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RESUMEN:

Sin duda alguna, la produccion de materiales para construir se viene dando hace miles de años y es uno de ellos los MATERIALES

AGLOMERANTE que pocos los conocen pero por medio este trabajo, hablaremos todo lo que sea posible para que se llegue a saber sobre los aglomerantes.

INTRODUCCIÓN:

El presente trabajo está diseñado de forma práctica y sencilla para comenzar aconocer un poco sobre lo que es aglomerantesrecorriendo los conceptos y características del mismo, uso,importancia, tipos, dando una breve descripción de cada punto ya planteado. Al mismo tiempo la elección de un tema específico para esta monografía permiteconocer más a fondo del tema no sólo su concepto, sino sus aplicaciones y principalmente la importancia de su uso en el sector.la motivación del presente trabajo es poder conocer los diferentes tipos de aglomerantes que se dan en el ambiente de la construcción.

CAPITULO I : CEMENTO

1.1.-CONCEPTO

El cemento es un aglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Hasta este punto la molienda entre estas rocas es llamada clinker, esta se convierte en cemento cuando se le agrega yeso.

1.2.-HISTORIA

El cemento se inventó hace aproximadamente 2000 años por los romanos, de forma totalmente fortuita, como ha ocurrido con otros inventos. Al hacer fuego en un agujero recubierto de piedras, consiguieron deshidratar y descarbonatar parcialmente las piedras calcáreas o el yeso, convirtiéndolas en polvo que se deposito entre las piedras. Al llover, dicho polvo unió las piedras entre si. Los egipcios utilizaron un cemento fabricado con yeso impuro calcinado, que sirvió para unir los bloques de piedra en la construcción de las pirámides. El secreto de la durabilidad del cemento se perdió y en la Edad Media tan solo fue posible fabricar cemento de mediana calidad. En 1756, Smeaton descubrió que los mejores cementos se obtenían al mezclar caliza con un 20- 25% de materia arcillosa. En 1845, Johnson fijó las proporciones de materias primas a utilizar, así como la temperatura de cocción, con lo que se asistió al inicio de laindustria de cemento Portland. Dicho nombre le fue dado por su similitud con la piedra de Portland. Actualmente, hay tres procesos de fabricación de cemento que utilizan hornos rotativos desarrollados en Inglaterra en 1855: vía seca, vía seca conprecalentamiento / precalcinación y vía húmeda.(Ver anexo 1)

1.3.-COMPOSICIÓN

PORCENTAJES TÍPICOS DE INTERVENCIÓN DE LOS ÓXIDOS

La siguiente tabla muestra los porcentajes típicos en que se presentan los compuestos en el cemento y las abreviaturas con las que suelen ser denominados: (Ver anexo 2)

(Los cuatro primeros componentes nombrados en la tabla 1.1 no se encuentran libremente en el cemento, si no combinados formando los componentes potenciales, conocidos como “compuestos Boguea” Los compuestos Bogue, sus fórmulas químicas y abreviaturas simbólicas son los siguientes: Silicato tricálcico

3CaO · SiO2 = C3S

Silicato dicálcico          2CaO · SiO2  = C2S Aluminato tricálcico       3CaO · Al2O3  = C3AFerroaluminato tetracálcico      4CaO · Al2O3  · Fe2O3  = C4AFEstos compuestos o “Fases”, como se les llama, no son compuestos verdaderos en el sentidoquímico; sin embargo, las proporciones calculadas de estos compuestos proporcionan

información valiosa en la predicción de las propiedades del cemento. Las fórmulas utilizadas para calcular los compuestos Bogue se pueden encontrar en la ASTM C150.)

1.4.-TIPOS DE CEMENTO EN EL MERCADO PERUANO

La industria de cemento en el Perú produce los tipos y clases de cemento que son requeridos en el mercado nacional, según las características de los diferentes procesos que comprende la construcción de la infraestructura necesaria para el desarrollo, la edificación y las obras de urbanización que llevan a una mejor calidad de vida. Los diferentes tipos de cemento que se encuentran en el mercado cumplen estrictamente con las normas nacionales e internacionales.

De esta manera existe una gran variedad de este material (cemento), de distintos componentes, productores y precios, pero casi todos con la misma finalidad.

Cemento Portland

Un cemento hidráulico producido mediante la pulverización del clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o más de las formas de sulfato de calcio, como una adición durante la molienda.Cemento portland tipo 1, normal es el cemento portland destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo.

Cemento portland tipo 2

De moderada resistencia a los sulfatos es el cemento portland destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando así sea especificado.

Cemento portland tipo 5, resistente a los sulfatos es el cemento Portland del cual se requiere alta resistencia a la acción de los sulfatos.

Cemento portland Puzolánico

El cemento que contiene puzolana se obtiene por la pulverización conjunta de una mezcla de clinker portland y puzolana con la adición eventual de sulfato de calcio. El contenido de puzolana debe estar comprendido entre 15% y 40% en peso del total. La puzolana será un material silicoso o silico-aluminoso, que por si misma puede tener poca o ninguna actividad hidráulica pero que, finamente dividida y en presencia de humedad, reacciona químicamente con el hidróxido de calcio a temperaturas ordinarias para formar compuestos que poseen propiedades hidráulicas.

