5. yeso, cal

UCV TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES

SEMESTRE 2013 – I MÓDULO DE CLASES SESION N°5 EL YESO , LA CAL;CERAMICOS

HUARAZ 2013

Docente: ing. Erika M. Mozo Castañeda

UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO – CHIMBOTE ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL TECNOLOGIA DEL CONCRETO

SESIÓN Nº5: EL YESO - LA CAL-CERAMICOS.

INTRODUCCIÓN En este módulo se tocarán tres temas importantes para los alumnos de la escuela de ingeniería civil. Como primer tema se dará el Yeso y como segundo tema será la Cal, son materiales útiles en una construcción si esta lo requiere, es muy abundante en la naturaleza y fácil de conseguir, así que económicamente es bastante beneficioso para la población en general. Dentro de una construcción el yeso se puede utilizar de diferentes maneras, al ser un aglutinante, es bastante útil para acabados

y

recubrimientos, En este módulo, vamos a recorrer una amplia historia sobre el yeso y la cal dentro de la Ingeniería Civil, sobre cuáles son sus orígenes, cuáles son sus trasformaciones, saber qué rol cumple dentro de una construcción y además conocer si este material tiene otras aplicaciones fuera del campo de la Ingeniería Civil. Como tercer tema se hablará sobre los cerámicos en las construcciones, se trata de informar a los alumnos a cerca de los materiales cerámicos, los temas se tratan de manera sencilla, de modo que el lector pueda comprender.

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EL YESO I.

EL YESO

1.1. HISTORIA DEL YESO: El yeso es uno de los más antiguos materiales empleado en construcción. En el período Neolítico, con el dominio del fuego, comenzó a elaborarse yeso calcinando aljez, y a utilizarlo para unir las piezas de mampostería, sellar las juntas de los muros y para revestir los paramentos de las viviendas, sustituyendo al mortero de barro. En Çatal Hüyük, durante el milenio IX a. C., encontramos guarnecidos de yeso y cal, con restos de pinturas al fresco. En la antigua Jericó, en el milenio VI a. C., se usó yeso moldeado. En el Antiguo Egipto, durante el tercer milenio a. C., se empleó yeso para sellar las juntas de los bloques de la Gran Pirámide de Guiza, y en multitud de tumbas como revestimiento y soporte de bajorrelieves pintados. El palacio de Cnosos contiene revestimientos y suelos elaborados con yeso. El escritor griego Teofrasto, en su tratado sobre la piedra, describe el yeso (gipsos), sus yacimientos y los modos de empleo como enlucido y para ornamentación. También escribieron sobre las aplicaciones del yeso Catón y Columela. Plinio el Viejo describió su uso con gran detalle. Vitruvio, arquitecto y tratadista romano, en sus Diez libros sobre arquitectura, describe el yeso (gypsum), aunque los romanos emplearon normalmente morteros de cal y cementos naturales. Los Sasánidas utilizaron profusamente el yeso en albañilería. Los Omeyas dejaron muestras de su empleo en sus alcázares sirios, como revestimiento e incluso en arcos prefabricados. La cultura musulmana difundió en España el empleo del yeso, ampliamente adoptada en el valle del Ebro y sur de Aragón, dejando hermosas muestras de su empleo decorativo en el arte de las zonas de Aragón, Toledo, Granada y Sevilla. Durante la edad media, principalmente en la región de París, se empleó el yeso en revestimientos, forjados y tabiques. En el Renacimiento para decoración. Durante el periodo Barroco fue muy utilizado el estuco de yeso ornamental y la técnica del staff, muy empleada en el Rococó.

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1.2. DEFINICIÓN: El yeso también llamado yeso cocido se fabrica a partir del aljez lo cual es una piedra natural, este yeso se prepara mediante calcinación, a este se le pueden añadir adiciones para modificar sus características tanto de resistencia como de fraguado, de adherencia, de densidad y de retención de agua. Este se utiliza para la elaboración de elementos prefabricados y se comercializa tanto molido como en polvo, por ejemplo el polvo de yeso crudo se emplea en los procesos de producción del cemento Portlan, en este el actúa como elemento retardador del fraguado.

1.3. EL YESO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN Llamamos yeso de construcción al producto pulverulento procedente de la cocción de la piedra de yeso o aljez, que una vez mezclado con agua, en determinadas proporciones, es capaz de fraguar en el aire. El aljez o di hidrato tiene 2 moléculas de agua débilmente unidas al sulfato de calcio, o sea, con un pequeño incremento de temperatura (entre 150º y 180º C) se desprende el agua en forma de vapor quedando el sulfato de calcio con 1/2 molécula de agua solamente, obteniéndose un producto denominado sulfato de calcio hemihidrato, o simplemente semihidrato, de fórmula química CaSO4. ½H2O. Este producto molido a polvo se le denomina escayola de construcción. La 1/2 molécula de agua del hemihidrato está fuertemente ligada al sulfato de calcio y para desprenderla necesitaremos un incremento de temperatura mucho mayor, obteniéndose así el sulfato de calcio anhidro, llamado anhidrita, de fórmula química CaSO4.Las distintas fases del sistema CaSO4 - H2O que podemos encontrar son: CaSO4.2H2O Sulfato de calcio di hidrato. CaSO4. ½H2OSulfato de calcio hemihidrato en sus distintas variedades alotrópicas CaSO4 Anhidrita III El hemihidrato se presenta en dos formas alotrópicas llamadas hemihidrato a y hemihidrato ß, según haya sido la forma de cocción del aljez. Para la formación del hemihidrato a es necesaria una atmósfera, dentro del horno, saturada en vapor de agua o próxima a la saturación, por este motivo, cuando se fabrica el hemihidrato ß en calderas siempre se produce algo de hemihidrato a, puesto que en las calderas existe vapor de agua en mayor o menor cantidad.

