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R UNIVERSIDAD TECNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERIA INGENIERIA CIVIL

CIV – 1216 – B

G–5–B DOCENTE: U.S.M.E. ING. JUAN TEJERINA RIVERA AUXILIAR: UNIV. EGR. ALVARO C. HERBAS TICONA ESTUDIANTES: ALVAREZ CHAVEZ YUVITZKA DANIELA BALTAZAR CASTELLON JUAN CARLOS BRAVO CARTAGENA GARY RODRIGO CALISAYA PACHECO ABEL ALEJANDRO SEMESTRE: I/2015 FECHA DE ENTREGA: 9 DE ABRIL DE 2015

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MATERIALES AGLOMERANTES (YESOS, CALES Y ASFALTOS) 1. Introducción 2. Clasificación de los Yesos 2.1. Tipos de Yeso 2.2. Propiedades Físico - Químicas de los Yesos 2.3. Propiedades Mecánicas 3. Clasificación de las Cales 3.1. Tipos de Cales 3.2. Propiedades Físico - Químicas de los Cales 3.3. Propiedades Mecánicas 4. Origen y Formación de Yacimientos Naturales de Yesos en Bolivia 5. Grandes Depósitos de Yesos en Bolivia 6. Aplicación de los Yesos y Cales en las Construcciones Civiles 7. Principales Yacimientos Naturales de Yesos en el Departamento de Oruro 7.1. Llanquera 7.2. Sevaruyo 7.3. Otros 8. Mapa de Ubicación de Todos los Yacimientos 9. Análisis 10. Recomendaciones 11. Ejercicio de Aplicación 12. Bibliografía

ASFALTOS 1. Introducción 2. Origen del Asfalto 2.1. Origen del Asfalto a Partir del Petróleo 3. Principales Asfaltos Naturales 3.1. Trinidad 3.2. Gilsonita 3.3. Asfaltites 3.4. Rocas Asfálticas 4. Composición Química del Asfalto 5. Clasificación de los Hidrocarburos 5.1. Hidrocarburos Acíclicos 5.2. Hidrocarburos Cíclicos

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5.3. Otros Hidrocarburos 6. Propiedades Físicas del Asfalto 6.1. Penetración 6.2. Ductilidad 6.3. Punto de Inflamación 6.4. Viscosidad 6.5. Peso Especifico 7. Características de los Betunes Asfalticos y Betunes Fluidificados 7.1. Betún Asfaltico 7.2. Asfalto Fluidificado 8. Emulsiones Asfálticas 8.1. Fabricación de Emulsiones Asfálticas 8.2. Ensayo de Emulsiones Asfálticas 9. Aplicación del Asfaltos en las Construcciones de las Carreteras 9.1. Riesgo Asfaltico 9.1.1. Riesgo de Imprimación 9.1.2. Riesgos por Penetración 9.1.3. Riesgo Asfaltico 9.1.4. Riesgo de Sello 9.1.5. Riesgo de Impregnación 9.1.6. Macadam Asfaltico 9.2. Aglomerantes Asfalticos para Pavimentación General 9.3. Mezcla Asfálticas en Caliente para Pavimentación 9.4. Mezcla Asfálticas en Frio para Pavimentación 10. Aplicación del Asfalto en Obras Hidráulicas 10.1. Generalidades 10.2. Tipos de Revestimiento 11. Funciones de los Revestimientos Asfalticos 11.1. Otras Aplicaciones del Asfalto en Obras Hidráulicas 12. Revestimiento de Hormigón Asfaltico 12.1. Tipos de Hormigón Asfaltico Empleados en Obras Hidráulicas 13. Impermeabilización de Edificios 14. Otras Aplicaciones del Asfalto 15. Plantas de Dosificación de Concreto Asfaltico 16. Maquinaria y Equipo para Pavimentación con Asfalto 17. Análisis y Recomendaciones 18. Bibliografía

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MATERIALES AGLOMERANTES (YESOS, CALES Y ASFALTOS) 1.-Introducción.- Los aglomerantes son materiales que amasados con agua, tienen la propiedad de fraguar y endurecerse. En la construcción los aglomerantes más empleados son la cal, el yeso y los cementos que mezclados con los áridos, arenas y gravas forman los componentes más utilizados: morteros y hormigones. Existen aglomerantes naturales que proceden de la calcinación de una roca natural sin adición alguna, como el yeso, la cal y los cementos naturales. Los aglomerantes artificiales, por el contrario, se obtienen de la calcinación de mezclas de piedras de composición conocida y cuidadosamente dosificadas, como es el caso de los cementos artificiales. Hay que hacer otra distinción entre los aglomerantes aéreos que solo fraguan y se endurecen en contacto con el aire y no contienen arcilla, y los aglomerantes hidráulicos que fraguan lo mismo en el aire que en el agua y contienen arcillas en cantidades relativamente importantes, ya que las propiedades de la arcilla, unidas con las de las calizas, proporcionan a los aglomera Los aglomerantes son materiales que amasados con agua, tienen la propiedad de fraguar y endurecerse. En la construcción los aglomerantes más empleados son la cal, el yeso y los cementos que mezclados con los áridos, arenas y gravas forman los componentes más utilizados: morteros y hormigones. Existen aglomerantes naturales que proceden de la calcinación de una roca natural sin adición alguna, como el yeso, la cal y los cementos naturales. Los aglomerantes artificiales, por el contrario, se obtienen de la calcinación de mezclas de piedras de composición conocida y cuidadosamente dosificadas, como es el caso de los cementos artificiales. Hay que hacer otra distinción entre los aglomerantes aéreos que solo fraguan y se endurecen en contacto con el aire y no contienen arcilla, y los aglomerantes hidráulicos que fraguan lo mismo en el aire que en el agua y contienen arcillas en cantidades relativamente importantes, ya que las propiedades de la arcilla, unidas con las de las calizas, proporcionan a los aglomerantes las ventajas hidráulicas. Cabe definir los conglomerantes como los materiales capaces de adherirse a otros y dar cohesión al conjunto, por efectos de transformaciones químicas que se producen en su masa y que se originan un nuevo conjunto.

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Estos materiales se clasifican en dos grupos:  Aglomerantes Aéreos.- Son los que mezclados con agua, no solo fraguan y endurecen en el aire, no siendo resistentes al agua.  Aglomerantes Hidráulicos.- Estos, después de ser amasados con agua, fraguan y endurecen tanto al aire como sumergido en agua, siendo los productos resultantes estables en ambos medios. Por fraguado se entiende la trabazón y consistencia inicial de un conglomerante; una vez fraguado, el material puede seguir endureciéndose.

“Materiales Aglomerantes”

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2.- Clasificación de los Yesos.- El yeso es el producto resultante de la deshidratación total o parcial de aljez o piedra de yeso. Reducido a polvo y amasado con agua, el yeso recupera la cristalización, endureciéndose. Este es el aglomerante más antiguo que conoce la humanidad, empleado ya por los egipcios en las pirámides y en otros monumentos funerarios, así como por los árabes, que hicieron un gran uso como yeso de fábrica, y en los decorados como estuco.  Estado Natural.- Se encuentra abundantemente en la naturaleza en terrenos sedimentarios, presentándose bajo dos formas, cristalizado anhídrido, llamado anhidrita, y con dos moléculas de agua, denominado piedra de yeso o algez. La anhidrita es incolora o blanca cuando esta pura, y coloreada en azul, gris, amarillo o rojizo, cuando contiene arcillas, óxido de hierro, sílice, etc. El algez se presenta cristalizado en sistemas monoclínicos, formando rocas muy abundantes y según su estructura existen las siguientes variedades: yeso fibroso, yeso espejuelo, yeso en flecha, yeso sacario (alabastro), yeso calizo o piedra ordinaria de yeso. La piedra de yeso o algez, en cualquiera de su variedades es incolora o blanca cuando esta pura, pero, generalmente contiene impurezas, adquiriendo coloraciones grises, amarillas y rojizas.

“Yeso en su Estado Natural”

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2.1.- Tipos de Yeso.- Los yesos se clasifican en semihidratados y anhídridos, siendo los primeros los de mayor empleo en la construcción, y a los que pertenecen los yesos negros o blancos. Al segundo, la anhidrita, yesos hidráulicos y alámbricos.  Yeso negro o gris.- Es el que se obtiene con algez que contiene gran cantidad de impurezas, directamente calcinado, por lo que se ennegrece con los humos y cenizas de los combustibles, groseramente molido, llegando a dejar del 30-50 por 100 en el tamiz de 0,2 mm. Tiene una riqueza del 60 por 100 semihidratados y se emplean en obras que no hayan de quedar aparentes, bóvedas, tabiques y tendidos.  Yeso blanco.- Es el que contiene un 80 por 100 de semihidrato y esta bien molido, dejando del 1 al 10 por 100 en el tamiz de 0,2 mm. Se emplea para enlucir las paredes, estucos y blanqueos.

 Escayola.- Es el yeso blanco de la mejor calidad, contiene 90 por 100 de semihidrato, finura del 1 por 100 en el tamiz de 0,2 mm, está formado exclusivamente por semihidrato  y se emplea para vaciados, molduras y decoración. Las normas españolas UNE 41022-23 exigen las características técnicas de la tabla siguiente:

CARACTERISTICAS TECNICAS DE LOS YESOS SEGÚN UNE 41022-23 Características Composición química SO4Ca . ½ H2O Finura Residuo sobre tamiz 1,6 mm Idem íd. 0,2 mm Idem íd. 0,08 mm Fraguado Principio Fin

Escayola

Yeso Blanco

Yeso Negro

 80%

 66%

 50%

0

 1%

 8%

 2%  16%

 10%  20% Yeso rápido 2-5 min. < 15 min.

 20%  50% Yeso rápido 2-5 min. < 30 min.

4 a 15 min. < 30 min.

Yeso lento 5-15 min. < 30 min.

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Yeso lento 5-15 min. < 30 min

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Resistencias Flexión Compresión

 70 Kg/cm2  150 Kg/cm2

 40 Kg/cm2  100 Kg/cm2

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 30 Kg/cm2  75 Kg/cm2

“Tipos de Yeso”  Anhidrita Soluble.- El SO4Ca, gama, cristaliza en el sistema monoclínico. Se obtiene cuando la temperatura se eleva de 180 a 300 ºC, eliminándose el vapor de agua mediante una corriente de aire seco y caliente en calcinadores rotatorios y moliéndola después. Es muy higroscópica, absorbiendo rápidamente el vapor de agua, para formar el semihidratado, lo mismo que al amasarla con agua, fraguando inmediatamente. Para su empleo se añade un producto como la queratina al 0,1 por 100, para retrasar el fraguado.  Anhidrita Insoluble.- El SO4Ca, beta, cristaliza en el sistema rómbico. Se prepara calentando el algez de 300 a 600 ºC, y se denomina también yeso muerto, porque reacciona con el agua tan lentamente, que se evapora antes que tenga lugar la hidratación y endurecimiento. No obstante, finalmente molida y empleando un acelerador del fraguado, puede usarse en construcción.  Yeso Hidráulico.- El SO4Ca, alfa, cuando la piedra de yeso se calienta a gran temperatura de 900 a 1000 ºC, el agua de cristalización desaparece rápidamente, produciéndose cierta disociación en SO3 y CaO, y esta cal dispersa actúa alrededor

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del fraguad. Se obtiene así el llamado yeso hidráulico o de pavimento, por fraguar muy lentamente y hacerlo debajo del agua al cabo de veinticuatro a cuarenta y ocho horas, necesitando del 35 al 40 por 100 de agua para amasarle. En el aire tarda 5 horas, y puede ser reducido a media hora empleando alumbre como acelerador.

Se desconoce de una manera precisa el fraguado del yeso de pavimento. Según GLASENAPP, es debido a una hidratación sin variación de forma, es decir, sin disolución y cristalización, soldándose las partículas que se hallan en contacto, habiéndola tanto más cuanto mayor sea su superficie, explicando así el que haya que apasionarle, una vez iniciado el fraguado, para que el endurecimiento sea mayor y que soporte mal las adiciones de arenas y escorias. Según MOYE, el fraguado es debido a que se forma el doble hidrato, que se menos soluble que el yeso de piso, formándose una disolución sobresaturada de doble hidrato, que se precipita en forma de cristales. Se explica así el fraguado lento, por ser el fraguado de pavimento menos soluble que el de estuco, pero más que el yeso crudo, disolviéndose más lentamente. Se eleva la temperatura unos 20 ºC. Aceleran el fraguado, el alumbre, los sulfatos potásicos y sódico, y le retardan los cloruros de calcio y amonico y el bórax. Es de color amarillento o rojizo.

