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PUZOLANA El Perú, dispone de una notable cantidad de puzolanas naturales en el departamento de Arequipa. Sin embargo no se ha sacado de ellas todas las propiedades; pero en la actualidad, el precio del cemento portland, así como el ahorro de energía eléctrica obliga a tomar en cuenta nuestro patrimonio de puzolanas que, bien estudiadas técnicamente resolverían en parte el candente problema del costo en la construcción. Es conocidísima la utilización de los aglomerantes en base a la puzolana en obras bajo el agua. Actualmente se utilizan en notable cantidad en obras de todo tipo especialmente en Europa, así como en las mayores estructuras construidas por el Bureau of Reclamation se ha utilizado el cemento puzolánico, en Italia se reconoce que las aplicaciones de los cementos puzolánicos, son más extensas que las del Portland ordinario. Griegos y romanos utilizaron extensamente las mezclas de puzolanas con cal y arena, por la resistencia que presentaban a la acción continuada del agua dulce y salada. El material utilizado por los griegos fue una toba volcánica de la isla de Santorin. Los romanos utilizaron un material similar, que abundaban en las proximidades de Nápoles, al que llamaron puzolana por ser de los alrededores de Pozzooli el que primero se utilizó. VITRUBIO describe este material como una especie de arena, que mezclada con cal y piedra, endurece también bajo agua como en los edificios ordinarios. De tales mezclas se construyó el Panteón Romano, El Coliceum, La Basílica de Constantino, El puente de Grod, cerca de Nimes, los puentes de Fabricio y otras estructuras que han servido da
Puerto de Civitavecchia construida con puzolana, lo cual muestra la resistencia de este material a los agresivos químicos del mar.
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nuestros días. Según SESTINI, el material del Puerto de Civitavecchia. En roma, construido hace casi 20 siglos, ofrece actualmente una resistencia a la compresión de 35 a 49 Kg7cm2, lo que demuestra palpablemente la resistencia de este producto a los agresivos químicos del agua de mar. 1. Definición
Se consideran generalmente como puzolanas los materiales que, carentes de propiedades cementicias y de la actividad hidráulica por sí solos, contienen constituyentes que se combinan con cal a temperaturas ordinarias y en presencia de agua, dando lugar a compuestos permanentemente insolubles y estables que se comportan como conglomerantes hidráulicos. En tal sentido, las puzolanas dan propiedades cementantes a un conglomerante no hidráulico como es la cal. Son, por consiguiente, materiales reactivos frente a la cal en las condiciones normales de utilización ordinaria de conglomerantes (morteros y hormigones). No se consideran como puzolanas aquellos otros materiales inertes que, en determinadas condiciones extraordinarias de estado físico de división (elevada finura, gran superficie especifica) o de reacción (tratamientos hidrotérmicos con vapor de agua a presiones y temperaturas elevadas), pueden dar lugar a compuestos hidráulicos. Así sucede, por ejemplo, con el cuarzo, que finamente molido y mezclado con cal forma silicatos cálcicos hidratados por tratamiento en autoclave. La reactividad de las puzolanas se atribuye, fundamentalmente en algunos casos, a la sílice activa que se encuentra en ellas formando compuestos mineralógicos silícicos.
2. Clasificación
Una primera clasificación es en naturales y artificiales Las puzolanas naturales
Los materiales denominados puzolanas naturales pueden tener dos orígenes distintos, uno puramente mineral y otro orgánico. Las puzolanas naturales de origen mineral son productos de transformación del polvo y “cenizas” volcánicas que, como materiales
piroclásticos incoherentes procedentes de erupciones explosivas, ricos en vidrio y en estado especial de reactividad, son aptos para sufrir acciones endógenas (zeolitización y cementación) o exógenas (agilización), de las cuales las primeras son favorables y las segundas desfavorables. Por una continuada acción atmosférica (meteorización) se convirtieron en tobas, esto es en rocas volcánicas, más o menos consolidadas y compactas, cristalinas, líticas o vítreas, según su naturaleza. El origen volcánico de las puzolanas naturales es determinante de su estructura. La estructura de las rocas, que se han originado por el enfriamiento de grandes masas de lava que han fluido completamente, depende de la velocidad en que se ha producido el fenómeno.
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Las puzolanas naturales de origen orgánico son rocas sedimentarias abundantes en sílice hidratada y formadas en yacimientos o depósitos que en su origen fueron submarinos, por acumulación de esqueletos y caparazones silíceos de animales (infusorios radiolarios) o plantas (algas diatomeas).
Puzolana natural de origen volcánico pumítico Las puzolanas artificiales
Se definen éstas como materiales que deben su condición de tales a un tratamiento térmico adecuado. Dentro de esta condición cabe distinguir dos grupos uno, el formado por materiales naturales silicatados de naturaleza arcillosa y esquistosa, que adquieren el carácter puzolánico por sometimiento a procesos térmicos “ex profeso”, y otro el
constituido por subproductos de determinadas operaciones industriales, que, en virtud de su naturaleza y de las transformaciones sufridas en las mismas, adquieren las propiedades puzolánicas.
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Micrografía (sem) de una ceniza volante tipo f
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Es decir, pueden derivarse de rocas muy diversas y de variados subproductos industriales sometidos a tratamientos térmicos o químicos. Pueden ser:
Cenizas volantes: las cenizas que se producen en la combustión de carbón mineral, fundamentalmente en las plantas térmicas de generación de electricidad. Arcillas activadas o calcinadas artificialmente: por ejemplo residuos de la quema de ladrillos de arcilla y otros tipos de arcilla que hayan estado sometidas a temperaturas superiores a los 800 °C. Escorias de fundición: principalmente de la fundición de aleaciones ferrosas en altos hornos. Estas escorias deben ser violentamente enfriadas para lograr que adquieran una estructura amorfa. Cenizas de residuos agrícolas: la ceniza de cascarilla de arroz, ceniza del bagazo y la paja de la caña de azúcar. Cuando son quemados convenientemente, se obtiene un residuo mineral rico en sílice y alúmina, cuya estructura depende de la temperatura de combustión.
3. Origen
a) Procedentes de rocas de origen eruptivo, en las que el constituyente amorfo es un vidrio producido por fusión. Pertenecen a esta clase las cenizas volcánicos, pómez, las cenizas volcánicas consolidadas, puzolanas de este tipo, las arequipeñas, canarias o italianas. -Plutónicas o de profundidad -Filonianas -Volcánicas b) De origen sedimentario, pertenecen a esta clase las numerosas tobas derivadas de la composición de rocas silíceas por vía hidrotermal, como las arcillas compactas. c) De origen orgánico: procedentes de la sedimentación en el fondo de lagos de infinidad de caparazones de micro organismos como infusorios y diatomeas.
4. Ensayo La puzolana debe cumplir con cierto requisitos requisi tos establecidos en la norma ASTM NTP, para poder ser utilizadas mediante procedimiento procedimi ento donde se establecer por normas donde se prueban. METODO a) Método de la cal. se muele la puzolana a una fineza similar a la que va ser obtenida a la del proceso molienda y luego se le agrega la cal, luego se le añade arena de Ottawa y agua. Puzolana + arena de Ottawa + agua Luego a esta preparación se coloca en 3 probetas cilíndricas cilíndrica s luego l uego estas est as probetas se dejan a 7 días. Pasado este tiempo se prueba su resistencia resistenci a la cual no debe ser inferior a 55kg /cm2. b) Método cemento: se hace una prueba comparativa com parativa a una probeta de 100% de cemento y una segunda probeta de 35% de puzolana y 65% de cemento luego de un tiempo de curado de 28 días. Página 4
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Este segundo debe llegar como mínimo a 75% de resistencia de la primera probeta.
Cemento Puzolánico El CP-40 es un aglomerante hidráulico, producido por la mezcla íntima de un material conocido como puzolana y el Hidrato de Cal, finamente molidos. Este aglomerante alcanza baja resistencia mecánica, y su fraguado es algo más lento que el del cemento Portland. Por esta razón, puede ser considerado como un cemento para aplicaciones de albañilería. Los aglomerantes cal-puzolana tienen su origen reconocido en las construcciones hechas por los romanos. Hoy en día se conservan aún las ruinas de los grandes edificios construidos con este material Mejora en las propiedades del cemento puzolánico
El material producido requiere tener una finura similar a la del cemento portland ordinario (250-300 m²/kg ensayo Blaine). El cemento puzolánico tipo CP40 ha sido desarrollado y producido por el CIDEM, centro de investigaciones de la Universidad Central de Las Villas, Cuba. Las ventajas que ofrece el cemento puzolánico sobre el resto se detallan a continuación:
Mayor durabilidad del cemento. Mejora en la resistencia frente al agua de mar. Mejor defensa ante los sulfatos y cloruros. Aumento en la resistencia a la compresión. Incremento de la impermeabilidad por la reducción de grietas en el fraguado. Disminución del calor de hidratación. Mejora en la resistencia a la abrasión. Aumento la resistencia del acero a la corrosión. Menor necesidad de agua.
5. Ventajas del empleo de las puzolanas
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En general, las ventajas de todo orden que pueden obtenerse de los cementos puzolánicos son las señaladas en la tabla No. 3-1. Dichas ventajas hacen aptos a los cementos puzolánicos. Propiedades de la puzolana
Las propiedades de las puzolanas dependen de la composición química y la estructura interna. Se prefiere puzolanas con composición química tal que la presencia de los tres
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principales óxidos (SiO2, Al2O3, Fe2O3) sea mayor del 70%. Se trata que la puzolana tenga una estructura amorfa. En el caso de las puzolanas obtenidas como desechos de la agricultura (cenizas de la caña de azúcar y el arroz), la forma más viable de mejorar sus propiedades es realizar una quema controlada en incineradores rústicos, donde se controla la temperatura de combustión, y el tiempo de residencia del material. Si la temperatura de combustión está en el rango entre 400-760 °C, hay garantía de que la sílice se forma en fases amorfas, de mucha reactividad. Para temperaturas superiores comienzan a formarse fases cristalinas de sílice, poco reactivas a temperatura ambiente.
