Materiales aglomerantes y conglomerantes (cuestionario sobre aglomerantes y conglomerantes, orígenes, clasificación y usos en la construcción) PDF

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cuestionario sobre aglomerantes y conglomerantes, orígenes, clasificación y usos en la construcción y otras áreas.
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Materiales Aplicados: Materiales aglomerantes y conglomerantes.

AGLOMERANTES Y CONGLOMERANTES. Tema: Materiales aglomerantes / conglomerantes

1.

¿Qué son los aglomerantes?

Los aglomerantes son materiales capaces de unir fragmentos de una o varias sustancias y dar cohesión al conjunto por métodos exclusivamente físicos. Los aglomerantes más utilizados en la construcción son:   

El yeso la cal, y el cemento.

Otro concepto respecto a los aglomerantes: Los aglomerantes aquellos materiales capaces de mantener juntos a otros materiales sin reaccionar con ellos. 2.

¿A qué se llama materiales compuestos?

Son materiales formados por un aglomerante y por uno o más materiales aglomerados se denominan materiales compuestos. Ejemplos de este tipo de materiales en la construcción son el:   

hormigón el asfalto y la madera aglomerada.

En un material compuesto se pueden identificar claramente las diferentes fases que lo componen, como se puede ver en la imagen adjunta.

También Se entiende por material compuesto aquel formado a partir de dos o más materiales, y que se caracteriza por poseer unas propiedades mejores que las de los materiales constituyentes por separado. Nota. El cemento portland (estudiado más a fondo en las páginas siguientes) mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón (en España, parte de Suramérica y el Caribe hispano) o concreto (en México, Centroamérica y parte de Sudamérica). Su uso está muy generalizado en la construcción y la ingeniería civil.

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3.

¿A qué se llama aglomerantes aéreos?

Son aquellos que necesitan estar en contacto con el aire para fraguar. Tenemos como ejemplo:  

la cal aérea el yeso

4.

¿A qué se llama aglomerantes hidráulicos?

Son aquellos aglomerantes que pueden fraguar con o sin presencia del aire, incluso bajo el agua. Ejemplos de estos son el cemento o la cal hidráulica. 5.

¿Qué son los conglomerantes?

Se denomina conglomerante al material capaz de unir fragmentos de uno o varios materiales y dar cohesión al conjunto mediante transformaciones químicas en su masa, que originan nuevos compuestos. Los conglomerantes son utilizados como medio de unión, formando pastas llamadas morteros o argamasas. Los conglomerantes más utilizados son el yeso, la cal, y el cemento. Nota: Muchos autores hacen referencia a Aglomerantes y Conglomerantes como si se tratase de sinónimos, la confusión entre ambos términos radica en que ambos unen fragmentos de sustancias, pero la forma en la que se realiza el proceso es la clave del error. Aquí el asfalto (una sustancia negra, pegajosa, sólida o semisólida según la temperatura ambiente) es tratado y clasificado como un Conglomerante, cuando en realidad es un Aglomerante.

La definición de ambos está clara en la RAE, el diccionario oficial de nuestra lengua española, por lo que seguir insistiendo en su uso como términos idénticos solo masifica y legitima un uso incorrecto del lenguaje, en virtud de la validación del incorrecto uso de los términos en muchos textos técnicos. 6.

Explique las fases químicas de un conglomerante.

La reacción química de un conglomerante tiene dos fases:  

El fraguado y… El endurecimiento.

El fraguado es la transformación de un conglomerante de estado pastoso a estado sólido. Ahora que el material este sólido, no quiere decir que tenga resistencia mecánica, esto se obtiene en la segunda fase: El endurecimiento, que es el aumento de resistencia mecánica.

7.

¿Cuánto tardan estas fases?

Esto depende de dos factores:

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 

8.

El material y… Condiciones externas. Como: o Temperatura. o Humedad. ¿Cuáles son los tipos de conglomerantes?