 Yeso Alumbrico.- Se denomina también “Cemento Keene’s“y se obtiene a partir del semihidrato sumergiéndole durante seis horas en una disolución al 12 por 100 de alumbre a la temperatura de 35 ºC. Se deja secar al aire, vuelve a calcinar al rojo oscuro y muele finamente. El yeso alumbrico amasado con agua sola o con alumbre es de fraguado lento, puesto que no empieza antes de una hora y termina a las cuatro; no tiene expansión ni retracción, admite agregados, alcanza resistencias de 150 Kg/cm2 a la compresión, gran dureza, pudiendo ser pulido, fabricar baldosas e imitar al mármol.

Fabricación de la Piedra de Yeso Cocción

Se hace mediante hornos verticales continuos. Este horno esta formado por un cilindro de fábrica revestido de camisa refractaria. La carga se realiza por la parte superior, en capas alternadas de piedras de yeso crudo y de carbón o cok. Una vez puesto al rojo, se descarga por la parte inferior, facilitada por un cono mampostería

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Molienda

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situado en el fondo, que lo empuja hacia las puertas de salida. El vapor de agua y los humos se desprenden por la parte superior o tragante, cargándose por la misma, a medida que se extrae por la parte inferior el yeso ya cocido. Este procedimiento tiene el inconveniente de que el producto cocido sale impurificado por las cenizas del combustible. Para evitarlo se emplean otros hornos más perfeccionados, de forma de tronco de pirámide cuadrangular invertida. Hay dos hogares laterales, en los que se quema combustible de llama larga. El yeso crudo se introduce por la parte superior y sale cocido por la inferior, la cual tiene también un cono de mampostería para facilitar la salida. Esta operación en el yeso tanto crudo como cocido, resulta costosa, por ser el yeso muy elástico. Una vez que ha sido reducido a pequeños fragmentos con las machacadoras y los molinos, se pulveriza con los desintegradores o molinos giratorios. Estos están constituidos por dos muelas de piedra, dispuestas horizontalmente, una encima de la otra, estando una de ellas, generalmente la superior, fija y siendo móvil la muela inferior. Este tipo de molino es muy apropiado para la pulverización, hasta un grado extremo de finura, de materiales blandos, como los colores empleados en pintura. Los molinos desintegradores están constituidos por varios tambores formados por barras de acero, dispuestos convenientemente, muy proximos unos a otros, y que giran en sentido contrario. El yeso se pulveriza al chocar contra las barras de los distintos tambores. Después de molido se hace pasar el yeso por el tamiz de 144 mallas por centímetro cuadrado, volviéndose a los molinos el residuo y envasándose lo que pasa. En las instalaciones modernas se combinan los molinos con separadores de aire que están fundados en la fuerza centrífuga, introduciéndose el producto pulverizado en el aparato que lleva un disco giratorio que lanza el producto a su alrededor, siendo arrastrado por una débil corriente de aire, el polvo y se deposita en la tolva exterior, y el producto más grueso cae a otra tolva cónica, concéntrica con la anterior, y lo conduce a los molinos para su pulverización.

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Almacenado

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El yeso conviene usarlo cuanto antes mejor, pues si absorbe la humedad no fragua, almacenándose en silos o depósitos elevados, protegidos de la humedad.

2.2.- Propiedades Físico - Químicas de los Yesos Estado natural.- Se encuentra muy abundante en la naturaleza, en los terrenos sedimentarios, presentándose bajo dos formas: cristalizado, anhidro (SO4Ca), llamado anhidrita, y con dos moléculas de agua (SO4Ca, 2H2O), denominado piedra de yeso o algez. La Anhidrita es incolora o blanca, cuando esta pura, y coloreada, de azul, gris, amarillo o rojizo, cuando contiene arcillas, oxido de hierro, sílice, etc. Cristaliza en el sistema rómbico. Su densidad es igual a 2,46, y dureza igual a 3 de la escala de Mohs. De estructura compacta y sacaroideo, absorbe el agua rápidamente, convirtiéndose en yeso o algez, aumentando su volumen de 30 a 50 por 100, y esta dilatación produce grandes trastornos en los estratos que los contienen. Generalmente le acompañan el cloruro sódico y el yeso. En estado puro tienen una composición centesimal de:

SO3....................... 58,82 por 100 CaO....................... 41,18 por 100 El algez o piedra de yeso se encuentra cristalizado en el sistema monoclínico, formando rocas muy abundantes, y según su estructura, hay las siguientes variedades:

Yeso Fibroso.- Formado por el SO4Ca, 2H2O puro, cristalizado en fibras sedosas confusamente, abundan mucho en España, sobre todo en las cercanías de Madrid; en Vallecas y Vicalvaro. Con el se obtiene un buen yeso para mezclas.

Yeso Espejuelo.- Cristaliza en voluminosos cristales que se exfolian fácilmente en láminas delgadas y brillantes. Proporciona un buen yeso para estucos y modelados.

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Yeso en Flecha.- Cristalizado en forma de punta de lanza formando macla; con el se obtiene un yeso excelente para el vaciado de objetos muy delicados. Yeso Sacarino.- O de Estructura Compacta, cuando es de grano muy fino, recibe el nombre de alabastro, y es usado para decoración y escultura. Este alabastro se diferencia del calizo por no producir efervescencia con los ácidos. Yeso calizo.- O piedra ordinaria de yeso, contiene hasta un 12 por 100 de carbonato cálcico. Da un buen yeso, endureciéndose mucho después de fraguado. La piedra de yeso o algez en cualquiera de sus variedades, cuando esta pura es incolora o blanca, pero generalmente contiene impurezas, adquiriendo coloración amarilla, gris, rojiza, etc. Debidas a la arcilla, oxido de hierro, sílice, caliza, etc., en pequeña proporción.

Tiene una densidad de 2,28 a 2,32 y una dureza igual a 2 de la escala de Mohs. La composición centesimal es de: SO3.......................... 46,51 por 100 CaO.......................... 32,56 por 100 H2O.......................... 20,33 por 100 Es algo soluble en el agua aumentando la solubilidad a medida que lo hace la temperatura. Desde 0ºC a 37ºC, y después disminuye hasta 100ºC. Un litro de agua disuelve 1,76 gr., a 0ºC; 2,12 gr., a 37ºC y 1,62 gr., a 100ºC, según DEBUISSON. Es mucho más soluble en una disolución de cloruro sódico. Según RIDELL la forma cristalina del SO4Ca, 2H2O son prismas monoclínicos con 4 a 8 moléculas de agua, y mediante los rayos X se aprecia la red cristalina formada por capas de átomos de calcio y grupos tetraédricos de sulfatos separados por laminas o capas de moléculas de agua, las cuales, al ser eliminadas, no destruyen la estructura cristalina. El calor actúa sobre la piedra de yeso, de tal forma que hace que se puedan obtener las distintas variedades que se usan en construcción. La piedra de yeso cristaliza con dos moléculas de agua, es decir, es un bihidrato, SO4Ca, 2H2O. Según Van T’Hoff, de estas dos moléculas de agua, una y media molécula esta combinada débilmente, y media molécula, fuertemente. Cien partes en peso; de doble hidrato contienen 79,07 de SO4Ca, 15,70 de agua débilmente

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combinada (una y media molécula). La expulsión del agua del hidrato se hace en dos fases; en la primera se desprende la débilmente combinada, y en la segunda, la fuertemente. Cuando por la acción del calor se desprende la una y media molécula, se obtienen el semihidrato o yeso de fábrica o estuco: 2(SO4Ca , 2H2O) + calor = 2SO4Ca , H2O + 3H2O.

Si se desprende la fuertemente combinada, se obtiene, según las temperaturas, la anhidrita soluble, anhidrita insoluble o yeso muerto y yeso hidráulico o de pavimento. Se pueden clasificar los sucesivos estados del yeso, según las temperaturas crecientes de deshidratación, de la manera siguiente: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Temperatura ambiente SO4Ca, 2H2O bihidrato o algez. 128 – 180ºC formación del 2SO4Ca, H2O semihidratado. 180 – 300ºC formación del SO4Ca anhidrita soluble. 300 – 600ºC formación del SO4Ca anhidrita insoluble. 900 – 1000ºC formación de SO4Ca yeso hidráulico. 1450ºC temperatura de fusión del yeso.

La deshidratación de la piedra del yeso modifica su peso específico, el yeso bihidratado es igual a 2,32, el semihidratado, igual a 2,75, la anhidrita soluble, igual a 2,80 y el pavimento, igual a 2,80, y el de pavimento, igual a 2,95 a 25 ºC, desconociéndose el de anhidrita insoluble. La densidad aparente varia de 0,7 en la escayola a 1,05 en el yeso hidráulico. Semihidratado, 2SO4Ca, H2O, yeso de fábrica, estuco o modelado, es el más empleado en construcción. En el sulfato cálcico cristalizado en el sistema rómbico con media molécula de agua. Su composición centesimal es: SO3............................ 55,22 por 100 CaO........................... 38,57 por 100 H2O........................... 6,21 por 100

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Hay dos variedades de semihidratado, la  de fraguado rápido, y la  de fraguado lento. Se obtiene calentando la piedra de yeso hasta unos 180ºC, industrialmente. Si se parte del yeso anhidro o deshidratado y se añade agua, no se obtiene semihidratado, sino bihidratado, siendo esta la causa de no encontrarse en la naturaleza. La fabricación de los yesos hemihidratados y anhidritas se basa en la expulsión parcial del agua de cristalización, pues ya hemos dicho se halla unida con menos fuerza que los iones de Ca ++ y SO4 = entre si. Se conocen dos formas alotrópicas de hemihidratados y anhidritas solubles, la  y . La forma  es más compacta, de aspecto sedoso brillante, constituidas por finos cristales aciculares entrecruzados y se obtiene cuando la deshidratación se realiza en atmósfera de vapor de agua próximo a la saturación, como en hornos de autoclave. La forma  es esponjosa de aspecto terroso, no apreciándose los cristales más solubles que la anterior, más inestables y de menos resistencias. Se obtiene en la fabricación corriente a temperatura elevada y separación del vapor de agua. Su peso especifico es igual a 2,75 a 25ºC y la densidad aparente varia de 600 a 1000 gr/lt.

Fraguado.- Es bastante soluble en el agua el semihidratado, y según MARIGNAC, un litro de agua a 25ºC disuelve 10,5 gr., transformándose inmediatamente en doble hidrato, recuperando la misma cantidad de agua que expulso al fabricarlo. LAVOASIR explico en 1765, que el endurecimiento y fraguado del semihidrato amasado con agua es debido a la cristalización a partir de una disolución sobresaturada de cristales de bihidrato. El fraguado se verifica porque el semihidrato es más soluble que el bihidrato. Al amasarse con agua se forma una solución sobresaturada de bihidrato, y cristaliza, quedando le agua en condiciones de disolver, más semihidrato volviéndose a saturar y cristalizar, y así sucesivamente, hasta que se ha transformado toda la masa. En las aplicaciones corrientes, la cantidad de agua empleada es tan escasa, que las partículas se hallan en intimo contacto, cristalizando confusamente, formando una especie de filtro cuya resistencia es debida al entrelazado y formación radiada de las finas agujas cristalinas del sistema monoclínico. La solidez de la masa endurecida depende de la densidad de ese filtro cristalino, el cual es

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más débil cuanto mayor agua se emplea para el amasado, por que la que no se combina se evapora, dejando espacios vacíos o poros. El semihidratado empieza a fraguar al cabo de 3 o 2 minutos y termina al cabo de 15 a 20 minutos, desprendiéndose calor, elevándose la temperatura unos 20ºC. Se puede observar que se verifica una contracción, seguida por una dilatación del 1 por 100, debida a la formación inicial de la variedad rómbico y el paso a la monoclínica, que es más estable o, según LEA y DESCH, a causa de la preescisión de los cristales, el volumen total de sólido disminuye, en tanto que el espacio real ocupado por la masa de cristales entrelazados aumenta, efectivamente, al producirse cavidades en su interior. Debido a esta propiedad de la dilatación, se usa mucho para moldeo, por reproducir muy bien los más pequeños detalles del molde. La velocidad del fraguado puede ser modificado agregando substancias que disminuyen o aumentan la solubilidad del hemihidrato, con lo que se retarda o acelera su fraguado; le retarda el cloruro cálcico, cola, queratina, agua caliente, bórax, fosfato sódico, azúcar y acelera el cloruro sódico, cloruro magnésico, sulfato potásico, nitrato potásico, alumbre, acetato y citratos sódicos. La cantidad de agua de amasado en la práctica varía desde el 50 por 100, para las aplicaciones corrientes, al 60 por 100, para el de estuco, y el 70 por 100 para moldeo. Se vierte el yeso sobre la superficie del agua, dispuesta en una vasija de amasado, y se mezcla rápidamente. Según DURIEZ, las resistencias mecánicas del yeso semihidratado varia con la proporción del agua de amasado y medio de conservación, como se indica en el cuadro siguiente: Agua de amasado por 100

50 80 60 100

Resistencia en Kg/cm2 a los 28 días TRACCION Desecado Embebido 28 12 20 7 14 5 8 3

COMPRESION Desecado Embebido 100 45 90 35 65 25 40 15

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Las resistencias varían también con la clase de yeso conservado en el aire: Clase de Yeso

Agua de Amasado por 100 Resistencia en Kg/cm2 a los 28 días

Fino y vaciado Grueso Hidráulico Alumbrico

TRACCION

COMPRESION

75

18

50

60 60 35

12 16 40

55 60 150

Por mucho cuidado que se ponga en su fabricación, el yeso ordinario no esta del todo cocido, pues hay una cierta cantidad de yeso sin deshidratar, del 15 al 40 por 100, según el esmero de fabricación, lo que es favorable, pues son cristales en una disolución sobresaturada, actúan como gérmenes y aceleran el fraguado, haciendo que cristalice y endurezca. A esto se debe que no admita apenas arena, pues forma un mortero simple, usándose solo amasado con agua en la mayoría de las aplicaciones.