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El hemihidrato a es más compacto que el ß, al microscopio tiene aspecto sedoso y brillante

con multitud de cristales muy finos aciculares entrelazados, teniendo

mayores resistencias mecánicas. El hemihidrato ß es esponjoso, no se reconocen los caracteres cristalinos, tiene mayor contenido energético, es más soluble y por lo tanto tiene menor estabilidad. La anhidrita soluble (anhidrita III) es un sulfato cálcico anhidro que presenta gran avidez por el agua, pasando rápidamente a hemihidrato. Existen también formas alotrópicas a y ß según procedan de la deshidratación de un hemihidrato u otro. Industrialmente presenta poco interés. La anhidrita II artificial es un sulfato cálcico anhidro con la característica de ser prácticamente insoluble, es decir, no suele tomar agua en cantidad apreciable, siendo un producto prácticamente inerte. 1.4. PROPIEDADES DEL YESO El yeso tiene gran aplicación en las partes de la construcción preservadas de humedad. Constituye un mineral blando, llamado químicamente sulfato de cal hidratado que, calcinado, molido y amasado con agua consigue endurecer rápidamente. Recibe normalmente el nombre de yeso una vez lista la piedra para emplear, o bien la "piedra de yeso", antes de verificar dicha preparación.

El yeso está definido por determinadas propiedades físicas y químicas, interrelacionadas entre sí directa o indirectamente. En función de estas propiedades, intrínsecas o bien derivadas del proceso de fabricación (extracción, disposición del hornete, grado de cocido o molido), vendrá dado su uso en construcción. A su vez, el modo de hidratarlo también determinará el resultado final (temperatura del agua, proporción de ésta con el yeso,..).

Las propiedades que marcan el carácter del yeso son principalmente: 

Solubilidad. El yeso es poco soluble en agua dulce (10 gramos por litro a temperatura ambiente). Sin embargo, en presencia de sales su grado de solubilidad se incrementa notablemente. Desgraciadamente, la salinidad siempre aparece al contacto con el exterior. Por eso es recomendable el uso del yeso preferiblemente

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al interior, a menos que se pueda impermeabilizar mediante algún procedimiento. La solubilidad aumentará también por factores como la fiurna. 

Finura del molido. Como hemos comentado anteriormente, el yeso, una vez deshidratado debe ser molido para su utilización. La finura de molido influye en gran parte en las propiedades que adquiere el yeso al volverlo a hidratar. La posibilidad de uso del yeso para la construcción reside en que al amasarlo con agua, reacciona formando una pasta que endurece constituyendo un conjunto monolítico. Se comprende fácilmente que, cuanto mayor sea el grado de finura del yeso, más completa será la reacción y, consecuentemente, la calidad del producto obtenido. La velocidad de fraguado es proporcional al grado de disolución, con lo que podemos afirmar que el yeso morirá antes (fraguado rápido). Este último factor limitará el tiempo del trabajador. Si el yeso muere pronto es apropiado para enlucidos (lucidos), o bien para acabados rápidos.



Velocidad de fraguado. El yeso se caracteriza por fraguar con rapidez, por lo que es recomendable para su uso hidratarlo en pequeñas cantidades. Esta propiedad depende de tres factores: - El propio yeso (grado de finura, pureza, punto de cocido) - Las condiciones de hidratación (la temperatura del agua, la concentración del yeso en el agua, el modo de amasar la pasta al hidratarlo). - Agentes externos como la humedad o la temperatura. A su vez, la rapidez de fraguado del material, nos indica el grado de resistencia con que concluirá una vez consolidado.



Resistencia mecánica. Un yeso de alto grado en finura, velocidad de fraguado, concentración de yeso y temperatura del agua y de atmósfera, será también de alta resistencia mecánica.



El grado de cocido también afectará a todas estas propiedades. Es necesario encontrar el punto justo de cocido, siendo perjudicial que esté tanto sobrecocido

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como falto. También es conveniente no emplear el yeso recién cocido, se acentuaría la rapidez de fraguado, impidiendo trabajar con comodidad. 