Grava volcánica roja o grava puzolana
6. Propiedades a evaluar en una puzolana
En una puzolana es requisito indispensable evaluar sus características físicas y químicas y su efecto en las propiedades finales del cemento o del hormigón según el caso. Se debe tener conocimientos de los siguientes aspectos: • Composición química (óxidos de sílice, hierro, aluminio, calcio, magnesio, álcalis y
otros componentes menores). • Propiedades físicas (finura
- gravedad específica).
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• Micro estructura (SEM). • Espectroscopia IR y DRX (compuestos y cristalinidad). • Actividad puzolánica (ensayo de Frattini, evaluación con cemento y con cal
- normas
ICONTEC y ASTM). • Requerimiento de agua. • Efecto de contracción por secado. • Efecto en las propiedades finales del cemento (calor de hidratación y resistencias
mecánicas).
• Ensayos de durabilidad en concordancia con el medio de servicio (efectos en la
reactividad álcali- agregado, efectos en el ataque por sulfatos, carbonatación, cloruros y otros ensayos requeridos en concordancia con el futuro de ambiente de servicio). • Proporción optima de uso. • Especificación del producto y recomendaciones finales
7. Otros usos de la puzolana
Además de los ya señalados como aditivo para el cemento, existen otras aplicaciones de interés para este material calibrado.
Fabricación de Hormigones de baja densidad (como ya se ha señalado en el caso del Panteón de Roma). Absorbente (en el caso del agua del 20 al 30 % del peso de árido seco) y preparación de tierras volcánicas olorosas. Aislante Térmico (0,21 Kcal / Hm2 C) Sustrato inerte y aireante para cultivos hidropónicos. Filtro natural de líquidos por su elevada porosidad. Fabricación de Hormigones de baja densidad (como ya se ha señalado en el caso del Panteón de Roma). Drenaje natural en campos de fútbol e instalaciones deportivas. Arqueología. Protector de restos arqueológicos de baja densidad para conservación de restos (por construcción sobre ellos o con carácter temporal). Jardinería. En numerosas rotondas, jardines. Sustituto eficaz del césped en zona con carencia de agua de riego. Abrasivo. Usado como ingrediente en algunos detergentes abrasivos.
Empleo de Puzolana para protección de restos arqueológicos en las obras de
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restauración del Teatro Romano de Cartagena.
YESO 1.- Definición El yeso es un producto preparado a partir de una roca natural denominada aljez (sulfato de calcio dihidrato: CaSO 4· 2H2O), mediante deshidratación, al que puede añadirse en fábrica determinadas adiciones de otras sustancias químicas para modificar sus características de fraguado, resistencia, adherencia, retención de agua y densidad, que una vez amasado con agua, puede ser utilizado directamente. También, se emplea para la elaboración de materiales prefabricados. El yeso, como producto industrial, es sulfato de calcio hemihidrato (CaSO4·½H2O), también llamado vulgarmente "yeso cocido". Se comercializa molido, en forma de polvo. Una variedad de yeso, denominada alabastro, se utiliza profusamente, por su facilidad de tallado, para elaborar pequeñas vasijas, estatuillas y otros utensilios.
2.- Historia de la Utilización 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.
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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.
3.- Elaboración del Yeso a.- Estado natural
En estado natural el aljez, piedra de yeso o yeso crudo, contiene 79,07% de sulfato de calcio anhidro y 20,93% de agua y es considerada como una piedra sedimentaria, incolora o blanca en estado puro, sin embargo, generalmente presenta impurezas que le confieren variadas coloraciones, entre las que encontramos la arcilla, oxido de hierro, sílice, caliza, etc. En la naturaleza se encuentra la anhidrita o karstenita, sulfato cálcico, CaSO4, presentando una estructura compacta y sacaroidea, que absorbe rápidamente el agua, ocasionando un incremento en su volumen hasta de 30% o 50%, siendo el peso específico 2,9 y su dureza es de 2 en la escala de Mohs. También se puede encontrar en estado natural la basanita, sulfato cálcico semihidrato, CaSO4 ½·H2O, aunque raramente, por ser más inestable. b.- Proceso
El yeso natural, o sulfato cálcico bihidrato CaSO 4 2·H 2O, está compuesto por sulfato de calcio con dos moléculas de agua de hidratación. Si se aumenta la temperatura hasta lograr el desprendimiento total de agua, fuertemente combinada, se obtienen durante el proceso diferentes yesos empleados en construcción, los que de acuerdo con las temperaturas crecientes de deshidratación pueden ser:
Temperatura ordinaria: piedra de yeso, o sulfato de calcio bihidrato: CaSO4 2·H 2O. 107 ºC: formación de sulfato de calcio hemihidrato: CaSO4 ½·H2O. 107 - 200 ºC: desecación del hemihidrato, con fraguado más rápido que el anterior: yeso comercial para estuco. 200 - 300 ºC: yeso con ligero residuo de agua, de fraguado lentísimo y de gran resistencia. 300 - 400 ºC: yeso de fraguado aparentemente rápido, pero de muy baja resistencia 500 - 700 ºC: yeso Anhidro o extra cocido, de fraguado lentísimo o nulo: yeso muerto. 750 - 800 ºC: empieza a formarse el yeso hidráulico. 800 - 1000 ºC: yeso hidráulico normal, o de pavimento. 1000 - 1400 ºC: yeso hidráulico con mayor proporción de cal libre y fraguado más rápido.
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c.- Proceso de fabricación
El yeso natural (sulfato de calcio dihidratado) se extrae de las canteras sometiéndose seguidamente a varias fases preparatorias y productivas, entre ellas la calcinación para obtener la escayola, una forma deshidratada del yeso. Mediante un control directo y un ajuste fino del proceso de producción, la estructura y las propiedades de la formulación obtenida se adaptan con precisión a las necesidades de una gran variedad de industrias altamente tecnificadas. 1) Extracción
El yeso natural se extrae de minas al aire libre o subterráneas utilizando máquinas perforadoras especiales y explosiones controladas no contaminantes. El tamaño de las piedras obtenidas puede ser de hasta 50 cm de diámetro. 2) Trituración
Una primera trituración, que reduce las piedras hasta un tamaño inferior a 10 cm para facilitar su posterior manejo, se lleva a cabo en la misma cantera o en la zona de entrada a la planta productora de yeso. La trituración de la materia prima consiste en reducir el tamaño del mineral conforme viene de la cantera, de 1 m 3, hasta un tamaño comprendido entre 0-40 mm. Para conseguir realizar esta reducción se utilizan machacadoras , las cuales por medio de los impactos reducen el tamaño del mineral. 3) Almacenamiento
Las piedras previamente sometidas a trituración, son almacenadas para garantizar la continuidad del proceso de producción así como una óptima homogeneidad entre los lotes de extracción. 4) Cribado
Es necesario separar y controlar los tamaños de partículas de yeso para obtener las propiedades de producto requeridas para la elaboración del tipo de yeso o escayola deseado. 5) Calcinación
El sulfato de calcio hemihidratado (CaSO4.½H2O) se obtiene mediante deshidratación parcial o total del yeso natural a temperaturas entre 120 y 400ºC. La estructura y las propiedades del producto final dependen directamente de las condiciones de calcinación empleadas (temperatura, presión, velocidad). Tipos de calcinación Tipo alfa
El yeso alfa se utiliza mayormente en las formulaciones de yesos industriales por su alta resistencia mecánica. Este tipo de yeso es un cristal compacto con una superficie específica
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baja o con pocas necesidades de agua para producir moldes de gran dureza y baja porosidad. El yeso alfa se obtiene a través de dos diferentes procedimientos: Proceso en seco que implica la inyección de vapor durante la calcinación. El yeso se seca y es sometido, a continuación, al tratamiento habitual. Proceso en húmedo que implica la calcinación de una lechada de yeso bajo presión. A continuación, el yeso es centrifugado y secado.
Tipo beta
Durante el proceso de calcinación, bajo presión atmosférica normal, el agua de deshidratación se evapora formándose una estructura microporosa. Los cristales de yeso beta tienen una alta superficie específica y necesitan mucha agua. Los vaciados de yeso beta tienen una elevada porosidad pero propiedades mecánicas reducidas, siendo empleados, por ejemplo, en aplicaciones de construcción ligera, o como moldes para aplicaciones cerámicas por sus propiedades absorbentes. Frecuentemente, se emplean mezclas de los dos tipos, es decir, yesos alfa y beta, para combinar las propiedades de ambos optimizando las soluciones de producto, a fin de satisfacer las exigencias del mercado. Procedimientos de cocción del yeso:
Actualmente existen procedimientos para conseguir una perfecta cocción del aljez, sin riesgo de que se mezclen impurezas. Entre ellos están: *Sistema de horno giratorio. El cuerpo principal de este horno esta formado por un cilindro de palastro, de 8 a 12m de longitud y 1.50m de diámetro. Este cilindro se calienta exteriormente y, por no estar revestido interiormente de material refractario, su perdida de calor es ínfima. La piedra de yeso se introduce reducida al tamaño de la gravilla fina, por lo que se evita una deshidratación rápida. El cilindro tiene, interiormente soldada, una chapa en forma de hélice, que es la encargada de ir sacando la piedra de yeso al exterior. *Sistema de caldera. Esta formado por una caldera de palastro, de diámetro aproximado a dos metros, en cuyo interior giran unas paletas que hacen de amasadoras y rascadoras. Esta caldera cubre la parte superior de un hogar, alimentado normalmente con carbón de hulla. La masa de piedra de yeso, al ser calentada y mezclada, ofrece el aspecto de hervir y, cuando el vapor a cesado, se da por terminada la operación de cocción. Acabada esta, el material se trasvasa automáticamente a un silo, situado junto a la caldera. *Operación de molienda. Es una fase cargada dificultades por la gran elasticidad de la piedra de yeso característica esta que aumenta la cuantía económica de la operación. Para realizarla, se emplean unos molinos formados por dos muelas de piedra, colocadas en posición horizontal, sobre otra. Normalmente, la superior esta en posición fija, y la inferior en posición móvil, para graduarla según el grado de finura.
