Informe Piedra Caliza

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CAMPECHE INFORME: PIEDRA CALIZA

PIEDRA CALIZA DEFINICIÓN La caliz liza,

o roca

calc calcár áre ea,

es

una ro roca ca

sedime sed imenta ntaria ria compues compuesta ta

mayorita mayoritariam riamente ente

por carb carbona onato to de calc calcio io (CaCO (CaCO3), general generalment mente e calcita calcita,, aunque aunque frecuen frecuenteme temente nte present presenta a traz trazas as de magnesita magnesita (MgCO (MgCO3) y otros carbonatos carbonatos.. ambi ambi!n !n pued puede e cont conten ener er pequ peque" e"as as cantidades de minerales como arcilla arcilla,, #ematita #ematita,, siderita siderita,, cuarzo cuarzo,, etc., que modi$can (a %eces sensiblemente) el color y el grado de co#erencia de la roca. &l carácter prácticamente monomineral de las calizas permite reconocerlas fácilmente gracias a dos caracter'sticas f'sicas f'sicas y qu'micas qu'micas fundamen fundamentale tales s de la calcita calcita es menos dura que el cobre cobre (su (su dureza en la escala de Mo#s es Mo#s es de 3) y reacciona con efer%escencia en presencia de ácidos ácidos tales tales como el ácido clor#'drico. clor#'drico .

FORMACIÓN Las calizas se forman en los mares cálidos y poco profundos de las regiones tropicales, en aquellas zonas en las que los aportes detr'ticos son poco importantes. os procesos, que generalmente act*an con+untamente, contribuyen a la formacin de las calizas &s una roca que que esta esta forma formada da princ princip ipalm alment ente e por por Carbo Carbonat nato o de calcio calcio,, norm normalm almen ente te tienen tienen origen origen sedimentario, sedimentario, al depositarse depositarse por largo tiempo los esqueletos carbonatados carbonatados de seres %i%os en los fondo fondos s de los los Oc!ano Oc!anos. s. Las Las accio accione nes s qu'mi qu'mica cas s y el tiemp tiempo o poste posteri rior ores es dan a esos esos depsitos carácter p!treo. Cuando tiene alta proporcin de carbonatos de Magnesio se le conoce como olomita. -unque puede presentarse compacta, la caliza es generalmente una roca porosa lo que la #ace importante como reser%orio de etrleo. La roca se disuel%e lentamente en las aguas aciduladas por lo que el agua de llu%ia y r'os (ligeramente ácidas) pro% pro%oc oca a la diso disolu luci cin n de la cali caliza za,, crea creand ndo o un tipo tipo de mete meteor oriz izac aci in n cara caract cter er's 'sti tica ca denominada /árstica o Cárstica. Las calizas pueden referirse a dos or'genes las autctonas y las alctonas. Las calizas autctonas se #an formado in situ, por precipitacin biog!nica del agua presente en el ambiente, por lo general el mar0 las alctonas fueron transportadas, desde el sitio de la precipitacin original, por la accin de las corrientes de agua.

ág. 1


Origen hídrico

&squema del proceso de formacin de grutas y cue%as conestalactitas y estalagmitas en regiones calcáreas, debido a la qu'mica del carbonato cálcico.

&l carbonato

de

calcio (CaCO3)

se

disuel%e

con

muc#a

facilidad

en

aguas

que

contienen di2ido de carbono (CO) gaseoso disuelto, debido a que reacciona con este y agua para formar bicarbonato de calcio 4Ca(5CO3)6, compuesto intermedio de alta solubilidad. 7in embargo en entornos en el que el CO  disuelto se libera bruscamente a la atmsfera, se produce la reaccin in%ersa aumentando la concentracin de carbonato de calcio, cuyo e2ceso sobre el ni%el de saturacin precipita. e acuerdo a lo descrito, el equilibrio qu'mico en solucin sigue la siguiente ecuacin

&sa liberacin de CO  se produce, fundamentalmente, en dos tipos de entornos en el litoral cuando llegan a la super$cie aguas cargadas de CO  y, sobre los continentes, cuando las aguas subterráneas alcanzan la super$cie. &ste es el proceso fundamental de formacin de grutas y cue%as con presencia de estalactitas y estalagmitas en muc#as regiones calcáreas con piedras

calizas denominadas

tambi!n 8arsts,

carsts

o

carsos.

