MATERIALES AGLOMERANTES

DEFINICIÓN DE MATERIALES AGLOMERANTES.-Se llaman materiales aglomerantes aquellos materiales de construcción que están formados por una o varias sustancias. Se caracterizan porque tienen propiedad de volverse pastosas al entrar en contacto con el agua y de endurecerse (a corto o largo plazo) a tal punto que pueden ser capaces de alcanzar resistencias mecánicas considerables, por efecto de las transformaciones químicas en su masa que da origen a nuevos compuestos.

En general, los aglomerantes pueden ser de naturaleza orgánica, resinas o polímeros en general, o inorgánicos; y muy utilizados en la construcción debido a la facilidad de moldeo y adherencia con otros materiales. Aquí encontramos a arcillas, yesos, cales grasas o aéreas, cementos naturales, cemento Portland, asfaltos, etc.

Estos materiales son de vital importancia en la construcción, para formar parte de casi todos los elementos de la misma.

CLASIFICACIÓN DE MATERIALES AGLOMERANTES.-

Los materiales aglomerantes se clasifican en:A) MATERIALES AGLOMERANTES PÉTREOS O AÉREOS

Como pueden ser arcilla, yeso, cal, adobe, magnesia, etc.B) MATERIALES AGLOMERANTES HIDRÁULICOS

Como pueden ser el cemento, cal hidráulica, hormigón, baldosa hidráulica, etc. C) MATERIALES AGLOMERANTES HIDROCARBONADOS O HIDROCARBUROS

ASFALTICOSComo pueden ser alquitrán, betún, etc.

A) MATERIALES AGLOMERANTES PÉTREOS O AÉREOS .-

LAS ARCILLASSon partículas finísimas menores de 0.06 mm, de diámetro, procedentes de la descomposición de rocas feldespáticas. La arcilla pura recibe el nombre de caolín. Una de las principales propiedades de la arcilla es su plasticidad, además de ser refractaria. Desempeña un gran papel en la construcción por ser una materia prima en la fabricación de cementos y de cerámica.

Propiedades de la Arcilla.Plasticidad: Mediante la adición de una cierta cantidad de agua, la arcilla puede adquirir la forma que uno desee. Esto puede ser debido a la figura del grano (cuanto más pequeña y aplanada), la atracción química entre las partículas, la materia carbonosa así como una cantidad adecuada de materia orgánica.Merma: Debido a la evaporación del agua contenida en la pasta se produce un encogimiento o merma durante el secado.Refractariedad: Todas las arcillas son refractarias, es decir resisten los aumentos de temperatura sin sufrir variaciones, aunque cada tipo de arcilla tiene una temperatura de cocción.Porosidad: El grado de porosidad varia según el tipo de arcilla. Esta depende de la consistencia más o menos compacta que adopta el cuerpo cerámico después de la cocción. Las arcillas que cuecen a baja temperatura tienen un índice más elevado de absorción puesto que son más porosas.Color:

Las arcillas presentan coloraciones diversas después de la cocción debido a la presencia en ellas de óxido de hierro, carbonato cálcico.

Tipos de Arcilla. Según su NaturalezaPodemos hablar de dos tipos de arcillas: las primarias y las secundarias.

Arcillas primarias o residuales: Son las formadas en el lugar de sus rocas madres y no han sido por tanto transportadas por el agua, el viento o el glaciar. Estas tienden a ser de grano grueso y relativamente no plásticas. Cuando han sido limpiadas de fragmentos de roca, son relativamente puras, blancas y libres de contaminación con materiales arcillosos. La mayoría de los caolines son arcillas primarias.Arcillas secundarias: Son las que han sido desplazadas del lugar de las rocas madres originales. Aunque el agua es el agente más corriente de transporte, el viento y los glaciares pueden también transportar arcilla. Éstas son mucho más corrientes que las anteriores y tienen una constitución más compleja debido a que están compuestas por material procedente de distintas fuentes: hierro, cuarzo, mica, materias carbonosas y otras impurezas.

Según La PlasticidadPodríamos hablar teniendo en cuenta una de las propiedades de la arcilla como es la plasticidad de dos tipos: las arcillas plásticas y las antiplásticas.

Arcillas plásticas: “hacen” pasta con el agua y se convierten en modelablesArcillas antiplásticas: que confieren a la pasta una determinada estructura, que pueden ser químicamente inertes en la masa ó crear una vitrificación en altas temperaturas (fundentes)

Según el Color y PorosidadPastas porosas coloreadas Pastas porosas blancasTejares y alfaresen bruto, barnizadas, estanníferasArcillas fusibles850-1,100ºC

Mayólicas finasSanitarias y productos refractariosArcillas refractarias1,000- 1,550º C

Pastas impermeables coloreadas Pastas impermeables blancas

Gres finos, comunes, clinkersArcillas vitrificables1,100-1,350ºC

Porcelanas duras, tiernas, china vidriadaCaolines1,250- 1,460ºC

Según su FusibilidadSegún el punto o grado de cocción, podríamos hablar de dos tipos de arcilla:

Arcillas refractarias: Arcillas y caolines cuyo punto de fusión está comprendido entre 1.600 y 1.750ºC. Por lo general son blancas, grises y poco coloreadas después de su cocción.Arcillas fusibles ó arcillas de alfarería: Arcilla cuyo punto de fusión se alcanza por encima de los 1.100ºC. Son de color castaño, ocre, amarillo o marfil tras su cocción y se suelen encontrar cerca de la superficie del

suelo. Suelen contener ilita acompañado de una proporción de caliza, óxido de hierro y otras impurezas.

CUADRO DE TIPOS DE ARCILLASTIPOS SUB DESCRIPCION CARACTERISTICAS

SEGÚN SUORIGEN

ARCILLAS PRIMARIAS O RESIDUALES

Formadas en el lugar de sus rocas madres y no han sido transportados por el agua, el viento o el glaciar. Son traslucidas

Tiende a ser de grano grueso y relativamente no plástica. Cuando han sido limpiadas de fragmentos de roca, son relativamente puras, blancas y libres de contaminación con materiales arcillosos. La mayoría de los caolines son arcillas primarias

ARCILLAS SECUNDARIAS Son las que han sido desplazadas del lugar de sus rocas madres por tanto han

sido transportados por el agua, el viento o el glaciar.

Son mas corrientes que las arcillas primarias, pero tienen una constitución más compleja debido a que están compuestas por material procedente de distintas fuentes: Cuarzo, mica, materias carbonosas y otras impurezas.

SEGÚN SUPLASTICIDAD

ARCILLAS PLASTICAS Son arcillas secundarias, libres de hierro y otras

impurezas, pero no son tan puras como el caolín

Son fácilmente moldeables, poseen un alto grado de contracción (pueden llegar al 20%). Son utilizados para dar plasticidad al caolín en una proporción del 15%.

ARCILLAS ANTIPLASTICAS

Presentan impurezas Confieren a la pasta una determinada estructura, que pueden ser químicamente inertes en la masa ó crear una vitrificación en altas temperaturas (fundentes)

SEGÚN SU POROSIDAD

Y COLOR

IMPERMEABLES COLREADAS

Arcillas vitrificables1,100 – 1,350ºC

Gres finos, comunes, clinkers.

IMPERMEABLES BLANCAS

caolines1,250 – 1,460ºC

Porcelanas duras, tiernas, china vidriada.

POROSAS COLOREADAS Arcillas fusibles850 – 1,100ºC

Tejares y alfares en bruto, barnizadas, estanniferas

POROSAS BLANCAS Arcillas vitrificables1,000 – 1,550ºC

Mayólicas finas sanitarias y productos refractarios.

SEGÚN SU FUSIBILIDAD

ARCILLAS REFRACTAREAS

Arcillas y caolines cuyo punto de fusión esta comprendido entre

1,600 – 1,750ºC

Por lo general son blancas, grises y poco coloreadas después de su cocción.

ARCILLAS FUSIBLES O DE ALFARERIA

Arcilla cuyo punto de fusión alcanza por encima de los

1,100ºC

Son de color castaño, ocre, amarillo o marfil tras su cocción y se suelen encontrar cerca de la superficie del suelo. Suelen contener ílita acompañada de una por cion de caliza, oxido de hierro y oras impurezas.

