO
  • 2. M. Gonzáles de la Cotera
  • 3. RESISTENCIA MECANICA DEL CEMENTO La resistencia mecánica del cemento es la característica principal que evalúa y aprecia el usuario El cemento al hidratarse con el agua constituye la matriz que asegura la resistencia del esqueleto de agregados que conforman morteros y concretos. La resistencia Intrínseca del. cemento es función creciente del contenido de silicatos cálcicos en el clinker y de la finura de molienda, como parámetros básicos. El incremento de resistencia en el tiempo depende de la relación entre el C3S que genera las resistencias iniciales y el C2S que contribuye posteriormente. en las pastas endurecidas, independientemente de la resistencia propia del cemento, la resistencia se debe al volumen de producto de hidratación que se forman en el espación definido por el cemento y el agua de mezcla. Factor que en cierta medida se expresa en la clásica relación agua / cemento La resistencia de los aglomerados reside en las condiciones de ad herencia pasta-agregado y/o en la resistencia intrínseca de la pasta. Debe recordarse que la resistencia de los agregados excede en mucho la resistencia de la pasta y aquella que normalmente deben asumir los elementos de concreto La resistencia del concreto difiere según el tipo de solicitación que se le impone; por ejemplo, en compresión resiste diez veces más que la tracción. Siendo la resistencia a la compresión la más alta, el concreto tiene una vocación natural para cumplir este régimen de trabajo; reforzándose con barras de acero que asumen las tensiones de tracción o sometiéndose a un estado de coacción previa que compensa la tracción.
  • 4. Por otra parte, la resistencia de compresión constituye un índice general de calidad, pues guarda correlación con el módulo de elasticidad y es un eficiente indicador de durabilidad. De los ensayos de resistencia Al iniciarse los ensayos de cemento las pruebas de resistencia se efectuaron por flexión Posteriormente el ensayo más característico fue el de tracción especialmente en los Estados Unidos donde fue vigente hasta 1940, estableciéndose luego el ensayo de compresión. En la actualidad el ensayo de compresión es generalmente adoptado como criterio de aceptación. Es evidente, que los resultados de ensayo de compresión son de interés pues el concreto se aprecia por su resistencia a la compresión. Especialmente, cuando las normas de ensayo han incorporado morteros plásticos con resistencias comparables a las obtenidas en concreto. Sin embargo, la resistencia a la tracción del cemento es un índice de la posibilidad de figuración. Además si consideramos que la rotura de compresión se produce por separación del material la resistencia a la tracción del cemento tiene un rol importante. Parecería ser, que las dificultades propias de los métodos de ensayos de tracción han llevado a que se abandone su especificación en las normas.
  • 5. La resistencia del concreto La resistencia del concreto ha seguido una progresión creciente, conforme el desarrollo de la construcción. Si revisamos los códigos de los Estados Unidos, en los primeros de ellos constatamos que la resistencia máxima de compresión del concreto llegaba a 2000 psi (140 Kg/cm2). En 1928 ascendió a 3000 psi (210 Kg/cm2.), en 19.47 a 3750 psi (270 Kg/cm2.), incrementándose nuevamente en 1956 en 4000 psi (280 Kg/cm2 y pasando en 1963 a 5000 psi (350 Kg/cm2.). La mínima resistencia especificada en la actualidad es de 2500 psi (176 Kg/cm2.). En el caso de los concretos pretensazos, la resistencia requerida por las regulaciones americanas es de 7000 psi (492 Kg/cm2.). Debe estimarse, que el concreto de calidad 5000 psi, al diseñar teniendo en cuenta la resistencia característica, el valor resistencia llegará en la práctica a 5900 psi (415 Kg/cm2.). Las especificaciones del ASTM para la resistencia de los cementos no han guardado similar ritmo de incremento. En la década. del 40 en que se implanta la norma de ensayo de compresión, su valor es de 210 Kg/cm2 pasando luego a estabilizarse en 276 Kg/cm2. En la normalización internacional se constata que las resistencias de los cementos han progresado de minera incesante, tal como se aprecia en el cuadro que indica la situación de los nueve países de mayor producción, entre los años 1955 y 1980. Por otra parte, a los cementos de alta resistencia inicial, se agregan hoy en día en numerosas especificaciones los denominados INCREMENTO DE PESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CEMENTO NORMALIZADO PRINCIPALES PAISES PRODUCTORES
  • 6. CEMBUREAU Evaluación 1955 Evaluación 1980 Resistencia Min. Máx. Mín. Máx. URSS 200 600 400 600 Japón - 200 - 300 China 200 600 425 625 USA - 211 - 275 Italia - 500 225
  • 7. 525 España 280 450 350 550 Alemania 225 425 350 450 Francia 250 315 450 650 Brasil - 250 250 400 de superarla resistencia Inicial. Edad que caracteriza la resistencia Muchas normas modernas califican la resistencia del cemento a los dos y tres días de edad, otras incluyen una valoración a los siete días, representando hasta una tendencia. Desde el punto de vista de la evaluación del cemento la posición descrita es razonable. Sin embargo, si consideramos que las especificaciones y reglamentos de concreto armado asumen como resistencia del concreto la que corresponde a los 28 días se advierte un
  • 8. divorcio de criterios. Mas aún, si el constructor desea conocer cual es la ganancia de resistencia que el cemento ofrece entre los 7 y 28 días la resistencia estadística
  • 9. las nuevas normas de recepción de cemento establecen la aprecia ción de la calidad resistente por métodos probabilisticos. como bien se sabe la distribución estadística de los resultados de ensayos de compresión corresponde a la ley de Gaus. Sin embargo, desde un punto de vista riguroso es conveniente precisar que dos parámetros básicos: la medía y la desviación no son conocidas con exactitud, en cuanto son valores que son más confiables conforme aumenta el número de las pruebas consideradas. El problema consiste en calcular un nivel de resistencia; Rc en función de "n" resultados de ensayo que aseguren con un limite da confianza - que existe la probabilidad 0 de que todos los resulta dos sean superiores a dicho nivel. La expresión para dicho cálculo es Rc = x - t.s obteniéndose el valor de t de la distribución de Studen, en función de la selección de y 0. Los parámetros considerados tienen el siguiente significado: 0 corresponde al coeficiente de probabilidad para que en una curva de Gaus determinada, un resultado de ensayo, tomado al azar sea superior al límite - es el limite de confianza, es decir la probabilidad de que entre todas las curvas de Gaus posibles se encuentre m porcentaje - de nivel superior al Rc determinado por la relación expuesta. como el valor de t es inversamente proporcional al número de en sayos, resulta evidente el interés de multiplicar el número de medidas De acuerdo a la norma, el registro de calidad deberá representar un cemento de la misma
