Informe de Cal

Universidad Peruana Unión – Filial Juliaca EAP. Ingenieria Civil

INTRODUCCION En el presente informe se dará a conocer de manera detallada los ensayos realizados en el laboratorio como; el tiempo de fraguado, finura de la cal y resistencia a la compresión. También, se dará a conocer los conceptos básicos de la “cal”, teniendo en cuenta que las cales fueron, unto con el yeso, el primer aglomerante utilizado por el !ombre en sus construcciones en forma de argamasa mezclada con arena. Esta argamasa !a sido el mortero utilizado en todas las construcciones, tanto para la unión de pétreos como en re"estimientos, !asta finales del siglo #$#. %i bien en la actualidad !an sido sustituidas por los cementos en sus aplicaciones constructi"as, sus buenas propiedades en cuanto a plasticidad e impermeabilidad, as& como su mayor compatibilidad qu&mica con los pétreos calizos, !acen que se "uel"a a emplear en aquellas aplicaciones que no requieran altas resistencias mecánicas y en restauraciones. 'al( Término genérico que designa todas las formas f&sicas en las que pueden aparecer  el ó)ido de calcio y el de magnesio, *'a+ y g+- yo el !idró)ido de calcio yo el de magnesio, /'a *+0-1 y g *+0-1-. 'al de construcción( 'ales utilizadas en la construcción de edificios y en ingenier&a ci"il. En Espa2a, prácticamente solo se fabrican cales aéreas. 3a fabricación de las cales aéreas cálcicas de calidad e)ige la utilización como materia  prima de caliza con riqueza en carbonato cálcico superior al 456 y un contenido de ó)ido de magnesio inferior al 56. 7ara la producción de cales dolom&ticas de calidad se utilizan dolom&as con riqueza en carbonatos cálcico y magnésico superior al 456 y cuyo contenido en ó)ido de magnesio sea superior al 56.

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2. OBGETIVOS 2.1. OBJETIVO GENERAL 

El ensayo tiene por obeti"o determinar el tiempo de fraguado de la cal y determinar el porcentae de finura de la cal, esto para el dise2o de mezcla.

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS   

'onocer más acerca de la cal sus propiedades, tipos, resistencia, usos, etc. 8eterminar los tiempos de fraguados inicial y final de la cal. 9prend 9prender er a usar usar las norma normas, s, como como gu&a gu&a e)p e)peri erimen mental tal para para labora laborator torios ios de materiales de construcción.

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3. MARCO TEORICO 3.1. HISTORIA. 3a cal es uno de los materiales de construcción más antiguos ya que la más remota utilización de la cal de que se tiene noticia cierta es de unos :. a2os antes de 5 IgmF de cemento que empleado > Ig de cemento y 5 Ig de cal !idráulica por metro cCbico de !ormigón. Esto, a primera "ista, parece irrealizable, puesto que las resistencias de la cal !idráulica son menores que las del cemento. 7ero es que la resistencia de un !ormigón no depende sólo de la resistencia del conglomerante, pues la compacidad uega también un papel importante, y al a2adir cal !idráulica a un cemento el !ormigón resultará más plástico y rellenará los !uecos con más facilidad, con lo que resultará un !ormigón muy compacto.

3.3. NOMENCLATURA. Existe !"s ti#"s $%!&'et&(es !e )&(es*  

la cal aérea * J 5.F6 en arcillas. 9ltamente cálcicas K 46 en cal la cal !idráulica * K 5,F 6 en arcillas. 9ltamente !idráulicas J 5 6 en cal -

3a primera está producida a partir de calizas más o menos puras, de las que, mediante la operación de cocción, se obtiene la cal "i"a, la cual está compuesta, fundamentalmente,  por ó)ido de calcio. 'uando se presenta en forma de terrones, como es lo frecuente, recibe el nombre de cal en terrones.

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9 a2adir agua a la cal "i"a se obtiene la cal apagada, compuesta principalmente por  !idró)ido de calcio. 'uando el agua a2adida !a sido la indispensable para formar el !idró)ido se obtiene un  producto pul"erulento, el cual recibe el nombre de cal en pol"o. %i después de formada la cal en pol"o se !a seguido a2adiendo agua, se obtiene la cal en pasta. 'uando la cal aérea, tiene como má)imo, un 5 6 de ó)ido magnésico, se llama cal grasa *Es plástica- %i contienen más de un 5 6 de ó)ido de magnesio, toma el nombre de cal dolom&tica, cal gris, cal árida o cal magra *uy árida y no traban por lo que no se usa en construcción-. 7uede definirse la cal !idráulica como el material pul"erulento e !idratado obtenido al calcinar calizas que contienen s&lice y alCmina, a temperatura casi de fusión, para que se forme el ó)ido de calcio libre necesario para permitir su !idratación y, al mismo tiempo, dee cierta cantidad de silicatos de calcio des!idratados que dan al material sus  propiedades !idráulicas. Estas cales se denominan de bao contenido en magnesia o de alto contenido en magnesia, segCn que su contenido en este ó)ido sea menor o mayor del 5 por ciento.

