Efecto del reemplazo de un porcentaje de cemento por un producto

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
2015 
Efecto del reemplazo de un porcentaje de cemento por un Efecto del reemplazo de un porcentaje de cemento por un 
producto puzolánico a base de arcilla en morteros de reparación y producto puzolánico a base de arcilla en morteros de reparación y 
grout grout 
Iván Felipe Acuña Bermudez 
Universidad de La Salle, Bogotá 
Felipe Andrés Toro Castilla 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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un producto puzolánico a base de arcilla en morteros de reparación y grout. Retrieved from 
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EFECTO DEL REEMPLAZO DE UN PORCENTAJE DE CEMENTO POR UN 
PRODUCTO PUZOLANICO A BASE DE ARCILLA EN MORTEROS DE 
REPARACIÓN Y GROUT 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
IVÁN FELIPE ACUÑA BERMUDEZ 
FELIPE ANDRÉS TORO CASTILLA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2015 
 
 
 
 
Efecto del Reemplazo de un Porcentaje de Cemento por un Producto Puzolánico a 
Base de Arcilla en Morteros de Reparación y Grout 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Msc. Lucio Guillermo López Yépez 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Asesora Metodológica 
Msc. Marlene Cubillos Romero 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Universidad de La Salle 
Facultad de Ingeniería 
Programa de Ingeniería Civil 
Bogotá D.C. 
2015 
 
 
 
Nota de aceptación: 
______________________________________ 
______________________________________ 
______________________________________ 
______________________________________ 
______________________________________ 
______________________________________ 
______________________________________ 
 
 
 
__________________________________ 
Firma del presidente del jurado 
 
 
__________________________________ 
Firma del jurado 
 
 
__________________________________ 
Firma del jurado 
 
 
Bogotá, Abril de 2015 
 
 
 
 
Agradecimientos 
 
 
 Los autores expresan su agradecimiento a: 
 
 
Agradecemos al Ingeniero Lucio Guillermo López Yépez, director temático de nuestro 
trabajo de grado, por su tiempo y colaboración prestados a esta investigación. 
 
 
A la empresa Toxement S.A. por suministrarnos los recursos necesarios para llevar a 
cabo este trabajo de investigación, y por permitirnos hacer uso de sus instalaciones para 
realizar los ensayos y laboratorios. 
 
 
A todos los docentes del programa de Ingeniería Civil de la Universidad de La Salle 
que contribuyeron a nuestra formación profesional en esta área. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicatoria 
 
 
Dedicamos todos los éxitos que podamos obtener como estudiantes y profesionales de 
la Ingeniería Civil a nuestros queridos y respetados padres: Benigno Acuña Chávez, Gloria 
Bermúdez Huertas, Andrés Toro Navarro y Osiris Castilla Navarro. Quienes nos brindaron 
su apoyo constantemente durante nuestra carrera y a nuestros hermanos que nos 
respaldaron en todo momento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla de Contenido 
 
Agradecimientos ................................................................................................................................ 4 
Dedicatoria ......................................................................................................................................... 5 
Lista de Figuras .................................................................................................................................. 9 
Introducción ..................................................................................................................................... 11 
1 Delimitación del Problema ....................................................................................................... 13 
1.1 Planteamiento del Problema ............................................................................................. 13 
1.2 Formulación del Problema ............................................................................................... 14 
1.3 Delimitación ..................................................................................................................... 15 
1.4 Justificación...................................................................................................................... 15 
2. Objetivos .................................................................................................................................. 18 
2.1 Objetivo General .................................................................................................................... 18 
2.2 Objetivos Específicos ............................................................................................................. 18 
3. Marco de Referencia ................................................................................................................ 20 
3.1 Antecedentes .......................................................................................................................... 20 
3.1.1 Propiedades físico-químicas y mecánicas de la puzolana y cementos puzolánicos 
producidos en el laboratorio con materias primas de Cemento Limas S.A. .............................. 20 
3.1.2 El uso de la zeolita como una adición mineral para producir cemento puzolánico .......... 22 
3.1.3 Contribución de la zeolita natural a las resistencias mecánicas de cementos, morteros y 
hormigones ............................................................................................................................... 26 
3.2 Marco Teórico .................................................................................................................. 30 
3.2.1 Morteros. ......................................................................................................................... 30 
3.2.2 Cemento ......................................................................................................................... 44 
3.2.2.1 Fabricación de cemento por vía húmeda. .................................................................. 46 
3.2.2.2 Fabricación de cemento por vía seca. ....................................................................... 49 
3.2.2.3 Composición básica del cemento. ............................................................................. 51 
3.2.2.4 Hidratación de cemento. ........................................................................................... 53 
3.2.3 Áridos o agregados. ......................................................................................................... 54 
3.2.4 Puzolanas. .......................................................................................................................57 
3.2.4.1 Propiedades físicas de las puzolanas. ........................................................................ 60 
3.2.4.2 Propiedades químicas de las puzolanas. ................................................................... 61 
3.2.4.3 Composición química de las puzolanas .................................................................... 61 
3.2.4.4 Actividad puzolánica ................................................................................................ 62 
 
 
3.2.5 Puzolana de estudio. ........................................................................................................ 63 
3.2.5.1 Características químicas. .......................................................................................... 64 
3.3 Marco Conceptual .................................................................................................................. 65 
4. Metodología ............................................................................................................................. 66 
4.1 Mortero de reparación ............................................................................................................ 66 
4.1.1 Ensayos preliminares del mortero de reparación ............................................................. 69 
4.1.2 Ensayos finales del mortero de reparación ...................................................................... 71 
4.1.2.1 Ensayos finales de resistencia a compresión ............................................................. 71 
4.1.2.2 Ensayos finales de resistencia a flexión .................................................................... 72 
4.1.2.3 Ensayos finales de resistencia a la adherencia .......................................................... 74 
4.2 Mortero Grout ........................................................................................................................ 76 
4.2.1 Ensayos preliminares del mortero Grout ......................................................................... 79 
4.2.1.1 Ensayo preliminar de resistencia a la compresión..................................................... 79 
4.2.1.2 Ensayo preliminar de fluidez .................................................................................... 81 
5. Resultados ................................................................................................................................ 83 
5.1 Mortero de Reparación ..................................................................................................... 83 
5.1.1 Ensayos preliminares del mortero de reparación. ............................................................ 83 
5.1.2 Ensayos finales del mortero de reparación. ..................................................................... 84 
5.1.2.1 Resistencia a compresión (Norma ASTM C – 109). ................................................. 85 
5.1.2.2 Resistencia a flexión (Norma ASTM C - 348). ......................................................... 88 
5.1.2.3 Resistencia a la adherencia (Norma ASTM C - 882). ............................................... 93 
5.2 Mortero Grout .................................................................................................................. 95 
5.2.1 Ensayos preliminares del mortero grout. .............................................................. 95 
5.2.1.1 Mortero Grout Consistencia fluida ........................................................................... 96 
5.2.1.1.1 Cono de flujo (ASTM C – 939) ......................................................................... 96 
5.2.1.1.2 Consistencia fluida, resistencia a compresión (ASTM C – 109) ........................ 97 
5.2.1.2 Mortero Grout Consistencia semifluida ................................................................. 101 
5.2.1.3 Mortero Grout Consistencia plástica ...................................................................... 103 
6. Análisis e Interpretación de Resultados .................................................................................. 105 
6.1 Análisis del Mortero de Reparación ..................................................................................... 105 
6.1.1 Análisis Mecánico del Mortero de Reparación .............................................................. 105 
6.1.2 Análisis económico del remplazo de cemento por puzolana en el mortero de reparación.
 ............................................................................................................................................... 107 
 
 
6.1.3 Análisis ambiental del reemplazo de cemento por puzolana en el mortero de reparación.
 ............................................................................................................................................... 109 
6.2 Análisis Mortero de Alta Fluidez ......................................................................................... 111 
7. CONCLUSIONES ................................................................................................................. 113 
8. FUENTES DE INFORMACIÓN BIBLIOGRÁFICA ............................................................ 116 
8.1 REFERENCIAS ................................................................................................................. 116 
8.2 BIBLIOGRAFIA.................................................................................................................. 116 
8.3 CIBERGRAFÍA ................................................................................................................. 117 
9. ANEXOS ............................................................................................................................... 119 
9.1 Graficas de comparación de resultados de los ensayos finales de resistencia a compresión 
correspondientes al mortero de reparación. ................................................................................ 119 
9.2 Graficas de comparación de resultados de los ensayos finales de resistencia a flexión 
correspondientes al mortero de reparación. ................................................................................ 123 
9.3 Graficas de comparación de resultados de los ensayos preliminares de resistencia a 
compresión correspondientes al mortero Grout consistencia fluida............................................ 127 
9.4 Graficas de comparación de resultados de los ensayos preliminares de resistencia a 
compresión correspondientes al mortero Grout consistencia semifluida. ................................... 130 
9.5 Graficas de comparación de resultados de los ensayos preliminares de resistencia a 
compresión correspondientes al mortero Grout consistencia plástica. ........................................ 133 
 
