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• JuanCarlos Mamani Colque

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AGLOMERANTES

AGLOMERANTES  Son aquellos materiales que se emplean básicamente en la combinación con otros materiales.  Sirven para elaborar otros nuevos materiales de tipo artificial como son los morteros y los concretos.  Ejemplo: cemento + arena + grava + agua = concreto simple.  La fragua es la propiedad que tienen, que amasados con proporciones convenientes de agua, en tiempos variables relativamente cortos, son aprovechados con diversos fines.

AGLOMERANTES  Cualquier sustancia en polvo que, una vez hecha plástica con agua, se usa en estado pastoso blando (que endurece al secar) para unir ladrillos, piedras, etc, en edificios o (con un árido) para hacer concreto".  Modifican con el tiempo su composición, endureciendo.

AGLOMERANTES Se clasifican en:  Materiales aglomerantes pétreos: yeso, cal, magnesio.  Hidráulicos: cemento, cal hidráulica, concreto, etc.  Hidrocarbonados: alquitrán, betún, etc.

EL YESO Se obtiene de la roca algez o piedra de yeso yesera. Se hace cocer hasta la deshidratación para poder tratarla una vez molida. Es un material soluble y adherente.

HISTORIA DEL YESO  Usado por los egipcios antes del año 2100 a.c. en la construcción de las pirámides.  Los griegos , romanos y árabes también lo usaron.  Los antiguos peruanos lo usaron pulverizando la piedra de yeso cocido y tamizado.  No lo empleaban en empastado de muros o techos.

EL YESO  Es el producto resultante de la deshidratación parcial o total del mineral llamado piedra de yeso o yeseras.  El yeso vivo reducido a polvo y amasado con agua recupera su agua de cristalización, se cristaliza, endureciéndose o fraguando.  Es un sulfato hidratado de calcio de origen natural, se presenta combinado con óxidos de hierro y aluminio, con carbonatos de calcio u magnesio.

CARACTERÍSTICAS DEL YESO  Es una roca sedimentaria formada principalmente por sulfatos de calcio y calcinado con dos moléculas de agua.  Puede ser rayado con la uña, cuando es puro es blanco, pero es frecuente de color gris, rojo o café por sus impurezas constituidas con arcilla, arenisca, caliza, azufre, cloruro de sodio y lignito, principalmente.  Al yeso compacto y granular de grano fino y cristalino semejante al mármol se le llama alabastro.

PREPARACIÓN DEL YESO Comprende : 1. Trituración de la roca. Se efectúa mediante chancadoras o molinos. 2. Cocción. Objetivo: Deshidratar la piedra yesera. Se realiza mediante hornos rotativos. También huayronas. 3. Pulverización. Después de la cocción, el yeso es reducido a polvo en molinos de bolas y es la forma que se entrega al consumidor. 4. Se trabaja por corte a cielo abierto o por galerías. Se utiliza explosivos.

FRAGUA DEL YESO  Es un proceso complejo que se inicia desde el momento que se le añade agua para amasarlo, pasando por la disolución, transformación química, saturación y cristalización.  Con la fragua se produce un incremento de temperatura de 20°, ocurriendo un incremento de volumen.  La fragua se retarda con cal viva. La fragua se acelera con alumbre y sal de cocina.

Aplicaciones del yeso  Pasta es el aglomerante + agua.  Lechada es el aglomerante + exceso de agua.  Inicialmente se usa para estucado en muros, techos a cielo raso .El yeso oxida el fierro.  Se realizan recubrimientos de base y pastas para acabados, pastas acústicas, revoques a prueba de yeso, paneles de pasta, bloques divisores, losetas para techos .

Aplicaciones del yeso  El yeso sin calcinar es un efectivo y económico retardador para el cemento, y se usa para regular el fraguado del cemento y del concreto.  Como bloques de yeso para edificación para divisiones , de peso ligero a prueba de sonidos y resistentes al fuego.

PROPIEDADES DEL YESO  Antes, el yeso ejercía sobre todo de elemento resistente, además de contribuir al decorado o el acabado de paramentos. Ahora, sin embargo, los forjados logran su resistencia a compresión gracias al conceto. Esta es la causa de que la fabricación del yeso ya no exija ciertas propiedades como la resistencia, antaño tan preciadas. Esto implica un modo de fabricación mucho más cómodo y descuidado, obteniendo un yeso débil.

