Aglomerantes
Los
aglomerantes son aquellos materiales que amasados con agua tienen las propiedades
de ser moldeables, adherentes, capaces de unir materiales, endurecerse y alcanzar
cierta resistencia.
A
lo largo de la historia, en construcción, los aglomerantes más utilizados han
sido los aglomerantes aéreos y los hidráulicos. Los aéreos tienen la característica de endurecer en
contacto con el aire y los hidráulicos tienen la capacidad de endurecer en
contacto con el agua o sumergidos.
Los
aglomerantes aéreos más comunes han
sido la cal y el yeso. Sin embargo, dada la mayor estabilidad de la cal frente
a los agentes atmosféricos y a la humedad, su empleo se generalizó en aquellas
construcciones expuestas a la intemperie, bien en forma de argamasas para obras
de fábrica, bien en forma de enlucidos en paramentos exteriores.
Paramento exterior de
sillería y relleno en el interior de tongadas de cal, arena y canto rodado.
Las ventajas que
tienen los aglomerantes hidráulicos
es que, además de endurecer sumergidos, no necesitan del contacto con el aire
para fraguar y para continuar su proceso de endurecimiento. Por ello son
ideales para construcciones enterradas y obras de cierto espesor. También
tienen mayor velocidad de fraguado lo que acorta el tiempo de ejecución de las
obras.
En la antigüedad,
conocidos el yeso y la cal, una de las aspiraciones de los constructores era
conseguir un material capaz de fraguar
con rapidez y debajo del agua para la realización de cimentaciones en ríos y
obras marítimas. Aunque se conocía la
existencia del hormigón romano (mezcla de cal, puzolanas y piedra tosca) y de
varias calizas originarias de zonas concretas,
que por la experiencia se sabía de sus cualidades hidráulicas, se desconocía el
porqué y de qué componentes dependía
esta propiedad.
Tras varios años de estudios
y ensayos se llegó a la conclusión de que la hidraulicidad en las calizas era
debida al contenido aproximado de un 30% de arcilla.
Comenzaron a
utilizarse las cales y los cementos naturales que, básicamente, se fabricaban
mediante la cocción de margas, extraídas de canteras, con una composición de
arcillas entre el 20 y el 40%.
Paralelamente
surgieron los cementos artificiales, algo más homogéneos, pero más caros. La
primera patente de cemento Portland corresponde a Aspin, en 1.824, cuyo
producto era el resultado de la calcinación de una mezcla de calizas y arcillas
en proporciones determinadas, con un tiempo de fraguado de 10 a 12 horas.
La calcinación de las
mezclas era irregular y se obtenían diferentes grados de cocción según la
hornada. Dada la gran heterogeneidad de la composición, se utilizaban más los
cementos naturales que los artificiales por su menor coste.
En la provincia de
Alicante, para obras de cimentaciones o que debían estar en contacto con el
agua se recomendaba el uso de la cal hidráulica de Novelda.
Surgieron los hornos
giratorios y progresivamente se fueron perfeccionando las mezclas en los
cementos artificiales, controlando la composición y el tiempo de fraguado.
En España, entre las
causas principales de la lenta implantación de los cementos artificiales se
podrían enumerar: la larga tradición de la sillería, la inexistencia de métodos
de cálculo para el hormigón, la falta de familiarización de los ingenieros con
este material, su precio elevado debido a los costes de importación ya que las patentes se encontraban en manos extranjeras, su aspecto grisáceo
ocasionaba ciertos prejuicios estéticos, la inexistencia de laboratorios de ensayo para su control a
pie de obra…
En el artículo “Las obras
de fábrica y los cementos“, de la Revista de Obras Públicas de 1.902, Próspero
Lafarga denuncia la disparidad de resultados entre las distintas partidas de
cementos artificiales, incluso de marcas de reconocido prestigio. En el caso
del Viaducto de Canalejas, dada su gran altura, exigió la utilización de
cemento lento artificial tipo Portland para los morteros empleados en el
sillarejo y en la mampostería ordinaria de las pilas por su mayor calidad. La
dosificación prevista era de 450 kg de cemento por m3 de mortero.
