Cemento Expansivo

En la industria de la construcción es posible encontrar varios tipos de cementos, como el cemento/concreto expansivo. Aunque el hormigón desactivado es uno de los más populares, el cemento expansivo tampoco se queda atrás.

A continuación, te diremos todo lo más relevante acerca del cemento expansivo. Cuáles son sus propiedades, los tipos de cemento expansivo que existen, así como las aplicaciones más comunes.

¿Qué es el cemento expansivo?

Es un tipo de cemento único que, cuando se mezcla con agua, se crea una pasta con un aumento de volumen significativamente mayor que la pasta de cemento Portland después del fraguado. Compensa las pérdidas por compresión en tu mortero de cemento u hormigón.

Se emplea más comúnmente con mezclas de concreto en los casos en que la retracción típica del cemento no es deseada, o si el cemento o la mezcla de concreto deben ejercer presión sobre otro componente de la construcción.

Se pueden usar materiales raros a base de cemento en expansión para sellar pequeñas grietas y agujeros en las paredes de concreto, como las paredes de los cimientos, e incluso pueden ayudar a prevenir fugas en algunos casos.

Características principales

En una definición más técnica, el cemento expansivo es un cemento hidráulico que se caracteriza por expandirse ligeramente al comienzo del proceso de endurecimiento, tras ocurrir el fraguado.

Si la magnitud de la expansión no es muy grande, pero lo suficiente como para compensar el esfuerzo de tracción por el proceso de secado, al cemento se le denomina compensador de contracción.

En caso de que la magnitud de la expansión sea demasiado grande, al cemento se le denomina auto desestresante. En este estado, el cemento puede ser usado para la producción de elementos de hormigón con pretensado químico.

Bloque de piedra

Otra característica relevante del cemento expansivo es que también actúa como un poderoso fraguador que se puede usar en cualquier tipo de roca. De hecho, cuando se le utiliza de esta manera, no emite ruido, ni tampoco proyecta rocas.

Contrario a lo que sucede con los cementos convencionales, el cemento expansivo opera en base al aumento del volumen que se genera por la reacción con el agua. Cuando se presenta esta reacción, se genera una enorme fuerza de rotura en un corto tiempo.

En cuanto a su campo de aplicación, puede usarse en prácticamente en cualquier sector industrial, sin importar si se trata de megaproyectos, o pequeñas demoliciones.

Su historia y desarrollo

Los cementos expansivos se inventaron inicialmente en Francia a mediados de la década de 1940, según la Enciclopedia Británica. Este cemento no solo contenía sulfoaluminato y cemento Portland, sino que también contenía escoria de alto horno, que servía como agente estabilizador.

Como resultado, se desarrolló el primer cemento expansivo práctico, que funcionó de manera consistente y se mantuvo estable a lo largo del tiempo. El cemento Portland, el yeso y el cemento de alúmina se utilizan en otro tipo de cemento expansivo creado por la misma época en Rusia.

Los componentes expansivos del cemento se han mantenido prácticamente sin cambios desde el inicio del producto, mientras que los fabricantes han mejorado la previsibilidad, la resistencia y la duración de trabajo del cemento mientras tanto.

Propiedades del cemento expansivo

  • Tiempo de configuración: 75 minutos.
  • Contenido de aire: 12%.
  • 7 días de expansión: mínima 0.04, máxima 0.10.
  • Fuerza compresiva: 7 días 14.7 Mpa, 28 días 24.5 Mpa.

Es importante mencionar que los componentes responsables de la expansión en el cemento, cuando están presentes en grandes cantidades, son la magnesia calcinada a muerte, el sulfato calcinado a muerte, y la cal calcinada a muerte.

Si existe un excedente de cal en el cemento, esto provocará modificaciones a nivel dimensional siempre que se trate de cal cristalina o cocida a muerte. Cabe destacar que la reacción entre el agua y la cal ligeramente calcinada, se comprueba rápidamente mientras que el cemento se mantiene todavía en estado plástico.

En cuanto a la velocidad exacta a la que se expande el cemento, depende enteramente del tamaño de las partículas, así como de la reacción que se genera justo después de que el hormigón se endurece.

Otro aspecto destacable de las propiedades del cemento expansivo tiene que ver con el sulfato cálcico. Este compuesto usualmente se incorpora al cemento con el objetivo de regular las reacciones de hidratación del cemento.

Por lo general se combina al instante, aprovechando que el hormigón permanece en estado plástico. A pesar de esto, cuando el sulfato cálcico se encuentra en cantidades excesivas, puede generar la aparición de sulfoaluminatos cálcicos hidratados, luego de haberse endurecido el hormigón. Cuando esto sucede, se producen daños en el cemento.