&stas

*ltimas

denominaciones de las regiones calcáreas pro%ienen del nombre de la regin eslo%ena de Carso, rica en estos minerales y paisa+es.

Origen !í"ico ág. 


&l carbonato de calcio se disuel%e con muc#a facilidad en aguas que contienen gas carbnico disuelto (CO ). &n entornos en los que aguas cargadas de CO  liberan bruscamente este gas en la atmsfera, se produce generalmente la precipitacin del carbonato de calcio en e2ceso seg*n la siguiente reaccin Ca 9 9  (5CO3:) ; CaCO3 9 5O 9 CO. &sa liberacin de CO  inter%iene, fundamentalmente, en dos tipos de entornos en el litoral cuando llegan a la super$cie aguas cargadas de CO  y, sobre los continentes, cuando las aguas subterráneas alcanzan la super$cie.

Origen #io$%gico
DESCRIPCIÓN &sta roca sedimentaria está compuesta en más de un =>? por carbonato cálcico. &stas rocas pueden estar formadas por 1.

Terrígenos: granos procedentes de fuera de la cuenca sedimentar'a, carbonatadas o

no, que deben suponer menos del @>? del total de la roca (si no es as' ser'an rocas detr'ticas). .

Aloquímicos: Aranos formados en la misma cuenca fragmentos de otras rocas

carbonatadas (Bntraclastos), oolitos, pelets, pisolitos, oncolitos, o conc#as, caparazones y otros restos carbonatados de fsiles. 3.

Ortoquímicos: Cemento carbonatado que une entre si los anteriores componentes de

la caliza, se di%ide en micrita (de 1 a 1> Micras) y esparita (cristales de más de 1> micras).

PRINCIPALES TIPOS DE CALIZAS

ág. 3


Calizas fosilíferas: Calizas compuestas por un ele%ado porcenta+e de restos carbonatados de seres %i%os (fsiles), cementados por carbonato cálcico como son las calizas nummul'ticas del aleoceno de las sierras de la uerta, de la Muela o de &spu"a0 las calizas arrecifales de las cuencas terciarias de ortunaDMolina de 7egura, Mula o Lorca0 etc. Calizas bioclásticas 7on calizas formadas mayoritariamente por fragmentos carbonatados de fsiles. Eealmente son calizas fosil'feras cuyos fsiles están muy fragmentados. 7on muy abundantes en el erciario de la regin. Lumaquelas o coquina: Eoca de grano grueso formada esencialmente por la acumulacin de conc#as o fragmentos de !stas. 7on calizas fosil'feras con predominio de conc#as de bi%al%os, aunque por e2tensin se llega a aplicar a la acumulacin de restos de otros organismos (lumaquela de gasterpodos, lumaquela de nummulites y caliza nummul'tica), aunque las lumaquelas suelen estar menos cementadas y por ello son muy porosas. Calizas nodulosas rojas: Eocas carbonatadas de color ro+izo con estructura nodular originada por un intenso proceso de bioturbacin sobre fangos micr'ticos calcáreos. 7uelen contener gran abundancia de restos de ammonoideos y belemnites. 7e les conoce tambi!n como ammon'tico rosso y se formaron en altos fondos marinos ale+ados del continente emergido durante el Furásico (umbrales). oseen un ele%ado inter!s comercial (ro+o Cara%aca, el ro+o Ce#eg'n, el gris Ce#eg'n, el Ce#eg'n m!dium y el ro+o Guipar) y cient'$co por su contenido paleontolgico. Calizas oolíticas: Calizas compuestas fundamentalmente por oolitos que son granos esf!ricos de carbonato cálcico de origen inorgánico con estructura conc!ntrica. 7e formaron en medios marinos cálidos y poco profundos (plataformas carbonatadas). Calizas lacustres: Calizas formadas por la precipitacin de carbonato cálcico en medios lacustres. 7uelen tener coloraciones claras con tonos grisáceos, pardos o rosados. 7e caracterizan por presentar numerosas oquedades originadas por el escape de gases, pero a su %ez son muy resistentes. &n ellas pueden e2istir restos de gasterpodos de agua dulce o pulmonados (calizas lacustres de Moratalla), bioturbaciones originadas por ra'ces (calizas lacustres de Mula) o de oncolitos (calizas lacustres de Cara%aca), que son estructuras redondeadas y conc!ntricas originadas por el crecimiento de algas %erdeDazuladas o cianobacterias.