Permeabilidad. Quizá el problema más difícil de resolver, sobre todo para su uso al exterior, es el de su impermeabilización. La solubilidad se ve acentuada por el grado porosidad, y el yeso posee un grado alto. Por esto, el agua puede penetrar cómodamente a través

de

la red

capilar,

acelerando

la

disolución,

y

consecuentemente la pérdida del material. En los Monegros el empleo del yeso ha sido tanto al interior como al exterior de las viviendas. El tiempo se ha hecho cargo de demostrar la inadecuación de yeso en paramentos expuestos a la intemperie. En paredes interiores el resultado ha sido más duradero. Para los pavimentos, los trabajadores además le añadían una última mano con cera de abeja, incrementando así su tiempo de vida útil. Todavía ahora no termina de encontrarse un medio de impermeabilización del todo efectivo, además de ser caros. Por ello, su ubicación es preferentemente interior. 

Adherencia. Disminuye en contacto con el agua, siendo buena en medio seco, tanto con materiales pétreos como metálicos.



Corrosión. Al igual que sucede con la adherencia, en presencia de agua este material reacciona perjudicando.



Resistencia al fuego. Es de destacar su buena resistencia al fuego, considerándose buen aislante.

1.5. CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL YESO

-

YESO DUREZA:1,5 – 2

-

DENSIDAD:2,3 2,4

-

RAYA: Blanca

-

COLOR: Incoloro ,blanco ,gris ,amarillento

-

BRILLO: Vítreo a perlado

-

EXFOLIACIÓN- FRACTURA: Perfecta – Concoidea

-

CRISTALIZACIÓN: Sistema monoclínico

-

TRANSPARENCIA: Transparenté a translúcido

-

LUMINISCENCIA- MORFOLOGÍA: Cristales con inclusiones

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1.6. TIPOS DE YESO a) EL YESO BLANCO: Es el que utiliza para los acabados interiores y la mampostería, y para algunas otras obras pequeñas como divisiones, en placas preformuladas como el Durlok. Es el yeso que recubre las paredes, las molduras, los paneles y los techos en la gran mayoría de las construcciones, y se debe a que su acabado es más liso, parejo, moldeable y decorativo. Puede ser perforado y modelado con gran facilidad, permitiendo estilos y decoraciones exquisitas y a bajo costo. Puede ser mezclado con otros materiales, tales como porcelana y mármol (en placas, trozos y polvos) para adquirir acabados mucho más lujosos. b) EL YESO NEGRO: EL yeso negro por su parte, es el utilizado para la construcción más estructural. Se elige para levantar o erigir tabiques y reforzar paredes, entremezclándose con otros materiales.

c) EL YESO MUERTO: Puede emplearse como yeso fino de acabado de un revestimiento, solo se aplica como última capa de enyesado para tapar pequeños poros y arañazos. Nunca realizar enyesados completos con yeso muerto en todo el grosor, solo debe aplicarse una fina capa de 1 a 2 mm, de lo contrario se desprende y se hunde ante el menor contacto.

d) EL YESO ROJO: Es el nombre tradicional de un producto que se obtiene de modo artesanal del aljez, o yeso natural.

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Es un material muy apreciado en restauración, contiene pocas impurezas, menos que el yeso negro, es de color rojizo, y con él se da la última capa de enlucido, o capa de "acabado", en los paramentos de las edificaciones. Presenta ese color rojizo debido a las impurezas de minerales ferrosos disueltos en las aguas que originaron la piedra de yeso de donde procede este material.

e) LA ESCAYOLA: Es un material empleado en campos muy variados como la medicina, la albañilería, las bellas artes, el modelismo y las manualidades.

1.7. FABRICACIÓN DEL YESO La piedra de yeso o aljez se extrae de canteras a cielo abierto o de canteras subterráneas. Esta materia prima extraída, previamente a su cocción, se tritura utilizando maquinaría

apropiada, como pueden ser: los molinos de rodillos,

machacadoras de mandíbulas, etc. El tamaño de grano tras su trituración viene determinado principalmente por el método o sistema de cocción a emplear. A continuación se muestra el proceso de fabricación del yeso. 1 °P AS O : E X TR AC C I Ó N El sulfato de calcio di hidratado se extrae de las minas. El tamaño de las piedras puede ser de hasta 50 cm de diámetro.

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2 °P AS O : S EL E CCI Ó N D E L A M ATE R I A P R I M A Se hace una minuciosa selección de la piedra de yeso natural, posteriormente se almacena para su uso en el proceso de calcinación dependiendo del tipo de yeso a fabricar.

3 °P AS O : C AL C I N AC I Ó N Una vez seleccionado el yeso crudo, se somete a una deshidratación parcial con una técnica de calcinación a altas presiones con un riguroso control de tiempo y temperatura, obteniendo cristales de mínima porosidad y forma regular, que permitirán producir modelos de gran dureza y resistencia. La estructura y propiedades del producto final dependen directamente de las condiciones de calcinación empleadas.

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4 °P AS O : TR I TU R AC I Ó N La primera trituración, reduce el tamaño de las piedras para facilitar su manejo a una dimensión inferior a 15 cm, la segunda trituración por medio de quebradoras permite reducir el tamaño de las piedras de 4 a 5 cm.