El yeso de adhiere poco a las piedras y maderas, y oxida al hierro, y el cinc que tenga plomo es atacado electrolíticamente. No puede usarse a la intemperie, porque la humedad y el agua lo reblandecen y degrada. Es un buen aislante del sonido y protege a las maderas y al hierro contra el fuego, porque su deshidratación lenta absorbe calor en grandes cantidades y la capa deshidratada protege luego largo tiempo a las que están debajo. Por ser soluble en el agua no se puede emplear en exteriores, debiéndose proteger con enlucidos impermeables, como las pinturas bituminosas y el aceite. El yeso bien cocido es de color blanco y da pastas untuosas. El poco cocido es árido y no forma pasta trabada, y el excesivamente cocido no forma pasta untuosa. Los yesos de mala calidad son de color amarillento, tardan mucho en fraguar y se agrietan en los enlucidos.

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“Uso de los Aglomerantes” 2.3.- Propiedades Mecánicas.- Las propiedades mecánicas del yeso son: la tracción y la compresión. Tracción.- El yeso presenta los siguientes coeficientes de trabajo a la tracción, 9 kg/cm2 a las 24 horas y 16 kg/cm2 a los 7 días. A la compresión se suele considerar 80 kg/cm2 los cuales son utilizados para la unión de mamposterías de ladrillo. Agua del amasado (%)

40 % 50 %

3 horas 11.2 8.6

6 horas 10.5 7.7

Resistencia a la tracción (kg/cm2) después de pesar

24 horas 12.6 9.6

...... 14.8 10.5

1 semana 14.0 10.0

2 semanas 11.8 10.3

3 semanas 17.3 12.5

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4 semanas 22.7 17.7

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60 % 70 %

6.0 4.6

4.7 3.8

6.5 5.0

7.8 5.3

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7.5 5.5

6.5 4.8

8.5 6.3

10.7

La resistencia de los yesos corrientes de construcción en kg/cm2 es como sigue a (los 7 días)

YESOS PASTA PURA Mortero de 1 de yeso, 1 de arena

TRACCIÓN 3a6 12 a 30 2a5

COMPRESIÓN 10 a 40 30 a 50 15 a 30

FLEXIÓN 8 6

Compresión.- El yeso presenta los siguientes coeficientes de trabajo a la tracción 9 kg/cm2 a las 24 hrs. Y 16 kg a los 7 días. A la compresión se suele considerar 80 kg/cm2, los cual es utilizado para la unión de mamposterías de ladrillo. YESOS PASTA PURA Mortero de 1 de yeso, 1 de arena

TRACCIÓN 3a6 12 a 30 2a5

COMPRESIÓN 10 a 40 30 a 50 15 a 30

FLEXIÓN 8 6

Las resistencias mecánicas del yeso semihidratado varía con la proporción de agua de amasado y medio de conservación como se indica en el cuadro siguiente: Resistencia en kg/cm2 a los 18 días H2O de amasado por 100 Tracción Compresión Desecado Embebido Desecado Embebido 50 28 12 100 45 80 20 7 90 35 60 14 5 65 25 100 8 3 40 15

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Las normas españolas UNE 41022-23 exigen las características técnicas siguientes: CARACTERÍSTICA

ESCAYOLA

YESO BLANCO

YESO NEGRO

COMPRESIÓN

> 150 (Kg/cm2)

>100 (kg/cm2)

> 75 (kg/cm2)

3.- Clasificación de las Cales La cal es el producto resultante de la calcinación y descomposición de las rocas calizas; calentando las a temperaturas superiores a los 900°C, se obtiene de la denominada cal viva, compuesta fundamentalmente de oxido de calcio. La cal no se utiliza en su forma de cal viva, por eso debe ponerse en contacto con el agua para que se apague la cal, esto es, añadiéndole agua, con lo que el oxido de calcio se transforma en hidróxido de calcio, este nuevo material recibe el nombre de cal apagada y puede presentar un aspecto polvoriento o pastoso, según sea el apagado. La cal (lo mismo que el yeso) es el aglomerante más antiguo. Ya se utilizaba varios miles de años antes de nuestra era.La cal aérea es el producto de calcinación moderada de rocas carboníferas cálcico - magnésicas: creta, caliza dolomitizada, dolomita con no más del 6 % de arcilla. El constituyente principal de la caliza es el carbonato de calcio (Ca CO3). La caliza se calcina a temperaturas de 900 - 1200° C hasta lograr el desprendimiento más completo posible de CO2 según la reacción Ca CO3 = CaO + CO2. El producto de calcinación contiene además de CaO (el constituyente principal) también cierta cantidad de óxido de magnesio que se forma como resultado de la disociación química del carbonato de magnesio: Mg CO3 = MgO +CO2. Cuando más alto sea el contenido de óxido básico (CaO +MgO) en la cal, tanto más plástica será la pasta de cal y más elevada su calidad. El contenido de partículas no hidratadas, a las cuales pertenecen las partículas poco calcinadas y recalentadas, disminuyen la calidad de la cal. Lámanse poco calcinadas aquellas partículas de la materia prima (caliza) que no se transformaron y desgrasan la pasta de cal, empeorando su plasticidad y capacidad de admitir la arena. Las partículas recalentadas vienen representadas por el óxido de calcio vitrificado de difícil hidratación, compactado a

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elevada temperatura. Estas partículas se hidratan con lentitud aumentando su volumen, lo que puede provocar el agrietamiento del enlucido o de los artículos de cal. La calcinación de la caliza se realiza las más de las veces en hornos de cuba, hacia los cuales la caliza se suministra en forma de pedazos cuyo tamaño es de 8-20 cm; la calcinación de pedazos menudos de caliza puede realizarse en hornos giratorios. Durante esta operación de desprende el bióxido carbónico que constituye el 44 % de la masa de CaCO3, por eso la cal en terrenos no hidratadas se obtiene en forma de pedazos porosos que reaccionan activamente con el agua. El apagado de la cal consiste en la hidratación del óxido de calcio tratamiento con agua la cal viva en terrones: CaO + H2O = Ca(OH)2. La hidratación va acompañada del calentamiento de la masa, a consecuencia de la liberación de una cantidad considerable de calor; 950 KJ/KG. Es el proceso de hidratación, los pedazos de cal viva se dispersan espontáneamente, disgregándose en partículas finas de Ca (OH)2 con tamaño de unos cuantos micrómetros (más finas que en el cemento). La cal aérea es el único aglomerante que se transforma al estado finamente disperso mediante la dispersión química. La gran superficie especifica de las partículas de Ca(OH)2 condiciona la elevada capacidad de retención de agua y plasticidad de la pasta de cal. Después de la sedimentación, la pasta de cal contiene alrededor del 50% de partículas sólidas de Ca(OH)2 y el 50% de agua. Cada partícula está rodeado por una capa fina de agua adsorbida que desempeña el papel de un singular lubricante hidrodinámico. La elevada plasticidad de la pasta de cal mezclada con arena, es la propiedad que tan altamente se aprecia al preparar morteros para construcción. El apagado de la cal en terrones a fin de obtener la pasta se efectúa en plantas especializadas de mortars, utilizando máquinas de hidratación de la cal. El apagado mecanizado acelera el proceso y eleva la calidad de la pasta de cal. En obras pequeñas, la cal en terrones primero se hidrata en calderas y después la pasta de cal se echa a través de una malla a una cantera de piedra de cal donde se culmina la hidratación. La pasta de cal se mantiene en la cantera no menos de dos semanas. Se prohíbe utilizar la pasta de cal, en la cual ha quedado cierta cantidad de cal viva, puesto que su hidratación en el enlucido y la mampostería provocará el agrietamiento del mortero de cal fraguado. El dependencia de la cantidad de agua añadida a la cal en terrones se puede obtener tanto pasta de cal, como cal apagada. La hidratación con el fin de obtener cal apagada se realiza en máquinas de hidratación de acción continua, en las cuales el calor y los vapores de agua que se desprenden se utilizan para convertir la cal en terrones en un finísimo polvo mullido con una masa volumétrica de 400-450 Kg/m. Durante la hidratación, la cal

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aumenta el volumen en 2 -3,5 veces; en mayor grado “se ahueca” la cal de alta actividad con elevado contenido de CaO. La calcinación a temperaturas moderadas de calizas, mármoles, tiza y otras rocas calcáreas libera denominado cal y que esencialmente es óxido de calcio (CaO). La adición de agua causa una rápida hidratación produciendo un hidróxido de calcio Ca (OH)2 o cal hidratada. La fabricación y uso de la cal es tan antigua como la civilización. Los egipcios la utilizaron como material de argamasa en la construcción de las pirámides, y la importancia de su uso no ha disminuido hasta el presente. En la industria química se utiliza como agente neutralizante, floculante, agente cáustico, lubricante, desecante, solvente y para la hidrolización y absorción. La cal se usa extensamente en el ablandamiento del agua al remover los carbonatos o dureza temporal . Desde el punto de vista de su empleo en la construcción y atendiendo a su fraguado las cales pueden ser aéreas o hidráulicas. La cal aérea esta constituida fundamentalmente por oxido de calcio y tiene la propiedad de endurecer después de ser amasada con agua, solamente en contacto con el aire, por acción del anhídrido carbónico.

“Tipos de Cal” MATERIALES AGLOMERANTES (YESOS, CALES Y ASFALTOS)

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Es raro encontrar rocas calizas que contengan únicamente carbonato cálcico; lo corriente es que su composición entren otros cuerpos como arcilla, magnesio, hierro, etc, según esta composición, las cales pueden ser: Dolomíticas, grasas e hidráulicas. La cal dolomita se denomina también cal árida o magra es una cal aérea con un contenido de oxido magnesico superior al 5% que al apagarla, forma una pasta gris, poco trabada que no reúne condiciones para ser utilizada en construcción. La cal grasa es una cal aérea que contiene como máximo un 5% el oxido magnesico, una vez apagada, da una pasta fina untosa, trabada y blanda. La cal hidráulica procede de la calcinación de rocas calizas que contienen mas del 5% de arcilla, este producto reúne además, las propiedades de las cales grasas, la de poder endurecerse y consolidar en sitios húmedos y debajo del agua.

3.1.- Tipos de Cales.-

Las cales se dividen en cuanto a su fraguado en: Aéreas e hidráulicas, según sea que fragüen sólo en el aire o también bajo el agua. Admiten otras divisiones en cuanto a su tamaño o a su composición química.  Cales aéreas.- Son productos sencillos en su composición y acción. Se obtienen calcinando una caliza: CaCo3 =Ca + CO2 Agregando agua: Se obtiene así la llamada cal apagada que es la que se usa con fines constructivos. La última ecuación escrita representa el apagamiento de a cal; las proporciones para este apagamiento son: 75,7% de cal viva (CaO) y 24,3 % de agua; pero debemos agregar que esta última se agrega siempre en exceso con el fin de conseguir un buen apagamiento. El fenómeno se produce con gran desarrollo de calor y volumen (de 2,5 a 3 veces el primitivo). El exceso de agua tiene el inconveniente de hacer que el producto resultante sea fraguado más lento.