Cemento Portland Puzolánico Tipo I

Para usos en construcciones generales de concreto.

El porcentaje adicionado de puzolana se encuentra entre 15% y 40%.Cemento Portland Puzolánico Modificado Tipo IPM.- Cemento Portland Puzolánico modificado para uso en construcciones generales de concreto. El porcentaje adicionado de puzolana es menor de 15%.

Cemento Portland de escoria de alto   horno

El cemento que contiene escoria de alto horno se obtiene por la pulverización conjunta de una mezcla de clinker Portland y escoria granulada de alto horno, con la adición eventual de sulfato de calcio. El contenido de escoria granulada de alto horno debe estar comprendido entre 25% y 65% en peso del total. El cemento Portland de escoria modificado tiene un contenido de escoria granulada menor que el 25%.La escoria granulada de alto horno, es el subproducto del tratamiento de minerales de hierro en el alto horno, que para ser usada en la fabricación de cementos, debe ser obtenida en forma granular por enfriamiento rápido y además debe tener una composición química conveniente.

Cemento Tipo MS

Que corresponde a la norma de performance de cementos Portland adicionados, en el tipo de moderada resistencia a los sulfatos.

Cemento Portland Compuesto Tipo 1

Es un cemento adicionado obtenido por la pulverización conjunta de clinker portland, materias calizas como travertino y/o hasta un máximo de 30% de peso.

PRODUCCIÓN DE CEMENTO POR EMPRESA (Ver anexo 3)

Las empresas cementeras en Perú, producen los siguientes tipos de cemento:

Cemento Andino S.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo VCemento Portland Puzolánico Tipo I (PM)

Cementos Lima S.A.Cemento Portland Tipo I; Marca "Sol"Cemento Portland Tipo IP - Marca "Super Cemento Atlas"

Cementos Pacasmayo S.A.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo VCemento Portland Puzolánico Tipo IP

Cemento Portland MS-ASTM C-1157Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co

Cementos Selva S.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IICemento Portland Tipo VCemento Portland Puzolánico Tipo IPCemento Portland Compuesto Tipo 1Co

Cemento Sur S.A.Cemento Portland Tipo I - Marca "Rumi"Cemento Portland Puzolánico Tipo IPM - Marca "Inti"Cemento Portland Tipo II*Cemento Portland Tipo V*

Yura S.A.Cemento Portland Tipo ICemento Portland Tipo IPCemento Portland Tipo IPM

1.5.-PROPIEDADES DEL CEMENTO

1.5.1.- Finura (Ver anexo 4)

El concepto de finura ha estado desde muy antiguo vinculado a la calidad del cemento. En efecto, se aprecia que cuando más fino sea el polvo de cemento, es decir, cuanto mayor es la relación la superficie activa sobre la masa, se potencian las reacciones de hidratación del cemento y el agua.

El cemento más fino produce una pasta con mayor capacidad para cubrir los gránulos del agregado, factor de importancia pues la rotura del concreto se debe generalmente a falla de adherencia. Además, las reacciones de hidratación son más elevadas cuando crece la superficie específica del cemento, en cuanto las reacciones se producen sobre la superficie y a través de ella. Inicialmente los cementos no fueron objeto de molienda fina, presentando un número apreciable de granos gruesos; por lo que las normas se preocuparon de limitar e! residuo en mallas de 30 á 50 micrones.

En efecto, entre las ventajas de la finura está:

- Resistencia más rápida. - menor cantidad de agua necesaria para la consistencia apropiado del concreto. - Disminuye la tendencia a la exudación del concreto.

1.5.2.- Peso especifico

El peso específico real varia muy poco de unos cementos a otros, oscilando entre 2.9 y 3.15 [gr/cm3]. La limitación, establecida pora algunas normas (igual o superior a 3) se cumple prácticamente siempre. La determinación del peso especifico relativo de los cementos consiste en establecer la relación entre una masa de cemento (gr) y el volumen (ml) de líquido que ésta masa desplaza en el matraz de Le Chatelier.

Para determinar el peso específico del cemento existen cuatro métodos:

1. Método De Le Chetalier.

2. Método de Schuman.

3. Método de Candlot.

4. Método Picnómetro.

Todos los métodos anteriores tienen la misma finalidad, que es determinar el volumen del líquido que desplaza una cantidad de cemento, el líquido no debe reaccionar con el cemento, los más utilizados son el De Le Chetalier y el de Picnómetro

1.6.-PROCESO DE FABRICACIÓN DEL CEMENTO

1.6.1 Perforación y Voladura

La primera operación es la perforación de los taladros en los bancos de trabajo de hasta 15 metros de profundidad. Luego se cargan con explosivos, con el denominado Anfo, y se procede a la voladura secuencial para lograr una mayor eficiencia.En la cantera de Atocongo de Cementos Lima S. A. Se extraen diariamente 12 000 toneladas de roca, de las cuales 8 000 son de caliza apta para el proceso y 4 000 de material estéril que cubre parte del yacimiento.

