AGLOMERANTES
Son todos aquellos materiales, generalmente petróleos glandos que mezclados con agua se hacen plásticos, que al secarse alcanzan resistencia mecánica
ARCILLA
· PROPIEDADES
FÍSICO-QUÍMICAS
Las importantes aplicaciones industriales de
este grupo minerales radican en sus propiedades físicos –químicos. Dichas
propiedades derivan, principalmente, de:
· Su
extremadamente pequeño tamaño de partícula (inferior a 2 mm)
· Su
morfología laminar (filosilicatos)
· Las
sustituciones isomórficas, que dan lugar a la aparición de carga en las láminas
y a la presencia de cationes débilmente ligados en el espacio interpaginar.
Como consecuencia de estos factores, presentan por
una parte , un valor elevado del área superficial y , a la vez, la presencia de
una gran cantidad de superficie activa, con enlaces nos saturados. Por ello
pueden interaccionar con muy diversas sustancias, en especial compuestos
polares, por lo que tienen comportamientos plásticos en mezclas arcilla-agua
con elevado proporción solido/líquido y son capaces en algunos casos de
hinchar, con el desarrollo de propiedades geológicas en suspensiones acuosas.
Por otra parte, la existencia de carga en las
láminas se compensa, como ya se ha citado, con la entrada en el espacio
interlaminar de cationes débilmente ligados y con estado variable de
hidratación, que pueden ser intercambiados fácilmente mediante la puesta en
contacto de la arcilla con una solución saturada en otros cationes, a esta
propiedad se la conoce como capacidad de intercambio catiónico y es también la
base de multitud de aplicaciones industriales.
·
Superficie
específica: La superficie especifica o área superficial de una arcilla se
define como el área de la superficie externa más el área de la superficie
interna (el caso de que esta exista) de las partículas constituyentes, por
unidad de masa. expresada en m/g.
Las arcillas poseen una elevada superficie
específica, muy importante para ciertos usos industriales en los que la
interacción sólido-fluido depende directamente de esta propiedad.
Es una propiedad fundamental de las esmécticas. Son
capaces de cambiar, fácilmente los iones fijos en la superficie exterior de sus
cristales, en los espacios interpaginares, o en otros espacios interiores de
las estructuras, por otros existentes en las soluciones acuosas envolventes. L
a capacidad de cambio catiónico (CEC) se puede definir como la suma de
todos los cationes de cambio que un mineral puede absorber a un determinado pH.
Es equivalente a la medida del total de cargas negativas del mineral.
Estas cargas negativas pueden ser generadas de tres
formas diferentes:
ü Sustituciones
isomórficas dentro de la estructura.
ü Enlaces
insaturados en los bordes y superficies externas.
ü Disociación de
los grupos hidroxilos accesibles.
El primer tipo conocido como cargas permanente y
supone un 80% de la carga neta de la partícula, además es independiente de las
condiciones de pH y actividad iónica del medio. Los dos últimos tipos de origen
varían en función del pH y de la actividad iónica. Corresponden a bordes
cristalinos, químicamente activos y representan el 20 % de la carga total de la
lámina.
Capacidad
de absorción
La capacidad de absorción está directamente
relacionada con las características texturales (superficie específica y
porosidad) y se puede hablar de dos tipos de procesos que difícilmente se dan
de forma aislada: absorción (cuando se trata fundamentalmente de procesos
físicos como la retención por capilaridad) y adsorción (cuando existe una
interacción de tipo químico entre el adsorbente, en este caso la arcilla, y el
líquido o gas adsorbido, denominado adsorbato).
La capacidad de adsorción se expresa en porcentaje
de absorbato con respecto a la masa y depende, para una misma arcilla, de la
sustancia de que se trate. La absorción de agua de arcillas absorbentes es
mayor del 100% con respecto al peso.
Hidratación e hinchamiento
La absorción de agua en el espacio interlaminar
tiene como consecuencia la separación de las láminas dando lugar al
hinchamiento. Este proceso depende del balance entre la atracción
electrostática catión-lámina y la energía de hidratación del catión. A medida
que se intercalan capas de agua y la separación entre las láminas aumenta, las
fuerzas que predominan son de repulsión electrostática entre láminas, lo que
contribuye a que el proceso de hinchamiento pueda llegar a disociar
completamente unas láminas de otras. Cuando el catión interlaminar es el sodio,
las esmectitas tienen una gran capacidad de hinchamiento, pudiendo llegar a producirse
la completa disociación de cristales individuales de esmectita, teniendo como
resultado un alto grado de dispersión y un máximo desarrollo de propiedades
coloidales. Si por el contrario, tienen Ca o Mg como cationes de cambio su
capacidad de hinchamiento será mucho más reducida.
Las arcillas son eminentemente plásticas. Esta
propiedad se debe a que el agua forma una envuelta sobre las partículas
laminares produciendo un efecto lubricante que facilita el deslizamiento de unas partículas sobre otras cuando se
ejerce un esfuerzo sobre ellas.
La elevada plasticidad de las arcillas es
consecuencia, nuevamente, de su morfología laminar, tamaño de partícula
extremadamente pequeño (elevada área superficial) y alta capacidad de
hinchamiento.
Generalmente, esta plasticidad puede ser
cuantificada mediante la determinación de los índices de Atterberg (Límite
Líquido, Límite Plástico y Límite de Retracción). Estos límites marcan una
separación arbitraria entre los cuatro estados o modos de comportamiento de un
suelo sólido, semisólido, plástico y semilíquido o viscoso (Jiménez Salas, et
al. , 1975).