Son:   

Conglomerantes aéreos: los que endurecen en contacto con el aire. Conglomerantes hidráulicos: los que pueden endurecer en contacto con el agua y sumergidos en agua. Conglomerantes hidrocarbonados: los que se endurecen por el cambio de viscosidad con la temperatura, como los betunes y los alquitranes.

CAL. 9.

¿Qué son los cales?

La cal es un elemento cáustico, muy blanco en estado puro, que proviene de la calcinación de la piedra caliza. La cal más pura (con un contenido mayor de CaCO3 que es lo mismo “carbonato de calcio”) suele destinarse a procesos industriales y las que contienen más impurezas (arcillas o silices) para la edificación o carretera. La cal es un término genérico que designa todas las formas físicas en las que pueden aparecer el óxido de calcio, el de magnesio y el hidróxido de calcio y/o el de magnesio. 10. ¿Cómo se clasifican los cales? Hay dos formas de clasificarlas. Por su composición:  

Cal viva. Cal apagada.

O por su forma de secado:  Cal aérea.  Cal hidráulica. 11. ¿A qué se llama cal viva? Tras un primer proceso de calcinación, la roca caliza se transforma en cal viva, cuya composición es óxido de Calcio (CaO). Esta se caracteriza por tener una reacción exotérmica violenta en contacto con el agua, que además de aumentar su temperatura a unos 150ᵒC, también aumenta su volumen al doble. Nota: Es preciso la hidratación de este óxido para transformarlo en una cal trabajable.

12. ¿a qué se llama cal apagada? Como ya dijimos, para que la cal viva sea trabajable, es necesario hidratarla o apagarla, pero de manera que no se forme una pasta difícil de transportar, esto se hace rociando una cantidad justa de agua, que la apague

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pero a su vez no queden residuos de agua, y toda esta se evapore, permitiéndonos obtener la cal apagada o hidratada en polvo, más práctica de transportar. 13. ¿a qué se llama cal aérea? Es principalmente hidróxido de calcio, puede venir en polvo o en pasta, reacciona ante la presencia de agua y en contacto con el aire (bajo el efecto del dióxido de carbono presente en el aire), si no hay contacto con el aire la cal no puede reaccionar (secar), se utiliza principalmente para revoques finos. 14. ¿A qué se llama cal hidráulica? La cal hidráulica está compuesta por carbonato de calcio, hidróxido de calcio y otras impurezas, principalmente arcilla diseminada (un 5% aproximadamente), esta puede reaccionar en sitios donde no tiene contacto directo con el aire, se la utiliza en revoques gruesos y en mampostería. Esta cal llega a ser hidráulica gracias a que se mezcla con un pequeño porcentaje de arcilla la cual naturalmente es un aglomerante hidráulico 15. Para entender mejor clasificación de la cal realice un esquema.

16. ¿Cuáles son los principales usos de la cal? Los principales usos de la cal son:   

Levantar muros como mortero. Contrapisos. Revoque o revestimiento de muros.

Nota. La cal gracias a su versatilidad puede utilizarse sola o en combinación con otros materiales cementantes a lo largo de toda la obra.

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17. ¿Cuáles son los tipos de cales según su resistencia mecánica? Tres tipos de cales:    18.

Clase A: RM a los 7 días: 15 kg/cm² Clase B: RM a los 7 días: 10 kg/cm² Clase C: RM a los 7 días: 5 kg/cm² Mencione las propiedades más importantes la cal

Entre las propiedades más importantes de la cal tenemos:  

     

Su plasticidad y flexibilidad, permitiendo ser una material trabajable. Permeabilidad, ventaja que puede eliminar rápidamente el vapor de agua que excede en un ambiente, sin embargo también puede ser una desventaja ya que puede dejar entrar la humedad del exterior y provocar manchas, moho y así estropear el ambiente. Porosidad, que permite la permeabilidad, que como ya mencionamos permite que el muro respire. Rendimiento, que de la cal al mortero, al menos el 20%. Transmitancia térmica moderada, es decir, gracias a los poros en su estructura puede generar ambientes frescos. Sutileza, que depende del grado de molienda que se le da al producto, mientras más fino el grano de cal más resistencia mecánica y mayor trabajabilidad de la mezcla. Económica, la bolsa de cal es mucho más barata que la de cemento. Las terminaciones de revoque no se fisuran, ni se agrietan.