3.+. FABRICACI,N DE LA CAL. &. M&te-i&s #-i'&s. 3a materia prima para la fabricación de la cal es la piedra caliza, la cual, cuando es pura, está constituida enteramente por carbonato cálcico. En este caso consta de 5L partes, en  peso, de 'a+ y de :: de '+1. 9s&, pues, de la calcinación de esta roca pura se obtendrá un 5L 6 en peso de cal. Este tanto por ciento no suele alcanzarse, porque es raro encontrar calizas qu&micamente puras. En general contienen impurezas que, cuando son de tipo arcilloso, la !acen adecuada para la fabricación de cal !idráulica. %i la arcilla está presente en menos de un >56, la roca recibe el nombre de caliza margosa. %e llama marga cuando el contenido de arcilla es del >56 al F6 y marga arcillosa si sobrepasa esta proporción y !asta un M5 6. Es frecuente que parte de la cal contenida en una caliza esté sustituida por magnesia *g+-.

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8esde el punto de "ista de su formación, las calizas pueden tener un origen qu&mico o mecánico. 3as primeras se producen por e"aporación del agua o por descomposición del  bicarbonato cálcico. 3as formadas por "&a mecánica se producen por sedimentación del carbonato cálcico.

Bigura ND >( 8iagrama de proceso de fabricación de la cal.

3.. CARACTER/STICAS DE LA CAL. 3a cal es un material con propiedades qu&micas muy espec&ficas que "ar&an en función de "arios estados f&sicos que puede alcanzar al ser manipulada. %u origen está en las  piedras calizas que son piedras de origen sedimentario que están compuestas mayoritariamente por carbonato de calcio *'a'oF-.

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Este proceso de OacumulaciónP puede darse de "arias maneras( 

8e manera mecánica por la acumulación de residuos de otras rocas que se !an erosionado y depositado en capas sucesi"as que sea por la gra"edad o por un material aglomerante forman la roca. 7or eemplo las areniscas, pizarras,



arcillas. 8e manera Qu&mica por la precipitación en las aguas de r&os o mares de sales disueltas a partir de rocas primiti"as. Es en este grupo donde se encuentran las  piedras calizas y dolom&ticas, que son las que se usan para la fabricación de la



cal. También e)isten las rocas sedimentarias formadas por restos de seres "i"os, lo que les da un origen orgánico.

3.0. TIPOS DE CAL. &. C&(es A-e&s. %e le denomina as& a las cales que endurecen mediante carbonatación al e)ponerse al a&re. 7ro"iene de la calcinación de las piedras calizas de ele"ada pureza. Estas cales contienen más del 45 6 de 'a+, es decir que no contengan más de un 56 de materiales arcillosos. 8ada la untuosidad que dan las pastas producidas con cal de estas caracter&sticas al mezclarse con agua, se les !a dado el nombre de cales grasas. 3a cal magra o árida, pro"iene de calizas magnesianas *dolomitas- y pueden contener  !asta un 5 6 de g+ pero sólo un > 6 de ó)ido es suficiente para lograr una cal árida. 8e acuerdo al origen de las calizas pueden también contener arcilla !asta en un 5 6. %e caracteriza por producir una pasta menos untuosa que las anteriores.

. C&(es i!-4%(i)&s. %e les denominan as& a las cales que endurecen tanto en contacto con el aire, como en el agua. %u origen está en piedras calizas que contienen de un 5 a un 11 6 de arcilla; llegan a contener mezclas de margas y arcilla ricas en s&lice, aluminio y !ierro. En el apagado de la cal !idráulica se !idrata la cal libre y no los silicatos o aluminatos de calcio. %i se produce la !idratación de estos compuestos el material resultante no tendrá  propiedades !idráulicas y en ese caso se llamar&an cales a!ogadas.

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8e !ec!o se trata de una caracter&stica similar a la denominada puzolana, una roca rica en s&lice alCmina y ó)ido de !ierro, que al agregarse a la cal aérea le daba la capacidad de fraguar en medio acuoso. Este tipo de cal dan mayores resistencias mecánicas en menor tiempo.

). Le)&!& 5 &6%& !e )&( El !idró)ido de calcio es poco soluble en agua, disminuyendo la solubilidad al aumentar  la temperatura. 3a disolución se llama agua de cal. @na suspensión de !idró)ido en agua se llama lec!ada de cal, que se usa a "eces para blanquear. El !idró)ido de calcio es la más barata de todas las bases. 