La relación existente entre el límite líquido y el
índice de plasticidad ofrece una gran información sobre la composición
granulométrica, comportamiento, naturaleza y calidad de la arcilla. Existe una
gran variación entre los límites de Atterberg de diferentes minerales de la
arcilla, e incluso para un mismo mineral arcilloso, en función del catión de
cambio. En gran parte, esta variación se debe a la diferencia en el tamaño de
partícula y al grado de perfección del cristal. En general, cuanto más pequeñas
son las partículas y más imperfecta su estructura, más plástico es el material.
La tixotropía se define
como el fenómeno consistente en la pérdida de resistencia de un coloide, al
amasarlo, y su posterior recuperación con el tiempo. Las arcillas tixotrópicas
cuando son amasadas se convierten en un verdadero líquido. Si, a continuación,
se las deja en reposo recuperan la cohesión, así como el comportamiento sólido.
Para que una arcilla tixotrópica muestre este especial comportamiento deberá
poseer un contenido en agua próximo a su límite líquido. Por el contrario, en
torno a su límite plástico no existe posibilidad de comportamiento
tixotrópico.
APLICACIONES INDUSTRIALES
ARCILLAS COMUNES
El principal uso de estos materiales arcillosos se
da en el campo de la cerámica de construcción (tejas, ladrillos, tubos,
baldosas....), alfarería tradicional, lozas, azulejos y gres. Uso al que se destinan desde los comienzos de la
humanidad.
Prácticamente todas las arcillas son aptas para
estos usos, primando las consideraciones económicas.
Son así mismo son utilizadas en la manufactura de
cementos, como fuente de alúmina y sílice, y en la producción de áridos ligeros
(arcillas expandidas).
Se trata de un mineral muy importante desde el
punto de vista industrial. Ha sidoutilizando desde antiguo para numerosos usos.
En el siglo XVI adquirió gran fama entre la nobleza
la porcelana fabricada a base de pastas cerámicas ricas en caolín. Los principales usos a los que se destina
en la actualidad son:
Cerámica y refractarios
También es importante el uso del caolín en la
fabricación de materiales cerámicos (porcelana, gres, loza sanitaria o de mesa,
electrocerámica) y de refractarios (aislantes térmicos y cementos). Al igual
que en el caso del papel las especificaciones requeridas para el uso de caolines en cerámica y refractarios son
estrictas en cuanto a pureza y tamaño de grano.
Otros usos
Además se utilizan caolines, en menores
proporciones, en otras industrias: como carga más económica sustituyendo a las
resinas en pinturas, aislantes, caucho. También como carga de abonos,
pesticidas y alimentos de animales.
La industria química consume cantidades importantes
de caolín en la fabricación de sulfato, fosfato y cloruro de Al, así como para
la fabricación de ceolitas sintéticas.
A partir del caolín calcinado se obtienen
catalizadores y fibras de vidrio.
La industria farmacéutica utiliza caolín como
elemento inerte en cosméticos y como elemento activo en absorbentes
estomacales.
Producción española
Son muy numerosos los usos industriales de las
bentonitas, tanto que resulta difícil enumerarlos todos. Los más importantes
son:
Arenas de moldeo
Las arenas de moldeo están compuestas por arena y
arcilla, generalmente bentonita, que proporciona cohesión y plasticidad a la
mezcla, facilitando su moldeo y dándole resistencia suficiente para mantener la
forma adquirida después de retirar el moldeo y mientras se vierte el material
fundido.
La proporción de las bentonitas en la mezcla varia
entre el 5 y el 10 %, pudiendo ser ésta tanto sódica como cálcica, según el uso
a que se destine el molde. La bentonita sódica se usa en fundiciones de mayor
temperatura que la cálcica por ser más estable a altas temperaturas, suelen
utilizarse en fundición de acero, hierro dúctil y maleable y en menor medida en
la gama de los metales no férreos. Por otro lado la bentonita cálcica facilita
la producción de moldes con más complicados detalles y se utiliza,
principalmente, en fundición de metales no férreos.
El aumento de los costes de las materias primas
está forzando a las fundiciones a recuperar las mayores cantidades posibles de
mezclas de arenas para ser usadas de nuevo, si bien generalmente esto no afecta
de forma sensible al consumo de bentonita. El reciclado, en la mayoría de los
casos, no es posible, pues la mezcla alcanza temperaturas superiores a los
6501C, y a esas temperaturas la arcilla pierde parte de su agua de constitución,
proceso que es irreversible, y pierde con ello sus propiedades, no pudiendo ser
recuperada.
Lodos de perforación
Las funciones que debe cumplir el lodo son:
·
Extracción
del ripio y limpieza del fondo del pozo
·
Enfriamiento
de la herramienta de perforación
·
Control
de presiones de formación y estabilización de las paredes
·
Mantenimiento
en suspensión del ripio
·
Transmisión
de potencia hidráulica al tricono
·
Soportar
parte del peso de la sarta de perforación
·
Permitir
la adición de agentes densificantes
Peletización
La bentonita se ha venido usando desde los años 50
como agente aglutinante en laproducción de pelets del material previamente
pulverizado durante las tareas de separación y concentración. La proporción de
bentonita añadida es del 0,5%, en la mayor parte
de los casos.
Aunque no existen especificaciones estandarizadas
para este uso, se emplean bentonitas sódicas, naturales o activadas, puesto que
son las únicas que forman buenos pelets con las resistencias en verde y en seco
requeridas, así como una resistencia mecánica elevada tras la calcinación.
Absorbentes
La elevada superficie específica de la bentonita,
le confiere una gran capacidad tanto de absorción como de adsorción. Debido a
esto se emplea en decoloración y clarificación de aceites, vinos, sidras,
cervezas, etc. Tienen gran importancia en los procesos industriales de purificación de aguas que contengan
diferentes tipos de aceites industriales y contaminantes orgánicos.
Se utiliza además como soporte de productos
químicos, como por ejemplo herbicidas, pesticidas e insecticidas, posibilitando
una distribución homogénea del producto tóxico.