Según la composición química, se habla de cales puras, cales magnésicas y de cales dolomíticas. El cuadro siguiente da la composición de la mayor parte de las cales vivas norteamericanas:

COMPONENTES Puras CaO MgO SiO2

94,28 1,39 0,81

TIPOS DE CALES Magnésicas

Dolomíticas

81,62 9,26 3,12

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50,13 36,12 0,87

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Al2O3 Fe2O3 CO2

0,23 1,66 0,83

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0,41 4,18 0,18

0,29 1,06 10,63

En Chile se vende la cal viva, siempre con un poco de agua se comprende, debiendo el constructor apagarla en cada caso. Las fábricas modernas europeas y norteamericanas expenden directamente la cal ya apagada. Esta cal apagada al agregarle agua endurece. La reacción que se verifica es la siguiente: Ca (OH)2 + CO2 + nH2O = Ca CO3 + (n+1) H2O Calcárea.- Es el producto resultante de la descomposición por el calor de las rocas calizas. Si éstas son puras y se calientan a temperatura superior a 900°C, se verifica la siguiente reacción: CO3Ca + calor ---> CO2 + Ca O El carbonato cálcico CO3Ca se descompone, dando anhídrido carbónico CO2 que es gaseoso y se desprende junto con os humos del combustible y el óxido del calcio CaO. Cal Viva.- Al óxido de calcio se llama también cal viva, siendo un producto sólido, de color blanco, amorfo aparentemente, pues cristaliza en el sistema regular, cuando se funde a 2.570° C, con un poco especifico igual a 3,I8 o 3, 40, según sea cocida a baja o alta temperatura, respectivamente; inestable, por tener gran avidez para el agua con la que reacciona de la siguiente manera: CaO + H2O = Ca (OH)2 +I5. I00 calorías. Produciéndose hidróxido cálcico Ca (OH)2 o cal apagada, desprendiendo calor, elevándose la temperatura a unos 160° C. pulverizándose y aumentando considerablemente de volumen aparente. Esta avidez para el agua es tan grande que absorbe el vapor de agua de la atmósfera y la de las substancias orgánicas produciendo efectos cáusticos. El hidróxido cálcico es un cuerpo sólido, blanco, amorfo, pulverulento, algo soluble en el agua I,23 gr, litro a 20°C, a la que comunica un color blanco

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(agua de cal o lechada) , y en mayor cantidad forma con ella una pasta muy trabada , fluida y untuosa, llamada cal apagada . La cal apagada en pasta tiene la propiedad de endurecer lentamente en el aire, enlazando los cuerpos sólidos, por lo cual se emplea como aglomerante. Este endurecimiento recibe el nombre de fraguado, y es debido primeramente a una desecación por evaporación del agua con la que se formó la pasta, y después a una carbonatación por absorción del anhídrido carbónico del aire: Ca (OH)2 + Co2 = CO3Ca+H2O Formándose carbonato cálcico y agua , reconstituyendo la caliza de que se partió. Esta reacción es muy lenta, pues empieza a las veinticuatro horas de amasar la pasta y termina al cabo de los seis meses, por lo que las obras en que se emplea tardan en secarse y adquirir la solidez definitiva. Se verifica sólo en el aire seco: en el húmedo, con mucha dificultad, y no se realiza dentro del agua, pues la disuelve, no sirviendo para obras hidráulicas. Por otro lado, al fraguar experimenta una contracción o disminución de volumen, que unida a la que experimenta por el peso propio de la obra, produce asientos y grietas.

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Clasificación.- Las calizas naturales casi nunca son la especie química carbonato de calcio, pues le acompañan otros cuerpos como la arcilla, magnesia, hierro, azufre, álcalis y materias orgánicas, las cuales, al calcinarse, de no volatizarse, comunican a la cal propiedades que dependen de la proporción en que entran a formar parte en la piedra caliza y clasifican en cales, gramas e hidráulicas.

Cal Grasa.- Si la caliza primitiva contiene hasta un 5 por 100 de arcilla, la cal que produce al calcinarse se la denomina cal grasa, y al apagarse da una pasta fina trabada y untuosa, blanca, que aumenta mucho de volumen, permaneciendo indefinidamente blanda en sitios húmedos y fuera del contacto del aire, y en el agua termina por disolvente. Se llama rendimiento de una cal a la relación que hay entre el volumen resultante de la pasta y el primitivo de la cal viva. Con las buenas cales grasas llega a ser tres veces y media; con litros de cal viva se suelen obtener hasta 300 litros de cal en pasta. El peso específico es igual a 2,25 y la densidad aparente, 0,4. Cales Áridas o Magras.- Son las que producen de calizas que, aun teniendo menos del 5 por I00 de arcilla, contiene, además, magnesia en proporción superior al I0 por I00 (dolomías). Al añadirles agua forman una pasta gris poco trabada, que se entumece menos y desprende más calor que las cales grasas. Al secarse en el aire se reducen a polvo, y en el agua se deslíen y disuelven. Por estas malas cualidades no se usan en construcción. Cales hidráulicas Arcillosas.- Proceden de la calcinación de calizas que contienen más del 5 por I00 de arcilla, dan un producto que reúne, además de las propiedades de las cales grasas, la de poderse endurecer y consolidad (fraguar) en sitios húmedos y debajo del agua.

Cales Hidráulicas.- Estas cales tienen la propiedad especial de fraguar en el aire. Fueron estudiadas por John Lureaton a mediados del siglo XVIII. Presentan una composición tal, que junto a la cal existen: SiO2, Fe2O3 y Al2O3, parcialmente combinados con ella. No faltan nunca el silicato tricálcico (3CaO, SiO2)y el aluminato bicálcico (2CaO, Al2O3); existe también el silicato trimagnésico (3MgO,SiO2) y un aluminato doble de fierro y

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magnesio cuya fórmula es 2MgO, Al2O3 ,Fe2O3) . La proporción de todos estos últimos compuestos es muy inferior. A un producto así, conteniendo todas estas sustancias, se le llamó cal hidráulica; seria en realidad el producto de una calcinación de una caliza impura, que una vez apagado, fragua tanto en el agua como en el aire. Estas cales presentan, como vemos, una composición mucho más complicada que la de las cales aéreas composición que podrían asimilar a la del cemento Portland. Son en realidad una mezcla de cal aérea y cemento, y una forma de fabricarlas mezclando esos productos. Respecto a ésto le Chatelier que; “cuando una cal hidráulica contiene 80% de CaO y 20 % de SiO2 , se combina en tal forma que un 60 5 de la cal que contiene , se transforma en silicato cálcico , debiendo apagarse el 20% restante “ esta es la llamada composición ideal. Este 20% de cal al apagarse provoca un aumento de volumen que hace disgregarse el producto, obteniéndose así una molienda muy económica. Desgraciadamente esa proporción es muy difícil de obtener; habría que partir de un 13,25 de SiO2 y de un 86,8 % de CaO, pero la sílice no aparece toda combinada y hay un exceso de cal libre .En la práctica debe usarse de 70 a 80 5 de carbonato de calcio , resultando un exceso de sílice como sustancia agregada que no molesta grandemente; el producto que resulta presenta propiedades más débiles . Las cales hidráulicas presentan propiedades intermedias entre los cementos y la cales aéreas. Según la cantidad de sílice, alúmina y óxido de fierro que contengan, pueden dividirse en: CALES DÉBILMENTE HIDRÁULICAS y CALES EMINENTEMENTE HIDRÁULICAS. Las primeras fraguan entre los 10 y 30 días y las segundas entre los 2 y 10 días. Comparadas las eminentemente hidráulicas con los cementos Portland y naturales, resultan débilmente hidráulicas. Estas cales hidráulicas a pesar de su nombre, no convienen en fundaciones bajo el agua por ser de fraguado muy lento y presentan el inconveniente de la formación de la cal apagada (CA(OH)2) que en contacto con el agua se disgrega; además, su resistencia relativamente pequeña hace imposible la competencia con el cemento. El procedimiento de la calcinación, para la obtención de las cales hidráulicas, es análogo al de las aéreas con la sola diferencia que la temperatura no debe ser menor que 1000° . El apagamiento que es la operación más importante, se hace hoy día casi exclusivamente en las

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fábricas, por ser muy delicada. Respecto a los hornos que se usan, son los mismos de las cales aéreas de combustible separado y de dimensiones menores. Una vez efectuado el apagamiento, se pasa el producto a los separadores rotarios, que son cedazos prismáticos ortogonales de eje ligeramente inclinado que tiene telas de 220 a 324 mallas por cm2. El producto así fabricado se llama cal de primera clase o flor de cal. El residuo contiene los trozos crudos o recocidos; a los no apagados se les somete a un apagamiento más prolongado que el anterior y se mezclan con flor de cal, obteniendo así un producto de partículas crudas, recocidas o hidratadas conocido con el nombre de Cemento Grappier o cal de Residuos que se emplea después de reducir a polvo fino, para mayor hidraulicidad y aumentar la energía a las cales débiles a causa del silicato de cal que contiene. Así,si a las débilmente hidráulicas le agregamos Grappier éstas se transforman en eminentemente hidráulicas . Si a las eminentemente hidráulicas les agregamos Greappier obtenemos simplemente un cemento. El Grappier molido, después de su mayor refinamiento, se vende mezclado con cemento el nombre de cemento de residuos y es un producto de fraguado lento que debe ser usado con muchas precauciones. Antes de terminar con lo referente a cales diremos que en cuanto a resistencia, la tasa admisible a la tracción no pasa en las aéreas de 4 a 5 Kg/cm2 y en las hidráulicas de 8 a 10 Kg/cm2. En cuanto a la compresión, resisten la cuarta parte que el mortero de cemento, debido a esto la tasa de trabajo no pasa de 8 Kg/cm2 en las cales aéreas y de 115 Kg/cm2 en las hidráulicas.

FABRICACION DE LA CAL EXTRACCION

De las piedras en galería o a cielo fragmentándolas después al tamaño de guijarro.

CALCINACION DE LAS ROCAS

Se practica de distinta forma, según los medios y materiales de que disponga. La temperatura que hay que alcanzar es superior a 900°C y es conveniente que las piedras no pierdan el agua de cantera e incluso humedecerlas para acelerar su descomposición. Esta calcinación puede ser el aire libre con llama, practicando

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un horno en una ladera y formando un hogar con piedras gruesas; el combustible suele ser leña o ramas, con el inconveniente del desaprovechamiento de calor y la desigualdad de cocción. También se puede realizar al aire libre, mediante capas alternativas de carbón vegetal o hulla menuda y piedra caliza fragmentada formando un montón de 3 m. de altura, y se cubre el montón con arcilla, arena y paja: para evitar perdida de calor, se prende fuego y la calcinación dura una semana, hasta que una vez enfriado, se separa la cal viva de las cenizas.

APAGADO DE LA CAL

La calcinación de hornos intermitentes construidos con ladrillos de 5 m de altura sección circular en planta y ovalada en alzado; al llenarlo se forma una bóveda con piedras gruesas y el resto es caliza triturada; el combustible es leña o turba. La calcinación dura 3 ó 4 días, dándose por terminada cuando hay un asentamiento de 1/5. Existe otro tipo de hornos continuos en los que la calcinación pueden ser o por llamas o por capas; Estos hornos están formados por dos troncos de cono unidos por sus bases mayores, de 10 m de altura y revestidos interiormente con refractario. Se carga por el tragante caliza machacada y hulla o antracita, descansando toda la masa sobre una parrilla, la ceniza atraviesa la parrilla y la cal cae por una compuerta lateral. Consiste en poner la cal viva en contacto con el agua para que se hidrate. Se puede realizar por varios procedimientos: apagado espontáneo al aire, poniendo los terrones de cal en un cobertizo, con lo que la cal absorbe el vapor de agua de la atmósfera. El apagado dura tres meses, pero tiene el inconveniente de absorber también el anhídrido carbónico, lo cual no da buenos resultados. Apagado por aspersión: se riega la cal con una regadera que proporcione del 15 al 50% del agua, que pueden recubrir los montones de cal mojada con arena, se apaga

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lentamente y se puede conservar cierto tiempo. Apagado por inmersión: los trozos de cal del tamaño de una nuez se sumergen en agua, dentro de cestas, durante un minuto, se sacan y se dejan en cajas para que se reduzcan a polvo.

