EL YESO

EL YESO

Fig.Nº3.1: muestra de la gibsita, materia prima del yeso

Aglomerante: Se define como el material capaz de unir fragmentos de una o varias sust sustan anci cias as y dar dar cohe cohesi sión ón al conj conjun unto to por por efec efecto to de tran transfo sform rmac acio ione ness de tipo tipo exclusivamente exclusivamente químico y físico, que originan nuevos compuestos, es el caso del yeso, cal cemento, etc.. aglomeran rante te obteni obtenido do por deshi deshidra dratac tación ión de la piedra piedra yesera yesera o alje aljezz que que  Yeso: aglome finamente molido, al amasarlo con agua endurece por la reincorporación del agua que perdió al calentarlo. El yeso ha sido conocido y utilizado desde la más remota antigüedad, principalmente en países de clima seco. Su origen puede ser Oriente Medio. También los egipcios utilizaron el yeso con gran profusión como muestra la pirámide de Keops. Pasa después el yeso a Grecia y Roma y más tarde al pueblo árabe. En España, en el 52% de la superficie se encuentran yesos. El yeso es protagonista de la decoración en la España bajo dominio de los árabes como se puede observar en la Alhambra de Granada o el Alcázar de Sevilla. Su fabricación, fabricación, has bien entrado el siglo 20, resultaba costosa, actualmente se han mejorado los sistemas de fabricación. fabricación. • El yeso es un aglomerante no hidráulico que se encuentra naturalmente como una

arena o roca suave cristalina. El nombre químico es sulfato de calcio dihidrato (CaSO42H2O). Mediante un calentamiento aproximadamente a 160°C, se produce sulfato de calcio semi-hidrato (CaSO 41/2H2O), más conocido como «mortero de París», el cual cuando es mezclado con el apara se fragua en 8 a 10 minutos. El yeso yeso ha sido sido prod produc ucid ido o exit exitos osam amen ente te medi median ante te ener energí gía a sola solarr Un mayo mayor  r  calentamiento del yeso, ligeramente superior a los 200°C (no obtenido mediante energía solar) produce yeso anhidro (CaSO 4), el cual cuando es mezclado con agua se fragua muy lentamente.

• El yeso es empleado como un material de construcción, principalmente como un

retardador para regular el fraguado de diversos tipos de cemento hidráulico, y junto con una variedad de otros materiales (por ejemplo, cal, arena, aserrín, cáñamo,

sisal sisal,, aceite aceite de lina linaza, za, papel papel)) para para produc producir ir enluc enlucido idos, s, tabler tableros os y bloqu bloques es de mampostería. • Las principales ventajas del yeso son el poco consumo de energía durante el cocido

para producir mortero de yeso; el rápido secado y endurecido, con despreciable contracción; la buena adhesión a las fibras y otros materiales; buena resistencia al fueg fuego; o; buen buena a refl reflex exió ión n del del soni sonido do (si (si es dens denso o y duro duro); ); buen buen acab acabad ado o de la superficie; resistente a los insectos y roedores.

• La principal desventaja del mortero de yeso es su solubilidad en el agua (2 g. de

yeso por litro de agua). El aire húmedo también puede ablandar el mortero de yeso. Las heladas y los cambios repentinos de temperatura también puede causarle daño.

Naturaleza: Tres formas se conocen del sistema sulfato cálcico-agua • SO4Ca+ 2H2O = Sulfato bicálcico o piedra algez • SO4Ca + 1/2H2O = Sulfato hemihidrato de calcio • SO4Ca = sulfato cálcico anhidro

La piedra de yeso o aljez se encuentra en la naturaleza y está compuesta por sulfato cálcico dihidrato. Esta roca es la única materia prima para la fabricación del yeso. Éste se obtiene por deshidratación parcial de dicha roca que, sometida a temperatura no mayor de 170ºC, pierde molécula y media de agua, formándose el sulfato cálcico hemihidrato. Se obtiene así el yeso cocido o deshidratado, el cual, amasado con agua, una vez pulverizado, se rehidrata formando de nuevo el dihidrato. Al amasar el yeso con agua en debida proporción se obtiene una pasta más o menos trabada y untuosa que se endurece rápidamente, a este endurecimiento se le conoce como fraguado Si la temperatura es mayor que 170ºC, el dihidrato llega a perder toda el agua de cristalización obteniéndose la anhidrita soluble, que es muy inestable y que pasa fácilmente a hemihidrato al absorber el agua atmosférica. Si la temperatura es aún mayor se forma otro tipo de anhidrita: la anhidrita insoluble, que que es esta establ ble e y que que no frag fragua ua si no se añad añaden en dete determ rmin inad ados os acel aceler eran ante tess o catalizadores catalizadores de la reacción. Si la temperatura es aún mayor, se forman los yesos hidráulicos

3.1. FABRICACIÓN: Materias primas: como materia prima principal es el sulfato cálcico dihidratado, que es una roca blanca blanca que tiene una una dureza 2 en escala escala de Mohs, una una densidad: 2.3 3 2.4 kg/dm . Presenta un aspecto externo cristalino y amorfo. Variedades: Laminar que es transparente, dura y muy pura, fibrosa que es muy pura, y presenta un aspecto sedoso, ordinaria o común, que es la más frecuente, muy compac compacta, ta, sin señale señaless de crista cristalilizac zación ión.. Sacaro Sacaroid idea, ea, que presen presenta ta un aspect aspecto o semejante al que presenta el azúcar por su aspecto cristalino. Alabastro, de grano muy

fino, compacto y traslúcido. Se emplea para escultura y objetos de adorno así como para yesos especiales (cirugía, odontología). La piedra de yeso es poco soluble en agua y puede diferenciarse de la caliza por no dar efervescencia con los ácidos.

Estruct Estructura ura del sulfat sulfato o cálcico cálcico dih dihidra idratad tado o: Cris Crista talilina na mono monocl clín ínic ica a con con 4 u 8 moléculas por estructura elemental. La red cristalina está formada por capas de átomos de calcio y grupos sulfatos separados por capas de moléculas de agua. Estructura de la anhidrita natural: Más pesada y más dura que el aljez. No toma agua de hidratación hidratación y por encima de los 40ºC presenta la menor menor solubilidad solubilidad de todos los sulfatos cálcicos. La red cristalina pertenece al sistema rómbico y la estructura elemental contiene 4 moléculas. Su red es muy compacta, de mayor densidad y estabilidad estabilidad que ningún otro sulfato cálcico. Explotación de canteras: Como el yeso es un material muy barato, también lo han de ser todas las operaciones operaciones que comprende la fabricación, fabricación, es casi obligado que la piedra de yeso aflore a la superficie para que se pueda explotar a cielo abierto ya que, de lo contrario, se encarece notablemente esta fase de la producción. producción. Trituración previa: Según el sistema de deshidratación que se vaya a seguir, puede variar el grado de trituración de la roca cruda. Según las dimensiones que se hayan de obtene obtenerr se utiliz utilizan: an: mach machac acad ador oras as de esfe esfera rass de 2 a 3cm. 3cm.de de diám diámet etro ross de dimensiones. Molinos de martillo: usado para producir material más fino. Trituradoras de martillo: maquinaria utilizada para producción en mayores volúmenes y mayor grado de finura, con factores de reducción muy elevados de hasta 20.

Deshidratación, calcinación o cocción: El objeto de la cocción es obtener: CaSO4.1/2H2O (Hemihidrato del sulfato cálcico). Formas anhidras. CaSO 4 (cementos Keene, Estrich, etc). A partir del yeso natural o dihidrato: CaSO 42H2O. Los produ producto ctoss obteni obtenidos dos fragu fraguan an por adici adición ón de agua, agua, regene regeneran rando do el dihidr dihidrato ato,, debiendo el yeso a este fenómeno su carácter de aglomerante. Por elevación de temperatura cede el yeso su agua de cristalización en dos fases: 125ºC: 125ºC: transforma transformación ción del dihidrato dihidrato en hemihidr hemihidrato.E ato.En n realidad realidad sucede sucede de forma retardada a partir de los 97ºC. A partir de los 180ºC se genera al paso del hemihidrato hemihidrato a anhidrita.En realidad realidad sucede de forma retardada a partir de los 42ºC. El retardo en las velocidades de transformación es importantísima pues a ello se debe la posib posibili ilidad dad de obtene obtenerr hemih hemihidr idrato ato por cocció cocción n del dihi dihidra drato, to, la veloci velocidad dad de formación del hemihidrato es mayor que la de su descomposición en anhidrita. La temperatura a la que tiene lugar la cocción depende de:

Velocidad de calentamiento y presión externa.

Granulometría del yeso: debido a la pésima conductividad térmica del yeso, se cuecen con mucha mayor lentitud los granos grandes. Densidad del yeso. A consecuencia del retardamiento observado en la destrucción del dihidrato en el interior de los granos gruesos, resulta conveniente sobrepasar la temperatura de la primera cocción a fin de destruirlos totalmente, ya que su presencia acelera extraordinariamente el fraguado del yeso cocido, incluso en cantidades muy pequeñas. En la práctica, basta una temperatura de 160ºC. Tipos de hornos: Puede decirse que se requieren entre 80 a 90 kilos de carbón para obtener una tonelada de yeso. Los distintos tipos de hornos son: Hornos fijos: De tipo tipo rudi rudime ment ntar ario io:: Los Los prod produc ucto toss obte obteni nido doss se cara caract cter eriz izan an por por la falt falta a de homogeneización, no es posible regulación alguna de la marcha del horno.

De cuba: Forma cilíndrica con eje vertical realizados en mampostería, se cargan por la parte superior y se descargan por la parte inferior, no está provisto de hogar. Su rendimiento térmico es superior al de los hornos de tipo rudimentario. Una variación de este tipo de horno es el Steiger , que tiene un hogar y su descarga es automática. La zona de acción es en tres partes: De  precalentamiento muy ancha, de cocción es muy estrecha y una zona de enfriamiento que es muy ancha. Son caros y con una escasa homogeneización del producto y no tiene control de los niveles de temperatura.

Colmena: Usado en EEUU para la fabricación de cemento Keene. Tiene una base circular circular cubierta cubierta con una cúpula baja. baja. La calefacció calefacción n proviene proviene de varios varios hogares o cámaras de combustión. Los gases calientes son conducidos mediante conductos a la parte superior y pasan entre los bloques entre 25 - 30 cm de yeso y luego salen por  una chimenea. El yeso se calcina durante 3-5 días y luego se tritura, muele y tamiza. Hornos rotatorios: Se somete a la masa a una agitación constante durante la cocción, tiene una forma cilíndrica, un hogar exterior que produce los gases de combustión que son enviados al interior interior del horno. horno. Es más económico económico hacer circular circular los gases gases de combusti combustión ón en sentido contrario a la masa de yeso.La piedra de yeso se tritura previamente. El yeso atraviesa el horno en unos 45 minutos y se descarga a unos 160 - 195ºC y pasa directamente a los molinos donde se termina la calcinación. Se controla la temperatura mediante dos pirómetros (uno controla la temperatura de los gases que abandonan el horno y otro la temperatura del yeso cocido al ser  descargado). Su costo es menor.Funcionamiento sencillo.Bajo consumo de energía. Admiten cualquier tipo de combustible.

Hornos de parrilla móvil: Se obtiene un producto de alta calidad, son usados a partir  de 1960, se caracterizan por tener una parrilla móvil de acero. El material que se va a calcinar se encuentra dividido por tamaños y colocado en capas de menor a mayor  tamaño contando desde la base de la parrilla. No tiene contacto directo con los gases de combustión; pues el yeso no está en contacto con los gases de combustión generados y la atmósfera de cocción está constituida por vapor de agua a una mayor o menor presión, resultando un producto con un elevado porcentaje de hemihidrato. Hornos fijos: denomindos de panadero, tiene un rendimiento térmico excelente, utiliza cualquier tipo de combustible; pero en cambio exige gran número de cámaras y por ello mucha mano de obra, es por ello, por lo que sólo se utilizan para yesos especiales de precio de venta elevado. Autoclaves: Se obtiene un excelente yeso cocido constituido por CaSO 4.1/2H2α . Calderas: Cuerpo cilíndrico de acero. En la parte superior hay una trampilla para la introducción de la piedra de yeso y un tubo de ventilación que conduce los vapores desprendidos. Características de la industria yesera. La calefacción corre a cargo de unos tubos horizontales que atraviesan la caldera de parte a parte dispuestos cuatro en pares paralelos.Luego de un agitador de eje vertical que evita que se produzcan calentamientos en la masa de yeso. Tiene una portezuela de descarga en la parte inferior. Se va echando yeso crudo finamente molido hasta llenar la caldera, al terminar la carga la temperatura es de 110ºC, se eleva lentamente hast hasta a 120º 120ºC, C, temp temper erat atur ura a a la cual cual,, el yeso yeso pier pierde de el agua agua de cris crista taliliza zaci ción ón desprendiéndose gases, tras un período de temperatura constante, ésta se eleva progresivamente hasta los 150-165ºC, temperatura a la cual cesa la ebullición y se ha perdido un 10-14% del volumen inicial, el yeso se ha deshidratado a hemihidrato. Se continúa elevando la temperatura hasta 170ºC y entonces se descarga. Se obtiene hemihidrato β . Junto con el horno rotatorio, es el más usado en EEUU, exige costosas operaciones de molienda previa del yeso, bajo rendimiento térmico lo hacen antieconómico.