  • 10. fuente que el cemento por ensayar y se basará en datos de no más de dos años de edad. Se deberá disponer de resultados de ensayos de no menos de 40 muestras que representen no menos de 7 lotes de cemento La Resistencia A Compresión De las normas Del análisis de la normalización internacional, que ha efectuado el CEMBUREAU para el periodo 1968-80, se observa que en materia de métodos de ensayo de cemento se presenta un nucleamiento alrededor de las normas ISO, ASTM y BS, debido a los nuevos países que las adoptan en África (7) y América (11). La norma ASTM pasa de 3 países a 16, por la presencia de países influenciados por la tecnología americana. Ia Norma Británica de 5 á 13 piases; producto de la descolonización y la regulación ISO de 10 a 29 países, la mayoría de ellos europeos. Esta tendencia ha hecho desaparecer en la práctica los morteros secos de relación a/c 0.30, en beneficio de los morteros plásticos de relaciones a/c entre 0.4 y 0.6 que como se sabe brindan mejor correspondencia con la resistencia a la compresión del concreto. La tabla siguiente expresa esta situación:
  • 11. Monteros Secos ISO BS ASTM Otros TOTAL 1968 14 (32%) 10 (23%) 5 (11%) 3 (0.7%) 12 (27%) 44 (100) 1980 2 (3%) 29 (43%) 13 (19%) 13 (19%) 8 (12%) 66 (100) La diferencia esencial entre normas se establece en el cuadro comparativo ASTM, ISO, BS. Las normas ISO y ASTM Los métodos de ensayo a la compresión de los cementos, determinan PAIS
  • 12. USA GRAN BRETAÑA ISO Norma ASTM C-109-77 B.S.4550 (1) Part. 3:1978 ISO R 679 (2) Cemento / arena 1/275 1/3 1/3 a/c 0.485 0.40 0.50 Arena tipo Ottawa Leughton Buzaard Nativa; Silicosa Dimensiones granulométricas 0.15/0.60 0.09/2.36 0.08/2.00 Probetas (cm.) 5 x 5 x 5 7 x 7x 7 4 x 4x 16
  • 13. Consolidación Manual (picado) Tabla vibrante Tabla de sacudidas Naturaleza de tensiones compresión compresión Compresión sobre Porciones del Prisma roto en flexión (1) B.S, tiene norma alternativa para prueba en mezcla de concreto. (2) Se encuentra en suspenso desde el 1º de enero de 1980. las resistencias en morteros, no presentan diferencias sustanciales en la forma de aplicar las solicitaciones ni en la geometría de las probetas, la variación se da en el volumen de las mismas. los especimenes según la norma ASTM, son cubos de 2 pulg. de arista. El método ISO somete a prueba los trozos resultantes del ensayo de flexotracción de 4 x 4 x 16 cms. El análisis teórico de la incidencia del volumen de los especimenes en los resultados de en sayos de compresión indica que la disminución de volumen lleva a un incremento de la resistencia. Sin embargo, como quiera en los ensayos actúan otros parámetros de mayor significación, granulame tría de la arena, relación agua-cemento, energía de consolidación, el factor volumen no tiene intervención principal en la diferencia de valores resistentes.
  • 14. El método de ensayo ISO utiliza un mortero de razón 1:3, en peso, con características similares al concreto; la arena es de granulometría continua, formada por una mezcla de iguales proporciones de fracción fina (o - 0,5 mm.), media (0,5 - 1,0 mm.) y gruesa (1,0 - 2,0 mm.) La consistencia del mortero es plástica y la relación agua / cemento es constante e igual a 0,5 . El mezclado es a máquina, la compactación de carácter mecánico es moderada. Los ensayos se realizan sobre probetas prismáticas de 4 x 4 x 16 cm. Ia tracción se determina por flexión con carga centrada y luz de 107 mm. La compresión se mide sobre los dos trozos resultantes del ensayo de flexo-tracción. La norma ASTM C-109, usa un mortero plástico de consistencia fija, determinada por ensayo en la mesa de sacudidas. Debe emplear arena de Otawa que tiene como característica ser redondeada de cuarzo fina y de granulometría poco extendida. El mortero es de proporción
  • 15. 1.2,75 y la razón agua/ cemento promedio es del orden de 0,32. El mezclado es mecanizado y la compactación manual. los moldes son cúbicos de 2" de arista. El método ASTM es usado en norte y Centroamérica en la mayoría de los países de Sudamérica. En el Perú constituye el procedimiento de evaluación de los cementos generalmente aceptado. El método ISO presenta ventajas, entre las que podemos enumerar las siguientes: - la determinación de la resistencia a la tracción por un procedimiento racional. - correlación entre las resistencias de tracción y compresión. - Economía de material y especimenes para las pruebas de resistencia. - El empleo de una arena de carácter universal, que puede ser fabricada en cualquier país. - Relación agua / cemento constante. - mortero de consistencia plástica, que asegura el moldeo. - Método de consolidación mecánico, que elimina la dispersión debida al operador. LA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN La nueva generación de normas ha dejado obsoleta la determinación de la resistencia a la tracción por la prueba tradicional de probeta 8. En su reemplazo, un número de países especifican la prueba de flexo-tracción Sin embargo, esta forma la resistencia a la tracción del cemento mantiene su importancia como indicador válido de su capacidad para soportar esfuerzos mecánicos y de su aptitud a la fisuración las razones expuestas nos llevan a realizar un breve análisis de los diferentes procedimientos de ensayo, que pueden utilizarse para la investigación o el control del comportamiento de las pastas de cemento endurecidos. las razones expuestas nos llevan a realizar un breve análisis de los diferentes procedimientos de ensayo, que pueden utilizarse para la investigación o el control del comportamiento de las pastas de cemento endurecidos.