PRODUCCIÓN DEL YESO

1.-Extracción del mineral de la cantera y transporte del mismo 2.-Trituración hasta un tamaño de unos 20 mm 3.-Calcinación para eliminar agua estructural en hornos rotatorios 4.-Molienda que lo reduce a polvo fino y homogéneo 5.-Mezcla con aditivos para mejorar su calidad 6.-Envasado en sacos de papel 7.-Paletizado para facilitar el transporte 8.-Distribución 9.-Silos de 20 m3 10.-Llegada a obra para su uso

USO DEL YESO EN CONSTRUCCIÓN TRADICIONAL  PROCESO DE HIDRATACIÓN Y AMASADO DEL YESO.

AL INTERIOR:  Cielo raso.  Enlucido.  Enlucido de tabiquería interior de cañizo recubierta de yeso.

AL EXTERIOR:  Revoques.  Mampostería de piedras + mortero de yeso. USO DE MORTERO :  Mampostería de piedra caliza / muro de adobe + mortero de yeso.

Condiciones desfavorables  Como muro divisorio de apoyo.  En áreas húmedas, con fugas o salpicaduras de agua, o donde los pisos pueden estar continuamente expuestos.  Uso en exteriores.  ESPECIFICACIONES  Tiempo de fragua: De 16 a 20 min.  Volumen de agua: Para preparar es necesario el 60% del volumen del yeso vivo.

YESO Yeso negro o basto:  Yeso de mala calidad. En la deshidratación de la roca “aljez” se utilizan hornos rudimentarios que dejan escapar cenizas debido a que su combustible es carbón o leña. Su uso es para mortero. Yeso blanco o fino:  Obtenido de materias primas seleccionadas. Es un yeso de muy buena calidad. Para su cocción se utilizan hornos continuos (rotativos), cuyo combustible puede ser gas o electricidad. No dejan escapar cenizas. Se usa en la elaboración de molduras, rosetones, estucos.

YESO Yeso escayola o extrafino:  Es el yeso blanco de la mejor calidad. Presenta un rápido fraguado y endurecimiento. Se utilizan hornos rotatorios en su fabricación.  Se usa en cerámica para la elaboración de moldes, aparatos sanitarios, tiza y esculturas artísticas. En artes plásticas. En molduras. En medicina se utiliza en traumatología para elaborar vendas de yeso, en la fabricación de moldes quirúrgicos y odontológicos y en la producción de pasta dentífrica.

La Puzolana  Es un material silíceo que tiene escaso o ningún valor cementante o aglomerante propio.  Finamente molida, en presencia de humedad e hidróxido de calcio (cal apagada) y agua adquiere propiedades cementantes .  Su nombre se deriva de Puzzuoli, nombre de un yacimiento en Nápoles, en las vecindades del Volcán Vesubio.  Presentan un color gris amarillento, rojizo o verdoso.

3.1

PUZOLANA:

Material silíceo o sílico-aluminoso, que por si mismo puede tener poca o ninguna actividad hidráulica pero que, finamente dividido y en presencia de agua, reacciona químicamente con el hidróxido de calcio para formar compuestos que poseen propiedades hidráulicas.

TIPOS: Puzolanas Naturales:  Cenizas volcánicas: Se forman por erupciones de carácter explosivo, en pequeñas partículas que son templadas a temperatura ambiente, originando la formación del estado vítreo.  Tufos o tobas volcánicas (zeolitas): Producto de la acción hidrotermal sobre las cenizas volcánicas y de su posterior cementación diagenética.  Tierras de diatomeas (diatomitas): Puzolanas de origen orgánico. Depósitos de caparazones silíceos de microscópicas algas acuáticas unicelulares (diatomeas).

Puzolanas Artificiales:

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Sub-productos industriales y materiales tratados térmicamente

 Cenizas volantes (fly ash): Subproducto de centrales termoeléctricas que utilizan carbón pulverizado como combustible. Polvo fino constituido esencialmente de partículas esféricas. La Norma ASTM C 618 define dos clases de cenizas volantes: Clase F: Producidas por la calcinación de carbón antracítico o bituminoso. Cenizas que poseen propiedades puzolánicas. Clase C: Producidas por la calcinación de carbón subbituminoso o lignito. Esta clase de cenizas, además de tener propiedades puzolánicas, también tienen propiedades cementicias.

