CAPITULO IX - MORTEROS

MORTEROS


Definición:

Mortero es una mezcla de conglomerantes inorgánicos, áridos y agua, y posibles aditivos que sirven para pegar elementos de construcción tales como ladrillos, piedras, bloques de hormigón, etc. Además, se usa para rellenar los espacios que quedan entre los bloques y para el revestimiento de paredes. Los más comunes son los de cemento y están compuestos por cemento, agregado fino y agua. Generalmente, se utilizan para obras de albañilería, como material de agarre, revestimiento de paredes, etc.




Aplicaciones de los morteros

• Morteros de albañilería: obras de fábrica. Suelen ser de cemento portland o bastardos (cemento y cal).
• Revestimientos continuos: Enfoscados y monocapa.
• Pavimentos continuos: Morteros modificados y porosos.
• Pastas niveladoras: capa de nivelación para colocación de solados y paso de instalaciones.
• Material de agarre: revestimientos discontinuos.
• Protección pasiva: morteros ignífugos.
• Productos prefabricados: baldosas hidráulicas, “piedras artificiales”, adoquines, bloques para fábricas, etc.

Clasificación:

El Instituto Argentino de Racionalización de Materiales (IRAM), ha propuesto la siguiente clasificación para los morteros:


1.- Morteros Aéreos: son aquellos en que el aglutinante es la cal aérea. (Recordemos que la cal aérea es la que necesita la presencia de aire para fraguar y endurecer)

•  Mortero aéreo. Es el constituido por cal aérea (magra o grasa) y arena.
•  Mortero aéreo mixto. Es el constituido por cal aérea, arena y polvo de ladrillo. 
•  Mortero aéreo reforzado. Es el constituido por cal aérea, cemento y arena.
•  Mortero aéreo mixto reforzado. Es el constituido por cal aérea, polvo de ladrillo, cemento y arena.

2.- Morteros hidráulicos: El aglutinante es la cal hidráulica. (Cal hidráulica es aquella que puede fraguar y endurecer con o sin presencia de aire, incluso bajo el agua).

• Mortero hidráulico. Es el constituido por cal hidráulica y arena. 
• Mortero hidráulico mixto. Es el constituido por cal hidráulica, arena y polvo de ladrillo. 
• Mortero hidráulico reforzado. Es el constituido por cal hidráulica, cemento y arena. 
• Mortero hidráulico mixto reforzado. Es el constituido por cal hidráulica, cemento, arena y polvo de ladrillo.                                                                                              

3.- Morteros de cemento: son aquellos cuyo aglutinante es el cemento Portland.

• Mortero de cemento. Es el constituido por arena y cemento. Incluye también la pasta pura de cemento. 
•  Mortero de cemento impermeable. Es el constituido por cemento, arena e hidrófugo en cantidad suficiente.
•  Mortero de cemento atenuado. Es el constituido por cemento, cal y arena. 

4.- Morteros de yeso: Son aquellos cuyo aglutinante es el yeso.

• Mortero de yeso. Es el constituido por yeso y arena. Esta denominación incluye la pasta pura de yeso. 
• Mortero de yeso atenuado. Es el constituido por yeso, cal grasa y arena. 
• Mortero de yeso con liga. Es el constituido por yeso y fibras. 

5.- Morteros especiales: Son los que responden a formulas particulares de los fabricantes y que se emplean par distintos usos.

Como ejemplo de algunos morteros que se comercializan en nuestro medio, podemos citar:

ENDUFIN PLUS (para revoques finos con acabado enduído)
CONCRETO (adhesivo cementicio para revestimientos cerámicos)
KLAUKOL (adhesivo cementicio para revestimientos cerámicos)
FINO A LA CAL (para revoques finos a la cal)
PASTINAS (para tomado de juntas de pisos y revestimientos,   en distintos colores)



PROPIEDADES

Las propiedades más importantes a tener en cuenta de los morteros en estado fresco y en estado endurecido son las siguientes:

                                                                  -Trabajabilidad
                           - Estado fresco
-Propiedades                                             -Resistencia mecánica
                            -Estado endurecido
                                                                  -Impermeabilidad -Durabilidad 


Trabajabilidad: Es una condición muy importante que debe cumplir un mortero, dado que en la mayoría de sus usos, debe ser colocado en su destino en forma manual o con equipos diseñados para proyectar el mortero a través de aire comprimido o medios mecánicos.
El mortero debe ser lo suficientemente manejable, de acuerdo a su aplicación, de lo contrario es imposible colocarlo.
Por ejemplo, para ejecutar un revoque grueso en un muro, cuando se trabaja manualmente, el operario lanza con impulso porciones de mortero contra la superficie, y este debe tener la plasticidad y adherencia  suficientes para quedar adherido al muro sin desprenderse, para luego ser enrasado con reglas y fratazo. Si la colocación se hace con equipos mezcladores que proyectan el mortero, son igualmente necesarias esas cualidades del material.

