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INTRUDUCCION
Materiales y Acabados es área que nos permite expandir o ampliar nuestros conocimientos sobre ciertos materiales que se usan en nuestro futuro ámbito laboral como ingenieros civiles.
Teniendo en cuenta que estos materiales deben ser conocidos y experimentados por todos nosotros para un desempeño laboral, sin muchos percances al momento de construir o incluso post construcción.
Los materiales conglomerantes son aquellos que al ser mezclados con agua forman una masa que se adhiere a otros tipos de materiales al cabo un tiempo, adquiriendo una resistencia típica y única del mismo.
El yeso es un material que tiene la propiedad de tener un fraguado rápido siendo esto ambiguo en caso que algunas veces se requiere un fraguado muy rápido o muy lento en los morteros, según lo que se requiere.
El yeso junto al cemento son conglomerantes más utilizados para formar los morteros y hormigones para la cohesión entre materiales.
DEFINICION
El yeso es un material de color blanco, textura fina y baja dureza que se obtiene por calcinación del sulfato de calcio hidratado, que tiene la propiedad de ser un aglomerante que se endurece rápidamente y se utiliza en revestimientos interiores.
El yeso como mineral, es denominado algez que es un mineral que es encontrado naturalmente sin necesidad de ningún químico, es extraído mediante la voladura de las canteras de las mismas.
Químicamente el yeso se denomina sulfato de calcio hidratado representado de muchas formas como pueden ser:
SO4Ca + 1/2H2O
SO4Ca +2H2O
SO2Ca
SO4Ca
El yeso presenta varios tipos teniendo en cuenta para su uso y dependiendo del color que presenta luego de su proceso de obtención.
El tiempo de fraguado del yeso puede ser retardado con ayuda de alcoholes y aceites
HISTORIA
El yeso ha sido utilizado por las culturas más antiguas de áfrica, medio oriente e incluso los romanos y griegos; ya sea por los egipcios en parte de sus pirámides o tablillas de jeroglíficos; así como también por los árabes que lo usaron en para decoraciones de sus puertas y ventanas dándoles una forma a gusto de estos; mientras que los romano y griegos los usaron para sus esculturas.
ORIGEN
El origen del yeso es gracias a la sedimentación de rocas calcáneos y arcillas, en depósitos salinos evaporíticos asociados a antiguos mares o lagos salados, como producto se obtiene la hidratación de la anhidrita.
En Sudamérica se puede encontrar en ciertas cordilleras andinas en la que se extrae para su elaboración como producto manufacturado.
PROCESO DE ELABORACION
La elaboración del yeso es muy arecida a la elaboración del cemento ya que, su materia prima pasa por los mismos pasos para su obtención
EXTRACCIÓN
El sulfato de calcio hidratado (materia prima) se extrae de las minas. El tamaño de las piedras puede ser de hasta 50 cm de diámetro. Esta extracción se realiza de la cantera
SELECCIÓN DE LA MATERIA PRIMA
Se hace una minuciosa selección de la piedra de yeso natural, posteriormente se almacena para su uso en el proceso de calcinación dependiendo del tipo de yeso a fabricar.
CALCINACIÓN
Una vez seleccionado el yeso crudo, se somete a una deshidratación parcial con una técnica de calcinación a altas presiones con un riguroso control de tiempo y temperatura, obteniendo cristales de mínima porosidad y forma regular, que permitirán producir modelos de gran dureza y resistencia. La estructura y propiedades del producto final dependen directamente de las condiciones de calcinación empleadas.
TRITURACIÓN
La primera trituración, reduce el tamaño de las piedras para facilitar su manejo a una dimensión inferior a 15 cm, la segunda trituración por medio de quebradoras permite reducir el tamaño de las piedras de 4 a 5 cm.
MOLIENDA Y CRIBADO
La operación posterior a la trituración es la molienda, el yeso calcinado es llevado a tolvas que dosifican la cantidad de material proporcionado a los molinos. La proporción y distribución de los tamaños de partícula es un factor determinante con respecto a las propiedades del producto.
TIPOS
YESOS DE CONSTRUCCION
Yesos artesanales, tradicionales
El yeso negro es el producto que contiene más impurezas, de grano grueso, color gris, y con el que se da una primera capa de enlucido. Tiene una pureza mayor al 75% y ayuda a corregir algunas imperfecciones de los muros.