5 °P AS O : MO LI E N DA Y C RI B AD O La operación posterior a la trituración es la molienda, el yeso calcinado es llevado a tolvas que dosifican la cantidad de material proporcionado a los molinos. La proporción y distribución de los tamaños de partícula es un factor determinante con respecto a las propiedades del producto. 6 °P AS O : P RE S ENT AC I Ó N Se fabrica en colores azul, roza, verde menta, ocre y blanco. Se envasa en cubeta de polietileno de cierre hermético con 25 Kg, envasados en bolsas de polietileno de 1 Kg ó cajas de cartón reforzado conteniendo 10 bolsas de 1 Kg.

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7 °P AS O : M EZ C L AD O Una vez que el yeso alfa está finamente molido, se ajustan los detalles con aditivos para que el producto responda a las necesidades del cliente en lo que se refiere a tiempo de fraguado, viscosidad, porosidad, resistencia mecánica, expansión de fraguado, color, entre otros factores.

8 °P AS O : P R UE B AS D E ES TU DI O Las pruebas y experimentos de laboratorio se llevan a cabo en etapas de producción para cada lote, para garantizar que todos los productos cumplan las estrictas especificaciones requeridas antes de ser envasados y expedidos.

9 °P AS O : AL M AC E N AM I E N TO Se selecciona el empaque correcto para cada uno de los productos, ofreciendo envasado de óptima protección que mantenga la calidad del producto durante todo su trayecto hasta llegar al usuario final.

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II. LA CAL 2.1.

HISTORIA DEL CAL La cal es un recurso cuyo uso fue generalizado en la época

prehispánica,

fundamentalmente como material de construcción y para la nixtamalización. En la cuenca de México los afloramientos más importantes de rocas sedimentarias utilizados para la producción de cal se encuentran al sureste de Cuernavaca y en la región de Tula, Atotonilco, Apaxco y Ajoloapan (Barba y Córdova, 1999: 169). En esta región ha sido trascendental la explotación de las rocas calizas para la elaboración de cal, y al igual que otros recursos su importancia, usos y forma de explotación ha variado a través del tiempo. Asimismo, la forma de acceso a este recurso ha variado de acuerdo con las entidades políticas dentro de las que se encontró inserta. No obstante que las primeras evidencias de explotación se ubican entre el 2500 a.C-200 d.C., y continúan a lo largo del apogeo de Teotihuacán, del 200 d.C. y el 600 d.C., es hasta que el Estado tolteca inició la colonización del norte de la cuenca de México cuando se dio una mayor intensificación en la explotación de cal, del 850 al 1200 d.C. Cabe mencionar que se trataba de una sociedad estatal de tipo imperial, altamente estratificada, y que mantuvo el control de esta amplia zona de la cuenca a través de diversos sitios que se ubicaron estratégicamente cercanos a yacimiento de cantera, basalto, tezontle y caliza (mapa 1). A la caída de Tula, la región continuó densamente poblada y al parecer únicamente se abandonaron los sitios que cumplían funciones políticas y administrativas, dentro de las cuales estaba el control de los recursos naturales. 2.2.

DEFINICIÓN: La cal es un elemento cáustico, muy blanco en estado puro, que proviene de la calcinación de la piedra caliza. La cal común es el óxido de calcio de fórmula Cao, también conocido como cal viva. Es un material muy utilizado en construcción y en otras actividades humanas. Como producto comercial, normalmente contiene también óxido de magnesio, óxido de silicio y pequeñas cantidades de óxidos de aluminio y hierro.

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La cal se puede obtener normalmente por descomposición térmica de materiales como la piedra caliza, que contiene carbonato de calcio (CaCO3), material extraído de depósitos sedimentarios llamados caliches. Se somete a temperaturas muy altas, que oscilan entre 900 y 1200 ºC, por un período de 3 días, en un horno rotatorio o en un horno especial llamado kilt de cal. La Cal es uno de los aglomerantes más usados en las mezclas de albañilería porque mejora la trabajabilidad, la retención de agua y da flexibilidad a las construcciones porque fragua lentamente. 2.3. a)

PROPIEDADES DE LAS CALES DENSIDAD.

La densidad de conjunto de las cales determinada midiendo la masa de un volumen sin compactar puede estimarse del orden de 0.4 3kg dm para las cales aéreas y de 0.5 a 0.9 3kg dm para las cales hidráulicas, aumentando con la hidraulicidad. La densidad real de la cal aérea es del orden de 2.25 kg/dm3. Para las cales hidráulicas oscila entre 2.5 y 3.0 kg/dm3 b)

HIDRAULICIDAD. Del contenido de arcilla dependen las propiedades de las cales hidráulicas. VICAT definió como índice de hidraulicidad la siguiente expresión, definida por los tanto por ciento, en peso, de los distintos componentes, antes de la cocción. La relación inversa se denomina módulo hidráulico. Según dicho índice, Vicat hizo una clasificación de los productos hidráulicos (Tipos de cales), considerando el tiempo de fraguado y el medio de conservación. Se dan en la tabla. De menor a mayor indica la hidraulicidad  Cal aérea  Cal débilmente hidráulica  Cal medianamente hidráulica  Cal hidráulica normal

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 Cal eminentemente hidráulica c)