 Arcillas activadas térmicamente:  Las arcillas naturales no presentan actividad puzolánica a menos que su estructura cristalina sea destruida mediante un tratamiento térmico a temperaturas del orden de 600 a 900 °C.

 Microsílice (silica fume):  Subproducto de la reducción del cuarzo de alta pureza con carbón en hornos de arco eléctrico para la producción de silicio o aleaciones de ferrosilicio. El material que es extremadamente fino es colectado por filtración de los gases de escape del horno, en filtros de mangas.

Cenizas de cáscara de arroz: Producida por la calcinación controlada de la cáscara de arroz. Consiste básicamente de: Sílice amorfa (>90 %) Estructura celular de gran área superficial (50 a 60 m2/g) Posee gran actividad puzolánica.

La Puzolana  Anteriormente, se refería a la ceniza volcánica o tufo volcánico, pero hoy incluye materiales industriales (escorias) que tienen características puzolánicas.  Se pulverizan las rocas originarias y se añade cal .  Las puzolanas artificiales se preparan calcinando arcillas o pizarras a temperatura entre 600° y 900°C.

Usos de la Puzolana  Tiene uso mas extendido en Europa que en América en obras de cemento.  lcualidad de dar propiedad cementante a la cal.  Se usa la fabricación del cemento puzolánico.  Es utilizada para preparar el poozolith.

El cemento Se obtiene a partir de la mezcla triturada y cocidas de la piedra caliza y arcilla . Una vez molida, se le añade una pequeña cantidad de yeso. Se mezcla con agua y se forma una pasta fácil de trabajar y que adquiere gran dureza.

Características del cemento Difieren en:  Composición química  Características mecánicas  Comportamiento durante: hidratación, fraguado y endurecimiento Fraguado: proceso físico-químico por el cual la masa inicialmente fluida pasa a más consistente sin variar de forma. Endurecimiento: fase a continuación: el cemento aumenta su resistencia mecánica.

Características del cemento  Es un polvo de color gris, mas o menos verdoso.  Tiene gran valor estructural por su dureza después de amasado con el agua.  Es comercial. De fácil adquisición. La piedra caliza y arcilla finamente molidas y mezcladas, se calientan a 1400°c-1450°c en grandes hornos rotatorios.  Se venden en bolsas de 42.5 kg y 1 p3 de capacidad.

Características del cemento  Existen más de 20 tipos de "cemento" (+ 80% es Portland).  Es una de las industrias más extractivas de materiales geológicos: 1000 MTm/año.  Pulverulento y de color gris, es el resultado de calcinar hasta un principio de fusión mezclas homogéneas de calizas y arcillas.  El cemento blanco tiene las mismas características de resistencia del cemento gris, con el valor adicional en el acabado proporcionado por el color blanco.

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Obtención de las materias primas (1)(2)(3) Preparación de las materias primas(4) Molienda de crudo(5)(6) Cocción en el horno rotativo(7)(8)(9) Silo de clinker(10) Molienda de cemento(11) Almacenamiento y expedición(12)

Algunas de las etapas de la producción de cemento: • Calcinación en hornos rotatorios inclinados (refractarios al interior) a temperaturas de 1450º C. • En la parte final del horno se produce la fusión de varios de los componentes y se forman gránulos de 3 cm de diámetro (clinker). • Enfriado del clinker. • Molienda del clinker en molinos en seco mas adiciones de yeso (endurecimiento). • El clinker es entonces una concreción, en forma de nódulos, que se obtiene de calcinar mezclas dosificadas de caliza y arcilla en un horno rotatorio.

Aplicaciones del cemento  El cemento se utiliza como mortero y aglomerante de otros materiales de construcción: ladrillos, bloques, agregados, pavimentos y tubos.