CEMENTO. 19. ¿Qué es el Clinker? Es el resultado de la calcinación de caliza y arcilla en una mezcla homogénea, en un ambiente rico en carbono, en un horno con una temperatura de 1500ᵒC aprox.

20. ¿A qué se llama cemento portland? El cemento es un conglomerante/aglomerante formado a partir de unas mezclas de caliza y arcilla calcinadas “Clinker” y posteriormente molido al cual se le agrega yeso.

21. ¿Por su origen como se clasifican los cementos? Se clasifican en: 

Cementos Naturales: Son los resultantes de la calcinación de Margas a unos 1000 ᵒC. De composición química muy variable, suelen tener más sílice y alúmina y menos Cal que los Cementos

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

Artificiales. Pueden utilizarse en obras de albañilería, pero debido a su baja resistencia no son apropiados para elementos estructurales. Nota. La marga es una roca sedimentaria compuesta de arcilla y caliza que se utiliza para abonar terrenos pobres en calcio y para la fabricación de cementos. Cementos artificiales: se fabrican con un control profesional: o cemento portland. o cemento puzolanico. o cemento aluminoso.

Este es un material que sigue ha evolucionado mucho, gracias a ello también podemos encontrar las siguientes variedades: o Cemento Blanco o Cemento Cola o Cemento con Aditivos 22. ¿indique el proceso de fabricación del cemento portland? La mayoría de las fábricas de cemento usan este procedimiento, primero se introduce piedra caliza y arcilla en un horno de acero giratorio en forma de cilindro, de unos 40 a 60 metros de largo y un diámetro de 3 a 6 metros, revestido interiormente con materiales refractarios, que va girando de 2 a 3 vueltas por min. Con una temperatura de 1500 a 1600ᵒC, dado que las reacciones de Clinkerización se encuentran alrededor de los 1450ᵒ C luego se expulsa, obteniéndose Clinker en forma de grumos que rapidamente pasa por un sistema de parrillas de enfriamiento y se muele , posteriormente se le agrega yeso, obteniéndose el cemento portland. 23. ¿Por qué se añade yeso al Clinker para la fabricación de cemento portland? El yeso se incorpora al Clinker por que regula el fraguado, caso contrario el Clinker como cemento fraguaría demasiado rápido, lo cual es algo problemático a la hora de trabajarlo en las etapas iniciales de la preparación de morteros y hormigón. 24. ¿Qué son las puzolanas? Las puzolanas son materiales silíceos o alumino-silíceos a partir de los cuales se producía históricamente el cemento, desde la antigüedad romana hasta la invención del cemento Portland en el siglo XIX. Hoy en día el cemento puzolánico se considera un ecomaterial. Nota. La pozzolana es un material similar pero en este caso solo de origen volcánico. 25. ¿Cuáles son los tipos de puzolanas? Básicamente hay dos tipos de puzolana, llamadas puzolanas naturales y artificiales.

