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Apunbtes sobre conglomerados...

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39. Conglomerantes: yeso y cal. Definición, obtención, materias primas y procedimiento de fabricación de cada uno de ellos. Clases de yesos y de cales. Propiedades y utilización. Presentaciones comerciales. Morteros de cal. Ladrillos de cal. Estucos. Guarnecidos.

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I. Introducci Introducción. ón. Conglomer Conglomerantes. antes.

Los materiales aglomerantes son los cuerpos que tienen la propiedad de adherirse a otros, se emplean en construcción para unir los materiales, generalmente pétreos, que integran las fábricas, recubrirlos con enlucidos y revoques o formar pastas más o menos plásticas, llamadas morteros y hormigones, que permiten ser extendidas y moldeadas convenientemente, adquiriendo, después de endurecidas, el estado sólido. Se clasifican en aéreos o no hidráulicos, hidráulicos e hidrocarbonados. Los conglomerantes aéreos son los que sólo endurecen en el aire, dando morteros no resistentes al agua. Comprenden el yeso, la cal y la magnesia. Los conglomerantes hidráulicos son los que endurecen tanto en el aire como en el agua. Comprenden las cales hidráulicas y los cementos. También se incluyen en este grupo las puzolanas, que aunque por sí solas no endurecen o fraguan, si se mezclan con cales dan productos hidráulicos. Los aglomerantes hidrocarbonados están formados por los hidrocarburos más o menos líquidos o viscosos, que endurecen por evaporación de sus disolventes, como el alquitrán y el betún. Los aglomerantes aéreos e hidráulicos son cuerpos sólidos finamente pulverizados que al reaccionar con el agua fraguan y endurecen en un tiempo más o menos corto, formando cuerpos cristalinos capaces de aglomerar diversos cuerpos pétreos, metálicos y orgánicos. Son, pues, hidrófilos. Los aglomerantes hidrocarbonados sólo precisan ser calentados a cierta temperatura para su fácil extensión, consolidándose al perder su viscosidad, formando estructuras coloidales rígidas, siendo hidrófobos. El yeso es el aglomerante artificial más antiguo utilizado en Egipto hace 4500 años (en las pirámides y otros monumentos funerarios). Los griegos y los romanos lo utilizaron poco. Los árabes lo utilizaron mucho como yeso de fábrica, y en los decorados, como estuco.

El yeso es un conglomerante que se obtiene del aljez o piedra natural del yeso, constituida por sulfato cálcico dihidratado. Arrancado el aljez de las canteras, se tritura y se le somete a una cocción ,hasta unos 150 ºC de temperatura, para extraerle total o parcialmente el agua de cristalización que contiene en estado natural. Con esta operación el yeso natural pierde molécula y media de agua, transformándose en sulfato cálcico hemihidratado o yeso de construcción (semihidrato), según la reacción: Como consecuencia del desequilibrio producido en el semihidrato cuando se le hecha agua, fragua con gran rapidez, absorbiendo la cantidad de agua necesaria para recuperar su composición primitiva.

39. Conglomerantes: yeso y cal. Definición, obtención, materias primas y procedimiento de fabricación de cada uno de ellos. Clases de yesos y de cales. Propiedades y utilización. Presentaciones comerciales. Morteros de cal. Ladrillos de cal. Estucos. Guarnecidos.

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II: YESO II.1. Definició Definición n y materias primas.