Hornos rotatorios: rotatorios: Análogos a los rotatorios del primer grupo, varía el sistema de calefacción, su rendimiento es inferior, son los más usados en Francia; pero su defecto es su bajo rendimiento térmico, que no pasa del 60%. Tienen patentes patentes norteame norteamerica ricanas, nas, francesas francesas y rusas rusas Procedimientos especiales: Tienen para realizar la cocción del yeso sin intervención de combustible alguno. La pied piedra ra de yeso yeso moli molida da se mezc mezcla la con con cal cal viva viva,, tamb tambié ién n moli molida da.. El yeso yeso es deshidratado por el calor desprendido al apagarse la cal a expensas del agua presente en el sistema. CaSO4.2H2O + CaO → Ca(OH) 2.CaSO41/2H2O Resulta un conglomerante mixto: CaSO41/2H2O y Ca(OH)2. Reacciones:

CaCO3 →(Qcalor ) CaO + CO2 CaO + H2O → Ca(OH)2 + Q(calor) CaO +CaSO4.2H2O → Ca(OH) 2.CaSO4.1/2H2O

Aridizing: Inyectar en la caldera durante la cocción una solución diluida de una sal delicuescente como, por ejemplo, CaCl2, en proporción del 0,1 al 0,2%. Se consigue: Formación de hemihidrato . El yeso cocido posee las mismas propiedades que de otra manera sólo conseguiría tras 6 meses de almacenaje. Produce una homogeneización enorme para aplicaciones ópticas u odontológicas. Se consiguen resistencias de 600-1000 Kg/cm 2. Molienda, almacenaje y ensacado: Molienda posterior a la calcinación mediante molino de bolas o de martillo para cuando interesa mucha finura en el producto terminado. El yeso molido se almacena en silos cerrados y aislados de la humedad, con objeto de evitar la hidratación.El ensilado del yeso lleva consigo su estabilización con la consiguiente mejora de su calidad.Los sacos en que se presentan son de papel para disminuir la permeabilidad al aire húmedo.

3.2. TIPOS DE YESO Existen el sulfato cálcico dihidratado, hemihidratado y anhidro, pero dentro de estos productos hay otros varios tipos. Se pueden clasificar los yesos dependiendo de diferentes criterios:

Clasificación según las condiciones de cocción: A medida que la temperatura de cocción va aumentando se van obteniendo productos diferentes que, si bien es verdad que todos son sulfato cálcico, sus propiedades y, por  tanto, sus usos, son distintos:

Hemihidrato - : De 120 - 170ºC, se obtiene en autoclave, para su formación es indispensable que se produzca una atmósfera saturada de vapor de agua, es más compacto que el beta y posee claros rasgos cristalinos al microscopio. Hemihidrato- : De 120 - 170ºC, presenta un aspecto esponjoso, sin rasgos cristalinos, de aspecto terroso y posee mayor contenido energético, es más soluble, por ello, menos estable.Es el más importante componente del yeso comercial. El hemihidrato es una estructura monoclínica deformada con 12 moléculas de SO4Ca.1/2H2O en la célula fundamental. La red posee una gran estabilidad debido a que los átomos de calcio y los tetraedros del ión sulfato están colocados de tal forma que existen unas poderosas fuerzas entre los átomos de calcio de una capa y los tetraedros de sulfato de la adyacente y que, además, existen unos canales en la red en los que están situadas las moléculas de agua. Las fuerzas que unen las moléculas de agua con los iones calcio y sulfato son más débiles que las que unen a estos iones entre sí, y esto permite que toda o parte del agua sea eliminada sin que varíe la red estructural.

Anhidrita soluble: De 170-250ºC. Presenta gran avidez de agua por lo que es muy inestable pasando a hemihidrato al absorber agua del ambiente. Presenta dos formas alfa y beta dependiendo de que tipo de hemihidrato provenga. No tienen importancia industrial.

Anhidrita insoluble: De 600-900ºC. Para su fraguado es necesario utilizar acelerantes pues, de no ser así, tardaría meses en fraguar.Cristaliza en el sistema ortorómbico.Una celda cristalina contiene 4 moléculas de SO 4Ca.La red tiene la máxima capacidad, la mayor densidad y la más estable contextura de todos los sulfatos cálcicos.

  Yeso hidráulico: Entre 900-1000ºC.El sulfato cálcico se disocia, la CaO libre contribuye al fraguado aunque éste sigue siendo lento.“hidráulico” se refiere a que puede fraguar bajo el agua.Se emplea para pavimentos. Cemento Keene y cemento Parian: Entre 900-1000ºC. Se obtienen por cocción del hemihidrato hasta 1000ºC tras una inmersión durante varias horas en una solución de bórax en el Parian y alambre en el Keene.Posee un fraguado lento y admiten áridos para formar morteros, tiene gran dureza superficial, por lo que son utilizados para capas de acabado en enlucidos.

Clasificación según el pliego RY-85:  YG-Yeso grueso de construcción: Constituido por: sulfato cálcico semihidratado, anhidrita II artificial (obtenida por  cocción de aljez entre 300-600ºC), aditivos reguladores del fraguado (opcional). Antiguamente se llamaba negro, tosco o moreno. Se utiliza como pasta de agarre en la ejecución de tabicados, revestimientos interiores y como aglomerante auxiliar de obra.

 YF-Yeso fino de construcción: Constituido por sulfato cálcico semihidrato, anhidrita II artificial de granulometría fina y aditivos reguladores del fraguado (opcional). Se emplea para enlucidos, refilos o blanqueo sobre revestimientos interiores (guarnecidos o enfoscados). Antiguamente se llamaba blanco.

 YP-Yeso prefabricado: Constituido por sulfato cálcico semihidratado, anhidrita II artificial.Más pureza y resistencia que los yesos YG y YF. Se emplea para la ejecución de elementos prefabricados para tabiques.

E-30 escayola: Constituida por sulfato cálcico semihidratado.y aditivos reguladores del fraguado (opcional). Tiene resistencia mínima a flexo-tracción de 30 kp/cm 2. Se emplea para elementos prefabricados para tabiques y techos.

E-35 Escayola especial: Constituida por sulfato cálcico semihidrato, mas aditivos reguladores del fraguado (opcional).Tiene mayor pureza que la escayola E-30 y una resistencia mínima a flexotracción de 35 kp/cm2. Se emplea en trabajos de decoración, ejecución de elementos prefabricados para techos y en la puesta en obra de estos elementos. En todos estos tipos de yeso, excepto en el prefabricado, además de la clase normal existe una clase lenta, denominada así en función de su período de trabajabilidad, su nomenclatura añade una L separada por una barra (/). La pureza de la piedra de yeso para fabricar escayola debe ser mucho mayor que para fabricar yesos de construcción, la escayola es un yeso muy finamente molido y muy puro y en su fabricación, no está en contacto con los gases de combustión.

3.3. PROPIEDADES DEL YESO: Finura del molido: Tiene gran importancia, por ejercer una influencia ostensible sobre diferentes propiedades del yeso. La posibilidad de utilización del yeso reside en que al amasar con agua se forma una pasta que endurece constituyendo un conjunto monolítico; es decir, existe una reacción del yeso con el agua, se comprende que cuanto mayor sea el grado de finura del yeso, tanto más completa será la reacción y, consecuentemente, la calidad del producto obtenido.

Trabajabilidad: Tiempo en pasar del estado líquido al plástico.Duración del estado plástico.Una de las propiedades más características del yeso es la rapidez de su fraguado, esto obliga al operario a trabajar con apresuramiento y únicamente permite amasar de una vez pequeñas cantidades. Este problema se soluciona mediante el empleo de catalizadores que actúan sobre la velocidad del fraguado permitiendo regular la misma: Retardadores: Según la teoría de Le Chatelier, son las sustancias que disminuyen la solubilidad del hemihidratoSegún la teoría de coloides, la adición de coloides retarda la coagulación del gel.Elevan la dureza y la resistencia.Disminuye la expansión. Varios grupos: Primero: sustancias que disminuyen la solubilidad del yeso tales como la glicerina, alcohol, acetona, éter, azúcar, ácido acético, ácido bórico, ácido cítrico, ácido fosfórico, ácido láctico y sosa. Segundo: Compuestos orgánicos de elevado peso molecular, que actúan como coloides protectores, como la queratina, caseína, cola de carpintero, pepsina, peptonas, gelatina, melazas, productos de hidrólisis de sustancias de desecho de origen animal (pelo). Tercero: Sustancias que influyen sobre la estructura cristalográfica del yesocomo acetato cálcico.

Acelerantes: Según la teoría de Le Chatelier, son las sustancias que aumentan la solubilidad del hemihidrato.Según la teoría de los coloides, la adición de electrolítos acelera la coagulación del gel, producen una disminución de la resistencia y de la dureza y. también disminuye la expansión.

Ejemplos: Todos los sulfatos menos del de hierro, el ácido sulfúrico, el ácido clorhídrico, los nitratos, los cloruros, bromuros y jabones.

Fraguado: Es el endurecimiento en un plazo breve del yeso hemihidratado al amasarlo con agua.Para explicar el proceso físico-químico del fraguado, se establecen dos teorías: Le Chatelier: Al amasar el yeso cocido con agua se forma, alrededor de las partículas del mismo una solución que está saturada respecto al hemihidrato (CaSO 41/2H2O), pero fuertemente sobresaturada con respecto al dihidrato (CaSO 42H2O) formado por  hidratación con aquél, estable y de menor solubilidad. Esto es debido a que el hemihidrato es bastante soluble pero este hemihidrato es cinco veces más soluble que el dihidrato. Comienza así rápidamente la cristalización del yeso a partir de núcleos de dihidrato que han permanecido sin modificar a través del proceso de cocción. Los cristales se desarrollan en muchos puntos contiguos dando lugar a agrupaciones de forma radial y la interposición de estas, ellos explica la resistencia de la masa fraguada.

Coloidal: cuando se mezcla el yeso cocido con agua se forma un gel intermedio a partir del cual se desarrollan los cristales aciculares de yeso, el fraguado del yeso cocido es debido a la coagulación del gel del yeso.

Factores físicos que modifican la duración del fraguado: Temperatura del agua de amasado: más temperatura, más rápido es el fraguado.

Relación yeso-agua: al aumentar la relación yeso-agua disminuye el tiempo de fraguado. Tiempo transcurrido desde la cocción: El yeso recién cocido fragua más rápido. Tiempo transcurrido desde la molienda. Tamaño de las partículas. Se prescribe que el fraguado debe empezar entre los 8 y los 20 minutos contados a partir de la unión del yeso y el agua. Se prescribe que el final del fraguado debe estar comprendido entre los 18 y los 50 minutos.La hidratación total puede durar algunas horas.

Expansión: Se produce una expansión como consecuencia del crecimiento rápido de los cristales durante el fraguado, es del orden del 0.3 a 1.5%. Resistencias mecánicas: Las resistencias a tracción, compresión y flexión dependen de: Naturaleza del yeso, la composición del mismo, su grado de finura y la relación agua/ yeso, cuanto menos agua de amasado, mayor resistencia a la compresión, el contenido de humedad en el momento de la rotura.

Absorción de agua: El yeso es un material que no puede emplearse en lugares expuestos a la acción del agua. La razón fundamental del fracaso del yeso ante el agua se encuentra en la rápida pérdida de resistencia que experimenta el material fraguado al absorber agua ávidamente a través de su red capilar. Un 1% de agua produce ya n descenso del 52% en la resistencia de un yeso y una cantidad tan insignificante como el 0.04% la reduce en el 33%. La solución al problema consistirá en encontrar un procedimiento que evite por  completo que el yeso fraguado absorba agua y, al mismo tiempo, sea económico y práctico.

Algunas soluciones empleadas han sido: Resinas y plásticos.Siliconas.Productos de reacción de la celulosa con la urea.Cola de pescado Se procede por impregnación. El elevado precio de los productos hace prohibitivo su uso a gran escala. En construcción, aun no se ha solucionado completamente este problema.

