# ¿De qué está hecho el concreto? El concreto lleva cuatro materiales: cemento portland, agua, arena y grava o piedra triturada. A eso se le suman aire y casi siempre algún aditivo químico. Los agregados ocupan entre el 60 y el 75 por ciento del volumen, y la pasta de cemento con agua es la que pega todo y lo convierte en piedra artificial. ## En resumen - Cuatro ingredientes: cemento, agua, agregado fino (arena) y agregado grueso (grava o triturado). - El agregado es casi todo el volumen; la pasta de cemento es la parte más pequeña y la más cara. - Cemento no es sinónimo de concreto: el cemento es solo uno de los ingredientes. - La relación agua/cemento manda sobre la resistencia; no la manda cuántos sacos le eche. - Hoy casi ningún camión de premezclado sale de planta sin aditivos. ## ¿Qué lleva una mezcla de concreto? Cada uno de los cuatro materiales tiene una norma detrás. El cemento portland se fabrica bajo ASTM C150, y el cemento adicionado bajo ASTM C595. La arena y la grava se gradúan y se ensayan según ASTM C33. El agua tiene que estar limpia: si trae sales o materia orgánica, interfiere con la hidratación y ataca el acero de refuerzo. El ingrediente que casi nadie menciona es el aire. Algo de aire queda atrapado durante el mezclado, se quiera o no. En zonas de heladas se agrega a propósito un aditivo inclusor de aire que forma millones de burbujas microscópicas donde el agua puede expandirse al congelarse. ACI 318 exige aire incluido en las clases de exposición F1, F2 y F3. Las proporciones típicas por volumen se ven así. Léalas como la forma que tiene una mezcla normal, no como una receta: el diseñador de mezcla mueve todos estos números para llegar a una resistencia, una trabajabilidad y una exposición concretas. | Ingrediente | Porcentaje del volumen | Para qué sirve | |---|---|---| | Agregado grueso y fino | 60–75% | Cuerpo, estabilidad dimensional, costo | | Agua | 14–21% | Reacciona con el cemento; da manejabilidad | | Cemento portland | 7–15% | Une todo en un sólido | | Aire | 0.5–8% | Atrapado, o incluido contra heladas | ## ¿Por qué no es lo mismo cemento que concreto? El cemento es un ingrediente y el concreto es el material terminado. El cemento portland es un polvo gris fino que se produce quemando caliza y arcilla a unos 2,700 °F (1,480 °C) y moliendo el clínker resultante con yeso. Solo, no sirve de nada estructural. Con agua forma una pasta que endurece por hidratación, y esa pasta recubre y amarra el agregado. En la obra todo el mundo dice "una losa de cemento" y nadie se confunde. El problema aparece en la materialista. Un saco que dice cemento portland trae únicamente el polvo y no da concreto usable sin arena y grava. Un saco que dice mezcla de concreto ya trae cemento y agregados juntos y solo pide agua. La distinción también pesa en el precio. El cemento es el componente caro por libra, así que las mezclas que sustituyen parte del cemento por otro material cementante bajan el costo y la huella de carbono al mismo tiempo. ## ¿Qué papel juegan la arena y la grava? Los agregados llenan el volumen y mantienen quieto al concreto. La pasta de cemento se contrae al fraguar y al secar; la piedra no. Al llenar la mayor parte del volumen con agregado bien graduado, el diseñador limita cuánta contracción le puede imponer la pasta a la losa terminada. Esa es la diferencia entre una entrada de cochera con fisuras finas y una con grietas abiertas. La granulometría importa tanto como la cantidad. ASTM C33 fija la distribución de tamaños precisamente para que las partículas chicas llenen los huecos entre las grandes. Un agregado bien graduado necesita menos pasta para llenar sus vacíos, y menos pasta significa menos agua, menos cemento, menos contracción y menos costo, todo a la vez. El tamaño máximo se escoge por el elemento. En losas y zapatas es común la piedra de ¾ o 1 pulgada. En secciones delgadas, en elementos muy armados y en concreto bombeado se usa piedra más chica para que la mezcla pase entre la varilla y por la manguera. El agregado además tiene que venir limpio y sano. Las películas de arcilla debilitan la adherencia con la pasta, y ciertos agregados reactivos disparan reacción álcali-sílice años después. ## ¿Por qué la relación agua/cemento decide la resistencia? Porque el agua sobrante deja huecos. La hidratación consume una proporción fija de agua; todo lo que se agregue por encima de eso queda libre en la mezcla, tarde o temprano se evapora y deja poros capilares. Más poros significa menos resistencia, más permeabilidad y camino abierto para los cloruros que corroen la varilla. Por eso echarle agua al camión para que la mezcla corra más fácil sale tan caro. El agua extra sube la relación agua/cemento, y la resistencia para la que se diseñó la mezcla se pierde antes de que alguien pase la regla. La forma correcta de conseguir una mezcla más manejable es química, no manguera. Los reductores de agua y los superplastificantes, especificados bajo ASTM C494, suben el revenimiento sin subir el contenido de agua. Para eso existen. ACI 318 fija relaciones agua/cemento máximas para concreto en exposiciones agresivas, y con frecuencia ese límite resulta más exigente que el propio requisito de resistencia. ## ¿Qué son los aditivos y los materiales cementantes suplementarios? Los aditivos son químicos que se dosifican en cantidades pequeñas para cambiar el comportamiento del concreto, y los materiales cementantes suplementarios son polvos que sustituyen parte del cemento portland. Prácticamente todo el premezclado que se coloca en Estados Unidos trae al menos uno de los dos. Las familias comunes bajo ASTM C494 incluyen reductores de agua, retardantes para clima caluroso, acelerantes para clima frío y superplastificantes. Los inclusores de aire se especifican aparte y son los que permiten que el concreto sobreviva ciclos de congelamiento y deshielo. Entre los cementantes suplementarios están la ceniza volante, el cemento de escoria y el humo de sílice. Reaccionan con subproductos de la hidratación del cemento y forman más aglutinante, lo que baja la permeabilidad y mejora la durabilidad a largo plazo con menos cemento portland. La guía Concrete in Practice de la NRMCA explica cómo cambian el tiempo de fraguado y la ganancia de resistencia temprana, que es justo lo que el contratista siente el día del colado. Los cementos adicionados hacen lo mismo desde la planta. El cemento portland-caliza Tipo IL, producido bajo ASTM C595, está aprobado por los 50 departamentos estatales de transporte más el Distrito de Columbia y genera hasta un 10 por ciento menos de dióxido de carbono que el portland común. ## Errores comunes - **Comprar cemento portland cuando lo que hacía falta era mezcla de concreto** — el saco de polvo gris no trae agregados y no da una losa. - **Pedirle agua al operador para que corra la mezcla** — cada galón sube la relación agua/cemento y baja la resistencia de forma permanente. - **Juzgar la mezcla por el número de sacos** — lo que decide el resultado es la relación agua/cemento y la granulometría del agregado. - **Omitir el aire incluido donde hiela** — ACI 318 lo exige en las clases F1, F2 y F3, y sin él la superficie se descascara. - **Usar arena o grava sucia** — la arcilla y el limo rompen la adherencia entre la pasta y la piedra, que es de donde sale la resistencia.