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“ESCUELA ACADEMICO PROFECIONAL DE INGENIERÍA CIVIL”

CEMENTO, YESO Y CAL “TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES” AUTORES:

DE LA CRUZ MARIÑOS, ABEL INFANTES MONTERO, MILTON YOSER GARCIA SHITO, KENYI

CICLO:

II

SECCION:

4

DOCENTE:

Ing. HANSEL PAZ MURO

TRUJILLO – PERU 2014

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INDICE

INTRODUCION…………………………………………………………………..4 CAPITULO. I (cemento) 1. DEFINICIÓN…………………………………………………………….....6 2. PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DEL CEMENTO………........6 2.1 fraguado y endurecido…………………………………………….....….6 2.2 finura……………………………………………………………..……..6 2.3 resistencia mecánica…………………………………………………….6 3. PROCESO DE FABRICACIÓN…………………………………………...6 3.1 Explotación de materias primas………………………………………...6 3.2 Preparación y clasificación de las materias primas……………………..6 3.3 Homogeneización…………………………………………………...….7 3.4 Clinkerización…………………………………………………………..7 3.5 Enfriamiento………………………………………………………...….7 3.6 Adiciones finales y molienda……………………………………...……7 3.7 Empaque y distribución…………………………………………....…...7 4. TIPOS DE CEMENTO……………………………………………………..8 4.1 El cemento portland………………………………………………….....8 a) Tipo I……………………………………………………………......8 b) Tipo II……………………………………………………………....8 c) Tipo III………………………………………………………….…..8 d) Tipo IV……………………………………………………………...8 e) Tipo V……………………………………………………………....8 f) Tipo IS……………………………………………………………...8 g) Tipo ISM…………………………………………………………...8 h) Tipo IP……………………………………………….......................9 4.2. Cemento Portland blanco……………………………………………...9 4.3. Cemento puzolánico……………………………………………….…..9 5. CUALIDADES DEL CEMENTO…………………………………………9 6. USOS EN LA CONSTRUCCIÓN………………………………………...10 7. PRINCIPALES EMPRESAS CEMENTERAS EN ELPERÚ…………….10 CAPITULO. II (yeso) 1. DEFINICION……………………………………………………..………13 2. PROCESO DE OBTENCIÓN DEL YESO……………………………....13 2.1. Extracción o arranque de piedra……………………………………..13 2.2. Fragmentación y trituración de la piedra de yeso……………………13 2.3. Deshidratación y cocción de la piedra……………………………….13

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3. CLASIFICACIÓN DEL YESO…………………………………………….14 3.1. Yeso gris o negro……………………………………………………14 3.2. Yeso blanco…………………………………………………………14 3.3. Yeso escayola……………………………………………………….14 4. TIPOS DE YESO…………………………………………………………...14 4.1. Yeso Grueso de Construcción, designado YG………………………...14 4.2. Yeso Fino de Construcción, designado YF………………………....…14 4.3. Yeso de Prefabricados, designado YP…………………………………15 4.4. Escayola, designada E-30……………………………………………...15 5. CALIDADES DEL YESO………………………………………………….15 6. CUALIDADES DEL YESO………………………………………………..15 6.1. Solubilidad…………………………………………………………….15 6.2. Finura de molienda……………………………………………………15 6.3. Velocidad de Fraguado………………………………………….…….15 6.4. Permeabilidad…………………………………………………….…...16 6.5.Adherencia………………………………………………………….….16 7. USO DEL YESO EN LA CONSTRUCCIÓN………………………….….16 CAPITULO. III (cal) 1. DEFINICION………………………………………………………….........18 2. OBTENCIÓN DE LA CAL…………………………………………….…..18 2.1. Extracción de la roca……………………………………………….…..18 2.2. Cocción o calcinación……………………………………………….…18 2.3. Apagado de la Cal………………………………………………….…..18 3. CLASES DE CAL…………………………………………………………..19 a) Cal Grasa……………………………………………………………….19 b) Cal Magra……………………………………………………………....19 c) Cal Hidráulica………………………………………………………….19 4. USOS DE LA CAL EN LA CONSTRUCCIÓN…………………………...19 5. FUNCIONES DE LA CAL………………………………………………....20 COMCLUCIONES…………………………………………………………20 ANEXOS…………………………………………………………………....20