Adherencia: Es Buena para: piedras, ladrillos, fierro, acero. Es mala para unir  elementos de madera, superficies lisas.La adherencia del yeso disminuye con el tiempo y en presencia de humedad. Corrosión: El yeso produce corrosión en el hierro y en el acero en presencia de humedad, por lo tanto, las piezas de estos materiales en obra que estén unidas a yeso deben ser protegidas mediante su galvanización. Resistencia al fuego: El yeso proporciona una considerable protección contra el fuego debido a su composición química. Índice de pureza: Contenido total de sulfato cálcico-agua del producto considerado y expresado como tanto por ciento en masa de la muestra desecada a 45ºC. Humedad controlada: Evita condensación superficial.Evita humectación de las paredes y techos por su poder de absorción.Coge agua cuando hay humedad y devuelve agua cuando no hay humedad. Acústica perfecta: Absorbe el ruido, rompe la onda sonora. Ensayos del yeso: Precauciones generales: Temperatura del laboratorio y de la probeta serán de 20ºC Humedad relativa no inferior al 65%.Se utilizará agua destilada a 20ºC.Todos los recipientes serán estancos, impermeables e inertes con respecto al sulfato cálcico.

Toma de muestras: Análisis químico: Preparación de la muestra.Determinación del agua combinada.Determinación del anhídrico sulfúrico.Determinación del índice de pureza.

Determinación del pH.Análisis completo.Carbonato magnésico.Anhídrico carbónico del carbonato magnésico.Carbonato cálcico.Otros productos.Óxido de calcio disponible.Óxido cálcico y trióxido de azufre en exceso.Sulfato cálcico.

Ensayos físicos y mecánicos: Finura de molido.

Resistencia mecánica a compresión, tracción y flexión. Determinación de la relación agua/ yeso que corresponde al amasado a saturación. Esto se consigue mediante el ensayo de “encharcamiento” consistente en colocar en una probeta transparente y graduada de cristal, cierta cantidad de agua como 500 centímetros cubicos y luego añadir cuidadosamente y en forma progresiva cantidades de yeso previamente secado al horno a una temperatura de 40ºC durante 24 horas, hasta que se observa el momento en que el yeso introducido al picnómetro se cristaliza y su bode superior coincida con el menisco del espejo de agua. En ese momento se pesa el sobrante de la cantidad de yeso inicialmente seco y pesado, y por  diferencia del peso inicial y el remanenete se determina la cantidad óptima de yeso cristalizado con la cantidad de agua inicial usada.

Determinación de los tiempos de principio y final del fraguado: Principio de fraguado. Fin del fraguado.

Utilización del yeso: El yeso suele ponerse en obra en un estado plástico aunque, a veces, se pone en obra ya fraguado en forma de elementos prefabricados. Rara vez se utiliza en exteriores debido a la dificultad de hacerlo impermeable.

Amasado: Se hacen en artesas de madera. Debe amasarse, sino está retardado, en pequeñas cantidades. Debido a la rapidez de su fraguado. Para el amasado, se vierte en la artesa el agua necesaria y, sobre ésta, se espolvorea el yeso revolviéndolo bien con la paleta para deshacer los grumos.

La cantidad de agua a emplear dependerá de: Variedad de yeso.Finura.Naturaleza. En general, no se podrá amasar el yeso con menos del 50% de agua, referido a su peso en seco.

El yeso como conglomerante: Es muy frecuente el empleo del yeso en obra para: Unir provisionalmente distintas piezas.Fijar elementos auxiliares a fábricas ya construídas.Al margen de esto, el yeso se utiliza como conglomerante en la construcción de: Tabiques de ladrillo.Primera hoja de bóvedas catalanas.Primera hoja de bóvedas tabicadas. Colocación de azulejos.Construcción de forjados de rasilla.

Para estos casos se utiliza YG en forma de pasta pura. Guarnecidos y tendidos:La mayor aplicación del yeso en construcción es el revestimiento de paramentos más o menos irregulares que no han de quedar vistos. Para ello:Se aplica sobre el paramento una primera capa (guarnecido) de yeso YG de 10-15mm de espesor y sobre ésta, una capa (tendido) de YF de 1-3mm. El guarnecido puede ser:A buena vista: El yeso se extiende con la llana, por proyección y alisarse con reglas de madera. Maestrado:Primero hay que hacer las maestras: Fajas de espesor fijado y con sus superficies en un mismo plano que sirven de guía para el guarnecido. Se extiende a mano y se alisa con regla apoyándose en las maestras. Para guarnecidos sobre metal desplegado suele añadirse al yeso, en fábrica, fibras que traben el material y que impidan que se caiga por los orificios del soporte, estas fibras suelen ser pelos de cabra. El tendido: Suele emplearse una pasta más fluída que para el guarnecido y tanto más fluída cuanto menor tenga que ser su espesor. Se extiende con la llana. Enlucido:Es el conjunto de guarnecido y tendido.No suele quedar visto sino recubierto por pintura, papel, corcho.Para que la misión de soporte se tiene que cumplir las siguientes condiciones:Adherencia al paramento que reviste.

Resistencia a acciones mecánicas (choques, roces). Ausencia de grietas. Regularidad de superficies. Perfección de ángulos entrantes y salientes.

Molduras: Se utiliza escayola.Corrido de molduras:Consiste en hacer deslizar una terraja con el perfil deseado sobre unas guías. Al moverse la terraja sobre una masa de escayola recién colocada forma la moldura. Las molduras pueden prefabricarse en taller. Se refuerzan con listones de madera o caña durante su fabricación y transporte.

Estuco: Recubrimiento para muros, brillante y lavable que se extiende con la llana. Compuesto por: Escayola. Yeso YF molido muy fino.Amasado con agua que contienen gelatina o cola de pescado. Pigmentos colorantes.Cuando se ha conseguido una superficie perfectamente plana, se le da brillo mediante un bruñido con planchas de acero calientes o: Frotando las superficies con un paño impregnado en aceite de linaza, luego:Otro impregnado con aguarrás y cera.

A.Moldes:Se utiliza yeso de la mejor calidad para la fabricación de moldes que han de reproducir objetos por presión o por colada.

3.4. MORTEROS DE YESO: Cada partícula de arena debe quedar perfectamente envuelta por la pasta de yeso. Si las partículas son muy finas, el árido tendrá una elevada superficie específica y se necesitará mucha cantidad de pasta para cubrir la superficie de todas. Al aumentar la proporción de arena, las características resistentes del yeso disminuyen.

Aislamiento térmico: Las condiciones de aislamiento de los yesos ordinarios no son buenas. Pueden conseguirse valores apreciables de aislamiento térmico en yesos amasándolos con un árido ligero, como la vermiculita o la perlita, o incluyendo en su masa finos poros gaseosos. En el yeso pueden producirse los poros por dos procedimientos:

Químicos: Añadir al yeso sustancias que por reacción con este material o por doble descomposición, den lugar al desprendimiento de burbujas gaseosas que queden encerradas en la pasta al fraguar ésta.

Físicos: Amasar el yeso con una espuma estable encargada de proporcionar las burbujas que han de constituir los poros cerrados del material aislante. Elementos prefabricados: Bloques de yeso: macizos o huecos según las cargas que hayan de resistir.A veces formados por mortero.A veces contiene núcleos porosos para conseguir un mayor  aislamiento.No pueden usarse en exteriores por la permeabilidad del yeso. Bovedillas para forjados: Placas para tabiques: forma rectangulary pueden ser macizas y/o huecas con una retícula interior en forma de nido de abeja. Plasterboard: paneles constituidos por un emparedado de cartón-yeso-cartón. La máquina deja perfectamente terminados los bordes del panel, que pueden adoptar  las siguientes formas: A escuadra: cuando van a quedar cubiertas por un enlucido. Biselados: para dejar juntas vistas en forma de V. Redondeados o rebajados: cuando las juntas han de disimularse.

Los principales tipos fabricados son los siguientes: para base de enlucidos, para paramentos interiores, paneles con una superficie perfecta con un color agradable y pueden pintarse pero no se utiliza enlucido. Para revestimientos impermeables: Integrados por un núcleo de yeso sometido a un proceso de impregnación en resinas entre dos capas de cartón impermeabilizado.

Coloración del yeso: Para conseguir una coloración artificial del yeso se utilizan dos procedimientos: aplicación superficial de pintura de distintos tipos, la más generalizada es la coloración de masa por medio de pigmentos es menos afectada por influjos de tipo mecánico (golpes, arañazos).Se requieren cantidades considerables de pigmentos. Varios procedimientos:Mezcla íntima, en seco, el yeso con los pigmentos.Amasado del yeso con soluciones alcalinas de un reductor.El metal reducido en estado de fina división da lugar a distintas coloraciones:Sales de plata: color gris perla.Sales de oro: color rojo.Sales de plomo: color negro.Con mezclas de sales se obtienen distintas coloraciones.Empleo de áridos coloreados naturalmente o artificialmente.Los pigmentos han de reunir una serie de características:Baratos.Insolubles en agua.Estables ante agentes atmosféricos.Estables frente a agentes químicos.Elevado poder colorante para reducir las cantidades.No contener impurezas que sean motivo de aparición de eflorescencias.No afectar al tiempo de fraguado del yeso.Mezcla fácil y rápida con el yeso. Pigmentos más manganeso.

utilizados:Blancos:Lipotón, blanco de zinc.Negros:Negro

de

Grises: Negros de pequeño poder colorante. Rojos: Óxidos de hierro. Rosas: Rojos en proporciones pequeñas. Amarillos: Cremas, gamuzas, naranja, pardos, azules, verdes, violetas.

3.5. ENSAYOS PARA EVALUAR LA CALIDAD DEL YESO ENSAYOS FISICOS: Determinación del modulo de finura del yeso en función de la cantidad de yeso tamizado y retenido en la malla Nº 200 Determinación del Peso específico, para lo cual hay que utilizar alcohol o bencina Determinación del peso unitario volumétrico Determinación de la relación óptima a/y (mediante el método del encharcamiento) Determinación del tiempo de fragua: inicial y final ( mediante el uso de galletas elaboradas con pasta de consistencia normal)

ENSAYOS QUIMICOS: Determinación de la cantidad de hemihidrato que contiene Determinación de sustancias inertes

ENSAYOS MECANICOS: Resistencia a la compresión : probetas cilíndricas de 2” de diámetro por 4” de longitud. Resistencia a la Flexión estática: usando probetas prismáticas de 4cm. X 4cm.x 16cm., aplicandole una carga centrada y con una luz libre entre apoyos de 12 cm. Reistencia a la Tracción: mediante el método brasileño, usando la misma probeta cilíndrica utilizada en el ensayo a la compresión pero ensaya apoyada en su generatriz. Las probetas se elaboran con pasta de consistencia normal.

3.6. CARACTERISTICAS FÍSICAS DEL YESO PESO VOLUMETRICO O PESO UNITARIO DEL YESO Definición :

Es el peso que tendría el yeso al ocupar un recipiente de volumen conocido en estado suelto. Este peso considera los vacíos entre las partículas del material. Fundamento Teórico:

Puss = Peso del molde enrasado de yeso - Peso del molde Volumen del molde vacío Volumen del molde Procedimiento:

Se determina el volumen del molde a usar para lo cual se procedió del siguiente modo: Se pesó el recipiente vacío (12 gr.) seguidamente se pesó el recipiente totalmente lleno de agua (338 gr.). La diferencia del recipiente lleno de agua con el recipiente vacío constituye el volumen del mismo (326 cm3.) Una vez registrado el peso del molde vacío (1 2gr), se vierte en él el yeso dejándolo caer al recipiente desde una altura aproximada de 40 cm. hasta llenarlo, luego se procede a enrasar mediante una regla. Se registra 3 veces el peso de este molde con el yeso obtenido los siguientes resultados. a) 284 gr. b) 282 gr. c) 279 gr. De donde el peso promedio es: 281.67 Resultados de Ensayo :

a)

Cálculo del volumen del molde:

Volumen = Peso de recipiente lleno de agua-Peso de recipiente vacío γ  agua

Volumen = 338 gr. – 12 gr. 1 gr/ cm3 Volumen = 326 cm3 b)

Cálculo del Peso Unitario (Puss)

Puss = Peso del molde enrasado de yeso – Peso del molde vacío Volumen del molde Puss = 281.67 gr. – 12 gr. 326 cm3

ENSAYOS DE LABORATORIO PARA EVALUAR LAS PROPIEDAES DEL  YESO PESO ESPECÍFICO DEL YESO: Definición: Es la razón del peso del yeso (partículas sólidas), referido al vacío entre el peso de un volumen igual de agua destilada libre de gas, ambos valores tomados a una temperatura determinada. NOTA: No es posible calcular el peso específico del yeso utilizando agua, ya que ésta reacciona con dicho aglomerante.

Fundamento Teórico: . Peso del yeso . P.e = Peso yeso +Peso fiola con Alcohol (500 crn3)-Peso fiola con yeso y alcohol (500 cm3)

γ 

Alcohol

Procedimiento:

a) Determinación del Peso Específico del Alcohol: - Se pesa un recipiente vacío (12 gr.) de volumen conocido (326 gr.) - Se mide el peso del recipiente lleno de Alcohol (273 gr.). - El peso específico del alcohol estará dado por el cociente del peso del alcohol entre su volumen. b) Determinación del Peso Específico del Yeso: - Se pesan 50 gr. de yeso. - Se obtiene el peso de la fiola más Alcohol hasta el nivel de 500 cm3, (557 gr.). - Se registra el Peso de la fiola más Alcohol más yeso hasta 500 cm3 (590 gr.), habiendo extraído previamente el contenido de aire de la muestra de yeso mediante la Bomba de Vacío por un espacio de 15minutos.