26. ¿Qué son las puzolanas naturales? Las puzolanas naturales esencialmente son cenizas volcánicas de actividades volcánicas geológicamente recientes. Nota:

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La primera puzolana natural empleada en construcciones fue la ceniza volcánica del Monte Vesubio (Italia), encontrada cerca de la ciudad Pozzuoli, que le dio nombre. 27. ¿Qué son las puzolanas artificiales? 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, escoria de altos hornos granulada y molida, y ceniza de cascara de arroz. 28. ¿a quién se debe la invención debe la invención del cemento portland? La invención del cemento portland se debe Joseph Aspdin. En 1824 el empresario ladrillero Joseph Aspdin, que tras años de experimentación con mezclas de caliza y arcilla, consiguió fabricar el primer cemento artificial, que patentó ese mismo año. Lo llamó “cemento Portland”, pretendiendo asociarlo a la afamada piedra de esta península inglesa. Fue su hijo William Aspdin quien desarrolló el negocio del cemento Portland, que empezó a comercializar. 29. Hable sobre el uso del cemento portland en la construccion. El cemento es un material que no se usa puro, siempre se usa mezclado con otros materiales pétreos. 30. Existen dos maneras de usar el cemento en la construcción, ¿Cuáles son? El cemento en la construcción se usa de dos maneras:  

Como mortero: cemento mezclado con arena. Como hormigón: cemento mezclado con arena y piedra.

31. Hable sobre la preparación de la arcilla para cemento portland vía seca y vía húmeda.  Vía seca: cuando la extracción de las impurezas de la arcilla se hace por tamizado.  Vía húmeda: cuando la extracción de impurezas de la arcilla se hace por flotación (con agua). 32. Hable sobre la cocción del Clinker para fabricar cemento portland. Como ya se explicó, en un horno de 40 a 60 metros de largo y 3 a 6 metros de diámetro revestido internamente con material refractario, que gira muy lentamente (2 a 3 vueltas por min) a una temperatura de 1500 a 1600ᵒC. 33. Hable sobre la reacción del cemento portland con el agua. Cuando se pone cemento en contacto con el agua aparte de darle plasticidad a la mezcla, provoca una reacción exotérmica (desprendimiento de calor), que empieza a desarrollar los fenómenos físicos y químicos, de fragua y endurecimiento hasta obtener una consistencia pétrea y cierta resistencia mecánica.

34. Hable sobre la hidratación del cemento portland. La cantidad de agua en las mesclas debe ser la suficiente como para que la totalidad de cada grano de cemento se hidrate y reaccione y también la cantidad de agua debe ser la suficiente para lograr una mezcla trabajable (tiempo). Siempre se debe buscar el equilibrio entre estos dos aspectos.

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35. Hable sobre las consecuencias del exceso de agua en las mezclas de cemento.  Exceso de agua: produce porosidad en el material. Al evaporarse el sobrante de agua en el material deja poros por donde salió el vapor, que disminuye la resistencia mecánica. 

Exceso de agua: perdida de homogeneidad.

Por otro lado el exceso de agua en las mezclas provoca la pérdida de homogeneidad, que por el exceso de agua, las piedras se van al fondo y la arena queda arriba, produciéndose un material poroso en el fondo, que disminuye la resistencia mecánica. 36. Hable sobre la dosificación correcta en las mezclas y las consecuencias de la dosificación incorrecta. Una Dosificación correcta permite que se llenen todos los espacios entre las piedras con arena, y los espacios entre los granos de arena con cemento. Además como ya mencionamos una dosificación correcta nos da como resultado un material sin poros (tiene, pero es realmente mínimo). Las consecuencias de una Dosificación incorrecta podrían ser: Falta de arena: material poroso con disminución de resistencia mecánica. Exceso de arena: consume mucho cemento. Exceso de cemento: aumenta la resistencia mecánica, sin embargo al ser un material caro, la consecuencia es económica, por ello se busca utilizar la cantidad mínima posible, siempre y cuando se logren los valores de resistencia mecánica suficientes para su uso. 37. Hable sobre el correcto vertido del cemento en obra.

  

Se trata siempre de llenar todo el molde (encofrados), esto se menciona porque muchas veces es común que al verter el hormigón, choca con las barras de acero dejando espacios vacíos o burbujas de aire dentro de la estructura. Para evitar esto es necesario hacer vibrar material en estado pastoso y así el molde se llene totalmente. Para vibrar el material, se usan distintas maquinas vibradoras de hormigón…

Vibrador de hormigón.