1.6.2 Carguío y Acarreo

Después de realizada la voladura, siguen las operaciones de carguío y acarreo utilizando cargadores frontales de 7,6 m3 y camiones de 50 toneladas. Tractores de oruga del Tipo D10N complementan éstas labores.

1.7 REDUCCIÓN DEL TAMAÑO DE LA CALIZA Y SU HOMOGENEIZACION:

Para obtener el clinker, que es el material intermedio entre la caliza y el cemento, es preciso reducir el tamaño de la caliza, extraída de la cantera, hasta polvo fino denominado crudo, uniformizar su calidad y pasarlo a través del horno.

Para lograrlo esto, la caliza pasa sucesivamente por la chancadora Primaria, Chancadora Secundaria y zarandas, Pre - homogeneización, molidos de crudos y silo de homogeneización.

1.7.1 Chancadora primaria:

La caliza extraída de la cantera es llevada a la chancadora primaria, que es del tipo denominado “cono”, que la tritura por presión reduciendo su tamaño de 1.5 metros hasta un mínimo de 40 Cm, depositándola en una cancha de Almacenamiento que tiene capacidad de 200 000 toneladas. Su capacidad de producción es de 1 500 toneladas por hora.

1.7.2 Chancadora secundaria y zarandas:

De la cancha de la chancadora primaria, la caliza se transporta a la chancadora secundaria, dosificada según ley, en donde se reduce su

tamaño de 40 Cm. A un mínimo de 18 mm. La capacidad de ésta unidad es de 600 toneladas por hora.

Las zarandas que existen en éste circuito, se encargan de separar la caliza menor de 18 mm. Para enviarla a la cancha de Pre - homogeneización y los tamaños más gruesos regresan a la chancadora para terminar su proceso.

1.7.3 Prehomogeneizacion

La cancha de pre - homogeneización es del tipo “circular” de 108 m. De diámetro y tiene una capacid,ad de 110 00 toneladas. Su funcionamiento es automático. La caliza se deposita en capas sucesivas horizontales por medio de una faja telescópica apiladora que recorre un ángulo prefijado.

Una vez conseguida la altura necesaria de una ruma de se pasa a preparar otra. Mientras tanto la ruma anterior es recuperada en forma perpendicular a su apilamiento, originándose un efecto de mezcla uniforme. De allí la caliza se traslada, mediante fajas, a los silos de alimentación del Molino de Crudo.

1.7.4 Molienda y homogeneizacion

En el Molino de Crudo se realiza la última reducción de tamaño de la caliza, 18 mm. A un estado polvoriento. El Molino de Crudo es un tubo de 4.4m. de diámetro por 15.75m. de largo, gira a razón de 15 rpm. Y en su interior se encuentra 300 toneladas de bolsas de acero de diferentes tamaños. La caliza se pulveriza por el impacto de estas bolas. La capacidad de producción de este molino es de 350 a 400 toneladas por hora. El polvo producido se denomina “crudo” y es conducido por medio de fajas transportadoras al silo de homogeneización, donde se afina su calidad con el objeto de que al alimentarse al horno sea lo mas uniforme posible.

1.8 OBTENCIÓN DEL CLINKER

1.8.1 Pre – calentador

Consta de cuatro etapas de ciclones que se encuentran ubicados uno encima del otro, en un edificio de 70 m de alto. El crudo homogeneizado se alimenta por el extremo superior de este pre – calentador, pasando a través de los ciclones en donde se calienta por acción de los gases generados en el quemador del horno.

1.8.2 Horno

El crudo se comienza a descarbonatar en el precalentador e ingresa al horno en donde por efecto del calor generado por acción del petróleo N° 6 o del carbón, en un quemador situado en el extremo de la salida, sufre transformaciones físicas y químicas, llegando a “clinkerizarse” a temperaturas del orden de los 1 400 a 1 500 °C, obteniéndose el producto intermedio denominado 2clinker”.

El material avanza por el interior del horno, que es un tubo de 5.2m. de diámetro por 85 m. De largo y que gira hasta 3 rpm.; tiene una capacidad de producción de 5 000 toneladas por día.

1.8.3 Enfriador

El clinker descargado por el horno, pasa a la tercera parte del circuito de clinkerizacion, que es el enfriador. Este consta de varias superficies escalonadas compuestas por palcas fijas y móviles alternadas, con unos pequeños orificios por donde pasa el aire que es insuflado por la parte inferior, por la acción de 9 ventiladores con le objeto de enfriar el clinker hasta alrededor de los 100 °C. En la parte final de esta unidad se encuentra una trituradora de rodillos, accionada por motores hidráulicos.

1.9 MOLIENDA DEL CEMENTO

El clinker , se transporta a una Cancha de Almacenamiento en donde termina su proceso de enfriamiento para ser posteriormente alimentado a los molinos de Cemento, conjuntamente con el yeso dihidrato.En esta etapa se obtiene finalmente el Cemento, mediante 2 molinos de bolas de 4,4 m., de diámetro por 14,4 m., de largo en cuyo interior, revestido de blindajes de acero, se encuentran 300 toneladas de bolas de acero de diferentes tamaños. La capacidad de cada una de estas unidades es de alrededor de 120 toneladas por hora.