La cal  es un excelente aglutinante desde el punto de vista de la trabajabilidad, otorgándole al mortero adecuada plasticidad, dependiendo  de la calidad de la misma y de las proporciones arena-cal-agua.
El cemento como único aglutinante de un mortero, en pequeñas cantidades le confiere a este muy poca plasticidad, por lo que no se usa. En proporciones importantes se logra aceptable trabajabilidad y da adecuados resultados de resistencia mecánica e impermeabilidad, pero deben tomarse especiales cuidados por que en el proceso de fraguado y endurecimiento produce importantes variaciones volumétricas (retracciones), ocasionando fisuración..

En morteros de cemento, si se agrega cal hidratada en pequeñas proporciones (entre 1/10 a 1/5 del cemento), mejora la plasticidad sin disminuir la resistencia. La adición de mayores proporciones disminuye la resistencia.

La adición de polvo de ladrillo, materiales volcánicos y otros productos industriales finamente molidos (finura comparable al cemento o mayor), se comportan como materiales puzolánicos, comunicándole a los morteros de cal mejores propiedades de cohesión, plasticidad y resistencia. En cambio, a los morteros de cemento las cualidades mejoradas son cohesión, plasticidad y la durabilidad, aumentando la resistencia a los sulfatos y a agentes químicos.
También excisten algunos productos comerciales para mejorar la plasticidad y otras propiedades.
Los aglomerantes se ordenan de la siguiente manera según la trabajabilidad que confieren al mortero:

1°- Cal aérea.
2°- Yeso.
3°- Cal hidráulica.
4°- Cemento de albañilería.
5°- Cemento normal.

CAPITULO IIIV - CONCRETOS

CONCRETO

Concepto: Material semejante a la piedra que se obtiene mediante una mezcla cuidadosamente proporcionada de cemento, arena y grava u otro agregado y agua. La mayor parte del material consta de agregado fino y grueso. 

Clasificación:

Concreto simple: Se utiliza para construir muchos tipos de estructuras, como autopistas, calles, puentes, túneles, presas, grandes edificios, pistas de aterrizaje, sistemas de riego y canalización, rompeolas, embarcaderos y muelles, aceras, silos o bodegas, factorías, casas e incluso barcos. En la albañilería el concreto es utilizado también en forma de tabiques o bloques. 

Cemento + Arena + Piedra + Agua

Concreto cicló-peo: es un tipo de material de construcción usado en cimientos, en lechos marinos o de río.

Cemento + Arena + Piedra grande + Grava

Concreto armado: consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. El hormigón armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales.  

Existen varias características responsables del éxito del hormigón armado:

- El coeficiente de dilatación del hormigón es similar al del acero, siendo despreciables las tensiones internas por cambios de temperatura.

- Cuando el hormigón fragua se contrae y presiona fuertemente las barras de acero, creando además fuerte adherencia química. Las barras, o fibras, suelen tener resaltes en su superficie, llamadas corrugas o trefilado, que favorecen la adherencia física con el hormigón.

- Por último, el pH alcalino del cemento produce la pasivación del acero, fenómeno que ayuda a protegerlo de la corrosión.

Concreto ligero: es el concreto poca densidad, formado por áridos de pequeña densidad.
Es utilizado para la obtención de elementos que no precisen grandes resistencias, como tabiques, forjados de pisos, fachadas de revestimiento, y, sobre todo, como aislante del calor y del sonido. Por su pequeña densidad se pueden obtener piezas de grandes dimensiones y aligerar las estructuras. Secan rápidamente y permite ser clavados o aserrados.

Concreto pesado: se caracterizan por su densidad, que varía entre 2.8 a 6 T/m3, a diferencia de los concretos normales, que se encuentran entre 2.2 a 2.3 T/m3. La fabricación de los cementos pesados se realiza con los cementos Portland normalizados y con agregados pesados, naturales o artificiales.

La aplicación principal de los concretos pesados la constituye la protección biológica contra los efectos de las radiaciones nucleares. También se utiliza en paredes de bóvedas y cajas fuertes, en pisos industriales, en elementos, que sirven de contra-peso y en la fabricación de contenedores para desechos radiactivos.

Algunos tipos de concretos especiales: son aquellos cuyas características especiales no son las del concreto ordinariamente,  ya sea por algún tipo especial de insumos, o por la tecnología de producción y/o aplicación.