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Este sistema de molienda se completa con el tamizado a través de un cedazo de 144 mallas por centímetro cuadrado. Todo el material que pasa es envasado, y el retenido se somete nuevamente a molienda. Modernamente hay instalaciones que efectúan la molienda y tamizado automáticamente, basándose en separadores de aire, basado en la fuerza centrifuga. 6) Molienda
Después del proceso de calcinación, el yeso se muele para obtener polvo. La distribución de los tamaños de partícula es un factor importante con respecto a las propi edades del producto. 7) Mezclado
Una vez el yeso está finamente molido, se puede proceder a la última etapa que es el mezclado. Con una selección de aditivos se afinarán finalmente las propiedades de producto para responder a las necesidades de los clientes en lo que se refiere a tiempo de fraguado, viscosidad, porosidad, color, resistencia mecánica y otros más. 8) Pruebas y ensayos
Los ensayos de laboratorio se llevan a cabo en varias etapas de producción para garantizar que todos los productos cumplan las estrictas especificaciones exigidas antes de ser envasados y expedidos. 9) Embalaje
Se llevan a cabo estudios de viabilidad para asegurar que el embalaje elegido para cada uno de los productos ofrezca óptima protección y mantenga la calidad del producto durante todo su trayecto hasta llegar al usuario final.
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Aplanados.- Este nombre se aplica a los trabajos de yeso que se hacen sobre muros o techos
para revestir propiamente al tabique, al bloque de concreto o al concreto hidráulico.
Emboquillados.- El emboquillado consiste en formar los marcos de las puertas y ventanas,
este trabajo se lleva al cabo después del aplanado de muros, generalmente se cotiza aparte pues requiere de un cuidado muy especial para formar perfectamente las esquinas de los marcos. En ocasiones las esquinas de los marcos se protegen con algún tipo de protección metálica para que duren más y puedan restaurarse más fácilmente cuando se deterioren. creación de perfiles decorativos de yeso aún se siguen empleando para formar cornisas, zoclos o marcos en ventanas y puertas. Los perfiles se pueden elaborar en la obra o prefabricarse. Perfiles
decorativos.- La
paneles de yeso.- La industria de prefabricación de tableros de yeso es relativamente nueva, este tipo de elemento constructivo se forma de un corazón de yeso cubierto por ambos lados con algún material protector como el papel cartón o el viníl según el tipo de acabado que se quiera dar o la protección que se desee. Los tableros de yeso se emplean mucho en la construcción de muros divisorios, los tableros se unen por medio de una estructura de madera ya sea clavándolos o atornillándolos, la unión de los tableros deja una junta o serie de juntas que se pueden resanar con yeso o algún otro material. Se han llegado a emplear el yeso para construir sistemas de techado donde se elabora un tipo de concreto a base de yeso empleando un agregado para consumir menos material, en este tipo de trabajo se debe tener un refuerzo (generalmente malla de acero y/o fibras) y un tratamiento final impermeabilizante. Las posibilidades del yeso aumentan mucho cuando se le combina con la cal para acabados en exteriores. Tableros o
5.- Tipos de Yeso a.- Yeso Grueso de Construcción
Constituido fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato y anhidrita II artificial con la posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado. Uso: para pasta de agarre en la ejecución de tabicados en revestimientos interiores y como conglomerante auxiliar en obra. b.- Yeso Fino de Construcción
Constituido fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato y anhidrita II artificial con la posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado. Uso: para enlucidos, refilos o blanqueos sobre revestimientos interiores (guarnecidos o enfoscados) c.- Yeso de Prefabricados
Constituido fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato y anhidrita II artificial con mayor pureza y resistencia que los yesos de construcción YG e YF Uso: para la ejecución de elementos prefabricados para tabiques. d.- Escayola
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Constituida fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato con la posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado con una resistencia mínima a flexotracción de 30 kp/cm² Uso: en la ejecución de elementos prefabricados para tabiques y techos. e.- Escayola Especial
Constituida fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato con la posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado con una resistencia mínima a flexotracción de 35 kp/cm² Uso: en trabajos de decoración, en la ejecución de elementos prefabricados para techos y en la puesta en obra de estos elementos. Nota: La anhidrita II artificial es un sulfato de calcio totalmente deshidratado, obtenido por cocción, del aljez entre 300ºC y 700ºC aprox.
6.- Tipos DE Yeso DE Construcción a.- Yesos artesanales, tradicionales o multi-fases:
El yeso negro es el producto que contiene más impurezas, de grano grueso, color gris, y
con el que se da una primera capa de enlucido.
El yeso blanco con pocas impurezas, de grano fino, color blanco, que se usa
principalmente para el enlucido más exterior, de acabado.
El yeso rojo, muy apreciado en restauración, que presenta ese color rojizo debido a las
impurezas de otros minerales.
b.- Yesos industriales o de horno mecánico:
Yeso de construcción (bifase) -Grueso -Fino
Escayola, que es un yeso de más calidad y grano más fino, con pureza mayor del 90%.
c.- Yesos con aditivos:
Yeso controlado de construcción -Grueso -Fino
Yesos finos especiales
Yeso controlado aligerado
Yeso de alta dureza superficial
Yeso de proyección mecánica
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Yeso aligerado de proyección mecánica
Yesos-cola y adhesivos.
yeso de brazo
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7.-Caracteristicas del Yeso Los ensayos mecánicos más característicos que se realizan con el yeso son los de compresión y flexión. Las normas españolas fijan los mínimos de la tabla.
R. a flexión R. a compresión
Yeso negro
Yeso blanco
Yeso escayola
30 Kgf/cm 73 Kgf/cm
40 Kgf/cm 100 Kgf/cm
70 Kgf/cm 150 Kgf/cm
8.- Propiedades y Beneficios El yeso es un producto natural y ecológico, se obtiene a partir de mineral de sulfato de calcio dihidratado que se encuentra abundantemente en la naturaleza. Es no tóxico, respetuoso con el medio ambiente y sus residuos son biodegradables.
a.- Regulación Higrométrica
Por sus excelentes cualidades higrométricas el yeso es el más eficaz y natural regulador de la humedad ambiental en los interiores de las edificaciones. Absorbe la humedad excesiva y la libera cuando hay sequedad. b.- Aislamiento Térmico
La utilización de yeso en los revestimientos interiores de las edificaciones puede aumentar en un 35% la capacidad de aislamiento térmico frente a construcciones no revestidas.
c.- Absorción Acústica
Debido a su elasticidad y estructura finamente porosa, el yeso ofrece una excelente capacidad de insonorización. Disminuye ecos y reverberaciones, mejorando las condiciones acústicas de las edificaciones.
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d.- Protección Contra el Fuego
El yeso es completamente incombustible y resistente al fuego. Al exponerse al calor se produce una gradual liberación del agua de cristalización en forma de vapor que retrasa la elevación de temperatura absorbiendo el calor, sin emanar gases tóxicos que son la principal causa de accidentes fatales en l a mayoría de incendios.
e.- Compatibilidad Decorativa
El yeso, debido a su excelente plasticidad y moldeo, posee infinidad de posibilidades en decoración. Es compatible con casi todos los elementos de decoración: papel, tapiz, madera, pintura, texturizados, etc. f.- Blancura
La blancura natural del yeso conforma el soporte más adecuado para aplicar cualquier tipo de acabado posterior, tanto en blanco como en otros colores.
g.- Facilidad de Trabajo
El yeso en estado plástico es muy manejable, modelable y liviano y se adhiere fácilmente a las superficies.
h.- Durabilidad
El yeso, una vez formada la red cristalina en el fraguado, es estable en el tiempo e inalterable ante las variaciones ambientales. j.- Fraguado de yeso
La capacidad de endurecer las fases anhidras del yeso al añadirles agua en poco tiempo volviendo a su estado original de DH es lo que se conoce como fraguado. El fraguado ocurre al solubilizarse el SH en el agua y restituirse el agua combinada necesaria para formar el DH. Éste último por ser más insoluble que el SH, precipita, volviéndose a disolverse más SH y precipitando más DH. Los cristales de DH formados se entrecruzan formando una estructura rígida como las que se observan en las siguientes fotografías obtenidas por microscopía electrónica de barrido.