En los últimos años, además, están compitiendo con
otras arcillas absorbentes (sepiolita y paligorskita) como materia prima para
la fabricación de lechos de animales. La demanda de bentonitas para este uso
varia sustancialmente de unos paises a otros, así en Estados Unidos comenzaron
a utilizarse a finales de los años 80, sin embargo en Europa el mercado es más
complejo y su demanda mucho menor.
Material de Sellado
La creciente importancia que está tomado en los
últimos años, por parte de los gobiernos de toda Europa, la legislación en lo
referente a medio ambiente, ha favorecido la apertura y desarrollo de todo un
mercado orientado hacia el uso de bentonitas como material de sellado en
depósitos de residuos tanto tóxicos y peligrosos, como radiactivos de baja y media actividad.
Durante muchos años las bentonitas se han venido
utilizando en mezclas de suelos en torno a los vertederos, con el fin de
disminuir la permeabilidad de los mismos. De esta forma se impide el escape de
gases o lixiviados generados en el depósito. Esta mezcla se podía realizar in
situ o sacando el suelo de su emplazamiento, mezclándolo con la bentonita y
volviéndolo a colocar en su sitio, la ventaja de la primera alternativa es que
supone un gasto menor pero, sin embargo, implica una mezcla menos homogénea. La
segunda alternativa, sin embargo, es más cara pero asegura una mejor
homogeneización de la mezcla bentonita-suelo. Por otro lado, esto disminuye la
cantidad de bentonita necesaria (5-6 %), frente a 7-8 % para la utilizada en
mezclas in situ.
Más recientemente ha surgido una nueva tendencia en
el diseño de barreras de impermeabilización que se basa en la fabricación de
complejos bentonitas-geosintéticos (geomembranas y geotextiles). Consiste en la
colocación de una barrera de arcilla compactada ente dos capas, una de
geotextil y otra de geomembrana (plásticos manufacturados, como polietileno de
alta densidad o polipropileno, entre otros).
La geomembrana es impermeable, mientras que el
geotextil es permeable, de modo que permite a la bentonita hinchar, produciendo
la barrera de sellado compactada.
La normativa varía de un país a otro en cuanto a
los valores que tienen que cumplir las arcillas compactadas para dicho fin.
Esta utilidad de las bentonitas como material de
sellado se basa fundamentalmente en algunas de sus propiedades características,
como son: su elevada superficie específica, gran capacidad de hinchamiento,
buena plasticidad y lubricidad, alta impermeabilidad, baja compresibilidad. Las
bentonitas más utilizadas para es fin son las sódicas, por tener mayor
capacidad de hinchamiento.
Así mismo, se utilizan bentonitas sódicas como
material impermeabilizante y contenedor en los siguientes campos:
ü Como contenedores de aguas frescas:
Estanques y lagos ornamentales, campos de golf, canales.
·
Como
contenedores de aguas residuales: Efluentes industriales (balsas).
·
En
suelos contaminados: Cubiertas, barreras verticales.
·
En el sellado
de pozos de aguas subterráneas contaminadas.
·
En depósitos
de residuos radiactivos: Repositorios subterráneos, sellado de fracturas en
granitos, etc.
Ingeniería Civil
·
Creación de
membranas impermeables en torno a barreras en el suelo, o como soporte de
excavaciones.
·
Prevención de
hundimientos. En las obras, se puede evitar el desplome de paredes
lubricándolas con lechadas de bentonita.
·
Protección de
tuberías: como lubricante y rellenando grietas.
·
En cementos:
aumenta su capacidad de ser trabajado y su plasticidad.
·
En túneles:
Ayuda a la estabilización y soporte en la construcción de túneles. Actúa como
lubricante (un 3-5 % de lodo de bentonita sódica mantenida a determinada
presión soporta el frente del túnel). También es posible el transporte de los
materiales excavados en el seno de fluidos benoníticos por arrastre.
PROPIEDADES DEL YESO
El yeso tiene gran aplicación en las partes de la
construcción preservadas de humedad. Constituye un mineral blando, llamado
químicamente sulfato de cal hidratado que, calcinado, molido y amasado con agua
consigue endurecer rápidamente. Recibe normalmente el nombre de yeso una vez
lista la piedra para emplear, o bien la "piedra de yeso", antes de
verificar dicha preparación.
El yeso está definido por determinadas propiedades
físicas y químicas, interrelacionadas entre sí directa o indirectamente. En
función de estas propiedades, intrínsecas o bien derivadas del proceso de
fabricación (extracción, disposición del hornete, grado de cocido o molido),
vendrá dado su uso en construcción.
A su vez, el modo de hidratarlo también determinará
el resultado final ( temperatura del agua, proporción de ésta con el yeso,..).
Las propiedades que marcan el carácter del yeso son principalmente:
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.
Desgraciadamente, la salinidad siempre aparece al contacto con el exterior. Por
eso es recomendable el uso del yeso preferiblemente al interior, a menos que se
pueda impermeabilizar mediante algún procedimiento. La solubilidad aumentará
también por factores como la finura.
Finura del molido
Como hemos comentado
anteriormente, el yeso, una vez deshidratado debe ser molido para su
utilización. La finura de molido influye en gran parte en las propiedades que
adquiere el yeso al volverlo a hidratar. La posibilidad de uso del yeso para la
construcción reside en que al amasarlo con agua, reacciona formando una pasta
que endurece constituyendo un conjunto monolítico. Se comprende fácilmente que,
cuanto mayor sea el grado de finura del yeso, más completa será la reacción y,
consecuentemente, la calidad del producto obtenido. La velocidad de fraguado es
proporcional al grado de disolución, con lo que podemos afirmar que el
yeso morirá antes (fraguado rápido). Este último factor limitará el
tiempo del trabajador. Si el yeso muere pronto es apropiado para
enlucidos ( lucidos), o bien para acabados rápidos.