ág. H


PROPIEDADES F&SICAS La coloracin de las calizas ricas en calcio y las calizas dolom'ticas son blancas cuando son puras, pero cambia de color entre el gris y el negro a consecuencia de las impurezas carbonosas que contienen0 el 2ido f!rrico da a la caliza color amarillento, ro+o, pardo0 los sulfuros tales como la pirita, la marcasita y la siderita alteran el color super$cial de la roca al o2idarse ba+o la inIuencia de los agentes atmosf!ricos, dando un color ro+izo. ara la construccin de monumentos o la edi$cacin, el color de la caliza es una propiedad importante. Las calles comerciales tienen color blanco o d!bilmente gris. La resistencia de la caliza es una propiedad importante a la compresin, al aplastamiento que oscila entre =J.H y @J3.@ 8gKcm , la resistencia a la traccin no es tan importante y es más dif'cil de determinar, su %ariacin es de  a 3 8gKcm . La densidad bruta de la caliza, es el peso de un dec'metro c*bico, que %ar'a seg*n el contenido de #umedad, la te2tura y la porosidad de la roca. La caliza comercial secada al aire en las condiciones ordinarias tiene una densidad de 1.= 8gKdm 3. &n condiciones de #umedad, la densidad bruta puede ser de ,H 8gKdm 3. La densidad real prescindiendo de los poros llenos de aire, oscila entre . y .= 8gKdm3. La caliza rica en calcio tiene una densidad de .@ a .@ 8gKdm30 y las calizas dolom'ticas de .J a .= 8gKdm 3. La composicin qu'mica y las propiedades de la cal y la caliza dependen de la naturaleza y cantidad de las impurezas de la roca original. Las materias contaminadas se depositan simultáneamente con la caliza o entraron durante alguna fase posterior. La al*mina en combinacin con la s'lice está en la caliza principalmente en forma de arcilla, aunque pueden encontrarse otros silicatos de aluminio en forma de feldespato y mica. Cuando está en cantidades apreciables, la arcilla con%ierte una caliza rica en calcio en marga o en una arcillosa, que por calcinacin dan cales #idráulicas. &n contraste con las calizas que contienen de @ a 1> por ciento de materiales arcillosos dan cales #idráulicas d!biles0 y las que contienen del 1@ al 3> por ciento producen cales altamente #idra*licas. La materia sil'cea contenida en las arcillas puede presentarse en estado libre, como arena, fragmentos de cuarzo y pedernal y en estado combinado como feldespato, mica, talco y serpentina0 !sta impureza está en proporciones %ariables, aunque por lo general peque"o. ág. @


ara la mayor'a de las aplicaciones pueden despreciarse las cantidades peque"as0 sin embargo, el @ por ciento o más de materia sil'cea en una caliza pueden ser noci%a para el rendimiento en la fabricacin de la cal y para la calidad de la misma. - las temperaturas propias de la calcinacin, la mayor parte de la s'lice, en especial la que se #alla en forma de part'culas min*sculas (las part'culas de s'lice grandes como granos gruesos de arena suelen permanecer inertes), reacciona con el 2ido de calcio y produce silicatos fundidos0 !stos productos %'treos se re*nen en el #orno y obstruyen el paso del material, fenmeno que en los #ornos relati%os forma un anillo de silicato que se %a ensanc#ando durante la rotacin del #orno. -demás de ser una impureza, la materia silicosa es muy dura y noci%a para las cales y las rocas destinadas a producir materiales de pulimento. Las calizas metal*rgicas y qu'micas deben contener menos del 1 por ciento de al*mina y menos de  por ciento de s'lice. Los compuestos de #ierro de una caliza son pocas %eces noci%as para la cal, a menos que se necesite una cal muy pura. .>@ por ciento de azufre y >.> por ciento de fsforo. Muc#as fábricas de cal reducen las impurezas de la cal cribando y seleccionando la roca caliza antes de calcinarla, puesto que por cada 1>>> 8ilogramos de caliza slo producen @> 8ilogramos de cal %i%a, el porcenta+e de impurezas en una cal %i%a es casi el doble del de la roca original.