• Concreto de alta resistencia temprana: es un concreto que alcanza su resistencia especificada a una edad más temprana que la que requiere un concreto normal. Se obtiene usando una combinación de los siguientes materiales:

• Cemento Tipo III (Alta –resistencia temprana)
• Alto contenido de cemento (360 a 600 kg/m3)
• Baja relación agua/cemento (0.2 a 0.45)
• Aditivos químicos
• Microsílica

El concreto de alta resistencia a temprana edad se utiliza en:

- En concretos prefabricados para tener una rápida producción de elementos.
- En las construcciones de alta velocidad colocadas en el lugar.
- Para construcciones en climas fríos.
- Para reparaciones rápidas con el propósito de reducir los periodos de paralización del tránsito.

- Para pavimentaciones rápidas de caminos ( permite poder abrir al tránsito 24 hr después de     haberlo colocado) y para varios otros usos.

• Concreto masivo: se define como cualquier volumen cuantioso de concreto colado en un lugar, con dimensiones lo suficientemente grandes, que obliguen a tomar medidas para enfrentar problemas provocados por las altas temperaturas y el cambio volumétrico a fin de minimizar los agrietamientos.

CARACTERÍSTICAS GENERALES

Es un material temporalmente plástico, que puede colarse y moldearse, después se convierte en una masa solida por reacción química

• Concreto sin slump:  es un concreto con una consistencia correspondiente a un slump de ¼ pulg. O menos.

Este concreto en estado normal (seco), debe ser lo suficientemente trabajable para ser colocado y consolidado con el equipo que va a ser usado en el trabajo.

• Concreto rolado-compactado: Este es un concreto sin slump, y seco que es compactado mediante un rodillo vibratorio un equipo en forma de una platea de compactación.  Este concreto es una mezcla de agregado, cemento y agua.

Está considerado como el más rápido y económico  método de construcción en presas de gravedad, pavimentos, aeropuertos, caminos rurales, y como sub-bases para caminos y avenidas que luego serán pavimentadas.

• Concreto Shotcrete: es un mortero de concreto que es lanzado neumáticamente sobre una superficie a alta velocidad.  La relativamente seca mezcla es consolidada por la fuerza de impacto y puede ser colocada sobre superficies verticales u horizontales sin ocurrir disgregación.

Es usado tanto para una nueva construcción como para reparaciones.  Su aplicación es particularmente importante en estructuras abovedadas o en la construcción de túneles para la estabilización de fragmentos de roca suelta y expuesta.

• Concreto blanco: El cemento blanco portland es usado para producir concretos blancos. Es un material usado ampliamente como material arquitectónico. Este concreto es producido con agregados y agua que no contengan materiales que puedan modificar la coloración del concreto. 

• Concreto coloreado: Este concreto, puede ser producido usando agregados coloreados, añadiendo pigmentos de colores o ambos.  Cuando son usados los agregados de colores ellos deberán ser expuestos en la superficie del concreto

Características de un buen concreto:

Concreto fresco: 

TRABAJABILIDAD. Es una propiedad importante para muchas aplicaciones del concreto. En esencia, es la facilidad con la cual pueden mezclarse los ingredientes y la mezcla resultante puede manejarse, transportarse y colocarse con poca pérdida de la homogeneidad.

CONSISTENCIA: La facilidad con que un concreto fresco se deforma nos da idea de su consistencia. Los factores más importantes que producen esta deformación son la cantidad de agua de amasado, la granulometría y la forma y tamaño de sus áridos.

DOCILIDAD: Puede considerarse como la aptitud de un concreto para ser empleado en una obra determinada; para que un concreto tenga docilidad, debe poseer una consistencia y una cohesión adecuada, así, cada obra tiene un concepto de docilidad, según sus medidas y características.

DENSIDAD: Es un factor muy importante a tener en cuenta para la uniformidad del concreto pues el peso varía según la granulometría, y humedad de los áridos, agua de amasado y modificaciones en el asentamiento.

Concreto endurecido: 

• Debido al proceso continuo de hidratación del cemento, el concreto tiende a aumentar su resistencia y en general a mejorar sus características, con la edad.
• Resistencia a la Compresión simple
• Resistencia a la Tensión
• Resistencia a la Flexión
• Resistencia a la Torsión
• Resistencia al Impacto
• Resistencia a la Fatiga

CAPITULO VII - AGUA PARA MORTEROS

El agua para  Morteros

Concepto:

El agua no debe contener sustancias en suspensión o disueltas que alteren el fraguado del cemento.
Las aguas muy puras (lluvia) son ácidas si el  ph<7
Agua potable es incolora, inodora, insípida, fresca y no contiene materia orgánica.
Los mayores problemas del concreto provenientes del agua están relacionados con la cantidad y no con calidad.
Cuando se sospecha de la calidad del agua lo mejor es hacer ensayos comparativos de cementación, resistencia mecánica y estabilidad del volumen.