- El Peso Específico del yeso será: γ  yeso =

Peso del yeso * γ  Alcohol

.

Peso del yeso + Peso de fiola con Alcohol – Peso de fiola con Yeso y alcohol

RESULTADOS DEL ENSAYO : a) Cálculo del Peso Específico el Alcohol: γ  Alcohol = Peso del recipiente más alcohol – Peso del Recipiente vacío

Volumen del recipiente

γ  Alcohol = 273gr. – 12gr.

326 cm3 γ  Alcohol = 0.80 gr./ cm 3

.

Peso del yeso

P.e = Peso yeso + Peso fiola con Alcohol (500 cm ) - Peso fiola con yeso y alcohol (500 cm γ  Alcohol 3

. 3)

. 50gr. . P.e = 50gr. + 557gr. – 590gr . 0.80gr/ cm3

P.e = 2.35g r/ cm3 GRADO DE FINURA Definición: Es la cantidad de partículas por cada centímetro cuadrado. Se obtiene mediante el uso de los tamices # 16 y # 60.

- Añadir el yeso al depósito con agua espolvoreándolo de modo que no se formen grumos. - Continuar depositando el yeso en esta forma, hasta que desaparezca el agua en la parte superficial. - Pesar la mezcla así obtenida (712 gr).

Resultado del Ensayo: Agua = Peso del depósito con agua - Peso del depósito vacío Yeso

Peso del depósito con agua y yeso - Peso del depósito con agua

A/Y = 372gr- l7Ogr. 712gr-372gr  A/Y = 0.594

TIEMPO DE FRAGUADO Definición: Viene a ser el proceso por el cual una masa húmeda, en principio moldeable, se torna rígida y llega a ser impenetrable.

Fundamento teórico:

-

El inicio de fraguado está dado por el tiempo transcurrido desde que el yeso se vierte en el agua hasta que los cortes de cuchillo en una galleta hecha de esta muestra ( 9 cm de diámetro x 1 .5cm de espesor) dejen de cerrarse. Se puede determinar también mediante el uso de la aguja de Lee Chatelier. - El final del fraguado esta dado por el tiempo transcurrido desde que se inicia el vertido del yeso hasta el instante en que deja de escurrir agua ante la presión de la galleta con el dedo pulgar.

Procedirniento: - Después de obtener la relación agua / yeso óptima y poniendo en marcha el cronómetro desde el tiempo en que se espolvoreó el yeso, se elaboró una galleta de yeso de dimensiones de 9cm de diámetro x 1.5cm de espesor aproximadamente. - Con una cuchilla se practicaron cortes superficiales al yeso, hasta que éste deje de cerrarse, registrando el tiempo donde ocurre el inicio de f raguado (4.40 mm). - Seguidamente se presiona con el dedo a la galleta hasta que deje de escurrir agua por el borde del mismo, en este instante debe registrarse la segunda lectura que significará el final del fraguado (16:45mm).

Resultados del Ensayo: - Inicio de fraguado = 4:40 mm - Final de fraguado = 16:45mm

3.-PROPIEDADES MECÁNICAS DEL YESO  PREPARACIÓN DE LAS PROBETAS  Mediante la relación óptima Agua / Yeso obtenida en los ensayos físicos (0.594 ) y con el uso de un aditivo que retardara el tiempo de fraguado ( para el caso de la práctica se utilizó Bórax en una proporción igual a 1gr por cada 100gr de agua ), se elaboraron 11 probetas de las cuales 5 fueron cilíndricas, para el ensayo de Tracción Inducida, sirviendo como molde un tubo PVC de 2 pulgadas de diámetro por 4 pulgadas de altura, previamente aceitado, y 6 probetas prismáticas elaboradas en

moldes de vidrio de dimensiones 4x4x16 cm. previamente aceitados interiormente, para usarlas en los ensayos a Compresión pura y Flexotracción. Las probetas permanecieron en el horno durante 5 días para su secado, en el transcurso del cual se fueron pesando diariamente hasta que obtengan peso constante en dos medidas consecutivas.

ENSAYO A TRACCION INDUCIDA: Definición: Consiste en ubicar en la Máquina Universal a una probeta cilíndrica de dimensiones estándar (2” de diámetro x 4” de altura), en sentido horizontal, la cual soporta una placa metálica cuyo fin es distribuir homogéneamente la carga aplicada a lo largo de su generatriz. La carga aplicada aumenta progresivamente hasta llegar a la ruptura de la muestra. Se puede calcular la tracción Inducida mediante el cociente de la carga distribuida en el punto de ruptura entre el área resistente.

Fundamento Teórico: σ =.

P

.

A resist. donde: A resist. = π DL / 2 D = Diámetro promedio. L = Altura promedio.

σ =.

P

.

π DL / 2 σ =.

2P

.

π DL

Procedimiento: • Las 5 muestras cilíndricas fueron raspadas en una superficie áspera con el objeto de

que sus superficies transversales (superior e inferior) sean paralelas.

• Se registraron las medidas de 4 diámetros y 4 alturas para cada probeta, hallando

luego el diámetro y altura promedio. • Fueron ubicadas en la Máquina Universal, dispuestas horizontalmente y sobre las

cuales se situó una barra de madera de forma prismática, la cual distribuía en forma homogénea la carga puntual.

• Se registraron las cargas y sus respectivas deformaciones (cada 20 Kg. hasta 500

Kg. y cada 50 Kg. en adelante), que aumentaban hasta el punto de ruptura.

• El valor más representativo del ensayo es obtenido hallando primero el promedio

aritmético de todos los datos a tracción inducida obtenidos, si hubiese datos que se encuentran fuera de ± 15 % del promedio, serán desechados, para luego obtener  nuevamente el promedio aritmético con los restantes.

Resultados del Ensayo: ENSAYO A COMPRESIÓN PURA: Definición: Consiste en aplicar sobre una probeta prismática de dimensiones estándar (aprox. 4 x 4 x 8 cm.), situada en forma vertical, una carga puntual cuya intensidad aumenta progresivamente hasta el momento en que se produce la ruptura. La Resistencia a Compresión se define como la razón entre la carga que produce la ruptura y el área de la sección transversal de la muestra.

Fundamento Teórico:  Rc =

 P   Amedia

Donde: Rc

= Resistencia a compresión pura

A media = Área promedio

Procedimiento: Se emplearon 12 muestras prismáticas obtenidas de las probetas utilizadas en el ensayo de flexotracción, de dimensiones aproximadas 4 x 4 x 8 cm. Las muestras se someten a compresión bajo una carga que aumenta secuencialmente hasta la ruptura. En cada uno de los ensayos se registra el tiempo de duración, el tipo de fractura que presentaban los especimenes y la deformación correspondiente a cada una de las cargas, dichas cargas fueron registrándose cada 20 kg. El valor más representativo del ensayo es obtenido hallando primero el promedio aritmético de todos los datos a compresión obtenidos, si hubiese datos que se encuentran fuera de ± 15 % del promedio, serán desechados, para luego obtener  nuevamente el promedio aritmético con las restantes.

Resultados del Ensayo: ENSAYO A FLEXION: Definición:

Consiste en poner una probeta de forma prismática con medidas estándar (4 x 4 x 16 cm.), en forma horizontal sostenida por dos apoyos, a la cual se le aplica una carga Puntual (P) en el centro de la cara superior.

Fundamento Teórico:  R = ± −

3 PL

2ab

2

Donde: P= Carga Puntual. L= Luz entre apoyos. a= Ancho de la muestra b= Altura de la muestra.

Procedimiento: • Para determinar esta propiedad se elaboran 6 probetas de dimensiones estándar 

iguales a 4x4x1 6 cm.

• Las probetas fueron dispuestas en la Máquina Universal, situadas entre dos apoyos

que se distanciaban entre sí una longitud de 12 cm.

• Se les aplicó luego una carga Puntual, la cual aumentaba progresivamente hasta el

momento en que se produjera la ruptura de la misma.

• Se fueron registrando, para cada una de las probetas, el tiempo de duración, las

intensidades de la carga y sus deformaciones correspondientes, cada 5 kg. hasta el punto de ruptura. Las fallas, para cada muestra, se fueron también registrando.

• El valor más representativo del ensayo es obtenido hallando primero el promedio

aritmético de todos los datos a flexiónn obtenidos, si hubiese datos que se encuentran fuera de ±15% del promedio, serán desechados, para luego obtener  nuevamente el promedio aritmético con los datos restantes.

Resultados del Ensayo: 1. Habiendo obtenido los resultados de las propiedades físicas y mecánicas de la muestra de yeso en estudio, y para poder evaluar el tipo de yeso con el que se está trabajando, elaboraremos a continuación un cuadro resumen: Tabla Nº3.1:Propiedades características del yeso

PROPIED Las propiedades de cada una de los tipos de yeso, las cuales nos servirán para clasificar a la muestra ensayada se mostrarán a continuación:

CARACTE Según los datos anteriores, se puede clasificar a la muestra de yeso como un Yeso Blanco (lento), por tener comunes sus propiedades físicas, presentándose una

contradicción en los valores de sus propiedades mecánicas, debido al mal labrado de las probetas.

CONCLUSIONES La relación agua/yeso obtenida experimentalmente es igual a 0.594, la cuál es aceptable por estar dentro de los límites exigidos (0.55 – 0.65). •

Se obtuvieron como valores de las propiedades físicas de la muestra, los siguientes resultados: •

Peso Volumétrico:

0.83 gr/cm³

Peso Específico:

2.35 gr/cm³

Grado de Finura: En la malla # 16 queda retenido el 0% del peso total En la malla # 60 queda retenido el 19.4% del peso total Tiempo Fraguado: Inicial:

4:40 min

Final:

16:45 min

Los valores de las propiedades mecánicas más probables del experimento son las siguientes: •

Resistencia de flexión:

10.5733 Kg./cm 2

Módulo de Young:

1110.1398 Kg./cm 2

Resistencia de Compresión Pura: Módulo de Young: Resistencia a Tracción Inducida: Módulo de Young:

32.1179 Kg./cm 2 2649.022 Kg./cm2 7.3334 Kg./cm2 407.5615 Kg./cm2

La diferencia entre los resultados de las propiedades mecánicas se han debido fundamentalmente a la forma poco regular que tenían las probetas por efecto de los moldes, así como la poca precisión de los instrumentos de laboratorio y el error  al tomar los datos. •

La relación Agua/Yeso varía para cada tipo de yeso, siendo necesario determinar la dosificación adecuada antes de su utilización. •

Cada uno de los resultados varía en cada uno de los ensayos, siendo importante por lo tanto realizarlos unas tres veces para poder hallar un valor más probable de cada una de las propiedades. •

LA CAL

Fig.3.1: Construcciones donde se ha usado la cal como aglomerante La cal es un producto natural resultante de la cocción de un calcáreo más o menos puro. En función de la composición química de la roca de origen, se pueden obtener  distintas clases de cales pero principalmente dos: la cal aérea y la cal hidráulica. La producción de cal en hornos es una vieja tecnología con más de 2000 años de antigüedad, se cree que fue desarrollada por los romanos alrededor del 300 A.C. El proceso de cocción de la piedra caliza a temperaturas superiores a los 900°C para producir cal viva, que luego es apagada con agua para producir cal hidratada, es desde entonces una práctica tradicional en la mayoría de los países, la cal es uno los materiales más versátiles, empleado en numerosos procesos agrícolas e industriales, para la protección ambiental y construcción de edificaciones.

3.7. TRATAMIENTO DE LA CALIZA PARA EXTRAER LA CAL Conforme a un plano de tiro preciso, se colocan los barrenos en el frente de talla. Éstos provocan el derribo de una cantidad determinada de rocas calcáreas. Las piedras son transportadas hacia la estación de tratamiento para ser machacadas y seguidamente calibradas en el tamiz. Después son transportadas en un almacén que permite una homogeneización perfecta da la caliza.

Las reacciones químicas en la cocción de la cal son: Reacción 1 (900°C, dependiendo del tipo de piedra caliza)

CaCO3

Calor

CaO

CO2

Carbonato de Calcio

Oxido de Calcio Dióxido de Carbono

Piedra Caliza

Cal Viva

Tiza

Cal en terrón

Coral/Conchas o Reacción 2 (a aproximadamente 750°C):

CaMg(CO 3)2 Piedra Caliza Dolomítica

Calor

CaCO3

MgO+CO2

Carbonato de Calcio Oxido de Magnesio

después de la Reacción 1 (a aproximadamente 1100°C)

Materias Primas • El proceso químico de cocción de la cal muestra que el principal constituyente en la

materia prima (piedra caliza) necesariamente es el carbonato de calcio (CaCO 3) La piedra caliza puede tener un contenido de CaCO 3 mayor del 98% (como en la tiza y en diversos tipos de conchas y corales) o tan bajo como 54% (en la dolomita mineral pura).