Clases usuales de arcilla

Caolín o arcilla de chinaEste tipo de arcilla se encuentra más corrientemente en China que en cualquier otra parte, de ahí su nombre. Son arcillas primarias (aunque también existen caolín secundario) que se han formado por la meteorización in situ del feldespato. Sus partículas son de gran tamaño y por ello resulta menos plástico en comparación con otras arcillas. Están corrientemente mezclado con fragmentos de roca de feldespato y cuarzo por ello se hace necesario utilizar algún método para su purificación. Su composición química se aproxima a la fórmula del mineral caolinita. Se trata de una arcilla altamente refractaria, con un punto de fusión por encima de los 1,800ºC.En la práctica, raramente se utiliza el caolín en sí mismo dado su alto grado de refractariedad y su poca plasticidad, por ello se añaden a él otros materiales aunque se debe decir que no todos

los caolines son iguales en color, plasticidad… En general su grado de contracción es baja debido al grosor de sus granos y tiene poca resistencia en seco.

Arcillas plásticasPor sus propiedades, se contraponen al caolín dado que poseen un mayor contenido en hierro, son más fusibles, más plásticas y su grano es más fino. Es por ello que se puede decir que son complementarias y a menudo se combinan para crear una arcilla más trabajable.Se trata de una arcilla secundaria, mezclada a menudo capas de carbón y otros tipos de arcilla. Es altamente plástica y aunque no es tan pura como el caolín está relativamente libre de hierro y otras impurezas, cociéndose a un color gris claro o anteado claro debido a la presencia de material carbonoso.Éstas poseen un elevado grado de contracción, que puede llegar hasta a un 20%. En la fabricación de cerámica blanca, este tipo de arcilla se hace indispensable para aumentar la falta de plasticidad del caolín, aunque no puede añadirse más del 15% puesto que se traduciría en un color gris o anteado, disminuyendo así su traslucidez.

Arcillas refractariasEsta arcilla no es un tipo propiamente dicho dado que se refiere a la resistencia al calor de las arcillas en general independientemente del color, plasticidad…Cualquier arcilla que resista la fusión hasta alrededor de los 1.500ºC puede considerarse como una arcilla refractaria, lo que significa que es relativamente pura y libre de hierro.Estas arcillas son útiles para gran variedad de productos, principalmente en la fabricación de ladrillos refractarios y otras piezas para hornos, estufas, calderas…También son utilizadas como aditivos para las pastas de loza o las pastas para gacetas en los que se quiera aumentar la refractariedad.

Arcillas para gacetasLas gacetas son cajas de arcilla en las cuales se cuecen las piezas para protegerlas del calor y la llama directa del horno. Por tanto esta arcilla debe ser bastante refractaria, plástica para ser conformada por modelado y formar un cuerpo denso una vez cocida, para ser resistente a la fatiga producida por las continuadas cocciones.Normalmente se cuecen a un color gris-anteado claro y se usan frecuentemente como aditivo en las pastas para loza y barro cocido.

Arcilla para gres o arcilla para lozaLas arcillas para loza son arcillas secundarias y plásticas que se funden a 1,200-1,300ºC. Su color de cocción va desde un gris claro a un gris oscuro o marrón.Cambian mucho de color, plasticidad y temperatura de cocción sin haber una distinción clara entre arcilla refractaria, de gacetas o para loza. La distinción se suele basar según el uso que se haga de la arcilla más que por su naturaleza química o física.Esta puede presentar un grado óptimo de plasticidad así como de cocción o puede mejorarse añadiendo feldespato y arcilla de bola para ajustar su temperatura y plasticidad.

Arcilla para barro cocido, arcilla para cacharros o arcilla de alfareríaSon muy corrientes y suelen contener hierro y otras impurezas minerales por lo que su grado de cocción es de 950-1.100ºC. En bruto esta arcilla es roja, marrón, verdosa o gris por la presencia del óxido de hierro, y tras su cocción puede variar de color.Se trata de la materia común para los ladrillos, baldosas, tubos de drenaje, tejas…La arcilla roja comun por sí sola es demasiado plástica, llegando a ser pegajosa, aunque a veces contiene arena u otros fragmentos pétreos que dificultan su plasticidad.Nos encontramos gran cantidad de esta arcilla en la superficie de la tierra, aunque a veces es inutilizable debido a su gran contenido en calcita o sales alcalinas solubles.La arcilla azul contiene mucha cal y se trata de la arcilla más plástica de todas al natural. Estando mojada tiene un color azul grisáceo que al cocerse se convierte en un color amarillento.

Hay quien opina de ella que no es la arcilla ideal debido a que no tiene carácter suficiente y por su falta de color.

Otras clases de arcillasLa tierra para adobes: Se trata de una arcilla superficial adecuada para hacer adobes o ladrillos secados al sol. Casi no tiene plasticidad y contiene un alto porcentaje de arena.Arcilla apedernalada: Es una arcilla refractaria que ha sido compactada en una masa relativamente dura, densa, parecida a la roca.El esquisto: Es una roca metamórfica formada por la naturaleza a partir de la arcilla sedimentaria, con poca plasticidad a menos que se pulverice finamente y se deje humedecer durante largo tiempo. Puede utilizarse como aditivo o como principal ingrediente para ladrillos y otros productos pesados de arcilla.La bentonita: Es una arcilla de origen volcánico. Aunque su composición química es parecida a la arcilla, su naturaleza física difiere en que tiene más material coloidal. Se utiliza para dar plasticidad a las pastas de arcilla y como emulsionante en los vidriados. No puede utilizarse por sí sola debido a su tendencia a hincharse cuando se humedece y por su pegajosidad y contracción elevada.Arcilla para terracota: Arcilla de cocción a bajo fuego que puede utilizarse en la fabricación de grandes piezas de terracota. Tiene un grano grueso que permite un secado rápido y uniforme.La bauxita o diaspora: Poseen un alto contenido en alúmina. Pueden ser altamente refractarias y se usan como materia prima para la producción de aluminio metálico.El gumbo: Es una arcilla superficial o del suelo, muy plástica y pegajosa que contiene una cantidad considerable de materia orgánica.La Greda: Arcilla de quema blanca y poca plasticidad. En el comercio se encuentra en forma de polvo o grumos que una vez se haya sedimentado se emplean como engobes sobre cacharros de barro.Ocre, umbra y siena: Arcillas con gran contenido de combinaciones férreas y de manganeso que puede variar por ello es aconsejable efectuar ensayos previamente. Se pueden emplear para colorear algunos tipos de vidrio.

Principales usos de la arcilla:En construcción: en la fabricación de cementos, ladrillos, tejas, tubos, baldosas, reconstrucciones arquitectónicas, etc. También se utiliza para elaborar productos refractarios, aislantes térmicos.

En Cerámica y alfarería: para la elaboración de cerámicos y esculturas, alfarería tradicional, losas, azulejos, gres, loza sanitaria o de mesa, electroceramica, etc. Uso terapéutico: para uso externo principalmente, principalmente previene y cura problemas de afecciones de la piel, problemas inflamatorios, heridas, problemas cancerígenos y es muy recomendado en cataplasmas o compresas para tonificar la columna vertebral y consolidar fracturas óseas.

En la industria papelera: utiliza mas del 50 % de la producción de caolín. Se usa tanto como carga, como para proporcionarle al papel el acabado superficial o estucado.

PROVINCIA DISTRITO NOMBRE ENEXPLOT.

PRINCIPAL MINERAL

AYACUCHO

SANTIAGO DE PISCHA SAN PEDRO DE CACHI SI YESO

LARAMATE SI YESO

VINCHOS PAQCHA NO YESO

CANGALLO CHUSCHI

SILLACCASA NO YESO

MARIA PARADO DE BELLIDO MINA NO METALICO "HATUM URCCO" NO YESO, MARMOL

CANGALLO TOTOS QUIÑASI NO YESO Y CAL

VICTOR FAJARDO

ALCAMENCA PISCCOY TARPO NO PIEDRA IMAN

ALCAMENCA NO YESO

CONDORCINQA NO CAL,YESO

VILCAS HUAMAN MINA DE CAL Y YESO DE

VILCASHUAMAN

… CAL Y YESO

OTRAS … PIEDRAS,YESERA,CALIZ

LA ARCILLAFísicamente se considera un coloide, de partículas extremadamente pequeñas y superficie lisa. El diámetro de las partículas de la arcilla es inferior a 0,002 mm. En la fracción textural arcilla puede haber partículas no minerales, los fitolitos. su fórmula es: Al2O3 · 2Si O 2 · H2O. (silicato hidratado de alúmina)

EL CAOLÍN O CAOLINITA, Es una arcilla blanca muy pura que se utiliza para la fabricación de porcelanas y de aprestos para almidonar. También es utilizada en ciertos medicamentos y como agente adsorbente. Cuando la materia no es muy pura, se utiliza en fabricación de papel. Conserva su color blanco durante la cocción.Su fórmula es Al2Si2O5(OH)4 ó Al2O32SiO22H2O (disilicato alumínico dihidratado o Piro silicato tetrabásico de aluminio)