CONSERVACION CALES

DE

Apagado por fusión: se extiende una capa de terrones sobre un deposito metálico y se añade un volumen igual de agua, se mueve y se añade mas agua hasta duplicar el volumen, y se vierte el contenido del deposito en una zanja, con lo que el agua sobrante se filtra y los granos o impurezas quedan en el deposito. Se deja reposar la cal 6 días, si se va emplear para morteros, y 20 días si ha de servir para revocos. El apagado más utilizado actualmente es en autoclaves: una vez introducida la cal en el autoclave, se inyecta vapor de agua a presión; con este procedimiento se consigue una cal muy plástica que permite obtener enlucidos más fáciles de extender con la llama. LAS La cal viva se puede conservar en el terrones hasta 5 ó 6 meses, colocándolas sobre un lecho de cal apagada en polvo de 20 cm de espesor y cubriéndola con la misma cal apagada ligeramente comprimida. La cal apagada en forma de polvo puede conservarse en silos o barriles resguardados de la humedad. Para la conservación de la cal en pasta, se recurre a unos fosos impermeables y se tapan con unos 30 cm de arena.

3.2.- Propiedades Físico - Químicas de los Cales Se obtiene así la llamada cal apagada que es la que se usa con fines constructivos. La última ecuación escrita representa el apagamiento de a cal; las proporciones para este apagamiento son: 75,7% de cal viva (CaO) y 24,3% de agua; pero debemos agregar que esta última se agrega siempre en exceso con el fin de conseguir un buen apagamiento. El fenómeno se produce con gran desarrollo de calor y volumen (de

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2,5 a 3 veces el primitivo). El exceso de agua tiene el inconveniente de hacer que el producto resultante sea fraguado más lento. Según la composición química, se habla de cales puras, cales magnésicas y de cales dolomíticas. El cuadro siguiente da la composición de la mayor parte de las cales vivas norteamericanas:

COMPONENTES CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3 CO2

Puras

CALES Magnésicas

Dolomíticas

94,28 1,39 0,81 0,23 1,66 0,83

81,62 9,26 3,12 0,41 4,18 0,18

50,13 36,12 0,87 0,29 1,06 10,63

En Chile se vende la cal viva, siempre con un poco de agua se comprende, debiendo el constructor apagarla en cada caso. Las fábricas modernas europeos y norteamericanas expenden directamente la cal ya apagada Esta cal apagada al agregarle agua endurece. La reacción que se verifica es la siguiente: Ca (OH) 2+ CO 2 + nH2O= Ca CO3 + (n+1) H2O El CO2 que aparece en la ecuación anterior proviene del aire. Debe usarse exceso de agua, ya que haciendo actuar el CO2 seco sobre la cal apagada seca no se produce ninguna reacción. Esta reacción es hasta cierto punto reversible pues la piedra que se obtiene es el carbonato de calcio, de la cual hemos partido para la preparación de las cales; es una reconstitución de la piedra primitiva análoga al caso del yeso. Si se trata ahora de cales magnésicas, las reacciones son las mismas. Todas estas cales no fraguan en el agua. El carbonato de calcio con agua en presencia de CO2 se transforman en bicarbonato (1Kg. de cal se puede disolver en 1m cúbico de agua que contenga CO 2): CaCO3+ CO2 + H2O = Ca(HCO3)2 este bicarbonato puede ceder CO2 y se tendrá: Ca(HCO3)2=CaCO3 +CO2+H2O

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o sea que el bicarbonato esencialmente soluble , se transforma en carbonato de calcio insoluble , que se deposita . Así se explica el depósito en las cañerías, sobre todo en instalaciones de agua caliente.

“Explotación de la Cal” La cal nunca se usa completamente pura, por dos razones: el fraguado se produce rápidamente produciendo gran contracción y grietas y que arena se abarata el producto y la contracción es menor. La proporción de los morteros de cal y arena varía de 1:1 hasta 1:4. Además con arena el endurecimiento es más rápido porque hay más contacto con el aire. Se apura generalmente el fraguado de la cal colocando braseros que producen el CO2. La cal fragua pero en forma homogénea y es así como en paredes viejas se ha encontrado que la cal en el centro aún no había fraguado. Las cales aéreas no deben usarse en partes húmedas, ni en murallas muy gruesas. La humedad, que se reconoce por los musgos que aparecen, ha hecho desprenderse en algunos casos, murallas enteras.

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Fuera de la clasificación ya hecha de las cales éstas admiten otra división. En Francia se acostumbra dividir las cuales apagadas, en cales MAGRAS y cales GRASAS, según sea el porcentaje de CaO que contengan ya que mientras más pura es la cal, más aumenta su volumen al fraguar. Las cales grasas son las que contienen más de 90 5 de CaO; las cales magras son aquellas que contienen no menos de 75 % ni más de 90 % de CaO. Por este motivo a las primeras se les llama cales GORDAS y a las otras cales FALCAS. En cuanto a las propiedades de estas diversas cales, podemos decir que las magnésicas y dolomíticas son tan buenas como las puras en cuanto al apagamiento, aunque la cales puras presentan un mayor aumento de volumen una mayor elevación de temperatura y mayor rapidez. Ahora, en cuanto a la resistencia, las cales magnésicas son más resistentes que las cales puras. En cuanto a la plasticidad, también son superiores las cales magnésicas,que tiene mayor plasticidad . Sin embargo, las magnésicas admiten menor proporción de arena, es muy difícil ir más allá del mortero 1:3. A pesar de todo, las cales puras tienen ventajas sobre las otras a causa de su fraguado más rápido y se recomienda a pesar de su menor resistencia para construcciones más pesadas, usando las magnésicas en construcciones ligeras. La cal apagada en fábricas, da una mayor resistencia en los morteros debido a que al apagamiento es más prolijo. Tiene como desventaja dar morteros menos plásticos que no se prestan para estucos y una capacidad menor para unirse con la arena. Al agregar arena a la cal, no sólo se persigue una economía sino un aumento de superficie y una disminución de la contracción; introduce una mayor resistencia y evita la formación de grietas; análogo al caso de los cementos. En cuanto a las aplicaciones de estas cales aéreas, podemos decir, que no pueden usarse jamás en lugares húmedos pues se disgrega; esto sucede también en muros de poco peso. Una manera para evitar que suba la humedad a los muros, es colocar piedras en los cimientos, no tanto para soportar resistencia a solicitaciones, como para impedir la capilaridad de la humedad que puede subir hasta 2 mts. La mejor forma de evitar esto la tenemos indicada en, después de la capa de piedra viene una capa de asfalto que impermeabiliza la muralla. Respecto a la tasa de trabajo de estas albañilerías de cal, no debe pasar de 8 Kg/cm 2: en Santiago no se usan estas construcciones, ya que su uso como estudio no se justifica a pesar de ser tan barato .

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PROPIEDADES DE LAS CALES HIDRAULICAS Composición Química Varia según su Si O2.........................15 -26 por 100 hidraulicidad Ca O..........................15-66 Al2O3........................ 2-10 Fe2O3 ................................0.5 -5 Aproximadamente tienen la CaO ..................................59.5 por 100 composición media según LA FUMA SiO2................................. 19.5 Al2O3.................................4.4 Fe2O3.................................1.3 MgO...................................1.5 SO3...................................0,6 Perdida al fuego......................13.4

Fraguado.- Se admite que la cal se solidifica por la cristalización del hidróxido cálcico o cal apagada, al carbonatarse con el anhídrido carbónico del aire o el disuelto en el agua de amasado, y los silicatos forman con el agua de amasado y con la del medio ambiente hidrosilicatos e hidroaluminatos de cal, insolubles que cristalizan, pudiendo el agua disolver más productos anhidros y volviendo a cristalizar, formando disoluciones sobresaturadas, cuyos cristales se entrecruzan y sueldan, constituyendo la solidificación y el ulterior endurecimiento. Ya vimos que el tiempo de fraguado guarda una estrecha relación con el índice de una cal, y que variaba, desde dos días, para las eminentemente hidráulicas a treinta y seis días, para las débilmente hidráulicas y recordamos que dicho índice es la relación en peso entre la sílice, la alúmina y hierro a la cal y la magnesia: i = SiO2 +Al2O3 + Fe2 O3 CaO +MgO El color es tanto más oscuro mayor es el índice hidráulico. Las alteraciones en el tiempo de fraguado y la elevación de la temperatura son indicios de que, habiendo la humedad, están pasadas o aireadas. Densidad.- Las cales débilmente hidráulicas tienen una densidad aparente comprendida entre 500 y 600; las medianamente hidráulicas, de 600 -800 gr/1 y las eminentemente

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hidráulicas de 800-900 gr por litro. La densidad real varía de 2,7 a 2,9, según su índice hidráulico. Finura.- Dejan un residuo del 3 al 5 por 100 en tamiz de 900 mallas/cm 2, y de 20 a 25 por 100 en el de 4.900 mallas/cm2. Resistencias.- El mortero 1:3, amasado con arena normal y conservando en agua alcanza a los veintiocho días de 15 a 80 Kg./cm2 a compresión según su hidraulicidad. Tabla Características técnicas de las cales Según UNE 41 .067-8 CKASE DE CAL

COMPOSICIÓN QUÍMICA CaO+Mg CO2 SiO2+Al O máx. 2O2+Fe2 minimo O2 % mínimo % % Cal aérea I...... 90 5 -Cal aérea II..... 60 5 -Cal hidráulica -5 20 eminente I -5 15 Cal hidraulica -5 10 normal II. Cal hidráulica mediana III

RESIDUO MAXIMO SOBRE TAMICES 0,2 0,08 FlexoComprensión tracción kg/cm2 % % kg/cm2

5 15 3 10 10

10 -----

--25,0 12,5 --

--80,0 40,0 15,0

3.3.- Propiedades Mecánicas De un aglomerante es la relación en peso entre la silice, más la alúmina, más el hierro a la cal, mas la magnesia: SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 I = ------------------------------------CaO + MgO La relación inversa del índice hidráulico se llama módulo hidráulico:

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CaO + MgO M = -----------------------------------SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 Según el índice hidráulico, tiempo de fraguado, y medio de conservación es: Naturaleza de los Productos

Cal Grasa y Magra

Indice Hidráulico

0.0 – 0.10

% de Arcilla en

Tiempo de

la Caliza

Fraguado en

Primitiva

Agua

0.0 – 5.3

_

Observaciones

Fraguan solo en el aire

Cal Débilmente Hidráulica

0.10 – 0.16

5.3 – 8.2

16 - 30

Días

Cal Medianamente

0.16 – 0.31

8.2 – 14.8

10 – 15

Días

Cal Propiamente Hidráulica

0.31 – 0.42

14.8 – 19.1

5–9

Días

Cal Eminentemente

0.42 – 0. 50

19.2 – 21.8

2–4

Días

Cal Límite o Cemento Lento

0.50 – 0.65

21.8 – 26.7

1 – 12

horas

Cemento Rápido

0.65 – 1.20

26.7 – 40. 0

5 – 15

minutos

Hidráulica

Hidráulica

4.- Origen y Formación de Yacimientos Naturales de Yesos en Bolivia Yeso .- En Bolivia los yacimientos de yesos se encuentran ampliamente distribuidos en el altiplano, asociados a los red beds o sedimentos rojos del terciario ya sea como horizontes interestratificados, de gran extensión o formando estructuras diapiricas relacionadas a las grandes zonas de dislocación tectónicas que se observan desde el desaguadero en el norte, hasta Río Mulatos en el sur de Bolivia.  Los domos diapiricos de rocas yesiferas ubicadas al pie oriental de la serranía de Huayllamarca desde Chacarilla a Chuquichambi, forman

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pequeños montículos alongados y constituyen los depósitos más típicos de esta clase de diarismo.  Las capas de yeso interestratificado en sedimentos horizontales (Nazacara) o fuertemente inclinados (Milluni, La Paz) constituyen depósitos típicos de mantos.  El alabastro blanco solo se lo conoce en Colcha (Arque).  La selenita se presenta en grandes cristales en las magras multicolores de Corocoro. Son muy notables las capas de yeso blanco recristalizado en la región de Cristal Maya, Chapare. La anhidrita que ha dado lugar a la formación del yeso por la absorción de agua se la encuentra en Entre Ríos y San Simón Tarija de las minas de sal

“Yacimientos de Yeso en Bolivia” Cales.- Las calizas son rocas sedimentarias de origen químico y orgánico formadas en ambientes marinos y/o lacustres constituidas esencialmente por carbonatos de calcio Ca CO3; que tienen como impurezas Mg, Si ,Al K ,P, generalmente en forma de óxidos .

