Análisis comparativo de algunas propiedades físico-mecánicas del cemento gris producido a nivel nacional e internacional y su influencia en el costo de las obras civiles

Abstract

En este trabajo se presenta una caracterización físico-mecánica del cemento gris de uso general, se utilizaron muestras aleatorias provenientes de ferreterías locales. Los procedimientos se ejecutaron bajo estricto cumplimiento de la Norma Técnica Colombiana e incluyen ensayos de densidad, finura, consistencia normal, tiempos de fraguado, fluidez y resistencia a la compresión. Los resultados obtenidos se comparan con los valores arrojados en pruebas de composición química, mineralógica y de tamaño de partícula realizadas en tres de las muestras de cemento analizadas. Estas pruebas fueron ejecutadas en un laboratorio externo especializado, utilizando técnicas de espectroscopía de fluorescencia de rayos X, granulometría láser y difracción de rayos X. Al correlacionar los datos obtenidos, se observó una alta coherencia entre las propiedades físicas, mecánicas y químicas de las muestras. El hallazgo más relevante, determinó que las muestras analizadas tipo UG, eran cementos adicionados y que los valores de resistencia a la compresión obtenidos no alcanzaron el valor mínimo establecido en la NTC 121. Seguidamente, se realizó un análisis comparativo entre la norma NTC 121:2021 y tres normativas internacionales ampliamente reconocidas: ASTM C1157, EN 197-1 y NMX-C-414-ONNCCE. Este análisis reveló deficiencias en la norma colombiana, principalmente en cuanto a la clasificación del cemento, que se basa únicamente en el desempeño y no contempla restricciones sobre su composición o sus componentes; sumado a la ausencia de un organismo externo certificador. Con el propósito de categorizar el cemento colombiano Tipo UG, se compararon los valores promedio resultantes de laboratorio con los requerimientos de las normas internacionales seleccionadas y fue posible su categorización en estas. Adicionalmente, se realizó un estudio del cemento en el marco de la economía nacional, a través de la recopilación y análisis de datos históricos y sectoriales de diversas fuentes. Se evidenció que el cemento desempeña un papel crucial en la economía colombiana, que tiene un impacto directo en los costos de las obras civiles y que, debido a la naturaleza oligopólica del mercado del cemento, los precios de venta reflejan altos incrementos con respecto a los costos de producción. Finalmente, se sugiere que la academia continúe esta investigación en pro de obtener una estadística más amplia. Se insta a los profesionales de la ingeniería y la construcción a evaluar el cemento desde una perspectiva tecnológica y se invita a considerar la regulación actual en la industria y los criterios de calidad del cemento en Colombia.

This work presents a physical-mechanical characterization of general-use gray cement, using random samples from local hardware stores. The procedures were carried out in strict compliance with Colombian Technical Standards (NTC), and includes density, fineness, normal consistency, setting time, fluidity, and compressive strength tests. The results obtained are compared with the values obtained in chemical composition, mineralogical and particle size tests carried out on three of the cement samples analyzed. These tests were performed in an external laboratory, using X-ray fluorescence spectroscopy, laser granulometry and X-ray diffraction techniques. Correlating the data obtained, a high coherence between the physical, mechanical, and chemical properties of the samples was observed. The most relevant finding was that the analyzed samples, type UG, were admixed cements and that the compressive strength values obtained did not reach the minimum value established in NTC 121. Later, a comparative analysis was realized between NTC 121:2021 and three widely recognized international standards: ASTM C1157, EN 197-1 and NMX-C-414-ONNCCE. This analysis revealed deficiencies in the Colombian standard, in terms of cement classification, which is based solely on performance and does not include restrictions on its composition or components, in addition to the absence of an external certifying agency. In order to categorize Colombian Type UG cement, the resulting average laboratory values were compared with the requirements of the selected international standards, and it was possible to categorize them into these. In addition, within the framework of the national economy, a study was carried out through the collection and analysis of historical and sectoral data from various sources. It became evident that cement plays a key role in the Colombian economy, that it has a direct impact on the cost of civil buildings and that, due to the oligopolistic nature of the cement market, sales prices reflect high increases with respect to production costs. Finally, it is suggested that academia remain involved in this research in order to obtain more complete statistics. Engineering and construction professionals are urged to evaluate cement from a technological perspective and are invited to consider current industry regulation and cement quality criteria in Colombia.