 
Lista de Tablas 
TABLA 1 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS PRACTICADOS A LA ZEOLITA DEL TRABAJO DE GRADO “USO DE LA 
ZEOLITA COMO UNA ADICIÓN MINERAL PARA PRODUCIR CEMENTO PUZOLÁNICO” ...................................24 
TABLA 2 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE RESISTENCIA A COMPRESIÓN DEL TRABAJO DE GRADO “USO DE LA 
ZEOLITA COMO UNA ADICIÓN MINERAL PARA PRODUCIR CEMENTO PUZOLÁNICO” ...................................25 
TABLA 3 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS MUESTRAS EMPLEADAS OBTENIDOS MEDIANTE FLUORESCENCIA DE 
RAYOS X................................................................................................................................................27 
TABLA 4 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE RESISTENCIA A COMPRESIÓN PARA DISTINTOS PERÍODOS DE TIEMPO
 .............................................................................................................................................................28 
TABLA 5 CLASIFICACIÓN ASTM C-270 DE MORTEROS DE PEGA PARA MAMPOSTERÍA SIMPLE, SEGÚN 
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN A 28 DÍAS Y SEGÚN DOSIFICACIÓN (PARTES POR VOLUMEN).................40 
TABLA 6 CLASIFICACIÓN ASTM C-476 DE MORTEROS DE PEGA PARAMAMPOSTERÍA REFORZADA, SEGÚN 
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN A 28 DÍAS Y SEGÚN DOSIFICACIÓN (PARTES POR VOLUMEN).................40 
TABLA 7 USOS DE LOS MORTEROS DE CEMENTOS ..........................................................................................41 
TABLA 8 CAMBIOS OCURRIDOS EN EL PROCESO DE CLINKERIZACIÓN DENTRO DEL HORNO ROTATORIO ............47 
TABLA 9 PRINCIPALES COMPONENTES DEL CEMENTO .....................................................................................51 
TABLA 10: LIMITES APROXIMADOS DE LA COMPOSICIÓN DEL CEMENTO PORTLAND ....................................53 
 
 
TABLA 11: COMPOSICIONES DE ÓXIDOS Y COMPUESTOS DE UN CEMENTO PORTLAND TÍPICO .....................53 
TABLA 12 DENOMINACIÓN DE LOS ÁRIDOS SEGÚN SU TAMAÑO .....................................................................56 
TABLA 13 CONDUCTIBILIDAD TÉRMICA DE LAS PUZOLANAS ...........................................................................60 
TABLA 14: COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS PUZOLANAS .................................................................................61 
TABLA 15 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA PUZOLANA A BASE DE ARCILLA........................................................64 
TABLA 16 PORCENTAJES Y CANTIDADES PARA UNA MEZCLA DE 2500 G DE MORTERO DE REPARACIÓN, 
CORRESPONDIENTES A LOS ENSAYOS PRELIMINARES. .............................................................................70 
TABLA 17 PORCENTAJES Y CANTIDADES PARA UNA MEZCLA DE 2500 G DE MORTERO DE REPARACIÓN, 
CORRESPONDIENTES A LOS ENSAYOS FINALES DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN. .................................72 
TABLA 18 PORCENTAJES Y CANTIDADES PARA UNA MEZCLA DE 3250 G DE MORTERO DE REPARACIÓN, 
CORRESPONDIENTES A LOS ENSAYOS FINALES DE RESISTENCIA A LA FLEXIÓN. .......................................73 
TABLA 19 PORCENTAJES Y CANTIDADES PARA UNA MEZCLA DE 3500 G DE MORTERO GROUT DE CONSISTENCIA 
FLUIDA CORRESPONDIENTES A LOS ENSAYOS PRELIMINARES. .................................................................80 
TABLA 20 PORCENTAJES Y CANTIDADES PARA UNA MEZCLA DE 3500 G DE MORTERO GROUT DE CONSISTENCIA 
SEMIFLUIDA Y PLÁSTICA CORRESPONDIENTES A LOS ENSAYOS PRELIMINARES ........................................81 
TABLA 21 ENSAYO PRELIMINARES A COMPRESIÓN, PRIMER GRUPO DE RESULTADOS MPA (PSI) .......................83 
TABLA 22 ENSAYOS FINALES RESISTENCIA A COMPRESIÓN MPA (PSI) .............................................................85 
TABLA 23 PROMEDIO DE RESISTENCIAS A COMPRESIÓN EXPERIMENTALES MPA (PSI) ......................................87 
TABLA 24 ENSAYOS FINALES RESISTENCIA A FLEXIÓN MPA (PSI)....................................................................89 
TABLA 25 PROMEDIO DE RESISTENCIAS A FLEXIÓN EXPERIMENTALES MPA (PSI).............................................91 
TABLA 26 ENSAYOS FINALES RESISTENCIA A LA ADHERENCIA MPA (PSI) ........................................................93 
TABLA 27 ENSAYO PRELIMINAR DE FLUIDEZ, CONSISTENCIA FLUIDA (MORTERO GROUT) ...............................96 
TABLA 28 ENSAYOS PRELIMINARES RESISTENCIA A COMPRESIÓN, CONSISTENCIA FLUIDA MPA (PSI) ...............98 
TABLA 29 ENSAYOS PRELIMINARES RESISTENCIA A COMPRESIÓN, CONSISTENCIA SEMI-FLUIDA MPA (PSI) .... 101 
TABLA 30 ENSAYOS PRELIMINARES RESISTENCIA A COMPRESIÓN, CONSISTENCIA PLÁSTICA MPA (PSI) .......... 103 
TABLA 31 COMPARACIÓN ECONÓMICA DEL COSTO DE PRODUCCIÓN DE UNA TONELADA DEL MORTERO CON Y SIN 
REMPLAZO DE CEMENTO POR PUZOLANA .............................................................................................. 107 
TABLA 32 COMPARACIÓN ECONÓMICA DEL MORTERO CON Y SIN REMPLAZO DE CEMENTO POR PUZOLANA 
(PRODUCCIÓN ANUAL) ......................................................................................................................... 108 
TABLA 33 EMISIONES DE CO₂ GENERADAS POR LA INDUSTRIA CEMENTERA EN COLOMBIA (TONELADAS) ..... 110 
TABLA 34 COMPARACIÓN DE EMISIONES DE CO₂ SEGÚN EL TIPO DE MORTERO .............................................. 111 
Lista de Figuras 
FIGURA 1 PRODUCCIÓN DE CEMENTO POR CONTINENTES DESDE EL AÑO 2001 HASTA EL AÑO 2012 ..................14 
FIGURA 2 IMPACTO AMBIENTAL Y PAISAJÍSTICO DE LA CONSTRUCCIÓN DE CANTERAS .....................................16 
FIGURA 3 PRODUCCIÓN Y DESPACHO DE CEMENTO GRIS EN COLOMBIA ...........................................................17 
FIGURA 4 PROCESO DE RESTAURACIÓN UTILIZANDO UN MORTERO DE REPARACIÓN ........................................42 
FIGURA 5 UTILIZACIÓN DE MORTERO DE ALTA FLUIDEZ ..................................................................................44 
FIGURA 6 PROCESO DE FABRICACIÓN DEL CEMENTO POR VÍA HÚMEDA ............................................................48 
FIGURA 7 PROCESO DE FABRICACIÓN DEL CEMENTO POR VÍA SECA .................................................................50 
FIGURA 8 DIAGRAMA DE CLASIFICACIÓN DE PUZOLANAS................................................................................59 
FIGURA 9 PUZOLANA A BASE DE ARCILLA UTILIZADA EN LAS SUSTITUCIONES DE CEMENTO .............................64 
FIGURA 10 MODELO BÁSICO DEL ENSAYO A COMPRESIÓN EN MORTEROS ........................................................71 
FIGURA 11 MODELO BÁSICO DEL ENSAYO A FLEXIÓN EN MORTEROS ...............................................................74 
FIGURA 12 MODELO BÁSICO DEL ENSAYO DE RESISTENCIA A LA ADHERENCIA EN MORTEROS ..........................75 
FIGURA 13 MONTAJE DE REALIZACIÓN DE ENSAYO A LA FLUIDEZ ...................................................................82 
 
 
FIGURA 14 VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN CON RESPECTO AL TIEMPO SEGÚN EL PORCENTAJE DE 
SUSTITUCIÓN DE CEMENTO POR PUZOLANA (MORTERO DE REPARACIÓN) ................................................84 
FIGURA 15 VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN CON RESPECTO AL TIEMPO SEGÚN EL PORCENTAJE DE 
SUSTITUCIÓN DE CEMENTO POR PUZOLANA (MORTERO DE REPARACIÓN). ...............................................86 
FIGURA 16 VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN CON RESPECTO AL TIEMPO SEGÚN EL PORCENTAJE DE 
SUSTITUCIÓN DE CEMENTO POR PUZOLANA. PROMEDIO DE RESISTENCIAS A COMPRESIÓN 
EXPERIMENTALES (MORTERO DE REPARACIÓN) .....................................................................................88 
FIGURA 17 VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA A FLEXIÓN CON RESPECTO AL TIEMPO SEGÚN EL PORCENTAJE DE 
SUSTITUCIÓN DE CEMENTO POR PUZOLANA (MORTERO DE REPARACIÓN). ...............................................90 
FIGURA 18 VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA A FLEXIÓN CON RESPECTO AL TIEMPO SEGÚN EL PORCENTAJE DE 
SUSTITUCIÓN DE CEMENTO POR PUZOLANA. PROMEDIO DE RESISTENCIAS A FLEXIÓN EXPERIMENTALES 
(MORTERO DE REPARACIÓN). ................................................................................................................92 
FIGURA 19 VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN CON RESPECTO AL TIEMPO (MORTERO DE 
REPARACIÓN) ........................................................................................................................................94 
FIGURA 20 MONTAJE DEL ENSAYO DE RESISTENCIA A LA ADHERENCIA Y LOS DOS TIPOS DE FALLAS GENERADAS
 .............................................................................................................................................................95 
FIGURA 21 CONTRASTE DEL ENSAYO DE CONO DE FLUJO DE LA MEZCLA PATRÓN Y LA MEZCLA CON 40% DE 
SUSTITUCIÓN DE CEMENTO POR PUZOLANA. ...........................................................................................97 
FIGURA 22 VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN CON RESPECTO AL TIEMPO SEGÚN EL PORCENTAJE DE 
SUSTITUCIÓN DE CEMENTO POR PUZOLANA, CONSISTENCIA FLUIDA (MORTERO GROUT) .........................99 
FIGURA 23 CUBOS DE MORTERO GROUT PARA REALIZAR ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN (MEZCLA 
FLUIDA). .............................................................................................................................................100 
FIGURA 24 VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN CON RESPECTO AL TIEMPO SEGÚN EL PORCENTAJE DE 
SUSTITUCIÓN DE CEMENTO POR PUZOLANA, CONSISTENCIA SEMI-FLUIDA (MORTERO GROUT)............... 102 
FIGURA 25 VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA A COMPRESIÓN CON RESPECTO AL TIEMPO SEGÚN EL PORCENTAJE DE 
SUSTITUCIÓN DE CEMENTO POR PUZOLANA, CONSISTENCIA PLÁSTICA (MORTERO GROUT) .................... 104 
 