Velocidad de fraguado
El yeso se
caracteriza por fraguar con rapidez, por lo que es recomendable para su uso
hidratarlo en pequeñas cantidades. Esta propiedad depende de tres factores:
- El propio yeso (grado de finura, pureza, punto de
cocido.
- Las condiciones de hidratación (la temperatura
del agua, la concentración del yeso en el agua, el modo de amasar la pasta al
hidratarlo).
- Agentes externos como la humedad o la
temperatura.
A su vez, la rapidez de fraguado del material, nos
indica el grado de resistencia con que concluirá una vez consolidado.
- Resistencia mecánica. Un yeso de alto grado
en finura, velocidad de fraguado, concentración de yeso y temperatura del agua
y de atmósfera, será también de alta resistencia mecánica.
- El grado de cocido también afectará a
todas estas propiedades. Es necesario encontrar el punto justo de cocido,
siendo perjudicial que esté tanto sobrecocido como falto. También es
conveniente no emplear el yeso recién cocido, se acentuaría la rapidez de
fraguado, impidiendo trabajar con comodidad.
Permeabilidad
Quizá el problema más
difícil de resolver, sobretodo para su
uso al exterior, es el de su
impermeabilización. La solubilidad se ve acentuada por el grado porosidad, y el
yeso posee un grado alto. Por esto, el agua puede penetrar cómodamente a través
de la red capilar, acelerando la disolución, y consecuentemente la pérdida del
material. En los Monegros el empleo del yeso ha sido tanto al interior como al
exterior de las viviendas. El tiempo se ha hecho cargo de demostrar la
inadecuación de yeso 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. Todavía ahora no termina de encontrarse un medio de
impermeabilización del todo efectivo, además de ser caros. Por ello, su
ubicación es preferentemente interior.
- Adherencia. Disminuye en contacto
con el agua, siendo buena en medio seco, tanto con materiales pétreos como
metálicos.
- Corrosión. Al igual que sucede con la adherencia, en
presencia de agua este material reacciona perjudicando.
- Resistencia al fuego. Es de destacar su buena
resistencia al fuego, considerándose buen aislante.
USOS DEL YESO TRITURADO
·
El yeso triturado se usa para mejorar las tierras agrícolas,
pues su
composición química, rica en azufre y calcio, hace del
yeso un elemento de gran valor como fertilizante de los suelos,
empleando el mineral pulverizado para que sus
componentes se
puedan dispersar en el terreno.
·
Una de las aplicaciones más recientes del yeso es la
"remediación" de suelos, esto es, la eliminación de elementos
contaminantes de los mismos, especialmente metales pesados.
·
Es utilizado para obtener ácido sulfúrico.
·
Se usa como material fundente en la industria cerámi El polvo de aljez se emplea en los procesos de producción
del cemento
Portland, donde actúa como elemento retardador
del fraguado.
·
El yeso es la materia prima que, molturada y cocida en
hornos
especiales, sirve pera obtener el yeso para construcción,
profusamente utilizado en albañilería como pasta para
guarnecidos, enlucidos y
revocos, o como pasta de agarre y de
juntas.
·
También es utilizado para obtener estucados, paneles de yeso prefabricados y escayolas.
TIPOS DE YESO EN CONSTRUCCIÓN
Los yesos de
construcción se pueden clasificar en:
Artesanales, tradicionales o multi-fases
·
El yeso negro es el producto que contiene más impurezas, de
grano grueso, color gris, y con el que se da una primera capa de enlucido.
·
El yeso blanco con pocas impurezas, de grano fino, color
blanco, que se usa principalmente para el enlucido más exterior, de acabado.
·
El yeso rojo, muy
apreciado en restauración, que presenta ese color rojizo debido a las impurezas
de otros minerales.
Industriales o de horno mecánico
·
Yeso de
construcción (bifase)
·
Grueso
·
Fino
·
Escayola, que es un yeso de más calidad y grano más fino,
con pureza mayor del 90 %.
Con aditivos
·
Yeso
controlado de construcción
·
Grueso
·
Fino
·
Yesos finos especiales
·
Yeso controlado aligerado
·
Yeso de alta dureza superficial
·
Yeso de proyección mecánica
·
Yeso aligerado de proyección mecánica
·
Yesos-cola y adhesivos.
SISTEMA CONSTRUCTIVO
DRYWALL
El cartón yeso o PYL (placa de yeso laminado, el
nombre genérico oficial) es un material de construcción utilizado para la
ejecución de tabiques interiores y revestimientos de techos y paredes. Se suele
utilizar en forma de placas, paneles o tableros industrializados. Consiste en
una placa de yeso laminado entre dos capas de cartón, por lo que sus componentes
son generalmente yeso y celulosa aprovechándose de la buena resistencia a la
compresión del yeso con la buena resistencia a la flexión que le da el sándwich
de cartón.
Propiedades
Las placas de cartón yeso se fabrican en una
anchura estandarizada 1,20 metros y diferentes longitudes de 2, 2,5, 2,6, 2,7,
2,8 y 3 metros. Los fabricantes pueden cambiar la longitud de la placa a las
dimensiones del cliente para pedidos suficientemente grandes. Se comercializan
en diferentes espesores (10, 12,5, 15 y 18 mm), aunque para grandes espesores
es habitual superponer varias placas de pequeño espesor, colocadas «a mata
juntas».
Los tableros de yeso poseen un núcleo cortafuego
encapsulado en grueso papel, generalmente papel reciclado, de acabado natural
en la cara frontal y de un papel duro en la parte posterior, lo cual permite
maniobrar y cortar fácilmente, con cúter o navaja, facilitando así su
instalación y la aplicación inmediata de cualquier tipo de recubrimiento o
acabado (pintura, pasta, azulejo, etc.) Las juntas (uniones entre las placas de
tableros de yeso) tratadas correctamente durante el proceso de instalación
evita el agrietamiento causado por movimientos de los bastidores.