• Cada tipo de piedra caliza produce una calidad diferente de cal, dependiendo del tipo

y cantidad de impurezas. Las formas más puras de cal son para usos industriales y químicos, mientras que las impurezas son deseables en cales empleadas para edificaciones y carreteras. Las piedras calizas, llamadas «karkar» en la India, que contienen de 5 a 25% de arcilla pueden producir una cal hidráulica, que como el cemento, se endurece ante la presencia de agua.

• El subproducto lodo de cal es moldeado en ladrillos o briquetas antes del cocido en

hornos.

• La presencia de impurezas en las piedras calizas influyen en su comportamiento

durante la cocción, de modo que el diseño del horno y la elección de combustible dependen en gran parte de la materia prima y del tipo del producto final requerido. Por ello es esencial la asesoría de expertos en la etapa inicial, para obtener  resultados satisfactorios tanto para el productor de cal como para el consumidor. • La preparación de la materia prima es extremadamente importante ya que debería

emplearse un solo tamaño de piedra (el tamaño del puño de un hombre), para facilitar un flujo del gas uniforme y un horneado parejo. Es importante realizar  pruebas de horneado en pequeña escala para estudiar el comportamiento de la materia prima y la calidad de cal que ésta produce, y también para asegurarse que los terrones no se rompan antes que salgan del horno.

Fig.Nº3.2: HORNO PARA PRUEBAS DE HORNEADO EN PEQUEÑA ESCALA

Combustibles • La madera y el carbón de piedra son los combustibles tradicionales más comunes.

La cocción con madera produce algunas de las cales de mejor calidad, ya que éstas se hornean con llamas largas y uniformes que generan vapor (por el contenido de humedad de la madera), lo cual ayuda a disminuir la temperatura necesaria para la disociación (separación del CO2 de los carbonatos), reduciendo así el peligro de cocción excesiva.

• La madera debe ser secada y cortada en piezas relativamente pequeñas. El

abastecimiento de madera debería estar cercana al horno para evitar altos costos de transporte. Para la producción de cada tonelada de cal hidratada se necesita aproximadamente. 2 m3 de madera. Esto es un problema, en vista de la rápida depredación de las fuentes de madera, pero una posible solución es fomentar  plantaciones de madera combustible.

• El carbón de leña da una eficiencia mayor, pero la cal producida no es tan buena

como la horneada con madera.

• El carbón de piedra con un alto contenido de carbón produce una buena cal y puede

ser un combustible económico incluso en hornos pequeños. El coke es preferible debido a su bajo contenido volátil (hidrocarburos que se puedan evaporar), pero es difícil de prender y, por lo tanto, a menudo es mezclado con carbón de piedra.

• Los combustibles líquidos y gaseosos, aunque más caros, son más fáciles de

manipular que los combustibles sólidos, y se queman sin producir cenizas que contaminen la cal.

• Los tipos principales son los aceites combustibles pesados, a menudo mezclados

con aceite usados en motores. El combustible es vaporizado, mezclado con aire y prendido en cámaras ubicadas alrededor del horno, produciendo llamas grandes antes de hacer contacto con la piedra caliza.

• Los gases de petróleo licuados, principalmente propano (C3H8) y butano (C4H10),

son otros combustibles líquidos empleados. Igualmente se emplea el gas natural,

como el metano (CH4), y el gas producido, hecho de madera, material vegetal o carbón de piedra. • Si se emplean aceites o gases, los hornos necesariamente deberán ser más

sofisticados que los empleados con combustibles sólidos.

• Los posibles combustibles alternativos son la turba, los esquistos y la biomasa,

derivados de materiales vegetales incluyendo residuos forestales y agrícolas. Pueden emplearse de diferentes maneras.

• La energía solar y eólica son poco probable de emplearse en un futuro cercano.

Diseño y Funcionamiento del Horno • Un horno de cal es una construcción en la cual la piedra caliza es calentada a una

temperatura tal que libere el CO2, convirtiendo la piedra en cal viva. El calor es proporcionado por combustibles adecuados que pueden ser colocados en capas entre la piedra caliza o mezclados con ésta. Los combustibles gaseosos o líquidos son inyectados por los lados del horno o quemados en cámaras adyacentes, desde las cuales los gases calientes ingresan al horno.

• Es necesario un control cuidadoso para mantener la temperatura correcta el tiempo

suficiente como para quemar completamente la piedra. La piedra caliza subhorneada no se hidratará, mientras que el material sobrehorneado es muy duro y denso para apagarse, o se hidrata muy lentamente.

• Como la variedad de tipos de horno es muy amplia, aquí sólo los describiremos en

términos generales. Los más sofisticados (ejem. hornos con lechos fluidos y rotatorios) no serán tratados, aunque en ciertas situaciones su empleo pueda ser  valioso de tomar en cuenta.

• Los hornos intermitentes o por lotes generalmente son empleados en lugares

remotos, en donde no se necesita un abastecimiento continuo (ejem. pequeños proyectos de vivienda o construcción de carreteras). Son cargados con piedra caliza y encendidos hasta que toda las piedra ha sido cocida. Luego de enfriar, se extrae la cal viva, se vuelve a cargar con piedra caliza y nuevamente se enciende el horno. La eficiencia del combustible naturalmente es muy baja, ya que las paredes del horno tienen que ser recalentadas cada vez que se enciende un nuevo lote. Por otro lado, necesita muy poca atención durante el quemado. El combustible se quema debajo de la piedra caliza (en hornos de llama o de tiro de aire superior) o dentro del lote completo (en hornos de alimentación combinada).

• Los hornos de eje vertical son disonados principalmente para producción continua: la

piedra, alimentada por la parte superior, cae gradualmente en la zona de cocción, luego en la zona de enfriamiento, y finalmente es extraída por abajo, dejando sitio para la siguiente carga, y así sucesivamente. La capa superior es precalentada por  los gases de evacuación y el aire que ingresa por dedujo es precalentado por la cal viva en enfriamiento, obteniendo así, el máximo uso del calor disponible.

Las principales características del diseño y consideraciones del funcionamiento respecto a los hornos de alimentación combinada y eje vertical son: • Cimientos y base del horno: construido sobre un terreno firme y con las dimensiones

adecuadas para soportar al fuste y al contenido del horno; es necesaria la asesoría de un ingeniero.

• Forma y dimensiones del fuste: el área de la sección transversal está relacionada a

la producción deseada (regla del pulgar: 1 m2 produce aproximadamente. 2.5 toneladas por día); una planta circular proporciona una mejor distribución del calor; la relación entre altura y diámetro debe ser al menos de 6:1 para un flujo de gas óptimo; la altura debe estar relacionada al tipo de piedra caliza, ya que las piedras suaves tienden a molerse bajo la presión, restringiendo así el flujo del gas (los hornos para tiza blanda no deben exceder de 5 mt. de alto); los fustes que se adelgazan hacia la parte superior (a un ángulo aproximadamente. de 3°C) minimizan las «piezas colgantes» (piedras que se adhieren a los lados y forman arcos).

• Paredes estructurales: deben soportar la presión lateral de la piedra caliza

(proporcionando un mayor grosor de la pared en la base, o contrafuertes, o mediante bandas de tracción de acero a intervalos de 80 cm., tal como los desarrollados por la Khadi and Village Industries Commission, Bombay); deben resistir el agrietamiento que podrían ocasionar la expansión del calor (empleando pequeños ladrillos en lugar  de bloques grandes, y mortero de arena y cal en juntas angostas); espesor de la pared de 50 cm. como mínimo para un buen comportamiento térmico; material resistente a los agentes atmosféricos (piedra natural o ladrillos bien cocidos) al menos para las hiladas del muro superior.

• Revestimiento: espesor de 22 cm como mínimo, en la parte superior del horno,

resistente a la erosión (ejem. piedra dura o ladrillos azules especiales); en la zona de cocción y debajo, resistente al calor y a la acción química (ladrillos refractarios duros, de textura fina colocados con juntas muy finas de mortero de arcilla cocida).

• Aislamiento: usualmente de 5 a 10 cm. de espesor, entre la pared y el revestimiento

para retener el calor en el horno, especialmente alrededor de la zona de calcinación; hay diferentes aislantes (ejem. vacíos de aire, ceniza de cascara de arroz u otra puzolana, árido ligero, lana mineral).

Fig.Nº3.3: GASES DE EVACUACIÓN

• Aberturas: en la parte superior para la alimentación, preferiblemente con tapa, si hay

una chimenea más allá de abertura; en la parte inferior para que el aire fluya hacia adentro y para retirar la cal viva enfriada, por lo que con una abertura simple en el centro (de tipo hacia adentro) el control del tiro de aire es más fácil que con dos o más aberturas (de tipo hacia afuera); alrededor del horno a diferentes niveles como orificios para atizar e inspeccionar, usualmente del tamaño de un ladrillo (el cual es empleado para cerrar), para aflojar regularmente los terrones de caliza amontonados y para controlar la temperatura dentro del horno.

• Chimenea: entre 2.5 y 6 m. de altura, para mejorar el tiro de aire y proporcionar así

suficiente oxigeno para la combustión, para enfriar la cal viva, y para alejar los gases de evacuación de los operarios que cargan el horno.

Fig.Nº3.4:Aberturas de descarga alternativas para hornos de eje vertical

Fig..5: Enrrejado para abertura de descarga de tipo hacia afuera/vertical

Fig.Nº3.6: Enrrejado para abertura de descarga de tipo hacia adentro

Hidratación • El tipo de cal empleado para construcciones y otros numerosos procesos es la cal

hidratada o apagada. Esta es obtenido añadiendo vapor o apara caliente a la cal viva. Las cales vivas puras reaccionan vigorosamente desprendiendo calor  considerable, mientras que las cales impuras se hidratan lentamente, o solo después que los terrones son triturados.

Reacción 3:

CaO

H2O

Oxido de Calcio Agua

Ca(OH)2

Calor 

Hidróxido de Calcio

Comúnmente se producen tres formas de cal hidratada: a. Hidrato seco, un polvo fino seco formado añadiendo agua suficiente para apagar la cal, que es secada por el calor generado; b. Lechada de cal, hecha de cal viva apagada con agua en exceso y agitándola bien, formando una suspensión lechosa; c. Pasta de cal, una masa viscosa formada por el asentamiento de los sólidos de la lechada de cal. • La forma más común es el hidrato seco, que es muy adecuado para almacenar en

silos o bolsas herméticas, y fáciles de transportar. La pasta de cal, que es un excelente material de construcción, puede ser guardada indefinidamente bajo condiciones húmedas. La lechada de cal generalmente es producida conjuntamente con otras industrias de procesamientos.

• En pequeñas fabricas de cal, el apagado usualmente se realiza a mano, sobre

plataformas para producir un hidrato seco o tanques pocos profundos para hacer  pasta de cal.

• Aunque la hidratación de la cal viva es un proceso simple, debe realizarse con

especial cuidado, por ejemplo, ver que toda la cal viva esté completamente apagada. Las piezas que se hidratan muy lentamente y que no se detectan, pueden causar  serios problemas posteriormente.

• Si el agua es añadida muy lentamente, la temperatura de la cal puede incrementarse

demasiado rápido, formando un compuesto arenoso blanco inactivo (cal de «agua quemada»). Si el agua es añadida muy rápidamente, puede formarse una capa de hidróxido, evitando una mayor hidratación (cal «ahogada»).

El Central Building Research Institute de la India desarrollo una pequeña planta de hidratación, que requiere muy poco espacio y elimina muchos de los problemas de hidratación produciendo calidades uniformes de hidrato seco en un tiempo relativamente corto.

3.8. ORGANIZACIÓN DE LA OBRA Figura Nº: 3.7

La localización y distribución de un taller de producción de cal son factores vitales que influyen en la economía y la calidad de la producción de cal. La ilustración (de la Bibl. 06.08) muestra una organización de obra adecuada en la cual la distancia entre las operaciones sucesivas son relativamente cortas.

Fig.Nº:3.8: ORGANIZACIÓN DE LA OBRA

Aplicaciones • La cal es empleada como un estabilizador en las construcciones de tierra con suelos

arcillosos, porque la cal reacciona con la arcilla formando un aglomerante. • La cal es mezclada con una puzolana (ceniza de cascara de arroz, ceniza volátil,

residuos de alto horno, etc.) para producir un aglomerante hidráulico, que puede sustituir parcial o totalmente al cemento, dependiendo del comportamiento requerido.

• La cal hidráulica (hecha de piedra caliza rica en arcilla) puede ser empleada sin

puzolana.