 
 
11 
 
 
 
Introducción 
 
A partir de esta investigación se analizó el comportamiento de dos tipos de morteros 
utilizados como mortero de reparación y mortero grout, a los cuales se les realizaron 
sustituciones en cemento por un producto puzolánico a base de arcilla, estudiando la 
variación en el comportamiento mecánico, así como también su beneficio económico y 
ambiental. 
 
Para tal efecto se consultaron: 
 
 Algunas fuentes primarias cuya base está en las referencias y la asesoría del ingeniero 
Lucio Guillermo López Yépez y personal del área técnica de Toxement S.A. Al igual que 
el acopio de datos, a través de la observación directa que realizó el grupo de investigadores. 
 
El propósito en el campo profesional y personal, que motivaron esta investigación es la 
búsqueda de alternativas que permitan disminuir el consumo de cemento garantizando el 
cumplimiento de las especificaciones técnicas, teniendo en cuenta que la producción de 
cemento implica un alto consumo energético y grandes emisiones de gases de combustión, 
los cuales contribuyen significativamente a la contaminación atmosférica. 
 
Las limitaciones que se encontraron en el transcurso de la investigación fue la poca 
información que actualmente manejan los entes ambientales, tanto municipales como 
nacionales, con respecto a las emisiones generadas por la industria cementera y la falta de 
coordinación de estos entes hasta el punto de desconocer quién es el encargado de manejar 
y contabilizar dichas emisiones. 
Los resultados de la investigación permitieron establecer un porcentaje de remplazo 
de cemento por una puzolana a base de arcilla, con el cual se obtuvo el mayor beneficio 
económico y ambiental, garantizando el cumplimiento de las especificaciones técnicas. 
12 
 
De acuerdo con lo anterior y la necesidad de promover un desarrollo sostenible, este 
proyecto analizó el comportamiento mecánico de un mortero de reparación y un mortero 
grout, en los cuales se remplazó un porcentaje de cemento por un producto puzolanico a 
base de arcilla, obtenido como subproducto de la industria cerámica, garantizando los 
estándares de calidad establecidos por el sector de la construcción. Adicionalmente se 
realizó un análisis en relación al beneficio económico y ambiental que genera dicho 
remplazo en los morteros mencionados anteriormente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
 
 
1 Delimitación del Problema 
 
1.1 Planteamiento del Problema 
 
Uno de los materiales más costosos y cuya producción requiere de un alto consumo 
energético es el cemento, el cual es el principal componente de los concretos y morteros 
convencionales usados en el sector de la construcción, ya que presenta varias cualidades 
como agente cementante y además garantiza altas resistencias mecánicas, lo que lo hace un 
material indispensable y difícil de remplazar cuando se requiere altos estándares de calidad. 
No obstante, la producción de cemento implica un impacto ambiental negativo, teniendo en 
cuenta que el 5% de toda la producción mundial de dióxido de carbono CO2 se debe a la 
fabricación de dicho material, y este es un porcentaje que en años sucesivos no solo se 
mantendrá sino que se incrementara conforme se activen las economías emergentes (“El 
cemento y la producción de CO2”, 2 de abril de 2013). 
 
Para visualizar de una manera sencilla la contribución de CO2 debido a la producción 
de cemento, basta con revisar el factor de emisión al respecto publicado por el USGS
1
, 
según el cual se emiten 700 Kg de CO2 por cada tonelada de cemento producida. En vista 
de lo anterior, se están desarrollando cementos “compuestos”
2
 que emiten alrededor de 
20% menos de CO2, por lo cual se debe promover la investigación y aplicación de estas 
alternativas teniendo en cuenta que la producción ha venido creciendo en los últimos años 
como se muestra en la figura (1). 
 
 
 
1
 Unites States Geoligical Survey 
2
 Cementos elaborados con puzolana natural y escorias granuladas de alto horno 
14 
 
 
Figura 1 Producción de cemento por continentes desde el año 2001 hasta el año 2012 
Fuente: The European Cement Association (CEMBUREAU). Informe Estadístico FICEM 2013, Federación 
Interamericana del cemento, 2013. Recuperado de: http://ich.cl/?p=1151 
 
 
Según lo anterior se optó como objetivo de estudio la modificación de dos morteros 
(mortero de reparación y mortero grout) sustituyendo un porcentaje de cemento por un 
producto puzolánico a base de arcilla, el cual se obtiene como subproducto de la industria 
cerámica, buscando generar un beneficio económico y ambiental. 
 
1.2 Formulación del Problema 
 
¿Qué porcentajes de cemento pueden ser remplazados por un material puzolánico a base 
de arcilla, en un mortero de reparación y un mortero grout desde el punto de vista 
económico y ambiental, garantizando el cumplimiento de las propiedades mecánicas según 
las especificaciones técnicas? 
 
15 
 
1.3 Delimitación 
 
Este proyecto abarcará dos tipos de morteros los cuales son: un mortero de reparación 
y un mortero Grout. Se realizarán ensayos de resistencia a la compresión (norma ASTM C-
109) para determinar un rango porcentual entre 0% a 40% de reemplazo de cemento por un 
producto puzolánico a base de arcilla con base en las especificaciones de dichos morteros. 
 
Una vez establecido el rango del reemplazo se realizarán ensayos cada dos puntos 
porcentuales para evaluar las propiedades mecánicas y físicas de los materiales de estudio. 
Dependiendo de los resultados obtenidos en los ensayos preliminares, sería posible 
descartar los ensayos finales en el caso de que no se cumplan las especificaciones técnicas. 
Los ensayos a realizar son los siguientes: 
 
Ensayos para mortero de reparación 
- Resistencias a compresión basados en la norma: ASTM C-109 (edad: 1 día, 
3 días, 7 días, 28 días) 
- Resistencias a flexión bajo la norma ASTM C-348 (edad: 7 días, 28 días) 
- Resistencia a la adherencia bajo la norma ASTM C-882 (edad: 14 días, 28 
días) 
Ensayos para mortero de grout 
- Resistencias a compresión basados en la norma ASTM C-109 (edad: 1 día, 3 
días, 7 días, 28dias) 
- Cono de flujo bajo la norma ASTM C-939 
 
 
1.4 Justificación 
 
La fabricación de cemento es una de las principales causas del continuo aumento de la 
contaminación atmosférica debido al uso de combustibles fósiles y las altas emisiones de 
dióxido de carbono que genera, lo cual ha motivado la utilización de materiales puzolánicos 
obtenidos como subproducto de la industria en la fabricación de concretos y morteros, con 
16 
 
el propósito de reducir el uso del cemento. 
 
Además de las emisiones atmosféricas, existen otros problemas ambientales asociados 
a la producción de cemento tales como la contaminación del suelo y acuíferos, debido a la 
inadecuada disposición de líquidos lixiviados que contiene metales muy pesados 
provenientes de las áreas de almacenamiento o de procedimientos que buscan eliminar los 
desechos del “Clinker” (“Minimización del riesgo medioambiental en la industria de 
fabricación del cemento”, 2 s.f.). 
 
Otro de los problemas derivados de la industria cementera es la deforestación y 
extracción inadecuada de materiales granulares, el cual se evidencia en la figura 2, donde se 
puede apreciar el deterioro de los cerros orientales de Bogotá en la localidad de Usaquén. 
 
 
Figura 2 Impacto ambiental y paisajístico de laconstrucción de canteras 
Fuente: El Tiempo. Foto: Carolina Delgado. Canteras que desangran a los cerros orientales, 30 de Junio 2014. 
Recuperado de: http://www.eltiempo.com/bogota/canteras-que-desangran-a-los-cerros-orientales/14186242 
 
En Colombia existen diferentes regulaciones ambientales, dentro de los cuales se 
destacan aquellas contemplados en el decreto 02 de 1982 y los decretos 948 y 2107 de 1995 
los cuales establecen las normas de calidad de aire; no obstante, el crecimiento del sector 
industrial no ha permitido un control eficiente sobre las emisiones atmosféricas, y en el 
caso de la industria cementera, el panorama es más crítico si se tiene en cuenta que la 
17 
 
demanda de cemento viene creciendo notablemente en los últimos años, tal y como se 
muestra en la figura 3. 
 