LAS ARCILLAS RESIDUALES O FELDESPATO Son aquellas que se encuentran en el sitio o cerca del sitio de la roca madre. Como no han sido llevadas lejos de su lugar de origen, contienen menos impurezas. Las arcillas sedimentarias han sido transportadas de su lugar de origen por el agua y se han mezclado en el proceso con otros ingredientes. Con frecuencia esta clase de arcillas son mas plásticas que las residuales debido a sus impurezas y granos más finos.Formula del feldespato: k2o. Al2o3. 6Sio2 (Ortosilicato AlumÍnico-Potásico)

YESO.-

Definición:Es el producto resultante de la deshidratación total o parcial del aljez. 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).El Yeso es el sulfato cálcico cristalizado con dos moléculas de agua. Se encuentra muy abundante en la naturaleza, habiéndose depositado por desecación de mares interiores y lagunas, en cuyas aguas se hallaba disuelto.Puede ser de estructura compacta, granulada, laminar, fibrosa, incolora y transparente cuando es puro, pero generalmente la Arcilla y el Hierro le tiñen de amarillo más o menos rojizo. Es un material blando, y algo soluble en agua, por lo cual no puede emplearse al exterior.Al tener una superficie delicada es muy vulnerable a los golpes y arañazos.

Proceso de obtención del yeso:La fabricación del yeso consta de cuatro fases importantes:

1º 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.

2º 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 moledoras de mandíbula, que consisten en una gruesa placa de acero fija y otra móvil, accionada por una biela-manivela. La apertura de estas mandíbulas es graduable, con lo que se consigue una granulometría diferente de la roca triturada.

3º 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.

Procedimientos de cocción del yeso:Actualmente existen procedimientos para conseguir una perfecta cocción del aljez, sin riesgo de que se mezclen impurezas. Entre ellos están:

- Sistema de horno giratorio. El cuerpo principal de este horno esta formado por un cilindro de palastro, de 8 a 12m de longitud y 1.50m de diámetro. Este cilindro se calienta exteriormente y, por no estar revestido interiormente de material refractario, su perdida de calor es ínfima. La piedra de yeso se introduce reducida al tamaño de la gravilla fina, por lo que se evita una deshidratación rápida. El cilindro tiene, interiormente soldada, una chapa en forma de hélice, que es la encargada de ir sacando la piedra de yeso al exterior.

- Sistema de caldera. Esta formado por una caldera de palastro, de diámetro aproximado a dos metros, en cuyo interior giran unas paletas que hacen de amasadoras y rascadoras. Esta caldera cubre la parte superior de un hogar, alimentado normalmente con carbón de hulla.La masa de piedra de yeso, al ser calentada y mezclada, ofrece el aspecto de hervir y, cuando el vapor a cesado, se da por terminada la operación de cocción. Acabada esta, el material se trasvasa automáticamente a un silo, situado junto a la caldera.

- Operación de molienda. Es una fase cargada dificultades por la gran elasticidad de la piedra de yeso característica esta que aumenta la cuantía económica de la operación.Para realizarla, se emplean unos molinos formados por dos muelas de piedra, colocadas en posición horizontal, sobre otra. Normalmente, la superior esta en posición fija, y la inferior en posición móvil, para graduarla según el grado de finura.

Este sistema de molienda se completa con el tamizado a través de un cedazo de 144 mallas por centímetro cuadrado. Todo el material que pasa es envasado, y el retenido se somete nuevamente a molienda.Modernamente hay instalaciones que efectúan la molienda y tamizado automáticamente, basándose en separadores de aire, basado en la fuerza centrifuga.

Clasificación de los yesos:-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.

-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 mas 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.

-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.Ningún tipo de yeso o escayola puede ser utilizado en exteriores por ser solubles en agua. El yeso es el aglomerante artificial más antiguo fue utilizado por egipcios, griegos y romanos.

-Yeso hidráulico. Si, en la operación de cocción, se calienta la piedra de yeso hasta una temperatura entre 800º y 1000º C, se producirá una disociación del sulfato cálcico, y aparecerá cierta cantidad de cal que actúa como acelerador de fraguado. Así se tiene un yeso que fragua debajo del agua, llamado yeso hidráulico.La cocción de la piedra algez, para la obtención del yeso hidráulico, se realiza en hornos verticales continuos, que consta de un cilindro revestido interiormente de material refractario, que se carga en capas alternadas de piedra de yeso y carbón de cok.

Características y Propiedades mecánicas del yeso:

Formula química del yeso natural (sulfato cálcico bihidrato) Ca2SO4 + 2H2O

Si se aumenta la temperatura hasta lograr el desprendimiento total de agua, fuertemente combinada, se obtienen durante el proceso diferentes yesos empleados en construcción, los que de acuerdo con las temperaturas crecientes de deshidratación pueden ser: Temperatura ordinaria : piedra de yeso, o sulfato de calcio bihidrato: CaSO4· 2H2O. 107 °C : formación de sulfato de calcio hemihidrato: CaSO4·½H2O. 107 - 200 °C : desecación del hemihidrato, con fraguado más rápido que el anterior:

yeso comercial para estuco. 200 - 300 °C : yeso con ligero residuo de agua, de fraguado lentísimo y de gran

resistencia.

300 - 400 °C : yeso de fraguado aparentemente rápido, pero de muy baja resistencia 500 - 700 °C : yeso Anhidro o extra cocido, de fraguado lentísimo o nulo: yeso muerto. 750 - 800 °C : empieza a formarse el yeso hidráulico. 800 - 1000 °C : yeso hidráulico normal, o de pavimento. 1000 - 1400 °C : yeso hidráulico con mayor proporción de cal libre y fraguado más

rápido.

Los ensayos mecánicos más característicos que se realizan con el yeso son los de compresión y flexión.

Resistencia Yeso negro Yeso blanco Yeso escayola a flexión 30 Kgf/cm2 40 Kgf/cm2 70 Kgf/cm2

a compresión 73 Kgf/cm2 100 Kgf/cm2 150 Kgf/cm2

Resistencia a la tracción >8 kg/cm2 (8 días) >27 kg/cm2 (28 días)

Resistencia a la Compresión: > 40 kg/cm2 (8 días)> 190 kg/cm2 (28 días)

-peso específico 2.10 gr/cm3;

Usos: Es utilizado profusamente en construcción como pasta para guarnecidos, enlucidos y revoques; como pasta de agarre y de juntas. También es utilizado para obtener estucados y en la preparación de superficies de soporte para la pintura artística al fresco.Prefabricado, como paneles de yeso para tabiques, y escayolados para techos.Se usa como aislante térmico, pues el yeso es mal conductor del calor y la electricidad.Para confeccionar moldes de dentaduras, en Odontología. Para usos quirúrgicos en forma de férula para inmovilizar un hueso y facilitar la regeneración ósea en una fractura.En los moldes utilizados para preparación y reproducción de esculturas.En la elaboración de tizas para escritura.En la fabricación de cemento.

En general la proporción que se utiliza el yeso se estima en: -Sólo interiores: 60-70% yeso: -Prefabricados 30-40% yeso: -Cemento Portland (3-5% ➱retrasa fraguado)

Ventajas: -aislante térmico y acústico-ligero, es moldeable.

Óxido de calcioNombre (IUPAC) sistemático

Óxido de calcio

General

Otros nombres Óxido cálcico, óxido de calcio (I)

Fórmula semidesarrollada

Ca O

Fórmula molecular n/d

Identificadores

Número CAS 1305-78-8

Propiedades físicas

Estado de agregación Sólido

Apariencia Blanco

Densidad 3300 kg/m 3 ; 3,3 g/cm 3

Masa molar 56,1 g/mol

Punto de fusión 3200 K (2927 °C)

Punto de ebullición 3773 K (3500 °C)

Propiedades químicas

Solubilidad enagua Reacciona

Termoquímica

ΔfH 0 gas 43,93 kJ/mol

ΔfH0líquido -557,33 kJ/mol

ΔfH0sólido 635,09 kJ/mol

S 0 gas, 1 bar 219,71 J·mol-1·K-1

S0líquido, 1 bar 62,31 J·mol-1·K-1

S0sólido 39,79 J·mol-1·K-1

Riesgos

Ingestión Peligroso, causa irritación, en grandes dosis puede ser fatal.

Inhalación Peligroso; causa irritación, bronquitis química o la muerte en casos de exposición a largo plazo.

Piel Irritación y posibles quemaduras.

Ojos Puede causar daños permanentes.