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La velocidad de secado influye en el tamaño de los cristales formados: velocidades de secado pequeñas producen cristales más grandes que los producidos con velocidades de secado más rápidas. La estructura formada posee unas cualidades de dureza superficial y resistencia mecánica adecuada para realizar revestimientos de interiores, así como piezas prefabricadas. Para medir su dureza se utilizan durómetros de escala tipo Shore C. Con ellos se mide la resistencia que ofrece la capa de yeso a la penetración de un cuerpo de cierta forma geométrica, bajo la aplicación de una determinada fuerza de presión constante. La profundidad de la penetración es medida y reflejada de forma analógica en el durómetro. Para realizar una medida, el durómetro se apoya y presiona contra la pared lo que produce la fuerza de presión. La profundidad de penetración resultante mide directamente la dureza shore C de la muestra. En el fraguado se añade normalmente mayor contenido de agua a la estequiométrica necesaria con objeto de poder realizar un mejor amasado y tener un producto más plástico que se pueda moldear. Una vez fraguado el yeso, el agua excedentaria se evapora a través de la masa de yeso dejando una microporosidad. Esta porosidad es tanto mayor cuanto mayor cantidad de agua se le ponga al yeso superior a la estequiométrica ocurriendo una pérdida de resistencia mecánica si se hacen excesos. Durante el secado, que suele ser un proceso lento, el agua en exceso debe desplazarse hasta la superficie del yeso donde se evapora. Si el SH o ANH de partida contuviera sales solubles en agua, durante el proceso de secado serían transportadas por el agua a través de los poros de la estructura. Aunque el contenido en sales solubles fuera pequeño, éstas se irían acumulando en la superficie en determinados puntos, dando lugar a eflorescencias: manchas de polvo que se desprenden fácilmente de la superficie al no formar una estructura con ésta. En las imágenes siguientes se presentan a dos escalas diferentes las fotografías obtenidas por microscopía electrónica de barrido de unas eflorescencias de sulfato potásico sobre una placa de yeso. En la fotografía más ampliada (la inferior) se observan los grandes cristales aciculares de sulfato potásico formados y su disposición característica. Durante el secado de la placa de yeso, el agua debe circular a través de los poros del yeso y salir hasta la superficie exterior donde se evapora. Pero siempre existirán caminos preferentes existiendo determinados puntos de la superficie donde la cantidad de agua que sale y se evapora es mayor y en consecuencia, en esos puntos se queda mayor cantidad de sales solubles depositadas y da lugar a rosetones característicos (figura superior)
En la fabricación de yesos de construcción se mezclan diferentes proporciones de SH y ANH-II para conseguir diferentes grados de tiempos de fraguado (desde unos pocos minutos a algunas horas). Las escayolas están constituidas exclusivamente por SH y por ello fraguan rápidamente. A mayor proporción de ANH-II mayor tiempo de fraguado. Al mismo tiempo se añaden diferentes tipos d e aditivos:
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Retardadores: para disminuir la velocidad de fraguado, como polifosfatos, hexametafosfato,
proteínas degradadas, ácido cítrico, ácido tartárico, etc.
Espesantes: para incrementar la consistencias de las pastas formadas (mayor viscosidad). Se
suelen utilizar éteres de almidón de patata.
Retenedores de agua: para evitar la absorción excesiva del agua que posee la pasta de yeso
antes de fraguar cuando está situada en un paramento (cerámica, bovedillas,etc)
Reguladores de pH: para ajustar el pH de las pastas según los requerimientos de los aditivos.
Normalmente se utiliza hidróxido cálcico. Betún 1.
Definición
El Betún es la mezcla de hidrocarburos naturales o de petróleo, sólidos, viscosos o líquidos, conteniendo una pequeña proporción de productos volátiles; tiene propiedades aglomerantes y es completamente soluble en el sulfuro de carbono. Se caracteriza por tener muy buena penetración, elasticidad y flexibilidad. El betún o bitumen es una mezcla de líquidos orgánicos altamente viscosa, negra, pegajosa, completamente soluble en disulfuro de carbono y compuesta principalmente por hidrocarburos aromáticos policíclicos. El betún es la fracción residual (el fondo) resultante de la destilación fraccionada del petróleo. Es la fracción más pesada y la que tiene el punto de ebullición más elevado. No debe ser confundido con el asfalto (al que a veces se llama 'betún de Judea' o 'judaico', pero que es una mezcla de minerales y betún) ni con el alquitrán (que se obtiene de la destilación destructiva del carbón y es químicamente diferente). La mayoría de los betunes contienen azufre y varios metales pesados como níquel, vanadio, plomo, cromo, mercurio y también arsénico, selenio y otros elementos tóxicos. Los betunes pueden lograr una buena conservación de plantas y animales, que forman fósiles en las rocas. 2.
Usos
El betún se usa primordialmente para pavimentar carreteras y calles, en forma de hormigón asfáltico. Sus otros usos son en productos para impermeabilizar como botas de vino, incluyendo el papel alquitranado para el sellado de techos y tejados. También es la principal materia prima para la explotación petrolera de las arenas bituminosas actualmente bajo desarrollo en Alberta (Canadá). En el pasado, el betún se usó para impermeabilizar barcos (brea), e incluso como un recubrimiento en construcción. Es posible que la ciudad de Cartago ardiera fácilmente debido al extensivo uso del betún en su construcción
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El Betún y el Asfalto se utilizan principalmente en pavimentación en forma de asfalto comprimido y fundido, o formando Morteros y Hormigones. El Betún, con el tiempo, experimenta un envejecimiento, sin duda debido a una oxidación. Los rayos ultravioletas del sol también le atacan, así como el prolongado contacto con el agua estancada y sobre todo, la saturada de cal a 50ºC.
Betún Natural: Resina fósil, ligera, negra, brillante, que se encuentra en zonas ricas en yacimientos petrolíferos.
Betún de Petróleo: Es el Betún destilado del Betún Natural.
Betún de Oxidación: Es el utilizado en procesos de Impermeabilización.
3.
Betunes Asfálticos
Desde el punto de vista físico, los Betunes Asfálticos forman un sistema coloidal, lo cual permite su adaptación a una amplia variedad de usos. Este sistema coloidal está formado por: 1. Asfáltenos
Son partículas pesadas de la fase dispersa (micelas) de los betunes. Están constituidos por un núcleo formado por compuestos de mayor peso molecular, al cual se han incorporado por absorción, otros compuestos (resinas y ácidos asfálticos), estableciendo una ordenación de mayor a menor peso molecular . Con ello se produce una distribución espacial alrededor del núcleo, que va disminuyendo de densidad hasta llegar, casi insensiblemente, a la fase continua, los maltenos. 2.
Maltenos
Son componentes ligeros del medio fluido aceitoso de la fase continua. Los maltenos están constituidos por mezcla de hidrocarburos cíclicos, saturados o no que carecen de poder aglomerante, pero desempeñan una función fundamental en el conjunto ya que son el líquido que mantiene en disolución parcial el sólido ( los asfáltenos en este caso) sin llegar a la total solución, ésto es, a separar las moléculas. En esta función de los maltenos influye decisivamente la cantidad de productos aromáticos que contienen: su proporción tiene que ser suficiente, según la de asfáltenos, para que la solución coloidal sea estable. Tanto la composición como las propiedades de ambas fracciones tienen una marcada relación con el comportamiento y propiedades de los betunes. 4.
Tipos de Betunes Asfalticos
Dependiendo del grado de aromaticidad de los maltenos y de la concentración de los asfáltenos, la estructura coloidal de los betunes puede ser del tipo “sol” o del tipo “gel”.
Betún tipo Sol
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Este tipo posee una menor proporción de asfáltenos y resinas, que están agrupados en cadenas homogéneas perfectamente dispersas en el medio aceitoso formado por los maltenos. Poseen una gran susceptibilidad a las variaciones de temperatura. No son apropiados para soportar las solicitaciones que originan las deformaciones plásticas cuando se usan como ligantes de una mezcla bituminosa.
Betún tipo Gel
Este tipo tiene mayor proporción de asfáltenos y resinas dispuestas formando una estructura reticular muy compleja, dejando unos espacios libres, en los que se encuentran los maltenos. La estructura de este tipo de betunes es similar a una esponja . El comportamiento reológico se parece más al de un sólido visco-elástico no lineal. Por ello es menos susceptible a la temperatura y más adecuado para soportar las solicitaciones que producen las deformaciones plásticas.
CAL 1) Definición La cal es el aligante más antiguo después del yeso y el único utilizado hasta la industrialización de la edilicia. "Antigua" como los egipcianos, como los griegos y los romanos; los arquitectos del Renacimiento, Andrea Palladio, la describen detalladamente Roca caliza
Es una roca formada por sedimentación de lodos ricos en carbonato de calcio y compactación posterior a través de miles de años. El Carbonato de Calcio natural se forma de los restos de animales y vegetales ya que estos organismos concentran altas reservas del mineral tomado de la atmósfera a partir del bióxido de carbono y calcio disueltos en el agua marina.
La cal
Es un producto químico natural que se obtiene de la roca caliza, cuando es sometida a altas temperaturas (más de 1000°C) hasta obtener Cal Viva; en esa fase tiene lugar la transformación del Calcio: de Carbonato a Óxido –por desprendimiento del dióxido de Carbono (CO2), contenido en la piedra. Al agregar agua o humedad, (apagar la cal) el material se hidrata y se denomina hidróxido de calcio; parte del agua se libera a la atmósfera como vapor ya que en este momento se origina una reacción de calor (exotérmico) no contaminante.
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+
CaCO3
Calor
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CaO
CO2
Carbonato de Calcio
Oxido de Calcio
Dióxido de Carbono
Piedra Caliza
Cal Viva
Tiza
Cal en terrón
Coral/Conchas
2) Tipos de cal 2.1 Cal Viva
Es el resultado de la calcinación del carbonato de calcio (CaCO3) a más de 1000°C, ya que éste se descompone dando dióxido de carbono y óxido de calcio o cal viva.
2.2
Cal hidratada
Es el nombre comercial del hidróxido de calcio, que se forma al agregarse agua al óxido de calcio o cal viva para que una vez apagada (hidratada) pueda utilizarse. Los albañiles, cuando vierten agua sobre cal viva, dicen que la “apagan”. Cal apagada es el nombre vulgar del hidróxido de calcio. El apagado exotérmico; es decir, que en este proceso se desprende gran cantidad de calor que evapora parte del agua utilizada. La cal “apagada” tiene un volumen tres veces mayor que el de la
cal viva.