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INTRODUCCIÓN

El presente trabajo de investigación, está orientada a explicar de la mejor manera posible, entendible, clara, sencilla y precisa el tema: “CEMENTO CAL - YESO”, que ha sido elaborado con la finalidad de desarrollar los aspectos más resaltantes del tema relacionado con estos aglomerantes. Los materiales aglomerantes, son todos aquellos que tienen propiedades hidráulicas, es decir, en presencia del agua reaccionan; estos abarcan los productos que se mezclan con agua o con otro líquido para obtener una pasta cementosa, que puede ser moldeada en estado plástico, pero que al endurecer se convierte en un cuerpo rígido. Los principales cementantes hidráulicos son las cales y el yeso, algunas escorias y ciertos materiales con propiedades puzolànicas. De acuerdo con el grado de poder cementante y los requerimientos específicos de las aplicaciones, estos cementantes pueden utilizarse en forma individual o combinados entre sí.

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CAPITULO I “CEMENTO”

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CEMENTO 1. DEFINICION. El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Hasta este punto la molienda entre estas rocas es llamada Clinker, esta se convierte en cemento cuando se le agrega yeso, este le da la propiedad a esta mezcla para que pueda fraguar y endurecerse. Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil. 2. PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DEL CEMENTO 2.1. Fraguado y endurecido. El cemento al ser mezclado con agua forma una pasta, que tiene la propiedad de rigidizarse progresivamente hasta constituir un sólido de creciente dureza y resistencia. 2.2. Finura. Influye en la velocidad de reacciones químicas que tienen lugar durante el fraguado y el principio de este. 2.3. Resistencia mecánica. La velocidad de endurecimiento del cemento depende de las propiedades químicas y físicas del propio cemento y de las condiciones del curado. 3. PROCESO DE FABRICACIÓN 3.1. Explotación de materias primas. Consiste en la extracción de las piedras calizas y las arcillas de los depósitos o canteras, las cuales dependiendo de sus condiciones físicas se hacen con los diferentes sistemas de explotación; luego el material se transporta a la fábrica. 3.2. Preparación y clasificación de las materias primas. Una vez extraídos los materiales, en la fábrica se reduce el tamaño de la caliza siguiendo ciertas especificaciones dada para la fabricación. Su tamaño se reduce con la trituración hasta que su tamaño oscile entre 5 y 10 mm.

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3.3. Homogeneización. Consiste en mezclar las arcillas y calizas, que ya han sido trituradas. Se lleva a cabo por medio de bandas transportadoras o molinos, con el objetivo de reducir su tamaño hasta el orden de diámetro de medio milímetro. En esta etapa se establece la primera gran diferencia de los sistemas de producción del cemento, (procesos húmedos y procesos secos). 3.4 Clinkerización. Consiste en llevar la mezcla homogeneizada a hornos rotatorios a grandes temperaturas, aproximadamente a 1450°C. En la parte final del horno se produce la fusión de varios de los componentes y se forman gránulos de 1 a 3 cm de diámetro, conocidos con el nombre de Clinker. 3.5 Enfriamiento. Después que ocurre el proceso de clinkerización a altas temperaturas, viene el proceso de enfriamiento que consiste en una disminución de la temperatura para poder trabajar con el material. Este enfriamiento se acelera con equipos especializados. 3.6 Adiciones finales y molienda. Una vez que el Clinker se ha enfriado, se prosigue a obtener la finura del cemento, que consiste en moler el Clinker. Después se le adiciona yeso con el fin de retardar el tiempo de fraguado. 3.7 Empaque y distribución. Esta última etapa consiste en empacar el cemento fabricado en sacos de 42.5 kg, teniendo mucho cuidado con diversos factores que puedan afectar la calidad del cemento. Luego se transporta y se distribuye con cuidados especiales. (Ver imagen 2).