B) MATERIALES AGLOMERANTES HIDRÁULICOS.-

Son los que pueden fraguar con o sin presencia del aire, incluso bajo el agua, son empleados por lo general en mampostería (instalación de cerámicos).

Los aglomerantes con características hidráulicas tienen más resistencia mecánica pero menos capacidad de adherencia que los aéreos; los aglomerantes aéreos tienen poca resistencia mecánica y mucha capacidad adherente, de ahí algunas consideraciones al momento de emplearse, hay que considerar el lugar de aplicación, temperatura, humedad, etc.

Las mezclas ricas en aglomerante, por encima de los límites de proporción indicados que posean además la característica de contener un menor volumen de agregados, tienen la característica de tener poca trabajabilidad en estado fresco, y como resultado pueden mostrar fisuras en estado endurecido debido a la contracción natural de fragüe del aglomerante demasiado concentrado; esto se debe a que una de las funciones del agregado es la de incorporar masa a la mezcla, con los cual se disminuyen los efectos de contracción de fragüe, al reducir la concentración del aglomerante.

Por su parte mezclas más pobres en aglomerante, por debajo de los límites de proporción indicados que conllevan intrínsecamente un mayor volumen de agregados, se separarán en estado fresco, no formando de esta manera una masa homogénea, con lo cual en estado endurecido, no presentarán resistencia ni adherencia.

Tipos de aglomerantes hidráulicos

Los principales aglomerantes hidráulicos pueden ser: el Cemento, la Cal Hidráulica, el Concreto

Cemento.-Definición del cemento:Es el material aglomerante más importante de los empleados en la construcción. Se presenta en estado de polvo, obtenido por cocción a 1550º C una mezcla de piedra caliza y arcilla, con un porcentaje superior al 22% en contenido de arcilla. Estas piedras, antes de ser trituradas y molidas, se calcinan en hornos especiales, hasta un principio de fusión o vitrificación.

Proceso de obtención del cemento:La piedra caliza en una proporción del 75% en peso, triturada y desecada, junto a la arcilla en una proporción del 25% se muelen y mezclan homogéneamente en molinos giratorios de bolas. El polvo así obtenido es almacenado en silos a la espera de ser introducidos en un horno

cilíndrico con el eje ligeramente inclinado, calentado a 1600º C por ignición de carbón pulverizado, donde la mezcla caliza arcilla, sufre sucesivamente un proceso de deshidratación, otro de calcinación y por ultimo el de vitrificación. El producto vitrificado es conducido, a la salida del horno a un molino-refrigerador en el que se obtiene un producto sólido y pétreo conocido con el nombre de clinker, que junto a una pequeña proporción o pequeña cantidad de yeso blanco o escayola es reducido a un polvo muy fino, homogéneo y de tacto muy suave en molinos de bolas giratorias, como es el cemento, que es almacenado en silos para su posterior envasado y transporte.

Cemento natural y sus clases:El cemento natural, llamado romano, atendiendo a su principio y fin de fraguado, se divide en:

A) Cemento rápido. De aspecto y color terroso, por su alto contenido en arcilla (del 26% al 40%), es un aglomerante obtenido por trituración, cocción y reducción a polvo de margas calizas que, en la fase de cocción, ha sido sometido a una temperatura entre 1000º y 2000º C.El principio de fraguado se origina entre los 3 y 5 minutos después de amasado, y se termina antes de los 50 minutos.Se designa con las letras NR, seguidas de un número, que expresa la resistencia a la compresión. Por ser la temperatura de cocción muy baja no llegan a formarse algunos silicatos, por lo que resulta un aglomerante de baja resistencia mecánica.Normalmente, con este tipo de cemento no se hace mortero, aunque admite una cierta cantidad de arena. Se emplea en forma de pasta para usos similares a los del yeso, con la ventaja de fraguar en ambientes húmedos y de resistir a las aguas, en general.

B) Cemento lento. Es de color gris, porque el contenido de arcillas de estas calizas esta comprendido entre el 21% y el 25%.El fraguado se inicia transcurrido unos 30 minutos después de su amasado, y termina después de varias horas.Para obtener esta clase de cemento, se calcinan las rocas calizas a una temperatura comprendida entre 1200º y 1400ºC.Se designa con las letras NL, seguidas de un número, que expresan su resistencia a la compresión. El empleo de este tipo de cemento es cada vez mas reducido, porque sus propiedades y características han sido superadas por los cementos artificiales.

Cemento artificial y sus clases:Es el que se obtiene mezclando piedra caliza con arcilla, en proporciones convenientes; la mezcla obtenida se calcina en hornos giratorios, hasta su principio de fusión (aprox. 1500ºC); este producto llamado clinker, de color grisáceo-verdoso, se mezcla con otros materiales diversos, según la clase de aglomerante que se desea obtener, y se reduce a polvo.- Cemento Pórtland. Llamado así a su color, semejante al de la piedra de las canteras inglesas de Pórtland, es un conglomerante hidráulico, obtenido por la pulverización del clinker, y sin mas adición que la piedra de yeso natural, en un porcentaje no superior al 5%, para retrasar el fraguado de los silicatos y aluminatos anhidros, que forman el clinker. Su color es gris, mas o menos oscuro, según la cantidad de oxido férrico.- Denominación. Eventualmente puede darse la denominación comercial del cemento Pórtland a aquel que, además de los componentes principales, clinker y piedra de yeso, contenga otras adiciones no nocivas, en proporción inferior al 10%, con objeto de mejorar algunas cualidades.Se fabrican varias clases de cemento, las cuales se determinan con unas siglas, compuestas de letras, que son las iniciales de su nombre y un numero indicador de la resistencia mínima a la compresión, en kilogramos por centímetro cuadrado, que, a los 28 días, debe alcanzar el mortero confeccionado con tres partes de arena normal (97% de sílice y de granulometría fijada) y una de cemento.

Normalmente, se encuentran las siguientes categorías de cementos Pórtland:Pórtland 250———(Designación P-250)Pórtland 350———(Designación P-350)Pórtland 450———(Designación P-450)

Cal hidráulica.-Definición cal hidráulica:Es una variante de la anterior (cal viva). El porcentaje de arcilla en la roca caliza es superior al 5%, la cal que se obtiene posee propiedades hidráulicas, aun manteniendo las propiedades de la cal grasa. Por consiguiente, este tipo de cal puede fraguar y endurecer en el aire y debajo del agua.

Concreto.-Definición de Concreto:Es un producto aglomerado constituido por una mezcla de grava, gravilla, arena, cemento y agua. Es la piedra artificial por excelencia, toda vez que su uso en la construcción moderna se ha hecho así imprescindible tanto en cimentaciones como en estructura y forjados.La composición y dosificación del hormigón juegan un papel transcendental puesto que de ellos depende las propiedades o características generales (mecánicas o fisico-quimicas) del futuro.El hormigón amasado tiene la propiedad de adaptarse a la forma del recipiente o molde donde se vierte, razón por la cual puede adoptar cualquier forma constructiva mediante el encofrado (molde o recipiente realizado a mano utilizando tallas de maderas o planchas metálicas ajustables). El carácter pétreo y formaceo la alcanza a los 28 días aprox.

Clasificación del Concreto:- Concreto en masa.

Es el formado por grava, gravilla, arena, aglomerante y agua. Una vez dosificado, mezclado y amasado, se vierte en moldes (encofrado del Concreto) o directamente sobre pozos, zanjas o zunchos.Por consiguiente el Concreto en masa se utiliza en cimentaciones, en muros y forjados.

- Concreto seco, plástico, blando y fluido. Es un Concreto en masa que, según tenga una consistencia u otra, recibe estas denominaciones.

- Concreto ciclópeo. También es un Concreto en masa. Recibe el nombre de ciclópeo, porque se introducen en la masa bloques de piedras, procedentes de rocas de buena calidad y exentas de arcillas u otros materiales. Se aconseja que estas piedras sean lavadas antes de ser puestas en obra.

- Concreto ligero. En realidad, es un Concreto en masa, para cuya confección se emplean en áridos de poca densidad o productos químicos, que producen en su masa un conjunto de huecos; en ambos casos se tiene un hormigón de densidad muy baja.

- Concreto celular. Se prepara este hormigón añadiendo a la masa del mismo, un agente químico que desprende una gran cantidad de gases, quedando estos apisonados en el interior del hormigón formando burbujas que favorecen el aislamiento térmico y acústico. Se suele emplear en cubiertas en forma de laminas, para protecciones térmicas.

- Concreto de piedra pómez.

El árido empleado en este hormigón procede de lavas porosas trituradas o machacadas. Estos áridos de piedra pómez son muy ligeros y porosos lo cual facilita el aislamiento térmico y acústico del hormigón fabricados con estos áridos. Al igual que el anterior también se emplean en cubiertas para protecciones térmicas.