  • 16. los métodos de ensayo más utilizados son los siguientes: - Tracción directa, en especimenes tipo "8". - Tracción por compresión diametral de cilindros - Tracción por fuerza centrífuga aplicada a primas. - Tracción por la aplicación de una presión interior sobre anillo. - Tracción por flexión Tradicionalmente se ha determinado la resistencia de los cementos sobre especimenes tipo "S". por indicarlo así la generalidad de las normas. El ensayo consiste en someter a tracción especimenes en forma de ocho, sujetos por amarras en la zona ensanchada, donde se producen tensiones de compresión y corte, de manera que la rotura se verifique por tracción en la sección reducida. Esta prueba presenta sin embargo, nichos inconvenientes que fueran advertidos desde su introducción En el año de 1895, el investigador francés M. Durand-Claye publico en Annales des Ponts et Chausses, un estudio analítico de la repartición de tensiones en la briqueta de tracción, llegando a establecer el reparto de tensiones en la sección reducida, tal como se aprecia en el gráfico. la ley de distribución de la fuerza sobre la sección reducida se acerca bastante a la de una parábola, con el siguiente valor para la fuerza media sobre la sección.
  • 17. En la fórmula anterior P es la fuerza total de la briqueta, S el área de la sección. En el caso de la briqueta de tipo europeo y americana, los valores de R de la ecuación son respectivamente iguales a 2.04 y 2.12, y ro los valores de la fuerza máxima serán 1.52r y 1.54r. En el año 19131 E.G. Coker publicó en el Proc. international Assoc. Form. Testing Material un estudio de la probeta de cemento usada para los ensayos de tracción, analizándola bajo el aspecto de una pieza extendida con un cambio brusco te sección, llegando a la conclusión que la tensión máximo se produce en los puntos extremos y su valor es 1.75 veces la media en sección. Para propiciar la rotura en la sección delgada es conveniente reducirla convenientemente mediante curvas suaves y darle a la probeta una longitud tal que la permita alejarse de los planos ¿te apoyo para de esta manera obtener una distribución uniforme de los esfuerzos. La superficie de apoyo o contacto de los clips con la maestro, no debe ser reducida y entre ellos tampoco han de formar un ángulo lo suficientemente grande para impedir que se genere en los puntos de contacto fuerzas de compresión Es sumamente importante que los clips de agarre se encuentren en una posición central exacta. Ensayos realizados hace muchos años en el Instituto Tecnológico de Massachusetts han demostrado que por desplazamiento de 1/16" disminuía la fuerza de tensión en un 15 6 20% El ensayo de tracción por compresión diametral El ensayo de tracción por compresión diametral utilizado inicialmente para determinar la resistencia del concreto se ha empleado también como ensayo normal en la evaluación de la resistencia a la tracción del cemento.
  • 18. Como bien se sabe, el estudio de la distribución de tensiones en una placa circular bajo la acción de dos fuerzas diametralmente o puestas distribuidas a lo largo de dos generatrices situadas en un mismo plano diametral (estado plano de deformaciones) ha sido estudiada originalmente por Hertz y Tinoshenko. Se puede obtener las tensiones en un punto cualquiera, por la suma de las tensiones producidas por una fuerza que actúa sobro m semiplano, radiando alrededor de los puntos de aplicación de dos fuerzas de compresión diametrales, o contorno circular y distribuidas uniformemente Estas últimas tensiones tienen como valor: Siendo: F = la fuerza total de compresión D = el diámetro
  • 19. L = la longitud del cilindro como resultado de tal demostración a todo lo largo del plano diametral donde están situadas las generatrices sobre las cuales actúa la compresión las tensiones normales de tracción son distribuidas uniformemente e iguales a: En un punto cualquiera de dicho plano diametral a otra tensión principal es una tensión de compresión que tiene como valor: Esta tensión aumenta a partir del centro donde ella tiene como valor: y a medida que se realiza la aproximación de las generatrices de contacto ella tiene el valor, En realidad el contacto no se realiza a lo largo de una generatriz, hay una banda de contacto con los platos de la máquina de ensayo de ancho a, aquí resulta una perturbación local y el valor máximo de la tensión principal de compresión es: En cuanto a la tensión principal 1 ella decrece en la vecindad de la banda de contacto y resulta nula y cambia de signo transformándose en una tensión de compresión Como el ancho de la banda de contacto es muy pequeña, se verifica, que a lo largo de casi toda la superficie del plano diametral las tensiones normales de tracción son uniformemente distribuidas y tienen el valor:
  • 20. Estos valores son válidos hasta el momento de la ruptura, si bien entonces no se encuentra en el dominio de la teoría de elasticidad. En efecto, la distribución de tensiones es desde el comienzo uniforme y las tensiones de compresión en el momento de la ruptura son muy pequeñas (a excepción del inmediato de la banda de contacto). se ha explicado que la teoría de ruptura que expresa más acertada mente el comportamiento del cilindro de mortero bajo compresión diametral, es la de la más grande tracción principal y la de frotamiento interno. En verdad, existe un dominio en el cual pase a la existencia de una tensión principal de compresión la rotura se produce por separación, según un plano normal a la tensión principal de tracción, en el momento que éste alcanza el valor de la resistencia intrínseca del material. Cabe precisar que la resistencia a la tracción del concreto es generalmente cinco veces menor que la de compresión. Entre los investigadores que han tratado acuciosamente de este en sayo, se encuentran Wright, Simon, Peltier, Azakawa, Zegler, Thau low, Narrow y ullberg. se han propuesto determinadas relaciones. Entre ellas podemos confirmar la de Lobo Carneiro entre las resistencias de tracción y compresión Narrow y Ullberg han encontrado coeficiente de proporcionalidad entre el ensayo brasilero y el ensayo de tracción según la curva de la figura.adjunta. Azakawa, ha introducido un nuevo parámetro, el factor agua-cemento con una relación: Siendo x, el factor agua-cemento.
