proyecto de materiales upn concreto.pdf

Contenido de referencias 1.

REALIDAD PROBLEMÁTICA .................................................................................................... 3

2.

OBJETIVOS ............................................................................................................................. 4

3.

JUSTIFICACIÓN....................................................................................................................... 4

4.

ALCANCES .............................................................................................................................. 4

5.

MARCO TEÓRICO ................................................................................................................... 5 V1. Historia ................................................................................................................................ 5 V2. Tipos de cales ...................................................................................................................... 8 V.3. Propiedades de las cales ............................................................................................... 11 Hidráulicidad .......................................................................... ¡Error! Marcador no definido. V.4. Proceso de extracción ...................................................................................................... 13 V.5. Aplicación de la cal en la construcción ............................... ¡Error! Marcador no definido. Pinturas .................................................................................. ¡Error! Marcador no definido. Morteros ................................................................................ ¡Error! Marcador no definido. Hormigón................................................................................ ¡Error! Marcador no definido. En productos de concreto ...................................................... ¡Error! Marcador no definido. Estabilisacion de los suellos ................................................... ¡Error! Marcador no definido.

PROYECTO ...................................................................................... ¡Error! Marcador no definido. c1. Introducción ......................................................................... ¡Error! Marcador no definido. c2. Objetivos ............................................................................... ¡Error! Marcador no definido. C. Equipos, probetas e instrumentos a utilizar ......................... ¡Error! Marcador no definido. c.2. Herramientas. ...................................................................... ¡Error! Marcador no definido. c.3. Materiales. ........................................................................... ¡Error! Marcador no definido. d. Procedimiento y actividades. ................................................. ¡Error! Marcador no definido. 6.

CONCLUSIONES ...................................................................... ¡Error! Marcador no definido.

7.

RECOMENDACIONES .............................................................. ¡Error! Marcador no definido.

8.

BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................................... 14

Contenido de ilustraciones

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Fotografía 1 Secado de las Probetas ______________________________ Fotografía 2 Mesclado de la Cal __________________________________ Fotografía 3 Prensa ____________________________________________ Fotografia 4 poner a fuerza de compresion _________________________ Fotografía 5 Falla de la probeta __________________________________ Fotografía 6 deformación _______________________________________ Fotografía 7 tabla de resultados _________________________________

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1. REALIDAD PROBLEMÁTICA Tradicionalmente, en el mundo de la cal, asociamos la mejor cal a aquella procedente de las piedras más blancas de la cantera y por lo tanto como la más pura. Esta consideración proviene de los primeros tratados de arquitectura. Ya en el capítulo V del segundo libro de “De arquitectura”, Marco Vitruvio expresaba la conveniencia de obtener la cal a partir de la piedra más blanca y dura. Ciertamente, antes de la industrialización, la mejor cal era la posible en cada caso: la que más fácilmente podía obtenerse en cada circunstancia a partir de la mejor piedra de los alrededores; allí donde el terreno permitiese la construcción del horno; donde fuese fácil obtener el combustible para la cocción; y en el caso de las ciudades, incluso a partir del “canibalismo” de piedras ya usadas en edificios anteriores. Por ejemplo, en la zona de la Puglia (Italia), como en tantas otras del Mediterráneo, existía una simbiosis perfecta entre el cultivo de la vid y la producción de cal: los sarmientos servían para alimentar el horno y la cal se usaba en la agricultura y para el encalado de las casas. Aunque más adelante discutiremos esta generalización, vaya por delante que no hay, hoy por hoy, una cal mejor por excelencia si no diferentes sales, más o menos adecuadas para distintos usos y que, en consecuencia, una cal procedente exclusivamente de “piedras más blancas y puras” no tiene porqué ser, actualmente la mejor. Algo similar ocurre con la consideración de lo que significa la incorporación de los aditivos en los procesos de fabricación y uso de la cal. Si buscamos un paralelismo con el sector alimentario, parece que un alimento sin aditivos es mejor o está más valorado. Pero también es cierto que, en alimentación, la incorporación de aditivos es una práctica habitual que, en general, sirve para mejorar alguna de las cualidades de la materia prima, por ejemplo cuando salamos los alimentos. El problema aparece cuando el aditivo que se añade al producto sirve para aportar alguna característica que no comporta una mejora en si o conlleva efectos colaterales indeseados, o lo que es peor, sirve para enmascarar alguna circunstancia (por ejemplo especiar en exceso un pescado para ocultar su poca frescura). Ante esta cuestión, debemos entender el funcionamiento hoy en día de la industria de la cal: los fabricantes españoles producen cal pura que tiene destinos muy diversos: sector de la agricultura, de la siderurgia, alimentario o farmacéutico entre muchos otros. La producción de este óxido de cal muy puro (CaO), destinado a múltiples usos, es el que permite una industrialización con altas prestaciones: se produce bajo estrictos controles de calidad, con personal altamente cualificado, dotado de laboratorios, e incluso bajo parámetros sostenibilistas como el filtrado de emisiones a la atmósfera, reaprovechamiento del calor residual, una eficaz gestión de los flujos energéticos, etc. Cuando esta cal muy pura se dirige al sector de la construcción, necesita ser transformada en los productos “de cal” propios de este sector, y por lo tanto precisa de: la incorporación de agua para convertirse en hidróxido; agua en mayor cantidad para transformarse en pasta de cal; polvo de materiales puzolánicos o hidráulicos para buscar la reacción puzolánica o hidráulica; o aditivos químicos diversos para adecuarse a las prestaciones específicas de sus diversos usos. Así pues, no podemos cuestionarnos si es comprensible y aceptable que un fabricante de productos de la cal utilice los aditivos adecuados cuando lo hace para que el material ofrezca las mejores prestaciones para cada uso. El problema presente se da por la consideración generalizada de que lo que es natural, puro, sin aditivos, es mejor que lo artificial. A menudo, quienes defienden estas posturas