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4. TIPOS DE CEMENTO 4.1. El cemento portland El cemento de Portland es el más utilizado para la preparación del hormigón o concreto. Además es un aglomerante hidrófilo, resultante de la calcinación de rocas calizas, areniscas y arcillas, de manera de obtener un polvo muy fino que en presencia de agua endurece adquiriendo propiedades resistentes y adherentes. a) Tipo I. Es un cemento normal, se produce por la adición de Clinker más yeso. b) Tipo II. Resiste moderadamente la acción de los sulfatos, se emplea también cuando se requiere un calor moderado de hidratación. c) Tipo III. Cemento de alta resistencia inicial, recomendable cuando se necesita una resistencia temprana en una situación particular de construcción. d) Tipo IV De bajo calor de hidratación. Para concreto masivo. e) Tipo V Alta resistencia a los sulfatos. Para ambientes muy agresivos. Por lo que es muy utilizado en estructuras hidráulicas expuestas a aguas con gran concentración de álcalis o estructuras expuestas a agua de mar. f) Tipo IS Cemento al que se ha añadido entre un 25% a 70% de escoria de altos hornos referido al peso total. g) Tipo ISM Cemento al que se ha añadido menos de 25% de escoria de altos hornos referido al peso total. h) Tipo IP Cemento al que se le ha añadido puzolana en un porcentaje que oscila entre el 15% y 40% del peso total.

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4.2.

Cemento Portland blanco. Se obtiene por medio del color de la manufactura, obteniendo el menor número de materias primas que llevan hierro y oxido de magnesio, que son los que le dan la coloración gris al cemento. (Ver imagen 3)

4.3.

Cemento puzolánico Se obtiene con la molienda del Clinker con la puzolana. Para que el cemento sea puzolánico debe contener entre el 15% y el 50% de la masa total.

5. CUALIDADES DEL CEMENTO  Durabilidad y flexibilidad: ya que es un material que no sufre deformación alguna.  El cemento es hidráulico porque al mezclarse con agua, reacciona químicamente hasta endurecer. El cemento es capaz de endurecer en condiciones secas y húmedas e incluso, bajo el agua.  El cemento es notablemente moldeable: al entrar en contacto con el agua y los agregados, como la arena y la grava, el cemento es capaz de asumir cualquier forma tridimensional.  El cemento (y el hormigón o concreto hecho con él) es tan durable como la piedra. A pesar de las condiciones climáticas, el cemento conserva la forma y el volumen, y su durabilidad se incrementa con el paso del tiempo.  El cemento es un adhesivo tan efectivo que una vez que fragua, es casi imposible romper su enlace con los materiales tales como el ladrillo, el acero, la grava y la roca.  El cemento ofrece un excelente aislante contra los ruidos cuando se calculan correctamente los espesores de pisos, paredes y techos de concreto.(ver imagen 4)

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6. USOS EN LA CONSTRUCCIÓN  Alcantarillados.  Como mortero de unión en construcciones refractarias.  Zonas de vertidos industriales.  Terrenos sulfatados.  Ambientes marinos.  Obras hidráulicas.  Mesclas de hormigón, etc. (ver imagen 5, 6, 7). 7. PRINCIPALES EMPRESAS CEMENTERAS EN EL PERÚ.  Cemento Andino S.A. Cemento Portland Tipo I Cemento Portland Tipo II Cemento Portland Tipo V Cemento Portland Puzolánico Tipo I (PM)  Cementos Lima S.A. Cemento Portland Tipo I; Marca "Sol" Cemento Portland Tipo IP - Marca "Súper Cemento Atlas"  Cementos Selva S.A. Cemento Portland Tipo I Cemento Portland Tipo II Cemento Portland Tipo V Cemento Portland Puzolánico Tipo IP Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co  Cemento Sur S.A. Cemento Portland Tipo I - Marca "Rumi" Cemento Portland Puzolánico Tipo IPM - Marca "Inti" Cemento Portland Tipo II Cemento Portland Tipo V