El yeso blanco con pocas impurezas, de grano fino, color blanco, que se usa principalmente para el enlucido más exterior, de acabado. Presenta una pureza mayor al 80%, tienen un uso de revestimiento en decorados y acabados.
El yeso rojo, muy apreciado en restauración, que presenta ese color rojizo debido a las impurezas u óxidos de otros minerales.
YESOS INDUSTRIALES O DE HORNO MECÁNICO
Yeso de construcción (bifase)
Llamamos yeso de construcción al material blanquecino procedente de la cocción de la piedra de yeso o aljez, que una vez mezclado con agua, en determinadas porciones, es capaz de fraguar en el aire.
Grueso
Constituido por semihidrato (SO4Ca. 1/2 H20) y anhidrita II artificial (SO4CaII). Se utiliza para pasta de agarre en la ejecución de tapados, en revestimientos interiores y como conglomerante auxiliar de obra.
Fino
Constituido por semihidrato (SO4Ca. 1/2 H20) y anhidrita II artificial (SO4CaII) con granulometría más fina que el Yeso Grueso. Se utiliza para enlucidos, blanqueos sobre revestimientos interiores (guarnecidos o enfoscados). La resistencia mecánica a flexo tracción deberá ser como mínimo de 25 kgp/cm2
Escayola
Que es un yeso de más calidad y grano más fino, con pureza mayor del 90%.
TAMBIEN SE PUEDEN CLASIFICAR POR SU ESTADO DE HIDRATACION
HEMIHIDRATADO α
Para su obtención se requiere una atmosfera saturada de vapor entre unos 120° a 170°C, es más compacto que el "beta", tiene mejores características y mejor capacidad para la construcción, así como mayor tracción y compresión que los "beta"; tiene un menor tiempo de fraguado, además presenta una apariencia sedosa
HEMIHIDRATADO β
Es más terroso pero con una mayor solubilidad, sin embargo es menos estable, no tiene aspecto cristalino, con un mayor tiempo de fraguado y su fabricación es en calderas.
DIHIDRATADO
El yeso di hidratado triturado se utiliza en la fabricación de cemento portland y productos a base de mármol artificial; de carga o aditivo en pinturas esmaltes, productos farmacéuticos, papel, etc., y como agente de filtración.
DESHIDRATADO
YESOS ESPECIALES DE APLICACIÓN MANUAL PARA LA CONSTRUCCIÓN:
Yeso aligerado:
Material constituido fundamentalmente por sulfato de calcio en sus distintas fases de deshidratación, que lleva incorporado en fábrica aditivos y agregados ligeros, orgánicos o inorgánicos, tales como perlita expandida, para conseguir mejores prestaciones en aislamiento térmico o protección contra el fuego.
Yeso de alta dureza:
Material constituido fundamentalmente por sulfato de calcio en sus distintas fases de deshidratación, que lleva incorporado en fábrica aditivos y agregados orgánicos o inorgánicos para conseguir mejores prestaciones en dureza superficial.
Yeso de terminación:
Material constituido fundamentalmente por sulfato de calcio en sus distintas fases de deshidratación, que lleva incorporado en fábrica aditivos y agregados orgánicos o inorgánicos.
Se amasa de forma manual o mecánica (taladradora, batidora) consiguiendo una consistencia de pasta que permite su aplicación inmediata de forma manual.
Estos yesos están libres de partículas gruesas que impedirían el logro de una superficie de acabado lisa.
YESOS DE ACUERDO A SU PROYECCION
Yeso de construcción de proyección mecánica:
Conglomerante a base de sulfato de calcio que lleva incorporado en fábrica, aditivos y/o agregados, para conseguir las características adecuadas a su uso. Se aplica sobre un soporte mediante una máquina de proyección.
Yeso de proyección mecánica de alta dureza:
Es especialmente formulado para satisfacer las especificaciones de los trabajos que requieren altas durezas superficiales.
Yeso de proyección mecánica aligerado:
Este contiene agregados ligeros, para incrementar el aislamiento térmico y la protección al fuego de los paramentos.
Cuando el producto esté ensacado, su denominación, los distintivos de calidad si los tiene, y la referencia a su masa, han de estar impresos en el saco en color rojo.