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son los que añaden ciertos “elementos” para determinados usos en función de su “maestría” y consideran que no es lo mismo añadir paja, sangre, arcilla o chamota (productos “naturales”)1, que adicionar fibras de polipropileno, aditivos espumantes, humo de sílice o metacaolín.

2. OBJETIVOS     

Historia de la cal Dar a conocer los diferentes Tipos de cales Propiedades de las cales Proceso de extracción Aplicaciones de la cal en la construcción

3. JUSTIFICACIÓN La falta de conocimientos en este tema por parte de personas y la falta de interés de los diferentes usos de la cal y sus veneficios, y explicar detalladamente el uso y sus deferentes aplicaciones en trabajos ingenieriles, importancia, tipos de cales que existen en la construcción, especificaciones, usos, clasificación, además

4. ALCANCES Solo se darán conceptos claves, como por ejemplo tipos, especificaciones, clasificación, importancia y sus usos en la construcción que vienen hacer importantes en la construcción.

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5. MARCO TEÓRICO

V1. Historia La Cal, conocida su utilidad desde las épocas más antiguas conocidas, de las que se conservan algunos ejemplos de sus usos. Destinada a la consolidación y decoración de todo tipo de construcción, encontrando verdaderas obras de arte en este material. En la época de los egipcios, la encontramos en las tumbas de los faraones de más de 8ooo años de antigüedad, usando pintura al fresco

para

los

jeroglíficos,

que

se

representaban en el mortero enlucido de las paredes. También la podemos encontrar en el rejuntado de las piedras que forman las pirámides y en canalizaciones mezclada con arcilla. También se han encontrado restos de cal en la ciudad de Jericó (Cisjordania, Palestina) con 10000 años de antigüedad, en recientes descubrimientos de los asentamientos originarios de la ciudad. La usaron en Mesopotamia en combinación con el barro como revestimiento de paredes de templos, canalizaciones de agua, baños, aljibes, tumbas o viviendas, conservando aun una consolidación que seguro que no veremos en los modernos conglomerantes. También la usaron en la Capadocia, (Anatolia, Turquía) la utilizaron para revestimientos y encontró

el

frescos (aquí se

fresco

más

antiguo

conocido, de 8200 años de antigüedad). Los hititas usaban la cal para revestir el interior de las cuevas donde vivían, consolidando

así

los

pequeños

desprendimientos sin perder la cualidad de transpiración necesaria para la cueva.