FRAGUADO. El fraguado de la cal es un proceso químico. Consiste en la evaporación del exceso de agua empleado en amasar la pasta, seguido de una sustitución del agua por el C02 de la atmósfera, pasando de nuevo del

hidróxido al

carbonato cálcico, cerrando de este modo el ciclo. Como el anhídrido carbónico seco no reaccionaría con el hidróxido cálcico seco, es necesario que exista algo de humedad presente. 31 El tiempo de fraguado de las cales aéreas no se especifica en las normas españolas, pero puede afirmarse que se trata de un conglomerante de fraguado lento. Las cales dolomíticas presentan un fraguado aún más lento. En la cal hidráulica no sólo se produce la carbonatación del hidróxido cálcico, sino también la hidratación de los silicatos y aluminatos en presencia. Estos, hidratados, cristalizan y los cristales se entrecruzan formando una red cada vez más rígida. El fraguado de cualquier tipo de cal hidráulica no debe comenzar antes de 2 horas ni terminar después de 48 horas. d)

PLASTICIDAD. Se usa generalmente esta palabra para describir la facilidad con que una masa de cal se extiende con la llana. Las cales, en general, presentan una gran suavidad al extenderse, pero como, generalmente, se utiliza mezclada con arena, ésta le hace perder dicha suavidad. No obstante, es frecuente la adición de cal a los morteros de cemento, los cuales adquieren así una mayor untuosidad facilitando su puesta en obra. En general, son más untuosas las cales magnesianas que las de muy alto contenido en óxido cálcico.

e)

RENDIMIENTO. Viene expresado por el volumen de pasta de una consistencia determinada obtenida con la unidad de peso de cal viva.

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f)

ESTABILIDAD DE VOLUMEN. Ocurre, a veces, que la cal presenta una expansión más o menos grande después del fraguado. Esta expansión se manifiesta, generalmente, varios meses después de realizada la obra. Se acusa frecuentemente este fenómeno por la formación de grietas horizontales del enlucido coincidentes con las juntas de los ladrillos. Dos causas se apuntan como productoras de esta expansión. En primer lugar la existencia de cal libre, es decir, de cal sin hidratar en el momento de construir la fábrica. A1 apagarse después de puesta en obra, aumenta de volumen y puede producir esta expansión. Más frecuentemente, la causa de la inestabilidad de volumen es la presencia de magnesia sin hidratar. La hidratación de este óxido es muy lenta, y si no se han tomado las debidas precauciones puede hidratarse, con la consiguiente expansión, meses después de colocada en obra la cal. No siempre las cales dolomíticas son expansivas. Depende en gran parte ese fenómeno de las circunstancias que concurren en la magnesia, tales como temperatura de calcinación, velocidad de enfriamiento, tipo de cristalización, etc. Por otra parte, los procesos de fraguado y endurecimiento de la cal van siempre acompañados por una contracción de volumen y esta retracción es debida a la pérdida de agua, compensada ligeramente por la absorción de anhídrido carbónico. La retracción se atenúa mucho añadiendo arena a la cal y utilizando morteros en vez de pastas puras. Únicamente se usan sin arena las lechadas de cal los enjalbegados. Aunque la magnitud de la retracción no está relacionada con la composición química de la cal, es un hecho que la retracción de las cales dolomíticas es menor que la de las cales más grasas.

g)

RESISTENCIAS MECÁNICAS. Las cales aéreas endurecen, como se ha visto, por secado y carbonatación. No pueden dar altas resistencias y las resistencias que se obtienen se producen a largo plazo. La resistencia a compresión de las cales hidráulicas a 28 días, especificadas en España, son: 32

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Tipo de cal

Compresión(kgf/cm2)(MPa)

Cal hidráulica I

50 (5)

Cal hidráulica II

30 (3)

cal hidráulica III

15 (1.5)

Estas resistencias se refieren a probetas prismáticas de 4 x 4 x16 cm. 2.4.

TIPOS DE CAL

a) CAL HIDRÁULICA:

También fragua bajo en agua, (como el cemento portland que conocemos todos) para los albañiles acostumbrados al cemento, esta cal se comporta muy similar en cuanto a velocidad de fraguado y modo de hacer la masa Necesita un consumo energético en su obtención de algo más energía que la cal aérea. . Es una mezcla de piedra caliza con arcillas hasta deshidratarlas a una alta temperatura que las convierte en hidráulicas (que al rehidratarse comienzan a endurecer con la cantidad de agua necesaria pese a que no haya oxígeno). Usos:  Muy apropiada para obras que necesiten rapidez en el fraguado o se

encuentren en contacto con zonas húmedas (pozos, desagües, arquetas)  Nosotros la empleamos suelos cuando se necesita rapidez en la obra o van a

estar en contacto con humedad.