  • 21. Ensayo de tracción por fuerza centrífuga Para determinar la resistencia a la tracción de los cementos, se ha desarrollado una máquina que utiliza la acción de la fuerza centrífuga. Consiste en un rotor metálico cm un alveolo de sentido diametral donde se coloca una probeta prismática. Por una velocidad creciente el prisma se encuentra solicitado por fuerzas iguales y opuestas. A determinada velocidad se rampe en partes iguales (con ruido). Para determinar el valor de la fuerza actuante es suficiente leer el número de vueltas por minuto que ha producido la rotura, en el tacómetro de la máquina y conociendo el peso de la probeta se deduce su resistencia. El procedimiento se basa en que si "a" es la densidad del mortero, un elemento diferencial dx dy en el plano de rotación está sujeto a un esfuerzo centrífugo unitario.
  • 22. cuyas proyecciones, sobre los ejes coordenados son: realizando el cálculo de la tensión de tracción en la sección central del espécimen se obtiene: Siendo: P = el peso del espécimen, en grs. N = velocidad de rotación en vueltas por minuto La probeta se encuentra libre dentro del alveolo y la tensión de tracción debida a la componente de la fuerza centrifuga perpendicular al eje de la probeta puede no considerarse por que es pequeño, razón por la cual el campo de tensiones es uniforme en la sección media. Como la rotura se presenta en el medio de la probeta, es posible efectuar dos ensayos de compresión posteriormente Ensayo de tracción par el método del anillo Este método de ensayo para determinar la resistencia a la tracción de los cementos, consiste en ramper un anillo de pasta pura por una presión interior uniforme Los anillos utilizados son similares a los de la prueba de fisura cien. Sus dimensiones son las siguientes:
  • 23. - Diámetro interior 2a = 9 cms. - - Diámetro exterior 2b = 12.7 cms. - - Altura h = 4 cms. El principio del ensayo es el siguiente. Si consideramos un anillo cilíndrico sometido a una presión interior p uniformemente repartida, según la Fig. 1, a una distancia r del eje, la tensión tangencial y radial, que por razón de simetría dependen de r serán:
  • 24. Se observa que la tensión tangencial será siempre una tensión de tracción, mientras que la tensión radial es de compresión La tracción es máxima en la superficie interior (r = a) y mínima que la superficie exterior (r =b). Estos valores extremos son los siguientes: La tensión de compresión radial es igual a p en la superficie interior y se anula en la superficie exterior. Tomando los valores de los diámetros interior y exterior, definidos inicialmente, las ecuaciones expuestas toman la siguiente forma: La distribución de las tensiones según el espesor del anilla se puede apreciar en la figura 2. Admitiendo la teoría de la tensión máxima, es posible considerar como valor de la resistencia a la tracción, el de la tensión de tracción máxima en la superficie. interior: que corresponde a la presión interior p que provoca la rotura. Todo lo anterior es admisible en cuanto la distribución de tensiones de tracción según se expresa en la figura, se mantiene más allá del dominio elástico hasta la ruptura. En efecto, como las tensiones tangenciales son tensiones de tracción en todo el es pesor del anillo, su distribución no difiere en mucho de una distribución uniforme, a la vez que el material tiene diminuta deformación plástica bajo cargas instantáneas de tracción. En favor de este método se encuentra el sistema de cargas que es sencillo y fácil de
  • 25. determinar. La no existencia de problemas de centrado y rozamiento y el hecho de que la presión es uniforme.
  • 26. El procedimiento operatorio consiste en confinar el área sometida a la presión mediante anillo. La presión se efectúa utilizando una botella de aire comprimido que expande una bolsa de caucho en el interior. Un manómetro determina la presión ejercida. Ensayo de tracción por flexión Uno de los primeros ensayos para establecer la resistencia mecánica de los cementos fue el ensayo de flexión. como quiera que las resistencias a la tracción de este material son muy inferiores a las de compresión, la rotura se debe a una solicitación de tracción Parece que fue Vicat, el primero en especificar este tipo de prueba. la comisión que estudió en Francia en 1914 los métodos de ensayo del cemento, recomendó este tipo de ensayo; aduciendo la facilidad de definir los especimenes por dos cifras (longitud y arista de la sección), la buena disposición de los especimenes la débil carga de la rotura así como la economía para realizar los aparatos de ensayo. Asimismo, la aplicación de las cargas mediante cuchillas en lugar de los difíciles elementos de sujeción empleados en los ensayos de tracción. Cuando sobre un espécimen prismática se ejercen fuerzas de manera de inducir esfuerzos de compresión sobre una parte de la sección transversal y esfuerzo de tracción sobre la parte restante, se considera que el elemento está sometido a flexión Para evitar esfuerzos por corte o torsión, es necesario que las cargas se apliquen en un plano de simetría y que las deflexiones sean paralelas al plano de las cargas. En la ilustración de la figura, la viga sometida a carga transversal, el efecto flector en una sección cualquiera se expresa como el momento M, el cual es la suma de los momentos de todas las fuerzas que actúan en uno de los lados de la sección. Para que exista equilibrio la resultante de las fuerzas de tracción T debe ser igual. a la resultante de las fuerzas de compresión C. La resultante de los esfuerzos de flexión en cualquier sección forman un par de igual magnitud que el momento flector.