D!re'( La dureza relati%a puede ser estimada mediante la comprobacin de su resistencia al ser rayada, esta propiedad se suele medir utilizando la escala de M#os. e2tura Aranular $na a gruesa, es un poco rasposa. ienen una te2tura consistente en granos minerales que se ág. 


entrelazan, desarrollados durante la cristalizacin de sustancias que se desprenden de la solucin.

Den)id(d epende de su altura, puede %ariar de acuerdo a la cantidad de restos fsiles y silicatos que !sta contenga, pero generalmente son ligeras. Color blanco y tintes di%ersos debido a impurezas. ardo, incoloro, blanco, rosa, amarillo y gris. &l color de un mineral no es una forma segura para su identi$cacin, supuesto que algunos minerales poseen una escala de colores. &l color de raya (color de pol%o $no que de+a un mineral cuando rayamos en el sobre una placa de porcelana blanca porosa) es un indicador más seguro. Nrillo 'treo, de opaco a cristalina. 'treo, de opaco a cristalina. ransl*cido a terroso, en algunas rocas como la dolomita o dolom'a tiene brillo cristalino.

CLASIFICACIÓN ara que una roca se clasi$que como piedra caliza, debe contener al menos el @> por ciento de calcita, de acuerdo con la Au'a de Campo del
U#ic(ci%n de $( c($i'( en $( c$()i*c(ci%n de $() roc()+ Las rocas se clasi$can en 'gneas, metamr$cas y sedimentarias. La caliza se ubica dentro de la clasi$cacin de rocas sedimentarias, como lo es tambi!n conglomerados, brec#as, areniscas, limonitas, dolomitas, pedernal, e%aporitas, tur%as, asfaltitas, lateritas, tibas y tu$tas.

UTILIZACIÓN

ág. 


&s una roca importante como reser%orio de petrleo, dada su gran porosidad. iene una gran resistencia a la meteorizacin0 esto #a permitido que muc#as esculturas y edi$cios de la antigPedad tallados en caliza #ayan llegado #asta la actualidad. 7in embargo, la accin del agua de llu%ia y de los r'os (especialmente cuando se encuentra acidulada por el ácido carbnico) pro%oca su disolucin, creando un tipo de meteorizacin caracter'stica denominada 8árstica.

agregado para la formacin del concreto (#ormign) y la construccin de caminos. La cal se usa en morteros para alba"iler'a, en enlucidos del concreto, como agente estabilizador del suelo y en la construccin de caminos de tierra. La dolomita quemada e inerte se usa muc#o como material refractario para re%estimiento de #ornos y #ogares. 7on aplicaciones qu'micas de la caliza en procesos metal*rgicos, como fundente, en operaciones para fabricacin de la pulpa de papel, en procesos de neutralizacin de ácidos y como relleno de muc#os productos comerciales, en la fabricacin del cemento en donde se usa un enorme tonela+e de caliza, en la fabricacin de alambre y acero, en el tratamiento de minerales de oro y plata y en la re$nacin del cobre, el plomo0 siendo el mayor consumidor de cal la industria del acero, que la usa por las propiedades básicas de la cal para eliminar las impurezas ácidas de las menas de #ierro. &n la puri$cacin del agua y para el tratamiento de las aguas residuales de las poblaciones e industrias, control de la contaminacin atmosf!rica. 7e mencionan otros usos tales como para la re$nacin del az*car y el petrleo, en la fabricacin del papel, #idr2ido de sodio, %idrio, insecticidas, carburo de calcio, pol%os de blanqueo, art'culos de piel, barnices, magnesio.