Además de las placas de cartón yeso para uso
normal, existen placas modificadas para usos especiales.
Resistencia al fuego
El cartón yeso no es inflamable, es decir no se
incendia aún expuesto al fuego directo. Está hecho de sulfato de calcio
hidratado (CaSO4 + H2O) y otros compuestos. Al exponerse al fuego, el sulfato
de calcio pierde las moléculas de agua por evaporación, retardando la
propagación del fuego por varios minutos. Al secarse o deshidratarse el sulfato
de calcio se desintegra (craquela) y la placa se desmorona permitiendo
finalmente el paso del fuego al otro lado del tabique.
Necesita ser instalado correctamente para servir de
barrera contra el fuego pues cualquier perforación o espacio pequeño permitirá
el paso del fuego aun cuando la placa no se haya desintegrado.
Una placa más gruesa resiste más tiempo el embate
del fuego que otra del mismo tipo pero más delgada. Dos placas instaladas una
sobre la otra también ofrecen mayor resistencia al fuego, en estos casos es
recomendable que los empalmes estén alternados para ofrecer mayor resistencia.
Existen versiones especiales fabricada con compuestos que resisten más tiempo
al fuego.
Aislamiento acústico
Las placas de yeso tiene una masa muy reducida, por
lo que por sí solas no proporcionan un gran aislamiento acústico. Este
aislamiento se suele obtener mediante la colocación de un material absorbente
colocado en el interior de la cámara del tabique, o bien entre la placa de
trasdosado y el elemento de soporte.
El sonido se propaga a través de materiales sólidos
como pueden ser estructuras metálicas que soportan las placas o a través de los
huecos que quedan sobre los plafones. Por lo tanto es importante que el
tratamiento anti-sonido sea un proyecto conjunto de paredes, estructuras y
techos para tener una mayor efectividad.
Aislamiento térmico
Las placas de yeso por si solas no son buenas
aisladoras de temperatura. Debido a su espesor delgado, el calor o frío
fácilmente penetra de un lado al otro la placa de yeso resultando en
temperaturas incomodas en el interior del espacio construido. Para obtener un
buen aislamiento térmico, es necesario recubrir el interior de los muros o
techos con aislamiento térmico de fibra de vidrio, placas sólidas de espuma u
otros materiales.
Resistencia a la humedad
Existen placas de yeso resistentes a la humedad,
que se emplean en locales húmedos como baños, cuartos de limpieza, cocinas,
etc, en los que puede haber zonas expuestas a salpicaduras ocasionales. Las
placas de yeso resistentes a la humedad están fabricadas con papel tratado que
retarda la absorción del agua y el crecimiento de hongos. Además el núcleo de
la placa contiene aditivos especiales para que no se manchen ni se desintegren.
Las placas están diseñadas para resistir salpicaduras ocasionales de
arcilla, el yeso, la cal y el cemento
Las placas pueden tener recubrimientos de barita o
láminas de plomo que se atornillan al tabique para ser usadas en salas
radiológicas de hospitales y clínicas, para servir como barrera contra las
radiaciones ionizantes. También pueden cubrirse con laminas de fibra de vidrio
que son totalmente lavables, para cocinas industriales o fábricas de alimentos.
Normativa
Los paneles de cartón yeso fabricados en España
deben cumplir las especificaciones de la norma UNE 102.023, que define sus
características mínimas:
Peso específico 800 kg/m³
Clasificada
como M-1 (no inflamable).
CAL
La cal es el producto que se obtiene calcinando la
piedra caliza por debajo de la temperatura de descomposición del óxido de
calcio. En ese estado se denomina cal viva (óxido de calcio) y si se apaga
sometiéndola al tratamiento de agua, se le llama cal apagada (hidróxido de
calcio).
Tipos de cal
Cal Viva: Se
obtiene de la calcinación de la caliza que al desprender anhídrido carbónico,
se transforma en óxido de calcio. La cal viva debe ser capaz de combinarse con
el agua, para transformarse de óxido a hidróxido y una vez apagada (hidratada),
se aplique en la construcción.
Cal hidratada: Se conoce
con el nombre comercial de cal hidratada a la especie química de hidróxido de
calcio, la cual es una base fuerte formada por el metal calcio unido a dos
grupos hidróxidos.
Cal hidráulica: Cal
compuesta principalmente de hidróxido de calcio, sílica (SiO2) y alúmina
(Al2O3) o mezclas sintéticas de composición similar. Tiene la propiedad de
fraguar y endurecer incluso debajo del agua.
Procesos de obtención de la
cal
Los procesos para la obtención de la
cal,
son
descritos brevemente a continuación:
1.
Extracción:
Se desmonta el área a trabajar y se lleva a cabo el descapote, posteriormente
se barrena aplicando el plan de minado diseñado, se realiza la carga de
explosivos y se procede a la voladura primaria, moneo, tumbe y rezagado, carga
y acarreo a planta de trituración.
2.
Trituración:
Posteriormente es sometida a un proceso de trituración que arrojará como
producto trozos de menor tamaño que serán calcinados en hornos verticales.
También puede realizarse uns trituración secundaria cuando se requieren
fragmentos de menor tamaño y se tienen hornos rotatorios para calcinar.
3.
Calcinación:
La cal es producida por calcinación de la caliza y/o dolomía trituradas por
exposición directa al fuego en los hornos. En esta etapa las rocas sometidas a
calcinación pierden bióxido de carbono y se produce el óxido de calcio (cal
viva).
4.
Enfriamiento:
Posteriormente se somete a un proceso de enfriamiento para que la cal pueda ser
manejada y los gases calientes regresan al horno como aire secundario.