  • 27. las variaciones del corte transversal total y del momento flector a lo largo de una viga son comúnmente representadas por diagramas de corte y de momento, los cuales se ilustran para casos típicos de carga concentrada. Debe señalarse que la carga simétrica en dos puntos arroja una condición de flexión pura (momento constante) sobre la porción central. de la luz. En una sección trasver sal de la viga, la línea a lo largo de la cual los esfuerzos son nulos se llama “eje neutro“. Por lo expuesto, conforme- se deduce del gráfico correspondiente a los diagramas de momentos y corte, deberá obtenerse resultados más representativos, aplicando cargas en los tercios ¿lo la luz a diferencia de la carga centrada, que determina una sección predeterminada de rotura. La rotura de los especimenes de cemento ocurre de manera súbita cuando la tensión de tracción sobrepasa la capacidad resistente del material a esta solicitación. Como bien se sabe, el cemento resiste varias veces en compresión la resistencia propia de tracción
  • 28. FRAGUA De la fragua Se denomina fraguado del cemento al cambio de la pasta del estado plástico al estado rígido (1). Este fenómeno es importante en la utilización del cemento, pues el concreto es un material moldeable que al perder plasticidad se fisura en estado fresco, rotura que afecta seriamente la resistencia final. En la práctica la determinación de la fragua es empírica, su más conveniente régimen se guía por La experiencia y su normalización se relaciona con los procedimientos de trabajo del concreto. La fragua del cemento La regulación de la velocidad de fraguado en todos los cementos, puede obtenerse con éxito mediante del ion sulfato, generalmente bajo la forra de yeso. Su acción re-manifiesta al formar con el C3A al inicio de la hidratación la denominada etringita un trisulfo: aluminato que se transforma posteriormente en un monosulfoaluminato, que forma un ecrán semipermeable, que impide por un lapso la creación de productos de hidratación Este período "latente" termina cuando la presión osmótica interna rompe la membrana y se desarrolla la hidratación de los silicatos. En este estado, el agua penetra los gránulos del cemento hidrolisa los constituyentes anhidros, difunde y sirve de vehículo a los iones hasta la precipitación, como hidratos estables en los intercisios granulares inicialmente cubiertos por el agua. Esta pseudo cristalizaci6n se efectúa con elementos muy pequeños (1) Definiciones tecnológicas y no reológicas
  • 29. medidos en Amstrongs, en una masa porosa, donde se estructuran en forma de agujas y plaquetas, con numerosos puntos de contacto que aseguran la cohesión y dan la resistencia a la deformación que re presenta el fraguado. Sobre el inicio y fin de fraguado La determinación de las condiciones de la fragua del cemento tradicionalmente se realiza en dos etapas, que corresponde a lo que se denomina el inicio y el fin de la fragua. Estos términos parecen indicar una discontinuidad marcada en el proceso, lo que no corresponde a la realidad. En efecto, si bien los compuestos del cemento tienen diferente velocidad de reacción con el agua, de ' manera secuencial así C3A C4AF > C3S > C2S, no es causa de discontinuidad, pues los gránulos de cemento tienen una amplia distribución granulométrica que compensa todo cambio brusco. Debe entenderse que la fracción de cemento activa en la fragua se encuentra comprendida principalmente entre los 5 y 30 micrones pues, los gránulos más pequeños estarán hidratados por meteorización y los más gruesos participan lentamente en el endurecimiento La acción del yeso permite que el cemento presente una fragua entre límites estrechos, dándole seguridad al usuario. Por otra par te, en relación con los requerimientos de la producción y colocación del concreto, es posible modificar el régimen de la fragua mediante la adición de retardadores y aceleradores normalizados, de amplia difusión en el mercado.
  • 30. De los ensayos de fragua las primeras _pruebas sobre la fragua se realizaron en los traba jos de Vicat, en el siglo pasado, midiendo la penetración de una aguja de 1 m. de diámetro de sección, bajo una carga de 300 grs. en una pasta de cemento. Este procedimiento permanece inalterable en la gran mayoría de normas. El ensayo de Vícat, constituye una determinación de resistencia al corte, apropiado para determinar la viscosidad de la pasta de cemento. Es así aplicable la fórmula de Metrot, apropiada a los fluidos viscosos. P = carga aplicada(en grs.) g = aceleración de la gravedad (981 cm/g2.) h = penetración de la sonda (cm.) R = radio de la sonda. En el caso de la aguja de Vicat. y los valores de los periodos normalizados inicio de fragua = 200.000 dynas/cm2. Fin de fragua = 106 dynas/cm2. Factores que afectan la fragua del cemento
  • 31. El compartimiento de fragua se determina por los siguientes factores: Intrínsecos: - Contenido de aluminato tricálcico - Tipo y cantidad de yeso agregado - Contenido de álcalis De. la prueba: - Dosaje de agua - Intensidad de la mezcla - Temperatura del agua y de los materiales. Medio de conservación
  • 32. Para eliminar los últimos factores, se requiere cumplir celosamente las especificaciones del-ensayo. Métodos de ensayo alternativos El proceso del fraguado va acompañado con cambios en el comportamiento de la pasta. Se comprueba un rápido aumento de la temperatura de hidratación que coincide con el inicio de la fragua y llega a máximo al final de la misma, además la conductividad eléctrica disminuye y la ve locidad de propagación del sonido se incrementa; fenómenos que están en relación con la modificación de estado del agua y el incremento de la fase sólida. Utilizando estas propiedades se han propuesto métodos alternativos para determinar el fraguado de los cementos, que enumeramos al pie. Sin embargo, el método de Vicat desarrollado en 1820 y la expresión de resistencia al corte, permanece vigente en todas las normas de cemento Los procedimientos de ensayo se basan en lo siguiente: - Variación de resistencia eléctrica o la impidencia del medio corrientes de 50 á 1000 Hz. - Cambios de la admitancia es decir lo inverso a la propiedad anterior, empleando corrientes de alta frecuencia, de 20 á 30 M Hz. considerando la pasta como un sistema en paralelo resistencia condensador - Efectos voltaicos, que permiten medir la tensión obtenida entre diversos electrodos, siendo el más común el Cu-Pb. - Variación de la volociclad de propagación de ondas ultrasónicas en la pasta.
  • 33. De la exactitud y precisión Conviene recordar, que si bien no es fuente de discrepancias las variaciones de ensayos do fragua entre, laboratorios, dada la amplitud admisible en el de fragua, los errores se deben a causas fácilmente detestables. Ellas son principalmente: - las variaciones de temperatura del agua de mezcla y conservación - La heterogeneidad de la pasta, la exudación, el contenido de aire, etc. - La calidad de la superficie de la pasta, luego del enrasado del molde. - El frotamiento de los órganos del aparato, por defectos de construcción, desgaste, polvo, etc. Aparatos automáticos En la actualidad se encuentra en el mercado diversos aparatos automáticos para la determinación de la fragua, sus principales ven tajas son las siguientes: - Permiten el estudio de la fragua fuera de las horas de trabajo, incrementando la productividad del laboratorio. - Facilitan una regular cadencia de las observaciones, mejorando la exactitud de la determinación.