Mortero de cemento

El mortero de cemento es un material de construcción obtenido al mezclar arena y agua con cemento, que actúa como conglomerante.
El mortero de cemento se desarrolló a mediados del siglo XIX.
Los morteros pobres o ásperos son aquellos que tienen poca cantidad de cemento y, por consiguiente, poseen menos adherencia y resultan más difíciles de trabajar. Por otro lado, los morteros que tienen gran cantidad de cemento se retraen y muestran fisuras, además de tener mayor coste. Estos factores hacen necesario buscar una dosificación adecuada.
El hormigón es un mortero de cemento especial al que se añade además de los componentes ya citados grava o piedras.

La falta de trabajabilidad de los morteros puede corregirse añadiendo aditivos plastificantes. También pueden mejorarse con la adición de otro tipo de conglomerantes, como la cal, o modificando la dosificación del mortero.



Concreto

Se obtiene mezclando cemento, arena gruesa, piedra chancada y agua. La cantidad de cada uno de estos materiales dependerá de la resistencia que se quiera lograr. Esta resistencia también dependerá de dónde se va a emplear el concreto, podría ser en zapatas, columnas, techos, vigas, escalera, etc.
Concreto de uso común en la construcción elaborado con agregados estrictamente seleccionados y aditivos que permiten obtener un producto perfectamente homogéneo y durable.

Aplicaciones:
Estructuras de concreto más comunes: cimentaciones, columnas, muros, techos, pisos, veredas, entre otros.

Limites mayores del contenido de sustancias-Agua potable

Límites máximos de sustancias en aguas no potables

Tipos de agua y su utilización:


Agua de Mar
Contiene treinta mil ppm de sales y puede ser usadas en concretos simples.
En concreto armado produce corrosión a las armaduras, en este caso puede protegerse con impermeabilizantes.
En concretos post-tensados no debe utilizarse agua de mar.


Tipos de aguas y su utilización

Aguas Ácidas
La cantidad máxima permisible de ácido es diez mil ppm., con un pH=3.
Aguas Alcalinas
La cantidad máxima permisible es de diez mil ppm.

CAPITULO VI - AGREGADOS

AGREGADOS

DEFINICIÓN:

Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. El concreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados:

Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011.

Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que están embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cúbica de concreto.

Los agregados son materiales inorgánicos naturales o artificiales que están embebidos en los aglomerados (cemento, cal y con el agua forman los concretos y morteros)



 CLASIFICACIÓN:

Existen varias formas de clasificar a los agregados, algunas de las cuales son:

POR SU NATURALEZA:

Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de uso frecuente, además los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en: agregado grueso, fino y hormigón (agregado global).

a. El agregado fino, se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas.

b. El agregado grueso, es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.

c. El hormigón, es el material conformado por una mezcla de arena y grava este material mezclado en proporciones arbitrarias se encuentra en forma natural en la corteza terrestre y se emplea tal cual se extrae en la cantera.

POR SU DENSIDAD:

Se pueden clasificar en agregados de peso especifico normal comprendidos entre 2.50 a 2.75, ligeros con pesos específicos menores a 2.5, y agregados pesados cuyos pesos específicos son mayores a 2.75.


POR EL ORIGEN, FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL:

Por naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geométrica compuestos aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En términos descriptivos la forma de los agregados pueden ser:

Angular: Poca evidencia de desgaste en caras y bordes.
Sub angular: Evidencia de algo de desgaste en caras y bordes.
Sub redondeada: Considerable desgaste en caras y bordes.
Redondeada: Bordes casi eliminados.
Muy Redondeada: Sin caras ni bordes

CARACTERISTICAS DE LOS AGREGADOS

Los agregados se consideran limpiossi están exentos de exceso de arcilla, limo, mica, materia orgánica, sales químicas y granos recubiertos. Un agregado es físicamente sano si conserva su integridad bajo cambios de temperatura o humedad y si resiste la acción de la intemperie sin descomponerse.

Se realizan variadas pruebas en los agregados del hormigón para:

Establecer que se satisfagan requisitos mínimos de calidad; se incluyen esas cualidades básicas deseables como tenacidad, solidez y resistencia a la abrasión,
Determinar características útiles para seleccionar las proporciones para el hormigón; como la gravedad específica y la absorción.
Asegurar que en forma rutinaria se cumplan con los requisitos para el trabajo.