Oxido de Calcio
Agua
Hidróxido de Calcio
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. 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 kiln de cal. El proceso, llamado calcinación, libera una molécula de dióxido de carbono (CO2), resultando el material llamado óxido de calcio (CaO), de color blanco y muy cáustico (quema los tejidos orgánicos). Sin embargo, el proceso puede ser reversible, ya que al enfriarse la cal, comienza a absorber
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nuevamente el CO2 del aire, y después de un tiempo, vuelve a convertirse en CaCO3 o carbonato de calcio. La cal viva puede ser combinada con agua, produciéndose una reacción violenta que desprende mucho calor. Se forma entonces el hidróxido de calcio que se comercializa en forma de polvo blanco conocido como cal muerta o apagada. 2.3 Cales aéreas
Denominadas así porque endurecen al aire mediante su reacción con el anhídrido carbónico del mismo u otra fuente de CO 2 (dióxido de carbono). Éstas se clasifican a su vez en:
Cal dolomítica
Se la denomina también cal gris o cal magra. El producto obtenido en la calcinación depende de la composición química de las calizas, por lo que ésta se denomina así por su origen, es decir, por ser el resultado de la calcinación de rocas calizas que contienen dolomita, de donde surge el óxido de calcio y de magnesio, que también es un óxido básico, pero no es recomendable para construcción porque se apaga muy lentamente con agua; en cambio, se usa con éxito en la industria azucarera.
Cal cálcica o grasa:
Es una cal muy pura o con muy escaso contenido de arcillas y es muy eficiente en la preparación de las mezclas aéreas. Son llamadas así debido a que la acción cementante se logra por carbonatación de la cal mediante el CO2 (dióxido de carbono) atmosférico. Las cales grasas fabricadas con piedras calizas de gran pureza contienen 95% o más de óxido de calcio. Cuando se apagan dan una pasta blanca, untuosa y fuertemente adhesiva, contrariamente a las cales m agras, que tienen porcentajes de óxido de calcio comprendidos entre el 80 y el 90%. 2.4 Cales hidráulicas:
Son llamadas así porque fraguan y endurecen con el agua. Contienen entre un 10 y 20% de arcillas y en ellas el efecto cementante se logra tanto por medio de la carbonatación de la cal, como por el proceso de hidratación de los silicatos y aluminatos formados por reacción a bajas temperaturas entre la caliza y la arcilla presente. 2.5 Cal límite:
La que contiene un 25% de arcilla y es de propiedades similares a las cales hidráulicas. 2.6 Cementos Romanos:
Los que contienen entre el 27% y el 61% de arcillas, y de acuerdo con el contenido de arcillas se denominan como inferiores, ordinarios y superiores. En estos cementos el endurecimiento es provocado tanto por la hidratación de los silicatos y aluminatos presentes como por reacción entre la cal presente y las arcillas activadas térmicamente y que no se han combinado con la cal. También se llama cemento romano a las mezclas de cal con puzolanas. A continuación se listan una serie de aspectos de la cal que es conveniente considerar, de forma adicional. La cal es un producto de: Baja densidad. Económica. De gran disponibilidad en México. Con amplia gama de usos.
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3) Apagado de la cal 3.1
Apagado de las cales al pie de la obra
3.2
Proceso de apagado
Apagar una cal es hidratarla, o sea agregarle agua para hidratar el óxido de calcio en libertad, Cal viva + H2O = cal hidratada. Se colocan los terrones de cal viva en la pileta. Se agrega agua y se agita con un rastrillo a formar pasta. Se deja escurrir después de deshacer los terrones Para por gravedad la pasta al pozo de almacenamiento, abriendo la compuerta y por la malla se cuela, la rejilla impide el paso de los terrones. Se deja reposar la pasta cubriéndola con arena para que no endurezca. La cal hidratada estará lista en +(-) 6 días o hasta que aparezcan grietas hasta de 1 cm. En los hidratadores de tipo continuo utilizados en las plantas fabricantes, el proceso dura ± 12 minutos, teniendo control de calidad absoluto en las proporciones, peso, etc.
3.3
Moliendas en molinos de bolas
Balines metálicos, que al girar el molino pulverizan las partículas de cal al tamaño deseado (por impacto), balines más pequeños = pulverización más fina.
4) Proceso de fabricación de la cal Cinco etapas secuenciales intervienen en la fabricación de la cal: Extracción de la Materia Prima, Trituración, Calcinación, Hidratación y Envase. Los hornos de calcinación tipo regenerativos de la energía, optimizan esa importante fase y además, garantizan una producción continua en calidad y
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volumen para satisfacer las necesidades de cualquier volumen, calidad y costo en cada tipo de aplicación donde el Óxido de Calcio (cal viva) y la Cal Hidratada son los dos productos básicos. Extracción. Se retira material vegetal, procediendo a perforar según el plan de minado diseñado, cargando después los explosivos para el tumbe, se carga el material ya fragmentado y se trasporta al sistema triturador. 2. Trituración. Los fragmentos de roca se reducen de tamaño tamizándolos, ya homogéneos, se transportan mediante bandas hacia los hornos; para rotatorios se requieren tamaños pequeños. 3. Calcinación. La cal se produce por cocción de las rocas calizas o dolomitas mediante flujos de aire caliente que circula en los huecos o poros de los fragmentos rocosos; las rocas pierden bióxido de carbono produciéndose el óxido de calcio. Debido al tamaño y forma homogénea de los fragmentos, la cocción ocurre de la periferia hasta el centro quedando perfectamente calcinada la roca. 4. Enfriamiento. Posteriormente se somete a un proceso de enfriamiento para que la cal pueda ser manejada y los gases calientes regresen al horno como aire secundario. 5. Inspección. El proceso siguiente es la inspección cuidadosa de muestras para evitar núcleos o piezas de roca sin calcinar. 6. Cribado. Se somete a cribado separando a la cal viva en trozo y segmentos de la porción que pasará por un proceso de trituración y pulverización. 7. Trituración y pulverización. Este paso 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. 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. 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. 1.
5) La cal en la industria de la construcción y tradicional 1.
Mezclas para junteo, repellado y aplanado.
Las mezclas con cal hidratada forman unidades de albañilería resistentes, estables y sin fisuras, al mismo tiempo que son las más económicas. Las mezclas con cal presentan mejor trabajabilidad, mayor plasticidad y la consistencia adecuada. Tienen un tiempo de fraguado gradual que les facilita la correcta hidratación e interacción entre sus componentes. Debido a que el peso específico de la cal es menor al del cemento, se obtiene un mayor volúmen de mezcla con la misma proporción en peso, dando como resultado un rendimiento superior, y un menor costo. Morteros o mezclas de albañilería
Originalmente, en la elaboración de morteros y enlucidos, la cal era el ingrediente principal, que poco a poco empezó a sustituirse por cemento debido principalmente al desarrollo de resistencia mostrado por éste último. Sin embargo, con el paso del tiempo, las mezclas de cal-cemento demostraron ser más eficientes, al presentar tanto propiedades de resistencia, como de plasticidad.
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Los beneficios al usar mezclas de cal y cal-cemento pueden dividirse en dos categorías; en estado fresco y en estado endurecido. En estado fresco: Excelente trabajabilidad Muy buena retención de agua, lo que los hace particularmente adecuados para su uso con unidades de absorción. El tiempo de fraguado y el de las mezclas terciadas puede controlarse dosificando la cantidad y el tipo de cemento. En estado endurecido: La resistencia a la compresión de las mezclas terciadas puede ajustarse al nivel requerido seleccionando un diseño de mezcla adecuado. La incorporación de la cal mejora la adhesión y reduce la permeabilidad. La presencia de cal frecuentemente incrementa la resistencia de la mezcla en cuanto al ataque por sulfatos. La adición de cal también favorece el auto-sellado de grietas, las cuales reducen la resistencia de la unidad de albañilería y fomentan la permeabilidad. 2.
Estuco
3.
Concreto
4.
Pintura e impermeabilizante
El estuco como mezcla de cal hidratada + agregado fino, es considerado una pasta de revestimiento conitnuo que resulta adecuado para dar acabados finos y de textura lisa en muros. Todos los estucos tienen en común estar conformados por una capa de repellado dos capas de aplanado, mismos que permiten el relleno de fisuras y eliminan los pequeños desniveles para regularizar y conseguir uniformidad en el muro. Sólo el empleo de materiales de excelente calidad puede asegurar un buen trabajo de estuco. La pureza de la cal hidratada en este tipo de acabado artesanal, representa un factor importante para la obtención de excelentes resultados en apariencia y durabilidad. El concreto elaborado con cal hidratada, cemento, arena y grava presenta mayor fluidez, protege al acero de refuerzo, incrementa la impermeabilidad y reduce los costos significativamente. La cal hidratada hace más compacto al concreto, debido a que sus partículas son más finas que las del cemento, por lo que rellena los vacios dejados por este material, disminuye las eflorescencias y evita los agrietamientos, de igual forma ayuda a la estructura a soportar variaciones de temperatura. La cal hidratada mantiene húmeda por más tiempo la masa del concreto aún en clima cálido o seco, ya que por su poder de adsorción de agua propicia que el concreto alcance su mayor resistencia con la suficiente humedad para su fraguado. La gran plasticidad de la cal hidratada mantiene la mezcla íntima de los materiales, evitando su segregación. La pintura de cal hidratada es un líquido blanco y espeso que puede ser pigmentado; es utilizado tradicionalmente en algunas regiones del país para cubrir superficies, protegiéndolas y decorándolas a un bajo costo. Este tipo de pintura permite que la p ared transpire y que el aire en el interior del espacio se renueve, al mismo tiempo que impide la formación de bolsas de humedad. El impermeabilizante con cal hidratada es un tratamiento que desde la época prehispánica fue utilizado para evitar o disminuir la filtración de agua en las edificaciones. Esta mezcla impermeabilizante de apariencia cristalina se impregna en las superficies expuestas, penetrando en los poros, formando una capa protectora de larga duración.