  • 34. - Hacen posible un mejor control de la temperatura de ensayo, en especial cuando ésta difiere del ambiente. - Elimina los factores de variación atribuibles al ensayista - Proporcionan un registro gráfico del desarrollo de la fragua EL CALOR DE HIDRATACION La hidratación del cemento provoca una reacción exotérmica de cada uno de los constituyentes con el agua. El calor que se libera es apreciable, alrededor de 80 cal/g. de cemento, lo que ocasiona que en el interior de concretos másicos la temperatura alcance al rededor de 50'C. la importancia de este fenómeno, se encuentra en el concretado de grandes volúmenes, pues la escasa conductibilidad térmica del concreto impide que el calor desarrollado se disipe por radiación. Durante el período de incremento de temperatura se producirá una expansión del cemento y luego al enfriarse el material a la temperatura ambiente se hace posible la formación de grietas o fisuras. Por el contrario, cuando se concreta en tiempo frío, el calor de hidratación del cemento contribuye positivamente, protegiendo la pasta de cemento de la congelación. Diversos investigadores han establecido fórmulas que permiten calcular el calor de hidratación del cemento, a diferentes edades, según su constitución química. Se calculó el calor desarrollado por 1 gramo de cemento, reemplazando en la siguiente relación, el % en peso de los constituyen tes. Se puede establecer que la contribución al calor de los compuestos del cemento en calorías
  • 35. gramo en diferentes edades. 3 días 28 días C3A 1.70 0.02 2.02 0.20 C3S 0.98 0.05 1.14 0.05 C4AF 0.29 0.18 0.48 0.18 C2S 0.19 0.04 0.43 0.04 Sin embargo, estas relaciones, al no tener en cuenta parámetros secundarios de importancia en la liberación de calor como la finura del cemento y la meteorización no pueden sustituir a los métodos experimentales. Su importancia reside en que permite proveer en que sentido las variaciones de la composición del clinker incidirán en el calor de hidratación del cemento. En rigor, el calor de hidratación que usualmente se mide compresión la suma de los calores liberados por las reacciones químicas de hidratación y el calor de absorción del agua sobre la superficie del gel de cemento que representa un 25% aproximadamente del calor total. En la práctica, el valor que tiene interés corresponde a la velocidad de calor desarrollado, teniendo en cuenta que en los tres primeros días que se libera más de la mitad del calor total de hidratación
  • 36. Básicamente para disminuir el calor de hidratación del cemento, se requiere disminuir en el crudo el A12 03 y el Ca0, y/o disminuir la finura. Las normas establecen dos tipos de cemento de bajo calor de hidratación el tipo II denominado de moderado calor de hidratación, que no desarrolla más de 290 cal/g. y el tipo IV de bajo calor de hidratación, con un desarrollo menor o igual a 250 cal/g. los requerimientos do- composición de estos cementos son los siguientes: COMPUESTOS OXIDOS C3A C3S C2S SiO2 Al203 Fe203 TIPO 11 8 21 6 6 TIPO IV 7 35 40 6.5 Las restricciones de la composición química, hacen que la norma fije resistencias menores en las primeras edades del cemento tipo II y resistencia final en el tipo IV con relación al tipo I. Esta situación no desmerece a estos cementos, utilizados en obras que no requieren apreciable resistencia. Parámetros secundarios El calor de hidratación de acuerdo. a las experiencias obtenidas es una función lineal, creciende, de la finura de los cementos. Cuando la finura pasa de 3000 á 4000 gr/cm2. el calor de hidratación puede incrementarse en un 50% a las 24 horas. La meteorización del cemento disminuye el calor desarrollado en la hidratación. Su acción es
  • 37. mayor con la humedad ambiente y el tiempo de exposición. Un cemento conservado durante un mes en clima húmedo puede reducir en un 100% el calor desarrollado a las 24 horas. La absorción de 1% de C02 origina una reducción de 5.8 cal/gr. Finalmente, la edición de material puzolánico o inerte, varia el calor de hidratación del cemento, en la medida que el porcentaje de adición disminuye el porcentaje de C3A y C3S. De los métodos de ensayo Se han desarrollado varios métodos para evaluar el calor de hidratación del cemento. - Calor de disolución - Calorímetro adiabático - Botella aislante Calor de disolución El método de calor de disolución. es un método de empleo general en termoquímica para determinar el calor de formación de compuestos. Se mide el calor de hidratación del cemento por disolución en un ácido, en tras operaciones: 1) La disolución del cemento anhidro por ácido, en un calorímetro, cuya masa calorífica total M, es conocida. La disolución es exotérmica y provoca un calentamiento del calorímetro de valor ea. la cantidad de calor desarrollado por el cemento anhidro será así:
  • 38. 2) Hidratación de una cantidad de cemento y conservación durante un tiempo t requerido, en un recinto a temperatura constante. molienda y disolución de la pasta en ácido, generando una reacción exotérmica con calentamiento:. el desarrollo de calor corresponde a: 3) Considerando que todo calor de reacción, efectuado a presión o volumen constante, depende únicamente del estado inicial y final, puede determinarse el calor desarrollado por la hidratación de c gramos de cemento en un tiempo t como: o también: El procedimiento de ensayo está normalizando por ITINTEC y ASTM. Método de la botella aislante En el método de la botella aislante o termos, se utilizan dos vasos Dewar, en uno se coloca el mortero a estudiar en el curso de la hidratación y el otro sirve de referencia de temperatura con un mortero endurecido. El procedimiento consiste en obtener la curva de calentamiento, a partir de la cual se calcula el calor desarrollado en cada instan te. A este objeto es necesario efectuar la corrección de cada
  • 39. botella. En general este método es poco costoso y guarda muy buena precisión hasta los siete días. El cálculo del calor de hidratación a partir de la curva de calentamiento. Si consideramos que la liberación de calor en el curso de la hidratación del cemento dQ en un período de tiempo dt, sirve para e levar la temperatura del calorímetro y de su contenido de y además alimentar las pérdidas de calor al medio ambiente, se puede plantear la siguiente relación: Siendo: DQ = (calorías) cantidad de calor liberado en t.