Cemento TIPO DE CLINKER • Portland • Aluminoso • Escorias de Alto Horno • Puzolanas TIPO DE CEMENTO • • • • •

Cemento Portland Cemento Aluminoso Cemento Portland de Alto Horno Cemento Siderúrgico (Sobre sulfatado) Cemento Puzolánico

Cemento Portland • Nombre aplicado al cemento debido a la similitud de este con una piedra natural de color grisáceo claro “piedra portland” que se explotaba en la isla del mismo nombre en Inglaterra. • En 1824 Joseph Aspdin comenzó (Inglaterra) la industrialización del cemento Portland producto de la calcinación de la caliza mas arcillas. • La caliza es una piedra formada casi en su totalidad por carbonato de cal, útil en arquitectura, construcción y fabricación de productos(cemento, cal). • Se obtiene a partir de la mezcla triturada y cocidas de la piedra caliza y arcilla . Una vez molida, se le añade una pequeña cantidad de yeso. Se mezcla con agua y se forma una pasta fácil de trabajar y que adquiere gran dureza. • Es el cemento más frecuente y de fraguado lento.

Cemento Aluminoso • Ventajas: -Endurecimiento rápido (fraguado lento)-Horas después de amasado: buena Resistencia-24 h ➱85% Rc-Estable en aguas agresivas (ácidas, marinas, etc) • Desventajas: -4-5 h ➱Tª 100ºC-Resistencia disminuye con Tª-No coladas grandes-No períodos estivales (bueno climas fríos).

Cemento Siderurgico (De hormo alto) • Cemento Portland(20-64%)+ escorias hornos altos de fundición (36-80%). Ventajas: • Notable compacidad • Alta resistencia a aguas corrosivas • Puede usarse en coladas subacuáticas.

El concreto  Es una mezcla de grava, arena, agua y cemento que fragua y endurece. Su densidad es variable y se adhiere al hierro, con lo que obtenemos el concreto armado.

Aplicaciones del concreto  Se utiliza como aglomerante para la construcción de cimientos, pisos, estructuras, techos,columnas, vigas y voladizos.

LA CAL ES EL PRODUCTO RESULTANTE DE LA CALCINACIÓN Y DESCOMPOSICIÓN DE LAS ROCAS CALIZAS, CALENTANDOLAS A TEMPERATURAS SUPERIORES A LOS 900 º C SE OBTIENE LA DENOMINADA CAL VIVA COMPUESTA FUNDAMENTALMENTE DE OXIDO DE CALCIO. LA CAL NO SE UTILIZA EN FORMA DE CAL VIVA POR ESO DEBE PONERSE EN CONTACTO CON EL AGUA PARA QUE SE APAGUE LA CAL. ESTO ES AÑADIENDOLE AGUA CON LO QUE EL ÓXIDO DE CALCIO SE TRANSFORMA EN HIDRÓXIDO DE CALCIO; ESTE NUEVO MATERIAL RECIBE EL NOMBRE DE CAL APAGADA. PUEDE PRESENTAR UN ASPECTO POLVORIENTO O PASTOSO, SEGÚN SEA EL APAGADO. SE EMPLEA UN VOLUMEN DE CAL CON 11/2 A 2 VOLÚMENES DE AGUA.

HISTORIA DE LA CAL • LA CAL ES UNO DE LOS MAS ANTIGUOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN FABRICADOS POR EL HOMBRE. • LOS EGIPCIOS LA USABAN ACABADOS DESDE 2600 A.C.

COMO

PASTAS

• LOS GRIEGOS APLANADOS.

COMO

MORTEROS

LA

USABAN

PARA Y

• LOS ROMANOS CREARON UNA MEZCLA DE PASTA DE CAL Y CENIZA VOLCÁNICA. PRIMER CEMENTO VERDADERO. • LOS CHINOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE LA GRAN MURALLA. • LOS INCAS Y LOS ASTECAS TAMBIÉN LA USARON. • A PARTIR DE 1900, SE INVENTÓ EL PROCESO DE HIDRATACIÓN EN PLANTA Y SU USO COMERCIAL.