Los molinos, para mejorar la uniformidad del cemento, trabajan en circuitos cerrados con barrido de aire y están provistos de dos separadores centrifugados cada uno, que permiten clasificar las partículas, que salen del molino en dos grupos:

a. Las que por su menor tamaño son arrastradas por la corriente de aire y que constituyen el producto final, y

b. Las más gruesas que caen por gravedad y son regresadas al molino para terminar su proceso de molienda.

Los separadores están provistos de un sistema de regulación que permite ajustar los parámetros que se deseen.

De esta manera, se puede ofrecer un cemento con una calidad uniforme y controlada.

Finalmente, el cemento es trasladado a los silos del envase, por medio de una faja transportadora y/o un sistema de bomba neumática.

1.10 ENVASE Y DESPACHO DEL CEMENTO (Ver anexo 5)

El cemento extraído de los silos, se despacha tanto en bolas de papel como a granel. Para el despacho en bolsas se utilizan maquinas rotativas automática que tienen una capacidad de envasado de 1 800 bolsas por hora. El operador, solo se limita a colocar las bolsas en los pitones de una tolva rotativa, que gira continuamente, y que las llena con el peso de 42,5 Kg, descargándolas sobre una faja transportadora

1.11.- NORMAS TECNICAS PERUANAS DEL CEMENTOLAS NORMAS DE CEMENTO EN PERU

El cemento en el Perú es uno de los productos con mayor número de normas, que datan del inicio del proceso de normalización en el país. Se cuenta con 7 normas sobre especificaciones, una de muestreo e inspección, 5 sobre adiciones y 30 sobre método de ensayo, según la relación que figura al pie.

En la actualidad, la responsabilidad de la normalización se encuentra en el Instituto Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual - INDECOPI, creado por  Ley Nº 25868, promulgada el 18.11.92.  La dación de normas se encuentra dentro de las atribuciones de una de las secretarias de INDECOPI, denominada Comisión de Reglamentos Técnicos y Comerciales. El INDECOPI, como los organismos que lo antecedieron y la práctica internacional, efectúa la normalización por intermedio de comités técnicos tripartitos que congregan a especialistas de la producción, el consumo y la tecnología.La normalización del cemento se lleva a cabo por el Comité Técnico Permanente de

Normalización de Cementos y Cales, cuya gestión tiene a su cargo la Asociación de Productores de Cemento - ASOCEM quien ejerce la secretaría técnica.

Inicialmente las normas adoptadas por la industria fueron las de American Society for Testing and  Materials (ASTM), consignando en el rotulado del envase la designación correspondiente. La primera entidad de normalización fue el Instituto Nacional de Normas Técnicas Industriales y Certificación - INANTIC creado por la ley de promoción industrial, Número 13270 del 31-11-59.  Entidad que aprobó una serie de normas sobre cemento.   Posteriormente, este organismo fue reemplazado por el Instituto de Investigación Tecnológica Industrial y de Normas Técnicas -ITINTEC, comprendido en la Ley General de Industrial, D.L: 18350 promulgada el 27.08-70, organismo que actualizó las normas existentes y formuló otras nuevas.

COMITE DE NORMALIZACION

El Comité está constituido por las siguientes instituciones:Sector Producción: Cemento Andino S.A.; Cementos Lima S.A.; Cementos Pacasmayo S.A.A.; Yura S.A.; Cemento Sur S.A.; Agregados Calcáreos S.A.

Sector Técnico: ARPL Tecnología Industrial S.A.; Asociación de Productores de Cemento ASOCEM; Colegio de Ingenieros del Perú (Consejo Departamental de Lima); Pontificia Universidad Católica del Perú (Facultad de Ciencias e Ingeniería); Universidad Nacional de Ingeniería (Facultad de Ingeniería Civil); Servicio Nacional de Capacitación para la Industria de la Construcción (SENCICO).

Sector Consumo: Ministerio de Industria, Turismo, Integración y Negociaciones Comerciales (MITINCI); Ministerio de Transportes, Comunicación, Vivienda y Construcción (División de Control de Calidad); Premix S.A.; UNICOM - Concreto Premezclado.

Los proyectos de norma que prepara el Comité son puestos a discusión pública por un período de treinta días según avisos publicados en el diario oficial el Peruano, antes de su aprobación definitiva por INDECOPI.Las normas de cemento como la mayoría de las normas de materiales de construcción en el Perú, son adecuación de las normas ASTM, lo que responde a que la tecnología del concreto y del concreto armado fue desarrollada por empresas norteamericanas en el período 1920 - 1930 y posteriormente la formación profesional y los reglamentos de construcción tomaron como antecedente los códigos del ACI.

La relación de la Normas Técnicas Peruanas pueden consultase en el Centro de Información y Documentación de Indecopi, única entidad facultada para su venta, la proforma y cotización y eventualmente la adquisición de las normas puede efectuarse sea en su local de calle La Prosa 138 San Borja o por comunicación telefónica al 224 7800, anexo 1353 o por fax 224 0346.