5.
Inspección:
Se inspecciona cuidadosamente las muestras para evitar núcleos o piezas de roca
sin calcinar.
6.
Cribado: Se
somete al cribado con el fin de se
parar la cal viva en trozo y en guijarros
(piedra pequeña, redondeada y lisa) de la porción que pasará por un proceso de
trituración y pulverización.
7.
Trituración y
pulverización: Se realiza con el objeto de reducir más el tamaño y así obtener
cal viva molida y pulverizada, la cual se separa de la que será enviada al
proceso de hidratación.
8.
Hidratación:
Consiste en agregar agua a la cal viva para obtener la cal hidratada. A la cal
viva dolomítica y alta en calcio se le agrega agua y es sometida a un separador
de residuos para obtener cal hidratada normal dolomítica y alta en calcio.
Únicamente la cal viva dolomítica pasa por un hidratador a presión y
posteriormente a molienda para obtener cal dolomítica hidratada a presión.
9.
Envase y
embarque: La cal es llevada a una tolva de envase e introducida en sacos y transportada
a través de bandas hasta el medio de transporte que la llevará al cliente.
APLICACIONES DE LA CAL
VIVA
La cal es uno
de los productos más conocidos desde la antigüedad y con más aplicaciones diversas.
Industria
Siderurgia: Se utiliza como fundente y escorificarte.
Metalurgia: Se utiliza en los procesos de flotación; en
la fundición de cobre, plomo y zinc; en
la producción de magnesio (se
pueden utilizar dos tipos de procesos de fabricación: proceso
electrolítico o proceso de
reducción térmica, en este último se utiliza cal
viva); en la producción de aluminio; y como escorificante de la sílice evitando
la formación de compuestos de aluminio y sílice.
Química: Se emplea en la producción de jabón, en la
fabricación del caucho y de carburo
cálcico, en la industria petrolífera, en la industria del papel y en cosmética.
Alimentaria: Se utiliza en la industria azucarera (en
concreto en la elaboración del azúcar de remolacha); en ostricultura;
en piscicultura; en la industria
cervecera, en la industria lactea; en la fabricación de colas y gelatinas, en el
tratamiento del trigo y del maíz; en la industria vinícola y en la conservación de alimentos en contenedores de alimentos “autocalentables”, en
la nixtamalización del maíz para obtener masa de maíz nixtamalizada para hacer
tortillas mexicanas y todos los derivados de ella.
Vidrio: Su utilización proporciona vidrios más brillantes
y con mejor color. La fusión es más rápida, lo cual supone un ahorro económico
durante el proceso de fabricación del vidrio.
Curtidos: Es una de sus aplicaciones más antiguas. Los
baños de lechada de cal permiten la extracción de pelos e hinchamiento de las
pieles antes del curtido.
Construcción
Infraestructuras: En estabilización de suelos: para
secar suelos húmedos, descongelar los helados y mejorar las propiedades de los
suelos arcillosos.
Edificación: En la fabricación de prefabricados de cal:
Hormigón celular o aireado, ladrillos silicocalcáreos y bloques de tierra
comprimida.
La cal es un producto de
construcción más, con su Marcado CE y su correspondiente
normalización (UNE EN-459:1, 2 y 3).
Cemento
El cemento es
el ingrediente principal del concreto premezclado. Ya sea en sacos o a granel,
CEMEX ofrece a sus clientes cemento de alta calidad para sus necesidades de
construcción
Propiedades generales del cemento
·
Buena
resistencia al ataque químico.
·
Resistencia a
temperaturas elevadas.
·
Resistencia
inicial elevada que disminuye con el tiempo.
·
Se ha de
evitar el uso de armaduras. Con el tiempo aumenta la porosidad.
·
Uso apropiado
para bajas temperaturas por ser muy exotérmico.
Está prohibido el uso de cemento aluminoso en hormigón pretensado. La
vida útil de las estructuras de hormigón armado es más corta.
El fenómeno de conversión (aumento de la porosidad y caída de la
resistencia) puede tardar en aparecer en condiciones de temperatura y humedad
baja.
El proyectista debe considerar como valor de cálculo, no la resistencia
máxima sino, el valor residual, después de la conversión, y no será mayor de 40
N/mm2.
Se recomienda relaciones A/C ≤ 0,4, alta cantidad de cemento y aumentar
los recubrimientos (debido al pH más bajo).
Propiedades físicas del cemento de aluminato
de calcio
·
Fraguado:
Normal 2-3 horas. Similar al del cemento Portland.
·
Endurecimiento:
muy rápido. En 6-7 horas tiene el 80 % de la resistencia.
·
Estabilidad
de volumen: No expansivo.
·
Calor de
hidratación: muy exotérmico.Desprende rápidamente una gran cantidad de calor.
·
Muy
resistente a sulfatos y muy buena durabilidad y resistente a compuestos ácidos
·
Buenas
propiedades refractarias, aguanta 1500-1600 ºC manteniendo
resistencias y propiedades físicas.
·
Expuesto a
condiciones de ata temperatura y alta humedad (Por ejemplo una zona costera)
sufre una alteración en su composición química
PROCESO DE FABRICACION
El proceso de fabricación del cemento
comprende cuatro etapas principales:
1. Extracción y molienda de la materia prima
2. Homogeneización de la materia prima
3. Producción del Clinker
4. Molienda de cemento
La materia prima para la elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral de
hierro y yeso)
se extrae de canteras o minas y, dependiendo de la dureza y ubicación del
material, se aplican ciertos sistemas de explotación y equipos. Una vez
extraída la materia prima es reducida a tamaños que puedan ser procesados por
los molinos de crudo.
