Se
llaman materiales aglomerantes aquellos materiales que, en estado pastoso y con
consistencia variable, tienen la propiedad de poderse moldear, de adherirse
fácilmente a otros materiales, de unirlos entre sí, protejerlos, endurecerse y
alcanzar resistencias mecánicas considerables.
Estos
materiales son de vital importancia en la construcción, para formar parte de
casi todos los elementos de la misma.
5.2 ARCILLAS:
La arcilla está constituida por agregados de
silicatos de aluminio hidratados, procedentes de la descomposición de minerales
de aluminio. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que contiene,
siendo blanca cuando es pura. Surge de la descomposición de rocas que contienen
feldespato, originada en un proceso natural que dura decenas de miles de años.
PROPIEDADES DE LA ARCILLA
Plasticidad:
Mediante la adición de una cierta cantidad de agua,
la arcilla puede adquirir la forma que uno desee.
Merma:
Debido a la evaporación del agua contenida en la
pasta se produce un encogimiento o merma durante el secado.
Porosidad:
El grado de porosidad varía según el tipo de
arcilla. Esta depende de la consistencia más o menos compacta que adopta el
cuerpo cerámico después de la cocción.
Refractariedad:
Todas las arcillas son refractarias, es decir
resisten los aumentos de temperatura sin sufrir variaciones, aunque cada tipo
de arcilla tiene una temperatura de cocción.
CLASIFICACION
DE LA ARCILLA
- Arcillas caolines. Son arcillas residuales, las más
puras, de alto porcentaje de caolinita. Son de alto grado, grano fino.
Cocción en blanco. Se emplean en la manufactura de loza, porcelana y
papel.
- Arcillas grasas. Son arcillas muy plásticas y untuosas.
Cocción en blanco. Se emplean en la manufactura de loza.
- Arcillas refractarias. Son arcillas que contienen poco
óxido metálico y álcalis, y pueden resistir temperaturas elevadas sin
desagregarse, por cuya razón se usan en la construcción de hornos,
crisoles, estufas y obras similares.
- Arcillas de alfarería. Son arcillas semirefractarias de
fuerte acción y muy semejantes a las arcillas refractarias. Se emplean en
alfarería y cerámica.
- Arcillas para ladrillos y tejas. Constituyen el tipo más corriente. Son
de bajo valor. Se emplean en todas partes para estos productos. Al ser
sometidas a la acción del fuego adquieren un color rojo.
USO DE LA
ARCILLA
- En la cerámica se le combina o mezcla distintos
tipos de arcillas, fundentes, y otros elementos dependiendo directamente
en el uso al que se vaya a destinar la que se vaya a destinar la mezcla.
- Es utilizada en la producción de aislantes
eléctricos puesto que no transmiten la electricidad (para esto se utilizan
arcillas que no contengan óxidos de hierro.)
- Dentro del campo de la construcción, la arcilla
no es utilizada directamente sino más bien se la usa en la fabricación de
baldosas, ladrillos, sanitarios, tejas, y en la mezcla de las pinturas,
etc.
- La arcilla es uno de los principales
componentes de los adobes ( tierra arcillosa.)
- Es muy utilizada en la fabricación de elementos decorativos, para fabricar vajillas, elementos aislantes de temperatura y en una gran variedad de elementos de alfarería.
5.3 YESO
El
yeso está definido por determinadas propiedades físicas y químicas,
interrelacionadas entre sí directa o indirectamente. En función de estas
propiedades, intrínsecas o bien derivadas del proceso de fabricación
(extracción, disposición del hornete, grado de cocido o molido), vendrá dado su
uso en construcción.
Es
el producto resultante de la deshidratación total o parcial del aljez o piedra
pómez. Esta piedra se muele y se lleva a un horno giratorio en cuyo interior se
deshidrata, calcina y cristaliza entre 400º y 500º C, con posterioridad el
producto obtenido se enfría y se reduce a polvo en molinos de bolas. Este polvo
amasado con agua fragua y endurece con extraordinaria rapidez (mortero de
yeso).
PROPIEDADES
DEL YESO
Rápido fraguado y endurecimiento.
Permeable al agua (empleo solo en interiores).
Bajas resistencias mecánicas.
La reacción de hidratación es exotérmica y va
acompañada de un ligero aumento de volumen (expansión).