Es el producto resultante de la deshidratación parcial o total del algez o piedra del yeso. Reducido a polvo y amasado con agua, recupera el agua de cristalización, endureciéndose. Se encuentra muy abundante en la naturaleza, en los terrenos sedimentarios, presentándose bajo dos formas: cristalizado, como anhidro (SO4Ca) llamado anhidrita; y con dos moléculas de agua (SO4Ca ·2H2O) denominado piedra de yeso o algez. La anhidrita es incolora o blanca, cuando está pura, y coloreada en azul, gris, amarillo o rojiza, cuando contiene arcillas, óxido de hierro, sílice, etc. Cristaliza en el sistema rómbico. Densidad 2.46, dureza 3 en la escala de Mohs. De estructura compacta y sacaroidea, absorbe el agua rápidamente, convirtiéndose en yeso o algez. Generalmente le acompañan el ClNa y el yeso. En estado puro tiene una composición centesimal: SO3, 59% y CaO, 41%. El algez o piedra de yeso se presenta cristalizado en el sistema monoclínico, formando rocas muy abundantes, y según su estructura, hay las siguientes variedades:  Yeso fibroso, formado por SO4Ca ·2H2O puro, cristalizado en fibras sedosas confusamente. Se usa para pastas y morteros.  Yeso espejuelo o laminar que cristaliza en grandes cristales, que se exfolian fácilmente en láminas delgadas y brillantes. Proporciona un buen yeso para estucos y modelados (moldeados)  Yeso en flecha, cristaliza en forma de punta de lanza formando macla, con él se obtiene un yeso excelente para el vaciado de objetos muy delicados.  Yeso sacarino o de estructura compacta; cuando es de grano muy fino, recibe el nombre de alabastro, usado para decoración y escultura. Este alabastro se diferencia del calizo por no producir efervescencia con los ácidos.  Yeso calizo o piedra ordinaria de yeso, contiene hasta un 12% de CO3Ca. Es la variedad más frecuente. Da un buen yeso, endureciéndose mucho después de fraguado. La piedra de yeso o algez en cualquiera de sus variedades, cuando está pura, es incolora o blanca, pero generalmente contiene impurezas que la da coloraciones amarilla, gris, rojiza, etc., debido a las arcillas, óxido de hierro, sílice, caliza, etc. Tiene densidad 2.28-2.32 y dureza 2 en la escala de Mohs. Su composición centesimal es SO3, 46.5%, CaO, 32.5% y H2O, 21%.

II.2. Obtenció Obtención. n.

El calor actúa sobre la piedra de yeso de tal forma que hace que se puedan obtener las distintas va variedades riedades que se usan en construcción construcción. La piedra de yeso cristaliza con dos moléculas de agua, es un bihidrato (SO4Ca ·2H2O). De estas dos moléculas de agua, una y media está combinada débilmente, y media, fuertemente. La expulsión del agua del bihidrato se produce en dos fases: en la 1ª se desprende la débilmente combinada, y en la 2ª, la fuertemente. Cuando por la acción del calor se desprende una molécula y media de agua se obtiene el semihidr semihidrato, ato, yeso de fábrica, estuco o modelado: 2(SO4Ca ·2H2O)+ Q = 2SO4Ca ·H2O+3H2O.



SO 4 Ca 2 H 2 O  Q 150 º C





SO 4 Ca 1 2 H 2O 

3

2 H 2O

 vapor  

Es el más empleado en construcción. Es el sulfato cálcico cristalizado en el sistema rómbico con media molécula de agua. Composición centesimal: SO3, 55%, CaO, 39% y H2O, 6%. Hay dos variedades: la  , de fraguado rápido, y la  , de fraguado lento. Se obtiene industrialmente calentando la piedra de yeso hasta unos 180º. Si se parte de yeso anhidro o deshidratado y se añade agua, no se obtiene semihidrato, sino bihidrato, siendo esta la causa de no encontrarse en la Naturaleza. Si se desprende la fuertemente combinada, se obtiene, según las temperaturas, la anhidrita insoluble o yeso muerto y yeso hidráulico o de pa pavimento vimento. Según las T crecientes de deshidratación, se puede clasificar los sucesivos estados del yeso en: - Temperatura ambiente: Bihidrato o algez (SO4Ca ·2H2O). - 128 – 180 ºC. Formación del semihidrato (2SO4Ca ·H2O). - 180 – 300 ºC. “ SO4Ca.  - Anhidrita soluble.

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SO4Ca.  - Anhidrita insoluble. También denominada anhidrita II artificial (RY/85) 900 – 1000 ºC. “ SO4Ca.  - Yeso hidráulico. 1450 ºC. Temperatura de fusión del yeso. 300 – 600 ºC.