 
Figura 3 Producción y despacho de cemento gris en Colombia 
Fuente: DANE. Estadísticas de cemento gris, 2014. Recuperado de 
http://www.dane.gov.co/index.php/construccion-alias/estadisticas-de-cemento-gris-ecg 
 
Considerando todo lo expuesto anteriormente y teniendo en cuenta que el cemento es 
un material conglomerante de alta calidad indispensable en el sector de la construcción, es 
necesario buscar y/o desarrollar materiales que puedan sustituirlo parcialmente, cumpliendo 
los parámetros mecánicos establecidos por la industria. En el caso de los morteros, una de 
las alternativas más sostenibles para su producción, consiste en sustituir una parte de 
cemento por materiales puzolánicos obtenidos como subproductos, pues de esta forma se 
podría reutilizar gran parte de los residuos generados en la industria tales como escorias de 
alto horno y cenizas volantes; estas últimas, ya se están utilizando en Colombia como 
adiciones en la fabricación del cemento. Este proyecto se enfoca en el remplazo de cemento 
por un producto puzolánico derivado de la industria cerámica, el cual no tiene propiedades 
cementantes, pero tiene la capacidad de reaccionar hidráulicamente al entran en contacto 
con la cal y el agua, lo cual se conoce comúnmente como “actividad puzolanica”. 
 
18 
 
 
 
2. Objetivos 
 
2.1 Objetivo General 
 
Determinar el efecto en las propiedades mecánicas, económico y ambiental del 
remplazo de un porcentaje de cemento por un producto puzolánico a base de arcilla en un 
mortero de reparación y un mortero grout. 
 
 
2.2 Objetivos Específicos 
 
-Determinar un rango porcentual entre 0% y 40% de remplazo de cemento por un 
producto puzolánico a base de arcilla, de acuerdo con el cumplimiento de las 
especificaciones técnicas en cuanto a la resistencia a la compresión (ASTM C-109) en el 
mortero de reparación. 
 
-Evaluar en el rango previamente establecido, el efecto del remplazo de un porcentaje 
de cemento por un producto puzolánico a base de arcilla en la resistencia a compresión 
(ASTM C-109), resistencia a la flexión (ASTM C-348) y resistencia a la adherencia 
(ASTM C-882) en el mortero de reparación. 
 
-Determinar un rango porcentual entre 0% y 40% de remplazo de cemento por un 
producto puzolánico a base de arcilla, de acuerdo con el cumplimiento de las 
especificaciones técnicas en cuanto a la resistencia a la compresión (ASTM C-109) y la 
fluidez (ASTM C-939) en el mortero grout. 
 
-Analizar en el rango previamente establecido el efecto del remplazo de un porcentaje 
de cemento por un producto puzolánico a base de arcilla en la resistencia a compresión 
(ASTM C-109) y la fluidez (ASTM C-939) en el mortero grout. 
19 
 
-Analizar el impacto económico y ambiental de los remplazos de cemento por un 
producto puzolánico a base de arcilla en el mortero de reparación y en el mortero Grout. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
 
 
3. Marco de Referencia 
 
3.1 Antecedentes 
 
3.1.1 Propiedades físico-químicas y mecánicas de la puzolana y cementos puzolánicos 
producidos en el laboratorio con materias primas de Cemento Limas S.A. 
 
Por varios siglos, las puzolanas y la Cal fueron la base principal de los materiales 
conglomerantes utilizados por las grandes civilizaciones de la antigüedad; de hecho, los 
morteros a base de Cal se les conocen con el nombre de “morteros romanos”, haciendo 
referencia a las construcciones de este imperio, no obstante, los griegos fueron quienes lo 
inventaron; los romanos se encargaron de mejorar y optimizar las técnicas de preparación y 
aplicación. Actualmente las puzolanas son ampliamente usadas en la industria del cemento 
y se han realizado varios estudios para determinar los efectos que generan en algunos 
materiales como los morteros, los cuales han resultado ser muy positivos desde sus 
propiedades mecánicas así como también logrando beneficios económicos y ambientales. 
 
La empresa “Cementos Lima S.A.”, hoy en día conocida como UNACEM (Unión 
Andina de cementos) llevo a cabo en la década de 1980 un estudio denominado 
“Propiedades físico-químicas y mecánicas de la Puzolana y cementos puzolánicos 
producidos en el laboratorio con materias primas de Cementos Lima S.A.”, el cual tenía 
como objetivo evaluar las propiedades puzolánicas de un material puzolánico de la fábrica 
de “Cementos Lima S.A.”, así como también analizar su comportamiento al adicionarlo a 
un cemento “tipo IP”
3
. El material objeto de este estudio es una puzolana natural de origen 
volcánico a la que se le realizaron ensayos para determinar la composición química y 
mineralógica. Los resultados de los análisis químicos mostraron que tenía un alto contenido 
de sílice (Si), aluminio (Al), hierro (Fe) y azufre (S). En cuanto a la composición 
 
3
 Cemento tipo IP es uno de los cementos Portland que desarrolla la asociación UNACEM. 
21 
 
mineralógica se encontró que tenía entre 40 y 50% de Silice amorfa, entre 5 y 10% de 
hematita y el resto correspondía a compuestos cristalinos inertes tales como minerales 
arcillosos, feldespatos, alumita etc. De spués de realizar el reconocimiento químico y 
mineralógico, se fabricaron cementos con adiciones de puzolana en 10%, 20%, 25%, 30% y 
35%, con el propósito de evaluar las resistencias mecánicas y durabilidad sobre muestras de 
mortero bajo dos relaciones de agua-cemento (0,51 y 0,62). Unas muestras fueron curadas 
en agua potable y otras en agua de mar hasta 600 días, y se tuvieron como muestras de 
control morteros de cementos tipo IP de la misma fábrica. Los resultados y conclusiones 
más relevantes se enuncian a continuación. 
 
Los análisis químicos, mineralógicos y los ensayos de actividad puzolánica efectuados, 
indican que es un material apto para utilizarse en la fabricación de cementos puzolánicos. 
 
Cuando se añadió hasta 20% de puzolana las resistencias tempranas fueron bajas tal y 
como se había previsto en las investigaciones preliminares; así mismo, en las edades a largo 
plazo las resistencias si fueron similares a las de un mortero normal (sin adiciones de 
puzolana). Con adiciones superiores al 20%, las resistencias desde edades tempranas fueron 
iguales y otras superiores a las resistencias obtenidas en un cemento tipo IP (1 Portland), 
especialmente en ambientes agresivos, como lo es el agua de mar. Lo anterior se puede 
explicar por el fenómeno físico-químico de aceleración de la hidratación del silicato 
tricálcico (C3S) y aluminato tricálcico (C3A) del cemento debido a la presencia de material 
puzolánico según informa Mandujano (s.f.). 
 
Los productos hidráulicos insolubles de la reacción cal/puzolana ocupan los poros de 
la masa de mortero o concreto disminuyendo su permeabilidad y haciéndolos más densos y 
compactos, lo cual se traduce en una mayor resistencia mecánica y contra ambientes 
agresivos. En cuanto al porcentaje o rango de porcentaje óptimo para adicionar puzolana, 
Wilfredo Mandujano V. concluye: 
 
Del examen de la composición química de lapuzolana y los cementos puzolánicos fabricados en 
el laboratorio, así como de los resultados de las resistencias a la compresión de especímenes 
curados en agua potable y de mar, concluimos que es factible utilizar este material (la puzolana 
22 
 
de Cementos Lima S.A.) para fabricar cementos puzolánicos con hasta 30% de adición. 
Cantidades mayores de 30% de puzolana traerían problemas de calidad . 
 
 
Las adiciones de puzolana para la fabricación de cementos puzolánicos no pueden 
superar el 30% debido a su alto contenido de azufre y perdida al fuego. La utilización de 
este material para la fabricación de cementos tiene como uno de sus principales beneficios 
el ahorro de energía; no obstante, es necesario profundizar el estudio acerca de las 
propiedades y comportamiento de los cementos puzolánicos, tanto en el laboratorio como 
en las obras, afirma Mandujano, ya que es en las obras donde deben cumplir 
satisfactoriamente todas las normas y requerimientos técnicos. 
 
En términos generales, los resultados fueron satisfactorios y demostraron que los 
morteros con adiciones de puzolana alcanzan o superan las resistencias obtenidas en los 
morteros normales. De igual forma, se comprobó que la adición de puzolanas mitiga la 
acción corrosiva de ambientes agresivos, como por ejemplo, el agua del mar. 
 
3.1.2 El uso de la zeolita como una adición mineral para producir cemento puzolánico 
 
Desde varios años atrás, el desarrollo de materiales sostenibles con el medio ambiente 
se ha convertido en una prioridad, tanto para los sectores industriales como también para 
los centros de formación profesional y técnica, esto debido principalmente a los inminentes 
problemas ambientales que afronta la humanidad y los cuales parecen estar llegando a su 
punto más crítico, teniendo en cuenta que el año 2014 fue el más caliente del planeta Tierra 
desde que se tiene registros, según datos de la nasa. 
 