NORMAS TÉCNICAS PERUANAS PARA EL CEMENTO

CEMENTO ALBAÑILERIA

NTP 334.069:1998  Cementos. Cemento de albañilería. Requisitos (Es)

NTP 334.116:2002 Cemento de albañilería. Método de ensayo físico

NTP 334.123:2002  Cementos. Especificación normalizada para materiales combinados, secos y envasados para mortero y hormigón (concreto).

NTP 334.129:2003   Cementos. Cemento de albañilería. Método de ensayo para la determinación de la resistencia a la flexión por adherencia

NTP 334.138:2004  Cementos. Método de ensayo para determinar la retención de agua en morteros de base cemento Portland y enlucidos

NTP 334.147:2004  Cementos.  Especificaciones normalizadas del cemento para mortero

CEMENTO REQUISITOS

NTP 334.009:2005  Cementos. Cemento portland. Requisitos (Norma Obligatoria)

NTP 334.050:2004  Cementos. Cemento Portland blanco tipo 1. Requisitos

NTP 334.082-2001  Cemento. Cementos portland. Especificación de la performance. 2a. Ed.

NTP 334.090:2001  Cementos. Cementos portland adicionados. Requisitos (Norma Obligatoria)

NTP 334.097:2001  Cementos. Arena normalizada. Requisitos

NTP 334.136:2004  Cementos. Especificación para el uso comercial del polvo del horno de cemento y del horno de cal

1.7.-ALMACENAMIENTO DEL CEMENTO (Ver anexo 6)

En obras grandes o en aquellos casos en que el cemento deba mantenerse por un tiempo considerable se deberá proveer una bodega, de tamaño adecuado sin aberturas ni grietas, que pueda mantener el ambiente lo más seco que sea posible. En los casos en que sea previsible la presencia de lluvias, el techo tendrá la pendiente adecuada.

El piso deberá ser de preferencia de tablas, que se eleven sobre el suelo natural para evitar el paso de la humedad. Eventualmente se pueden usar tarimas de madera.

Las bolsas se deberán apilar juntas, de manera de minimizar la circulación del aire, dejando un espacio alrededor de las paredes.

Las puertas y las ventanas deberán estar permanentemente cerradas.El apilamiento del cemento, por periodos no mayores de 60 días, podrá llegar hasta una altura de doce bolsas.Para mayores periodos de almacenamiento el limite recomendado es el de ocho bolsas, para evitar la compactación del cemento. Las bolsas de cemento se dispondrán de manera que se facilite su utilización de acuerdo al orden cronológico de recepción, a fin de evitar el envejecimiento de determinadas partidas.

No deberá aceptarse, de acuerdo a lo establecido en la norma, bolsas deterioradas o que manifiesten señales de endurecimiento del cemento.

En obras pequeñas o cuando el cemento va a estar almacenado en periodos cortos, no más de 7 días, puede almacenarse con una mínima protección, que puede consistir en una base afirmada de concreto pobre y una cobertura con lonas o láminas de plastico. Las cubiertas deberán rebasar los bordes para evitar la penetración eventual de la lluvia a la plataforma.El recubrimiento deberá afirmarse en la parte inferior y si es posible en la superior para evitar que sea levantada por el viento.

En todos los casos el piso deberá estar separado del terreno natural y asegurar que se mantenga seco.

CAPITULO II: YESO

2.1.- CONCEPTO (Ver anexo 7)

La roca natural denominada aljez (sulfato de calcio dihidrato: CaSO4·2H2O), mediante deshidratación, al que puede añadirse en fábrica determinadas adiciones de otras sustancias químicas para modificar sus características de fraguado, resistencia, adherencia, retención de agua y densidad, que una vez amasado con agua, puede ser utilizado directamente.

También, se emplea para la elaboración de materiales prefabricados. El yeso, como producto industrial, es sulfato de calcio hemihidrato (CaSO4·½H2O), también llamado vulgarmente "yeso cocido". Se comercializa molido, en forma de polvo. Una variedad de yeso, denominada alabastro, se utiliza profusamente, por su facilidad de tallado, para elaborar pequeñas vasijas, estatuillas y otros utensilios.

2.1.- HISTORIA

El yeso es uno de los más antiguos materiales empleado en construcción. En el período Neolítico, con el dominio del fuego, comenzó a elaborarse yeso calcinando aljez, y a utilizarlo para unir las piezas de mampostería, sellar las juntas de los muros y para revestir los paramentos de las viviendas, sustituyendo al mortero de barro. En Çatal Hüyük, durante el milenio IX a. C., encontramos guarnecidos de yeso y cal, con restos de pinturas al fresco. En la antigua Jericó, en el milenio VI a. C., se usó yeso moldeado. En el Antiguo Egipto, durante el tercer milenio a. C., se empleó yeso para sellar las juntas de los bloques de la Gran Pirámide de Guiza, y en multitud de tumbas como revestimiento y soporte de bajorrelieves pintados. El palacio de Cnosos contiene revestimientos y suelos elaborados con yeso. El escritor griego Teofrasto, en su tratado sobre la piedra, describe el yeso (gipsos), sus yacimientos y los modos de empleo como enlucido y para ornamentación. También escribieron sobre las aplicaciones del yeso Catón y Columela. Plinio el Viejo describió su uso con gran detalle. Vitruvio, arquitecto y tratadista romano, en sus Diez libros sobre arquitectura, describe el yeso (gypsum), aunque los romanos emplearon normalmente morteros de cal y cementos naturales.