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 Espesores de colocación de más de 2cm por capa. Como en los suelos. Si los

hacemos con cal aérea costará muchísimo en fraguar porque las partes de cal aérea sin oxígeno no fraguan.  durante el fraguado  alicatado:  mosaico:  tabiquería: en estos tiempos de velocidad se recomienda esta para poder

levantar, con mayor facilidad, tabiques sin que se nos desmoronen. No apta para estucos: por fraguar rápido, y también por su color (tierra o gris según fábrica que los produzca.

b) CAL HIDRÁULICA NATURAL: Son raras las calizas puras. Casi siempre aparecen mezclados con arcillas, ricas en elementos químicos como el hierro el aluminio y sobre todo el sílice y de las cuales procede la CAL HIDRÁULICA NATURAL. Entre 800 y 1.500 grados (en general alrededor de 900 grados), el calcio de la caliza se combina con dichos elementos formando silicatos, aluminatos y ferro-aluminatos de calcio. Al contacto con agua estos cuerpos quieren formar hidratos insolubles lo que confieren al ligante un carácter hidráulico. Al contacto con el aire húmedo, la cal y los hidratos así formados carbonizan con el gas carbónico del aire. Esta reacción dura varios meses y es la parte aérea del proceso. Los científicos del siglo diecinueve intentaron clasificar las cales hidráulicas según su índice de hidraulicidad, dependiente de su contenido de arcilla (entre 5 y 30%). Ing. Erika M. Mozo Castañeda

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En la actualidad se producen cales hidráulicas con baja y alta hidraulicidad formando 3 clases de resistencia de las cuales las más frequentes son la clase NHL 5 (la más resistente entre las cales hidráulicas naturales, con una resistencia mínima a la compresión 28 días = 5 M Pa y un contenido de arcilla de la caliza procedente de entre 15-20%) y clase NHL 3,5 (resistencia mínima a la compresión 28 días = 3,5 Mpa, contenido de arcilla de la caliza procedente = 8-15%) y menos frecuente la clase NHL 2 con un contenido muy bajo de arcilla y una resistencia final a la compresión poco superior a la de una cal aérea. Las cales de hidraulicidad algo superiores a la de las cales hidráulicas naturales se denominan Cales Hidráulicas Artificiales (cales hidratadas) ya que contienen substancias añadidas antes o después de la cocción, como son, entre otros:  Clinker, son silicatos y aluminatos hidratados, obtenidos por cocción

encima de la sinterización (1.500 grados).  Puzolanas de origen natural (volcánico) o bien artificial (mezcla de sílice,

aluminio y óxido férrico).  Cenizas volantes, que provienen de la combustión de petróleo.  Escorias siderúrgicas.  Filleres calizos.

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c)

CALES HIDRÁULICAS ARTIFICIALES Hablando de cales hidráulicas artificiales ya entramos en el mundo de los cementos “naturales” (cementos cocidos bajo la sinterización) ya que sus elementos constitutivos son prácticamente iguales. El cemento Pórtland sería el resultado de una cocción de estos elementos con temperaturas mucho más altas (encima de la sinterización). De esta manera se obtiene un ligante para morteros rígidos y con alta resistencia a la compresión debido a un proceso de endurecimiento exclusivamente hidráulico y equivalente a la pérdida de las cualidades bioclimáticas, de buena trabajabilidad y retención de agua así como de buen aspecto frente a un mortero de cal. Además de ser incompatibles con toda clase de materiales que componen los edificios del patrimonio a restaurar, los morteros de cemento, aparte de usarlos si acaso para la cimentación, son absolutamente innecesarios para levantar un edificio de vivienda unifamiliar o plurifamiliar con pocas plantas.

d) LA CAL SEGÚN APLICACIÓN  MORTEROS PARA CIMENTACIONES Y ASENTAMIENTOS DE PIEDRA NATURAL Y BLOQUES DE FÁBRICA: La cal aérea aporta mayor trabajabilidad y flexibilidad debido a una mayor finura frente a la cal hidráulica natural. Pero es preferible la cal hidráulica ya que aparte de buena trabajabilidad y flexibilidad tiene mayor resistencia a la compresión y una mayor resistencia inicial, con la ventaja de poder adelantar el trabajo rápido con ahorro de tiempo y dinero. Además tolera las transferencias de humedades y sales minerales. Gracias a su mayor endurecimiento inicial la cal hidráulica natural permite al constructor realizar trabajos en el exterior durante todo el año, también en los Ing. Erika M. Mozo Castañeda

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meses del invierno, siempre que se proporcione una protección contra calores, hielo y aguas pluviales durante las primeras 72 horas de cura. 

CONSTRUCCIÓN DE PISCINAS NATURALES Y ESTANQUES (ALMACENAJE DE AGUAS PLUVIALES, ETC.):

Cal hidráulica natural (NHL 5), ya que es más impermeable, más resistente a la compresión, más resistente a sales minerales y capaz de endurecerse incluso debajo del agua, sin la presencia de aire. 