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II.3. CL CLASES ASES DE YESOS

Se clasifican en semihidratos (son los de mayor empleo en construcción) y anhidros.

Las variedades de yeso de uso corriente en construcción son:  Yeso negro o de 2ª. Es oscuro, se obtiene del aljez menos puro. debe contener al menos un 50% de sulfato cálcico hemihidratado  Yeso blanco o de 1ª. Es el procedente del aljez más puro, es de buena calidad. Su contenido en sulfato cálcico hemihidratado no puede ser inferior al 66%.  Escayola. Es el yeso blanco de la mejor calidad; debe contener como mínimo un 80% de sulfato cálcico hemihidratado.  Perlita. Yeso blanco de gran pureza, más del 90% de semihidrato. Los semihidr semihidratos atos  Yeso negro o gris gris. Se fabrica con algez que contiene gran cantidad de impurezas, groseramente molido y directamente calcinado, por lo que se ennegrece con los humos y cenizas de los combustibles. Tiene una riqueza del 60% de semihidrato, se emplea en obras que no importe la presencia, como bóvedas, tabiques y tendidos.  El yeso blanco es el que contiene un 80% de semihidrato y está bien molido. Se emplea para enlucir las paredes, estucos y blanqueos.  Escayo Escayola la la, es el yeso blanco de la mejor calidad, contiene un 90% de semihidrato, finamente molido, está formado casi exclusivamente por semihidrato alfa y se emplea para vaciados, molduras y decoración. Anhidros  Anhidrita soluble soluble, SO4Ca.  . Cristaliza en el sistema monoclínico. Se obtiene cuando la temperatura se eleva de 180 a 300 ºC, eliminándose el vapor de agua mediante una corriente de aire seco y caliente. Es muy higroscópica, absorbiendo rápidamente el vapor de agua, para formar el semihidrato. Se añade queratina para retardar el fraguado  Anhidrita insoluble insoluble, SO4Ca.  . Cristaliza en el sistema rómbico. Se prepara calentando el algez de 300 a 600 ºC. Se denomina también yeso muerto, porque reacciona con el agua tan lentamente, que se evapora antes de que tenga lugar la hidratación y endurecimiento. Sin embargo, finamente molido y empleando un acelerador del fraguado, puede usarse en construcción.  Yeso hidráulico o de pavimen pavimento to , SO4Ca.  . Se prepara calentando algez a gran temperatura (900 a 1000 ºC). El agua de cristalización desaparece rápidamente, produciéndose cierta disociación en SO3 y CaO, esta cal dispersa actúa como acelerador del fraguado. Fragua muy lentamente y lo hace debajo del agua al cabo de 24 a 48 horas. Necesita del 35 al 40% de agua para amasarlo. En el aire tarda 5 horas en fraguar, y se puede reducir a 30 minutos empleando alumbre como acelerador.  Yeso alúmbrico. O cemento Keen Keene´s e´s. Se obtiene a partir del semihidrato sumergiéndolo en una disolución al 12% de alumbre (sulfatos alumínicos de sodio y potasio) a 35 ºC, se deja secar al aire, se vuelve a calcinar al rojo oscuro y se muele finamente. Amasado con agua sola o con alumbre es de fraguado lento, no empieza antes de una hora y termina a las cuatro; no tiene expansión ni retracción, admite agregados, alcanza una resistencia de 150 Kg./cm2 a la compresión, gran dureza, puede ser pulido, se puede emplear a la intemperie, se pueden fabricar baldosas e imitar al mármol. El yeso boricado o cemento de Paros se fabrica y tiene propiedades análogas.