Los Sasánidas utilizaron profusamente el yeso en albañilería. Los Omeyas dejaron muestras de su empleo en sus alcázares sirios, como revestimiento e incluso en arcos prefabricados.

La cultura musulmana difundió en España el empleo del yeso, ampliamente adoptada en el valle del Ebro y sur de Aragón, dejando hermosas muestras de su empleo decorativo en el arte de las zonas de Aragón, Toledo, Granada y Sevilla.

Durante la Edad Media, principalmente en la región de París, se empleó el yeso en revestimientos, forjados y tabiques. En el Renacimiento para decoración. Durante el periodo Barroco fue muy utilizado el estuco de yeso ornamental y la técnica del staff, muy empleada en el Rococó.

2.3.- ELABORACIÓN

2.3.1.- Estado natural

En estado natural el aljez, piedra de yeso o yeso crudo, contiene 79,07% de sulfato de calcio anhidro y 20,93% de agua y es considerado una roca sedimentaria, incolora o blanca en estado puro, sin embargo, generalmente presenta impurezas que le confieren variadas coloraciones, entre las que encontramos la arcilla, óxido de hierro, sílice, caliza, vermiculita, etc.

En la naturaleza se encuentra la anhidrita o karstenita, sulfato cálcico, CaSO4, presentando una estructura compacta y sacaroidea, que absorbe rápidamente el agua, ocasionando un incremento en su volumen hasta de 30% ó 50%, siendo el peso específico 2,9 y su dureza es de 2 en la escala de Mohs.

También se puede encontrar en estado natural la bassanita, sulfato cálcico hemihidratado, CaSO4·½H2O, aunque raramente, por ser más inestable.

2.3.2.- Proceso

El yeso natural, o sulfato cálcico bihidrato CaSO4·2H2O, está compuesto por sulfato de calcio con dos moléculas de agua de hidratación.

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.

2.4.- 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.(Ver anexo 8)

Prefabricado, como paneles de yeso (Dry Wall o Sheet rock) 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.(Ver anexo 9)

En los moldes utilizados para preparación y reproducción de esculturas. En la elaboración de tizas para escritura. En la fabricación de cemento. Fabricación de Jarrones decorativos

2.5.- TIPOS DE YESO EN CONSTRUCCIÓN

Los yesos de construcción se pueden clasificar en:

2.5.1.- Yeso semihidratados: Que son los más empleados en la

construcción y tenemos:

2.5.1.1 Yeso negro.- Con una pureza en yeso semihidratado del 60%, es de baja calidad y sólo se emplea cuando no va a quedar a la vista.(Ver anexo 10)

2.5.1.2 Yeso blanco.- Contiene un 80% de yeso semihidratado, es de color blanco y es el empleado para enlucir paredes interiores, en estucos y en blanqueos.(Ver anexo 11)

2.5.1.3 Yeso rojo.- Es un material muy apreciado en restauración, contiene pocas impurezas, menos que el yeso negro, es de color rojizo, y con él se da la última capa de enlucido, o capa de "acabado", en los paramentos de las edificaciones.(Ver anexo 12)

2.5.1.4 Escolaya.- es un yeso blanco de mejor calidad, contiene un 90% de yeso semihidratado, finamente molido, empleándose en la elaboración de elementos decorativos como cenefas, falsos techos, y también en molduras y vaciados.

2.5.2.- Yesos anhidros: son, en general, poco empleados, destacando el yeso hidráulico que se usa para pavimentos.(Ver anexo 13)

2.6 NORMAS TECNICAS PERUANAS DEL YESO(Ver anexo 14)

NTP 339.050-1980 YESOS PARA CONSTRUCCION. Definiciones

NTP 339.054:1980 YESOS PARA CONSTRUCCION. Métodos de ensayos físicos

NTP 339.056:1980 YESOS PARA CONSTRUCCION. Requisitos

NTP 334.133:2003 YESOS PARA CONSTRUCCION. Placa de yeso. Especificaciones. 1a. ed.

NTP 334.134:2003 YESOS PARA CONSTRUCCION. Métodos de ensayos físicos para productos de paneles de yeso. 1a. ed.

NTP 334.135:2003 YESOS PARA CONSTRUCCION. Especificación normalizada para el yeso. 1a. ed.

NTP 334.139:2005 YESOS. Métodos para el análisis químico del yeso y de los productos del yeso.

2.7.- PROCESO DE FABRICACIÓN DEL YESO (Ver anexo 15)

2.7.1 Extracción

El sulfato de calcio dihidratado se extrae de las minas. El tamaño de las piedras puede ser de hasta 50 cm de diámetro.

2.7.2 Selección de la materia prima

Se hace una minuciosa selección de la piedra de yeso natural, posteriormente se almacena para su uso en el proceso de calcinación dependiendo del tipo de yeso a fabricar.