- Concreto armado. Es sin lugar a dudas el tipo de Concreto más usado en la actualidad. Para obtenerlos se añaden a la masa o mezcla barras de acero corrugadas (aristas en formas de hélices), con diversos diámetros. Estas estructuras metálicas se preparan antes de hacer los encofrados, con el oportuno estudio de las resistencias mecánicas. El Concreto armado se emplea en todas las estructuras realizadas con hormigón tales como cimentaciones, tanto como de zapatas como de zanjas, arriostramiento o zunchos, pilares, jácenas, vigas y viguetas, etc.

- Concreto pretensado. Es una variedad del Concreto armado, con características de resistencia superiores a este, en elementos de iguales características geométricas. Tiene dos tipos de armaduras (así se llama el acero que entra en la composición del hormigón armado): una, pasiva; y otra, activa o pretesa, así llamada por ser sometida a tensión antes de ser hormigonado del elemento, al que comunica unas tensiones internas que sirven para aumentar el esfuerzo, al que será sometido.

- Concreto postensado. Una de las principales diferencias de esta clase de Concreto, con el Concreto pretensado, es que la armadura pretensa se somete a tensión, después de Concretar el elemento y cuando halla el Concreto alcanzado la resistencia suficiente, para soportar los esfuerzos originado por el tensado de la armadura. Con este tipo de Concreto también se pueden conseguir obras de arquitectura y ingeniería, imposible de realizar con el hormigón armado o pretensado.

- Concreto apisonado. Son los que se someten a presión una vez vertidos en los moldes o encofrados y antes de su endurecimiento, con ello se logra una mayor compacticidad en la masa del Concreto, ya que se eliminan en parte y burbujas de aire.

- Concreto vibrado. Recibe este nombre el Concreto que, al ser colocado en obra, logra una compactación por medio de vibradores. Estos pueden ser de agujas o de superficie; su función principal consiste en lograr áreas de vibración dentro de la masa del Concreto, hasta alcanzar una perfecta acomodación de los distintos materiales, que forman parte de la dosificación del Concreto.

- Concreto centrifugado. La compactación del Concreto que intervienen en la fabricación del elemento, es lograda gracias a la fuerza centrifuga originada al someter el molde, llena de masa de Concreto, a un determinado numero de revoluciones.

Fabricación del Concreto:El Concreto se puede fabricar a mano o mediante maquinas llamadas amasadoras u Concreteras. El primer procedimiento se emplea únicamente en obras muy pequeñas y actualmente el amasado a mano a casi desaparecido. Por consiguiente son las Concreteras las que realizan la elaboración del Concreto ya que realiza un trabajo más perfecto y económico que manual.

El proceso de elaborado o fabricación con Concreteras es el siguiente:

- En primer lugar se introduce una parte de la grava gruesa y parte del agua y se hace girar la Concreteras.

- Se vierte todo el cemento y resto del agua y toda la arena dando vuelta o girando la amasadora u hormigonera.

- Finalmente se agrega el resto de árido grueso. Introducidos ya todos los componentes de la masa del hormigón, la amasadora u Concreteras deberá girar 1 min. y máximo de 3 min.

Clases de Concreteras:Atendiendo a la forma de amasado puede ser:

- Continua.- Intermitente o por carga.1º. - Concretera continua. Como su nombre indica, trabaja de forma continua, vertiendo en su interior los componentes del Concreto: grava, arena, cemento y agua.El amasado se realiza durante el recorrido, mediante un tornillo sin fin, que va empujando la pasta hacia el exterior, saliendo el hormigón ya amasado por una abertura final.Este tipo de Concreteras es poco frecuente encontralas en las obras; es mas corriente la Concreteras discontinua o por carga.El tamaño esta caracterizado por la producción teórica del Concreto fresco sin compactar en m /h.

2º. - Concretera intermitente o por carga. Funciona, como su nombre indica, mediante el vertido en el interior del recipiente de amasado de los componentes: aglomerante, árido y agua; amasado y vaciado; y repitiendo sucesivamente la operación.En rendimiento de este tipo de hormigonera se expresa en m /h; esta en función de la capacidad del recipiente de amasado y del tiempo de duración del amasado de cada carga.

3º. - Concretera de tambor fijo. Esta hormigonera se conoce también con el nombre de Concretera de caída libre, ya que el amasado se realiza en el interior del tambor, gracias a unas paletas que elevan la mezcla y, al llegar arriba, cae por gravedad.Lleva un eje de giro horizontal, que produce el amasado mediante el giro en un sentido determinado, y el vaciado invirtiendo el sentido de la marcha, con lo que la pasta es empujada hacia el exterior. Debido a esto, se llama también Concretera de marcha reversible. Su capacidad esta comprendida entre 100 y 750 Actualmente, existen Concretera de este tipo que funcionan, casi en su totalidad, automáticamente, sin necesitar para su mantenimiento mas que la presencia de un solo operario.

Esta Concretera es la que suele emplearse en las centrales de hormigón. Es de uso muy común en todo tipo de obra, debido a su fase manejo e instalación en cualquier punto de la obra.

4º. - Concretera de tambor volquete o móvil. Esta hormigonera es también de la caída libre, aunque es de marcha homogénea y no reversible.

Es la mas utilizada en obras de poca envergadura, a que comprende una amplia gama de capacidades, desde 50 a 750 l.

La de pequeña capacidad de carga manualmente, y para el vaciado de vuelca el tambor.

La de capacidad mayor, alrededor de 200 l., llevan montacargas de alimentación y el vaciado se realiza como en las anteriores.

El motor para el accionamiento de la hormigonera puede ser eléctrico o de gasolina.La forma de trabajo de esta hormigonera es como la del tambor fijo; es decir, las paletas elevan la mezcla durante el giro del tambor, y al llegar a la parte superior, esta cae por gravedad.

5º. - Concretera de cubeta o turboamasadora. También llamada hormigonera de plato u hormigonera de eje vertical.El amasado lo realiza gracias a unas paletas que giran alrededor del eje central.El recipiente de amasado tiene forma de cubeta o plato.Además de las paletas que realizan el amasado, tienen unos raspadores que limpian las paredes laterales que también giran.Una variedad de este tipo de amasadora consiste en que, en vez de un solo eje central, lleve dos o más grupos de paletas, que giran cada una alrededor de su eje correspondiente. En esta, además de giro de las paletas, gira también el plato en sentido contrario, empujado por el giro de los áridos.

6º. - Camión Concretera. Cuando, por motivos de índoles económica o falta de espacio, no se puede elaborar en una obra el hormigón necesario, este se lleva de una central hormigonera, mediante el camino el camión Concretera lleva instalada en el remolque un tambor, una marcha reversible. Carga el hormigón en el centro de elaboración del mismo y, durante el transporte continua el amasado, a fin de evitar que el hormigón se asiente y pierda consistencia.

La Concretera es accionada con un motor propio, o bien, con el motor del camión, gracias a unos ejes articulados.

C) MATERIALES AGLOMERANTES HIDROCARBONADOS O HIDROCARBUROS ASFALTICOS

ASFALTO

CONCEPTO:

El Asfalto es un producto natural o compuesto que proviene de la destilación seca de productos orgánicos vegetales. Es una mezcla de Betún con productos materiales inertes tales como Sílice, Arena, Arcilla, etc.

El Asfalto se utiliza principalmente en la pavimentación de viales.

Láminas asfálticas: Formadas por dos capas de Betún asfáltico entre las que se dispone un filtro ( Plástico, Fibra de Vidrio, etc )

Hormigón asfáltico: Mezcla de Áridos y Betún asfáltico.

ORIGEN:Es muy conocido que el término "bitumen" se originó en Sanscrito, donde la palabra "jatu" significa alquitrán y "jatubrit" significa la creación de alquitrán, palabra referida al alquitrán producido por resinas de algunos árboles. El equivalente en latin fue originalmente "gwitu-men" (cercano al alquitrán) y por otros "pixtu-men" (alquitrán burbujeado), cuya palabra fue acortada subsecuentemente a "bitumen" pasada luego del francés a ingles.

Existen varias referencias al asfalto en la Biblia, aunque la terminología usada puede ser bastante confusa. En el libro del Génesis se refiere al impermeabilizante del Arca de Noe, el cual fue preparado con y sin alquitrán y de la aventura juvenil de Moisés en "Un Arca de Espadaña, pintarrajeada con lodo y con alquitrán".