• La cal no hidráulica (hidróxido de calcio puro) también es empleada como un

aglomerante en enlucidos. Se endurece al reaccionar con el dióxido de carbono en el aire para retornar a piedra caliza (carbonato de calcio). Este proceso puede tomar  hasta 3 años dependiendo de las condiciones climáticas. • La cal es usada en morteros de cemento para hacerlo más laborable. • La lechada de cal (leche de cal diluida) es empleado como pintura de paredes

internas y externas.

Ventajas • La cal es producida con menos consumo de energía que el cemento, haciéndolo

más barato y ambientalmente mas aceptable.

• En morteros y trabajos de enlucido, la cal es muy superior al cemento portland,

proporcionando superficies suaves con una mayor probabilidad a deformarse que a agrietarse y ayudan a controlar los movimientos de humedad y la condensación.

• Como la resistencia generada por el cemento portland no siempre es necesaria (y a

veces incluso puede ser peligrosa), el aglomerante puzolana - cal proporciona un sustituto más barato y estructuralmente mas adecuado, conservando así el cemento para usos más importantes. • La lechada de cal no sólo son pinturas mas baratas sino que también actúan como

un germicida suave.

Problemas • La estabilización de suelo con cal requiere más de dos veces el tiempo de curado

necesario para el suelo estabilizado con cemento.

• Si la cal viva es guardada en condiciones húmedas (incluso con aire húmedo), se

hidratará.

• La cal hidratada, guardada por mucho tiempo, reacciona gradualmente con el

dióxido de carbono en el aire y se vuelve inservible.

• El hinchamiento de la cal (hidratación de los nódulos de cal viva restantes) puede

tener lugar mucho tiempo después de que el componente se haya secado, causando ampollas, grietas y superficies feas. • La lechada de cal ordinarios tardan en endurecerse, y son fáciles de retirar 

frotándolos.

• La cocción tradicional de la cal en hornos intermitentes desperdician mucho

combustible (generalmente leña) y a menudo producen cales no uniformes, de baja calidad (sobre o subcocidas).

• El valor de la cal esta muy subestimado, especialmente desde que el cemento

portland se ha convertido en una clase de aglomerante «milagroso» en casi todas partes.

Soluciones • El tiempo para el curado de suelos estabilizados con cal puede reducirse empleando

cales hidráulicas o añadiendo una puzolana a las cales no hidráulicas.

• La cal viva tiene que ser hidratada antes de emplearse en obras de construcción, por 

ello esto debe hacerse tan pronto como sale del horno, ya que la cal hidratada es mucho más fácil de guardar y transportar.

• Para evitar un rápido deterioro de la cal hidratada seca, debe ser guardada en

bolsas herméticas.

• Es ventajoso guardar la cal en forma de pasta. Esto puede hacerse indefinidamente,

ya que la calidad de la pasta de cal mejora mientras mas tiempo esta guardada. Con este método, son apagadas incluso las partículas de cal viva de más lenta hidratación, evitando así el hinchamiento de la cal en una etapa posterior.

• Debe haber una mayor difusión de información y asesoría a los productores locales

de cal para que construyan hornos de cal más eficientes (en términos de consumo de combustible y producción de cal).

• Se necesitan esfuerzos similares para reivindicar la cal como uno de los materiales

de construcción más importantes. La cal es uno de los materiales de construcción más antiguos ya que la más remota utilización de la cal de que se tiene noticia cierta es de unos 4000 años antes de Jesucristo en el revestimiento de las pirámides de Egipto. Se sabe que en la Muralla China se empleó ampliamente el mortero de cal. Conoció el pueblo romano con más perfección el proceso de fabricación. Vitrubio estableció especificaciones para el uso de la cal en morteros, en enlucidos y en carreteras, en base a las cuales se construyó la Vía Apia. La mayor contribución de los romanos a la tecnología de la cal fue la adición a la cal viva de cenizas volcánicas ricas en sílice, con lo cual se obtenía un material que fraguaba bajo el agua a diferencia de la cal viva sin ninguna adición, que no fraguaba más que al aire. Durante siglos se ha considerado como caliza impura, inadecuada para la fabricación de cal, la que contenía arcilla, hasta que en el siglo XVIII, en Inglaterra, se comprobó que con esta caliza se obtenía una cal de mayor calidad. Vicat, en la segunda década del siglo XIX, definió la teoría de la hidraulicidad afirmando que, cuando la caliza contiene una cierta proporción de arcilla íntimamente mezclada, da lugar, por cocción, a una cal hidráulica. Incluso llegó a fabricar una cal hidráulica artificial mezclando la arcilla y la caliza y cociendo después dicha mezcla. Por modificaciones y mejoras sucesivas del experimento de Vicat, se llegó al cemento Portland. Este destronó a la cal hidráulica, adquiriendo rápidamente la hegemonía que hoy tiene en el campo de los conglomerantes.

3.9. NATURALEZA DE LAS CALES: Se llama cal a todo producto, sea cual fuere su composición y aspecto físico, que proceda de la calcinación de piedras calizas. Después del proceso de calcinación hay que proceder a la extinción o apagado del producto anhidro, con lo cual se obtiene un material hidratado en forma de pulverulenta o pastosa, según la cantidad de agua añadida. Con una calcinación hasta unos 900-1000ºC se verifica: CO3Ca + calor  → CO2 + CaO Es decir, se descompone el carbonato cálcico en óxido de calcio y en anhídrico carbónico, desprendiéndose éste con los productos de la combustión. Durante el apagado se verifica: CaO + H2O → Ca(OH) 2

O, lo que es lo mismo, se forma el hidróxido cálcico, el cual, al ser puesto en obra, se recarbonata, según la reacción: Ca(OH) 2 + CO2 → CO3Ca + H2O Al absorber el anhídrico carbónico de la atmósfera. Cuando la piedra caliza de la que se parte contiene como impurezas sílice o alúmina y se calcina a temperatura de unos 1200ºC, se disocia el carbonato dando óxido de calcio y anhídrico carbónico, reaccionando, entonces, el óxido de calcio con los componentes arcillosos de la piedra. Se forma así una cal hidráulica, denominación que proviene de fraguar en ambiente húmedo e, incluso, bajo el agua. Las propiedades hidráulicas del material obtenido son atribuidas a los silicatos, aluminatos y ferritos f ormados. Como consecuencia de las variaciones de composición de la roca de partida pueden obtenerse una serie de cales, que varían desde las cales muy puras; altamente cálcicas, hasta altamente hidráulicas, con contenidos de óxido de calcio de un 50% y aún menos. El carbonato cálcico se obtiene de: Caliza: CaCO3 Dolomía: CaMgCO3

Nomenclatura: Existen dos tipos fundamentales de cales:

Cal aérea: La cal aérea es el producto de la calcinación de una roca compuesta en su mayoría de carbonato de calcio: la caliza. Contiene muy pocas impurezas. Sus empleos son muy diversos. Utilizada en mortero, se fragua o hace su carbonatación en contacto con el aire en un periodo prolongado. De la calcinación se obtiene la cal viva, la cual está compuesta de: Óxido de calcio.Cuando se presenta en terrones, recibe el nombre de cal en terrones. Cal apagada: Al añadir agua a la cal viva. Compuesta por hidróxido de calcio. Cal en polvo: Cuando el agua añadida ha sido la indispensable para formar el hidróxido.Es un producto polvoriento. Cal en pasta: Si una vez formada la cal en polvo se sigue añadiendo agua. Cal grasa: Cuando la cal aérea tiene como máximo un 5% de óxido magnésico. Cal dolomítica, gris, árida o magra:Cuando la cal aérea contiene más de un 5% de óxido de magnesio.

Cal hidráulica La cal hidráulica natural pura se obtiene por calcinación de una roca esencialmente compuesta de carbonato de calcio (la caliza) y elementos que, durante la cocción, se transforman en silicatos y aluminatos de calcio. Cuando la cal se utiliza de mortero, estos elementos, en cantidad suficiente, le confieren, en un primer momento, un fraguado llamado hidráulico. Reacciona al contacto del agua; mientras que la caliza, transformada en cal aérea, empieza su fraguado o carbonatación en contacto con el aire ambiente. La cal hidráulica natural pura puede formar parte de la composición de los aglutinantes. Les confiere propiedades adicionales, especialmente apreciadas por los profesionales de la construcción. Obtenido al calcinar calizas que contienen sílice y alúmina, a temperatura casi de fusión para que:Se forme el óxido de calcio libre necesario para permitir su hidratación. Deje cierta cantidad de silicatos de calcio deshidratados que dan al material sus propiedades hidráulicas. De alto contenido en magnesia:Contenido en óxido de magnesio mayor del 5%. De bajo contenido en magnesia:Contenido en óxido de magnesio menor del 5%.

Fabricación de la cal: Elección de materias primas: Caliza: Cuando es pura está constituida por carbonato cálcico, con:56 partes de CaO. 44 partes de CO 2.Al calcinar la caliza pura se obtiene:56% de cal. Es raro encontrar calizas puras pues contiene impurezas, que pueden ser: Arcillosas: con esta impureza, la cal es adecuada para la fabricación de caliza hidráulica. Según el porcentaje de arcilla hay: Caliza margosa: menos del 15%. Marga: entre el 15 y el 30%. Marga arcillosa: entre el 30y el 75%. Es frecuente que parte de la cal contenida en la caliza se encuentra en forma de magnesia (MgO). El origen formativo de la caliza puede ser:Químico: producidas por evaporación del agua o por descomposición del bicarbonato cálcico. Mecánico: producida por sedimentación del carbonato cálcico. Orgánico: formadas por conchas de moluscos consolidadas por cemento de tipo calcáreo.

Explotación de canteras:

No responde a una ley general, cada explotación necesitará un estudio detallado y determinado. En general: Cerciorarse de la calidad de la materia prima. Sondeos. Pueden ser explotaciones en galería o a cielo abierto. Arranque mediante explosivos. En las explosiones se obtienen grandes bloques que han de ser reducir de tamaño, esto se hace mediante taqueo. El transporte de cantera a fábrica mediante: Carro, Camión, Vagoneta, Plano inclinado, Tranvía aéreo.

Trituración previa: Machacadora. Molino. Calcinación: El calor comunicado a la caliza para su transformación en cal es aprovechado para evaporar el agua de cantera, elevar la temperatura de la caliza hasta el punto crítico de descomposición del carbonato y en producir esta descomposición. La temperatura de disociación de un carbonato cálcico puro, a presión atmosférica, es de 898ºC.La temperatura de disociación del carbonato magnésico es del orden de 750ºC.Cuanto más próxima sea la temperatura a la mínima requerida durante la producción de la cal, ésta será de mayor calidad.La temperatura más corriente de cocción de la cal aérea es de 1050-1100ºC.La temperatura más corriente de cocción de la cal hidráulica es del orden de 1200ºC.

Tipos de hornos: Intermitentes: se subdividen en: Rudimentarios:La calidad de la cal obtenida es mala. De cuba: Hechos de mampostería.Cámara cilíndrica.En su interior, un forro de ladrillo refractario.Cámara de combustión llamada larga.La cocción dura 5 días.Anticuado y de baja producción.

Continuos: Verticales: Cilindro de acero o albañilería forrado interiormente de material refractario. Quemadores periféricos que inyectan en el horno gases calientes.Consumo de 150kg de combustible por tonelada de producción.Existe una relación entre el diámetro de los bloques de caliza y el diámetro del combustible.Requiere mano de obra considerable y costosa.Poca calidad del producto.

Rotatorios: Para grandes producciones.Cilindros de acero apoyados en anillos también de acero que ruedan sobre rodillos del mismo material.La velocidad de gira es lenta.Todo el

tubo está revestido de ladrillo refractario.Se obtiene una gran producción y un material uniforme de gran calidad.

Apagado de la cal: Consideraciones previas:El óxido de calcio se combina con el agua dando lugar al hidróxido cálcico, desprendimiento de calor y provocando un aumento de volumen. La reacción viene definida por la fórmula: CaO + H2O → Ca(OH) 2 56 partes de cal + 18 partes de agua producen 74 partes de cal apagada. La velocidad de hidratación depende de los siguientes factores: De las cantidades físicas de la cal viva: La reacción de hidratación tiene lugar entre un fluido y un sólido, por esto sólo se realizará en la superficie expuesta de éste, y es claro que la cal finamente dividida o en terrones muy porosos presentará una gran superficie a la acción del agua y se hidratará rápidamente. De la composición química de la cal viva: Cuanto más pura sea la cal viva, mayor será la velocidad de hidratación.De la temperatura de cocción de la caliza:La cal producida es muy irregular, dentro de un mismo terrón hay:Zonas poco cocidas.Zonas bien cocidas.Zonas sobrecocidas.Cada zona tendrá una velocidad de hidratación diferente. Dependiendo de la velocidad de la reacción es la forma obtenida de hidróxido cálcico: cuando: La reacción es lenta se forma un hidróxido cálcico cristalino. La reacción es rápida se forma un hidróxido cálcico coloidal (la forma coloidal proporciona mayor plasticidad). El apagado se realiza humedeciendo la cal hidráulica con suficiente cantidad de agua, apilándola en montones y cubriendo éstos con arena para conservar la temperatura, ya que ésta tiene un papel importante en la hidratación.