1. Textura Superficial

La textura superficial de los agregados afecta la calidad del hormigón en estado fresco y tiene gran influencia en las resistencias, repercutiendo más en la resistencia a la flexotracción que a la compresión.

El hormigón puede contener agregado con una gran diversidad de características superficiales distintas desde una muy lisa hasta muy áspera y de panal y resultar en un hormigón satisfactorio.


2. Forma del Agregado


La forma del agregado tiene gran influencia en las propiedades del hormigón fresco y endurecido, particularmente en lo que hace a la docilidad y resistencias mecánicas respectivamente.

Como en el caso de la textura superficial, se ha producido hormigón satisfactorio con agregado que consta de una gran diversidad de formas diferentes.

Las partículas naturales de agregado que han sido sujetas a la acción de las olas y el agua durante la historia geológica pueden ser esencialmente esféricas; las otras, rotas por la trituración, pueden ser cúbicas o tener muchos ángulos con vértices agudos, debiendo tener por lo menos una cara fracturada, resultante del proceso de trituración.


3. Resistencia Estructural

“No se puede producir hormigón de alta resistencia que contenga agregados estructuralmente débiles”.

Para que un agregado pueda considerarse de resistencia adecuada, debe sobrepasar la resistencia propia del aglomerante (cemento).

A pesar de la aparente relación obvia entre la resistencia del hormigón y la del agregado, al menos en los casos extremos, otros factores, como la forma de la partícula, textura superficial, gradación y relación A/C, se conjugan contra la evaluación precisa de la contribución de la resistencia estructural del propio agregado. Por esto no se ha podido hacer predicciones de la calidad del hormigón con relación a la resistencia de los agregados. En la tabla 2.4 se muestran las resistencias a la compresión de diversas rocas.

TABLA 2.4 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE ROCAS DE USO COMÚN COMO AGREGADOS DEL HORMIGÓN

4. Gravedad Específica y Absorción (ASTM C127 y ASTM C128)

La Gravedad Específica es la relación entre la densidad del agregado y la del agua (1000 kg/cm3). Sin embargo, todos los agregados son porosos hasta cierto punto, lo que permite la entrada de agua en los espacios de los poros o capilares cuando se colocan en la mezcla de hormigón, o bien, ya están húmedos cuando entran al hormigón. Por lo tanto, la definición cuidadosa de la gravedad específica debe tomar en cuenta tanto el peso como el volumen de la porción de agua contenida dentro de las partículas. El agua libre que se encuentra sobre las superficies exteriores del agregado húmedo no entra en el cálculo de la gravedad específica, pero contribuye a la relación A/C del hormigón.

CAPITULO V - AGLOMERANTES

AGLOMERANTES 

Definición:
Se llaman materiales aglomerantes aquellos materiales que, en estado pastoso y con consistencia variable, tienen la propiedad de poderse moldear, de adherirse fácilmente a otros materiales, de unirlos entre sí, protegerlos, endurecerse y alcanzar resistencias mecánicas considerables.

Estos materiales son de vital importancia en la construcción, para formar parte de casi todos los elementos de la misma.

Primarios:
Proceden de la calcinación de una roca, sin adición alguna, cal de la calcinación y yeso y cemento de la cocción. Yeso, Cal y Cemento

Secundarios:
Mortero
Hormigón
y existen algunos conglomerantes de origen oganico y hacen parte de los Materiales bituminosos: (Betún, Asfalto, Alquitrán,...)

Tipos de Aglomerantes
Conglomerantes aéreos: los que endurecen en contacto con el aire.
Conglomerantes hidráulicos: los que pueden endurecer en contacto con el aire y sumergidos en agua.
Conglomerantes hidrocarbonatados: los que se endurecen por el cambio de viscosidad con la temperatura como los betunes.

Yeso:

Es el producto resultante de la deshidratación total o parcial del aljez o piedra pómez. Esta piedra se muele y se lleva a un horno giratorio en cuyo interior se deshidrata, calcina y cristaliza entre 400º y 500º C, con posterioridad el producto obtenido se enfría y se reduce a polvo en molinos de bolas. Este polvo amasado con agua fragua y endurece con extraordinaria rapidez (mortero de yeso).




Proceso de obtención del yeso:

La fabricación del yeso consta de cuatro fases importantes:

1ºExtraccion o arranque de piedra. Se extrae fácilmente con la ayuda de barrenos de pólvora de mina. Según la situación del filón, la cantera puede ser a cielo abierto o en galerías.