Aun mas confusas son las descripciones de La Torre de Babel. La Versión Autorizada de la Biblia dice: "Ellos tenían ladrillos por rocas y lodo para mortero", la nueva versión autorizada dice: "Ellos usaron ladrillos en vez de piedra y alquitrán en vez de mortero". La traducción de Moffat en 1935 dice: "Ellos usaron ladrillos en vez de piedras y asfalto en vez de mortero"; así como en la nueva versión oficial de la Biblia en español. Tampoco es desconocido que los términos bitumen, alquitrán y asfalto son intercambiables.

Los primeros usos del asfalto

En las vecindades de depósitos subterráneos de crudo de petróleo, laminas de estos depósitos pueden verse en la superficie. Esto puede ocurrir pos fallas geológicas; la cantidad y naturaleza de este material que se observa naturalmente depende de un numero de procesos naturales, los cuales pueden modificar las propiedades del material. Este producto puede ser considerado un "asfalto natural", a menudo siendo acompañado por materia mineral, y la mezcla y dependiendo de las circunstancias por las cuales hayan sido mezcladas.

Existen por supuesto grandes depósitos de crudo de petróleo en el medio ambiente y por miles de años estos han correspondido a laminas superficiales de asfalto "natural". Los antiguos habitantes de esas zonas no apreciaron rápidamente las excelentes propiedades impermeabilizantes, adhesivas y de preservación que tenia el asfalto y rápidamente dejaban de usar este producto para su disposición final. Por mas de 5.000 años el asfalto en cada una de sus formas ha sido usado como un impermeabilizante y/o agente ligante.

Los Sumerios, 3.800 AC, usaron asfalto y se recuerda este como el primer uso de este producto. En Mohenjo Daro, en el valle Indus, existen tanques de agua particularmente bien preservados los cuales datan del 3.800 AC. En las paredes de este tanque, no solamente los bloques de piedra fueron pegados con un asfalto "natural" sino que también el centro de las paredes tenían "nervios" de asfalto natural.

Este mismo principio se usa actualmente en el diseño de modernos canales y diques. Se cree

que Nebuchadnezzar fue un hábil exponente del uso del asfalto debido a que existe la evidencia que el usaba el producto para impermeabilización de los techos de sus palacios y como un ingrediente en sus caminos empedrados. El proceso de momificación usado por los antiguos egipcios también testifica las cualidades preservativas del asfalto, aunque es una materia de disputa si se usó asfalto en vez de resinas.

Los antiguos usos "naturales" del asfalto descriptos arriba no persisten en dudas en aquellas partes habitadas del mundo donde estos depósitos de asfalto natural estaban fácilmente disponibles. En consecuencia esto parece haber sido poco desarrollo del arte en algún otro sitio. No fue hasta el fin del siglo XIX que alguno de los presentes mayores usos del asfalto fueron introducidos. Sin embargo, esto parecía haber sido algún conocimiento de carpetas alternativas en el periodo intermedio como esta en la grabación que Sir Walter Raleigh, en 1.595 proclamo el lago de asfalto que encontró en Trinidad para hacer el mejor impermeabilizante utilizado en el acollado de barcos. En la mitad del siglo XIX se intenta que el asfalto fuera manufacturado para utilizarse superficies de carreteras. El mismo provenía de depósitos naturales europeos.

Así fue como se comenzaron a utilizar productos naturales que se obtenían del suelo, dando la llegada al carbón, alquitrán y luego el asfalto manufacturado a partir del crudo de petróleo. Durante el siglo XIX el uso del asfalto estaba limitado por su escasa disponibilidad, no obstante lo cual a mediados del mismo, la roca asfáltica participaba en la pavimentación de calles en Europa y despues de 1.870, en USA . El aporte intensivo del asfalto en obras viales ocurrió a principios del siglo XIX debido a dos acontecimientos casi simultaneos: la aparición del automotor con rodado neumático -que sustituyó a la llanta maciza de caucho ideada en 1.869- y la explotacion masiva del petroleo cuya industrialización lo convirtió en productor principal de asfaltos.

En el primer paso, el automovil obtuvo pronto el favor del público que reclamó buenos caminos para mayor seguridad y confort. El transporte carretero comercial creó la dependencia "camion-camino" exigiendo amplias carreteras para más y mejores vehículos. En el segundo caso, el petróleo produjo importantes volúmenes de asfaltos aptos para un directo uso vial (cementos asfálticos) y asfaltos diluidos con las fracciones livianas (cut-back). Las emulsiones bituminosas de tipo aniónico aparecieron por entonces (1.905) como paliativo del polvo, mientras que las catiónicas lo hicieron entre 1.951 y 1.957 en Europa y EE.UU. respectivamente; en Argentina las aniónicas comenzaron a producirse a mediados de la decada del '30 y las catiónicas a fines del '60. Tanta actividad volcada al campo vial hizo que se hablara de la "era del automovil y la construcción de carreteras". Los primeros trabajos asfálticos en calles y caminos fueron hechos con procesos sencillos para distribuir tanto el ligante como los áridos (a mano), apareciendo luego lanzas con pico regador y bomba manual.

El ritmo de las obras viales y la necesidad de mejorar los trabajos y reducir costos hizo progresar la operación vial. Los métodos manuales se mecanizaron apareciendo: regadores de asfalto a presion, distribuidores de piedra, aplanadoras vibrantes, rodillos con neumáticos de presión controlada, etc. Las mezclas asfálticas en sitio cambiaron niveladoras y rastras por motoniveladoras y plantas moviles o fijas. Las primeras mezclas calientes irrumpieron en el mercado alrededor de 1.870 con plantas intermitentes (pastones) de simple concepción. Hacia 1.900 se habia mejorado su diseño incluyendo tolvas de árido, elevadores de materiales fríos y calientes, secadores rotativos, tanques para acopiar asfalto, mezcladoras que permitian cargar vagones a camiones. Entre 1.930 y 1.940 se incorporan cintas transportadoras, colectores de polvo y otros aditamentos, en las décadas del 50 y 60 se desarrollan plantas de mayor capacidad, hacia 1.970 se introducen sistemas computarizados para dosificación y controles de elaboracion, polvo y ruido. Todo este proceso mantuvo la operatoria fundamental: secado-cribado-proporcionado-mezclado.

En 1.910 existían en EE.UU. pequeñas plantas en caliente, de mezclado en tambor que hacia 1.930 fueron reemplazadas por las de mezclador contínuo, de mayor produccion. En 1.960 el procedimiento de secado y mezclado en tambor fue rescatado y actualmente estas plantas

(tambor mezclador) producen mezclas de gran calidad y compiten además en el reciclado de pavimentos. Los silos para acopio de mezcla caliente forman parte de las plantas de tambor mezclador; tambien suelen encontrarse estos sitios en instalaciones discontinuas para independizar las operaciones de carga de los camiones, o silos de gran capacidad, dotados de revestimiento aislante, permiten al acopio de mezcla caliente durante varios dias conservando su trabajabilidad.

La terminadora o pavimentadora asfáltica, fue introducida por Barber Greene en 1.937, despues de siete años de experimentacion, luego producidas por otras compañias con algunas variantes, pero manteniendo el esquema operativo original. En el campo de nuevos materiales ingresaron los aditivos: polímeros, fibras, agregados livianos , betunes sintéticos incoloros y mejoradores de adherencia. Los trabajos asfálticos se diversificaron: lechadas bituminosas, microaglomerados, carpetas de reducido espesor, mezclas drenantes, mezclas o lechadas en color para pisos o como seguridad vial.

Asfaltos Naturales Los asfaltos son materiales aglomerantes de color oscuro, constituidos por complejas cadenas de hidrocarburos no volátiles y de elevado peso molecular. Estos pueden tener dos orígenes; los derivados de petróleos y los naturales. Los asfaltos naturales, se han producido a partir del petróleo, pero por un proceso natural de evaporación de las fracciones volátiles, dejando las asfálticas solamente.

Estos pueden encontrarse como escurrimientos superficiales en depresiones terrestres, dando origen a lagos de asfalto, como los de las islas Trinidad y Bermudas. También aparecen impregnando los poros de algunas rocas, denominándose rocas asfálticas, como la gilsonita. Así también se encuentran mezclados con elementos minerales, como pueden ser arenas y arcillas en cantidades variables, debiendo someterse a posteriores procesos de purificación, para luego poder ser utilizadas en pavimentación. En la actualidad, no es muy utilizado este tipo de asfalto por cuanto adolece de uniformidad y pureza.

Estos asfaltos pueden clasificarse como:

Asfaltos Nativos, sólidos o semisólidos  

1) Puros o casi puros. Asfalto del lago Bermúdez.

