Para las pequeñas obras de construcción no estructurales (empotramientos diversos, fijaciones, aplanados pintados el mismo día de la colocación del mortero, aretes, marcos de puertas y ventanas, tableros, soportes, inyecciones, sellados, reparaciones y trincheras en banquetas, obturación de fugas/entradas de agua) y para las formulaciones de morteros rápidos, lechadas, pegamento de azulejos y losas autonivelantes, las mezclas de cemento aluminoso / cemento portland permiten ajustar el tiempo de fraguado de los morteros y concretos. Con esto hacen posible ganar mucho tiempo en una obra, asegurando además resistencias mecánicas de buen nivel.

Para quedar satisfechos con estas mezclas, los maestros de obra deben conocer algunos principios sencillos sobre el origen de los cementos portland ordinarios y las proporciones de mezclas (cemento portland / cemento aluminoso). Para ayudarles en este aspecto, a continuación se mencionarán los resultados de dos estudios realizados respectivamente por Lafarge Aluminates en Francia y el IMCYC en México.

En ambos casos, el cemento aluminoso utilizado fue el Ciment Fondu Lafarge®, que es el más ampliamente distribuido en los dos países. En adelante, se utilizará aquí la denominación "cemento FONDU" para Ciment Fondu Lafarge®, exclusivamente.

El primer estudio se llevó a cabo en Francia con 35 cementos diferentes, en su mayoría franceses. El segundo se efectuó en México, con cuatro cementos mexicanos.

La primera serie de resultados trata sobre la influencia de la variabilidad del cemento Fondu mezclado con un cemento portland de un mismo origen, durante un periodo de un año. Las medidas se basaron en el tiempo de fraguado. Las variaciones son mínimas y se concluye que existe una reactividad constante del cemento Fondu, sea cual sea su origen.

La segunda parte del estudio trata sobre las mezclas del cemento Fondu, con 35 cementos portland mayoritariamente franceses. Se realizaron morteros normalizados con cada cemento portland, para lo cual se mezcló:

• 10% de cemento Fondu con 90% de cemento portland;
• 20% de cemento Fondu con 80% de cemento portland;
• 30% de cemento Fondu con 70% de cemento portland;
• y un testigo sin cemento Fondu.

Se midieron (pruebas normalizadas) el tiempo de fraguado y la resistencia a la compresión en tres plazos (dos horas después el tiempo de fraguado, 24 horas y 28 días).

El promedio del tiempo de fraguado del conjunto de cementos portland utilizados es 4 horas 50 minutos (testigo sin cemento FONDU).

Morteros con 10% de FONDU

Los principios del tiempo de fraguado comprenden entre 45 minutos y 5 horas 45 minutos. Esta dispersión sugiere una clasificación en tres grupos:

• las mezclas que reaccionan poco o nada, que conciernen a 17 cementos;
• las mezclas medianamente reactivas, que conciernen a 7 cementos;
• las mezclas reactivas, que conciernen a 11 cementos.

Todas las mezclas tienen un principio de fraguado inferior a 30 minutos. La dispersión es limitada; dos mezclas tienen un principio de fraguado inferior a 10 minutos.

Todas las mezclas tienen un tiempo de fraguado muy rápido: entre 3 y 10 minutos.

Las resistencias mecánicas fueron medidas dos horas después del fraguado, a 24 horas, a 28 días y a tres meses para algunas mezclas.

Dos horas después del fraguado, las mezclas con 20% de cemento FONDU presentan una resistencia mayor (de 10 a 40 kg/cm², según las mezclas).

A las 24 horas, las resistencias promedio observadas son las siguientes:

• Mezclas con 10% = 55 kg/cm²
• Mezclas con 20% = 56 kg/cm²
• Mezclas con 30% = 85 kg/cm²

En comparación, el conjunto de los morteros testigo de cemento portland sin FONDU alcanzó en promedio una resistencia de 75 kg/cm².

A los 28 días, al contrario de lo que se podría pensar, las resistencias de las mezclas resultan poco afectadas, en promedio son superiores a 300 kg/cm².

Después de tres meses, las resistencias de todas las mezclas aumentaron 10 kg/cm².

El estudio se realizó en las instalaciones del IMCYC en la ciudad de México, con cuatro cementos comerciales disponibles en sacos. Uno de ellos es del tipo I y los otros tres son del tipo I puzolánico. Se midieron tiempos de fraguado (test de Vicat normalizado en pasta pura) y resistencias a 3 horas, 6 horas, 24 horas y 28 días.