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Las calizas muestran una gran variación en sus propiedades físicas, cristalización, textura, tamaño y forma de grado, naturaleza de la cementación fragilidad y dureza. Estas propiedades no solamente tienen mayor o menor influencia sobre los métodos de extracción y costos de explotación, sino que también influyen en la naturaleza de los productos finales como por ejemplo, en la obtención de cemento o cal. El travertino y el mármol, son rocas con altos porcentajes de calcio, pero de distribución geográfica muy reducida en Bolivia, por lo que su explotación en mínimo. El travertino es una caliza más o menos compacta depositada por soluciones frías o calientes alrededor de manantiales.

“Yacimientos de Cal en Bolivia” 5.- Grandes Depósitos de Yesos en Bolivia DEPARTAMENTO LA PAZ

DEPOSITOS DE YESO EN BOLIVIA UBICACIÓN

YACIMIENTOS

Región norte del lago Titicaca

Puerto Acosta Chuma – Ambaña Ancoraimes Sorata: Las cavernas de San Pedro han sido labradas Gruta de San Pedro

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naturalmente en depósitos yesiferos, aunque no tienen importancia económica constituyen una rareza mineralógica y un lugar de atractivo turístico. Quehuaya: Depósitos de yesos asociados a calizas. Tiwanacu: Unos 10 kilómetros al pie del Chilla un afloramiento explotado, en pequeña escala, tiene un contenido de 87% de CaSO4 , 2H2O y reservas de 20000 toneladas. Achachicala: Cerca de la ciudad de La Paz existen grandes depósitos de yeso de buena calidad que son explotados para la fabricación de estuco. Las reservas están calculadas en 700000 ton, con una vida útil del yacimiento de 200 años a una producción de 3500 ton/año. La continuación de la escama yesifera de Achachicala sigue en Achumani a solo 8 Km del barrio de Calacoto – La Paz. Se trata de depósitos de buena calidad e importantes reservas. Constituye el limite septentrional del afloramiento del yeso que comienza en Milluni y que en Palca disminuyen la calidad y las reservas. Extensas terrazas del rió Desaguadero, formadas por yesos y margas se presentan en la planicie de Nazacara, y llegan hasta San Andrés. Son depósitos que el suelo del suelo de la planicie. Afloramientos yesiferos localmente desarrollados por diapirismos y cubiertos en parte por sedimentos sueltos. En los alrededores del pueblo se presentan varios diapiros yesiferos. Las margas yesiferos terciarias de esta región forman los cerros blancos tan característicos en esta área. Importantes reservas estimadas en 500000 ton, pueden ser aprovechadas en el futuro. El ferrocarril constituye un buen medio de transporte. El yeso de esta zona se relaciona con estructuras diacríticas y también se presenta como horizontes

Quehuaya Chilla

Milluni

Achumani

Palca

San Andrés Nazacara

Comanche Marquiaviri Caquiaviri Estación Pando

Jalluma Corocoro

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ORURO

POTOSI

COCHABAMBA

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interestratificados con Margas y arcillas rojas que sobrepasan los 100 metros de espesor. Las reservas se estiman en 2000000 ton. Existen grandes cantidades de yeso con reservas calculadas en 50000000 ton. En la zona de Curahuara de Carangas, Chuquichambi y a lo largo de la serranía de Huayllamarca, donde existen innumerables afloramientos de yeso de buena calidad con cristales de selenita. Las reservas se han estimado en 70000000 ton. Zona de Tambo Tambillo. Sobresalen en el paisaje depósitos de yeso diapirico por su coloración en tonos cenicientos. Los depósitos de mayor importancia con reservas estimadas en 5000000 ton. Estos depósitos se extienden a varios lugares de la provincia Ladislao Cabrera, teniendo el ferrocarril Oruro Estación Sevaruyo como la principal vía de comunicación, aunque de este punto, los caminos de acceso a este depósito están en muy malas condiciones. Los depósitos de yeso tan abundantes en La Paz y Oruro disminuyen notablemente en el departamento de Potosí. Aunque se observan afloramientos de yeso estos están mezclados con arenas y arcillas rojas. Extensas estructuras con intercalaciones de yeso en capas de 1 a 8 metros de espesor atraviesan toda esta área. El ferrocarril Cochabamba-Oruro constituye un excelente medio de transporte. El yacimiento de Palermo, situado cerca de la estación de Arque tiene las siguientes características: tres horizontes de yeso blanco fibroso de 7,8 a 12 metros de espesor con una composición promedio de 96% de CaSO4 , 2H2O. Reservas positivas 200000 ton reservas probables 300000 ton. En la zona de influencia del ferrocarril entre Cochabamba y Colcha, alrededor del área de Sipe

Veta Verde

Callapa Ulloma Crucero Chuquichambi Tacahua Casana Jay Jay Cerro Campana

Sevaruyo

Alamos Miraflores Vilaque

Sipe Sipe Santivañez Parotani Capinota Arque Colcha Cristal Mayu Chapare Pasorapa

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–

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CHUQUISA -CA

TARIJA

SANTA CRUZ

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Sipe, Santivañez, Parotani, Orcoma, Sicaya, Capinota y Arque, se puede establecer una reserva de 5000000 ton de yeso. Pasorapa depósitos de yeso en capas de 15 a 20 metros de espesor con 90% de CaSO4 , 2H2O y 20000 ton de reservas. Los depósitos de yeso en el departamento de Maragua Chuquisaca son escasos y se tienen pocas referencias de su existencia. Maragua a 50 Km al oeste de Sucre sin caminos carreteros; existen afloramientos de yeso intercalados con calizas, areniscas y lutitas de poco valor económico. Son los yacimientos más importantes del departamento Milluni de Chuquisaca, con 1500000 ton de yeso con 99% de Ravelo CaSO4 , 2H2O. Esta situado de 50 a 60 Km sobre el camino Sucre-Ravelo. El depósito se ubica a 150 Km al suroeste de Entre Ríos

Villamontes en una zona de fracturación de 8 metros de potencia y 150 metros de afloramiento. Las reservas se estiman en unas 7000 ton aunque con problemas de explotación por el buzamiento de las estructuras. Se ubica a 3 Km al norte de Entre Ríos, en un relleno de falla de 5 metros de largo, con un desnivel de 10 metros. Las reservas se estiman en 10000 ton. En varios lugares de la serranía de San Simón y en el rió Pilcomayo /40/ al norte de Villamontes existen pequeños afloramientos de yeso que no han sido investigados. En este departamento no existe ningún yacimiento importante de yeso, pequeños afloramientos sin ningún significado económico.

Quebrada el Saladillo

San Simón

El Nogal Venadillos -Nairama Río Sagueyo-Buena Vista Aimiri

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CALES.- La piedra caliza se encuentra en la naturaleza, formando masa considerables, llamadas yacimientos, pero no se presenta puras sí no con otros cuerpos, lógicamente en proporciones menores como la arcilla, magnesio, hierro, azufre, materias orgánicas y otros, según estos se denominan calcita, caliza, creta e inclusive mármol. En general es un sólido blanco, amorfo, pulverulento muy inestable por su gran avidez al agua. Las calizas son rocas sedimentarias de origen químico y orgánico formadas en ambientes marinos y lacustres constituidas esencialmente con carbonato de calcio CaCO3; que tiene en impurezas Mg, Si, Al, K, P, generalmente en forma de óxidos. Las calizas muestran una gran variación en sus propiedades físicas, cristalización, textura, tamaño y forma de grano, naturaleza de la cementación, fragilidad y dureza. Distribución geográfica de los depósitos de calizas.- Por los trabajos de campo y bibliografía consultada se ha podido establecer la existencia aproximada de 92 depósitos de caliza en todo el territorio nacional. Este dato puede variar de acuerdo a estudios posteriores de mayor detalle.

DEPARTAMENTO LA PAZ ORURO POTOSI COCHABAMBA CHUQUISACA TARIJA SANTA CRUZ TOTAL

YACIMIENTOS DE CAL EN BOLIVIA # DE YACIMIENTOS YAC. IMPORTANTES 18 5 26 16 12 6 9 92

6 1 2 3 2 1 1 16

Principales Características de los Yacimientos de Caliza.- Las calizas no pueden resistir los altos costos de transporte a distancias muy grandes de los centros de consumo, por lo que su utilización estará en razón directa a la infraestructura caminera de los diversos departamentos, en virtud de una mejor accesibilidad y la cercanía a ciudades importantes, en algunos casos los yacimientos pueden ser utilizados con mayor ventaja por la industria de departamentos a los cuales no pertenecen geográficamente, tal es el caso de las calizas

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de Camargo, ubicadas en el departamento de CHUQUISACA, que están situadas con relación a la ciudad de Potosí que a la ciudad de Sucre.

“Características de Yeso” 6.- Aplicación de los Yesos y Cales en las Construcciones Civiles YESOS.- Son numerosas y variadísimas las aplicaciones del yeso en mucha clase de trabajos. Para su clasificación según su utilidad la agruparemos en: Obras de albañilería, fabricación de piedras artificiales, decoración y como adherente. También se emplea en agricultura, cirugía, etc., aunque únicamente nos ocuparemos de los primeros trabajos por ser estos los que atañen a nuestro estudio. Obras de albañilería.       

Como aglutinante, mediante morteros simples o compuestos. Para la fabricación de hormigones de yeso. Para la construcción de muros y paredes. Para la construcción de pilares. Para la construcción de tabiques. Para revoques, enlucidos, esgrafiados y estucos diversos. En la construcción de pavimentos y terrados.

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   

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En la construcción de arcos y bóvedas. Para la confección de suelos y techos o cielo rasos. Como aislante de sonido. Como elemento de defensa contra incendios.

“Usado en Trabajos de Albañilería” En la fabricación de piedras artificiales o piezas prefabricadas.  Para hacer ladrillos y bloques de yeso.  Para placas, obtenidas sobre moldes pulimentados de mármol o vidrio.  Para baldosas.

En decoración.  Para elementos decorativos, cornisas, frisos, plafones, florones, motivos de adorno, etc.

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 Para artesonados. Como adherentes.

“Usada como Adherente” Dada su gran pastosidad y la facilidad con que se adapta a las superficies rugosas se emplea en:  Construcción de muros, paredes y tabiques.  Para fijación de tacos de madera en paredes.  Para fijar azulejos, mayólica o cerámica.  Para fijar elementos de madera o hierro a las paredes, si bien este ultimo caso se ha de proteger al hierro, pintandolo con minio para protegerlo.

El yeso es un material que resiste mal la acción de los agentes atmosféricos, usándose preferentemente en obras interiores, dado que, como se adhiere poco a las piedras y a la madera, y es muy poroso, oxida el hierro; este material constituye un buen aislante del sonido y protege la madera y el hierro contra el fuego. Sus aplicaciones son múltiples en albañilería, confección de morteros simples para construcción de tabiques y bóvedas, para formación de cielos rasos, revocos y enlucidos, esgrafiados, estucos,

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etc; en la fabricación de placas machihembradas para falsos techos, artesonados, pisos, florones y motivos de adorno.