PROPIEDADES DEL YESO
PROPIEDADES FISICAS
Presenta una dureza de 2 en las escalas de Mohs y Rosiwual
Presenta la coloración blanca o incolora (en caso de un color diferente, es por la presencia de impurezas)
También tiene un sistema cristalino (monoclino)
Es tenaz y blando
Presenta un cuerpo poroso
Finura
Expansión
Adherencia
Brillo y trasparencia (como mineral)
PROPIEDADES QUIMICAS
El yeso tiene como denominación química: SULFATO DE CALCIO HIDRATADO (CaSO4 + 2H2O)
Solidificación rápida al contacto con el agua
Todos los yesos realizan una reacción exotérmica al contacto con el agua
CARACTERISTICAS
Una de sus características fundamentales del yeso es su adherencia a ciertos materiales porosos, también presenta un fraguado rápido, así como su propiedad aislante térmico, su peculiar propiedad acústica así como su ligereza y su bajo precio lo hace un material especial para revestimientos.
La adherencia se presenta y se controla gracias a la cantidad de agua que presenta la mezcla para revestimiento de todo tipo
Su adherencia aumenta junto con la porosidad, así como se puede retardar su fraguado con ciertos plastificantes, sin embargo su porosidad se puede reducir con un rebatido antes del fraguado inicial pero este hace descender su propiedad de resistencia y contracción.
El agua a mezclar debe tener una 40% a 60% cuando se desea su aplicación como mortero y un 60% a 70% en caso de querer hacer un moldeo.
FRAGUADO DEL YESO
FASES DEL FRAGUADO DEL YESO
Tiempo de fraguado: tiempo transcurrido desde la mezcla hasta que se endurece la masa.
Tiempo de fraguado inicial: Transformación del hemidrato en dihidrato.
Mecanismo: El mecanismo se explica mediante 2 teorías:
Teoría Gelica de Michaelis: Trata al yeso como un sistema coloidal. El dihidrato existiría inicialmente como fase dispersa de un gel coloidal, a partir del cual crecen los cristales de dihidratos. Lo único que explica esto es la expansión de fraguado del yeso.
Teoría cristalina de Le Chatelier: al ponerse en contacto el hemidrato con elagua, se transforma en: período entre la iniciación de la mezcla y ladesaparición del brillo. Determina el tiempo que el yeso puede ser mezcladoy vaciado (período de trabajo).
Tiempo de fraguado final: Tiempo comprendido desde el inicio de la mezcla hasta el endurecimiento total de la masa.
Método para medición del tiempo de fraguado: existen 2 métodos de penetración:
Método de Gillmore: se ocupan 2 agujas, una fina y liviana y otra gruesa y pesada. Cuando la primera no logra penetrar en la superficie del yeso se dice que es el tiempo de fraguado inicial; cuando la gruesa no logra penetrar, se habla de tiempo final.
Método de Vicat: se ocupa solo una aguja; cuando no atraviesa todo el espesor, se encuentra en el fraguado inicial del yeso.
Control del tiempo de fraguado: cualquier método que regule la formación de los núcleos de cristalización es efectivo para controlar el tiempo de fraguado.
Factores de fraguado que dependen del proceso de elaboración y Calcinación incompleta: van a haber pequeñas cantidades que ya son dihidratos, los que actuaría como núcleos de cristalización iniciales, lo que disminuye el tiempo de fraguado.
Tamaño del grano: a menor tamaño es más fácil de ser mojado y másrápida la reacción; se forman mayor cantidad de núcleos de cristalización
Fuente: manual de HANDBOOK YESO
USOS Y APLICACIONES EN LA INGENIERIA
Emboquillados.- El emboquillado consiste en formar los marcos de las puertas y ventanas, este trabajo se lleva al cabo después del aplanado de muros, generalmente se cotiza aparte pues requiere de un cuidado muy especial para formar perfectamente las esquinas de los marcos. En ocasiones las esquinas de los marcos se protegen con algún tipo de protección metálica para que duren más y puedan restaurarse más fácilmente cuando se deterioren.
Aplanados.- Este nombre se aplica a los trabajos de yeso que se hacen sobre muros o techos para revestir propiamente al tabique, al bloque de concreto o al concreto hidráulico. La mezcla debe hacerse sobre una tarima o en un cajón, el cajón debe ser adecuado en tamaño para el ritmo de trabajo del yesero, ya que debe estar cerca de él para poder llenar con una cuchara la talocha o llana de madera con la que el yesero embarra el yeso sobre la superficie por enyesar, posteriormente el yesero emplea una llana metálica para dejar la superficie lisa. El aplanado de las superficies debe hacerse tratando de subsanar todas las imperfecciones consumiendo un mínimo de yeso pero proporcionando aislamiento térmico. El espesor de recubrimiento generalmente varía entre 1 y 2 cm.