En el año 2004, la ingeniera civil Paola Robalino Espinoza, egresada de la universidad 
“Escuela Superior Politecnica del Litoral” (ESPOL) con sede en Guayaquil, Ecuador, 
realizó un trabajo de grado sobre el uso de una puzolana como adición mineral para 
producir cementos puzolánico más resistentes y económicos que los convencionales. El 
material objeto de estudio fue una zeolita, la cual se incorporó en el proceso de fabricación 
de un cemento Portland, bajo una proporción determinada (20%). 
23 
 
Las zeolitas se catalogan como puzolanas naturales y se definen como un grupo de 
alumino-silicatos hidratados de metales alcalino y alcalino terreos. El término “zeolita” 
hace referencia a una familia de minerales naturales que poseen propiedades particulares 
tales como el intercambio de iones y la “desorción”
4
 reversible de agua. El uso de estos 
minerales abarca varios campos dentro de los que se destacan la nutrición animal, la 
agricultura, control de malos olores y la construcción. En cuanto a este último, la principal 
aplicación de las zeolitas es la fabricación de “cementos puzolanicos”
5
. 
 
A continuación se describen los detalles más relevantes del trabajo de grado realizado 
por la ingeniera Paola Robalino Espinoza: 
 
El material de estudio (zeolita) fue obtenido del peñón de la Escuela Superior 
Politécnica del Litoral y como primer paso, se sometió al proceso de trituración haciéndolo 
pasar por una trituradora de quijadas y luego por un molino de rodillos. Posteriormente, el 
material triturado se colocó en un horno para secarlo a una temperatura de 100°C durante 
24 horas. Finalmente, el material seco se depositó en el molino de bolas para pulverizarlo. 
 
La zeolita resultante del procedimiento descrito previamente fue caracterizada por una 
serie de ensayos que contempla la norma “ASTM C 311-98B”
6
, tales como la 
determinación de finura en base al peso retenido en la malla 325 (ASTM C-430), la 
densidad del material (ASTM C 128-01) y la superficie especifica (ASTM C 204-96) 
calculada a partir del Instrumento de Blaine. Adicionalmente, también se realizó un análisis 
químico por medio de la técnica de espectrometría de rayos X, para determinar la 
composición química de la zeolita. En la tabla 1 se muestran los resultados de los ensayos 
mencionados anteriormente. 
 
4 La desorción es un fenómeno por el cual una sustancia se libera desde o a través de una superficie. El proceso 
es lo contrario de absorción. 
5 Los cementos puzolánicos son una mezcla entre cemento Portland y un material puzolánico finamente dividido, 
cuya proporción varía entre 15% y 40% de la mezcla total, según la norma ASTM C-595 
6 ASTM C 311-98B “Métodos de estandarización para muestras y pruebas de cenizas volantes o puzolanas 
naturales para usar como adición mineral en concretos de cemento Portland” 
24 
 
Tabla 1 Resultados de los ensayos practicados a la zeolita del trabajo de grado “Uso de la zeolita como una 
adición mineral para producir cemento puzolánico” 
Ensayos Resultado 
Finura (peso retenido en el tamiz #325) 15% 
Densidad (Kg/m³) 2423 
Superficie especifica (cm²/g) 4840 
Analisis quimico 
P. fuego % 10 
SiO2 % 63,1 
Al2O3 % 14,3 
Fe2O3 % 5,70 
CaO % 2,40 
MgO % 1,77 
SO3 % 0,01 
K2O % 0,97 
Na2O % 1,31 
TOTAL % 99,4 
 Fuente: Tesis de grado “Uso de la zeolita como una adición mineral para producir cemento puzolanico” 
elaborada por la ingeniera Paola Robalino Espinoza 
 
 Para la fabricación del cemento puzolánico con zeolita, se estableció un porcentaje de 
adición del 20% según la norma “ASTM C-595”
7
. La evaluación de las propiedades 
mecánicas se realizó por medio de ensayos de resistencia a compresión de morteros en los 
que se utilizó el cemento puzolánico objeto de estudio, siguiendo la norma “ASTM C 
109”
8
. Por cada muestra se prepararon 9 testigos (cubos de 5 cm de arista) que fueron 
fallados a las edades de 1, 3, 7, 14, 28 y 90 días y sus resistencias fueron comparadas con 
las de un mortero patrón o de cemento Portland normal (tabla 2). 
 
7 ASTM C-595 “Especificación normalizada para cementos adicionados hidráulicos“ 
8 ASTM C-109 “Método Normalizado de Ensayo de Resistencia a Compresión de Morteros de Cemento 
Hidráulico” 
25 
 
Tabla 2 Resultados de los ensayos de resistencia a compresión del trabajo de grado “Uso de la zeolita como una 
adición mineral para producir cemento puzolánico” 
Tiempo (días) 
Resistencias (Mpa) Indice de 
puzolanidad 
(%) 
Testigo Patrón 
1 9,26 12,66 73,15 
3 21,14 23,99 88,12 
7 30,87 33,60 91,86 
14 35,38 36,84 96,03 
28 40,06 37,61 106,50 
90 40,48 37,27 108,61 
Fuente: Tesis de grado “Uso de la zeolita como una adición mineral para producir cemento puzolanico” 
elaborada por la ingeniera Paola Robalino Espinoza 
 
Como se puede ver en la tabla 2, el comportamiento mecánico de los testigos y la 
muestra patrón es muy similar; no obstante, se destaca que las resistencias desarrolladas por 
los morteros con cemento puzolanico a los 28 y 90 días superaron las del mortero patrón, lo 
cual confirma que la puzolana (zeolita) generan mejores resistencias a largo plazo. Los 
resultados descritos en la tabla 2 también sirvieron para establecer los índices de 
puzolanidad o actividad puzolánica de la zeolita, los cuales fueron mayores a 75% en los 7 
y 28 días, tal y como lo exige la norma ASTM C 618-03. En cuanto a la composición y 
análisis químico de la zeolita, se verifico que cumple con todos los parámetros indicados en 
la norma ASTM C 618-03. 
 
 Finalmente, el autor concluye con base en los resultados expuestos anteriormente 
que la zeolita resulto ser una puzolana muy eficiente en la fabricación de cementos 
compuestos, pues cumple con todas las especificaciones al respecto, desarrollo un buen 
comportamiento mecánico (especialmente en edades finales), mejoro las condiciones de 
trabajabilidady durabilidad y en materia de costos genero una reducción al disminuir la 
cantidad de cemento necesaria en mezclas de mortero y concreto. 
 
26 
 
3.1.3 Contribución de la zeolita natural a las resistencias mecánicas de cementos, 
morteros y hormigones 
 
Las zeolitas actualmente son conocidas por su multifuncionalidad gracias a su 
adaptación en campos multidisciplinares que abarcan la salud, nanotecnología, 
agroindustria, la química entre otros. La composición relativamente sencilla de estos 
minerales, sumada a su gran estabilidad físico-química y sus propiedades diversas los 
convierten en un centro de atención de la moderna tecnología. 
 
En el año del 2011 los ingenieros Jorge Costafreda Mustelier, Benjamín Calvo Pérez y 
José Parra y Alfaro a través de la ponencia “IX Jornadas Iberoamericanas de Materiales de 
Construcción” dieron a conocer su estudio sobre el papel de las Zeolitas naturales en el 
incremento de las resistencias mecánicas de cementos, morteros y hormigones en diferentes 
etapas, que van desde periodos muy tempranos (2 días) hasta muy tardíos (365 días). Varias 
especies de zeolitas fueron estudiadas entre ellas: mordenita-esmectita, mordenita-
heulandita, clinoptilolita-heulandita, cuarzo-estilbita y tobas zeolitizadas. Las tareas 
planteadas en esta investigación comprendían, por una parte, la caracterización de las 
zeolitas, y por otra parte, la determinación de las propiedades físicas, mecánicas y químicas 
del material, los resultados obtenidos permitieron sentar las bases para una consideración 
profunda de las posibilidades de uso intensivo de estos minerales en la mejora de materiales 
de construcción. 
 
El carácter puzolánico de las zeolitas ha sido demostrado por numerosas autoridades 
científicas. Costafreda, J.L (2008) establece, como otros tantos investigadores, que el 
empleo de zeolitas, en mezclas de cementos y morteros, provoca el aumento de resistencias 
mecánicas a edades cercanas a los 28 días, además afirma que se pueden lograr cementos 
con propiedades ventajosas, traducidas como mayor resistencia química, menor calor de 
hidratación y mayor inhibición de la reacción álcalis-sílice. De esta forma se pueden lograr 
cementos resistentes a los sulfatos y al agua de mar, cementos con adiciones puzolánicos y 
cementos compuestos, lográndose una gran durabilidad de los mismos. 
 
27 
 
En esta investigación para la caracterización, se aplicó el método de fluorescencia de 
rayos x. 
 
A continuación en la tabla 3 se presentan la composición química de las muestras 
 
Tabla 3 Composición química de las muestras empleadas obtenidos mediante fluorescencia de rayos x 
Muestra 
(en estado natural) 
SiO2 SiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O 
LOI 
(%) 
Clinoptilolita-heulandita 63.25 12.01 1.22 1.03 1.20 3.23 2.30 16.3 
Mordenita-clinoptilolita 63.47 12.59 1.31 3.25 0.336 3.61 0.080 15.0 
Mordenita-esmectita 68.79 13.20 1.62 1.95 1.45 2.33 2.89 11.9 
Cuarzo-estilbita 68.88 11.71 3.34 5.25 2.75 1.31 0.216 5.84 
Toba zeolitizada 64.79 13.19 1.6 0.873 2.09 2.99 3.92 9.75 
Cemento referencia 17.45 5.59 3.35 64.04 0.641 1.37 0.091 2.43 
Fuente: Ponencia “Contribución de la zeolita natural a las resistencias mecánicas de cementos, morteros y 
hormigones” elaborada por los ingenieros Jorge L. Costafreda Mustellier, Benjamin Calvo Perez y Jose Luis 
Parra y Alfaro 
 
En la tabla (3) todas las muestras presentan contenidos en alúmina muy parecidos, sin 
embargo, la sílice varía en un rango más apreciable para las muestras de mordenita-
esmectita y cuarzo-estilbita. Los compuestos restantes poseen valores de abundancia muy 
diferentes, indicando la naturaleza disímil y poligénica de los minerales estudiados. 
 