Cal.- La cal hidráulica es la mas empleada en la construcción, dado que este aglomerante es de fraguado lento y escasa resistencia mecánica; se emplea para enlucidos y como aglomerante de los morteros, destinados a revocos y a la colocación de pavimentos y revestimientos. Materia prima para la fabricación de cemento Pórtland, cal para acabados estabilización de suelos, ladrillos refractarios, carburo de calcio, purificación de plantas de gas, explosivos, alimentos y sub productos, industria del vidrio, grasas y lubricantes insecticidas, fungicidas y desinfectantes, medicina, metalurgia, perforaciones de pozos petroleros, pinturas, fabricación de papel, petroquímica, industria de la goma, refinación de la salo, tratamiento de aguas servidas, jobones, refinación del azucar, curtiembre, purificación del agua. Atención al contenido de magnesio, la cal se subdivide en cálcica (MgO 95 %

Equivalente arena > 50 % Contenido de impurezas < 0,5 % Indice de adhesividad Reder-Weber > 4 P.T.200 > 13 %

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Filler: Cal hidráulica hidratada Granulometría

TAMIZ Nº 50 80 200

Máximo Permisible RETENIDO % 0,5 % 5,0 % 15,0 %

10.- Aplicación del Asfalto en Obras Hidráulicas El empleo del asfalto en obras hidráulicas data de la mas lejana antigüedad y sus grandes ventajas hacen que su empleo se extienda cada ves mas. La versatilidad del asfalto ha conducido, naturalmente, a muchas modalidades diversas en su empleo en las estructuras de obras hidráulicas. Algunos de estos empleos, son: revestimientos de canales y torrentes, revestimientos de torrentes y piscinas control de la erosión en torrentes y lagos, revestimientos de presas, escolleras y depósitos para aguas industriales y sistemas de tratamiento de residuo. En empleo del asfalto en estructuras hidráulicas no deben correrse riesgos innecesarios construyendo sin un proyecto cuidadoso y los necesarios ensayos de laboratorio, tomando,, en suma, las mismas precauciones que en cualquier otra construcción. En casi todas las regiones existen áridos satisfactorios para este tipo de construcción. En caso de que la economia haga aconsejable emplear materiales de cuyo empleo no exista experiencia previa, deben hacerse estudios de laboratorio que indiquen el mejor modo de emplearlos en la construcción. Teniendo presente esta idea vasica general, los factores mas importantes a considerar son: Terreno. Control de la vegetación. Proyecto de construcción.  Terreno.- Es evidente que el hormigón asfáltico para revestimientos hidráulicos no dependa de la cimentación o el terreno de la misma forma que lo hace en un sentido técnico en un pavimento sometido a la acción del trafico. Sin embargo, existen semejanzas en determinadas factores de proyecto, construcción y utilidad. Es importante la consolidación del terreno en los cajeros, especialmente en suelos

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densos o semidensos con pendientes muy acentuadas: pendiente 2 : 1 o mayor. Además, en este caso, es esencial para la posterior compactación del revestimiento una cimentación sólida. Rara ves sera necesaria el empleo de una capa de base de material seleccionado e importado. Sin embargo los principios ingenieriles establecidos sobre el control y consolidación del suelo deven a’plicarse con el mayor cuidado posible en los cajeros y en el fondo. Ademas de consolidar perfectamente el terreno, se recomienda que se redondee la unión entre cajeros y fondo. La experiencia ha indicado que un radio de curvatura no inferior de la mitad de la anchura del fondo ni a un metro facilita la colocación y la compactación del revestimiento asfáltico, haciendo mas difícil que se produzca grietas en la arista durante la compactación. Los bordes superiores devén extenderse almenos 15 cm. Sobre las vermas, cubriéndolos después con tierra o, si no, aumentarse su espesor ligeramente. Se recomienda que la pendiente mínima de los cajeros sea de 1,5 : 1 .

 Control de Vegetación.- Si existen dudas la esterilidad del suelo sobre el que se ha de aplicarse el hormigón asfáltico, es recomendable el empleo de algún tipo de control de la vegetación. Los principales métodos que se han empleado éxito están incluidos en dos categorías generales: Productos químicos. Derivados del petróleo. Los principales productos del primer tipo son compuestos arsenicales, clorato sádico y bórax-sosa (80 % de bórax y 20 % de sosa. Para evitar el peligro de inflamabilidad del clorato sodico se recomienda el empleo de una mezcla de bóraxlejía y clorato sodico en la relación de 10 : 4 en peso. Esta mezcla puede aplicarse al terreno en forma de polvo a razón de aproximadamente 250 g/m 2., regándola después ligeramente con agua ligera para hacerla penetrar en el suelo, pero no tanto que corra por los cajeros. También pueda aplicarse en disolución, de tal forma que la dosificación aplicada se aproxime a las cifras antes indicadas. La historia de los derivados del petróleo coo hervicidas es limitada si se compara con los químicos inorgánicos antes citados; pero algunos destilados muy aromáticos y otros productos con temperaturas de ebollucion próximas a las del combustible tipo diesel parecen prometedores en este aspecto. También se

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emplean productos menos tóxicos, como fuel-oil comercial reforzados con productos químicos herbecidas solubles. Entre estos productos parece prometedor el diesel oil con un 1,5 % de pentaclorofenol. Estos herbecidas se pulverizan sobre el terreno preparando con una dosificación de 3 a 4 l/m2 en varias aplicaciones de aproximadamente 0,8 a 1,2 l/m2 , permitiéndoseles penetrar y evaporarse varios dias antes de plicar el revestimiento. Además de estas precauciones, ciertas características del proyecto del hormigón asfaltico, e incluso el tipo de asfalto, tienen alguna influencia en el control de vegetación.

 Proyecto.- Los objetivos a cumplir en las estructuras hidráulicas son varias. Evitar la pérdida de agua. Proteger las laderas de la erosión. Disminuir el rozamiento. Reducir la conservación necesaria.

10.1.- Generalidades Para cumplir estas finalidades de un modo satisfactorio el revestimiento debe ser resistente y duradero, tener estabilidad mecánica y superficie lisa, ser suficientemente flexible para admitir pequeñas deformaciones y ser impermeable. Los revestimientos y estructuras asfálticos adecuadamente proyectados y construidos cumplen todas estas exigencias. Se han empleado en estructuras hidráulicas diversos tipos de revestimientos y mezclas, y debe hacerse un calculo de proyecto cuidadoso para cada tipo de trabajo. Al construir estas estructuras deben establecerse y seguirse procedimientos detallados de construcción para obtener de utilidad práctica.

10.2.- Tipos de Revestimiento En la construcción de depósitos canales y acequias se emplean diversos tipos de revestimientos asfalticos:

 Revestimientos de Hormigón Asfaltico para Canales.Proyecto de la Mezcla.- Después de muchos años de comportamiento satisfactorio, el hormigón asfaltico mezclado y extendido en caliente, se ha

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consagrado en el campo de las obras hidráulicas como un excelente método de construcción. El tipo de hormigos asfaltico que cumple con mayor perfección todas las exigencias requeridas es una mezcla rica, densa y bien graduada. Esta mezcla, que contiene menos de 5% de huecos en estado compactado, puede considerarse impermeable. Debe componerse de áridos resistentes y bien graduados con tamaño máximo no superior a 18mn. Y contener la máxima cantidad de asfalto compatible con una elevada estabilidad. El asfalto debe tener una penetración no inferior a 60 ni superior a 100, prefiriéndose asfaltos del tipo 60-70. Las mezclas fabricadas empleando los asfaltos más duros presentas mayor resistencia al crecimiento de vegetación, al agrietamiento por lodo, al desplazamiento y al descuelgue. Son menos perjudicadas por los cascos de los animales y menos susceptibles a los cambios de temperatura, resistentes y duraderos incluso sometidos a climas extremados. Construccion.- El espesor de los revestimientos de hormigón asfáltico varía de 40 mcn en los canales más pequeños (perímetro mojado 4 m) 7-5 mm en las obras más grandes. No existe una Cadencia convincente de que sean nunca necesarios espesores superiores a 7.5 mm, mientras que, por e1 contrario, existen muchas pruebas de que 0 mm bastan cn casi todos los casos. La compactación de la mezcla es importante debe conseguirse perfectamente. Se recomienda erigir en las especificaciones, como mínimo, el 95% de la densidad de las probetas de laboratorio. Antes se conseguía esta compactación apisonando transversalmente mediante rodillos arrastrados por cabrestantes rnontados sobre camiones o tractores situados en el borde superior de los cajeros. Recientemente se ha desarrollado maquinaria más adecuada en 1a que se emplea la compactación vibratoria, encofrados deslizante; y apisonado long1tudinal, o una combinación de ellos. No cabe duda de que en el futuro aparecerá maquinaria más satisfactoria para extender y compactar este tipo de mezclas. Mientras tanto debe conseguirse la compactación deseada por los medios más prácticos de que se disponga. El empleo de mallas de alambre corno armadura no se recomienda en el hormigon asfaltico para revestimiento hidráulico. La experiencia ha indicado que, debido al efecto de resorte deformado y a los diferentes coeficientes de

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dilatación, la malla de acero hace más mal que bien y no es necesaria si se cumplen las exigencias requeridas en cuanto a proyectos y construcción. Una mezcla de granulometría densa, rica, bien compactada y adecuadamente extendida no necesita un tratamiento de sellado. Esto es especialmente cierto cuando se extiende e1 revestimiento mediante encofrados deslizantes o se emplea compactación vibratoria. a este particular debe mencionarse que los áridos redondeados ,aumentan la productibilidad y la facilidad de compactación de la mezcla. También es importante que la relación entre el tamaño máximo de los áridos v el espesor de la capa compactada sea pequeña. Como regla general, esta relación debe ser un tercio, y nunca superior a un medio.

 Revestimientos de Membranas Enterradas.Generalidades.- Las membranas asfálticas enterradas, como su nombre indica, son capas asfálticas impermeables que se cubren con tierra, arena, grava o cualquier otro material protector resistente a la erosión. Estos revestimientos se emplean fundamentalmente para evitar las pérdidas de agua de los canales especialmente cuando se construyen en terrenos arenosos permeables o cuando se encuentran zonas con fallas, terrenos pizarrosos o materiales semejantes. Cuando se emplean capas protectoras de arena, grava o materiales semejantes, de espesores comprendidos entre 15 y 6() cm, se obtiene frecuentemente un revestimiento perfectamente impermeable con sólo una fracción del costo de revestimientos de tipo más convencional. La membrana asfáltica, protegida del aire y de los rayos solares, puede durar muchos años. La consideración fundamental al construir revestimientos de tipo membrana enterrada es la obtención de una membrana asfáltica y de una capa protectora de espesor suficiente, con materiales y pendientes que eviten el corrimiento de la capa protectora en las condiciones de trabajo. Materiales.- Los materiales asfálticos empleados en las membranas enterradas deben ser suficientemente resistentes para soportar los esfuerzos que se producen con tierras, y suficientemente dúctiles para resistir el agrietamiento durante posibles movimientos del conjunto. El objetivo fundamental es conseguir una película continua.

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Construcción.- Al hacer la excavación para un canal que baya a impermeabilizarse o membrana asfáltica enterrada, debe tenerse en cuenta el espesor de material de protección que vaya a emplearse. El material de cubrición debe aplicarse cuidadosamente, para evitar dañar la membrana el espesor de la capa puede variar de 30 a 60 o 90 cm. Según el tipo de material y la condiciones de trabajo.

11.- Funciones de los Revestimientos Asfalticos  Tipos de Revestimientos Prefabricados.Generalidades.- En general, los revestimientos asfalticos prefabricados consisten en mezclas asfálticas impermeables densas, empleados como trasdós o alma. Estos revestimientos se presentan en forma de paneles o rollos. Son especialmente útiles en los puntos en los que no se disponen de instalaciones mezcladoras o maquinas pavimentadoras, o cuando no es económico ponerlas en servicio o las limitaciones de espacio impiden su uso.

 Revestimiento de Mampostería Rejuntada con Asfalto.Generalidades.-Los revestimientos de este tipo se han utilizado en torrente en que se presentan frecuentemente grandes caudales con altas velocidades. Se coloca la mampostería llenando los huecos entre los diversos elementos con un mastico asfaltico o un asfalto de baja penetración. Deben tomarse precauciones para asegurarse de que llenan bien todos los huecos para evitar la pérdida de agua. Antes de construir este tipo de revestimientos debe analizarse cuidadosamente el costo, ya que es posible que pueda encontrarse algún tipo de construcción más económica y eficiente.

11.1.- Otras Aplicaciones del Asfalto en Obras Hidráulicas  Revestimiento de Depositos y Lagunas.Generalidades.- El asfalto esta encontrando cada vez mas uso en el revestimiento de depositos para abastecimientos de agua. Pueden emplearse en forma de membranas o paneles prefabricados, dando revestimientos impermeables, y como hormigos asfaltico puede emplearse en forma de revestimiento impermeable o poroso. Durante muchos años se han experimentados diversos tipos de materiales asfalticos para depositos y lagunas. Los primeros intentos se realizaron empleando asfaltos purificados

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decurado lento mezclados in situ con aridos locales actualmente numerosos depositos de muchos millones de litros de capacidad, y otros de dimensiones mas reducidas, emplean uno o varios de los tres tipos de revestimiento fundamentales: Hormigón asfaltico, membrana asfáltica y paneles asfalticos prefabricados.

12.- Revestimiento de Hormigón Asfaltico 12.1.- Tipos de Hormigón Asfaltico Empleados en Obras Hidráulicas  Tipos de Revestimientos Prefabricados.Generalidades.- En general, los revestimientos asfalticos prefabricados consisten en mezclas asfálticas impermeables densas, empleados como trasdós o alma. Estos revestimientos se presentan en forma de paneles o rollos. Son especialmente útiles en los puntos en los que no se disponen de instalaciones mezcladoras o maquinas pavimentadoras, o cuando no es económico ponerlas en servicio o las limitaciones de espacio impiden su uso.