Tipos de cemento expansivo

El cemento extensivo se clasifica en tres categorías según la combinación de componentes utilizados en el cemento. Estos son:

Tipo K

Este tipo de cemento expansivo es una combinación de cemento Portland, Sulfato de trialuminato tetracálcico anhidro (c4a3s), sulfato de calcio (caso4) y cal (cao).

Tipo M

En este caso es un tipo de cemento expansivo compuesto por mezclas trituradas o combinadas de cemento Portland, y sulfato de calcio en las proporciones correctas.

Tipo S

Es el resultado de combinar cemento Portland que contiene altos niveles de aluminato tricálcico calculado (C3A), con una cantidad de calcio por encima de lo habitual, y que se encuentra en el cemento Portland.

Es importante destacar que los cementos expansivos también pueden ser el resultado de diferentes composiciones a las indicadas anteriormente. Como resultado, las cualidades expansivas de cada tipo de cemento pueden variar de forma significativa dentro de un rango.

En el segmento de la demolición, el cemento expansivo se ha vuelto una excelente alternativa a las voladuras. Esto se debe a que permite la fragmentación de grandes cantidades de material, a través de un proceso relativamente sencillo.

Debido a que no es explosivo, no existen vibraciones, y tampoco presenta dificultades de accesibilidad. De hecho, el cemento expansivo posibilita una rápida ejecución de obra, por lo que se puede utilizar en todas esas áreas donde no es seguro utilizar explosivos.

Usos y beneficios del cemento expansivo

Debido a que el agua utilizada para activar el cemento Portland aumenta su volumen, se encoge a medida que se seca. Esta contracción puede debilitar la adherencia del cemento a los objetos y estructuras vecinos o provocar fugas en situaciones específicas.

Los contratistas pueden usar cementos expansivos para hacer losas de suelo grandes y continuas sin juntas. El cemento expansivo también se puede usar para rellenar orificios de cimentación y hacer concreto autotensado que sea más fuerte que el concreto de cemento Portland tradicional.

Este material se utiliza para fabricar componentes de hormigón pretensado para puentes y estructuras. También para construir estructuras de retención de agua y para reparar superficies de concreto que han sido dañadas. Incluso se utiliza para enlechar pernos de anclaje.

Otras ventajas del cemento expansivo

  • Uno de los principales beneficios del cemento expansivo es que no genera ningún efecto nocivo, ni para el ser humano, ni para el medio ambiente.
  • Además de esto, el cemento expansivo es un producto que se puede usar como demoledor sin provocar explosión. Al combinar este cemento con el porcentaje correcto de agua, es posible demoler cualquier tipo de rocas, e incluso hormigón.
  • Otro aspecto a destacar es que la fragmentación del material aparece en un período de tiempo de entre 12 a 36 horas, posterior a su ingreso en el elemento.
  • Por otro lado, usar, transportar, o almacenar el cemento expansivo no involucra trámites ni permisos de ninguna índole.
  • La manera de usar el cemento expansivo es muy simple, ya que todo lo que se debe hacer es combinar el cemento con la cantidad de agua correcta. Después de esto solo hay que introducir el cemento en los orificios de la superficie a demoler.

La producción del cemento expansivo

Esta forma de cemento se fabrica de manera similar al cemento Portland, sin embargo, las materias primas utilizadas para fabricar los clinkers son diferentes. Se requieren aproximadamente 2,600 grados Fahrenheit, la cal y la arcilla para combinarse y hacer clinkers.

Por su parte, se requieren 2300 grados Fahrenhreit, la cal, el sulfato de calcio y la bauxita para combinarse y formar clinkers sulfolaminados. Para hacer cemento expansivo, estos dos clinkers están unidos entre sí. La cantidad de sulfoaluminato en este cemento se expande cuando se expone o se combina con agua.

Aspectos claves del cemento expansivo

  • Cuando el cemento expansivo se combina con agua, genera una pasta que se expande sustancialmente más que la pasta de cemento Portland después del fraguado.
  • Esta expansión se puede emplear para compensar la pérdida de volumen inducida por la contracción o para proporcionar tensión de tracción al refuerzo.
  • Las superficies específicas o la finura del cemento expansivo tienen un impacto significativo en sus características de expansión en todos los casos.
  • A medida que aumenta la superficie particular de la mezcla, se acelera la creación de ettingita en la mezcla de plástico y, como resultado, la cantidad de expansión se reduce al aumentar el área de superficie para un contenido de sulfato dado.
Ir arriba