Según estos datos, la relación silicio/aluminio de las zeolitas empleadas oscila entre 5 
y 15, lo cual las hace especialmente reactivas en las mezclas hidráulicas y en disoluciones 
de Ca(OH)2. Asimismo, presentan una gran estabilidad de volumen y resistencia térmica, 
que transfiere a los cementos cualidades excepcionales. 
 
Para el estudio de las propiedades físicas y mecánicas se efectuó una molienda fina 
previa (< 63 µ) de las muestras de zeolita, y una minuciosa mezcla con cemento pórtland, 
arena normalizada y agua desmineralizada. En los morteros con adición de zeolitas se 
efectuó una dosificación que consistió en la sustitución del 25% del cemento pórtland por 
zeolita. 
28 
 
 
Se determinó la resistencia a compresión y el índice de actividad resistente de las 
probetas endurecidas en diferentes períodos (2, 7, 28, 90 y 365 días). Paralelamente, se 
fabricaron probetas constituidas solamente por cemento pórtland y árido natural, destinadas 
a referenciar los resultados obtenidos a partir del estudio de los morteros combinados con 
zeolitas. 
 
Tabla 4 Resultados de los ensayos de resistencia a compresión para distintos períodos de tiempo 
MUESTRAS DE MORTEROS 
Rc (Mpa) 
(2 días) 
Rc (Mpa) 
(7 días) 
Rc (Mpa) 
(28 días) 
Rc (Mpa) 
(90 días) 
Rc (Mpa) 
(365 días) 
Clinoptilolita-heulandita 16.3 27.9 50.4 62.4 70.1 
Mordenita-clinoptilolita 15.9 28.5 50.9 66.5 70.9 
Mordenita-esmectita 18.4 29.8 47.8 70.1 73.2 
Cuarzo-estilbita 12.1 22.9 43.3 55.5 58.9 
Toba zeolitizada 15.3 26.8 44.9 61.5 68.0 
Cemento referencia 24.3 42.7 50.6 66.1 68.4 
Fuente: Ponencia “Contribución de la zeolita natural a las resistencias mecánicas de cementos, morteros y 
hormigones” elaborada por los ingenieros Jorge L. Costafreda Mustellier, Benjamin Calvo Perez y Jose Luis 
Parra y Alfaro 
 
Los valores de resistencia mecánica varían dentro de un amplio margen para períodos 
muy cortos de curado (2 días) en aquellos morteros diseñados con zeolita natural. Destaca 
la diferencia significativa con los valores arrojados por la muestra de referencia. Un caso 
muy similar se presenta con los resultados obtenidos a 7 días, donde la gran mayoría de 
especímenes aportan resistencias muy cercanas, a excepción de la probeta elaborada con 
cuarzo-estilbita, cuyo valor se mantiene muy bajo respecto a las restantes muestras. A pesar 
de este detalle, se destaca un aumento general de las resistencias (ver tabla 4). 
 
Las resistencias normales a los 28 días son evidentemente elevadas, siendo las especies 
más puras (clinoptilolita-heulandita, mordenita-clinoptilolita y mordenita-esmectita) las que 
han favorecido este proceso. En esta etapa, dos muestras superan en resistencia mecánica al 
cemento de referencia (mordenita-clinoptilolita y mordenita-esmectita). Costafreda, J.L. 
29 
 
(2008) demostró que ciertos morteros fabricados a base de zeolita-cemento y toba-cemento, 
alcanzaban resistencias que superaban la del cemento pórtland normal transcurridos los 28 
y 90 días de curado. A edades superiores (90 y 365 días), el proceso de endurecimiento e 
incremento de las resistencias mecánicas continúa verificándose, registrándose valores de 
hasta 73,2 Mpa. La muestra formada por mordenita-esmectita, sigue siendo un caso 
excepcional en esta investigación; su gran resistencia, en relación a las restantes, puede 
explicarse por el doble efecto que produce en la pasta la presencia de esta paragénesis 
mineral, donde la elevada superficie específica de ambas especies, tanto interna como 
externa, la carga eléctrica reforzada por las constantes sustituciones isomórficas y la 
presencia de iones alcalinos y alcalino-térreos, fácilmente intercambiables, refuerzan sus 
cualidades como puzolanas altamente reactivas, y aportan, como consecuencia, los mayores 
índices de actividad resistente. Al igual que las zeolitas, la presencia de la esmectita 
contribuye a la captación de cal libre presente en la pasta, evitando el fenómeno de 
expansividad ulterior. Otros valores notables fueron alcanzados por las probetas elaboradas 
con clinoptilolitaheulandita y mordenita-clinoptilolita (70,1 y 70,9 Mpa, respectivamente), 
superándose en ambos casos los valores del mortero de referencia.Por último los investigadores concluyen que con el empleo de las variedades de 
minerales de zeolitas estudiadas, se pueden fabricar cementos, morteros y hormigones 
dotados de altas resistencias mecánicas. Además el empleo de zeolitas en los diseños de 
mezclas, tanto de morteros como de hormigones, disminuye sensiblemente la 
permeabilidad de las estructuras, cerrándose así el acceso de los sulfatos desde el exterior. 
Aun así, en caso de verificarse una vía de acceso a la estructura, provocada por 
microfisuración (producida por seísmos, vibraciones por explosiones, etc.), la acción de 
estas puzolanas captará y neutralizará las sales de sulfatos foráneas; además, no podrán 
formarse productos de reacción secundaria, como la etringita y el yeso autígeno, ya que no 
existen los productos originales de aluminato tricálcico, el cual no pudo reaccionar con la 
portlandita captada previamente por las zeolitas en la mezcla. De esta forma se evitarán los 
fenómenos de expansión y fisuración por ataques de sulfatos. 
 
 
30 
 
3.2 Marco Teórico 
 
3.2.1 Morteros. 
El mortero es uno de los materiales más usados en el sector de la construcción 
especialmente en países como Colombia donde es muy común la construcción de casas y 
edificaciones usando el sistema de “mampostería estructural”
9
. En las siguientes líneas, 
Sánchez (Tecnología del concreto, 2001) explica que se debe entender por mortero: 
 
El mortero es la mezcla de un “material aglutinante”
10
, un “material de relleno”
11
, agua y 
eventualmente aditivos, que al endurecerse presenta propiedades químicas, físicas y mecánicas 
similares a las del concreto; es ampliamente utilizado para pegar piezas de mampostería en la 
construcción de muros, o para recubrirlos, en cuyo caso se le conoce como pañete, repello o 
revoque. 
 
El desarrollo de los morteros siempre ha estado determinado por los materiales 
conglomerantes y por eso es importante conocer la historia de algunos ligantes, 
comenzando con la Cal hasta llegar a la producción de cementos hidráulicos y productos 
derivados a partir de este último, como lo son los morteros de cemento Portland. 
 
Los morteros datan de hace mucho tiempo y su origen esta intrínsecamente ligado a la 
Cal. Algunos investigadores como Malinowski (Citado en Galindo & Pérez, 1995) 
consideran que una de las primeras mezclas realizadas por el hombre fue un mortero de 
agua y cal viva; esta última se obtiene de la “calcinación”
12
 de rocas calizas por lo cual se 
presume que los primeros morteros aparecieron poco tiempo después de la invención del 
 
9 La mampostería estructural es la unión de bloques o ladrillos de arcilla o de concreto con un mortero para 
conformar sistemas monolíticos tipo muro, que pueden resistir acciones producidas por las cargas de gravedad o 
las acciones de sismo o viento. 
10
 Los aglutinantes son materiales capaces de unir fragmentos de uno o más materiales para formar un conjunto 
compacto. 
11
 En el contexto de los morteros, los materiales de relleno se refieren a materiales áridos como la arena 
12 Galindo & Perez et al. La calcinación es un proceso por medio del cual se calienta una sustancia a 
temperaturas muy elevadas generando un cambio de estado en su constitución física y/o química. En la 
antigüedad, la calcinación de las rocas se realizaba a través del fuego. Actualmente existen hornos especiales 
para llevar cabo procesos de calcinación de forma controlada. 
31 
 
fuego. El primer uso que se le dio a los morteros fue la representación artística de criaturas 
y símbolos sobre muros, fachadas y paredes rocosas, posteriormente comenzó a emplearse 
como recubrimiento en el interior de las edificaciones. Existen indicios de algunos 
materiales o mezclas de la antigüedad que contenían arcillas, cenizas y hasta restos 
orgánicos, los cuales podrían ser considerados como una clase especial de morteros en la 
edad neolítica, así como lo expresan Galindo & Pérez (1995). 
 
En Turquía, en la villa neolítica de Çatal Hüyük (6.000 A.C.) el enyesado que recubre suelos y 
muros, y que sirve de soporte a pinturas y al modelado de animales en los templos, es una arcilla 
blanca autóctona aplicada tal cual; en cuanto al mortero de tierra, utilizado para la construcción 
de las paredes, negro y rico en cenizas y restos de huesos, todavía no disponía de un auténtico 
ligante. 
 