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II.4. F FABRICCIÓN ABRICCIÓN DEL YESO La extracción de la piedra de yeso se hace a cielo abierto o en galería, como no es una roca dura, se emplean barrenos de pólvora negra o de mina, procurando que se fragmente, con objeto de reducir lo más posible la trituración, que es dificultosa por ser muy elástico. Para la trituración se emplean las machacadoras de mandíbulas, los molinos de martillos y los molinos de conos. La fabricación industrial del semihidrato se hace por dos procedimientos distintos: por el primero, o americano, la molienda precede a la cocción, obteniéndose el yeso de fábrica y estuco; por el segundo procedimiento, o francés, la piedra de yeso es fragmentada a un tamaño determinado, cociéndose y moliéndose después, se logra una mezcla más homogénea, se emplea para obtener yeso fino para moldear. Cocción. Procedimiento de calderas calderas. La piedra de yeso, cruda y pulverizada, se introduce en una caldera de palastro (F. 51) de unos 2 m de diámetro, en cuyo interior se mueve un agitador y unos rascadores, para obtener una mezcla más íntima y mantener la masa pulverizada a la misma temperatura. Se apoya en hogar de fábrica. El agua se desprende en forma de vapor. Terminada la cocción, se vacía automáticamente el yeso cocido por medio de los rascadores, pasando a un silo donde se enfría. Procedimiento de vapor de agua a presión resión. El material fragmentado se coloca en unas bandejas, que se apilan unas encima de otras en vagonetas y se introducen en cámaras o en autoclaves, en las que se inyectan vapor de agua a presión. Terminada la cocción, se arrastra el vapor de agua por corriente de aire. Este procedimiento es muy económico y si se parte de piedra escogida, da muy buen producto. Procedimiento de horno gir giratorio atorio atorio. Son unos cilindros de palastro, análogos a los del cemento, pero de menores dimensiones (10 m de largo y 1.5 de diámetro), no necesitan estar recubiertos de material refractario ya que la temperatura de cocción es baja. La cocción se verifica mediante el calor que suministra un hogar separado, cuyos gases calientes rodean el horno. El material fragmentado al tamaño del garbancillo, para que no se deshidrate rápidamente, como lo haría si se introdujera pulverizado, penetra por un extremo y mediante unos hierros en forma de ángulo o unos discos avanza y sale cocido por el otro extremo. Hornos de panadero panadero. Para la cocción de la escayola se emplean hornos análogos a los de cocer el pan, y también estufas calentadas por electricidad. Son hornos de varias cámaras, solera móvil y con el hogar independiente que permite utilizar gran cantidad de combustible. El yeso no está en contacto directo con el combustible (no toma impurezas) y la atmósfera en la cual se verifica la cocción está formada por vapor de agua a mayor o menor presión, esta misma característica se da en los hornos anteriores. Hornos rudimentarios rudimentarios. Se forman en la ladera de un mote colocando la piedra de yeso en forma de bóveda, rellenando el interior con fragmentos más pequeños y finalmente con polvo. Da un producto desigual y de inferior calidad a otros sistemas y el gasto de combustible (ramas, hojas) es elevado. También existe otro procedimiento, consistente en ir formando montones de piedras de yeso fragmentadas y combustible de llama corta, en capas alternas y todo el conjunto recubierto por una capa de arcilla. Este tipo de horno es similar al utilizado para la cocción de la cal. El producto resultante, yeso negro, es de color oscuro y con impurezas. El principal defecto de estos horno es la falta de homogeneidad del producto resultante, ya que en una misma cocción podemos encontrar cal libre, anhidrita, semihidrato y yeso aún sin cocción suficiente.

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F. 52

Cocción del ye yeso so hidráulico. Se hace mediante hornos verticales continuos (F. 52), formados por un cilindro de fábrica revestido de camisa refractaria. La carga se hace por la parte superior, en capas alternadas de piedra de yeso crudo y de carbón de llama o cok. Una vez puesto al rojo, se descarga por la parte inferior, facilitada por un cono de mampostería situado en el fondo, que le empuja hacia las puertas de salida. El vapor de agua y los humos se desprenden por la parte superior o tragante, cargándose por la misma, a medida que se extrae por la parte inferior el yeso ya cocido. El procedimiento anterior tiene el inconveniente que el producto cocido sale impurificado por las cenizas del combustible. Para evitarlo se emplean otros hornos (F. 53) más perfeccionados, de forma de tronco de pirámide cuadrangu cuadrangular lar invertida invertida. En dos hogares laterales se quema el combustible de llama larga. El yeso crudo se carga por la parte superior y sale cocido por la inferior, la cual tiene también un cono de mampostería para facilitar la salida.

