CALES Definición: La cal es un producto obtenido mediante la calcinación de rocas ricas en CaCO 3 (Carbonato de calcio), que puede contener además MgCO 3 (Car (Carbo bona nato to de magn magnes esio io)) pequ peque! e!as as cant cantid idad ades es de otra otrass sust sustan anci cia, a, designadas impure"as (arcillas, magnesia, #ierro, a"u$re materias orgánicas)% El OC OCa a (o& (o&ido ido de calc calcio io)) resul esulta tant nte es de la cocc occión ión de los carbonatos se llama cal 'i'a, la que se #idrata con adición de agua, tomando el nombre de cal #idratada o apagada%
Clasificación
S+Composición qumica
S+tipo de $raguado
Cales cálcicas
cant% MgO *
Cales magn-sicas
cant% MgO . *
A-reas ($raguado solamente solamente al aire) i' /0 a 0,1 2idráulicas (tienen la propiedad de $raguar bao el agua) i' /0,14 a 0,50 Cales 'i'as
En piedra En pol'o
Cales #idratadas o apagadas
En pol'o En pasta
S+2idratación
Cal Viva 6e acuerdo al contenido de CaO MgO la cal 'i'a se agrupa en grasa, magra magn-sica o dolomtica% En e$ecto, la roca ideal seria aquella compuesta enteramente de CaCO 3 (carbono de calcio), que a 7008C de temperatura mas o menos se desprendiera CO9 (an#drido carbónico), carbónico), originando originando CaO (o&ido de de calcio) o cal 'i'a, pero los carbonatos que e&isten en la naturale"a son de distintos grados de pure"a%
1
CLAS:;:CAC:<= 6E LAS CALES SE>?= S@ CO=E=:6O 6E CaO MgO% Clases de cal% Comp CaO SiO ;e9O3 Al9O3 MgO 29O CO9
Cales grasas Min% (*) 71%3 0%33 0%0B 0%09 0%1 %034 0%90
Ma&% (*) 7B%0 9%90 0%3 0%9 %55 3%5 1%B
Cales Magras
Med% (*) 7%7B 0%B1 0%93 0%99 1%37 1%44 0%B3
Min% (*) B%57 0%44 0%1 0%1B 1%03 0%43 0%9
Ma&% (*) B%B1 7%00 0%57 9%5 14%B3 19%9 1%7
Calas Magn-sicas
Med% (*) B1%B 3%19 0%1 0%73 7%94 %13 0%1B
Min% (*) 55%B0 0%1 0%17 0%1 31%41 0%55 %35
Ma&% (*) 4%5 1%57 0%37 0%7 0%49 1%54 3%01
Med% (*) 40%13 0%B 0%97 0%39 34%19 1%04 1%4B
Elaboración En el proceso de $abricación podemos distinguir las siguientes etapas% 1) E&tracción de la materia prima% 9) rabaos pre'ios a la cocción% 3) Cocción% La cocción o calcinación de la cal comprende tres $asesD a) E'aporación del agua contenida a la piedra% b) Calentamiento de la cali"a #asta la temperatura% requerida para la disociación qumica% c) Separación del dió&ido de carbono% roceso Endot-rmico
φ CO3Ca
CO9
(Carbonato de Ca%) (Calor) (An#drido Carbónico)
F
CaO (O&ido de Calcio)
CAL VIVA
La temperatura de disociación del carbonato de calcio puro a presión de una atmós$era es de B7B8 C la de disociación del carbonato de magnesio es algo menor% En general no con'iene alcan"ar temperaturas mu superiores, por que las impure"as contenidas desarrollan su acti'idad originando da!o a la calidad de la cal% or otra parte, debe cuidarse la salida de CO 9 (an#drido carbónico), por que si ese gas no se elimina puede combinarse nue'amente con la cal magnesia, originando nue'amente sus carbonatos% Este $enómeno se conoce como GHecarbonataciónI%
9
Hornos de cocción E&isten distintos tipos de #ornos para cocer la calD #ornos 'erticales de cuba, #ornos anulares de 2o$$man, #ornos rotatorios, etc% ueden ser continuos o intermitentes% El combustible empleado tambi-n es mu di'ersoD le!a, carbón mineral, gas, etc% El rendimiento t-rmico depende del material, tipo de #orno muc#os otros $actores% Entre los #ornos de maor rendimiento t-rmico se pueden citar el #orno 2o$$man, el 6iet"sc#, etc% Jue consumen alrededor de 130 Kg de #ulla, (B000 K cal por Kg), para producir 1000 Kg de cal% En los #ornos intermitentes a-reos, que se usan en nuestro medio, el rendimiento es bao, 100 Kg de le!a (000 Kcal por Kg) por cada 100 Kg de cal%