Sistemas de apagado: Al aire: La cal viva expuesta al aire absorbe la humedad de éste y llega a apagarse, pulverizándose por efecto del aumento de volumen. El proceso es lento y tiene el inconveniente de que, tras el apagado, se produce el proceso de recarbonización por reacción con el CO 2 del ambiente, perdiendo sus propiedades conglomerantes. Se utiliza este sistema cuando se trata de conservar por algún tiempo la cal antes de utilizarla.

Por aspersión: La cal viva dispuesta en capas se riega con agua y se reduce a polvo por sí misma.Si se va a usar rápidamente se envasa.Si se va a almacenar se cubre de arena. Por fusión: Consiste en añadir agua a la cal viva en un estanque.

Se utiliza cuando se apaga la cal en obra en el momento de la utilización, el recipiente de apagado es un hoyo practicado en el montón de arena preparado para hacer el mortero correspondiente.Por este sistema se obtiene la cal apagada en pasta.La cantidad de agua es determinada, de lo contrario puede producirse:

Cocción: por adición insuficiente de agua de forma que algunas partes de la cal han recibido poca agua produciéndose una elevación de temperatura grande. Inundación: excesiva cantidad de agua que retarda la hidratación por mantener la temperatura demasiado baja. En autoclaves: La cal apagada en autoclave presenta una plasticidad mucho mayor que la apagada a presión atmosférica, por lo que es muchísimo más fácil de extender con la llana con lo que el rendimiento, en operaciones de acabado de enlucidos, aumenta considerablemente.

En hidratadores mecánicos: Se obtiene un material de calidad.El mayor éxito de estos aparatos estriba en ser alimentados con una cal uniforme. Sólo así pueden dar  un producto de calidad constante.Sea cual sea el procedimiento de apagado, debe saberse que la cal apagada no debe utilizarse inmediatamente sino que hay que contar un plazo de 4 a 5 semanas de almacenaje sin contacto con el aire para que:Conseguir la perfecta y total hidratación.Evitar expansiones retardadas.Cribado, almacenaje y expedición:La cal viva no puede almacenarse durante mucho tiempo porque se apaga fácilmente al aire. Se envasa en sacos o recipientes lo más impermeables y herméticos posible.Las cales hidráulicas se someten a cernido tras el apagado. Flor de cal: La cal que pasa por el tamiz.

Grappiers: Residuo que queda en el tamiz, son gránulos sobrecocidos. Cemento de grappier : Se muelen los grappiers y se añaden a la flor de cal para obtenerlo.Presenta unas características hidráulicas y mecánicas mejores que las de la cal hidráulica.La cal hidráulica requiere para su conservación:Conservación en almacenes muy secos.Sin contacto alguno con el aire.Envasado en sacos de papel crafft. Ciclo de la cal para la cal aérea: Cocción

CaCO3 (calor)→ CaO + CO2

Se obtiene cal en terrones (cal viva)

Apagado

CaO + H2O → Ca(OH) 2 + 15100calorias (120ºC)

Se obtiene cal en polvo o en pasta si sobra agua

Fraguado

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

(Se evapora poco a poco puesta en obra hasta obtener un material rígido)

Clasificación de las cales: Cales aéreas: Según las normas españolas se clasifican en:

Cal aérea I: CaO + MgO (90% mínimo). CO2 (5 máximo). Se utiliza en: Revocos, blanqueos, acabados, morteros de albañilería.

Cal aérea II: CaO + MgO (60% mínimo). CO2 (5% máximo). Se utiliza en:Trabajos toscos.Morteros para sentar fábricas. <5% MgO se llama cal grasa. >5% MgO se llama cal magra.

Cales hidráulicas: Se atiende a sus características de hidraulicidad, en España, se definen tres tipos:

Cal hidráulica I. SiO2 + Al2O3 + Fe2O (20% mínimo). CO2 (5% máximo).

Cal hidráulica II. SiO2 + Al2O3 + Fe2O (15% mínimo). CO2 (5% máximo).

Cal hidráulica III. SiO2 + Al2O3 + Fe2O (10% mínimo). CO2 (5% máximo). Según la norma UNE/ENV 459-1996

Cal de alto contenido en calcio CL. Varios tipos: CL 70: 70% mínimo de CaO + MgO <5% de MgO Componentes: CaO y Ca(OH) 2

CL 80: 80% mínimo de CaO + MgO <5% de MgO

Componentes: CaO y Ca(OH) 2

CL 90: 90% mínimo de CaO + MgO <5% de MgO Componentes: CaO y Ca(OH) 2

Dolomía calcinada DL: varios tipos: DL 80: 80% mínimo de CaO + MgO >5% MgO Componentes: MgO, Mg(OH) 2, CaO y Ca(OH)2

DL 85: 85% mínimo de CaO + MgO >30% MgO Componentes: MgO, Mg(OH) 2 , CaO, Ca(OH)2

Cal hidráulica HL: varios tipos: HL 2: 2 Mpa o Newton/mm2, resistencia mínima a compresión a los 28 días. Componentes: SiO2 , Al2O3 , Fe2O3 , CaO , Ca(OH)2 , MgO , Mg(OH)2

HL 3.5: 3.5 Mpa o Newton/mm2, resistencia mínima a compresión a los 28 días. Componentes: SiO2 , Al2O3 ,Fe2O3 , CaO , Ca(OH)2 , MgO, Mg(OH)2

HL 5: 5 Mpa o Newton/mm2, resistencia mínima a compresión a los 28 días. Componentes: SiO2 , Al2O3 , Fe2O3 , CaO , Ca(OH)2 , MgO , Mg(OH)2

3.10. PROPIEDADES DE LAS CALES: Densidades: Densidad de conjunto de cal aérea: 0.4 Kg/dm 3. Densidad de conjunto de cal hidráulica: 0,5-0,9 Kg/dm 3. Densidad real de cal aérea: 2,25 Kg/dm 3. Densidad real de cal hidráulica: 2,5-3 Kg/dm 3. CL: 0.9-0.6 DL: 0.4-0.6 HL: 0.4-1.0

Hidraulicidad: Índice de hidraulicidad= (SiO 2 + Al2O3 + Fe2O3 [arcilla] / CaO + MgO [caliza]). (tanto por  ciento, peso, de los distintos componentes, antes de la cocción). Mide la hidraulicidad, es el cociente entre componentes ácidos y básicos. Módulo de la hidraulicidad: 1/I h

Índice de hidraulicidad: <0.10 para la cal aérea. 0.10
Finura de molido: Fraguado:Es un proceso químico.Consiste en la evaporación del exceso de agua empleado en amasar la pasta seguida de una sustitución del agua por el CO 2 de la atmósfera, pasando de nuevo del hidróxido al carbonato cálcico, cerrando de esta manera el ciclo. Plasticidad: Facilidad con que una masa de cal se extiende con la llana. Es frecuente la adición de cal a los morteros de cemento, los cuales adquieren así una mayor  untuosidad facilitando su puesta en obra. Rendimiento: Viene expresado por el volumen de pasta de una consistencia determinada obtenida con la unidad de peso de cal viva. Estabilidad de volumen: Una vez apagada la cal hay que reposarla durante cinco semanas para asegurar el apagado, se produce: un aumento de volumen del 250300%. A veces, la presenta una expansión más o menos grande después del fraguado, ésta se manifiesta meses después de realizada la obra. Se acusa en la aparición de grietas horizontales del enlucido coincidentes con las juntas de los ladrillos. Se mide mediante la aguja de Le Chatelier. Dos causas: Existencia de cal libre sin hidratar, al apagarse después de puesta en obra aumenta de volumen. Magnesia sin hidratar, la hidratación de este óxido es muy lenta y si no se toman precauciones, puede hidratarse, con la consiguiente expansión, meses después de colocada en la obra. Los procesos de fraguado y endurecimiento de la cal van siempre acompañados de una retracción, contracción de volumen que es debida a la pérdida de agua.

Resistencias mecánicas: Las cales aéreas no dan altas resistencias a compresión. Las cales hidráulicas no dan altas resistencias a compresión. Existe otro valor de resistencia a la compresión a los 7 días con unos valores máximos para la cal hidráulica, valor máximo porque: Demasiada resistencia mecánica lleva a una menor trabajabilidad. Tiempo de fraguado: Principio de fraguado: HL>1 hora. Final de fraguado: HL <15 horas.

Ensayo de las cales: Análisis químico: Determinación de la pérdida al fuego. Anhídrico carbónico. Agua total. Anhídrico silícico y residuo insoluble. Óxidos de aluminio y hierro. Óxido férrico. Óxido cálcico. Óxido magnésico. Anhídrico sulfúrico. Ensayos físicos y mecánicos: Expansión. Resistencia a la tracción. Resistencia a compresión. Usos de las cales: Tiene un amplio campo de utilización en muchos ámbitos, los más importantes en construcción son el darle trabajabilidad a los morteros y para el esgrafiado, nos centraremos en los usos de la cal en la construcción: Morteros: Unión de agua+ conglomerante +árido fino(si es grueso se f orma hormigón) 1-2 parte de cal-parte de arena 1-3 parte de cal-parte de arena

De Cal: Mediante adición de arena. Tanto la cal aérea como hidráulica. El mortero está destinado a unir una serie de elementos pequeños para constituir una unidad de obra con características propias. El mortero ha de reunir una serie de características: Debe poder ser manejado con facilidad. Capacidad de retener agua para evitar que ésta sea absorbida por los ladrillos. Esta propiedad tiene especial importancia cuando se trata de morteros bastardos de cal y cemento puesto que disminuye el riesgo de que el mortero se quede sin el agua necesaria para su fraguado. Debe tener suficiente resistencia para soportar las cargas que han de actuar sobre el muro y debe desarrollarla relativamente deprisa, para conseguirle se le añade cemento.

La resistencia del mortero no debe ser mayor que la de las piedras o ladrillos que ha de unir. La adherencia entre el mortero y las piezas que une debe ser buena para evitar la penetración de la lluvia. Bastardo: 1(cemento)-1(cal)-6(arena) 1(cemento)-2(cal)-8(arena) Enlucidos: Las obras debe ponerse en funcionamiento lo más pronto posible después de su terminación ya que, de lo contrario, supone unas inmovilizaciones de capital que pueden tener efectos económicos desfavorables. Como el enlucido es una de las últimas unidades de obra que se realizan, ya puede comprenderse que no interesa que éste sea de fraguado lento, porque ello retrasaría el uso de la obra. Por ello, la cal se mezcla con otros conglomerantes de fraguado más rápido (yeso, cemento). Esgrafiados: enlucidos característicos de Segovia. Sobre una capa de preparación se extienden otras dos, sobre la última capa se coloca una plantilla con el dibujo deseado con una herramienta llamada grafio que elimina la capa superficial dejando un dibujo en relieve. Ladrillos silico-calcáreos: ladrillos constituidos por cal y arena. La arena, rica en sílice y de granulometría muy determinada, representa el 90% del ladrillo. Utiliza la autoclave y el prensado. Pueden ser: macizos, aplantillados, perforados. La resistencia a compresión oscila entre 70-400 Kg. /cm 2 y depende de varios factores: Arena: granulometría y composición. Cal: cuanta más cal, más resistencia. Presión: al aumentar la presión de prensado, aumenta la resistencia. Tratamiento de vapor: La resistencia aumenta al aumentar la presión y la duración del tratamiento.

3.11. METODOS MODERNOS PARA LA COCCION DE LA CAL

La cocción de la roca se produce en hornos verticales. La alimentación, de piedra y combustible, se hace por arriba, al aire libre. Despacio, muy despacio, la piedra cruza la zona de precalentamiento para entrar en la zona de calcinación, donde se hace la alquimia, a una temperatura comprendida entre 900 y 1200ºC. Es aquí que interviene la descarbonatación y que la roca se vuelve cal viva. Entonces la cal viva avanza hacia la parte baja del horno y se enfría, antes de ser extraída con cintas transportadoras.

3.12. MAQUINARIA MODERNA PARA LA HIDRATACION Y TRITURACION El paso de cal viva a cal apagada se efectúa después de la salida del horno. La extinción de la cal se hace en un hidratador, por introducción de agua. Provoca una reacción química exotérmica, y por tanto un desprendimiento de calor intenso. La trituración permite obtener un polvo fino, natural y puro: la cal hidráulica natural pura.