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5.
Adobes estabilizados
6.
Bloques vibrocomprimidos
7.
Estabilización de suelos
8.
Mezclas asfálticas
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La tendencia a construir con materiales predominantes en la región, ha permitido optimizar recursos y abatir costos de transportación. Por ello es preferible buscar soluciones locales que sean habitables y funcionales. Las construcciones con adobes estabilizados con cal hidratada, son una opción que además de ser ecológica y económica, proporciona beneficios como aislamiento térmico, impermeabilidad y alta resistencia a los movimientos o vibraciones, creando estructuras más duraderas. La cal hidratada estabiliza la masa de arcilla del adobe, facilitando la correcta modelación de las piezas a presión, misma que es vital para la obtención del tamaño y forma deseados. Los bloques vibrocomprimidos son elementos de forma sencilla que facilitan los trabajos de edificación. En la fabricación de piezas vibrocomprimidas si se integra cal hidratada en su formulación, se mejoran las propiedades mecánicas a largo plazo, se estabiliza el color, se facilita el desmolde y curado, logrando calidad en los acabados y un incremento en la resistencia final. Los muros hechos con este material presentan uniformidad, mayor impermeabilidad y buena apariencia. La estabilización de suelos permite la compactación permanente de los materiales arcillosos, base del terreno. Con este sencillo proceso de reacciones químicas se obtiene un incremento en su resistencia y capacidad de soporte, así como la disminución de la sensibilidad al agua y alos cambios de volumen constantes. La estabilización de suelos no requiere de grandes adiciones de cal hidratada, para lograr que el suelo obtenga resistencias más altas. Por lo general las arcillas y tierras con alto grado de expansión que son estabilizadas con cal hidratada, forman una mezcla cementante natural, lo que permite obtener en pocas horas una resistencia mayor a la del mismo suelo compactado sin estabilizar. El uso de la cal hidratada en las mezclas asfálticas es ampliamente recomendado debido a que es un aditivo eficiente; en cantidades pequeñas otorga propiedades para contrarrestar los deterioros prematuros y hacer a los pavimentos más durables. La cal hidratada aumenta la adhesión química del asfalto con la sílice del agregado. Además reacciona agresivamente con los ácidos carboxílicos del asfalto, propiciando una menor absorción de partículas ácidas por la superficie del agregado y logrando una mayor adhesión asfalto – agregado. Finalmente, la cal hidratada permite alcanzar en las mezclas asfálticas, altos niveles del módulo elástico debido a su efecto de mineral de relleno e incrementa la viscosidad del asfalto.
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CEMENTO 1.
Definición
Segun Norma (RNE) : Material pulverizado que por adición de una cantidad conveniente de agua forma una pasta aglomerante capaz de endurecer, tanto bajo el agua como en el aire. Quedan excluidas las cales hidráulicas, las cales aéreas y los yesos. NORMA ITINTEC 334.001. Segun Enciclopedia: Se denomina cemento a un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecer al contacto con el agua. Mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea , denominada hormigón (en España, parte de Sudamérica y el Caribe hispano) o concreto (en México y parte de Sudamérica).Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil. 2. Historia
Desde la antigüedad se emplearon pastas, greda y morteros elaborados con arcilla,yeso o cal para unir mampuestos en las edificaciones. Fue en la Antigua Greciacuando empezaron a usarse tobas volcánicas extraídas de la isla de Santorini, los primeros cementos naturales. En el siglo I a. C. se empezó a utilizar el cemento natural en la Antigua Roma, obtenido en Pozzuoli, cerca del Vesubio. La bóveda delPanteón es un ejemplo de ello. En el siglo XVIII John Smeaton construye l acimentación de un faro en el acantilado de Edystone, en la costa Cornwall, empleando un mortero de cal calcinada. El siglo XIX, Joseph Aspdin y James Parker patentaron en 1824 el Portland Cement, denominado así por su color gris verdoso oscuro similar a la piedra de Portland. Isaac Johnson, en 1845, obtiene el prototipo del cemento moderno, con una mezcla de caliza y arcilla calcinada a alta temperatura. En el siglo XX surge el auge de la industria del cemento, debido a los experimentos de los químicos franceses Vicat y Le Chatelier y el alemán Michaélis, que logran cemento de calidad homogénea; la invención del horno rotatorio para calcinación y el molino tubular y los métodos de transportar hormigón fresco ideados por Juergen Heinrich Magens que patenta entre 1903 y 1907.
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PASADO
ACTUALIDAD
El Panteón de Agripa o Panteón de Roma representa una
El Burj Khalifa tiene 330.000 m³ de hormigón y 39.000 toneladas de barras de acero, que colocadas una tras otra podría darle un cuarto de vuelta a la Tierra.
de las primeras y más representativas obras de la Antigua Roma en la cual se innovo con la utilización del cemento.
3. Tipos de Cemento
Se pueden establecer dos tipos básicos de cementos: 1. De Origen Arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4 aproximadamente; 2. De Origen Puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen orgánico o volcánico. Existen diversos tipos de cemento, diferentes por su composición, por sus propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos. Desde el punto de vista químico se trata en general de una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio, obtenidos a través del cocido de calcáreo, arcilla y arena. El material obtenido, molido muy finamente, una vez que se mezcla con agua se hidrata y solidifica progresivamente. Puesto que la composición química de los cementos es compleja, se utilizan terminologías específicas para definir las composiciones. Cemento Portland:
Producto obtenido por la pulverización del clinker portland con la adición eventual de sulfato de calcio. Se admite la adición de otros productos que no excedan del 1% en peso del total siempre que la norma correspondiente establezca que su inclusión no afecta las propiedades del cemento resultante. Todos los productos adicionados deberán ser pulverizados conjuntamente con el clinker. NORMA ITINTEC 334.001. El cemento de Pórtland es el tipo de cemento más utilizado como aglomerante para la preparación del hormigón o concreto.
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Fue inventado en 1824 en Inglaterra por el constructor Joseph Aspdin. El nombre se debe a la semejanza en su aspecto con las rocas encontradas en la isla de Pórtland, una isla del condado de Dorset. La fabricación del cemento de Pórtland se da en tres fases: (i) Preparación de la mezcla de las materias primas; (ii) Producción del clinker; y, (iii) Preparación del cemento.
Las materias primas para la producción del Pórtland son minerales que contienen: •
óxido de calcio (44%),
•
óxido de silicio (14,5%),
•
óxido de aluminio (3,5%),
•
óxido de hierro (3%)
•
óxido de manganeso (1,6%).
La extracción de estos minerales se hace en canteras, que preferiblemente deben estar próximas a la fábrica, con frecuencia los minerales ya tienen la composición deseada, sin embargo en algunos casos es necesario agregar arcilla o calcáreo, o bien minerales de hierro, bauxita, u otros minerales residuales de fundiciones. La mezcla es calentada en un horno especial, constituido de un inmenso cilindro (llamado kiln) dispuesto horizontalmente con una ligera inclinación, y rodando lentamente. La temperatura crece a lo largo del cilindro hasta llegar a aproximadamente 1400°C; la temperatura es tal que hace que los minerales se combinen pero no se fundan o vitrifiquen. En la sección de temperatura menor, el carbonato de calcio (calcáreo) se separa en óxido de calcio y dióxido de carbono (CO2). En la zona de alta temperatura el óxido de calcio reacciona con los silicatos y forma silicatos de calcio (Ca2Si y Ca3Si). Se forma también una pequeña cantidad de aluminato tricálcico (Ca3Al) y Ferroaluminato tetracálcico (Ca4AlFe). El material resultante es denominado clinker. El clinker puede ser conservado durante años antes de proceder a la producción del cemento, con la condición de que no entre en contacto con el agua.1 La energía necesaria para producir el clinker es de aproximadamente 1.700 julios por gramo, pero a causa de las pérdidas de calor el valor es considerablemente más elevado. Esto comporta una gran demanda de energía para la producción del cemento, y por lo
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tanto la liberación de una gran cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera, gas de efecto invernadero. Para mejorar las características del producto final al clinker se le agrega aproximadamente el 2 % de yeso y la mezcla es molida finamente. El polvo obtenido es el cemento preparado para su uso. El cemento obtenido tiene una composición del tipo: •
64% óxido de calcio
•
21% óxido de silicio
•
5,5% óxido de aluminio
•
4,5% óxido de hierro
•
2,4% óxido de magnesio
•
1,6% sulfatos
•
1% otros materiales, entre los cuales principalmente agua.
Cuando el cemento de Pórtland es mezclado con el agua, el producto solidifica en algunas horas y endurece progresivamente durante un período de varias semanas. El endurecimiento inicial es producido por la reacción del agua, yeso y aluminato tricálcico, formando una estructura cristalina de calcio-aluminio-hidrato, estringita y monosulfato. El sucesivo endurecimiento y el desarrollo de fuerzas internas de tensión derivan de la reacción más lenta del agua con el silicato de tricalcio formando una estructura amorfa llamada calcio-silicato-hidrato. En ambos casos, las estructuras que se forman envuelven y fijan los granos de los materiales presentes en la mezcla. Una última reacción produce el gel de silicio (SiO2). Las tres reacciones generan calor. Con el agregado de materiales particulares al cemento (calcáreo o cal) se obtiene el cemento plástico, que fragua más rápidamente y es más fácilmente trabajable. Este material es usado en particular para el revestimiento externo de edificios. La calidad del cemento de Pórtland deberá estar de acuerdo con la norma ASTM C 150. En el 2004, los principales productores mundiales de cemento de Pórtland fueron Lafarge en Francia, Holcim en Suiza y Cemex en México. Algunos productores de cemento fueron multados por comportamiento monopólico.