2orno de campa!a
2orno 'ertical de cuba
Hidratación o apagado La cal 'i'a destinada para la eecución de morteros a usarse en alba!ilera, debe ser me"clada pre'iamente con agua $ormando una pasta% Esta operación se llama #idratación o GapagadoI de la cal% La #idratación de la cal 'i'a consiste en la adición de su$iciente agua para la $ormación de #idró&ido de calcio, operación que se e&presa mediante la siguiente $órmula%
3
φ
CaO (ó&ido de calcio)
F
29O (agua)
Ca (O2)9 (desprende calor)
(#idró&ido de calcio)
CAL HIDRATADA
La $ormación de cal #idratada está acompa!ada de por un desarrollo considerable de calor una e&pansión de 9,5 a 3 'eces su 'olumen primiti'o% Las cales magn-sicas expanden menos desarrollan menos calor que las grasas% La #idratación de las cales está acompa!ada del peligro de GquemarseI, debido al gran aumento de temperatura que se genera% La cal quemada parece ser qumicamente inerte que no es apta para morteros% El quemado se e'ita asegurando el ntimo contacto entre cada partcula de cal con agua% Son necesarios un gran cuidado un continuo me"clado El apagado de cales magras, magn-sicas mu magn-sicas no presenta el peligro del quemado% or el contrario, puede ocurrir con estas cales que el apagado no sea logrado totalmente% La cal puede clasi$icarse segn el tiempo de apagado enD apagado lento (maor o igual a 30 min%), apagado medio (de 5 a 30 min%) apagado rápido (menor de 5 min%) Cuando se trate de una cal de apagado rápido, la misma debe a!adirse al agua, no el agua a la cal% 2abrá que tener la su$iciente agua para agregarla en el momento oportuno% @na cuidadosa 'igilancia es indispensable, pues a la menor e'aporación debe adicionarse agua a la me"cla% ara cales de #idratación media se a!adirá el agua su$iciente para semi inundarlas% Si #ubiera indicios de e'aporación, #abrá que agregarle mas agua% En el caso de cales de apagado lento, basta con a!adir agua en cantidad su$iciente como para #umedecerla enteramente esperar #asta que la reacción comience% ueden agregarse peque!as cantidades de agua cuidando de no en$riar la masa, #asta obtener un completo apagado%
Propiedades fundaentales Plasticidad: El t-rmino es usado para de$inir la cualidad de un mortero para e&tenderse colocarse con $acilidad al ser usado% Si dic#o mortero se e&tiende $ácil sua'emente, se dice que es plástico% En cambio si al alisarlo con una llana resulta quebradi"o o $riable, es decir poco trabaable, no es plástico% Las cales magn-sicas producen morteros mas trabaables Las cales grasas originan morteros $riables% ara preparar un mortero se lo #ace con cal arena% La adición de arena puede disminuir e'itar la contracción que acompa!a al $raguado endurecimiento de la cal% @n mortero se elabora con 9 a partes de arena por una parte de cal (en pol'o o en pasta)% Es mu importante establecer en cada caso la proporción de arena% En e$ecto , si se emplea poca arena, se genera una ele'ada contracción
con los peruicios que esto ocasiona al elemento que se está construendo% Si se emplea arena en e&ceso, resulta un mortero magro, de poca trabaabilidad resistencia%