Los valores resultantes son en general muy parecidos a los que se encontraron en Francia, tanto en cuanto a los tiempos de fraguado como a las resistencias mecánicas, todas cercanas a 300 kg/cm² a 28 días.

Cabe mencionar que no se trata de un estudio estadístico y que los valores numéricos nos dan únicamente un orden de idea.

Los cuatro cementos probados muestran una buena reactividad con los tiempos de fraguado siguientes:

Se realizaron pruebas sobre cubos de mortero normalizado, 500 g de cemento y 1,375 g de arena sílica, a/c = 0.485.

Se midieron resistencias a 3 horas, 6 horas, 24 horas y 28 días.

Como ejemplo, con un cemento tipo 1, obtuvimos las siguientes resistencias:

Con el cemento tipo 1 probado, las resistencias obtenidas son excelentes, incluso a 3 horas, con 10% por lo menos de Fondu. Estas resistencias, del orden de 20 kg/cm², permiten realizar muchas obras muy rápidamente. Las resistencias a 28 días son muy poco afectadas.

En los cementos puzolánicos existe cierta variabilidad de un cemento a otro. Si las resistencias a 3 horas no se pudieron medir, a las 6 horas el mortero ya empezó a adquirir resistencia, mucho antes que el cemento portland puro. Las resistencias a 28 días obtenidas son de muy buen nivel.

Como ejemplo, con una mezcla de 10% de FONDU y 90% de uno de los cementos portland tipo 1 puzolánico, obtuvimos las siguientes resistencias:

Trabajabilidad o tiempo de instalación

En las condiciones de obra, está comprobado que la trabajabilidad o el tiempo de instalación es más breve que el tiempo de fraguado. En efecto, se trata de la cantidad de minutos durante los cuales el mortero es maleable antes de alcanzar un nivel de endurecimiento que hace la colocación demasiado difícil, si no imposible.

• Por ejemplo, para las mezclas con 20% de cemento FONDU, el tiempo de fraguado de ocho minutos como mínimo permite preparar aproximadamente 12 litros de mortero.
• En la composición del mortero o del concreto, la granulometría de la arena es de suma importancia. Esta debe tener las proporciones normales de elementos finos y de elementos más gruesos.
• La temperatura influye considerablemente sobre los tiempos de fraguado. Un colado diurno bajo el sol puede tener como consecuencia un fraguado más rápido.
• La relación agua / cemento influye también sobre los tiempos de fraguado (además de las resistencias, claro está), sobre todo con cementos puzolánicos. Para obtener resistencias a muy temprana edad (tres horas) se recomienda emplear una relación agua / cemento máxima de 0.5 y cemento del tipo 1. Al contrario, una relación agua / cemento alta (0.55 - 0.6) alarga los tiempos de fraguado.

Relación agua / cemento ~ 0.5

Las mezclas con 5 a 10% de cemento Fondu permiten tener suficiente tiempo para colocar un volumen consecuente de mortero o de concreto con el fin de reparar banquetas, pisos peatonales, prefabricados no estructurales, aplanados, los cuales pueden pintarse el mismo día.

Las mezclas con 15 a 20% de cemento Fondu permiten lograr, con casi todos los cementos portland ordinarios, tiempos de fraguado inicial (10 a 20 minutos) que son apropiados para obras tales como aristas, aretes, marcos de ventanas y puertas, aplanados pequeños, con remoción de cimbras en buen estado.

Las mezclas con 30% de cemento Fondu permiten obtener un fraguado muy rápido (3 a 10 minutos), especialmente adecuados para empotramientos, fijaciones, taponado de fugas de agua, etcétera.

Más allá de 30% de cemento Fondu, el tiempo de fraguado de las mezclas se alarga, rebasando los 30 minutos (gráfica núm. 3).

En todos los casos, se recomienda realizar pruebas preliminares para cada cemento, por ser éstos de diferentes orígenes.

Resumen:

En dos estudios –realizados uno en Francia por Lafarge y otro en México por el IMCYC– se practicaron mediciones de tiempo de fraguado y resistencias mecánicas en diversas mezclas de cemento portland y cemento aluminoso. Los resultados de ambos fueron similares: mostraron que la combinación es muy eficaz para utilizarse en pequeñas obras de construcción no estructurales, pues permite ganar tiempo a la vez que se alcanzan buenas resistencias.