Perfiles decorativos.- La creación de perfiles decorativos de yeso aún se siguen empleando para formar cornisas, zoclos o marcos en ventanas y puertas. Los perfiles se pueden elaborar en la obra o prefabricarse.
OTROS USOS
Agricultura como abono y desalinizador de terrenos de cultivos
Medicina lo utilizan para inmovilizar cierta parte de un cuerpo que se encuentra fracturada (traumatología) o en moldes quirúrgicos y odontológicos
Químico farmacéutica como fuente de calcio, elaboración de medicamentos y lápices labiales
Alimentos para la purificación de agua, vino, refinación de la azúcar y en algunos alimentos para animales
Industrias se incluye en la composición del cemento para retardar el tiempo de fraguado.
CARACTERISTICAS DE LOS MUROS PARA REVESTIMIENTOS CON YESOS
LA PLANEIDAD
La superficie debe definirse sensiblemente plano, determinando según se trate de paredes y techos, en forma vertical u horizontal, evitando desplomes o desniveles ya que resultan difícil de corregir el revestimiento
RUGOSIDAD Y POROSIDAD
La rugosidad y la porosidad la superficie a revestir con el yeso son características que facilitan la adherencia ya que la pasta de yeso en estado plástico penetra en los intersticios y en los poros de red capilar formando un buen revestimiento casi óptimo.
LIMPIEZA
Para que se produzca el proceso de adherencia es necesario que la superficie de soporte esté suficientemente limpia para permitir el completo proceso de revestimiento con el yeso
Esto indica que es recomendable la eliminación del polvo, partículas que desfavorezcan la adherencia óptima de la mas de yeso
TIPOS DE REEVESTIMIENTOS CON YESO
GUARNECIDO
El guarnecido es un revestimiento continuo de conglomerante, resultado de la mezcla del yeso grueso y el agua; este revestimiento previo tiene una capa de groso de unos 10 a 12 mm intentando dar un aspecto plano en muros demasiado erosionados
ENLUCIDO
El enlucido es un tipo de empastado en el que se define practicamente la superficie final, siendo esta mucho más lisa y satinada, lista para que se pueda servir de base para cualquier tipo de pintura.
Eta preparacion implica que al terminar la aplicación de guarnecido se debe humedecer su superficie.
La pasta de yeso fino se tiene que esparsila comprimiendo fuertementy susecivamente sobre la superfice dea revestir esto ayudara a que el guarnecido se adhiera aun más con la primera suerficie, así como eeste con el enlucido
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA UTILIZACION DEL YESO Y SUS PRODUCTOS
VENTAJAS
Protección y seguridad.
La resistencia al fuego hace que el yeso al igual que el cemento se mucho más seguro en caso de incendios, al momento de un incendio al igual que un cemento libera el agua incrustada en momento del mezclado retardando así la expansión del fuego protegiendo en algo a la estructura y la viviendas contiguas durante un promedio de unas cuatro horas
Control acústico
Las construcciones con recubrimiento con yeso y cemento ofrecen una resistencia a la transmisión de sonidos, siendo este tipo de viviendas las más apacibles con un alto grado de aislamiento acústico.
Durabilidad
Esta durabilidad se refiere al difícil deterioro con el paso de la abrasión y al maltrato de los muros y cielorrasos haciendo a estos más resistentes al paso del tiempo y a las variaciones de temperatura
Bajo peso
Por más que se emplee una capa gruesa en el revestimiento el peso que presenta el yeso es menor al cualquier material debido a su porosidad.
Bajo precio
En la actualidad el yeso no es un material muy utilizado, gracias a eso es un material barato a comparación del cemento para el revestimiento de fachadas o interiores, al cual se le adiciona la comodidad y el fácil empleo.
Fácil empleo
El fácil empleo se debe gracias a su fácil trabajabilidad teniendo en cuenta la rapidez de la mezcla a realizarse para el posterior revestimiento de interiores y exteriores
Fácil decorado
El yeso presenta una facilidad para realizar moldeado y/o decorado de formas estéticamente únicas a la percepción y gusto del propietario
DESVENTAJAS
En caso del uso del yeso blanco, no se puede evitar que la suciedad se impregne
Su rápida acción corrosiva ante el acero y la humedad.