3ec!ada de cal.!idró)ido de calcio, en suspensión, quedando el !idró)ido al



M:6 en agua. 9gua de cal.esta solución contiene poco !idró)ido de calcio y bicarbonato de calciopo que las cales aéreas.

3.7. FRAGUADO. El fraguado de la cal se debe a un proceso de secado, que se produce por  absorción del dió)ido de carbonato del aire para formar carbonato de calcio. Es decir, el ciclo de la cal se cierra al con"ertirse el !idró)ido de calcio en carbonato de calcio al recuperar el '+1; recupera su calidad pétrea, aunque, !ay que se2alar con una resistencia diferente *normalmente menor- a la que ten&a en su estado natural.

'a *+0-1 G '+1 H 'a'+F 0idró)ido de calcio G dió)ido de carbono H 'arbonato de calcio

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Bigura ND 1( 8iagrama del ciclo de la cal.

3.8. USOS DE LA CAL. El principal uso para el que se destinaba la cal era el de la construcción ya que era la  base para la elaboración de estucos y morteros. El estuco es un acabado que se le aplicaba a di"ersos elementos arquitectónicos como pisos, muros y tec!os. El mortero es la cal mezclada con arena o tierra utilizada como aglutinante en las construcciones de  piedra. 3a ni)tamalización es un proceso de precocción alcalina del ma&z que permite que se desprendan los almidones y prote&nas del grano seco para obtener la masa. 8espués de la cocción, el ni)tamal se la"a para eliminar el e)ceso de cal y se muele para obtener la masa. 3os productos elaborados con esta masa eran y lo siguen siendo en la actualidad, una fuente de prote&nas, calor&as y calcio *Aello, 11( F>4F1-.

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+. MATERIALES UTILIZADOS &. C&(. 3a cal es un elemento cáustico, muy blanco en estado puro, que pro"iene de la calcinación de la piedra caliza. 3a cal comCn es el ó)ido de calcio de fórmula 'a+, también conocido como cal "i"a. Es un material muy utilizado en construcción y en otras acti"idades !umanas. 'omo producto comercial, normalmente contiene también ó)ido de magnesio, ó)ido de silicio y peque2as cantidades de ó)idos de aluminio y !ierro. Bigura ND F( presentación de la cal.

. A6%&. %ustancia l&quida sin olor, color ni sabor que se encuentra en la naturaleza en estado más o menos puro formando r&os, lagos y mares, ocupa las tres cuartas  partes del planeta Tierra y forma parte de los seres "i"os; está constituida por  !idrógeno y o)&geno * 01 + -. Bigura ND :( 7resentación del agua en su estado l&quido.

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. E9UIPOS : HERRAMIENTAS &. P-es& CBR* Esta prensa de funcionamiento mecánico y accionamiento manual se utiliza para la penetración del pistón en la muestra compactada en un molde 'A=. 3a carga se aplica a tra"és de un gato mecánico con dos relaciones de a"ancefuerza que  permite lograr una "elocidad para el ensayo de >,15mmmin. 'onstruida en bastidor de dos columnas con una resistencia de !asta 5 Ig. %e entrega con su correspondiente "ástago superior para austar el aro dinamométrico . B&(&;&* %e utilizan patrones de masa cuyo grado de e)actitud depende de la precisión del instrumento. ). L&L, L, > y R 1.



3uego se !ec!o la cal en los tamices ya mencionados anteriormente.



En seguida se pesó la cal retenido en cada tamiz.

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También se pesó la cal que pasó el tamiz R 1.



%e !izo el mismo procedimiento 1 "eces más porque se !izo en total F ensayos.



se tomó los datos para su posterior determinación del porcentae de finura de la cal.

DETERMINACI,N DE PROPIEDADES DE CAL*

DETERMINACI,N DE GRADO DE FINURA DE LA CAL*

&. INTRODUCCI,N* @na de las formas de conocer el tipo de una cal, es de acuerdo a su Srado de Binura o molturación. %iendo una cal de menor calidad cuando el grafo de finura es mayor.

. OBJETIVOS* 

8eterminar el grado de finura o molturación de la cal.



E)perimentar y conocer técnicas e)perimentales y de control de error.



'omparar resultados con otros equipos.



=ealizar el análisis de los resultados obtenidos.

). FUNDAMENTO TE,RICO* 3a Norma Técnica correspondiente dice que el porcentae retenido en la malla  No 1 no debe ser mayo de >5 6.

!. E9UIPOS? PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR* E9UIPOS* •

Aalanza, capacidad  Ug.

•

Tamiz No 1.

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Termómetro ambiental.

