El cemento expansivo es un cemento hidráulico que se expande ligeramente durante el inicio del periodo de endurecimiento, después del fraguado. Cuando la magnitud de la expansión es pequeña pero por lo general adecuada para compensar el esfuerzo de tracción por secado, el cemento es conocido como compensador de contracción. Cuando la magnitud de la expansión es grande, el cemento se llama auto desestresante y se puede utilizar para la producción de pretensado químico de elementos de hormigón.
El cemento expansivo es un potente agente fracturador que funciona en todo tipo de rocas. No genera ruido, vibración ni proyección de roca. A diferencia de los cementos comunes el cemento expansivo actúa en base al incremento del volumen generado por la reacción con el agua, esta reacción produce una gran fuerza de rotura contra las paredes del espacio contenedor en un tiempo relativamente corto llegando a generar una fuerza de entre 8 y 9 Ton/cm2, suficiente para generar una fracturación homogénea con separaciones de entre 0,80 y 2cm. El campo de utilización del cemento expansivo es universal. Y puede utilizarse tanto en grandes obras o megaproyectos, como en pequeñas y grandes demoliciones.
El cemento expansivo genera endurecimiento, expansión y liberación de calor sin generar subproductos gaseosos o de cualquier otro tipo que puedan ser nocivos para la salud humana o capaz de generar impactos negativos al medio ambiente. A diferencia de los cementos comunes, de los que se aprovechan sus propiedades adhesivas y de endurecimiento en contacto con el agua, en los cementos expansivos se aprovecha el incremento de volumen generado por la reacción con el agua que a su vez produce una gran fuerza de rotura contra las paredes del espacio contenedor en un tiempo relativamente corto
Actualmente, se reconocen tres variedades de cemento expansivo, llamadas de K, M y S, las cuales se añaden como sufijo al tipo E-:
El E-1(K) contiene cemento portland, trisulfoaluminato tetracálcico, sulfato de calcio y óxido de calcio no combinado, es el cemento expansivo mas comercializado en Estados Unidos.
El E-1(M) contiene cemento portland, cemento de aluminato de calcio y sulfato de calcio.
El E-1(S) contiene cemento portland con alto contenido de aluminato tricálcico y sulfato de calcio.
Los cementos expansivos también se pueden producir con composiciones diferentes de las mencionadas anteriormente. Las propiedades expansivas de cada tipo pueden variar considerablemente dentro de un rango. Una de las mayores ventajas en el uso de los cementos expansivos en concreto es la compensación de los cambios de volumen ocasionados por la contracción por secado, se controlan y reducen las fisuras de retracción por secado.
En trabajos de demolición, el cemento expansivo es na alternativa a las voladuras ya que permite fragmentar de forma eficaz y continua grandes cantidades de material, mediante un sencillo procedimiento. Tras la realización de una serie de perforaciones previas, generalmente mediante roto percusión, se rellenan los agujeros creados con una mezcla de cemento expansivo y agua, que tras un determinado tiempo de fraguado, amplían su volumen y mediante tracción fragmentan el material. Esta técnica es de utilización universal, tanto en grandes obras como en pequeñas demoliciones.
El cemento expansivo no es explosivo, no existen vibraciones, no tiene problemas de accesibilidad y permite gran velocidad de ejecución de obra, se emplea en aquellos lugares donde los explosivos no sean recomendables y ocupa el vacío existente entre éstos y la maquinaria convencional.
Los cementos moderadamente expansivos se prepararon por mezcla de un 00 a un 84 % de cemento portland, un 6 % de yeso y un 4 a un 10 % de cemento aluminoso. Los componentes que provocan la expansión en el cemento cuando están presentes en gran cantidad son la cal calcinada a muerte, la magnesia calcinada a muerte y el sulfato cálcico.
Un exceso de cal provocará cambios dimensionales cuando es del tipo cocida a muerte o cristalina. La reacción entre la cal suavemente calcinada y el agua se verifica rápidamente mientras que el hormigón se encuentra todavía en estado plástico y no se producen daños, la cal fuertemente calcinada, por el contrario, se hidrata lentamente. La velocidad exacta de expansión dependerá del tamaño de las partículas y gran parte de la reacción tiene lugar después del endurecimiento del hormigón.
La reacción de la magnesia calcinada a muerte es similar a la del óxido de calcio, es decir, la expansión es debida a la formación del hidróxido. Como en el caso de la cal, la magnesia debe ser de la variedad calcinada a muerte, para que se produzca una expansión destructiva una vez que el hormigón ha endurecido.
El sulfato cálcico se añade normalmente al cemento para regular las reacciones de hidratación del cemento, y en general se combina rápidamente mientras el hormigón se encuentra en estado plástico. Sin embargo, si se encuentra en cantidad excesiva, puede continuar la formación de sulfoaluminatos cálcicos hidratados después de haber endurecido el hormigón y se producen deterioros.
Estos cementos al estar confinados aumentan su resistencia debido al aumento de la presión en función del aumento de volumen y si la temperatura del agua de curado aumenta la pasta de cemento alcanza su expansión en un menor tiempo y en menor magnitud.
- El cemento Expansivo no produce ningún efecto de carácter nocivo para las personas ni la naturaleza.
- Es un producto demoledor no explosivo y ecológico que le permitirá, al mezclarlo con un porcentaje adecuado de agua, demoler todo tipo de rocas y hormigones.
- La fragmentación del material se produce en un intervalo de 12 a 36 horas posteriores a su introducción en el elemento.
- La rotura se produce de forma controlada.
- El uso, transporte o almacenamiento del expansivo no requiere de trámites ni permisos de ningún tipo.
- Es controlado, lo que permite hacer cortes exactos y demoliciones en zonas altamente susceptibles.
- El modo de empleo es muy sencillo, se debe mezclar el cemento expansivo con la cantidad apropiada de agua e introducirlo en los orificios cilíndricos previamente perforados en la roca a cortar.
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