2) Asociados con materia mineral  Asfaltos del lago Trinidad. Asfaltos del lraq, Boeton y Selenitza. Asfaltos de roca europeos y americanos.

3) Asfaltitas duras  Gilsonita Grahamita Pez lustrosa, Manjak

El asfalto del lago Bermúdez se presenta en el lago del mismo nombre, en Venezuela. Este se ha empleado en la fabricación de asfalto emulsificado para carreteras y calles, en tejados y como impermeabilizante. Aún en nuestros días se usa como aglutinante para pisos de carreteras y como material para pavimentos. El asfalto del lago Bermúdez se refina al vapor igual que el del lago Trinidad, proceso que se analizará mas adelante. 

El asfalto del lago Trinidad se presenta en el lago de asfalto del lago de la isla Trinidad y es considerado como el depósito más importante de asfalto natural en todo el mundo. Este asfalto es bastante duro y hay que extraerlo usando maquinaria especial para dicho fin, tanto así que

resulta apto para soportar el ferrocarril que sirve como medio de transporte en la zona. El asfalto del lago Trinidad contiene bastante materia mineral, algunas fácilmente visibles al microscopio, que se depositan cuando se altera la viscosidad con calor y la viscosidad de sedimentación sigue aproximadamente la ley de Stoke.

En la refinería, se calienta el asfalto crudo en grandes calderas abiertas provistas de serpentinas de vapor para expulsar el agua, y después se cuela. Este producto se conoce con el nombre de Asfalto Trinidad Refinado. El asfalto refinado se reblandece mezclándolo con un residuo líquido de petróleo que sirve de fúndente, y el producto se llama cemento asfáltico o cemento de asfalto del lago Trinidad. 

El asfalto del lago Trinidad se adapta bien a las mezclas con alquitrán de hulla para disminuir la volatilidad de éste y hacerlo más consistente y más estable a los aumentos de temperatura. Este asfalto es miscible con casi todos los demás asfaltos y betúmenes naturales, aceites vegetales y minerales, ceras, breas y alquitrán de hulla. Casi todos los usos de éste asfalto exigen una manipulación a temperatura elevada, y las mezclas con materiales bituminosos más blandos o más duros suelen hacerse a temperaturas comprendidas entre 107 y 204 °C. Este asfalto se emplea como material de pavimentación, y en la fabricación de materiales asfálticos para tejados, materiales impermeabilizantes, mástic asfáltico, revestimiento para tuberías y conductos, y para otros usos especializados. 

Los principales yacimientos de roca asfáltica están en Europa y Norteamérica, pero hay depósitos en todo el mundo. Los asfaltos de roca norteamericanos suelen componerse de arenisca o caliza o una mezcla de ambas, impregnadas con betún; los calizos se diferencian por su estructura física de los que contienen arenisca. 

Los asfaltos de roca se usan para pavimentar calles. Se mezclan uno o varios asfaltos de roca pulverizados para obtener una composición media, se extiende la mezcla, se aplica calor si es necesario, y por medio de presión se iguala la superficie. La roca pulverizada se mezcla con asfalto del lago Trinidad u otros asfaltos para obtener un mástique que es mucho más rico en betún que las mezclas de rocas. Este mástic, aplicado a una base de hormigón o de madera a una temperatura de 177 a 232 ºC, se utiliza en la fabricación de materiales para tejados, pisos y revestimientos impermeabilizadores para estanques y depósitos. Una buena parte del mástic utilizado en Estados Unidos para hacer revestimientos o pisos impermeabilizados o resistentes a los ácidos no contiene asfalto nativo de roca, sino mezclas de otros asfaltos con polvo de piedra, rocas trituradas, arena o grava. 

La gilsonita o caucho mineral, sólo se presenta naturalmente en la cuenca del río Uintah, en Utah y Colorado, Estados Unidos. Es uno de los bitúmenes naturales más puros que se conocen y se distingue fácilmente de las demás asfaltitas por su color pardo, su peso específico más bajo, su contenido fijo de carbono y poco azufre. Las calidades comerciales son; selecto, segundo (corriente) y azabache. Se distinguen por el punto de reblandecimiento y el comportamiento en los solventes derivados de petróleo. 

La gilsonita se emplea mucho en la fabricación de barnices negros mezclándola con aceites secantes y resinas, residuos de petróleo y otros asfaltos, con todos los cuales es miscible en todas proporciones. Se emplea también mucho en la fabricación de artículos moldeados termoplásticos, revestimientos para frenos, pisos de mástique, losetas asfálticas, compuestos saturantes para alambres aislados, bandas de transmisión, tejidos impregnados, pinturas para maderas y revestimientos de oleoductos. En virtud de su elevada resistencia dieléctrica, se usa en muchos compuestos eléctricos, y su color pardo hace que se utilice en tintas de imprenta, especialmente en los tipos pardos para rotograbado. 

A diferencia de casi todos los demás asfaltos naturales o de petróleos, la gilsonita se mezcla en casi todas las proporciones con ceras para formar compuestos estables. Cuando se emplea en proporciones pequeñas en mezclas de cera-asfaltos, actúa como portador e impide la separación de la cera y el asfalto. Añadiendo una pequeña proporción de gilsonita al fúndente antes de soplar el asfalto, el producto es menos grasiento o aceitoso. Cuando se añade a un asfalto oxidado, de temperatura de reblandecimiento elevada, la gilsonita reduce la penetración

y el punto de reblandecimiento; pero cuando se añade a un asfalto oxidado de temperatura de reblandecimiento baja, reduce la penetración y eleva el punto de reblandecimiento. 

La grahamita es una asfaltita que se encuentra en diversos lugares de los Estados Unidos, Cuba y Sudamérica. Los yacimientos de Oklahoma se explotaron bastante durante algunos años, pero en la actualidad casi toda la grahamita empleada procede de las minas de Cuba. La grahamita se diferencia de la gilsonita y pez lustrosa en su contenido mas alto de carbono fijo y en que se hincha pero no se funde, cuando se calienta. Su coloración es mas negra que la gilsonita y la pez lustrosa.

En los últimos años, la grahamita no se ha empleado tanto. Sus usos estaban orientados para revestimiento de tuberías, fieltros para techumbres y relleno de juntas de expansión en pavimentos rígidos. En la actualidad ha sido reemplazada por asfaltos de petróleo oxidado. 

La pez lustrosa es un intermedio entre la gilsonita y la grahamita. Tiene un peso específico mas elevado y un punto de fusión mas alto. Se funde también con mas dificultad, es menos soluble en nafta de petróleo, sin embargo su solubilidad en sulfuro de carbono pasa del 95 %.Se prefiere la pez lustrosa, de la isla de Barbados (Manjak), en la fabricación de barnices y lacas a causa de su lustre y su intenso color negro. La pez procedente de Cuba es muy variable y no tiene ninguna norma especial de calidad, sin embargo es la mas conocida y utilizada de las Antillas y otros sitios. Se ofrece a veces como sustituto de la gilsonita

Composición del AsfaltoEl asfalto es considerado un sistema coloidal complejo de hidrocarburos, en el cual es difícil establecer una distinción clara entre la fase continua y la dispersa. Las primeras experiencias para describir su estructura, fueron desarrolladas por Nellensteyn en 1924, cuyo modelo fue mejorado más tarde por Pfeiffer y Saal en 1940, en base a limitados procedimientos analíticos disponibles en aquellos años.

El modelo adoptado para configurar la estructura del asfalto se denomina modelo micelar , el cual provee de una razonable explicación de dicha estructura , en el cual existen dos fases; una discontinua (aromática) formada por dos asfáltenos y una continua que rodea y solubiliza a los asfáltenos, denominada maltenos. Las resinas contenidas en los maltenos son intermediarias en el asfalto, cumpliendo la misión de homogeneizar y compatibilizar a los de otra manera insolubles asfáltenos. Los maltenos y asfaltenos existen como islas flotando en el tercer componente del asfalto, los aceites.

Modelo de Composición del Asfalto

Asfaltenos Maltenos

>Compuestos Polares

>Hidrocarburos Aromáticos

>Peso molecular mayor 1.000Precipitan como sustancias oscuraspor dilución con parafinas de bajopunto de ebullición (pentano-heptano)

>No polares

>Hidrocarburos Alifáticos más Nafténicos y Aromáticos

>Peso molecular hasta 1.000 Medio continuo

Dispersado  Sistema Coloidal

Asfaltos Derivados de Petróleo

Los asfaltos mas utilizados en el mundo hoy en día, son los derivados de petróleo, los cuales se obtienen por medio de un proceso de destilación industrial del crudo. Representan mas del 90 % de la producción total de asfaltos. La mayoría de los petróleos crudos contienen algo de asfalto y a veces casi en su totalidad. Sin embargo existen algunos petróleos crudos, que no contienen asfalto. En base a la proporción de asfalto que poseen, los petróleos se clasifican en:  Petróleos crudos de base asfáltica.  Petróleos crudos de base parafínica. Petróleos crudos de base mixta (contiene parafina y asfalto).