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 Yura S.A. Cemento Portland Tipo I Cemento Portland Tipo IP Cemento Portland Tipo IPM  Cementos Pacasmayo S.A.A.  Cemento Portland Tipo I Aplicada a estructuras que requieran un rápido desencofrado. Para Concreto en clima frío, Pavimentos y cimentaciones. (Ver Imagen 8)  Cemento Portland Tipo V Ideal para losas, tuberías y postes de concreto en contacto con suelos o aguas con alto contenido de sulfatos. Para cualquier estructura de concreto que requiera alta resistencia a los sulfatos. (Ver Imagen 9)  Cemento Extraforte Aplicadas a Obras de concreto armado en general, morteros en general, pavimentos y cimentaciones y estructuras de concreto masivo. (Ver Imagen 10)  Cemento Extradurable Es un cemento de alta resistencia a los sulfatos y de baja reactividad con agregados reactivos a los álcalis, por lo que es ideal para obras que requieran extrema resistencia a los sulfatos, al agua de mar y a este tipo de agregados. (Imagen 11)  Cemento Antisalitre con Fortimax 3 Es un cemento de resistencia moderada a los sulfatos (componente MS), al moderado calor de hidratación (componente MH) y resistente a los agregados álcalireactivos (componente R). (Ver Imagen 12).

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CAPITULO II “YESO”

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EL YESO 1. DEFINICION. El yeso es un conglomerante no estable en presencia de humedad, constituido por sulfato de calcio con dos moléculas de agua. SO4Ca.2 H2O Es el producto resultante de la deshidratación total o parcial del aljez o piedra pómez. Esta piedra se muele y se lleva a un horno giratorio en cuyo interior se deshidrata, calcina y cristaliza entre 400º y 500º C, con posterioridad el producto obtenido se enfría y se reduce a polvo en molinos de bolas. Este polvo amasado con agua fragua y endurece con extraordinaria rapidez (mortero de yeso). (Ver imagen 13) Su composición química es:  32.6 % CaO  46.5 % SO3  20.9 % H2O 2. PROCESO DE OBTENCIÓN DEL YESO. 2.1. Extracción o arranque de piedra. Se extrae fácilmente con la ayuda de barrenos de pólvora de mina. Según la situación del filón, la cantera puede ser a cielo abierto o en galerías. 1.2. Fragmentación y trituración de la piedra de yeso. Para esto, se emplean molinos de martillos se introducen en ellos la roca fragmentada y es triturada al golpeo de los martillos. Se emplean también las machacadoras de mandíbula, que consisten en una gruesa placa de acero fija y otra móvil, accionada por una bielamanivela. Con la cual se consigue una granulometría diferente de la roca triturada. (Ver imagen 14) 1.3.Deshidratación y cocción de la piedra. Primitivamente se realizaba formando montones de piedras de yeso, en capas alternas de combustible y piedra, o, también, colocándola en unos huecos en las laderas de los montes, y empleando, con material de combustible, madera de los bosques próximos. El yeso así obtenido Contiene las cenizas del combustible y muchas impurezas, por lo que se llama yeso negro; se emplea para construcciones no vistas.

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2. CLASIFICACIÓN DEL YESO 2.1. Yeso gris o negro. Se obtiene calcinando la piedra algez en contacto con los combustibles. Los humos y las impurezas (cenizas, carbón, etc...), aparte de las que lleva consigo la piedra de yeso (se emplea un algez con muchas impurezas), ennegrecen el producto. La finura de molido es muy deficiente. Resulta el yeso de peor calidad, por lo que solo se emplea en obras no vistas. 2.2. Yeso blanco. Se obtiene a partir de un algez con pequeñas proporciones de impurezas, después de calcinado y vitrificado es finamente molido hasta el punto de no quedar retenido más de un 10% en un tamiz de dos décimas de mm. Es muy blanco y en mortero se utiliza para el enlucido de paredes y techos de interiores. 2.3. Yeso escayola. Es un yeso blanco de la mejor calidad, tanto en purezas como en fineza del grano, no quedando retenido más del 1% en un tamiz de 0.2 mm. Dadas sus características, la escayola se emplea en la fabricación de molduras y placas para la formación de cielos razos, que a su vez suelen ir decoradas. 3. Tipos de yeso 3.1. Yeso Grueso de Construcción, designado YG. Constituido fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato y anhidrita II artificial con la posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado. (Ver imagen 15)  Uso: para pasta de agarre en la ejecución de tabicados en revestimientos interiores y como conglomerante auxiliar en obra. 3.2. Yeso Fino de Construcción, designado YF. Constituido fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato y anhidrita II artificial con la posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado. TECNOLOGIA DE LOS MATERIALE

