¿Cuál es la diferencia entre el concreto y el cemento?

La principal diferencia entre el concreto y el cemento es que el concreto es un material compuesto hecho de agua, agregados y cemento. El cemento es un polvo muy fino hecho de piedra caliza y otros minerales, que absorbe agua y actúa como aglutinante para mantener unido el hormigón. Si bien el cemento es un material de construcción por derecho propio, el concreto no se puede hacer sin cemento. Los dos términos a menudo se usan incorrectamente como sinónimos, pero el concreto y el cemento son productos claramente separados.

Cemento

El cemento está hecho de piedra caliza, calcio, silicio, hierro y aluminio, entre otros ingredientes. Esta mezcla se calienta en hornos grandes a aproximadamente 2700 °F (1482 °C) para formar un producto conocido como clinker, que se asemejan más o menos a las canicas. Estos se muelen hasta convertirlos en polvo y se agrega yeso, creando una sustancia gris similar a la harina conocida como cemento. Cuando se agrega agua al cemento, se desencadena un proceso químico que permite que se endurezca.

Cemento Portland

Hay muchos tipos diferentes de cemento, pero el tipo más utilizado en la construcción es el cemento Portland. Joseph Aspdin de Gran Bretaña desarrolló el material de construcción en la década de 1700, cuando descubrió que agregar arcilla a la piedra caliza y sobrecalentar la mezcla permitía que la mezcla resultante se asentara en cualquier lugar. El cemento Portland es un tipo de cemento hidráulico, lo que significa que cuando se agrega agua, comienza una reacción química que no depende de la cantidad de agua que haya. Esto permite que el cemento se endurezca bajo el agua y se mantenga fuerte incluso en condiciones húmedas. Los diferentes tipos de cemento hidráulico se utilizan principalmente en hormigones y morteros.

Hormigón

El hormigón, por el contrario, es un material de mampostería que utiliza cemento para unir piedra triturada, roca y arena, también llamado agregado. El cemento constituye del 10% al 15% de la masa total de hormigón; las proporciones exactas varían según el tipo de hormigón que se esté fabricando. El agregado y el cemento se mezclan completamente con agua, lo que inicia la reacción química que hace que el cemento se endurezca y fragüe. Antes de que esto suceda, la mezcla de concreto se puede verter en un molde para que se endurezca en una forma específica, ya sea un bloque o una losa.

La cantidad de tiempo que tarda el concreto en fraguar depende en parte de la cantidad de yeso que se agregue a la mezcla. Este tiempo puede acelerarse agregando cloruro de calcio o retrasarse agregando azúcar. Estos compuestos funcionan al afectar el desarrollo de los cristales de endurecimiento que se forman como conjuntos de concreto. Al concreto que está expuesto a condiciones de congelación y descongelación se le pueden agregar químicos adicionales para ayudar a prevenir el agrietamiento.

Proporciones de hormigón y cemento

Las propiedades del concreto dependen en gran medida de la proporción de agregado a cemento a agua en la mezcla. La relación agua-cemento es la más importante, ya que muy poca agua dificultará el trabajo con la mezcla de concreto, mientras que demasiada debilitará el producto final. Esta relación se calcula con la siguiente ecuación:

En este cálculo, r es la relación, q_H2O es la cantidad de agua en galones estadounidenses, y W_c es el peso del cemento en libras. Se requiere una relación de al menos 0,25 para que el concreto se endurezca, mientras que los valores de 0,35 a 0,4 son típicos para la mayoría de las aplicaciones.

El agregado también es importante, ya que constituye más del 60 % de una mezcla de concreto, y hasta el 80 % en algunos casos. Las rocas más grandes requieren menos hormigón, lo que significa que se necesita menos agua y se puede hacer un producto final más resistente. El agregado también es menos costoso que el cemento, por lo que un porcentaje más alto puede reducir el costo. En términos generales, un buen agregado tiene una combinación de rocas de muchos tamaños diferentes, con un tamaño promedio y máximo específico; estas piedras deben estar limpias y duraderas, y no deben contener arcilla u otros minerales que puedan absorber agua.

El alto contenido de roca del concreto lo hace extremadamente duradero y, a menudo, se usa en cubiertas de piscinas, rascacielos, subterráneos y postes de luz, así como en aceras, entradas de vehículos y carreteras. Los ingredientes tanto del hormigón como del cemento se encuentran entre los más abundantes de la Tierra, y ambos pueden reciclarse. Sin embargo, la producción de cemento requiere una gran cantidad de energía debido a las altas temperaturas requeridas y la industria ha sido criticada por su contribución a las emisiones de dióxido de carbono.