Opus caementicium

El opus caementicium u hormigón romano, (del latín = caementum: escombros, piedra en bruto) es un tipo de obra hecha de mortero y de piedras de todo tipo (de residuos, por ejemplo) y tiene la apariencia del hormigón. La mezcla se hacía a pie de obra, alternando paladas de mortero con guijarros.​

El hormigón romano se podía emplear solo, dándole forma dentro de un encofrado,​ o usarlo para llenar los espacios entre paredes y bóvedas rellenando el espacio entre dos paredes de bloques rectangulares de piedra que funcionan como encofrado perdido (opus quadratum, opus vittatum y opus reticulatum). A medida que se iba subiendo la pared, se podían poner hiladas de ladrillos atravesadas a lo ancho de la pared, lo que permitía trabar ambas paredes exteriores, para que la distancia entre ambas permanezca constante y aumentar la resistencia del conjunto.

El opus caementicium es una de las claves del éxito arquitectónico de las construcciones romanas, por su velocidad de ejecución y la solidez de la construcción una vez terminada. Permitió la realización de un tipo de cúpula de una sola pieza, llamada bóveda de hormigón, con un vano de varias decenas de metros, como la Basílica de Majencio o el Panteón de Agripa

Referencias históricas

Vitruvio, describió alrededor del año 25 a. C. en su tratado De architectura distintos tipos de agregados apropiados para la preparación de morteros de cal. Para los morteros estructurales, recomendaba pozzolana, arenas volcánicas de los depósitos de ceniza volcánica de color marrón amarillento-gris de Pozzuoli cerca de Nápoles o de color marrón rojizo de Roma. Vitruvio especificaba una proporción de 1 parte de cal y 3 partes de pozzolana para los cementos utilizados en edificios y una proporción de 1 a 2 de cal para el pulvis puteolanus para trabajos bajo el agua, esencialmente la misma relación de mezclas que se utiliza hoy para el hormigón en construcciones marinas.

A mediados del siglo I, los principios de la construcción bajo el agua con hormigón eran bien conocidos por los constructores romanos. La ciudad de Cesarea Marítima fue el primer ejemplo conocido de haber hecho uso de la tecnología del hormigón romano bajo el agua a una escala tan grande.​

Para la reconstrucción de Roma después del incendio del año 64 que destruyó grandes áreas de la ciudad, Nerón utilizó un nuevo código de construcción que consistía en hormigón recubierto de ladrillo, lo que parece haber acelerado el desarrollo de las industrias del ladrillo y del hormigón.​

Propiedades de los materiales

El hormigón romano, como cualquier hormigón, consta de un mortero hidráulico y agregado, un aglutinante mezclado con agua que se endurece con el tiempo. El agregado variaba, e incluía rocas, baldosas cerámicas o escombros de ladrillo resultantes de los restos de edificios demolidos. No se utilizaban elementos de refuerzo del tipo de barras de acero.

El yeso y la cal se utilizaban como aglutinantes. Se preferían cenizas volcánicas, llamadas pozzolanas o "arenas de pozo", cuando podían ser conseguidas. La pozzolana hace al hormigón más resistente al agua salada que el hormigón moderno, aunque no en todos los casos.​ El mortero puzolánico utilizado tenía un alto contenido en alúmina y sílice. La toba volcánica fue utilizada a menudo como agregado.​

El hormigón y, en particular, el mortero hidráulico responsable de su cohesión, era un tipo de cerámica estructural cuya utilidad deriva en gran medida de su plasticidad reológica en estado pastoso. Es el fraguado y endurecimiento de cementos hidráulicos derivados de la hidratación de materiales y la posterior interacción química y física de estos productos de hidratación. Esto difiere de la fragua de morteros calcáreos apagados, los cementos más comunes del mundo prerromano. Una vez fraguado, el hormigón romano exhibía poca plasticidad, aunque conservaba cierta resistencia a tensiones de tracción.

La fragua de los cementos puzolánicos tiene mucho en común con el de su equivalente moderno, el cemento Portland. La alta composición de sílice de los cementos de pozzolana romana está muy próxima a la del cemento moderno al que se han añadido escorias de altos hornos, cenizas volantes o humos de sílice.

Se ha descubierto recientemente que la resistencia y longevidad del hormigón "marino" romano se benefician de una reacción del agua de mar con una mezcla de ceniza volcánica y cal viva para crear un cristal llamado tobermorita, que puede resistir a la fractura. A medida que el agua de mar se va filtrando dentro de las pequeñas grietas del hormigón romano, reaccionaba con la phillipsita, encontrada naturalmente en la roca volcánica, creando cristales de tobermorita aluminosos. El resultado es que se dispone de un candidato para "el material de construcción más duradero en la historia de la humanidad". En contraste, el hormigón convencional moderno expuesto al agua salada se deteriora con el tiempo.

Las resistencias a la compresión para los cementos Portland modernos están típicamente en el nivel de 50 MPa y han mejorado casi diez veces desde 1860.​ No existen datos mecánicos comparables para los morteros antiguos, aunque se puede deducir de la fisuración de las cúpulas de hormigón romano alguna información sobre la resistencia a la tracción. Estas resistencias a la tracción varían sustancialmente de la relación agua/cemento utilizada en la mezcla inicial. En la actualidad, no hay manera de determinar qué proporciones agua/cemento usaron los romanos, ni tampoco existen datos extensos sobre los efectos de esta relación sobre las resistencias de los cementos pozolánicos.​

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