Regla vibradora

Sin embargo, hoy en día hay nuevas tecnologías que permiten verter el material correctamente, como lo es por ejemplo: el hormigón proyectado.

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38. Hable sobre el fraguado el endurecimiento y la entrada en servicio del cemento. El fraguado del cemento se da 45 min después de tomar contacto con el agua, el tiempo de fraguado dura aprox. 10 horas, durante el fraguado no debe moverse la mezcla, caso contrario al moverse durante el fraguado los granos que se estaban ligando se separan. Esos granos que antes estaban unidos ya no pueden volver a hacerlo, y al secar su resistencia mecánica será peligrosamente menor. También se debe tomar en cuenta la temperatura ya que a mayor temperatura más rápido se dará el fraguado, y a menor temperatura más lento es el proceso, hasta detenerse a los 2ᵒC. aun peor a los bajo 0ᵒC el agua se congela, que por defecto físico aumenta su volumen separando los granos de cemento. El endurecimiento del cemento, que es donde se da el aumento de la resistencia mecánica, y comienza al terminar el proceso de fraguado y termina muchos años después. Ahora la entrada en servicio es cuando la mezcla ya adquirió cierta resistencia mecánica y puede ser utilizado, en la mayoría de los cementos, su entrada en servicio es a los 28 días. 39. Hable sobre las juntas de retracción o contracción o también llamadas juntas de dilatación. Cuando se construyen calles, avenidas, etc. donde el cemento puede aumentar o disminuir su volumen a causa de los cambios de temperatura, se generan fisuras de forma desordenada, costosas de reparar y mantener, además de afectar de forma negativa su estética. Por esto después del fraguado se deben generar fisuras artificiales, que se conocen como juntas de retracción o contracción 40. ¿Cómo se comercializa el cemento? El cemento se comercializa de dos maneras: en bolsas de papel de 3 pliegos, cada una de 50 kg, y para grandes cantidades, se lo vende a granel, o sea suelto, que se transporta en camiones contenedores de cemento y se almacena en silos. Este cemento que se almacena en silos, debe usarse en poco tiempo, de lo contrario el gran peso del cemento en la parte superior apelmaza el cemento de la parte inferior, se forman grumos, haciéndose inutilizable. 41. ¿Cuáles son las principales propiedades del cemento? Son:    

Sutileza: mientras más fino el grano, mejor calidad y mejores son sus propiedades. Porosidad: el cemento en mortero y hormigones deben ser lo menos porosos posibles. Homogeneidad: en las mezclas de mortero y hormigón deben ser lo más homogéneos posibles. Resistencia mecánica: debe llegar a los valores esperados para su entrada en servicio, y ésta debe aumentar o mantenerse en el tiempo (esto toma años).

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42. Hable sobre la propiedad más importante del cemento. La propiedad más importante del cemento es su resistencia mecánica, ya que si no se logra la necesaria en su función, hay consecuencias graves, como derrumbes, donde en el peor de los casos se pueden perder vidas humanas, caso contrario, en su buen uso y control, mejora las ciudades y satisface las necesidades de vivienda y trabajo, además de ser uno de los materiales que acorta distancias (por ej.: El viaducto de Millau) y ayuda a romper records (por ej.: el Burj Khalifa) 43. ¿Cuáles son las propiedades físicas del cemento? Las propiedades físicas del cemento se pueden determinar mediante algunos ensayos sobre el cemento puro, la pasta de cemento o el mortero y hormigón, y generalmente se realizan en laboratorios tanto de fábricas como de clientes, con el fin de asegurarse que este material cumpla con lo establecido en la norma, y posea la calidad deseada. 

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Finura: Es una de las propiedades más importantes del cemento, ya que ella determina en gran medida la velocidad de hidratación, el desarrollo del calor de hidratación, la retracción y la adquisición de resistencia del cemento. Un cemento con grano fino se hidrata c...