El asfalto procedente de ciertos crudos ricos en parafina no es apto para fines viales, por cuanto precipita a temperaturas bajas, formando una segunda fase discontinua, lo que da como resultado propiedades indeseables, tal como la pérdida de ductilidad. Con los crudos asfálticos esto no sucede, dada su composición.

El petróleo crudo extraído de los pozos, es sometido a un proceso de destilación en el cual se separan las fracciones livianas como la nafta y kerosene de la base asfáltica mediante la vaporización, fraccionamiento y condensación de las mismas. En consecuencia, el asfalto es obtenido como un producto residual del proceso anterior.

El asfalto es además un material bituminoso pues contiene betún, el cual es un hidrocarburo soluble en bisulfuro de carbono (CS2). El alquitrán obtenido de la destilación destructivo de un carbón graso, también contiene betún, por lo tanto también es un material bituminoso pero no debe confundirse con el asfalto, ya que sus propiedades difieren considerablemente. El alquitrán tiene bajo contenido de betún, mientras que el asfalto está compuesto casi enteramente por betún, entre otros compuestos. El asfalto de petróleo moderno, tiene las mismas características de durabilidad que el asfalto natural, pero tiene la importante ventaja adicional de ser refinado hasta una condición uniforme, libre de materias orgánicas y minerales extraños.  

Oxidación del AsfaltoEs un proceso químico que altera la composición química del asfalto. El asfalto está contituído por una fina dispersión coloidal de asfaltenos y maltenos. Los maltenos actúan como la fase contínua que dispersa a los asfaltenos. Las propiedades físicas de los asfaltos obtenidos por destilación permiten a los mismos ser dúctiles, maleables y reológicamente aptos para su utilización como materias primas para elaborar productos para el mercado vial. Al "soplar" oxígeno sobre una masa de asfalto en caliente se produce una mayor cantidad de asfaltenos en detrimento de los maltenos, ocasionando así de esta manera una mayor fragilidad, mayor resistencia a las altas temperatura y una variación de las condiciones reológicas iniciales. 

Propiedades físicas: El asfalto es un material aglomerante, resistente, muy adhesivo, altamente impermeable y duradero; capaz de resistir altos esfuerzos instantáneos y fluir bajo acción de calor o cargas permanentes. Componente natural de la mayor parte de los petróleos, en los que existe en disolución y que se obtiene como residuo de la destilación al vacío del crudo pesado. Es una sustancia plástica que da flexibilidad controlable a las mezclas de áridos con las que se le combina usualmente. Su color varía entre el café oscuro y el negro; de consistencia sólida, semisólida o líquida, dependiendo de la temperatura a la que se exponga o por la acción de disolventes de volatilidad variable o por emulsificación.

Composición química: Es de mucha utilidad un amplio conocimiento de la constitución y composición química de los afaltos, para el control de sus propiedades físicas y así obtener un mejor funcionamiento en la pavimentación. Al igual que el petróleo crudo, el asfalto, es una mezcla de numerosos hidrocarburos parafínicos, aromáticos y compuestos heterocíclicos que contienen azufre, nitrógeno y oxígeno; casi en su totalidad solubles en sulfuro de carbono. La mayoría de los hidrocarburos livianos se eliminan durante el proceso de refinación, quedando los más pesados y de moléculas complejas. Al eliminar los hidrocarburos más ligeros de un crudo, los más pesados no pueden mantenerse en disolución y se van uniendo por absorción a las partículas coloidales ya existentes, aumentando su volumen dependiendo de la destilación que se les dé. Las moléculas más livianas constituyen el medio dispersante o fase continua. Los hidrocarburos constituyentes del asfalto forman una solución coloidal en la que un grupo de

moléculas de los hidrocarburos más pesados (asfáltenos) están rodeados por moléculas de hidrocarburos más ligeros (resinas), sin que exista una separación entre ellas, sino una transición, finalmente, ocupando el espacio restante los aceites. Un concepto más amplio sobre la constitución es que el asfalto consta de tres componentes mayoritarios. El primero se describe como una mezcla de asfáltenos que son moléculas complejas de alto peso molecular, insoluble en hidrocarburos parafínicos y soluble en compuestos aromáticos como el benceno. El segundo componente descrito es una mezcla de resinas y el tercero aceite mineral. Estos tres constituyen un sistema coloidal como el explicado anteriormente. Los asfáltenos cargan con la responsabilidad de las características estructurales y de dureza de los asfaltos, las resinas le proporcionan sus propiedades aglutinantes y los aceites la consistencia adecuada para hacerlos trabajables. Los asfaltos contienen fracciones bituminosas insolubles en parafinas. Como ya se dijo, cerca del 90 al 95% del peso del asfalto esta compuesto por carbono e hidrógeno, o lo que se había denominado como hidrocarburos.

Algunos Tipos de Asfaltos.

Asfaltos oxidados o soplados: Estos son asfaltos sometidos a un proceso de deshidrogenación y luego a un proceso de polimeración. A elevada temperatura se le hace pasar una corriente de aire con el objetivo de mejorar sus características y adaptarlos a aplicaciones más especializadas. El proceso de oxidación produce en los asfaltos las siguientes modificaciones físicas: - Aumento del peso específico. Aumento de la viscosidad.

Asfaltos sólidos o duros: Asfaltos con una penetración a temperatura ambiente menor que 10. Además de sus propiedades aglutinantes e impermeabilizantes, posee características de flexibilidad, durabilidad y alta resistencia a la acción de la mayoría de los ácidos, sales y alcoholes

Fluxante o aceite fluxante: Fracción de petróleo relativamente poco volátil que puede emplearse para ablandar al asfalto hasta la consistencia deseada; frecuentemente se emplea como producto básico para la fabricación de materiales asfálticos para revestimientos de cubiertas.

Asfaltos líquidos: También denominados asfaltos rebajados o cutbacks, son materiales asfálticos de consistencia blanda o fluida por lo que se salen del campo en el que normalmente se aplica el ensayo de penetración, cuyo límite máximo es 300. Asfalto de curado rápido: cuando el disolvente es del tipo de la nafta o gasolina, se obtienen los asfaltos rebajados de curado rápido y se designan con las letras RC(Rapid Curing), seguidos por un número que indica el grado de viscosidad cinemática en centiestokes. 2.Asfalto de curado medio: si el disolvente es queroseno, se designa con las letras MC(Medium Curing), seguidos con un número que indica el grado de viscosidad cinemática medida en centiestokes. Asfalto de curado lento: su disolvente o fluidificante es aceite liviano, relativamente poco volátil y se designa por las letras SC(Slow Curing), seguidos con un número que indica el grado de viscosidad cinemática medida en centiestokes. Road oil: Fracción pesada del petróleo usualmente uno de los grados de asfalto líquido de curado lento(SC).

Asfaltos emulsificados: Emulsiones asfálticas: Son parte de los asfaltos líquidos. Emulsión asfáltica inversa: emulsión asfáltica en la que la fase continua es asfalto, usualmente de tipo líquido, y la fase discontinua está constituida por diminutos glóbulos de agua en porción relativamente pequeña.

Otros tipos. Roca asfáltica: roca porosa como arenisca o caliza, que se ha impregnado con asfalto natural a lo largo de su vida geológica. Producto asfáltico de imprimación: asfalto líquido de baja viscosidad que penetra en una superficie no bituminosa cuando se aplica a ella. Pintura asfáltica: producto asfáltico líquido que a veces contiene pequeñas cantidades de otros materiales como negro de humo, polvo de aluminio y pigmentos minerales. Gilsonita: tipo de asfalto natural duro y quebradizo que se presenta en grietas de rocas o filones de los que se extrae.

Productos prefabricados. Para rellenos de juntas: tiras prefabricadas de asfalto mezclado con sustancias minerales muy finas, materiales fibrosos, corcho, etc., de dimensiones adecuadas para la construcción de juntas. Paneles: compuestos generalmente de una parte central de asfalto, minerales y fibras, cubierta por ambos lados con una capa de fieltro impregnado de asfalto y revestido en el exterior con asfalto aplicado en caliente.  Tablones: mezclas premoldeadas de asfalto, fibras y filler mineral, reforzadas a veces con malla de acero o fibra de vidrio. Bloques: hormigón asfáltico moldeado a alta presión.