Fig.Nº3.9: Maquinaria moderna para la hidratación y trituración

Fig.Nº3.10:Acondicionamiento y Carga

Fig.Nº3.11: Ensacado y almacenamiento

3.2: USO DE LA CAL EN LA CONSTRUCCIÓN CL

Cal aérea apagada para la construcción

NHL

Cal hidráulica natural pura

NHL Z

Cal hidráulica natural con 20% máximo de añadido

HL

Cal hidráulica Resistencia Resistencia máxima a la compresión a 28 mínima a la días en mortero de laboratorio compresión a 28 días, en mortero de

laboratorio 2

2 N/mm²

5 N/mm²

3,5

3,5 N/mm²

10 N/mm²

5

5 N/mm²

20 N/mm²

Fig.Nº3.12:DIAGRAMA EXPLICATIVO DE LA FABRICACION DE LA CAL

PUZOLANAS Generalidades

Las puzolanas son materiales naturales o artificiales que contienen sílice y/o alúmina. No son cementosas en si, pero cuando son molidos finamente y mezcladas con cal, la mezcla fraguará y endurecerá a temperaturas normales en presencia de apara, como el cemento. Las puzolanas pueden reemplazar de 15 a 40% del cemento Pórtland sin reducir  significativamente la resistencia del concreto. La mayoría de materiales puzolanicos descritos aquí son subproductos de procesos industriales o agrícolas, que son producidos en grandes cantidades, constituyendo un problema de desperdicio, si permanecen sin utilizar. Incluso si no hubiera otros beneficios, sólo este aspecto justificaría un incremento del empleo de estos materiales. Comparado con la producción y empleo del cemento Pórtland, estos materiales contribuyen a ahorrar costos y energías, ayudan a reducir la contaminación ambiental y, en la mayoría de los casos, mejoran la calidad del producto final.

3.14. TIPOS DE PUZOLANAS • Básicamente hay dos tipos de puzolana, llamadas puzolanas naturales y artificiales. • Las puzolanas naturales esencialmente son cenizas volcánicas de actividades

volcánicas geológicamente recientes.

• Las puzolanas artificiales son el resultado de diversos procesos industriales y

agrícolas, generalmente como subproductos. Las puzolanas artificiales más importantes son arcilla cocida, cenizas de combustible pulverizado (pfa), escoria de altos hornos granulada y molida (ggbfs) y ceniza de cáscara de arroz (RHA).

Cenizas Volcánicas • La primera puzolana natural empleada en construcciones fue la ceniza volcánica del

Monte Vesubio (Italia), encontrada cerca de la ciudad Pozzuoli, que le dio el nombre.

• Aunque los compuestos químicos son similares, el material vidrioso formado por el

lanzamiento violento de la magna fundida en la atmósfera es más reactiva con la cal, que la ceniza volcánica formada por erupciones menos violentas.

• La generación de puzolanas naturales adecuadas está, por lo tanto, limitada a solo a

algunas regiones del mundo.

• Las buenas puzolanas a menudo se encuentran como cenizas finas, pero también

en forma de grandes partículas o tufos (ceniza volcánica solidificada), que deben ser  triturados para emplearse como puzolana. Sin embargo, la calidad de dichas puzolanas puede variar grandemente, incluso dentro de un mismo depósito.

• Las puzolanas naturales son empleadas igual que las puzolanas artificiales

Arcilla Cocida • Cuando los suelos arcillosos son horneados, las moléculas de agua se liberan,

formando un material cuasi-amorfo reactivo con la cal. Esto también es cierto para los esquistos y suelos lateríticos y bauxíticos. Tal hecho fue descubierto en la antigüedad y las primeras puzolanas artificiales fueron hechas de piezas de alfarería molidas, una tecnología tradicional que aún es ampliamente practicada en el subcontinente de la India, Indonesia y Egipto, empleando ladrillos poco cocidos o defectuoso. (En India se le llama «surkhi», en Indonesia «semen merah» y en Egipto «homra»).

• Alternativamente, tal como se informó en un proyecto de la India, los suelos que

contienen muy poca arcilla y demasiada arena para fabricar ladrillos, se cortan y se extraen en bloques formando pozos circulares. Luego los bloques son regresados a los pozos, junto con capas alternas de leña. El residuo obtenido al quemarlo es muy desmenusable y no necesita pulverización. Este se empleo como mortero para mampostería sólo añadiéndolo en la pasta de cal y mezclándolo, sin arena ni cemento (Bibl. 05.10).

• Una técnica similar procede de Java, Indonesia, en donde los bloques de arcilla son

quemados en un horno tradicional, desintegrados, cribados y empleados con cal y arena y a veces también con cemento (Bibl. 05.11).

• La calidad de estos métodos tradicionales son muy variables, pero se han

desarrollado mejores métodos de calcinación para producir puzolanas de mayor  calidad y uniformidad. • La ilustración muestra un horno de eje vertical (después de Thatte y Patel)

desarrollado en la India. La alimentación consta de una mezcla de terrones de arcilla de 50 a 100 mm de tamaño y residuos de carbón de piedra (48% de ceniza, 31% de carbón estable, y 20% de volátiles). La calcinación se realiza ha 700°C durante tres horas, siendo la temperatura regulada por termopares y controlada por un ventilador  de aire y el ingreso de la alimentación. La capacidad es de 10 toneladas por día. La National Buildings Organization, Nueva Delhi, desarrollo el proceso de lecho licuado, por la arcilla alimentada es calcinada en pocos minutos, obteniendo así grandes rendimientos en un proceso continuo .

Fig.Nº3.13: Detalle de la naturaleza y diemnciones de un horno vertical

Ceniza de Combustible Pulverizado (Ceniza Volante) • Comparando los procesos de producción de ceniza de combustible pulverizado (pfa),

más conocida como ceniza volante, y de cemento portland, ordinario (OPC), queda claro por que razón la pfa puede emplearse como sustituto parcial de éste último.

• El carbón de piedra finamente molido es inyectado a gran velocidad con un chorro

de aire caliente (aproximadamente. 1500°C) en un horno en las estaciones de generación de electricidad. El contenido carbónico se quema instantáneamente, y la materia restante (que comprende sílice, alúmina y oxido de hierro) se funde en suspensión, formando finas partículas esféricas por el rápido enfriamiento mientras son llevados por los gases de combustión.

• En la producción de OPC, la piedra caliza y la arcilla, finamente molidas y

mezcladas, son alimentadas en un horno giratorio inclinado, en el cual se forma clinker a 1400°C. El clinker enfriado se muele finamente y se mezcla con yeso para producir OPC. • Dependiendo del tipo de carbón de piedra, la pfa contiene diversas proporciones de

cal, la pfa de poca cal es puzolánica y la pfa con mucha cal tiene propiedades cementosas en si mismas Igual que en otras puzolanas, la cal liberada por la hidratación del OPC se combina con la pfa para actuar como un material cementoso.

• Las partículas esféricas, huecas, vidriosas de pfa tienen la misma finura que el OPC,

por lo que no es necesaria una mayor molida. La adición de pfa genera un concreto

fresco más trabajable (probablemente debido al efecto de cojinete de bolas de las partículas esféricas) y homogéneo (dispersando el cemento y distribuyendo uniformemente el agua). Otras ventajas de emplear la pfa son: • Con el incremento del tiempo, se desarrollan mayores resistencias que el concreto

sin pfa. • La pfa no influye negativamente el comportamiento estructural de las piezas de

concreto.

• Comparada con el concreto de OPC, el concreto de pfa es más liviano, menos

permeable (debido a su compactación más densa) y con un mejor acabado

• El concreto de pfa es además más resistente al ataque del sulfato y a la reacción

silice-álcali.

• Los concretos en los cuales se reemplaza entre 35 a 50% del paso de OPC por pfa

han mostrado comportamientos satisfactorios.

• Los áridos derivados de la ceniza volátil muestran una excelente adhesión en

concretos de pfa, contribuyendo favorablemente a su comportamiento y durabilidad.

Concreto de Cemento Portland Ordinario Fresco

Dispersión de los Granos de Cemento Añadiendo pfa

Escoria de Alto Horno Granulada Molida • La escoria de alto horno es un material fundido que se asienta sobre el lingote de

arrabio en la parte inferior del horno. Esta es producida por los diversos componentes en el horno cuando se llega a los 1400° a 1600°C.

• Un enfriamiento lento de la escoria genera un material cristalino, empleado con árido

Un rápido enfriamiento con aire o agua bajo presión forma pelotillas vidriosas (escoria expendida > 4 mm., adecuado con árido ligero) y gránulos menores de 4 mm., que poseen propiedades hidráulicas cuando se muelen finamente.

• La escoria triturada se mezcla con OPC para producir cemento portland, de alto

horno (PBFC), en el que el contenido de escoria puede llegar al 80%. Sin embargo, ya que el PBFC es más lento para reaccionar que el OPC, la reactividad se reduce a mayor porcentaje de escoria.

• Aunque la resistencia temprana de los concretos de PBFC generalmente es menor 

que de los concretos de OPC, es probable que la resistencia final sea mayor. La más lenta reactividad del PBFC genera menos calor y puede ser ventajoso en donde el agrietamiento térmico es un problema.

• Además de hacer más trabajable el concreto fresco, el PBFC tiene gran resistencia

al ataque químico y su capacidad de proteger el refuerzo de acero la hace adecuada para emplear en concretos reforzados y pretensado.

Fig.Nº3.14: Secuencia de actividades de molienda de escoria y su ensacado

Ceniza de Cáscara de Arroz • La combustión de los residuos agrícolas elimina la materia orgánica y, en la mayoría

de los casos, produce una ceniza rica en sílice. De los residuos agrícolas comunes, las cáscaras de arroz producen la ceniza de mayor cantidad (también llamado horno Paddy) - alrededor del 20% del peso - que también tiene el mayor contenido de sílice - alrededor del 93% del peso. Es su gran contenido de sílice lo que le da a la ceniza sus propiedades puzolánicas.

• Sin embargo, sólo la sílice amorfa (no cristalino) posee estas propiedades, es por 

esta razón que la temperatura y duración de la combustión son importantes en la producción de la ceniza de cáscara de arroz (RHA). La sílice amorfa se obtiene quemando la ceniza a una temperatura menor de 700°C. Una combustión sin control de las cáscaras de arroz, ejem. cuando son usadas como combustible o quemada

en un montón, generalmente a temperaturas mayores de 800°C, genera la cristalización de la sílice, que es menos reactiva. • El incinerador que se ilustra, desarrollado primero por el Pakistan Council of 

Scientific and Industrial Research (PCSIR) y mejorado por el Cement Research Institute de la India (CRI), es fabricado con ladrillos con muchas aberturas para permitir un buen flujo de aire a la masa de cáscara de arroz. La superficie interior es cubierta con una malla de alambre fino calibre 16. Las cascaras son introducidas por  la parte superior y la ceniza se retira por la puerta de descarga inferior. Un pirómetro regula la temperatura, que puede ser controlada tapando o abriendo los orificios, manteniendo una temperatura de aproximadamente. 650°C por 2-3 horas.

• La ceniza reactiva es de gris ocurra a blanca, dependiendo del carbón residual en

ella, que no tiene efecto negativo si es menor de 10%. Para mejorar su reactividad, la ceniza es pulverizada en un molino de bolas por aproximadamente una hora, o más si contiene sílice cristalina. La ceniza puede reemplazar hasta 30% del cemento de un mortero o concreto. Alternativamente, puede ser mezclada con 30 a 50% de cal hidratada para ser empleada como cemento en morteros, enlucidos y concreto en masa.

Fig.Nº3.15: otro modelo de horno usado • En otro proceso, la ceniza obtenida del quemado del montón o la de producción del

arroz pre cocido se mezcla con 20 a 50% (del peso) de cal hidratada. Esta es triturada durante seis o más horas en un molino de bolas para producir ASHMOH, un aglomerante hidráulico adecuado para obras de mampostería, cimientos y obras de concreto en general diferentes al concreto armado. Una variación de éste es el ASHMENT, en el cual se sustituye la cal por cemento Pórtland, (Bibl. 08.04).

Fig.3.15: muestra el hogar de un horno • También se ha desarrollado un método que emplea lodo de cal, residual obtenido de

la refinación de azúcar. Este es secado y mezclado con una cantidad igual (de peso) de cáscara de arroz triturada y algo de agua. Se hacen trozos a mano del tamaño de pelotas de tenis y se secan bajo el sol Estos son quemados sobre una parrilla en un horno abierto, para producir un polvo blando, que se muele en un molino de bolas. El aglomerante hidráulico es empleado de la misma manera que el ASHMOH.

• Una variante de este método utiliza suelo con un contenido mínimo de arcilla de 20%

en lugar de lodo de cal. El aglomerante resultante puede emplearse como una mezcla de 30% con cemento Pórtland, para hacer cemento Pórtland, puzolánico. Las pruebas han mostrado que la puzolana es mejor si la arcilla es bauxitica.

• En el National Building Research Institute, Karachi, Pakistan: La primera casa de

bajo costo para ser construida con cal y ceniza de cáscara de arroz, reemplazando completamente el cemento en la producción de bloques aligerados resistente a la carga, mortero y enlucido. El 30% del cemento Pórtland, de los dinteles de concreto prefabricados y de las viguetas de techo fue reemplazado por RHA.