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Fragmentos de Clinker Cemento Puzolánico.
El ecomaterial Cemento Puzolánico CP40 es un aglomerante hidráulico, producido por la mezcla íntima de un material conocido como puzolana y cal hidratada, finamente molidos. Su fraguado es algo más lento que el del cemento Portland, pero tiene la ventaja de que va fijando lentamente la cal liberada en la hidratación del clinker en un proceso que se prolonga durante mucho tiempo, por lo que el cemento va ganando, con la edad, en resistencia tanto mecánica como quimica, superando en ambas al portland. Los aglomerantes cal-puzolana tienen su origen reconocido en las construcciones hechas por los romanos. Hoy en día se conservan aún las ruinas de los grandes edificios construidos con este material. Cemento Portland Puzolánico Tipo 1P: Es el cemento portland que presenta un porcentaje adicionado de puzolana entre 15% y 45%. NORMA ITINTEC 334.044. Cemento Pórtland Puzolánico Tipo 1PM: Es el cemento portland que presenta un porcentaje adicionado de puzolana menor de 15%. NORMA ITINTEC 334.044. 4. Clasificación de los Cementos
I : Normal. Para uso general, donde no son requeridos otros tipos de cemento. IA : Normal. Uso general, con inclusor de aire. II : Moderado. Para uso general y además en construcciones donde existe un moderado ataque de sulfatos o se requiera un moderado calor de hidratación. IIA : Moderado. Igual que el tipo II, pero con inclusor de aire.
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III : Altas resistencias. Para uso donde se requieren altas resistencias a edades tempranas. IIIA : Altas resistencias. Mismo uso que el tipo III, con aire incluido. IV : Bajo calor de hidratación. Para uso donde se requiere un bajo calor de hidratación. V : Resistente a la acción de los sulfatos. Para uso general y además en construcciones donde existe un alto ataque de sulfatos. Tipo I Este tipo de cemento es de uso general, y se emplea cuando no se requiere de propiedades y características especiales que lo protejan del ataque de factores agresivos como sulfatos, cloruros y temperaturas originadas por calor de hidratación. Entre los usos donde se emplea este tipo de cemento están: pisos, pavimentos, edificios, estructuras, elementos prefabricados. Tipo II El cemento Pórtland tipo II se utiliza cuando es necesario la protección contra el ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberías de drenaje, siempre y cuando las concentraciones de sulfatos sean ligeramente superiores a lo normal, pero sin llegar a ser severas (En caso de presentarse concentraciones mayores se recomienda el uso de cemento Tipo V, el cual es altamente resistente al ataque de los sulfatos). Genera normalmente menos calor que el cemento tipo I, y este requisito de moderado calor de hidratación puede especificarse a opción del comprador. En casos donde se especifican límites máximos para el calor de hidratación, puede emplearse en obras de gran volumen y particularmente en climas cálidos, en aplicaciones como muros de contención, pilas, presas, etc. La Norma ASTM C 150 establece como requisito opcional un máximo de 70 cal/g a siete días para este tipo de cemento.
Tipo III Este tipo de cemento desarrolla altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7 días. Esta propiedad se obtiene al molerse el cemento más finamente durante el proceso de molienda. Su utilización se debe a necesidades específicas de la construcción, cuando es necesario retirar cimbras lo más pronto posible o cuando por requerimientos particulares,
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una obra tiene que ponerse en servicio muy rápidamente, como en el caso de carreteras y autopistas. Tipo IV El cemento Pórtland tipo IV se utiliza cuando por necesidades de la obra, se requiere que el calor generado por la hidratación sea mantenido a un mínimo. El desarrollo de resistencias de este tipo de cemento es muy lento en comparación con los otros tipos de cemento. Los usos y aplicaciones del cemento tipo IV están dirigidos a obras con estructuras de tipo masivo, como por ejemplo grandes presas. La hidratación inicia en el momento en que el cemento entra en contacto con el agua; el endurecimiento de la mezcla da principio generalmente a las tres horas, y el desarrollo de la resistencia se logra a lo largo de los primeros 30 días, aunque éste continúa aumentando muy lentamente por un período mayor de tiempo En la fabricación del cemento se utilizan normalmente calizas de diferentes tipos, arcillas, aditivos -como el mineral de fierro cuando es necesario- y en ocasiones materiales silicosos y aluminosos. Estos materiales son triturados y molidos finamente, para luego ser alimentados a un horno rotatorio a una temperatura de 1,400 grados centígrados y producir un material nodular de color verde oscuro denominado CLINKER. Cementos Hidráulicos Mezclados Estos cementos han sido desarrollados debido al interés de la industria por la conservación de la energía y la economía en su producción. La norma ASTM C 595 reconoce la existencia de cinco tipos de cementos mezclados: Cemento Pórtland de escoria de alto horno - Tipo IS. Cemento Pórtland puzolana - Tipo IP y Tipo P. Cemento de escoria - Tipo S. Cemento Pórtland modificado con puzolana - Tipo I (PM). Cemento Pórtland modificado con escoria - Tipo I (SM). Tipo IS El cemento Pórtland de escoria de alto horno se puede emplear en las construcciones de concreto en general. Para producir este tipo de cemento, la escoria del alto horno se muele junto con el clinker de cemento Pórtland, o puede también molerse en forma
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separada y luego mezclarse con el cemento. El contenido de escoria varía entre el 25 y el 70% en peso. Tipo IP y Tipo P El cemento Pórtland IP puede ser empleado en construcciones en general y el tipo P se utiliza en construcciones donde no sean necesarias resistencias altas a edades tempranas. El tipo P se utiliza normalmente en estructuras masivas, como estribos, presas y pilas de cimentación. El contenido de puzolana de estos cementos se sitúa entre el 15 y el 40 % en peso. Tipo S El cemento tipo S, de escoria, se usa comúnmente en donde se requieren resistencias inferiores. Este cemento se fabrica mediante cualquiera de los siguientes métodos: 1) Mezclando escoria molida de alto horno y cemento Pórtland. 2) Mezclando escoria molida y cal hidratada. 3) Mezclando escoria molida, cemento Pórtland y cal hidratada. El contenido mínimo de escoria es del 70% en peso del cemento de escoria Tipo I (PM) El cemento Pórtland tipo I (PM), modificado con puzolana, se emplea en todo tipo de construcciones de concreto. El cemento se fabrica combinando cemento Pórtland o cemento Pórtland de escoria de alto horno con puzolana fina. Esto se puede lograr: 1) Mezclando el cemento Pórtland con la puzolana 2) Mezclando el cemento Pórtland de escoria de alto horno con puzolana 3) Moliendo conjuntamente el clinker de cemento con la puzolana 4) Por medio de una combinación de molienda conjunta y de mezclado. El contenido de puzolana es menor del 15% en peso del cemento terminado. Tipo I (SM)
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El cemento Pórtland modificado con escoria, TIPO I (SM), se puede emplear en todo tipo de construcciones de concreto. Se fabrica mediante cualquiera de los siguientes procesos: 1) Moliendo conjuntamente el clinker con alguna escoria granular de alto horno 2) Mezclando escoria molida y cal hidratada 3) Mezclando escoria, cemento Pórtland y cal hidratada El contenido máximo de escoria es del 25% del peso del cemento de escoria. A todos los cementos mezclados arriba mencionados, se les puede designar la inclusión de aire agregando el sufijo A, por ejemplo, cemento TIPO S-A. Además, en este tipo de cementos, la norma establece como requisito opcional para los cementos tipo I (SM), I (PM), IS, IP y los denominados con subfijo MS o MH lo siguiente: moderada resistencia a los sulfatos y/o moderado calor de hidratación y en caso del tipo P y PA, moderada resistencia a los sulfatos y/o bajo calor de hidratación. La Norma ASTM C 1157 establece los requisitos de durabilidad para los cementos hidráulicos cuando se utilicen en aplicaciones especiales o para uso general. Por ejemplo, donde se requieran altas resistencias tempranas, moderada a alta resistencia a los sulfatos, moderado o bajo calor de hidratación y opcionalmente baja reactividad con los agregados reactivos a los álcalis.
5. Cementos Especiales
Cementos para Pozos Petroleros Estos cementos, empleados para sellar pozos petroleros, normalmente están hechos de clinker de cemento Pórtland. Generalmente deben tener un fraguado lento y deben ser resistentes a temperaturas y presiones elevadas. El Instituto Americano del Petróleo (American Petroleum Institute) establece especificaciones (API 10-A) para nueve clases de cemento para pozos (clases A a la H). Cada clase resulta aplicable para su uso en un cierto rango de profundidades de pozo, temperaturas, presiones y ambientes sulfatados. También se emplean tipos convencionales de cemento Pórtland con los aditivos adecuados para modificar el cemento. Cementos Plásticos Los cementos plásticos se fabrican añadiendo agentes plastificantes, en una cantidad no mayor del 12% del volumen total, al cemento Pórtland de TIPO I ó II durante la operación de molienda. Estos cementos comúnmente son empleados para hacer morteros y aplanados. Cementos Pórtland Impermeabilizados
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El cemento Pórtland impermeabilizado usualmente se fabrica añadiendo una pequeña cantidad de aditivo repelente al agua como el estearato de sodio, de aluminio, u otros, al clinker de cemento durante la molienda final.