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Serian los griegos los que la utilizaron de forma masiva para todas las edificaciones, la alimentación, medicina, agricultura o para la guerra (fuego griego). La usaron para el asentamiento de piedras de sillería en juntas, aun sin ser necesaria para su consolidación, por la función higroscópica que permitía la ventilación de la piedra, tanto para absorber humedad como para liberarla. También la usaron para revestir paredes con morteros y frescos de variados coloridos, en cimentaciones mezcladas con cascajo, en baños, aljibes y canalizaciones. En la antigua Roma, siempre siguiendo las técnicas empleadas por los griegos se utilizo con los mismos fines. Hoy día se conservan muchos edificios o parte de ellos en que la cal era el conglomerante principal. Vitrubio en su tratado “Los Diez Libros de Arquitectura” detalla cómo y porque se utiliza la cal, y donde se documenta por primera vez el uso de la palabra Estuco cuando trata el tema de las siete pieles del edificio. Pompeya será el mejor ejemplo de cómo se hacían los estucados en paredes con pinturas al fresco en esa época. Aquí es donde estas páginas querían llegar y lo cual tratan. Los árabes también la usaron de igual forma, mas la utilización por excelencia y en particular en sus decoraciones que tanta admiración nos causa. Fueron estos los primeros que empezaron a mezclar con yeso, bien para dar docilidad a la talla de sus decoraciones como para retardar los tiempos de fraguado. Utilizaron mucho la cal con polvo de arcilla cocida,

sobre

hidráulicas

de

todo

para

obras

canalización

y

almacenaje de agua, como para obras hidráulicas en el agua. Pero la gran aportación del mundo árabe al arte es sin duda las hermosas decoraciones en las que ha intervenido de una forma u otra el mortero de cal. Refinaron mucho el uso, calibrando el árido de mármol en función de la técnica a emplear, las proporciones y finura de los acabados como puede ser el ejemplo de la Alhambra de Granada, la Mezquita de Córdoba etc. Los mozárabes (musulmanes cristianizados) continuaron con estas técnicas de las que dejaron buenos ejemplos como el Monasterio de las Huelgas (Burgos) Monasterio de Santa Clara de Tordesillas y toda obra mudéjar.

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En el Monasterio de Santa Clara de Tordesillas (Valladolid) hay un buen muestrario de técnicas de estucos, de gran interés para quien guste de este arte. En la parte del mundo cristiano, se hacían decoraciones interiores y exteriores, muchas de ellas aún se conservan en buen estado, estucados en catedrales, palacios, monasterios, etc. Se conservan frescos en iglesias románicas con un cromatismo como si se acabara de pintar hace unos días, claro está que después de una buena limpieza. En España hay muchos ejemplos de buenas aplicaciones de cal, un ejemplo claro son los esgrafiados segovianos, que tiene en

buena parte del casco

histórico de Segovia y sus pueblos, decorados al estilo de la antigua usanza, con gran variedad de dibujos y colores. Muchos pueblos

aun conservan o

restauran fachadas con arquitectura fingida al fresco de muy diverso colorido y formas. Fue la llegada del cemento portland el que dejo en desuso la cal, hidráulico que es, fraguaba rápidamente, más facilidad de trabajo, versátil y más rápida resistencia. Cualidades que se venden muy bien, haciendo olvidar la calidad y otras cualidades más sanas para el edificio ylas personas. Se puede decir con garantías que es el conglomerante que mejor ha funcionado durante siglos. El tiempo dirá si los morteros modernos al que se le añaden aditivos según el clima o en función del trabajo a realizar. En estos tiempos resurgen respecto al cemento,

las ventajas de la cal

al menos en decoración de

fachadas e interiores, reconociéndose las cualidades que aporta a la calidad de los edificios.

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V2. Tipos de cales La cal es un producto que se obtiene a partir de piedras calizas margosas, cuyo componente principal es el carbonato cálcico (Ca CO3) con diferentes proporciones de arcillas. La piedra caliza por calcinación se convierte en oxido de calcio (Ca O) que es como conocemos la cal viva. Esta cal viva al entrar en contacto con el agua se convierte en hidróxido de calcio (Ca (OH)2) cal muerta que de ahora en adelante llamaremos cal apagada o hidratada. En el pasado para realizar este proceso de calcinación se han empleado hornos tradicionales alimentados por leña de la comarca, hasta llegados al siglo XIX que se utilizaran hornos industriales con combustibles fósiles. Los tipos de cal que más interesan al 

“arte de los estucos” son la denominada cal hidráulica y cal grasa.