2ºFragmentacion y trituración de la piedra de yeso. Para esto, se emplean molinos de martillos. Se introducen en ellos la roca fragmentada y es triturada al golpeo de los martillos. Se emplean también las machacadoras de mandíbula, que consisten en una gruesa placa de acero fija y otra móvil, accionada por una biela-manivela. La apertura de estas mandíbulas es graduable, con lo que se consigue una granulometría diferente de la roca triturada.

3ºDeshidratacion y cocción de la piedra. Primitivamente se realizaba formando montones de piedras de yeso, en capas alternas de combustible y piedra, o, también, colocándola en unos huecos en las laderas de los montes, y empleando, con material de combustible, madera de los bosques próximos. El yeso así obtenido contiene las cenizas del combustible y muchas impurezas, por lo que se llama yeso negro; se emplea para construcciones no vistas.

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.



Clasificación de los yesos:

*Yeso gris o negro. Se obtiene calcinando la piedra algez en contacto con los combustibles. Los humos y las impurezas(cenizas, carbón, etc...), aparte de las que lleva consigo la piedra de yeso(se emplea un algez con muchas impurezas), ennegrecen el producto. La finura de molido es muy deficiente. Resulta el yeso de peor calidad, por lo que solo se emplea en obras no vistas.

*Yeso blanco. Se obtiene a partir de un algez con pequeñas proporciones de impurezas, después de calcinado y vitrificado es finamente molido hasta el punto de no quedar retenido mas de un 10% en un tamiz de dos décimas de mm. Es muy blanco y en mortero se utiliza para el enlucido de paredes y techos de interiores.

*Yeso escayola. Es un yeso blanco de la mejor calidad, tanto en purezas como en fineza del grano, no quedando retenido mas del 1%

En un tamiz de 0.2 mm.

cal:

Es un producto resultante de la descomposición de las rocas calizas por la acción del calor. Estas rocas calentadas a mas de 900º C producen o se obtienen el óxido de calcio, conocido con el nombre de cal viva, producto sólido de color blanco y peso especifico de 3.4 kg./dm. Esta cal viva puesta en contacto con el agua se hidrata (apagado de la cal) con desprendimiento de calor, obteniéndose una pasta blanda que amasada con agua y arena se confecciona el mortero de cal o estupo, muy empleado en enfoscado de exteriores. Esta pasta limada se emplea también en imprimacion o pintado de paredes y techos de edificios y cubiertas.



Obtención de la cal:

Se puede obtener mediante las fases siguientes:

1º. - Extracción de la roca. El arranque de la piedra caliza puede realizarse a cielo abierto o en galería y por distintos medios, según la disposición del frente. Los bloques obtenidos se fragmentan para facilitar la cocción.

2º. - Cocción o calcinación. El carbonato de calcio (CO2Ca), componente principal de las calizas, al someterlo a la acción del calor se descompone en anhídrido carbónico y oxido de calcio o cal viva, produciéndose la reacción química:

CO3Ca+calorCO2+OCa

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CEMENTO

CEMENTO

El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Hasta este punto la molienda entre estas rocas es llamada clinker, esta se convierte en cemento cuando se le agrega yeso, este le da la propiedad a esta mezcla para que pueda fraguar y endurecerse. Mezclado con agregados pétreos y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigon (en España, parte de Suramérica y el Caribe hispano) o concreto (en México y parte de Suramérica). Su uso está muy generalizado en construccion e ingenieria civil.

TIPO 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 elemento, 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.

El cemento Portland

El poso de cemento más utilizado como aglomerante para la preparación del hormigón es el cemento portland, producto que se obtiene por la pulverización del clinker portland con la adición de una o más formas deyeso (sulfato de calcio). Se admite la adición de otros productos siempre que su inclusión no afecte las propiedades del cemento resultante. Todos los productos adicionales deben ser pulverizados conjuntamente con el clinker. Cuando el cemento portland es mezclado con el agua, se obtiene un producto de características plásticas con propiedades adherentes que solidifica en algunas horas y endurece progresivamente durante un período de varias semanas hasta adquirir su resistencia característica. El proceso de solidificación se debe a un proceso químico llamado hidratación mineral.
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.

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND:

-Tipo I : Normal es el cemento Portland destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo.(Edificios, estructuras industriales, conjuntos habitacionales).Libera más calor de hidratación que otros tipos de cemento.
-Tipo II : De moderada resistencia a los sulfatos, es el cemento Portland destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando así sea especificado.(Puentes, tuberías de concreto)
-Tipo III: Alta resistencia inicial, como cuando se necesita que la estructura de concreto reciba carga lo antes posible o cuando es necesario desencofrar a los pocos días del vaciado
-Tipo IV: Se requiere bajo calor de hidratación en que no deben producirse dilataciones durante el fraguado.
-Tipo V: Usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras portuarias).