2.7.3 Calcinación

Una vez seleccionado el yeso crudo, se somete a una deshidratación parcial con una técnica de calcinación a altas presiones con un riguroso control de tiempo y temperatura, obteniendo cristales de mínima porosidad y forma regular, que permitirán producir modelos de gran dureza y resistencia. La estructura y propiedades del producto final dependen directamente de las condiciones de calcinación empleadas.

2.7.4 Triturción

La primera trituración, reduce el tamaño de las piedras para facilitar su manejo a una dimensión inferior a 15 cm, la segunda trituración por medio de quebradoras permite reducir el tamaño de las piedras de 4 a 5 cm.

2.7.5 Molineda y cribado

La operación posterior a la trituración es la molienda, el yeso calcinado es llevado a tolvas que dosifican la cantidad de material proporcionado a los molinos. La proporción y distribución de los tamaños de partícula es un factor determinante con respecto a las propiedades del producto.

2.7.6 Presentación

Se fabrica en colores azul, roza, verde menta, ocre y blanco. Se envasa en cubeta de polietileno de cierre hermético con 25 Kg, envasados en bolsas de polietileno de 1 Kg ó cajas de cartón reforzado conteniendo 10 bolsas de 1 Kg.

2.7.7 Mezclado

Una vez que el yeso alfa está finamente molido, se ajustan los detalles con aditivos para que el producto responda a las necesidades del cliente en lo que se refiere a tiempo de fraguado, viscosidad, porosidad, resistencia mecánica, expansión de fraguado, color, entre otros factores.

2.7.8 Pruebas de estudio

Las pruebas y experimentos de laboratorio se llevan a cabo en etapas de producción para cada lote, para garantizar que todos los productos cumplan las estrictas especificaciones requeridas antes de ser envasados y expedidos.

2.7.9 Almacenamiento

Se selecciona el empaque correcto para cada uno de los productos, ofreciendo envasado de óptima protección que mantenga la calidad del producto durante todo su trayecto hasta llegar al usuario final.

2.8.- PROPIEDADES DEL YESO

2.8.1 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.

2.8.2 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.

2.8.3 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.

2.8.4 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.

2.8.5 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.

2.8.6 Adherencia

Disminuye en contacto con el agua, siendo buena en medio seco, tanto con materiales pétreos como metálicos.

2.8.7 Corrosión

Al igual que sucede con la adherencia, en presencia de agua este material reacciona perjudicando.

2.8.8 Resistencia al fuego

Es de destacar su buena resistencia al fuego, considerándose buen aislante.

CAPITULO III : CAL

3.1.-CONCEPTO DE CAL

La cal2 es un término que designa todas las formas físicas en las que pueden aparecer el óxido de calcio (Ca O ) y el óxido de calcio de magnesio (Ca Mg O 2), denominados también, cal viva (o generalmente cal) y dolomía calcinada respectivamente. Estos productos se obtienen como resultado de la calcinación de las rocas (calizas o dolomías). Adicionalmente, existe la posibilidad de añadir agua a la cal viva y a la dolomía calcinada obteniendo productos hidratados denominados comúnmente cal apagada ó hidróxido de calcio (Ca (OH)2) y dolomía hidratada

3.2.-Proceso de fabricación

La cal viva se obtiene por calcinación de la caliza , con un alto contenido en carbonato de

calcio (CaCO3), a una temperatura de unos 900 ºC según la siguiente reacción:

CaCO3 + calor → CaO + CO2

La calcinación, de manera industrial, tiene lugar en hornos verticales u horizontales

rotativos.

De manera artesanal puede ser en un horno tradicional, romano o árabe. la densidad del

oxido de calcio es de 1000kg/m³

3.3.-Tipos de cal

3.3.1.-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.

3.3.2.-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.

3.3.3.-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.

3.4.-APLICACIONES DE LA CAL

La cal es uno de los productos más conocidos desde la antigüedad y con más

aplicaciones diversas.

Industria

Siderurgia: Se utiliza como fundente y escorificante.

Metalurgia: Se utiliza en los procesos de flotación; en

la fundición decobre, 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 delcaucho 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.

4.- USO DE LA CAL EN 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 ó aireado,

ladrillos silicocalcáreos y bloques de tierra comprimida.6

La cal es un producto de construcción más, con su Marcado CE7 y su correspondiente

normalización (UNE EN-459:1, 2 y 3).

Protección del Medio Ambiente

Tratamiento de aguas de consumo (potabilización): Se emplea para ablandar,

purificar, eliminar turbiedad, neutralizar la acidez y eliminar la sílice y otras impurezas

con el fin de mejorar la calidad del agua que consumen las personas.

Tratamiento de aguas residuales y de lodos :Se utiliza, de manera muy habitual, en

los tratamientos convencionales químicos de aguas residuales industriales,

básicamente, de carácter inorgánico. También se utiliza ampliamente en el tratamiento

o línea de lodos en las plantas de depuración de aguas residuales urbanas o en aguas

industriales de carácter orgánico.