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La molienda, tanto en el yeso crudo como cocido, es muy costosa debido a que el yeso es muy elástico. Una vez que ha sido reducido a pequeños fragmentos con las machacadoras o los molinos, se pulveriza con los desintegradores (F. 55) o molinos giratorios (F. 54). Después de molido se hace pasar por un tamiz, volviéndose a los molinos el residuo y envasándose lo que pasa. En las instalaciones modernas se combinan los molinos con separadores de aire (F. 56), que están basados en la fuerza centrífuga, introduciéndose el producto pulverizado en un aparato que lleva un disco giratorio que lanza el producto a su alrededor, siendo arrastrado el polvo por una débil corriente de aire, se deposita en la tolva exterior, y el producto más grueso cae a otra tolva cónica, concéntrica con la anterior, y lo conduce a los molinos para su pulverización. El yeso conviene usarlo cuanto antes mejor, pues si absorbe la humedad no fragua, almacenándose en silos o depósitos elevados, protegidos de la humedad.

II.5. Propied Propiedades. ades. Utilización y presentaciones comercial comerciales es (APLICACIONES) La deshidratación modifica el peso específico: bihidrato (2.32); semihidrato (2.75); anhidrita soluble (2.8); yeso de pavimento (2.95 a 25 ºC); el de la anhidrita insoluble se desconoce. La densidad aparente varía de 0.7 en la escayola a 1.05 en el yeso hidráulico. La fabricación de los yesos comerciales hemihidratos y anhidritas se basa en la expulsión parcial o total del agua de cristalización (como ya hemos dicho se encuentra unida con menor fuerza que los iones de Ca++ y SO4= entre sí). Se conocen distintas formas alotrópicas de hemihidratos y anhidritas. La  es más compacta, de aspecto sedoso y brillante, está constituida por finos cristales aciculares entrecruzados y se obtiene cuando la deshidratación se hace en atmósfera de vapor de agua próximo a la saturación, como en hornos de autoclave. La forma  es esponjosa de aspecto terroso, no se aprecian los cristales, más soluble que la  , más inestable y da menores resistencias. El fraguad fraguado o se verifica porque el semihidrato es más soluble que el bihidrato. Al amasarlo con agua se forma una disolución sobresaturada de bihidrato, cristalizando y quedando el agua en condiciones de disolver más semihidrato, volviéndose a saturar y cristalizar, y así sucesivamente, hasta que se transforma toda la masa. En las aplicaciones corrientes, la cantidad de agua empleada es tan escasa, que las partículas se hayan en íntimo contacto, cristalizando confusamente, formando una especie de fieltro cuya resistencia se debe al entrelazado y formación radiada de las finas agujas cristalinas del sistema monoclínico. La solidez de la masa endurecida depende de la densidad de ese fieltro cristalino, el cual es más débil cuanto mayor es la cantidad de agua empleada en el amasado, ya que la que no se combina se evapora, dejando espacios vacíos o poros. El semihidrato empieza a fraguar a los dos o tres minutos y termina a los 15 o 20, desprendiéndose calor (se eleva la temperatura unos 20 ºC). Durante el fraguado se produce una contracción seguida de una dilatación del 1%. Debido a ello se usa para moldeo, ya que reproduce muy bien los más pequeños detalles del molde. El cloruro cálcico, la cola, queratina, agua caliente, bórax, fosfato sódico, azúcar, retardan el fraguado. Y lo aceleran el cloruro sódico, cloruro magnésico, sulfato potásico, nitrato potásico, alumbre, acetato y citratos sódicos.

39. C...