Normativa

La calidad del cemento portland deberá estar de acuerdo con la norma ASTM C 150. En Europa debe estar de acuerdo con la norma EN 197-1. En España los cementos vienen regulados por la Instrucción para recepción de cementos RC-08, aprobada por el Real Decreto 956/2008 de 6 de junio.

Cementos portland especiales
Los cementos portland especiales son los cementos que se obtienen de la misma forma que el portland, pero que tienen características diferentes a causa de variaciones en el porcentaje de los componentes que lo forman.

• Portland férrico:

El portland férrico está caracterizado por un módulo de fundentes de 0,64. Esto significa que este cemento es muy rico en hierro. En efecto se obtiene introduciendo cenizas de pirita o minerales de hierro en polvo. Este tipo de composición comporta por lo tanto, además de una mayor presencia de Fe2O3(oxido ferroso), una menor presencia de 3CaOAl2O3 cuya hidratación es la que desarrolla más calor. Por este motivo estos cementos son particularmente apropiados para ser utilizados en climas cálidos. Los mejores cementos férricos son los que tienen un módulo calcáreo bajo, en efecto estos contienen una menor cantidad de 3CaOSiO2, cuya hidratación produce la mayor cantidad de cal libre (Ca(OH)2). Puesto que la cal libre es el componente mayormente atacable por las aguas agresivas, estos cementos, conteniendo una menor cantidad, son más resistentes a las aguas agresivas que el plastico.

• Cementos blancos:

Contrariamente a los cementos férricos, los cementos blancos tienen un módulo de fundentes muy alto, aproximadamente 10. Estos contienen por lo tanto un porcentaje bajísimo de Fe2O3. EI color blanco es debido a la falta del hierro que le da una tonalidad grisácea al Portland normal y un gris más oscuro al cemento ferrico. La reducción del Fe2O3 es compensada con el agregado de fluorita (CaF2) y de criolita (Na3AlF6), necesarios en la fase de fabricación en el horno.para bajar la calidad del tipo de cemento que hoy en día hay 4: que son tipo I 52,5, tipo II 52,5, tipo II 42,5 y tipo II 32,5;también llamado pavi) se le suele añadir una cantidad extra de caliza que se le llama clinkerita para rebajar el tipo, ya que normalmente el clinker molido con yeso sería tipo I

• Cementos de mezclas:

Los cementos de mezclas se obtienen agregando al cemento Portland normal otros componentes como la puzolana. El agregado de estos componentes le da a estos cementos nuevas características que lo diferencian del Portland normal.

• Cemento puzolánico:

Se denomina puzolana a una fina ceniza volcánica que se extiende principalmente en la región del Lazio y la Campania, su nombre deriva de la localidad de Pozzuoli, en las proximidades de Nápoles, en las faldas del Vesubio. Posteriormente se ha generalizado a las cenizas volcánicas en otros lugares. Ya Vitruvio describía cuatro tipos de puzolana: negra, blanca, gris y roja.
Mezclada con cal (en la relación de 2 a 1) se comporta como el cemento puzolánico, y permite la preparación de una buena mezcla en grado de fraguar incluso bajo agua.
Esta propiedad permite el empleo innovador del hormigón, como ya habían entendido los romanos: El antiguo puerto de Cosa (puerto) fue construido con puzolana mezclada con cal apenas antes de su uso y colada bajo agua, probablemente utilizando un tubo, para depositarla en el fondo sin que se diluya en el agua de mar. Los tres muelles son visibles todavía, con la parte sumergida en buenas condiciones después de 2100 años.
La puzolana es una piedra de naturaleza ácida, muy reactiva, al ser muy porosa y puede obtenerse a bajo precio. Un cemento puzolánico contiene aproximadamente:
·         55-70 % de clinker Portland
·         30-45 % de puzolana
·         2-4 % de yeso
Puesto que la puzolana se combina con la cal (Ca(OH)2), se tendrá una menor cantidad de esta última. Pero justamente porque la cal es el componente que es atacado por las aguas agresivas, el cemento puzolánico será más resistente al ataque de éstas. Por otro lado, como el 3CaOAl2O3 está presente solamente en el componente constituido por el clinker Portland, la colada de cemento puzolánico desarrollará un menor calor de reacción durante el fraguado. Este cemento es por lo tanto adecuado para ser usado en climas particularmente calurosos o para coladas de grandes dimensiones.
Se usa principalmente en elementos en las que se necesita alta impermeabilidad y durabilidad.