Remineralización de agua desalinizada: La adición de cal permite realizar un

acondicionamiento del agua desalinizada que puede ir desde un ajuste de pH y

reducción de la agresividad, hasta la remineralización de las aguas por el aporte de

calcio. La cal es imprescindible para el tratamiento final de las aguas procedentes de

la desalinización del agua del mar puesto que aporta uno de los compuestos

nutricionales básicos - el calcio - y es necesaria para el mantenimiento del equilibrio

cal-carbónico, con el fin de evitar incrustaciones o corrosiones.

Depuración de gases: La cal, dependiendo del proceso, es el desulfurante más

rentable y natural que elimina el anhídrido sulfuroso y otros gases ácidos

(HCl, HF y NOx) de los humos industriales de incineradoras de residuos sólidos

urbanos, de centrales térmicas y de la industria en general.

La cal también se emplea para eliminar los compuestos orgánicos persistentes (COP)

como son dioxinas y furanos, ymetales pesados de incineradoras municipales e

industriales.

Tratamiento de residuos: La cal se emplea, además de como integrante de diversos

tratamientos químicos, como agente para prevenir los malos olores y la contaminación

de las aguas por la lixiviación.

Tratamiento de suelos contaminados: Las técnicas empleadas en el tratamiento de

suelos contaminados se agrupan de la manera siguiente:

1. Fisicoquímicos

2. Estabilización - solidificación

3. Biológicos

4. Térmicos

En el tratamiento ó método físico-químico (que constituye un proceso de transformación

del residuo mediante la adición de una serie de compuestos químicos para alcanzar el

objetivo deseado), la cal se utiliza en las técnicas de neutralización, precipitación y

decloración. Con respecto a la técnica de estabilización / solidificación (cuyo principal

objetivo es reducir la movilidad y solubilidad de contaminantes presentes en el suelo,

disminuyendo su toxicidad y eliminando su lixiviación), existe una variante denominada

“Solidificación con cal y materiales puzolánicos”.

Agricultura

Los usos en la agricultura son:

Enmienda: La cal se utiliza como enmienda para mejorar las características de los

suelos agrícolas: acidez, porosidad y actividad biológica del suelo.

Fertilizante: Aporta el calcio que es un nutriente para las plantas.

Compost (Abono): Se emplea en la obtención de compost a partir de residuos

agrarios, agroindustriales y urbanos.

Tratamientos fitosanitarios: Se utiliza en la preparación de los caldos que llevan

cobre para los tratamientos que reciben las plantas con el objetivo de defenderlas de

los ataques de hongos, como mildio de la vid, roña o moteado del peral y manzano,

lepra del melocotonero, etc.

Biocida: Se puede utilizar como biocida cuyo fin es destruir, contrarrestar, neutralizar,

impedir la acción o ejercer el control de otro tipo, sobre cualquier organismo nocivo por

medios químicos o biológicos.

Alimentación animal: La cal se utiliza como reactivo, por su alta velocidad de

reacción, para la elaboración de jabones cálcicos destinados a la fabricación de

aditivos y derivados de pienso animal.

Además, la cal se utiliza en suelos ácidos (subiendo su pH y aportando calcio como

nutriente), modificando la composición de las praderas, permitiendo que se desarrollen

especies leguminosas que presentan mejor digestibilidad para el ganado y mayor

contenido proteico. Esta operación en suelos ácidos permitirá que en su composición

florística aparezcan una serie de especies, entre ellas las alfalfa, reconocida por la mayor

parte de los ganaderos como la reina de las forrajeras.

Es un producto básico de origen natural que presenta dos enormes ventajas:

Su disponibilidad

Su versatilidad, considerando las numerosas aplicaciones que tiene, siendo, en

algunas de ellas, imprescindible.

5.-Aspectos relacionados con la salud y la seguridad

La cal viva no presenta toxicidad aguda vía oral, cutánea, o por inhalación. Se clasifica

como irritante para la piel y para las vías respiratorias, e implica un riesgo de daño

ocular grave.

Referente al riesgo de incendio, la cal viva no es combustible pero reacciona con el

agua y genera calor pudiendo causar riesgo de incendio. Por ello, la medida de

extinción adecuada es utilizar un extintor de polvo, de espuma carbónica o de gas

carbónico para extinguir el fuego circundante.

Respecto a la reactividad, la cal viva reacciona exotérmicamente con el agua para

formar cal hidratada. Esto mismo ocurre cuando absorbe la humedad ambiente.

ANEXOS

Anexo 1

Uso del cemento en el Antiguo Egipto

Anexo 2

Componente

Oxido componente

PorcentajeTípico

Cal combinada CaO 62.5%

Sílice SiO2 21%

Alúmina Al2O3 6.5%

Hierro Fe2O3 2.5%

Cal Libre CaO 0%

Azufre SO3 2%

Magnesio MgO 2%

Álcalis Na2O y K2O 0.5%

Perdida al Fuego P.F. 2%

Residuo insoluble R.I. 1%

Anexo 3

Anexo 4

Finura del Cemento

Anexo 5

Anexo 6

Anexo 7

Anexo 8

Anexo 9

Anexo 10

Anexo 11

Anexo 12

Anexo 13

Anexo 14

Anexo 15