La aplicación de morteros en la antigüedad fue más común de lo que se cree. El 
periodo “Neolítico”
13
 o edad de la piedra nueva, fue el periodo donde el mortero tuvo un 
gran auge como un material ideal para conformar superficies y generar caminos o 
pavimentos más duraderos. En Turquía se han encontrado grandes extensiones de tierra y 
caminos tratados con mortero de Cal los cuales datan entre los años 7000 y 10000 A.C. En 
“Cisjordania”
14
 y Galilea (Israel) también se han encontrado evidencias de grandes 
cantidades de mortero de Cal que fueron usados para conformar el suelo de casas que datan 
del año 7000 A.C. Hoy en día no se conocen cuáles fueron las técnicas empleadas por el 
hombre durante el periodo neolítico para obtener y aplicar morteros; no obstante, de 
acuerdo a investigaciones arqueológicas, se ha evidenciado que los morteros tenían unos 
acabados perfectos y que se utilizaban bastante en la conformación de pavimentos, algunos 
de los cuales aún existen y siguen funcionado. (Galindo & Pérez, 1995, p. 52). 
 
 
13 No se conoce con exactitud el periodo de tiempo que comprendió El periodo Neolitico, pero se estima que fue 
entre los años 7000 A.C. y el año 3000 A.C. Esta edad se caracterizó por un uso óptimo de la piedra como 
principal material para fabricar herramientas y construir edificaciones, además de un cambio radical en la vida 
del hombre, pasando de la caza y la recolección al pastoreo y la agricultura. 
14 Cisjordania es una región de 5640 km² y de 20 a 40 kilómetros de ancho delimitada al este por el río Jordán y 
el Mar Muerto, y al oeste, norte y sur por la llamada Línea Verde, según la demarcación que se estableció en el 
Armisticio árabe-israelí de 1949. Actualmente no pertenece a ningún estado. 
32 
 
Morteros egipcios: Por otra parte, los egipcios utilizaron el yeso como una clase de 
mortero para pegar los mampuestos o bloques de piedra con los que se construían las 
pirámides y es por esto, que al yeso se le denomina el “mortero egipcio”, pues fue esta 
civilización la primera en emplearlo como material conglomerante. Según (Galindo & 
Pérez, 1995) el yeso se utilizó por primera vez como material de pega en el año 2600 A.C., 
para construir la pirámide de “Keops”
15
. En Grecia, fueron hallados indicios de que el yeso 
fue utilizado como material ligante en las paredes del Palacio de Micenas y entre los 
bloques gigantes del antiguo fondeadero de Kition, en Chipre (600 A.C.). Al parecer, los 
egipcios y los griegos fueron las únicas civilizaciones de la antigüedad que emplearon el 
yeso como una clase de mortero, el cual se caracterizaba por un fraguado lento. El yeso 
merece una revisión especial como material aglutinante, pues su aplicación tuvo un 
desarrollo notable gracias a la civilización egipcia (Galindo & Pérez, 1995, p. 53). 
 
Los morteros “egipcios” o morteros de yeso se pueden clasificar en: 
 
Yeso de colocación: Se utilizaban principalmente para facilitar la colocación de 
grandes bloques de piedra sobre planos inclinados, tal y como sucedía en la construcción de 
las pirámides; es decir, este yeso se aplicaba como lubricante con el fin de permitir el 
deslizamiento de los bloques de piedra sobre superficies inclinadas. Se caracterizaba por un 
fraguado muy lento y por un alto contenido de carbonatos debido a la presencia de caliza en 
las rocas de yeso (Galindo & Pérez, 1995, p. 53). 
 
Yeso de acabado: Estos yesos seutilizaban principalmente para tapar las 
irregularidades de superficies, de juntas de acabado o de “enlucidos”
16
 de decoración. Estos 
ligantes, a diferencia de los yesos de colocación, no contienen anhidrita insoluble, sino el 
hemihidrato (obtenido por cocción entre 120° y 160° C), lo cual le otorga una característica 
 
15 Keops fue el segundo faraón de la cuarta dinastía, perteneciente al Antiguo Imperio de Egipto. Su reino 
comprendió 23 años (2589 – 2566 A.C.). 
16
 En la antigüedad los enlucidos eran capas de yeso de espesores relativamente pequeños que se aplicaban sobre 
muros y fachadas, con el fin de brindar un mejor aspecto arquitectónico a las edificaciones. En la actualidad, un 
elucido es cualquier capa de estuco, mortero o yeso que se aplica sobre las superficies de las edificaciones, 
constituyéndose en un acabado habitual, sobre el cual pueden implementarse detalles decorativos. 
33 
 
de fraguado rápido y una buena adherencia al soporte. El contenido de carbonatos y la 
cantidad de sales de alteración eran muy variables en este tipo de yeso (Galindo & Pérez, 
1995, p. 54). 
 
Yeso de decoración: Estos yesos fueron empleados en Egipto, durante el siglo IV 
A.C. como enlucidos. De acuerdo a Martinet (citado en Galindo & Pérez, 1995), los 
egipcios adicionaron a los yesos de decoración una cantidad considerable de caliza con el 
propósito de blanquear la mezcla final. Según Martinet (citado en Galindo & Pérez, 1995), 
la adición de caliza a los yesos de decoración era una práctica frecuente en la época tardía 
de la era faraónica (alrededor del 300 A.C.). Al respecto, Galindo & Pérez afirman que: 
 
También es posible que los constructores de la época “ptolomeica”
17
 se apercibieran, gracias a 
múltiples ensayos, que este añadido aportaba a la mezcla una plasticidad satisfactoria para la 
puesta en obra y una mejor adherencia sobre el paramento del muro a ornamentar. 
 
Morteros griegos: Los griegos fueron expertos en el manejo y aplicación de los 
morteros de Cal. Según Furlan (citado en Galindo & Pérez, 1995) las excavaciones 
arqueológicas indican que los constructores griegos aplicaban ligantes artificiales desde 
hace mucho tiempo; de igual forma, se caracterizaban por generar enlucidos y 
pulimentados perfectos, lo cual se ve reflejado en muchas de las construcciones antiguas 
tales como el Palacio de Croesus. Antes de aplicar morteros de Cal, los griegos aplicaban 
una especie de mortero rustico compuesto por tierra y arcilla, el cual le brindaba un aspecto 
“rudo” y poco estético a las construcciones, posteriormente, comenzaron a perfeccionar las 
técnicas de mezclado y aplicación, especialmente cuando empezaron a utilizar la Cal 
(Galindo & Pérez, 1995, p. 55). 
 
Vitruvio (citado en Galindo & Pérez, 1995) describe el “pulimentado”
18
 de morteros 
como una antigua técnica griega y afirma que este cuidadoso tratamiento ayuda a impedir la 
 
17
 La época Ptolomeica es aquella que estuvo marcada por la dinastía ptolemaica que gobernó Egipto desde el 
año 305 A.C. hasta el año 30 A.C. 
18 Galindo & Pérez et al. El pulimentado es un proceso que consiste, esencialmente, en la trituración de la cal, 
del carbonato o de la puzolana del mortero, para crear una estructura superficial densa, que aumente la 
34 
 
contracción y las rupturas. Describe igualmente la aplicación del mortero en varias capas (3 
a 6). Teniendo en cuenta lo anterior, se puede afirmar que los griegos tenían un 
conocimiento técnico muy profundo acerca de la aplicación de los morteros, generado a 
partir de la experiencia. Como ya se ha mencionado anteriormente, se conoce que los 
griegos también aplicaron yeso como material ligante en algunos palacios, pero esta no era 
su especialidad. 
 
Morteros romanos: Son los romanos los herederos de la tecnología de la construcción 
griega y más concretamente del empleo del mortero de Cal. Se sabe que los romanos 
aplicaron la antigua técnica griega del pulimentado del mortero, especialmente para las 
construcciones concernientes a la conducción de agua. Construcciones como el Panteon, el 
Coliseo y acueductos como el de Segovia o Pont du Garde, son grandes evidencias de la 
utilización del mortero de Cal en el pasado y reflejan cuan efectivo ha resultado como 
material ligante, al punto que estas construcciones aún están en pie y han soportado 
diversas condiciones críticas a través del tiempo. 
 
Según Malinowski (citado en Galindo & Pérez, 1995), los romanos también heredaron 
de los griegos el sistema de aplicación del mortero en multicapa, como queda de manifiesto 
en los estudios realizados en el acueducto de Cesarea, donde se aplicaron separadamente las 
capas para favorecer el endurecimiento de cada una de ellas. En dicha construcción es 
posible distinguir una ligera capa grisácea, que contiene cenizas (luce como una lámina 
ligante); una capa blanca con polvo de mármol, la cual sirve para prevenir la contracción; y 
una capa rojiza puzolánica, muy finamente pulimentada, la cual asegura el endurecimiento 
en agua, la impermeabilidad y una buena consistencia. 
 
Los romanos también aprendieron de los griegos la técnica de añadir a la mezcla 
diversas sustancias que favorecían las características del mortero. Por ejemplo, con 
frecuencia se añadía lava ligera como agregado, según los morteros hallados en el Foro 
Romano en Ostia, en Pompeya y Herculano. La gran durabilidad de estos morteros pulidos 
 
impermeabilidad del material, acelere la carbonatación e hidratación (esto es el endurecimiento) y mejora la 
fuerza y la durabilidad del material. 
35 
 
se explica por la baja “absorción”
19
 y “desorción”
20
 de agua del agregado. Se puede señalar, 
por tanto, que la civilización romana mejoró los procedimientos de fabricación de la cal y 
las técnicas de aplicación de los morteros. 
 