La cal hidráulica es una cal que contiene impurezas de arcilla de mas del 15%, endurece incluso dentro del agua. Es un tipo de cal que se empleaba antes de la aparición del cemento para encofrados, cimentaciones y obras hidráulicas. En nuestros tiempos en la construcción se utiliza para compactar terrenos, deshidratar terrenos o con hormigones de cemento. En lo referente a los estucos solo la podremos utilizar, si acaso, para las primeras capas de enfoscado, gruesos de mochetas o para hacer un mortero mixto con cemento, siendo descartada para hacer estucos. 

La cal aérea

es la idónea para el fin de estas páginas, que tratan del Estuco a la Cal. La cal aérea hidratada y ninguna otra sirven para hacer un buen acabado de estuco.

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La cal ideal es la que tiene mayor pureza de carbonato de calcio, cuanto mayor porcentaje tenga mejor. La cal cuando sale del horno de cocción tiene un porcentaje de piedra sin cocer que no se diluirá al hidratar, por tanto será fácil de separar al tamizar, esto tiene el inconveniente de que compramos piedras a precio de cal, por este motivo elegiremos la calera que menos restos de piedra quede en el tamiz. Siempre es preferible la presentación en cantos pequeños antes que grandes o triturada en polvo ya que la piedra grande tiene más partes sin calcinar y la

triturada por llevar incluida

estas partes. Esto no quiere decir que la triturada en polvo no sirva, a falta de pan buenas son tortas, también sirve, es la presentación que más se comercializa y fácil de encontrar en cualquier almacén de construcción. La cal aérea es de fraguado lento por carbonatación en contacto con el Oxido de Carbono (CO2) por lo cual es ideal para evitar retracciones. Retracciones que todos hemos visto en algunas fachadas, cuarteadas como si fuera una tela de araña debido a que el secado fue demasiado rápido, bien porque el paramento estaba poco húmedo o por trabajar a pleno sol. Es curiosa la observación de como endurece más deprisa en lugares donde hay plantas, es de lógica al tener más contacto más próximo con el anhídrido carbónico (CO2) que desprenden las plantas de noche. La cal aérea puede llegar a endurecer de tal forma en cualquiera de sus acabados, que los maestros albañiles más entendidos confunden con mortero de cemento común, mas en estos tiempos que ni cemento tienen. La cal hidratada, con el proceso de carbonatación y tiempo vuelve a su estado inicial de piedra caliza. Las ventajas de este tipo de cal pueden ser muchas, como por ejemplo y según decíamos antes la retracción, la gran regulación higroscópica de los paramentos tratados, es poco conductora de temperatura comparada con el cemento por lo tanto más aislante, fungicida (no se forman hongos), el sonido reverbera de forma más

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tenue haciendo menor el efecto campana de las estancias, no caduca nunca incluso mejora con los años, se puede pigmentar de una gran gama de colores, el blanco es blanco puro, gana pureza con los años y sobre todo acabados de muy diferentes texturas, incluso brillante como mármol pulido. Hay veces que a los arquitectos se les relata las ventajas anteriores suelen poner objeciones por el costes. El coste comparado con las ventajas es barato, (en función de la terminación deseada) comparado con un acabado de mortero de cemento se podría decir que relativamente barato y fácil de ejecutar, siempre que el oficial albañil pusiera un poco de interés por hacer algo distinto, normalmente esto no sucede por falta de humildad, “a mí me vas a decir”. En una obra se tiran toneladas de mortero de cemento porque se endurece o deja de ser apto, se paga dos veces, una por traer a obra y otro por llevárselo a la escombrera. Esto no sucede con el mortero de cal, mientras tenga humedad puede durar siglos en condiciones de uso. El rendimiento de mano de obra por metro cuadrado es similar a cualquier enfoscado fratasado con mortero de cemento. Los albañiles han olvidado esta técnica, muy de ellos en el pasado pero ahora se desconoce su práctica y como suele suceder se desprecia lo que se desconoce.

Cal Viva: Se obtiene de la calcinación de la caliza que al desprender anhídrido carbónico, se transforma en óxido de calcio. La cal viva debe ser capaz de combinarse con el agua, para transformarse de óxido a hidróxido y una vez apagada (hidratada), se aplique en la construcción.