REVESTIMIENTOS EXTERIORES E INTERIORES:

Los morteros para revestimientos exteriores, en todo caso serían a base de cal hidráulica natural, ya que tiene la mayor resistencia mecánica, la mayor impermeabilidad y la mejor resistencia a agresiones ambientales así como influencias marítimas. Los revestimientos interiores podrían estar compuestos de un revestimiento base de mortero de cal hidráulica natural y un acabado fino (en una o varias capas) a base de mortero de cal aérea, sin o con pigmento, lo que en su totalidad es un estuco de cal. La elevada finura y máxima trabajabilidad de la cal aérea, que se puede aumentar aún más trabajando con cal grasa en pasta, es necesaria para un buen resultado final del acabado. Su elevada porosidad es responsable para un efecto máximo de compensación de vapores de agua en la vivienda así como un excelente aislamiento térmico. e)

LA CAL AÉREA: Es de fraguado lento por carbonatación en contacto con el Óxido de Carbono (CO2) por lo cual es ideal para evitar retracciones. Retracciones que todos hemos visto en algunas fachadas, cuarteadas como si fuera una tela de araña debido a que el secado fue demasiado rápido, bien porque el paramento estaba poco húmedo o por trabajar a pleno sol. Es curiosa la observación de como endurece más deprisa en lugares donde hay plantas, es de lógica al tener más contacto más próximo con el anhídrido carbónico (CO2) que desprenden las plantas de noche. La cal aérea puede llegar a endurecer de tal forma en cualquiera de sus acabados, que los maestros albañiles más entendidos confunden con mortero de cemento

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común, más en estos tiempos que ni cemento tienen. La cal hidratada, con el proceso de carbonatación y tiempo vuelve a su estado inicial de piedra caliza. 2.5. PROCESOS DE OBTENCIÓN DE LA CAL Los procesos para la obtención de la cal, son descritos brevemente a continuación: 2.5.1. EXTRACCIÓN: Se desmonta el área a trabajar y se lleva a cabo el descapote, posteriormente se barrena aplicando el plan de minado diseñado, se realiza la carga de explosivos y se procede a la voladura primaria, moneo, tumbe y rezagado, carga y acarreo a planta de trituración. 2.5.2. TRITURACIÓN: Posteriormente es sometida a un proceso de trituración que arrojará como producto trozos de menor tamaño que serán calcinados en hornos verticales. También puede realizarse uns trituración secundaria cuando se requieren fragmentos de menor tamaño y se tienen hornos rotatorios para calcinar. 2.5.3. CALCINACIÓN: La cal es producida por calcinación de la caliza y/o dolomía triturada por exposición directa al fuego en los hornos. En esta etapa las rocas sometidas a calcinación pierden bióxido de carbono y se produce el óxido de calcio (cal viva). 2.5.4. ENFRIAMIENTO: Posteriormente se somete a un proceso de enfriamiento para que la cal pueda ser manejada y los gases calientes regresan al horno como aire secundario. 2.5.5. INSPECCIÓN: Se inspecciona cuidadosamente las muestras para evitar núcleos o piezas de roca sin calcinar. 2.5.6. CRIBADO: Se somete al cribado con el fin de separar la cal viva en trozo y en guijarros (piedra pequeña, redondeada y lisa) de la porción que pasará por un proceso de trituración y pulverización.

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2.5.7. TRITURACIÓN Y PULVERIZACIÓN: Se realiza con el objeto de reducir más el tamaño y así obtener cal viva molida y pulverizada, la cual se separa de la que será enviada al proceso de hidratación. 2.5.8. HIDRATACIÓN: Consiste en agregar agua a la cal viva para obtener la cal hidratada. A la cal viva dolomítica y alta en calcio se le agrega agua y es sometida a un separador de residuos para obtener cal hidratada normal dolomítica y alta en calcio. Únicamente la cal viva dolomítica pasa por un hidratador a presión y posteriormente a molienda para obtener cal dolomítica hidratada a presión. 2.5.9. ENVASE Y EMBARQUE: La cal es llevada a una tolva de envase e introducida en sacos y transportada a través de bandas hasta el medio de transporte que la llevará al cliente.

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III. CERAMICOS 3.1.

DEFINICIÓN La cerámica es aquella palabra que derivada del griego keramikos y significa "sustancia quemada". El concepto de materiales cerámicos a que nos referimos es aquel material de carácter inorgánico que se ha obtenido de una materia prima mineral, no metálica, que ha sido moldeado en frío y que ha sido consolidado de modo irreversible por la acción de la temperatura mediante una cocción y está La materia prima principal de las cerámicas son las arcillas. Otros materiales son incorporados bien de manera natural o artificial, durante el proceso de elaboración, y hacen variar las propiedades fundamentales de las arcillas, convirtiéndola en una mezcla versátil de diversas calidades.

3.2.

COMPONENTES DE LOS CERÁMICOS a. ARCILLA

La arcilla es el producto del desgaste químico de “feldespato,” uno de los minerales más comunes en la corteza de la tierra. Las moléculas de la arcilla son planas, como platos. Así, cuando se adhieren entre sí, forman “copos” más largos (aunque aún microscópicos). También combinan con el agua. La arcilla tiende a ser maleable cuando está mojada, y dura y quebradiza cuando está seca. Hay muchas clases de arcilla, cada una con características ligeramente variadas. Algunas combinan con óxidos Ing. Erika M. Mozo Castañeda

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minerales y pueden adquirir un arco iris de colores. Para la construcción su característica más interesante es la adherencia. Es el pegamento de la mezcla.

b. CAOLÍN

El caolín o caolinita, es una arcilla blanca pura que se utiliza para la fabricación de porcelanas y de refractarios. También es utilizada en ciertos medicamentos y como agente adsorbente y de aprestos para almidonar. Cuando este material no es puro se utiliza para la fabricación del papel. Conserva su color blanco durante la cocción.

c. FELDESPATO

Los feldespatos son un grupo de minerales formados por silicatos dobles de aluminio y de calcio, sodio, potasio, algunas veces de bario o mezclas de esas bases. Forman el grupo más importante de la corteza terrestre ya que constituyen el 60% de esta.