Morteros medievales: En la edad media no se presentaron grandes avances en la 
preparación de morteros, así como tampoco en las técnicas de aplicación. Los constructores 
medievales continuaron fabricando morteros con los mismos materiales que empleaban los 
romanos, pero tal parece que no eran tan cuidadosos como estos últimos, especialmente en 
la selección de los materiales granulares y en las formas como se aplicaban los morteros. 
Las construcciones medievales atestiguan lo descrito anteriormente y dejan en evidencia un 
posible retraso en las técnicas de construcción que habían desarrollado los griegos y los 
romanos. 
 
Se presume que la pérdida de calidad en los morteros medievales se debía 
principalmente a que no se aplicaron en forma correcta los procedimientos romanos para 
obtener la cal (selección, cocción y extinción), así como también a la falta de 
homogeneidad y proporciones erradas de los materiales en la mezcla. Posiblemente también 
se descuidaron aspectos relacionados con la granulometría de los materiales agregados 
(Galindo & Pérez, 1995, p. 57). 
 
Según Furlan (citado en Galindo & Pérez, 1995) a partir del siglo XII las mezclas de 
mortero fueron más homogéneas y la calidad de los ligantes mejoro notoriamente. Para ese 
entonces, los morteros básicamente estaban constituidos por gravas gruesas, cal y carbón de 
leña; no obstante para las juntas, los constructores preferían sustituir las gravas por arena 
fina y utilizar cal muy blanca. En el siglo XIII factores económicos limitaron 
significativamente el uso de cal y arena, por lo cual la calidad de los morteros presento un 
descenso notable, pero un siglo después, los constructores comenzaron a utilizar arena de 
planicie en lugar de gravas gruesas, generando morteros de mayorcalidad que aquellos que 
 
19 Retención por una sustancia de las moléculas de otra en estado líquido o gaseoso. 
20 La desorción es un fenómeno por el cual una sustancia se libera desde o a través de una superficie. El proceso 
es lo contrario de absorción. 
36 
 
tenían gravas. Algunos investigadores como Furlan (citado en Galindo & Pérez, 1995) 
sostienen que los morteros medievales tenían un contenido apreciable de materia orgánica. 
De acuerdo a investigaciones arqueológicas, se han encontrado muestras que parecen ser 
pelos de animales y sustancias como sangre, huevos, leche, cerveza y varios tipos de 
proteínas. No es claro que papel jugaban este tipo de adiciones orgánicas en las mezclas de 
mortero, en todo caso, los morteros medievales no presentaron avance alguno en relación a 
lo desarrollado por los romanos y los griegos. 
 
Morteros modernos: El inicio de los morteros modernos se remonta a mitad de siglo 
XVIII, cuando comenzaron a desarrollarse materiales ligantes resistentes a la acción del 
agua de mar. Se puede afirmar que en el siglo XVIII surgieron los primeros ligantes 
hidráulicos artificiales. En el año 1756, el señor Smeaton, quien fue el encargado de la 
construcción del faro de Eddyston (Plymouth, Inglaterra) encontró una cal que resulto ser 
efectiva contra la acción corrosiva del agua de mar. Dicha cal obtenida a partir de una 
caliza de Aberthan fue sometida a una serie de ensayos químicos gracias a los cuales se 
comprobó la presencia de arcilla, llegando a establecer que esta última determinaba las 
propiedades hidráulicas de la caliza. Los romanos consideraban que la cal debía ser lo más 
pura posible para elaborar un buen mortero y efectivamente lograron crear materiales 
conglomerantes de alta calidad, pero al mismo tiempo no se dieron cuenta que la arcilla 
podía favorecer el carácter hidráulico de sus morteros. Teniendo en cuenta lo anterior, 
muchos autores como Furlan o Rassineux (citado en Galindo & Pérez, 1995) afirman que la 
tradición romana genero un retraso en el descubrimiento de los ligantes hidráulicos 
artificiales; no obstante, hay indicios de algunos morteros romanos que tenían fragmentos 
de arcilla cocida y ladrillos, los cuales se colocaban presuntamente para favorecer el 
fraguado. 
 
En el año de 1812, “Vicat”
21
 llevo a cabo un estudio de mezclas de calizas puras y 
arcillas el cual le permitió demostrar que las propiedades hidráulicas de los materiales 
 
21 Louis Joseph Vicat (1786 – 1861) fue un científico francés reconocido principalmente por los estudios que 
realizo sobre morteros y cementos obtenidos a partir de cal, y a quien se le atribuye la creación del cemento 
artificial 
37 
 
conglomerantes dependen de los compuestos que se forman durante la cocción entre la Cal 
y los constituyentes de la arcilla. De igual forma, Vicat estableció que el contenido de 
arcilla, la temperatura y el tiempo de cocción hacen que las reacciones hidráulicas se den en 
forma satisfactoria; es decir, que el fraguado se desarrolle en buenas condiciones generando 
un material de pega o recubrimiento homogéneo, compacto y duradero. Los morteros 
desarrollados por Vicat se caracterizaron por un alto contenido de aluminatos y por un 
fraguado rápido, lo cual los hace muy similares a los actuales. Teniendo en cuenta lo 
anterior, muchos autores consideran a Vicat como el inventor de los morteros artificiales, 
ya que sus estudios generaron la base científica más sólida para desarrollar materiales 
conglomerantes. Actualmente se realizan ensayos de consistencia y tiempos de fraguado a 
cementos y en general a materiales conglomerantes obtenidos a partir de Cal por medio del 
“aparato de Vicat”
22
, el cual se constituye en uno de los mayores legados de Louis Joseph 
Vicat (Galindo & Pérez, 1995, p. 59). 
 
Morteros actuales: El siglo XIX fue escenario de muchas investigaciones en relación 
a materiales de construcción, haciendo énfasis en los cementos, así como en sus productos 
derivados (morteros y concretos). Es en el siglo XIX donde aparece el cemento más 
conocido en la actualidad, el cemento Portland. James Frost patento en el año 1811 un 
cemento artificial que fue obtenido a partir de la calcinación lenta de caliza molida y arcilla. 
El procedimiento empleado por Frost se utilizaría más adelante en la fabricación de los 
cementos Portland. 
 
Según Furlan y Ashurst (citado en Galindo & Pérez, 1995) el primer cemento Portland 
fue patentado por Joseph Apsdin en el año 1824. Este cemento era compuesto por cal, 
arcilla y tierra. Básicamente, el proceso por el cual obtenía el cemento era el siguiente: 
Apsin desmenuzaba y calcinaba la caliza, al parecer a temperaturas no muy altas, luego la 
cal resultante se mezclaba con arcilla y tierra; la mezcla era hidratada cuidadosamente, 
posteriormente, la mezcla era calcinada, desmenuzada y nuevamente calcinada (por 
 
22 El aparato de Vicat es un instrumento que se emplea en la determinación de la consistencia normal, 
consistencia estándar y tiempos de fraguado de materiales conglomerantes, especialmente el cemento. El aparato 
de Vicat lleva el nombre de su creador Louis Joseph Vicat. 
38 
 
segunda vez) con el fin de desprender el ácido carbónico residual. Debido a que las 
temperaturas de calcinación no eran altas, la calidad del cemento tampoco era la más 
deseable. En el año 1838, el hijo de Apsdin logro mejorar el cemento que su padre había 
inventado y lo utilizó en la construcción de un túnel bajo el río Támesis (Inglaterra). Al 
parecer, la calidad del cemento mejoro debido a que las temperaturas de calcinación fueron 
más altas. 
En 1845, Isaac Johnson desarrollo un prototipo de cemento moderno, el cual consistía 
en una mezcla de caliza y arcilla calcinada a altas temperatura llegando hasta un principio 
de fusión, obteniendo clinker que desde ese entonces se convirtió en el principal 
componente de fabricación. Este hecho marca una nueva etapa para el cemento, ya que se 
comienza a producir a escala industrial. 
 
La producción de cementos desde el año 1850 se realizó con métodos avanzados y 
modernos, los cuales permitieron realizar una molienda más eficiente de la Cal y la arcilla 
en molinos húmedos, así como también calcinar las mezclas a temperaturas que ascendían 
hasta los 1500° C. A partir de la segunda mitad del siglo XIX muchas industrias 
comenzaron a incorporar yeso en el clinker obtenido de la calcinación, con el fin de 
prolongar el tiempo de fraguado y así facilitar el trabajo en las obras donde se requería 
aplicar hormigón y/o morteros. Actualmente, el cemento Portland es el conglomerante más 
utilizado en la construcción, pues es el que ofrece las mejores resistencias mecánicas. Con 
los últimos avances tecnológicos en la ingeniería de los materiales, se han derivado muchos 
productos conglomerantes para diferentes condiciones técnicas, es así como hoy en día 
contamos con morteros de relleno, morteros de pega, morteros de nivelación entre otros. A 
continuación se describe una clasificación de los morteros según su composición. 
 
Clasificación de los morteros: En términos generales, dentro de los morteros se 
pueden distinguir dos familias: los aéreos y los hidráulicos. Los primeros endurecen bajo la 
influencia del aire al perder agua por secado al aire y fraguan lentamente por un proceso de 
carbonatación. Los hidráulicos endurecen bajo el agua, pues al igual que los cementos 
naturales, poseen constituyentes que se obtienen por calcinación de calizas impurificadas 
con sílice y alúmina que le permiten desarrollar resistencias iniciales relativamente altas. 
39 
 
 
De acuerdo con los materiales que compongan el mortero, se pueden encontrar los 
siguientes tipos: (Sánchez, 2001,