Desarrollo de la microestructura de materiales con cemento pórtland y su relación con las características mecánicas. Parte 2: Desarrollo de la estructura y de algunas características mecánicas en la masa de cemento fraguada

S. Chatterji
Dr. en Química Aplicada
Consultor Freelance
Chatterji Consultores, Dinamarca

En esta parte se ha seguido el desarrollo de la estructura de los materiales a base de cemento desde el comienzo del fraguado hasta el endurecimiento. Nada más colocar el hormigón en su forma final aparece algo de agua de sangrado en su superficie. Este agua de sangrado desaparece por la acción conjunta del incremento de temperatura dentro de la masa del hormigón y el progreso de la hidratación del cemento. En ocasiones este proceso se ve también ayudado por condiciones ambientales como una elevada temperatura ambiente y una alta velocidad del viento. La hidratación del cemento inorgánico se ve siempre seguida por una disminución de la masa total del hormigón, si bien el volumen de materiales sólidos se incrementa al mismo tiempo. La desaparición del agua de sangrado da lugar a la formación de meniscos en las superficies exteriores de la masa del hormigón. Estos meniscos comprimen la masa plástica y le dan cohesión.

La subsiguiente hidratación del cemento deposita productos de hidratación en el interior de los capilares inicialmente llenos de agua y reduce el volumen libre de cada uno de ellos. Esta precipitación incrementa la resistencia al flujo del agua a través de dichos capilares. Se llega así pronto a una situación en la que la masa interior del hormigón queda sin saturar. Una masa de hormigón puede permanecer sin saturar incluso después de 10 años en contacto con agua. A partir de esta situación se forman meniscos entre el aire y el agua en el interior de la masa y la humedad relativa disminuye. Dichos meniscos comprimen la masa interior y le proporcionan una cohesión creciente que conduce al fraguado final y al endurecimiento. Para separar la masa del hormigón en dos mitades debe llevarse a cabo un trabajo en contra de esta compresión, es decir, la compresión se presenta como la resistencia atracción de la masa. Un cálculo muestra que un descenso del humedad relativa a 0,98 es suficiente para explicar la resistencia a tracción medida en un hormigón de buena calidad. Se puede considerar que una masa de hormigón esta unida por las película de agua entre las partículas y que no es necesario suponer la formación de enlaces químicos. Se discute en el artículo la implicación de esta microestructura en algunas propiedades mecánicas como la resistencia, la retracción y la fluencia irreversibles, la inestabilidad de la estructura y la unión con los áridos. (…)