• Cemento siderúrgico:

La puzolana ha sido sustituida en muchos casos por la ceniza de carbón proveniente de las centrales termoeléctricas, escoria de fundiciones o residuos obtenidos calentando el cuarzo. Estos componentes son introducidos entre el 35 hasta el 80 %. El porcentaje de estos materiales puede ser particularmente elevado, siendo que se origina a partir de silicatos, es un material potencialmente hidráulico. Ésta debe sin embargo ser activada en un ambiente alcalino, es decir en presencia de iones OH-. Es por este motivo que debe estar presente por lo menos un 20 % de cemento Portland normal. Por los mismos motivos que el cemento puzolánico, el cemento siderúrgico tiene mala resistencia a las aguas agresivas y desarrolla más calor durante el fraguado. Otra característica de estos cementos es su elevada alcalinidad natural, que lo rinde particularmente resistente a la corrosión atmosférica causada por los sulfatos.
Tiene alta resistencia química, de ácidos y sulfatos, y una alta temperatura al fraguar.

• Cemento de fraguado rápido:

El cemento de fraguado rápido, también conocido como "cemento romano ó prompt natural", se caracteriza por iniciar el fraguado a los pocos minutos de su preparación con agua. Se produce en forma similar al cemento Portland, pero con el horno a una temperatura menor (1.000 a 1.200 °C).1 Es apropiado para trabajos menores, de fijaciones y reparaciones, no es apropiado para grandes obras porque no se dispondría del tiempo para efectuar una buena aplicación. Aunque se puede iniciar el fraguado controlado mediante retardantes naturales (E-330) como el ácido cítrico, pero aun así si inicia el fraguado aproximadamente a los 15 minutos (a 20 °C). La ventaja es que al pasar aproximadamente 180 minutos de iniciado del fraguado, se consigue una resistencia muy alta a la compresión (entre 8 a 10 MPa), por lo que se obtiene gran prestación para trabajos de intervención rápida y definitivos. Hay cementos rápidos que pasados 10 años, obtienen una resistencia a la compresión superior a la de algunos hormigones armados (mayor a 60 MPa).

• Cemento aluminoso:

El cemento aluminoso se produce principalmente a partir de la bauxita con impurezas de óxido de hierro (Fe2O3), óxido de titanio (TiO2) y óxido de silicio (SiO2). Adicionalmente se agrega óxido de calcio o biencarbonato de calcio. El cemento aluminoso también recibe el nombre de «cemento fundido», pues la temperatura del horno alcanza hasta los 1.600 °C, con lo que se alcanza la fusión de los componentes. El cemento fundido es colado en moldes para formar lingotes que serán enfriados y finalmente molidos para obtener el producto final.
El cemento aluminoso tiene la siguiente composición de óxidos:
·         35-40 % óxido de calcio
·         40-50 % óxido de aluminio
·         5 % óxido de silicio
·         5-10 % óxido de hierro
·         1 % óxido de titanio
Su composición completa es:
·         60-70 % CaOAl2O3
·         10-15 % 2CaOSiO2
·         4CaOAl2O3Fe2O3
·         2CaOAl2O3SiO2
Por lo que se refiere al óxido de silicio, su presencia como impureza tiene que ser menor al 6 %, porque el componente al que da origen, es decir el (2CaOAl2O3SiO2) tiene pocas propiedades hidrófilas (poca absorción de agua).
ü  Reacciones de hidratación
CaOAl2O3+10H2O → CaOAl2O310H2O (cristales hexagonales)
2(CaOAl2O3)+11H2O → 2CaOAl2O38H2O + Al(OH)3 (cristales + gel)
2(2CaOSiO2)+ (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 3CaOAl2O36H2O (cristales cúbicos) y una mayor producción de Al(OH)3, lo que llevaría a un aumento del volumen y podría causar fisuras.
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.
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 cantidad de cemento y aumentar los recubrimientos (debido al pH más bajo).
Propiedades físicas del cemento de aluminato de calcio


- Fraguado: Normal 2-3 horas.
- Endurecimiento: muy rápido. En 6-7 horas tiene el 80 % de la resistencia.
- Estabilidad de volumen: No expansivo.
- Calor de hidratación: muy exotérmico.
- 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.

Usos comunes del cemento de aluminato de calcio:

- Alcantarillados.
- Zonas de vertidos industriales.
- Depuradoras.
- Terrenos sulfatados.
- Ambientes marinos.
- Como mortero de unión en construcciones refractarias.
- Carreteras






PROCESO DE FABRICACIÓN
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 CaOH2, 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.
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».

- 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.