La principal diferencia entre el hormigón y el cemento es que el hormigón es un material compuesto hecho de agua, áridos 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 hormigón no se puede fabricar sin cemento. Los dos términos a menudo se usan incorrectamente de manera intercambiable, 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 2,700 ° F (1,482 ° C) para formar un producto conocido como clínker, que se asemeja más o menos a las canicas. Estos se muelen en polvo y se agrega yeso, creando la sustancia gris parecida a una 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 comúnmente 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, se inicia 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 de humedad. Los diferentes tipos de cemento hidráulico se utilizan principalmente en hormigones y morteros.
Concreto
El concreto, por el contrario, es un material de mampostería que usa 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 hormigón 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 agrega a la mezcla. Este tiempo puede acelerarse agregando cloruro de calcio o ralentizarse agregando azúcar. Estos compuestos actúan afectando el desarrollo de los cristales de endurecimiento que se forman como fraguado del hormigón. El concreto que está expuesto a condiciones de congelamiento y descongelamiento puede tener químicos adicionales agregados para ayudar a prevenir el agrietamiento.
Proporciones de hormigón y cemento
Las propiedades del hormigón dependen en gran medida de la relación entre el agregado y el cemento y el agua en la mezcla. La relación agua-cemento es la más importante, ya que muy poca agua dificultará el trabajo con la mezcla de hormigón, mientras que demasiada debilitará el producto final. Esta relación se calcula con la siguiente ecuación:
r = 8.33 qH2O / Wc
En este cálculo, r es la relación, qH2O es la cantidad de agua en galones estadounidenses y Wc es el peso del cemento en libras. Se requiere una proporción 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 fuerte. 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 terrazas de piscinas, rascacielos, metros 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 en 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 sus contribuciones a las emisiones de dióxido de carbono.