CAL • •

Es un óxido de calcio CaO. Producción: molido y pulverización de piedra caliza (o dolomita) a 193°C

Cal aérea (cal viva): • Formada por 95-96% CaO. Se obtiene por calcinación de calizas, mármoles y dolomía o también Obtenida de materias primas puras. Tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia del aire. Utilizada en construcciones para blanquear. Cal hidratada (cal apagada): • Cal viva combinada con agua suficiente para satisfacer su afinidad química. Es seca y se mezcla con otros ingredientes para acabados. Requiere un tiempo menor de preparación que la cal viva.

CAL Cal hidráulica (cal apagada o muerta): • Contiene AlO, SiO2, FeO(10 al 17%). Tiene la propiedad de fraguar dentro o fuera del agua. • Se usa en morteros mixtos o bastardos (cemento + cal hidráulica + arena + agua). La cal se usa en: • Morteros de cal. • Elaboración de bloques. • Blanquear (pintura). • Estabilización de suelos. • Enlucidos (revoques)

LA CAL CALCINACIÓN AL AIRE LIBRE POR CAPAS SE FORMA UNA PILA DE CAPAS INTERCAINTERCALADAS DE PIEDRA Y COMBUSTIBLE. SE RECUBRE CON ARCILLA MOJADA,ARENA Y AGUA. SE ECHA COMBUSTIBLE Y SE CALCINA EN UNA SEMANA. CALCINACIÓN EN HORNOS INTERMITENTES. CONSTRUCCIÓN DE ARCILLA O ADOBE. SE FORMA UNA BOVEDA SOBRE EL HOGAR . EL CUERPO SE LLENA DE PIEDRA CALIZA TRITURADA.EL COMUSTIBLE ES LA LEÑA. SE CALCINA DURANTE 3 DÍAS.

CAL FABRICACION

CAL LA CAL, TAMBIEN LLAMADA CAL VIVA , ES OXIDO DE CALCIO (CaO), UNA SUSTANCIA DE COLOR BLANCO O BLANCO GRISASEA, FINAMENTE CRISTALINA QUE ALGUNAS VECES TIENE UN TINTE AMARILLO O CAFÉ DEBIDO A LAS IMPUREZAS DEL HIERRO. SU DENSIDAD ESPECIFICA ES DE 3.37; SU PUNTO DE FUSIÓN, 4676 ºf (2580 ºc); SU PUNTO DE EBULLICIÓN, 5162 ºf (2867.78 ºc). LA CAL REACCIONA FUERTEMENTE CON EL AGUA HASTA FORMAR HIDRÓXIDO DECALCIO Ca(OH)2 CONOCIDO COMO CAL APAGADA

USOS DE LA CAL  CAL HIDRAULICA, SE USA SOLO EN CASOS ESPECIALES , CUANDO SE REQUIERE UN SECADO LENTO BAJO EL AGUA  CAL VIVA, SE UTILIZA EN LA CONSTRUCCIÓN.  LOS PRINCIPALES CONSUMIDORES SON LAS INDUSTRIAS QUÍMICAS Y DE PROCESAMIENTO  LA CAL HIDRATADA SE PUEDE USAR HASTA ½ HORA HACERLA PASTA.

DESPUÉS DE

 CAL DOLOMÍTICA NO DEBE SER UTILIZADA EN LA CONSTRUCCIÓN, YA QUE CONTIENE MAS DEL 5% DE ÓXIDO DE MAGNESIO Y AL APAGARLA FORMA UNA PASTA GRIS POCO TRABAJABLE.  CAL GRASA, SE UTILIZA PARA LA CONSTRUCCIÓN.

PRINCIPALES USOS DE LA CAL  Metalurgia • Industria del acero • Fabricación de magnesio y alúmina • Flotado de metales • Fundición de metales no ferrosos  Pulpa y papel

 Medio Ambiente • Tratamiento de agua • Tratamiento de aguas de desecho • Tratamiento de desechos industriales • Tratamiento en plantas empacadoras de alimentos • Eliminación de azufre de los gases de combustión • Neutralizador de tierras ácidas

 Recubrimientos • Pigmentos • Pinturas de agua • Barnices

 Construcción • Materiales de construcción • Estabilización de suelos y carreteras

 Productos químicos  Cerámica • Vidrio • Refractarios

 Alimentos • Industria lechera • Industria azucarera • Industria de gelatina y goma animal • Industria panificadora • Almacenaje de frutas y legumbres • desinfectante