•

0orno de 5 3t. Temperatura >

5 o'.

HERRAMIENTAS* •

0oa de reporte.

•

Aalde de la capacidad de :3.

•

Aandea plástica o metálica.  'ámara fotográfica.

MATERIALES* •

> Ug de cal.

e. PROCEDIMIENTO : ACTIVIDADES* 

uestrear > Ug de cal.



Este parámetro f&sico de determina de la siguiente manera(



%e toma el peso de la muestra de cal apro)imadamente > gr, luego se mezcla con agua utilizando la malla No 1.



3a masa se la somete a un c!orro de agua de un grifo durante unos minutos !asta que se clarifique.



3a cantidad de muestra que queda retenido en la malla No 1 se la seca en el !orno durante 1: !oras y se obtiene su peso seco.

$. RESULTADOS OBTENIDOS*

7eso inicial( > gr. 7eso final seco retenido después de la"ar en la malla N o 1( 4M gr y su porcentae retenido( 4.M6.

6. AN@LISIS* 3uego de !aber realizado la práctica obtu"imos el porcentae retenido en la malla numero 1 el cual fue 4.M6, de acuerdo a la técnica  TECNOLOGIA DE MATEIALE!

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correspondiente dice que él 6 retenido de dic!a malla no debe ser mayor al >56 por lo tanto el tipo de cal que !emos utilizado en la práctica está dentro de la norma técnica y puede ser utilizada normalmente.

DETERMINACI,N DE COMPRESI,N DE LA CAL*

LA

RESISTENCIA

A

LA

&. INTRODUCCI,N* 3a resistencia al esfuerzo de compresión es una caracter&stica de la calidad de los materiales.

. OBJETIVOS* 

8eterminar la resistencia a la compresión de la cal.



E)perimentar y conocer técnicas e)perimentales y de control de error.



'omparar resultados con otros quipos.



=ealizar el análisis de los resultados obtenidos.

). E9UIPOS? PROBETAS E INSTRUMENTOS A UTILIZAR* E9UIPOS* •

Aalanza, capacidad  Ug.

•

7rensa !idráulica 5 Tn.f.

•

'ronómetro.

•

Termómetro ambiental.

HERRAMIENTAS* •

> !oa de reporte.

•

> cámara fotográfica.

•

> regla metálica para enrasar.

MATERIALES* • •

1 Ug de cal. L moldes de :cm):cm)cm o L espec&menes de :cm de diámetro y cm de altura.

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!. PROCEDIMIENTO : ACTIVIDADES* 

7esar una muestra de 1 gr de cal.



'olocar la cal sobre la bandea.



9gregar > ml de agua !asta obtener una mezcla uniforme.



3a cantidad de agua "ariará de acuerdo al grupo, en nuestro caso nos tocó > ml.



'olocar la mezcla en los recipientes prismáticos y enrazar.

  8eterminar

la relación 9V

utilizado en la mezcla, en peso. 

8ear fraguar por un tiempo de M d&as.



8esencofrar y determinar el área resistencia.



=e"isar que las caras estén paralelas, caso contrario uniformizarlas.



'olocar papel entre las caras de la probeta y de la máquina.



3le"ar a la prensa !idráulica y determinar la resistencia de cada uno de los espec&menes de cal.

D!e* )* Esfuerzo de compresión. A-* Wrea resistente.

e. RESULTADOS OBTENIDOS*

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@E%T=9% 0 *cm-

8 *cm-

= *cm-

Wrea *cm1- 'arga *Ug-

m>

.1

5.>

1.55

1.:F

F

m1

.5

5.>

1.55

1.:F

1F

má)ima

Esfuerzo por compresión *Igcm1-

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CONCLUSIONES

,

ediante este trabao llegamos a la conclusión que el yeso tiene mayor resistencia a la compresión en comparación con la cal.

,

0emos llegado a determinar el peso espec&fico del yeso con muc!a precisión y e)actitud ya que este también es un indicador de calidad de yeso.

,

9 mayor grado de finura meor enlucido.

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RECOMENDACIONES

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7ara realizar una construcción siempre debemos saber qué cantidad de agua "amos a a2adir al yeso y que meor forma de !acerlo con el ensayo de relación aguayeso, de la misma manera la relación para aguacal.

,

7ara obtener datos correctos y que den buen resultado a nuestro trabao debemos realizar cada procedimiento con sumo cuidado y con orden leyendo bien la gu&a.

,

3os instrumentos de laboratorio son equipos que merecen ser utilizados con cuidado y con responsabilidad, por ello durante el trabao en laboratorio tenemos que tener en cuenta el orden, paciencia, y la limpieza.

,

%i queremos trabaar con materiales de seguridad y de buena calidad siempre !ay que someterlos a un análisis.

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