Concreto vs. Cemento: Entendiendo sus Roles Distintos en la Construcción

La diferencia principal entre concreto y cemento es que el concreto es un material compuesto hecho de agua, agregado 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 concreto. Si bien el cemento es un material de construcción por derecho propio, el concreto no puede hacerse sin cemento. Los dos términos a menudo se usan incorrectamente de forma intercambiable, pero el concreto y el cemento son productos distintamente separados.

Cemento

El cemento se hace de piedra caliza, calcio, silicio, hierro y aluminio, entre otros ingredientes. Esta mezcla se calienta en grandes hornos a aproximadamente 2,700 °F (1,482 °C) para formar un producto conocido como clinker, que se asemeja aproximadamente a canicas. Estos se muelen en polvo y se añade yeso, creando la sustancia gris harinosa conocida como cemento. Cuando se añade agua al cemento, desencadena un proceso químico que le permite endurecerse.

Cemento Portland

Hay muchos tipos diferentes de cemento, pero el tipo más comúnmente usado en construcción es el cemento Portland. Joseph Aspdin de Gran Bretaña desarrolló el material de construcción en el 1700, cuando descubrió que agregar arcilla a la piedra caliza y sobrecalentar la mezcla permitía que la mezcla resultante fraguara en cualquier lugar. El cemento Portland es un tipo de cemento hidráulico, lo que significa que cuando se añade agua, inicia una reacción química que no depende de cuánta agua hay. Esto permite que el cemento se endurezca bajo el agua y permanezca fuerte incluso en condiciones húmedas. Los diferentes tipos de cemento hidráulico se usan principalmente en concreto y morteros.

Concreto

El concreto, en contraste, es un material de mampostería que usa cemento para unir piedra triturada, roca y arena, también llamada agregado. El cemento constituye del 10 % al 15 % de la masa total del concreto; las proporciones exactas varían dependiendo del tipo de concreto que se haga. El agregado y el cemento se mezclan a fondo 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 puede verterse 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 cuánto yeso se añade a la mezcla. Este tiempo puede acelerarse añadiendo cloruro de calcio o ralentizarse añadiendo azúcar. Estos compuestos funcionan afectando el desarrollo de los cristales de endurecimiento que se forman a medida que el concreto fragua. El concreto expuesto a condiciones de congelación y descongelación puede tener productos químicos adicionales para ayudar a prevenir grietas.

Proporciones de Concreto y Cemento

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

En este cálculo, r es la proporción, q_H2O es la cantidad de agua en galones estadounidenses, y W_c es el peso del cemento en libras. Se requiere una proporción de al menos 0.25 para que el concreto se endurezca, mientras que 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 concreto, lo que significa que se necesita menos agua, y se puede hacer un producto final más fuerte. El agregado también es menos costoso que el cemento, por lo que un porcentaje más alto puede reducir el costo. En general, un buen agregado tiene una combinación de rocas de muchos tamaños diferentes, con un promedio y tamaño máximo específicos; estas piedras deben ser 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 terrazas de piscinas, rascacielos, metros, postes de luz, así como aceras, entradas de vehículos y carreteras. Los ingredientes tanto en el concreto como en el cemento se encuentran entre los más abundantes en la Tierra, y ambos pueden reciclarse. La producción de cemento requiere una gran cantidad de energía, sin embargo, debido a las altas temperaturas requeridas y la industria ha sido criticada por sus contribuciones a las emisiones de dióxido de carbono.