  • 40. M = (gramos o calorías) masa calorífica de la botella y accesorios. E = (grados centígrados) calentamiento del mortero en t. También temperatura del mortero temperatura testigo. = (grados centígrados) coeficiente de pérdida de la botella. De = (grados centígrados) variación del calentamiento e debido a dQ. Dt = (en horas) tiempo en que se libera el calor dQ. Para conocer el calor total liberado se requiere hacer la sumatoria de todos los calores elementales dQ en función del tiempo. El primer término representa el calor acumulado por el mortero en el transcurso de la experiencia y se le denomina calor latente. El segundo término representa el calor perdido. En la práctica operatoria, se logra que e0 = 0 De esta manera, el calor liberado por un gramo de cemento, entre el inicio de la experiencia y el tiempo t será: Método del calorímetro adiabático El método del calorímetro adiabático se basa en determinar un espécimen de la liberación del calor que se desarrolla en concreto o mortero que se mantiene a la misma temperatura del cemento que se está hidratando, registrándose la temperatura en función del tiempo. Este procedimiento guarda similitud con la situación del concreto en grandes masas, por lo que es apreciado para evaluar el comportamiento directo del cemento en concreto. El dispositivo de ensayo comprende un recipiente estanco donde se ubica el conjunto que a su
  • 41. vez se encuentra en el interior de un recipiente de cobre, dotado de resistencias exteriores repartidas de manera de poder desarrollar un calentamiento uniforme del recinto. Un sistema de regulación permite mantener la igualdad de temperaturas entro los dos recipientes. Para asegurar el proceso de ensayo, ambos en conjunto se encuentra en la práctica dentro de una protección calorífica aislante. El principio de medida es simple. La cantidad de calor Q liberado será: Siendo M la masa calorífica del aparato en operación y E) el calentamiento medido. En el caso de un contenido de cemento "c" en el espécimen, el calor de hidratación será
  • 42. Evaluación de los métodos En los Últimos años se ha introducido las técnica de medida adiabática, especialmente por encontrarse en el mercado aparatos sofisticados que ofrecen Medidas directas, precisas y continuas obteniéndose rápidos resulta-dos que son real. expresión de como se comportara un concreto en obras masivas. El método de la botella aislante económico y menos espectacular, brinca al usuario resultados muy satisfactorios, coincidentes con los que se obtiene con el método adiabático en los prime siete días. Su utilización desde el punto de vista geográfico es muy restringida. En cuanto al método de calor de disolución, se encuentra en casi todas las normas de cemento. Mientras no se pretenda extrapolar sus resultados y se le considere como un procedimiento para evaluar la calidad del cemento, quedará por mucho tiempo como norma preferida. Con la restricción de su aplicación a los cementos compuestos, por los problemas de la puesta en solución del material puzolánico. ESTABILIDAD DE VOLUMEN La estabilidad del cemento endurecido es de importancia para la permanencia y buen servicio de las construcciones. En principio todos los cementos tienen deformaciones diminutas de contracción y dilatación según el equilibrio termo higrométrico con el entorno; deformaciones previsibles y controlables. Sin embargo, ciertos cementos luego de fraguados pueden sufrir importantes deformaciones, dilatándose hasta llevar a la rotura a morteros y concretos. Estos desarreglos pueden atribuirse a un exceso de los siguientes compuestos: Cal libre, Ca0 Magnesia libre MgO especialmente cristalizada, Yeso, SO4 Ca 2 H2O La cal libre
  • 43. La cal libre se produce Por factores diversos, presentando formas diferentes. Debemos distinguir el óxido de cálcico anhidro CaO del hidrato de calcio Ca (OH)2 y definidos muchas veces bajo la denominación de cal libre en especial por el análisis químico La cal libre CaO, en su forma de óxido de calcio anhidro, se produce por las siguientes condiciones: - la combinación incompleta de los materiales del crudo; sea por molienda grosera o calcinación insuficiente. - un elevado limite de saturación de cal en la mezcla del crudo. - descomposición térmica de la alita, modificada por un débil porcentaje de óxido de aluminio o fierro, según la reacción 3 CaO SiO2 = 2 CaO SiO2 + CaO La formación resultante se observa al microscopio sobre los cristales de alita. Las causas que producen la cal libre intervienen en la- magnitud de la expansión. La cal libre primaria, en función de presentar grano cristalino grueso, resultan potencialmente mas expansiva. La cal libre secundaria es de grano fino y poroso se encuentra dispersa, reacciona rápidamente con el agua por lo que no es fuente de expansión apreciable. La magnesia
  • 44. Las deformaciones debidas a lalibre sólo se presentan cuando se encuentra cristalizada en forma de cristales de periclasa, que por lenta hidratación forman la Brucita Mg (OH) 2 que tiene un incremento de volumen del orden del. 120%, originando las tensiones internas que llevan a la rotura al concreto. La magnesia libre proviene de los materiales calcáreos dolimíticos, yacimientos que son explotados en muchos países sin problema, aplicando un rápido enfriamiento al clinker a la salida del horno, de manera de vitrificar la magnesia e impedir su expansión futura. La acción negativa de la magnesia fue establecida por los trabajos de Vicat, a fines del siglo pasado siendo motivo de estudios empíricos por los fabricantes de cemento de Alemania que prescribieron para eliminar los desarreglos del cemento un contenido máximo de 5% de magnesia libre. Este criterio subsiste en la actualidad en la casi totalidad de las normas, pese a la limitación de no diferenciar la forma de presentación de la magnesia. Sulfato de calcio El sulfato de calcico es el tercer elemento capaz de producir variaciones de volumen. Esta eventualidad se produce cuando el porcentaje de yeso, que se agrega a la molienda conjunta con el clinker, es superior al que puede reaccionar con el C3A en el fraguado. En tal caso se produce un, sulfoaluminato de calcio que provoca expansión lenta. Sin embargo, la casi totalidad de las normas imponen restricciones severas al contenido de yeso en los cementos, lo que hace que este desarreglo sea esporádico. Parámetros secundarios la estabilidad de las pastas guarda relación con el contenido de C 3 S del cemento. En efecto, la inestabilidad se produce cuando las tensiones de expansión superan a la cohesión intrínseca de la pasta; produciendo eventualmente la fisuración al sobrepasar la resistencia a la tracción. El incremento de C3S, responsable de la resistencia en las primeras edades, permite mayor contenido de CaO libre.