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 Uso: para enlucidos, refilos o blanqueos sobre revestimientos interiores (guarnecidos o enfoscados). (ver imagen 16) 3.3. Yeso de Prefabricados, designado YP. Con mayor pureza y resistencia que los yesos de construcción YG e YF. (Ver imagen 17)  Uso: para la ejecución de elementos prefabricados para tabiques. 3.4. Escayola, designada E-30. Constituida fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato con la posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado con una resistencia mínima a flexotracción de 30 kp/cm²  Uso: en la ejecución de elementos prefabricados para tabiques y techos. 4. CALIDADES DEL YESO  Son térmicamente aislantes: Debido a su gran inercia térmica y su bajo coeficiente de conductividad, reducen los puentes térmicos y eliminan el fenómeno de pared fría.  Regulan la humedad ambiente: Los revestimientos de yeso respiran con una auténtica piel, regulando la temperatura y activando la aireación del local.  Protegen en caso de incendio: Son incombustibles, prolongan la resistencia al fuego, no despiden vapores tóxicos ni humos. 5. CUALIDADES DEL YESO 5.1. Solubilidad El yeso es poco soluble en agua dulce (10 gramos por litro a temperatura ambiente). Sin embargo, en presencia de sales su grado de solubilidad se incrementa notablemente. 5.2. Finura de molienda Como hemos comentado anteriormente, el yeso, una vez deshidratado debe ser molido para su utilización. La finura de molienda influye en gran parte en las propiedades que adquiere el yeso al volverlo a hidratar. 5.3. Velocidad de Fraguado

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El yeso se caracteriza por fraguar con rapidez, por lo que es recomendable para su uso hidratarlo en pequeñas cantidades.

5.4. Permeabilidad El tiempo se ha hecho cargo de demostrar que yeso es inadecuado en paramentos expuestos a la intemperie. En paredes interiores el resultado ha sido más duradero. Para los pavimentos, los trabajadores además le añadían una última mano con cera de abeja, incrementando así su tiempo de vida útil. 5.5. Adherencia Disminuye en contacto con el agua, siendo buena en medio seco, tanto con materiales pétreos como metálicos. 6. Uso del yeso en la construcción.  Cielo Raso.  Enlucido de paredes.  Pavimento.  Enlucido.  Revocos.  Refuerzo de jambas de vanos y esquinas de muros.  Mampostería de piedras de yeso más mortero de yeso.  Albardilla. La albardilla o antepecho evita que el agua procedente de lluvia escurra por las paredes.  Tapial También podría emplearse para este cosido hiladas de piedra.  Mampostería de piedra caliza/ muro de adobe más mortero de yeso. (ver imagen 18, 19)

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CAPITULO III “CAL”