La etapa de homogeneización puede ser por vía húmeda o por vía seca,
dependiendo de si se usan corrientes de aire o agua para mezclar los
materiales. En el proceso húmedo la mezcla de materia prima es bombeada a
balsas de homogeneización y de allí hasta los hornos en donde se produce el
clínker a temperaturas superiores a los 1500°C.
En el proceso seco, la materia prima es homogeneizada en patios de materia
prima con el uso de maquinarias especiales. En este proceso el control químico
es más eficiente y el consumo de energía es menor, ya que al no tener que
eliminar el agua añadida con el objeto de mezclar los materiales, los hornos
son más cortos y el clínker requiere menos tiempo sometido a las altas
temperaturas.
El clínker obtenido, independientemente del proceso utilizado en la
etapa de homogeneización, es luego molido con pequeñas cantidades de yeso para
finalmente obtener cemento.
Reacción de las partículas de cemento con el
agua
1. Periodo inicial: las partículas con el agua
se encuentran en estado de disolución, existiendo una intensa reacción
exotérmica inicial. Dura aproximadamente diez minutos.
2. Periodo durmiente: en las partículas se
produce una película gelatinosa, la cual inhibe la hidratación del material
durante una hora aproximadamente.
3. Inicio de rigidez: al continuar la
hidratación de las partículas de cemento, la película gelatinosa comienza a
crecer, generando puntos de contacto entre las partículas, las cuales en
conjunto inmovilizan la masa de cemento. También se le llama fraguado. Por lo
tanto, el fraguado sería el aumento de la viscosidad de una mezcla de cemento con
agua.
4. Ganancia de resistencia: al continuar la
hidratación de las partículas de cemento, y en presencia de cristales de CaOH2,
la película gelatinosa (la cual está saturada en este punto) desarrolla unos
filamentos tubulares llamados «agujas fusiformes», que al aumentar en número
generan una trama que aumenta la resistencia mecánica entre los granos de
cemento ya hidratados.
5. Fraguado y endurecimiento: el principio de
fraguado es el tiempo de una pasta de cemento de difícil moldeado y de alta
viscosidad. Luego la pasta se endurece y se transforma en un sólido resistente
que no puede ser deformado. El tiempo en el que alcanza este estado se llama
«final de fraguad.
Almacenamiento
Si es cemento en sacos, deberá almacenarse sobre parrillas de madera o
piso de tablas; no se apilará en hileras superpuestas de más de 14 sacos de
altura para almacenamiento de 30 días, ni de más de 7 sacos de altura para
almacenamientos hasta de 2 meses. Para evitar que el cemento envejezca
indebidamente, después de llegar al área de las obras, el contratista deberá
utilizarlo en la misma secuencia cronológica de su llegada. No se utilizará
bolsa alguna de cemento que tenga más de dos meses de almacenamiento en el área
de las obras, salvo que nuevos ensayos demuestren que está en condiciones
satisfactorias.
Tipos de
cemento Pórtland
Pórtland Tipo I
Es un cemento normal, se produce por la adición
de clinker más yeso. De uso general en todas las obras de ingeniería donde no
se requiera miembros especiales. De 1 a 28 días realiza 1 al 100% de su
resistencia relativa.
Pórtland Tipo II
Cemento modificado para usos generales.
Resiste moderadamente la acción de
los sulfatos, se emplea también cuando se requiere un calor moderado de
hidratación. El cemento Tipo II adquiere resistencia más lentamente que el Tipo
I, pero al final alcanza la misma resistencia. Las características de este Tipo
de cemento se logran al imponer modificaciones en el contenido de Aluminato
Tricálcico (C3A) y el Silicato Tricálcico (C3S) del cemento. Se utiliza en
alcantarillados, tubos, zonas industriales. Realiza del 75 al 100% de su
resistencia.
Pórtland Tipo III
Cemento de alta resistencia inicial,
recomendable cuando se necesita una resistencia temprana en una situación
particular de construcción. El concreto hecho con el cemento Tipo III
desarrolla una resistencia en tres días, igual a la desarrollada en 28 días
para concretos hechos con cementos Tipo I y Tipo II ; se debe saber que el
cemento Tipo III aumenta la resistencia inicial por encima de lo normal, luego
se va normalizando hasta alcanzar la resistencia normal. Esta alta resistencia
inicial se logra al aumentar el contenido de C3S y C3A en el cemento, al
molerlo más fino; las especificaciones no exigen un mínimo de finura pero se
advierte un límite practico cuando las partículas son tan pequeñas que una
cantidad muy pequeña de humedad prehidratada el cemento durante el
almacenamiento manejo. Dado a que tiene un gran desprendimiento de calor el
cemento Tipo III no se debe usar en grandes volúmenes. Con 15% de C3A presenta
una mala resistencia al sulfato. El contenido de C3A puede limitarse al 8% para
obtener una resistencia moderada al sulfato o al 15% cuando se requiera alta
resistencia al mismo, su resistencia es del 90 al 100%.
Pórtland Tipo IV
Cemento de bajo calor de hidratación se ha
perfeccionado para usarse en concretos masivos. El bajo calor de hidratación de
Tipo IV se logra limitándolos compuestos que más influye en la formación de
calor por hidratación, o sea, C3A y C3S. Dado que estos compuestos también
producen la resistencia inicial de la mezcla de cemento, al limitarlos se tiene
una mezcla que gana resistencia con lentitud. El calor de hidratación del
cemento Tipo IV suele ser de más o menos el 80% del Tipo II, el 65% del Tipo I
y 55% del Tipo III durante la primera semana de hidratación. Los porcentajes
son un poco mayores después de más o menos un año. Es utilizado en grandes
obras, moles de concreto, en presas o túneles. Su resistencia relativa de 1 a
28 días es de 55 a 75%.
