Materiales Aglomerantes
La función de los materiales aglomerantes es unir partes aisladas de otros materiales. En todos los casos, se utiliza el agua para producir reacciones químicas, obteniendo así dureza y durabilidad.
Estos materiales pueden ser:
- Cales
- Cemento
- Yeso
Otro material usado en menor medida es la arcilla.
Cales
Las cales son carbonatos de calcio cuyas impurezas no superan el 20%. Se obtienen por la calcinación de la piedra caliza a una temperatura que llega hasta los 900 °C. El carbonato de calcio, con el calor, desprende dióxido de carbono, cuyo peso es del orden del 44%, quedando el 56% restante para el óxido de calcio e impurezas.
El óxido de calcio, al aire libre, absorbe la humedad ambiente con elevación de temperatura, lo que termina apagando paulatinamente la cal.
Clasificación de las cales
Cales aéreas
- Grasas: hasta un 10% de impurezas.
- Magras: hasta un 50% de impurezas.
- Fuertes: hasta un 20% de impurezas.
Cales hidráulicas
- Débilmente hidráulica.
- Mediana hidraulicidad.
- Propiamente hidráulica.
- Eminentemente hidráulica.
El rendimiento de una cal es la relación entre el volumen de la cal apagada y la cal viva. El aumento de volumen puede llegar hasta 3 veces el volumen de la cal viva como producto de la hidratación.
Índice de hidraulicidad: es la relación entre el óxido de sílice y el óxido de aluminio con respecto al óxido de calcio.
Fabricación de las cales en hornos continuos
El material va descendiendo a medida que se produce el calentamiento y la calcinación. Entre los 150 °C y 450 °C, pierde el agua que está en la masa; a medida que desciende, llega a los 600 °C, donde se produce la descomposición de la piedra caliza. Cuando alcanza los 800 °C – 900 °C, se produce la descomposición de la arcilla.
Apagado de las cales
Para su utilización, las cales deben ser apagadas. Esto se realiza mediante los siguientes procedimientos:
- Por inmersión: se realiza sumergiendo en agua terrones pequeños de cal viva durante un breve tiempo.
- Por aspersión: se realiza extendiendo sobre una superficie la cal viva y regándola. La cantidad de agua es aproximadamente el 50% del volumen de la cal viva.
- Por fusión: se realiza colocando la cal en recipientes de madera o en pozos revestidos con ladrillos, en donde se vierte el agua necesaria para el apagado.
Cemento
El cemento es un aglomerante hidráulico. Se obtiene por medio de la trituración y mezcla; la cocción se lleva a cabo hasta obtener una piedra llamada clínker, y luego se realiza la molienda hasta reducirlo a un fino polvo.
Clasificación del cemento
- Cementos normales (28 días): es una mezcla de silicato tricálcico, aluminato tricálcico y silicato dicálcico en diversas proporciones, además de pequeñas cantidades de compuestos de hierro y de magnesio. Para retardar el fraguado, se le agrega hasta un 3% de yeso.
- Cemento de alta resistencia inicial (7 días): se obtiene calcinando piedras calizas con un 35% de arcilla, a las que se les incorpora óxido de aluminio. Poseen un color más oscuro y tienen un gran desprendimiento de calor en el momento de la reacción.
- Cemento puzolánico: la fabricación de este cemento tuvo origen en la necesidad de proteger el cemento de la acción corrosiva de las aguas del mar; por lo tanto, tiene especial aplicación para obras marítimas o industriales donde existe peligro de ataques de aguas agresivas.
- Cemento de alta resistencia a los sulfatos (A.R.S.): es un cemento de bajo desprendimiento de calor y un periodo de fraguado mayor al del cemento normal.
- Cemento expansivo: son aquellos a los que se les ha agregado un elemento expansivo que le permite aumentar su volumen; para controlar esta propiedad, se les añade otro elemento estabilizador. Generalmente, se fabrican dos tipos: uno llamado poco expansivo y el otro simplemente expansivo.
Ensayo de pasta normal de cemento
Se prepara la pasta con 300 g de cemento y agua. El tiempo de fraguado varía según las condiciones atmosféricas y la cantidad de agua de amasado. La pasta se coloca dentro de un molde troncocónico, se apoya sobre una superficie lisa y se utiliza el aparato de Vicat, apoyando la sonda sobre la superficie de la pasta. Allí se libera la sonda y se permite que descienda, introduciéndose en la pasta hasta detenerse. Se considera pasta normal cuando la sonda se detiene a 6 mm del fondo.
Luego se usa el mismo aparato de Vicat pero con una aguja más fina. Se considera el inicio del fraguado cuando la aguja no se detiene hasta el fondo del molde, y finaliza cuando la aguja apoyada en la superficie desciende como máximo 1 mm.
Ensayo de resistencia a la compresión
Se prepara un molde de forma cúbica de 7,07 cm de lado. Se elabora un mortero normal de cemento, se llena el molde, se deja fraguar y endurecer, y se ensaya a los 7, 14, 21 y 28 días. El ensayo se realiza con una prensa que comprime la probeta.
Yeso
Es el producto resultante de la deshidratación total o parcial del aljez o piedra de yeso. Esta piedra se muele y se lleva a un horno giratorio en cuyo interior se deshidrata, calcina y cristaliza entre 400 °C y 500 °C. Posteriormente, 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).
Tipos de yeso
- Yeso negro: se obtiene calcinando la piedra aljez en contacto con los combustibles. Los humos y las impurezas (cenizas, carbón, etc.), además de las que lleva consigo la piedra de yeso (se emplea un aljez con muchas impurezas), ennegrecen el producto. La finura del 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 aljez con pequeñas proporciones de impurezas. Después de ser calcinado y vitrificado, es finamente molido hasta el punto de no quedar retenido más de un 10% en un tamiz de dos décimas de milímetro. Es muy blanco y, en mortero, se utiliza para el enlucido de paredes y techos de interiores.