  • 45. La finura del cemento interviene en la inestabilidad producida por Ca0 libre, en la medida que una mayor finura del cemento origina la posibilidad que el CaO pueda hidratarse antes del fraguado, reduciéndose así su acción expansiva. Métodos de ensayo Las agujas de Le Chatelier. El método de Le Chatelier consiste en apreciar la expansión de un pequeño espécimen cilíndrico de cemento hidratado en condiciones de curado en agua hervida o vapor de agua. El instrumento consiste en un molde cilíndrico de bronce de 3 cms. de diámetro y 3 de altura, con una hendidura a lo largo de la generatriz. Dos vástagos alargados, con extremidades en punta, se fijan a ambos lados de la hendidura, para poder medir con facilidad la expansión del cemento El cilindro se moldea con cemento de consistencia normal y se mantiene entre dos placas de vidrio, sumergiéndolo en agua de 18 á 20"C. durante 24 horas. Prueba de la galleta. El método de la galleta consiste en preparar una masa de pasta pura, de 8 á 10 cms. de diámetro y de 1 á 2 cms. de espesor, rebajado en los bordes. El espécimen es conservado en estado húmedo durante 24 horas y luego en atmósfera de vapor de agua hirviendo por cinco horas. Al término se aprecia las deformaciones o formación de fisuras. Esta prueba, al no poder expresar resultados en unidades c.g.s. introduce un factor subjetivo en su evaluación.
  • 46. El ensayo de autoclave: El ensayo de estabilidad al autoclave tuvo un amplio desarrollo en los Estados Unidos a principios del siglo. En 1934. la comisión que estudiaba la estabilidad de los cementos en el ASTM, llevó a cabo una serie de experiencias a fin de adoptar este método do, en sustitución al ensayo vigente de exposición de galletas de cemento al vapor de agua en 100ºC. Las conclusiones de la Comisión fueron las siguientes: - El ensayo de galleta de la norma ASTM no es suficiente como prueba de estabilidad del cemento - La expansión, medida con las agujas de Le Chatelier, luego de tratamiento en agua hirviendo.. no guarda correlación con el ensayo en autoclave. - La cal libre es el factor principal de la expansión diferida da. Incrementos reducidos pueden atribuirse al contenido de magnesia o aluminio tricálcico, cuando sobrepasan valores de MgO, de 0.8 á 4%; C 3 A 1 de 6 á 14%. En virtud de estos estudios el ASTM adoptó el método del autoclave como norma tentativa el año de 1940, aprobándola como definitiva el año de 1944. En el ensayo de autoclave se determina la estabilidad del cemento Midiendo la expansión de probetas prismáticas ¿te pasta pura, mantenidas luego de 24 horas de curado húmedo bajo temperatura alta y presión de 295 psi durante 3 horas. Las probetas tienen 11,2 de sección y la longitud de medida es de 10"; el comparador está graduado en 1/10,00u de pulgada. Los resultados se redondean en 0.01% al más cercano. FINURA El concepto de finura ha estado desde muy antiguo vinculado a la calidad del cemento. En efecto, se aprecia que cuando más fino sea el polvo de cemento, es decir, cuanto mayor es la
  • 47. relación la superficie activa sobre la masa, se potencian las reacciones de hidratación del cemento y el agua. El cemento más fino produce una pasta con mayor capacidad para cubrir los gránulos del agregado, factor de importancia pues la rotura del concreto se debe generalmente a falla de adherencia. Además, las reacciones de hidratación son más elevadas cuando crece la superficie específica del cemento, en cuanto las reacciones se producen sobre la superficie y a través de ella. Inicialmente los cementos no fueron objeto de molienda fina, presentando un número apreciable de granos gruesos; por lo que las normas se preocuparon de limitar e! residuo en mallas de 30 á 50 micrones. Posteriormente, en el período comprendido entre las dos guerras mundiales, se produjo un incesante incremento de la finura, que llevó al control de la calidad por la determinación de la superficie específica. En la actualidad, se introducen métodos sea para establecer la granulometría del polvo o la superficie efectiva, de manera rápida y económica. En efecto, los valores de superficie específica no siempre son válidos para explicar el comportamiento de las pastas, dado que una pequeña fracción muy finamente molida aumenta en mucho el valor de la superficie específica total. También se ha apreciado que no todos los tamaños de cemento tienen la misma actividad. Se conoce que los tamaños mayores a 50 micrones, no llegan a hidratarse; sin embargo, estos gránulos pueden contribuir al restablecimiento autógeno en el caso de fisuración del concreto. Los tamaños más pequeños, del orden de los 5 micrones, parecen ser los responsables de las
  • 48. resistencias entre uno y tres días. Existe consenso que los gránulos comprendidos entre 5 y 30 micrones son los de mayor actividad. Se ha tratado de elaborar teorías sobre el tamaño óptimo del cemento, sin embargo el lento desarrollo de la tecnología de molturación hacen que cualquier alcance logrado no sea de aplicación inmediata. Los circuitos de molienda cerrada producen cementos de granulometrías más estrechas, según las características del reciclaje, mientras los molinos abiertos les' dan mayor amplitud. El grado de molienda, que en algunos países ha llevado a significar un elemento de competencia en el mercado, resulta antieconómico a partir de ciertos valores, superiores a 4000 cm2/gramo. Sin embargo, es determinante en la fabricación de los cementos de alta resistencia inicial y los de superalta resistencia inicial. Algunas especificaciones, como es el caso del American Association of State Highway, han limitado la finura de los cementos utilizados en calzadas a 4200 cm2/gramo. explicación se encuentra en que a la vez de tener efectos benéficos la finura exagerada de los cementos puede producir determinación nados desarreglos. En efecto, entre las ventajas de la finura está: - Resistencia más rápida. - menor cantidad de agua necesaria para la consistencia apropiado del concreto. - Disminuye la tendencia a la exudación del concreto. Asimismo, genera los problemas de: - Incremento de la incorporación de yeso al clinker. - Aumenta la acción del intemperismo sobre el cemento
  • 49. - Origina deformaciones más importantes. Esto explica el porqué de la norma de finura, que no solamente está dada para garantizar la resistencia inicial, como fue la justificación al introducirse la norma.