Para el control de la calidad de las sucesivas recepciones de cemento tuvieron
que montar un pequeño laboratorio (las Jefaturas Provinciales de Obras Públicas
no disponían de estas instalaciones) que controlara los diferentes parámetros:
finura de molido, densidad aparente, tiempo de fraguado, etc...
Detalle del sillarejo
de una de las pilas del Viaducto de Canalejas.
Hormigón
El hormigón es la
mezcla de cemento, agua, arena y grava en cierta proporción, según la cual se
obtienen diferentes resistencias. Además de la capacidad del hormigón de
endurecer bajo el agua, otra importante característica es su resistencia a compresión. Hay que
diferenciarlo del mortero, formado sólo por cemento, agua y arena que sólo
posee la propiedad de adherencia y que, por sí solo, no permite formar piezas
resistentes a compresión.
En España se emplea
el término “hormigón” y en Latinoamérica “concreto”, refiriéndose en ambos
casos al mismo material.
La palabra “hormigón”
se empleaba para definir a la mezcla de la arena y la grava con un aglomerante
en un recipiente o lugar destinado para tal fin, fuera del tajo, para luego
verterlo en obra y compactarlo. Sin embargo, el término “concreto” procede del
“opus concretum” romano. De la
construcción romana es más conocido el “opus caementicium” formado por un
mortero de cal y puzolana, el cual era vertido en el espacio interior formado
por la sillería (de forma que ésta realizaba la función de encofrado
perimetral) y, a continuación, se vertían piedras o cantos rodados de cierto
tamaño para luego ser apisonados e introducidos en la masa. En el caso del
“opus concretum”, las piedras eran más pequeñas y de granulometría más homogénea
formando un núcleo más compacto e impermeable.
En España, los
primeros puentes cuyas bóvedas fueron construídas con hormigón en masa, fueron
los puentes sobre el río Lavalé e Iregua, en 1.866, levantados en la carretera
de 1º orden de Soria a Logroño por el ingeniero Ricardo Bellsolá. El puente
sobre el río Lavalé consistía en tres arcos escarzanos de 10 m de luz y 2,34 m
de flecha, y el puente sobre el río Iregua, en Lumbreras, con tres arcos
carpaneles de 10 m y 3,92 m de flecha. En ambos casos se consideró un espesor en clave de 0,90 metros. El
descimbramiento se decidió realizarlo a los 8 meses, cuando estaba asegurado el
completo endurecimiento de la masa y ante el temor de que se helase el agua contenida en el
hormigón al quedar ésta expuesta a la intemperie.
Puente sobre el río
Iregua, en la carretera de Soria a Logroño.
Hormigón armado
A pesar de algunos
precedentes aislados, se considera a Joseph Monier el padre del hormigón armado
por sus numerosas patentes de elementos hechos con este material: tiestos
(1.867), tubos, depósitos, traviesas de ferrocarril, forjados, edificios,
puentes... Su método, consistía en introducir un emparrillado de varillas
metálicas en el hormigón, con la intención de aumentar la fuerza cohesiva
general de éste.
En el hormigón armado
se produce la colaboración entre el acero y el hormigón, permitiendo resistir los
esfuerzos de flexión. Las barras de acero
se disponen en la pieza de hormigón en el lugar donde existen
tracciones. Gracias a la adherencia entre los dos materiales, el acero absorbe
las tracciones y el hormigón las compresiones.
El hormigón armado
presenta con respecto al acero las ventajas de su mayor durabilidad y menor
mantenimiento.
Para conocer más
sobre la evolución de estos materiales de construcción recomiendo la lectura
del artículo que publiqué en la revista Cimbra, titulado “De las cales, cales
hidráulicas, cementos y hormigones” y que se puede consultar en el siguiente
enlace Artículo
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