Propiedades mecánicas del Cemento
Las propiedades mecánicas del cemento se pueden determinar a través de ensayos sobre la pasta de cemento o el mortero. Estas pruebas permiten asegurarse de que este posea la calidad deseada y que cumpla los requisitos especificados en las normas. Las propiedades mecánicas están directamente relacionadas con las físicas y dentro de ellas se encuentran:
Resistencia mecánica
Los ensayos de resistencia generalmente están indicados en todas las especificaciones del cemento debido a que la resistencia mecánica es la propiedad del material que posiblemente resulta más obvia en cuanto a los requisitos para usos estructurales. La manera más lógica de medir la resistencia mecánica de los cementos es, aparentemente, sobre probetas hechas con pasta, ya que así se limita la dispersión que aparece en los resultados cuando se usan probetas de mortero o concreto, en las cuales los resultados se ven afectados por la variación de las características de los agregados empleados. Sin embargo, se ha demostrado en múltiples investigaciones que el comportamiento mecánico de distintos cementos varia al ensayarlo en probetas con agregados (mortero o concreto), y por tanto desde el punto de vista de las aplicaciones del cemento, la determinación de resistencia mecánica sobre probetas de pasta no tiene mayor utilidad.
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Estas consideraciones hacen pensar que la resistencia mecánica se debería medir sobre probetas de concreto, ya que es esta la aplicación más importante del cemento, pero el tamaño relativamente grande de las muestras y la dificultad de obtener agregados gruesos normalizado han hecho que prácticamente ningún país del mundo utilice ensayos mecánicos sobre muestras de concreto con miras a calificar los cementos. Existe entonces a nivel mundial un acuerdo casi completo en el uso de mortero para estos ensayos, como solución intermedia entre la pasta y el concreto. En cuanto a la arena normal para preparación del mortero no existe un total acuerdo entre las normas de los diferentes países, en algunos se sigue la orientación de las normas ASTM. En la proporción en que deben mezclarse el cemento y el agua tampoco hay acuerdo, ya que la mayoría de los países exige una mezcla 1:3 (3 partes de arena por 1 de cemento) en tanto que de acuerdo a la norma NTC 220 (y a la ASTM C109) debe ser 1:2,75. Sin embargo se ha demostrado que la variación de resistencia a compresión varia menos del 7% cuando la proporción esta entre 1:2 y 1:3,5.
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Resistencia a flexión
Este ensayo está descrito en la ASTM C348, y pretende conocer el comportamiento del mortero cuando es sometido a esfuerzos de flexión. A este ensayo se le critica por conducir a resultados poco reales debido al comportamiento no elástico del mortero, que hacen que los esfuerzos máximos a flexión que se presentan en el ensayo sean distintos a los calculados aplicando las formulas clásicas de la resistencia de materiales.
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Ensayo a compresión
Esta es la característica más importante del cemento, puesto que esta propiedad será transmitida al mortero y el concreto elaborado con el cemento. Este ensayo se realiza de acuerdo a la norma NTC 220 y ASTM C109 sobre cubos de 5,08 cm de arista. Se debe tener en cuenta que la fricción ejercida por los platos de la máquina de ensayo sobre las caras a compresión de la probeta, impide la expansión lateral de la misma, y por lo tanto aparecen esfuerzos secundarios de relativa importancia en la medida de la resistencia final. Se ha demostrado que este efecto desaparece en la parte central de una probeta de una altura mayor de 1,5 veces el ancho de la misma y precisamente buscando esta ventaja, en el Brasil los ensayos de cemento se hacen sobre cilindros de 5 cm de diámetro por 10 cm de altura, con lo cual se limita la dispersión en los resultados por una mejor uniformidad del mortero en un molde carente de aristas vivas.
Conclusión
Así como las propiedades físicas del cemento, las mecánicas también se consideran una parte fundamental para el uso del material en obra; ya que dan parámetros que complementan las demás propiedades, y como se mencionaba anteriormente una de las propiedades mecánicas primordiales es la determinación de la resistencia del cemento ya que esta misma es transmitida al concreto fabricado con dicho material.