U)o) en $( con),r!cci%n Los usos que tiene la caliza con $nes de construccin son los agregados para #ormign y como componentes del concreto, la mayor parte del cual se #ace con cemento, como los balastros para ferrocarriles cuyo tama"o comprende entre S y V pulgadas de diámetro (. a 3.@ mil'metro) siendo el tama"o preferido para usarlo con el $n de mantener sus %'as en buen estado, como piedra de relleno, los fragmentos de caliza irregulares de tama"os que %ar'an entre 1@ y 3> cent'metros, son utilizados en la construccin de los %ertederos de las presas, en la construccin de muelles y para rellenar los puntos ba+os en terrenos o carreteras.

PRINCIPALES DERIVADOS DE LA CALIZA

ág. =


Cal La caliza u otras rocas calcáreas se calientan en #ornos #asta =>3WC, de forma que e2pulsa el CO  y queda la cal %i%a (CaO). &sta se apaga con agua, mezclada con arena, forma el mortero. Com*nmente, la cal se prepara en forma de cal #idratada (Ca(O5 )), a"adiendo agua. Cien 8ilos de caliza pura producen @ 8ilos de cal. uede emplearse tambi!n dolomita que da CaODMgO, se apaga más lentamente y despide menos calor que la cal %i%a.

V(ried(de) co"erci($e): -Cal Viva: Material obtenido de la calcinacin de la caliza que al desprender an#'drido carbnico, se transforma en 2ido de calcio. La cal %i%a debe ser capaz de combinarse con el agua para transformarse de 2ido a #idr2ido y una %ez apagada (#idratada), se aplique en la construccin, principalmente en la elaboracin del mortero de alba"iler'a. -Cal idratada: 7e conoce con el nombre comercial de cal #idratada a la especie qu'mica de #idr2ido de calcio, la cual es una base fuerte formada por el metal calcio unido a dos grupos #idr2idos. &l 2ido de calcio al combinarse con el agua se transforma en #idr2ido de calcio. -Cal idráulica: Cal compuesta principalmente de #idr2ido de calcio, s'lica (7iO ) y al*mina -lO3) o mezclas sint!ticas de composicin similar. iene la propiedad de fraguar y endurecer incluso deba+o del agua.

FALLAS EN PIEDRAS CALIZAS &l origen de las fracturas se relaciona en la forma en que la piedra caliza se rompe ba+o presin. X

&l agua de llu%ia mezclada con di2ido de carbono disuel%e la roca. urante la estacin

seca el agua sube a la super$cie de la piedra caliza e2puesta y se e%apora, de+ando tras de s' los minerales que estaban en solucin. &so da como resultado una super$cie dura relati%amente impermeable. X

La piedra caliza se fractura con facilidad, permitiendo que el agua se con%ierta en una

cascada que Iuye a tra%!s de los resquebre+amientos y llega rápidamente al ni%el #idrostático.

ág. 1>

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CAMPECHE INFORME: PIEDRA CALIZA •

Las fracturas y fallas que aparecen en la piedra caliza generalmente forman un patrn de l'neas cortas que se interceptan con las $suras más prolongadas, formando ángulos casi rectos. Las intersecciones son caminos que facilitan el Iu+o de agua #acia aba+o. &l agua corroe la piedra caliza a medida que se $ltra a tra%!s de la roca, de+ando ca%ernas a las l'neas de factura, especialmente o +usto encima del ni%el #idrostático. Los pasadizos estrec#os y %ueltas en ángulo recto de la ca%erna que están sobre el ni%el #idrostático.

E-UIPOS PARA PRUE.AS Las siguientes fotograf'as muestran algunos de los equipos que se utilizaron para realizar las pruebas as' como algunos espec'menes obtenidos en el laboratorio de Aeotecnia y 'as errestres.

Cortadora

Especímenes de roca caliza

Extractora

Máquina Universal

ág. 11


Especímenes de roca caliza

Broca extractora

ág. 1


ANE/OS

ág. 13

Informe Piedra Caliza

Recommend Documents