Pórtland Tipo V
Cemento con alta resistencia a la acción de
los sulfatos, se especifica cuando hay exposición intensa
a los sulfatos. Las aplicaciones típicas comprenden las estructuras
hidráulicas expuestas a aguas con alto contenido de álcalis y estructuras expuestas
al agua de mar. La resistencia al sulfato del cemento Tipo V se logra
minimizando el contenido de C3A, pues este compuesto es el más susceptible al
ataque por el sulfato. Realiza su resistencia relativa del 65 al 85
ESCORIA DE ALTO HORNO
El alto horno es la instalación industrial donde
se transforma o trabaja el mineral de hierro.Un alto horno típico está formado
por una cápsula cilíndrica de acero de unos 30 m de altoforrada con un material
no metálico y resistente al calor, como asbesto o ladrillos refractarios.El
diámetro de la cápsula disminuye hacia arriba y hacia abajo, y es máximo en un
puntosituado aproximadamente a una cuarta parte de su altura total.La parte
inferior del horno está dotada de varias aberturas tubulares llamadas
toberas, por dondese fuerza el paso del aire que enciende el coque.Cerca del
fondo se encuentra un orificio por el que fluye el arrabio cuando se sangra (o
vacía) elalto horno. Encima de ese orificio, pero debajo de las toberas, hay
otro agujero para retirar laescoria.La parte superior del horno contiene
respiraderos para los gases de escape, y un par de tolvasredondas, cerradas por
válvulas en forma de campana, por las que se introduce el mineral dehierro, el
coque y la caliza
materiales bituminosos
PROPIEDADES
Penetración
Es una medida de la consistencia del producto. Se determina midiendo en
décimas de mm la longitud que entra una aguja normalizada en una muestra con
unas condiciones especificadas de tiempo, temperatura y carga. Esto mide si el
producto es líquido, semisólido o sólido. La consistencia varía con la
densidad, disminuyendo la consistencia al aumentar la densidad.
Susceptibilidad Térmica
Es la aptitud que presenta un producto para variar su viscosidad en
función de la temperatura. Los menos susceptibles son los oxidados, después los
de penetración y los que más susceptibles son los alquitranes.
Punto de reblandecimiento
Es una medida de la susceptibilidad térmica. El punto de
reblandecimiento aumenta cuando aumenta la densidad y la penetración disminuye.
Un ensayo para su medida es el de anillo y bola (A y B) que consiste en
aumentar la temperatura, midiendo cuando la bola llega al fondo del recipiente
arrastrando el producto bituminoso.
Índice de Penetración
Valor que da la susceptibilidad térmica de los betunes y se obtiene de
otros dos ensayos: el punto de reblandecimiento y el de penetración.
Envejecimiento
Los betunes se ponen en obra en estado plástico. Luego van endureciendo,
aumenta la cohesión y crece la viscosidad y la dureza. Este fenómeno tiene
lugar hasta llegar a una dureza determinada. A partir de ahí, la cohesión
disminuye y el producto se vuelve frágil, muy sensible a los esfuerzos
bruscamente aplicados y a las deformaciones rápidas.
Punto de Fragilidad Fraas
El ensayo se aplica a los materiales sólidos o semisólidos y consiste en
someter a una película del material que recubre una placa de acero a ciclos
sucesivos de flexión a temperaturas decrecientes. Se define como Punto de
Fragilidad Fraas la temperatura en ºC a la que, a causa de la rigidez que va
adquiriendo el material, se observa la primera fisura o rotura en la superficie
de la película.
CLASIFICACION
Proceso en el que se puede visualizar el
bitumen.
Son mezclas de hidrocarburos naturales, pirogenados (sometidos a
tratamientos de calor), o combinaciones de ambos. Pueden presentar diversos
estados: gaseosos, líquidos, semisólidos, y sólidos. Además y como ya hemos
comentado pueden ser naturales o artificiales.
Bitúmenes naturales
Se encuentran en la naturaleza formando
lagos, mezclados con arena o arcilla,
y a veces impregnando rocas. Son poco abundantes y su extracción no presenta
gran interés. El origen de estos betunes está en los petróleos que han subido a
la superficie a través de fisuras y se han depositado allí; con el tiempo los
materiales más ligeros se evaporaron, quedando los componentes de mayor
viscosidad.
Bitúmenes artificiales
Se obtienen a partir del petróleo sometiendo
al mismo, después de una destilación fraccionada a temperatura ambiente, a otro
proceso de destilación fraccionada en caliente y vacío para obtener aceites
pesados y grasas sin que se produzca el cracking que
se origina con temperaturas más altas. Este cracking consiste en romper las
cadenas de los hidrocarburos más largas y convertirlas en hidrocarburos de
cadenas más pequeñas.
Bitúmenes fluidificados
Se obtienen mezclando betunes duros con
aceites ligeros (queroseno, gasolina,
etc.). Tiene la ventaja de que no es preciso calentarlos para su utilización y
los disolventes empleados tienen como única misión facilitar el trabajo en
obra, ya que se eliminan en el proceso de curado. Si este betún lo emulsionamos
con agua, además de reducir su viscosidad, facilita su uso en condiciones de
bajas temperaturas, lluvias o humedad.
Las especificaciones españolas definen dos
grupos de betunes fluidificados: RC (curado rápido) y MC (curado medio). Los
rápidos emplean como disolvente naftas o gasolinas
muy volátiles,
mientras que los medios utilizan petróleo o queroseno.
Emulsiones Bituminosas
Son mezclas de dos líquidos no miscibles,
uno de los cuales se dispersa en forma de gotas muy pequeñas por el otro. Si se
mezclan y agitan betún fundido y agua caliente se obtiene una emulsión, pero,
en cuanto está en reposo las partículas dispersas empiezan a unirse hasta que
se produce la separación del betún y el agua, lo que se denomina como emulsión
rota.