6. Otros Tipos de Cementos
Cementos de Albañilería Estos son cementos hidráulicos diseñados para emplearse en morteros, para construcciones de mampostería. Están compuestos por alguno de los siguientes: cemento Pórtland, cemento Pórtland puzolana, cemento Pórtland de escoria de alto horno, cemento de escoria, cal hidráulica y cemento natural. Además, normalmente contienen materiales como cal hidratada, caliza, creta, talco o arcilla. La trabajabilidad, resistencia y color de los cementos de albañilería se mantienen a niveles uniformes gracias a los controles durante su manufactura. Aparte de ser empleados en morteros para trabajos de mampostería, pueden utilizarse para argamasas y aplanados, mas nunca se deben emplear para elaborar concreto. Cementos Expansivos El cemento expansivo es un cemento hidráulico que se expande ligeramente durante el período de endurecimiento a edad temprana después del fraguado. Debe satisfacer los requisitos de la especificación ASTM C 845, en la cual se le designa como cemento tipo E-1. Comúnmente se reconocen tres variedades de cemento expansivo: E-1(K) contiene cemento Pórtland, trialuminosulfato tetracálcico anhídro, sulfato de calcio y óxido de calcio sin combinar. E-1(M) contiene cemento Pórtland, cemento de aluminato de calcio y sulfato de calcio. E-1(S) contiene cemento Pórtland con un contenido elevado de aluminato tricálcico y sulfato de calcio. Cemento Portland Blanco El cemento Pórtland blanco difiere del cemento Pórtland gris únicamente en el color. Se fabrica conforme a las especificaciones de la norma ASTM C 150, normalmente con respecto al tipo I ó tipo III; el proceso de manufactura, sin embargo, es controlado de tal manera que el producto terminado sea blanco. El cemento Pórtland blanco es fabricado con materias primas que contienen cantidades insignificantes de óxido de hierro y de manganeso, que son las sustancias que dan el color al cemento gris. El cemento blanco se utiliza para fines estructurales y para fines arquitectónicos, como muros precolados, aplanados, pintura de cemento, páneles para fachadas, pegamento para azulejos y como concreto decorativo.
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Portland Férrico
7. Reacciones de hidratación
CaOAl2O3+10H2O → CaOAl 2O310H2O (cristales hexagonales) 2(CaOAl 2O3)+11H2O → 2CaOAl2O38H2O + Al(OH)3 (cristales + gel) 2(2CaOSiO 2)+ (x+1)H2O → 3CaO2SiO2xH2O + Ca(0H) 2 (cristales + gel) Mientras el cemento Portland es un cemento de naturaleza básica, gracias a la presencia de cal Ca(OH) 2, el cemento aluminoso es de naturaleza sustancialmente neutra. La presencia del hidróxido de aluminio Al(OH) 3, que en este caso se comporta como ácido, provocando la neutralización de los dos componentes y dando como resultado un cemento neutro. El cemento aluminoso debe utilizarse en climas fríos, con temperaturas inferiores a los 30 °C. En efecto, si la temperatura fuera superior, la segunda reacción de hidratación cambiaría y se tendría la formación de 3CaOAl 2O36H2O (cristales cúbicos) y una mayor producción de Al(OH) 3, lo que llevaría a un aumento del volumen y podría causar fisuras. 8. Propiedades generales del cemento
Buena resistencia al ataque químico. Resistencia a temperaturas elevadas. Refractario. Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo. Conversión interna. Se ha de evitar el uso de armaduras. Con el tiempo aumenta la porosidad. Uso apropiado para bajas temperaturas por ser muy exotérmico. Está prohibido el uso de cemento aluminoso en hormigón pretensado. La vida útil de las estructuras de hormigón armado es más corta.
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El fenómeno de conversión (aumento de la porosidad y caída de la resistencia) puede tardar en aparecer en condiciones de temperatura y humedad baja. El proyectista debe considerar como valor de cálculo, no la resistencia máxima sino, el valor residual, después de la conversión, y no será mayor de 40 N/mm2. Se recomienda relaciones A/C ≤ 0,4, alta c antidad de cemento y aumentar los recubrimientos (debido al pH más bajo).
9. Aplicaciones El cemento de aluminato de calcio resulta muy adecuado para: Hormigón refractario. Reparaciones rápidas de urgencia. Basamentos y bancadas de carácter temporal. Cuando su uso sea justificable, se puede utilizar en:
Obras y elementos prefabricados, de hormigón en masa o hormigón no estructural. Determinados casos de cimentaciones de hormigón en masa. Hormigón proyectado. No resulta nada indicado para:
Hormigón armado estructural. Hormigón en masa o armado de grandes volúmenes.(muy exotérmico) Es prohibido para:
Hormigón pretensado en todos los casos.
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10. Proceso de fabricación
Existe una gran variedad de cementos según la materia prima base y los procesos utilizados para producirlo, que se clasifican en procesos de vía seca y procesos de vía húmeda. El proceso de fabricación del cemento comprende cuatro etapas principales: 1. Extracción y molienda de la materia prima 2. Homogeneización de la materia prima 3. Producción del Clinker 4. Molienda de cemento La materia prima para la elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral de hierro y yeso) se extrae de canteras o minas y, dependiendo de la dureza y ubicación del material, se aplican ciertos sistemas de explotación y equipos. Una vez extraída la materia prima es reducida a tamaños que puedan ser procesados por los molinos de crudo. La etapa de homogeneización puede ser por vía húmeda o por vía seca, dependiendo de si se usan corrientes de aire o agua para mezclar los materiales. En el proceso húmedo la mezcla de materia prima es bombeada a balsas de homogeneización y de allí hasta los hornos en donde se produce el clínker a temperaturas superiores a los 1500 °C. En el proceso seco, la materia prima es homogeneizada en patios de materia prima con el uso de maquinarias especiales. En este proceso el control químico es más eficiente y el consumo de energía es menor, ya que al no tener que eliminar el agua añadida con el objeto de mezclar los materiales, los hornos son más cortos y el clínker requiere menos tiempo sometido a las altas temperaturas. El clínker obtenido, independientemente del proceso utilizado en la etapa de homogeneización, es luego molido con pequeñas cantidades de yeso para finalmente obtener cemento. Reacción de las partículas de cemento con el agua 1. Periodo inicial: las partículas con el agua se encuentran en estado de disolución, existiendo una intensa reacción exotérmica inicial. Dura aproximadamente diez minutos. 2. Periodo durmiente: en las partículas se produce una película gelatinosa, la cual inhibe la hidratación del material durante una hora aproximadamente. 3. Inicio de rigidez: al continuar la hidratación de las partículas de cemento, la película gelatinosa comienza a crecer, generando puntos de contacto entre las partículas, las cuales en conjunto inmovilizan la masa de cemento. También se le llama fraguado. Por lo tanto, el fraguado sería el aumento de la viscosidad de una mezcla de cemento con agua. 4. Ganancia de resistencia: al continuar la hidratación de las partículas de cemento, y en presencia de cristales de CaOH 2, la película gelatinosa (la cual está saturada en este punto) desarrolla unos filamentos tubulares llamados «agujas fusiformes», que al aumentar en número generan una trama que aumenta la resistencia mecánica entre los granos de cemento ya hidratados. Página 40
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5. Fraguado y endurecimiento: el principio de fraguado es el tiempo de una pasta de cemento de difícil moldeado y de alta viscosidad. Luego la pasta se endurece y se transforma en un sólido resistente que no puede ser deformado. El tiempo en el que alcanza este estado se llama «final de fraguado».
11.
Almacenamiento
Si es cemento en sacos, deberá almacenarse sobre parrillas de madera o piso de tablas; no se apilará en hileras superpuestas de más de 14 sacos de altura para almacenamiento de 30 días, ni de más de 7 sacos de altura para almacenamientos hasta de 2 meses. Para evitar que el cemento envejezca indebidamente, después de llegar al área de las obras, el contratista deberá utilizarlo en la misma secuencia cronológica de su llegada. No se utilizará bolsa alguna de cemento que tenga más de dos meses de almacenamiento en el área de las obras, salvo que nuevos ensayos demuestren que está en condiciones satisfactorias.
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12. Fabricas de Cemento, Cal y Yeso.
Relación de empresas del Perú cuya actividad comercial es la fabricación de cemento, cal y yeso. Ancash •
PRODUCTOS CALCAREOS S.A.C.
•
YESERA PROV MAT.CONT. LOS ANGELES EIRL
Arequipa •
COMANDO EIRL
•
FABRICA DE YESO LAURA EIRL
Cajamarca •
CALCAREOS CAJAMARC EIRL
•
CALERA EL ZASAL EIRL
•
VIPCAL SAC
Provincia Constitucional del Callao
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•
CEMENTOS OTORONGO S.A.C.
Junín •
CEMENTO ANDINO S.A.
•
COMPANIA MINERA BUNYAC S A C
•
MINERA CENTRO SAC
Lambayeque •
ROMULO OTOYA QUINONES S.M.R.L.
Lima •
CAL DE LOS ANDES S.A
•
CALERA OXICAL S R L
•
CALIZA CEMENTO INCA S.A.
•
CEMENTOS LIMA S A
•
CEMENTOS PACASMAYO S.A.A.
•
HIDROCAL S R LTDA
•
MINERA CONCEPCION S.AC.
•
PENTA INDUSTRIAS S.A.C.
•
RICARDO VALEGA E I R L
Pasco •
DECOLF MINERIA & CONSTRUCCION S.C.R.L.
Puno •
CEMENTO SUR S.A.
•
CONCRETERA DEL ALTIPLANO S.A.
•
INDUSTRIA YESERA SAN SEBASTIAN DEL SUR S.A.C.
San Martin •
CEMENTOS SELVA S.A.
•
CONCENTRADOS INDUSTRIALES S.A.C.
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