Capacidad de arena: E&presa el nmero de partes de arena que debe a!adirse a una parte de cal para que un mortero resulte plástico trabaable% Segn las aplicaciones un mortero se prepara con 9 a partes de arena por parte de cal% La e&periencia demuestra que la cal grasa tiene maor capacidad de arena% Rendiiento: El 'olumen de pasta de una de$inida consistencia que una dada cantidad de cal 'i'a puede producir una 'e" apagada, se denomina rendimiento de la cal% Las cales grasas tienen maor rendimiento que las magn-sicas% Comnmente entre 00 500 Kg de cal 'i'a producen 1 m3 de pasta, o sea que su rendimiento será de 9,5 litros a 9 litros por Kg de cal 'i'a% Dure!a: La dure"a de un mortero de cal está dada por la resistencia que presenta al impacto desgaste o abrasión, teniendo gran importancia para usos en re'oques% Ensaos comparati'os demuestran que las cales magn-sicas producen morteros mas duros% Tiepo de fraguado: El $raguado de la cal es un proceso $sico N qumico que consiste esencialmente en la e'aporación del e&ceso de agua, seguido por la combinación gradual del #idró&ido de calcio con dió&ido de carbono seco, originando carbonato de calcio primiti'o% Ca (O2)9
F
CO9
CO3Ca F 29O
La cal es por naturale"a de $raguado lento% Las cales magn-sicas tienen $raguado mas lento% uede aceptarse que el $raguado termina a los 4 meses% En ambientes secos cargados de CO 9 el $raguado se acelera%
Contracción: En cuanto a la contracción durante el $raguado, es ligeramente compensada por la e&pansión desarrollada por la absorción de CO9 % La $orma de e'itar 'ariaciones de 'olmenes es la adición de arena% En general las cales magn-sicas se contraen menos que las grasas% Resistencia a tracción " copresión: Las propiedades $sicas de los morteros de cal 'aran con la composición qumica de los mismos, la cantidad caractersticas de la arena, la cantidad de agua las condiciones de $raguado% Se puede decir que las calles magn-sicas dan morteros mas resistentes que los cales grasas%
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CAL HIDR#$LICA Es la cal parcialmente #idratada en pol'o que además de solidi$icarse $raguar en el aire, lo #ace debao del agua% %ndice &idr'ulico: Es la relación en peso entre la slice, más la almina, más el #ierro a la cal más la magnesia% SiO9 F Al9O3 F ;e9O3 i' / CaO F MgO Picat #i"o una clasi$icación de los productos #idráulicos teniendo en cuenta dic#o ndice el tiempo de $raguado% Cal
iP
A-rea 6-bilmente #idráulica Medianamente #idráulica 2idráulica normal Eminentemente #idráulica Cemento lento Cemento rápido
(ibliografia:
0%00 N 0%10 0%10 N 0%14 0%14 N 0%31 0%31 N 0%9 0%9 N 0%50 0%50 N 0%45 0%45 N 1%90
iempo de $raguado en agua Solo al aire 14 a 30 das 10 a 15 das 5 a 7 das 9 a das 1 a 19 #oras 5 a 15 min%
)Estudio de ateriales* +, Arredondo )-ateriales de construcción* +,.rus
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CALES (E=SAQOS) E/0A1.0 0.(RE CALE0 VIVA0 A2REA0 3IRA- 45678 DETER-I/ACI9/ DEL TIP. DE APAAD. a) Cal de apagado rápidoD comien"o de apagado < 5 min% b) Cal de apagado medioD comien"o de apagado > 5 < 30 min% c) Cal de apagado lentoD
comien"o de apagado > 30 min%
eso de la muestraD 1000 ± 5 grs% iempo de comien"o de apagado / %%%%%%%%%%%%% min%
PA0TA DE C./0I0TE/CIA /.R-AL -
-
Con la pasta preparada segn el ensao anterior se llena el molde del cónico del aparato de Picat modi$icado sin eercer presión #asta que rebase del borde% Se retira el e&ceso de material se enrasa con una llana de canto recto% Se coloca el molde en el aparato de Picat se procede al calibrado (la sonda debe tocar la super$icie de la pasta)% Se considera que la pasta tiene consistencia normal cuando la sonda penetra 90 ± 5 mm%
Si la penetración es menos que 90 ± 5 mm se agrega agua se me"cla nue'amente, #asta lograr el 'alor buscado% Si la penetración es maor que la indicada se descarta la pasta se comien"a de nue'o con una nue'a porción de muestra%
RE/DI-IE/T. V.L$-2TRIC. eso de la muestraD / 1000 ± 5 grs% de cal 'i'ia% La cal apagada deberá estar en el estado de consistencia normal% Hendimiento Polum-tricoD 3 H / Polumen de pasta (dm ) / %%%%%%%%%%%%%%%%% (dm3 + Kg) , (m3 + t) 1 (Kg)