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3.3.

PROPIEDADES DE LOS CERAMICOS

-

Baja conductividad eléctrica y térmica

-

Densidad más baja (componentes ligeros)

-

Resistencia a las altas temperaturas, por lo que son buenos aislantes del fuego.

-

Resistencia al desgate

-

Son fuertes y duros, aunque también muy frágiles o quebradizos.

-

Resistencia a la oxidación.

-

Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos.

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3.4.

TIPOS DE CERAMICOS

a) BALDOSAS Una baldosa es una losa o loseta manufacturada, fabricada en diferentes tipos y técnicas de cerámica, así como en piedra, caucho, corcho, vidrio, metal, plástico, etc. Primitivamente se llamó baldosa al ladrillo cuadrado y fino, de forma rectangular o poligonal y de distintos tamaños, usado para pavimentos. En arqueología se define como ladrillo poco grueso o azulejo para cubrir suelos y paredes, y por lo general de superficie pulida. En el campo lingüístico, Corominas lo supone derivado de piedra baldosa o «ladrillo superpuesto», por oposición a la piedra natural que conformara una superficie habitable.

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b)

LADRILLOS REFRACTARIOS El ladrillo refractario es un tipo de material cerámico que posee una serie de características especiales, lo que permite hacer un gran uso de este dentro de instalaciones industriales o en trabajos de estufas domésticas. Las caras de estos ladrillos son lisas, esta peculiar característica disminuye la adherencia con el mortero, logrando la resistencia a altas temperaturas y la abrasión. Por sus buenas propiedades térmicas este material de construcción es considerablemente caro.

c)

LOZA SANITARIA El uso popular del término loza se aplica o refiere a la mayoría de los objetos que conforman la vajilla doméstica, cuyo material original es el barro cocido. Pueden distinguirse dos tipos genéricos: la loza monocroma (por lo general blanca), y la loza decorada. Partiendo de su origen alfarero y a lo largo de la historia de los procedimientos cerámicos, la loza ha ido dando nombre a diferentes técnicas artísticas y procedimientos decorativos: loza verde y morado, loza dorada, loza de cuerda seca, loza pintada con paleta de gran fuego, loza pintada con paleta de pequeño fuego y loza fina.

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d)

LADRILLOS Un ladrillo es una pieza de construcción, generalmente cerámica y con forma octaédrica, cuyas dimensiones permiten que se pueda colocar con una sola mano por parte de un operario. Se emplea en albañilería para la ejecución de fábricas en general.

e)

TEJAS La teja es una pieza con la que se forman cubiertas en los edificios, para recibir y canalizar el agua de lluvia, la nieve, o el granizo. Hay otros modos de formar las cubiertas, pero cuando se hacen con tejas, reciben el nombre de tejados. La forma de las piezas y los materiales de elaboración son muy variables: las formas pueden ser regulares o irregulares, planas o curvas, lisas o con acanaladuras y salientes; respecto a los materiales pueden ser cerámicas (elaborada con barro cocido), plásticas y bituminosas (fabricadas con polímeros plásticos derivados del petróleo u otra materia prima), de madera, de piedra (como la pizarra). El empleo de tejas para cubiertas se atribuye a los griegos, que utilizaban placas de cerámica delgada y ligeramente curvada.

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f)

AZULEJOS Piezas cuadradas o rectangulares compuestas por dos capas; la inferior de

arcilla

y

la

superior

de

esmalte

vitrificado,

que

permite

impermeabilidad y vistosidad. Se empelan emplean en recubrimientos de baños y cocinas.

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g)

PORCELANA Material cerámico recubierto de esmalte, que le proporciona un aspecto vitrificado. Se emplea para fabricar elementos sanitarios para cuartos de baños, fregaderos y lavaderos.

3.5.

FABRICACIÓN DE LOS CERAMICOS

 1° PASO: Extracción de materiales Hace referencia a la selección de los materias idóneos transportándolos a las plantas de almacenamiento de allí se hace la desterronarían.  2° PASO: Molienda Es la acción de moler y después el tamiz que es la selección concienzudamente.  3° PASO: Amasado Es la acción y el efecto de amasar los materiales junto con el agua  4° PASO: Moldeado Se da cuando la masa pasa por la extrusora para darle forma gracias a su propiedad de plasticidad.  5° PASO: Secado El secado de da de forma horizontal a los materiales Ing. Erika M. Mozo Castañeda

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 6° PASO: Cocción Es el proceso de calentamiento en horno a altas temperaturas para conseguir el endurecimiento y compactación de la pieza.  7° PASO: Despacho Es la venta de los materiales ya fabricados.

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