Cal hidratada: Se conoce con el nombre comercial de cal hidratada a la especie química de hidróxido de calcio, la cual es una base fuerte formada por el metal calcio unido a dos grupos hidróxidos. Cal hidráulica: Cal compuesta principalmente de hidróxido de calcio, sílica (SiO2) y alúmina (Al2O3) o mezclas sintéticas de composición similar. Tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso debajo del agua.

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V.3.

Propiedades de las cales

Hidraulicidad Es la relación entre los silicatos y aluminatos respecto al oxido de calcio Índice de hidraulicidad= (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3(arcilla)/CaO + MgO (caliza))

Elasticidad: Un factor importante en la construcción es la construcción sin empalmes. Importante en la contracción ya que la capacidad de agrietarse disminuye.

Permeabilidad Las cualidades de intercambio del vapor permiten la dispersión de la condensación. Ninguna putrefacción. Grandes ventajas en el ambiente donde vivimos.

Permeabilidad Las cualidades de intercambio del vapor permiten la dispersión de la condensación. Ninguna putrefacción. Grandes ventajas en el ambiente donde vivimos.

Resistencia a la compresión Semejante a algunos cementos o mezclas de cemento (1: 1: 6 etc…) la fuerza compresiva será alcanzada gradualmente. La disponibilidad de una gama alta de morteros podremos conseguir la fuerza requerida sin tener que agregar o mezclar otros elementos.

Resistencia al agua El rápido fraguado proporcionará una protección más rápida contra el tiempo adverso

Autocurativo La cal disponible proporciona esta calidad. Una pulverización oportuna de agua sobre una marca ayudará a eliminarla.

Resistencia a las bacterias La alcalinidad de los ligantes no favorece su desarrollo

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Aislamiento La porosidad presente en los morteros da valores de aislamiento muy buenos.

Color de la arena La blancura de las cales de NHL reproducirá el color de la arena usada.

El volver a trabajar Todos los morteros de St. Astier se pueden volver a trabajar (8 - 24 horas), reduciendo despilfarro y aumentando velocidad del trabajo. Esto es debido a la ausencia del cemento, del yeso o de los puzzolánicas

Reciclaje Los materiales construidos con los morteros de NHL pueden ser reutilizados

Absorción CO2 El CO2 perjudicial se reabsorbe durante la carbonatación de la cal libre.

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V.4. Proceso de extracción

Los procesos para la obtención de la cal, son descritos brevemente a continuación: 1. Extracción: Se desmonta el área a trabajar y se lleva a cabo el descapote, posteriormente se barrena aplicando el plan de minado diseñado, se realiza la carga de explosivos y se procede a la voladura primaria, moneo, tumbe y rezagado, carga y acarreo a planta de trituración. 2. Trituración: Posteriormente es sometida a un proceso de trituración que arrojará como producto trozos de menor tamaño que serán calcinados en hornos verticales. También puede realizarse uns trituración secundaria cuando se requieren fragmentos de menor tamaño y se tienen hornos rotatorios para calcinar. 3. Calcinación: La cal es producida por calcinación de la caliza y/o dolomía trituradas por exposición directa al fuego en los hornos. En esta etapa las rocas sometidas a calcinación pierden bióxido de carbono y se produce el óxido de calcio (cal viva). 4. Enfriamiento: Posteriormente se somete a un proceso de enfriamiento para que la cal pueda ser manejada y los gases calientes regresan al horno como aire secundario. 5. Inspección: Se inspecciona cuidadosamente las muestras para evitar núcleos o piezas de roca sin calcinar. 6. Cribado: Se somete al cribado con el fin de separar la cal viva en trozo y en guijarros (piedra pequeña, redondeada y lisa) de la porción que pasará por un proceso de trituración y pulverización. 7. Trituración y pulverización: Se realiza con el objeto de reducir más el tamaño y así obtener cal viva molida y pulverizada, la cual se separa de la que será enviada al proceso de hidratación. 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.

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6. BIBLIOGRAFIA

1. 2. 3. 4.

José Amedo (1940) Cal viva: http://www.esferalibros.com/libro/cal-viva/ wikipedia :http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_calcio Anfacal: http://anfacal.org/pages/usos-y-aplicaciones-de-la-cal.php Soprocal: http://www.soprocal.cl/soprocal/index.php?mod=contenido&codigo=29 5. Calibra: http://calidra.com/proceso/el-uso-de-la-cal-en-la-edificacion/

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