RE0ID$. 0.(RE TA-I; DEL -ATERIAL APAAD. 3+I/$RA8 1 eso de la pasta del ensao anterior con consistencia normal% 1 / %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% gr%
9 eso de la muestra e&traida del total de la pasta (Apro&imadamente R del total)% 9 / %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% gr% 3 eso seco retenido por tami"ado con agua sobre tami" :HAM B0 µ (=90) >1 / %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% gr% eso seco retenido por tami"ado con agua sobre tami" :HAM 97 µ (=50) >9 / %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% gr% 5 Hesiduo orcentual sobre tami" :HAM B0 µ (=90) H1 / >1 & 100 / TTTTTTT% * 1000 & 9 1 4 Hesiduo orcentual sobre tami" :HAM 97 µ (=50) H1 / (>1 F >1 ) & 100 / TTTTTTT% * 1000 & 9 1
RE<$I0IT.0 +I0IC.0 3IRA- 45678 Hendimiento 'olum-tricoD lasticidadD Hesiduo sobre tami" del material apagadoD E&pansión en autocla'eD
Min% 9%3 m3+t Min% 300 U = 90 Ma&% 9 * U = 50 Má&% * Má&% 1 *
E/0A1.0 0.(RE CALE0 A2REA0 HIDRATADA0 E/ P.LV. 3IRA- 45658 ami"ado con agua usando aspersorio segn :HAM 1494 durante un tiempo de 5 min% 1 eso seco de la muestra%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%% > / 50 grs% 9 eso seco retenido sobre tami" :HAM 570 µ (=30)%% >1 / %%%%%%%%grs% 3 eso seco retenido sobre tami" :HAM 17 µ (=100) >9 / %%%%%%%%grs% eso seco retenido sobre tami" :HAM µ (=900)%% >3 / %%%%%%%%grs% 5 Hesiduo porcentual sobre tam" :HAM 570 µ (=30) H1 / >1 & 100 / TTTTT%% * > 4 Hesiduo porcentual sobre tam" :HAM 17 µ (=100) H1 / >9 & 100 / TTTTT%% * > Hesiduo porcentual sobre tam" :HAM µ (=900)
B
H1 /
>3 & 100 / TTTTT%% * >
RE/DI-IE/T. V.L$-2TRIC. eso de la muestraD / 950 grs de cal a-rea% La pasta para ensao debe tener una consistencia normal segn :HAM 1494% 3 H / Polumen de pasta (dm ) / %%%%%%%%%%%%%%%%% (dm3 + Kg) , (m3 + t) 1 (Kg)
PLA0TICIDAD :nstrumentalD Aparato de Picat modi$icado% Molda tronco cónico N Vase superior / 40 mm base in$erior / 0 mm altura / 0 mm% laca de asiento de 'idrio de 100 & 100 mm% lasticmetro de Emle% a) reparación de la pastaD 300 grs de muestra de cal con agua con un tiempo de amasado de 9 a 3 min% Se guarda 9 #s en en'ase cubierto con trapo #medo se amasa nue'amente para el ensao% b) 6eterminación de la consistencia% la pasta debe estar en consistencia normal para el ensao% c) 6eterminación de la plasticidadD Se quita la placa de asiento se apoa en la placa de porcelana% Se quita el molde se centra la placa de porcelana% Se gira el soporte in$erior #asta que la distancia entre el disco cromado superior del equipo la placa de porcelana sea de 39 mm% A los dos minutos de colocada la pasta en el molde se pone en marc#a el motor del plasticmetro% Se registra la lectura en la escala cada un minuto #asta que el ensao $inalice% Se considera por $inali"ado el ensao cuando se producen algunas de las siguientes situacionesD 1 En tres lecturas consecuti'as de la escala no #a 'ariación la muestra está $racturada o separada de la placa de asiento% 9 La lectura en la escala alcan"a el 'alor 100% 3 Cualquier lectura es menor que la anterior% La plasticidad seráD / √ ( ;9 F 100 9) / lasticidad% ; / Lectura de la escala al terminar el ensao% / iempo en que se coloca en el molde la primera porción de pasta #asta $inali"ar el ensao en minutos%
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RE<$I0IT.0 +I0IC.0 3IRA- 45658 lasticidad EmleD
Min%
Hesiduo sobre tami" del material apagadoD U = 30 U = 100 U = 900 E&panasión en autocla'eD
Má&%
1B0 Ma&% Má&% Má&%
0,5 * 5* 15 *
9*
10