Ocasiona deterioro y/o fizuración al cemento, debido a la reacción del SO4 (yeso) al AlC3 (cemento)
Es muy frágil (2 en escala de Mohs)
Su tiempo de fraguado puede ser perjudicial debido a que es muy rápido.
NORMATIVIDAD
NORMATIVIDAD ANTIGUA
NORMATIVIDAD ACTUAL
CÓDIGO: NTP 334.135 2015
TÍTULO: YESOS PARA CONSTRUCCION. Especificación normalizada para el yeso. 1ª. ed. = Gypsum for construction. Standard specification for gypsum
PÁGINAS: 5 p.
PRECIO: 11,26
Nº DE RESOLUCIÓN: R. 37-2015/CNB-INDECOPI (2015-04-23)
RESUMEN: Establece las especificaciones para el yeso, sulfato de calcio combinado con dos moléculas de agua en forma cristalina y teniendo la fórmula química aproximada CaSO4 2H2O
COMITÉ TÉCNICO: CTN 001: Cemento, cales y yesos
REEMPLAZOS: Reemplaza a: NTP 334.135 2003 (Revisada el 2013), NTP 334.135 2003
EQUIVALENCIAS: ASTM C 22/C22M:2000 Standard specification for gypsum
I.C.S.: 91.100.10
I.C.S.: 91.100.10-20
DESCRIPTORES: CONSTRUCIION
DESCRIPTORES: ESPECIFICACIONES
DESCRIPTORES: YESO
Fuente: INDECOPI
CÓDIGO: NTP 334.134 2015
TÍTULO: YESOS PARA CONSTRUCCION. Métodos de ensayosfísicos para productos de paneles de yeso. 2ª. ed. = Gypsums for construction. Physical test methods for gypsum panels products
PÁGINAS: 45 p.
PRECIO: 61,95
Nº DE RESOLUCIÓN: R. 37-2015/CNB-INDECOPI (2015-04-23)
RESUMEN: Establece los métodos de ensayos físicos para los productos de paneles de yeso. 1.2 Los métodos de ensayo aparecen en el siguiente orden: Resistencia a la flexión (Método A), Dureza del núcleo, extremos y bordes (Método A), Resistencia a la perforación (Método A), Resistencia a la flexión (Método B), Dureza del núcleo, extremos y bordes (Método B), Resistencia a la perforación (Método B), Deflexión por humedecimiento, Ortogonalidad de los extremos, Espesor nominal, Profundidad del borde ahusado o cóncavo, Ancho, Longitud, Resistencia al agua de los productos de panel de yeso con núcleo impermeable
COMITÉ TÉCNICO: CTN 001: Cemento, cales y yesos
REEMPLAZOS: Reemplaza a: NTP 334.134 2003 (Revisada el 2013), NTP 334.134 2003
I.C.S.: 91.100.10
I.C.S.: 91.100.10-20
DESCRIPTORES: ABSORCION
DESCRIPTORES: CONSTRUCCION
DESCRIPTORES: DUREZA
DESCRIPTORES: ENSAYOS
DESCRIPTORES: PANEL DE YESO
DESCRIPTORES: RESISTENCIA A LA FLEXION
DESCRIPTORES: YESO
Fuente: INDECOPI
RECOMENDACIONES
Antes de llevar a cabo el revestimiento se debe limpiar o al menos dejar una superficie más apropiada para su utilización.
Para cuando la utilización del yeso sea sobre el concreto, se recomiendo realizar picado para que el yeso tenga una mejor adherencia
Para evitar el fraguado demasiado rápido del yeso se le puede incluir unos materiales extras para retardar un poso su fraguado como el alcohol.
CONLUSIONES
El yeso es un material tan solo para acabados, por lo que se emplea como material conglomerante de revestimiento para fachadas e interiores en muros y/o cielos rasos.
El yeso como material conglomerante presenta un fraguados más rápido en comparación que el cemento actualmente más usado, esto nos muestra el porqué de poca utilización en nuestros tiempos.
Presenta una elaboración muy parecida al del cemento, es decir tienen "preparación" casi mediante el mismo procedimiento que la producción del cemento.
Su mineral se origina naturalmente se pueden encontrar en canteras en las que se encuentran rocas sedimentarias calcáneos y arcillas que fueron cubiertas por el agua salada de mares o lagos antiguos
El enigma: que el fraguado del yeso sea muy rápido, sin embargo al ser insertado en la composición de cemento, este tiene un fraguado más lento.