 Revestimiento de Mampostería Rejuntada con Asfalto.Generalidades.-Los revestimientos de este tipo se han utilizado en torrente en que se presentan frecuentemente grandes caudales con altas velocidades. Se coloca la mampostería llenando los huecos entre los diversos elementos con un mastico asfaltico o un asfalto de baja penetración. Deben tomarse precauciones para asegurarse de que llenan bien todos los huecos para evitar la pérdida de agua. Antes de construir este tipo de revestimientos debe analizarse cuidadosamente el costo, ya que es posible que pueda encontrarse algún tipo de construcción más económica y eficiente.

13.- Impermeabilización de Edificios En el área de impermeabilización de edificios, existe una tendencia favorable al uso de los materiales compuestos, en detrimento de otras soluciones técnicas más clásicas (lámina asfáltica, lámina de PVC,...). Los materiales compuestos deben su éxito a su calidad a largo plazo, a su facilidad de aplicación en superficies no planas y porque aseguran superficies transitables.

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Composites Jareño cuenta con la experiencia de haber realizado innumerables obras en todo tipo de edificios, desde polideportivos y comunidades de vecinos, hasta aquellos catalogados como histórico-artísticos. Con estructura metálica, de hormigón, de madera o mixta. En cada caso, y previo estudio, se determina el sistema completo de impermeabilización con la utilización de las resinas termoestables reforzadas (R.T.R.).

Algunos Ejemplos Antes

Después

Impermabilización en cubierta típica

Impermeabilización y detalles Edificio de Radio Nacional de España (RNE) - Madrid

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Impermeabilización en canalones y limahoyas Basílica de LOYOLA - Guipúzcoa

Impermeabilización en continuo Edificio del DIARIO VASCO - San Sebastián

Impermeabilización en acabado con baldosa

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Impermeabilización en terraza Polideportivo de MONDRAGÓN – Guipúzcoa

CUBIERTAS Las láminas ALKORPLAN solucionan la impermeabilización de todo tipo de cubiertas.

Las membranas ALKORPLAN y su gama de accesorios, garantizan la realización de obras de cualquier complejidad. Si se respeta la norma UNE 104-416-92 es factible afrontar con éxito cualquier tipo de impermeabilización de cubierta, lo que con materiales tradicionales sería difícil y más costoso.

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14.- Otras Aplicaciones del Asfalto Mezclas bituminosas ligeras Los asfaltos fabricados con ARLITA tienen varias características excepcionales:  Baja densidad, para puentes y aparcamientos en azoteas  Alto poder aislante  Reducción del tiempo de frenado, por su rugosidad Reducción en varios decibelios del ruido del tráfico Este asfalto es ideal para aplicaciones como puentes elevados, aparcamientos en cubierta o calzadas sobre aparcamientos subterráneos, donde el peso y el aislamiento térmico pueden ser determinantes.

La puesta en obra es igual a la de un asfalto tradicional, si bien la temperatura del aglomerado puede ser superior, debido al poder aislante de ARLITA. Es recomendable, especialmente para el asfalto de baja densidad, efectuar la puesta en obra por tongadas de 10 cm.

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15.- Plantas de Dosificación de Concreto Asfaltico Una planta de asfalto es un conjunto de equipos mecánicos electrónicos en donde los agregados son combinados, calentados, secados y mezclados con asfalto para producir una mezcla asfáltica en caliente que debe cumplir con ciertas especificaciones. Una planta de asfalto puede ser pequeña o puede ser grande. Puede ser fija (situada en un lugar permanente) o puede ser portátil (transportada de una obra a otra). En términos generales cada planta pude ser clasificada como planta de dosificación, o como planta mezcladora de tambor. Una vez llenas las tolvas se procede por vibración de las tolvas a descargar el material hacia la faja horizontal, estas tolvas tienen unas compuertas en la parte inferior que permiten abrir o cerrar el paso de los materiales hacia la faja horizontal. De la faja horizontal continúan a la faja inclinada hasta llegar al horno rotativo de contraflujo, el cual tiene una llama la cual es alimentada con petróleo, siendo la temperatura en la llama aproximadamente 800 ºC. Aquí los agregados son calentados en forma gradual hasta alcanzar los 150 ºC. • Se le llama de contraflujo porque en una dirección entran los agregados y en la otra dirección salen los gases, estos gases hay que expulsarlos del horno porque si no el horno se satura y no habrá oxigeno que nos permita generar la llama. • Estos gases son expulsados usando un Extractor, después continuaremos con la explicación de la extracción de gases. Los agregados calientes pasan del elevador a las zarandas metálicas de ¾”, ½” y ¼” las cuales son activadas de modo que se desplazan horizontalmente y vibran, pasando así los agregados a llenar las tolvas correspondientes. • El pesaje se realiza manualmente, el operario primero llena la arena, luego la piedra chica y después la piedra grande, este pesaje es acumulativo, se van acumulando los pesos que indican “la bachada” (es decir, un lote). • En plantas donde la operación de pesaje es manual existe una fuente de error, ya que al realizar manualmente esta operación, se está propenso a errores que dependen de la capacidad del operario y de cuan cansado se encuentre. El medidor de flujo de asfalto si es automático, aquí si podemos medir exactamente la cantidad de asfalto que entra a la mezcla. • Previamente el asfalto ha sido calentado a una temperatura de 150 ºC., en el calentador de aceite o “Hy Way” , así que ha esta temperatura es mezclado. • El tiempo de mezclado es de 45 segundos a 1 minuto aproximadamente. • Cuando se tiene la mezcla asfáltica se abren las compuertas del mezclador y esta cae al camión volquete a una temperatura de 150 ºC., quedando lista para ser transportada a obra.

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El medidor de flujo de asfalto si es automático, aquí si podemos medir exactamente la cantidad de asfalto que entra a la mezcla. • Previamente el asfalto ha sido calentado a una temperatura de 150 ºC., en el calentador de aceite o “Hy Way” , así que ha esta temperatura es mezclado. • El tiempo de mezclado es de 45 segundos a 1 minuto aproximadamente. • Cuando se tiene la mezcla asfáltica se abren las compuertas del mezclador y esta cae al camión volquete a una temperatura de 150 ºC., quedando lista para ser transportada a obra. Se puede producir mezclas con emulsión para una amplia variedad de condiciones de servicio que van desde tráfico liviano, a estructuras de pavimento para tráfico pesado de vehículos y fuera de vía. Cuando se selecciona el tipo de mezcla para un proyecto, debe considerarse el peso y volumen de tráfico, la disponibilidad de los agregados, la localización y tamaño del proyecto, para diseñarse luego, la clase de mezcla que más económicamente satisfaga todos los requerimientos involucrados. Las mezclas tibias son mezclas de agregados y emulsión entibiados a 70°C . La variedad de tipos y grados de emulsión disponibles es una clara ventaja cuando se usan agregados de cantera o agregados de calidad marginal o de río. Estas ventajas disminuyen cuando se escogen mezclas de alta resistencia y alta calidad, donde los controles de calidad requeridos son similares a los de mezclas de concreto asfáltico en caliente. Pero aún en estas situaciones las mezclas asfálticas tibias ofrecen algunas ventajas sobre las mezclas en caliente, tales como: Economía.- Altos volúmenes de producción se combinan con movilidad y bajo costo de capital en equipos. El método de mezclado se adapta idealmente a proyectos en lugares remotos. Baja Polución: Si bien existe la posibilidad de que haya un poco de polvo proveniente de las pilas de almacenamiento y del transporte, las emisiones originadas en la producción de mezclas tibias, transporte, extendido y compactación son bajas comparadas con las mezclas asfálticas en caliente. Seguridad: Debido a que la emulsión y los agregados estarán sometidos a menores temperaturas que en una mezcla asfáltica en caliente su manipuleo es un tanto más seguro. La producción de mezclas en planta en caliente, con emulsión como ligante, es en cierto modo semejante a la producción de mezcla en caliente usando cemento asfáltico. Se emplean con la emulsión, sin embargo, menores tiempos de mezclado y temperaturas de operación. Pueden usarse, tanto plantas de operación continua como discontinua. Las mezcladoras de tambor, un tipo de planta continua, es especialmente adaptable a esta operación. Se pueden producir mezclas para base y rodadura. Además de reducir las temperaturas, (comparadas con las mezclas en caliente), las mezclas en caliente con emulsión de alta flotación, parecen ser mejores por dos razones: la primera es la modificación del asfalto residual por el emulsificante. La segunda, en que hay menos

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endurecimiento durante el mezclado en el molino por el alto contenido de vapor de agua que es expulsado cuando el agua de la emulsión se pega al agregado caliente.

”Plantas de Dosificación de Concreto Asfaltico” 16.- Maquinaria y Equipo para Pavimentación con Asfalto La pavimentadora o máquina para pavimentación, es un tipo de equipo para construcción de carreteras, el cual se encarga de distribuir de manera uniforme los materiales sobre la superficie del suelo. Por sus características, este tipo de máquina es generalmente utilizada para la construcción y mantenimiento de carreteras, además en la construcción de aeropuertos, represas, puertos marítimos y parqueaderos, entre otros. Como un reconocido productor y proveedor de la pavimentadora para carreteras en China, SINOMACH ofrece una amplia selección de equipos para pavimentación, así nuestros clientes tienen más opciones para encontrar la máquina apropiada. Al calcificarse de acuerdo con el método de desplazamiento, esta maquinaria para construcción de

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carretera esta dividida en: pavimentadoras de ruedas o pavimentadoras de orugas. Las pavimentadoras para carreteras de ruedas, se caracterizan por ofrecer una alta velocidad de desplazamiento y una alta eficiencia, entre tanto, que las pavimentadoras de orugas, ofrecen mayor uniformidad en la pavimentación, lo cual hace que la carretera sea mas resistente; gracias a la uniformidad en el grosor del pavimento. Además, ofrece mayor fuerza de tracción al estar en contacto con el suelo. Teniendo en cuenta estas características, nuestros clientes pueden escoger el equipo de pavimentación mas apropiado, de acuerdo con sus requerimientos.

La pavimentadora de acabado de SINOMACH esta diseñada con un tolva de gran capacidad, con capacidades dentro del rango entre 7 toneladas y 14 toneladas. Esto mejora considerablemente la eficiencia durante la operación de la máquina y adicionalmente ofrece una pavimentación con grosor uniforme, debido a que nuestra pavimentadora no necesita detenerse frecuentemente para recargar material. El distribuidor en espiral del material, con el que cuenta nuestra pavimentadora para carreteras ha sido instalado con hojas de rotación en dirección inversa, además su espiral también puede ser ajustado. Este diseño permite reducir de manera efectiva la separación del material y mejora la uniformidad en términos de la densidad del material de pavimentación, de esta forma logramos garantizar la alta calidad de la superficie de las carreteras pavimentadas con nuestras máquinas.

Somos una compañía con amplia experiencia en la producción y venta de la pavimentadora en China. Además de este producto, ofrecemos un amplio rango de equipos para trabajo pesado, incluyendo el rodillo compactador vibratorio hidráulico de un solo tambor, excavadora sobre orugas perforadora rotativa, motoniveladora y muchos otros productos relacionados.

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“Tipos de Pavimentadoras” Máquina fresadora de pavimento Después de construir carreteras con asfalto, es de vital importancia el mantenimiento de las misma. La máquina fresadora de pavimento es generalmente utilizada como equipo de mantenimiento de carreteras, ya que se puede utilizar para eliminar salientes o protuberancias de la carretera, así como también marcas de llantas, marcas de la carretera y pintura sobre las superficies de carreteras de asfalto o concreto. También se puede utilizar para triturar los materiales utilizados para la pavimentación de la superficie... Rodillo compactador vibratorio mecánico de un solo tambor Este rodillo compactador vibratorio mecánico de un solo tambor es un equipo para trabajos pesados, principalmente utilizado para la construcción de capas de asfalto y otras bases. Generalmente, este equipo realiza las funciones de compactación de grava, trituración de piedras, mezcla de grava, arena y suelos arenosos, entre otros. Actualmente, esta maquinaria para construcción de carreteras se considera indispensable para la construcción de autopistas de primera clase, vías férreas, aeropuertos...

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17.- Análisis y Recomendaciones  Se debe controlar con precisión la velocidad de curado de los asfaltos rebajados se ha confirmado principalmente el grado FR. Para estos materiales se recomienda lo siguiente:  Se considera adecuado un índice de curado entre 25 y 40, para concreto asfáltico de uso general.

18.- Bibliografía     

EL ASFALTO INGENIERÍA DE CARRETERAS MANUAL DEL ASFALTO CONCRETOS DE CEMENTO PÓRTLAND Y ASFÁLTICOS

RALPH N. TRAXLER WRIGHT EDICIONES URMO THOMAS – D. LARSON

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