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La Cal 1. DEFINICION. Es un producto resultante de la descomposición de las rocas calizas por la acción del calor. Estas rocas calentadas a más de 900º C producen o se obtienen el óxido de calcio, conocido con el nombre de cal viva, producto sólido de color blanco. Esta cal viva puesta en contacto con el agua se hidrata (apagado de la cal) con desprendimiento de calor, obteniéndose una pasta blanda que amasada con agua y arena se confecciona el mortero de cal muy empleado en enfoscado de exteriores. Esta pasta limada se emplea también en imprimación o pintado de paredes y techos de edificios y cubiertas. (Ver imágenes 20, 21) 2. OBTENCIÓN DE LA CAL 2.1. Extracción de la roca. El arranque de la piedra caliza puede realizarse a cielo abierto o en galería y por distintos medios, según la disposición del frente. Los bloques obtenidos se fragmentan para facilitar la cocción. 2.2. Cocción o calcinación. El carbonato de calcio (CO2Ca), componente principal de las calizas, al someterlo a la acción del calor se descompone en anhídrido carbónico y oxido de calcio o cal viva, produciéndose la reacción química: CO3Ca+calorCO2+Oca Para lograr la reacción de descomposición es necesario que la temperatura del horno sea superior a 900ºC. 2.3. Apagado de la Cal.

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El óxido cálcico, o cal viva, no se puede emplear en la construcción de forma directa: es necesario hidratarla. Para ello, se la pone en contacto con el agua, operación que se llama apagado de la cal. Se introducen los terrones de cal en unos depósitos o recipientes que, a continuación, se llenan de agua.

Cuando se ha efectuado el apagado, se obtiene una pasta blanda y untuosa, lo cual se cubre con una capa de arena para evitar su carbonatación. 3. CLASES DE CAL. a. Cal Grasa Si la roca caliza original contiene menos del 5% de arcilla, al producto final después del cocimiento se le conoce como cal grasa y es un producto que al hidratarse se convierte en una pasta de color blanco, adherente, untuosa, trabada y que tiene la propiedad de entrelazar los materiales pétreos endureciéndose. (Ver imagen 22) b. Cal Magra Si la roca caliza original contiene menos del 5% de arcilla pero más del 10% de magnesia al producto final después del cocimiento se le conoce como cal magra y al hidratarse, genera mayor cantidad de calor que las cales grasas, dando un producto de color grisáceo, poco untuoso, poco adherente y poco trabado que al endurecerse se convierte en polvo razón por la cual no se usa como aglomerante. c. Cal Hidráulica Contiene más del 5% de arcilla, además de las propiedades que posee la cal grasa tiene la propiedad de endurecer dentro y fuera del agua, razón por la cual se utiliza en la construcción de obras hidráulicas. 4. USOS DE LA CAL EN LA CONSTRUCCIÓN.  Estabilización de suelos.  Elaboración de mesclas.  Elaboración de piezas de concreto.  Restauración de monumentos históricos. TECNOLOGIA DE LOS MATERIALE

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Construcción: Ladrillos silícicos, ladrillos ligeros, hormigón liviano, morteros, pavimentos asfálticos, estabilización de suelos y revestimientos protectores.  Elaboración de pintura e impermeabilizantes  Agricultura: Mejoramiento de terrenos, nutriente vegetal, abono e insecticida.

 Minería metálica: Fundiciones (cobre, hierro, acerías, etc.),

lixiviación cianurada (en pilas o por agitación) y en flotación alcalina.  Minería no metálica: En la obtención de sales de yodo y nitratos, obtención de colemanita sintética, en faenas productoras de ácido bórico, en la obtención de ulexita granulada, en la obtención de nitrato de potasio granulado y en la obtención de litio. (ver imagen 23,24, 25, 26) 5. FUNCIONES DE LA CAL  Aglomerantes en juntas, cimentación y cubiertas.  Recubrimientos y acabados, coloreados, simples o imitaciones de materiales preciosos.  Estabilizador para bloques, tapiales o cualquier mezcla de tierra para construcción.

CONCLUSIONES  Se logró definir de manera precisa y clara los conceptos del cemento, yeso y cal como un mineral  El cemento con el contacto con el agua se hace una mescla y luego formando un concreto resistente.  Se describió los principales tipos y propiedades del yeso  Se mencionó los usos que se otorgan de mayor manera al yeso

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 Por medio del presente Informe se logra dar a conocer la importancia de conocer el yeso como un mineral en la ingeniería civil a los estudiantes y público en general.

ANEXOS

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GRACIAS……….

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