Buena adherencia a otros materiales de
construcción.
PRINCIPALES FACTORES QUE CONDICIONAN LA
CALIDAD DE LOS YESOS AGLOMERANTES
TIPOS DE YESO
Yeso Blanco:
Se obtiene a partir de
un aljez, es muy blanco.
Yeso Escayola:
Es un grano muy fino,
de muy alta calidad, fácil de moldear y duradero.
Yeso Gris o
Negro:
Se obtiene calcinando la
piedra aljez contactándolo con los combustibles.
Yeso
Hidráulico:
Fragua debajo del agua,
llamado yeso hidráulico.
Escayola
Especial:
La
diferencia con respecto a la escayola normal es que la especial se utiliza para
los trabajos decorativos como molduras, paneles de tabiques, placas, bovedillas,
etc.
Prefabricado:
Tiene una
mayor resistencia que los finos y gruesos, y se utiliza para realizar elementos
de tabiquería prefabricados.
DRYWALL:
Drywall (también conocido como yeso,
paneles de yeso, placas de yeso) es un panel hecho de yeso de yeso prensado
entre dos hojas de papel grueso. Se utiliza para hacer las paredes y techos
interiores. Construcción Drywall llegó a ser frecuente como una alternativa más
rápida a los tradicionales listones y yeso.
5.4 CAL:
Óxido de calcio, sustancia blanca cáustica
que se hidrata produciendo calor al contacto del agua:
PROPIEDADES
DE LA CAL:
Las
propiedades de la cal que interesan a la construcción tienen que ver con la
resistencia que se puede lograr, el tiempo de fraguado y la consistencia de las
mezclas a base de este material. Si bien es cierto que el uso de la cal en la
construcción es limitado, principalmente por lo lento de su ganancia en
resistencia, aún se le usa y existen especificaciones que regulan las
propiedades de este material. Las propiedades como la resistencia y el tiempo
de fraguado están íntimamente relacionadas con la composición química de la
cal. La composición química varía dependiendo de las impurezas contenidas en la
materia prima, por ejemplo la roca caliza puede contener arcillas, hierro,
azufre, carbonatos de magnesio, álcalis y otras impurezas que afectan la
reactividad de la cal con el agua.
TIPOS
DE CAL:
CAL VIVA: Se
obtiene de la calcinación de la caliza que al desprender anhídrido carbónico,
se transforma en óxido de calcio. La cal viva debe ser capaz de combinarse con
el agua, para transformarse de óxido a hidróxido y una vez apagada (hidratada),
se aplique en la construcción.
CAL HIDRATADA: Se
conoce con el nombre comercial de cal hidratada a la especie química de
hidróxido de calcio, la cual es una base fuerte formada por el metal calcio
unido a dos grupos hidróxidos.
CAL HIDRAULICA: Cal
compuesta principalmente de hidróxido de calcio, sílica (SiO2) y alúmina
(Al2O3) o mezclas sintéticas de composición similar. Tiene la propiedad de
fraguar y endurecer incluso debajo del agua.
5.5
CEMENTO:
El
cemento es un material que resulta de la combinación de arcilla molida con
materiales calcáreos de polvo, en tanto, una vez que entran en contacto con el
agua se solidifica y vuelve duro. Es mayormente empleado a instancias de la
construcción, justamente por esa solidez que reviste, como adherente y
aglutinante.
CEMENTO PORTLAND:
El cemento
Portland es un conglomerante o cemento hidráulico que cuando se mezcla con
áridos, agua y fibras de acero discontinuas y discretas tiene la propiedad de
conformar una masa pétrea resistente y duradera denominada hormigón. Es el más
usual en la construcción y es utilizado como aglomerante para la preparación
del hormigón (llamado concreto en varias partes de Hispanoamérica). Como
cemento hidráulico tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia de
agua, al reaccionar químicamente con ella para formar un material de buenas
propiedades aglutinantes.
FABRICACION DE CEMENTO:
EXPLOTACION
DE MATERIAS PRIMAS: Consiste en la extracción de las piedras calizas y las
arcillas de los depósitos o canteras, las cuales dependiendo de sus condiciones
físicas se hacen con los diferentes sistemas de explotación; luego el material
se transporta a la fábrica.
PREPARACION
Y CLASIFICACION DE LAS MATERIAS PRIMAS: Una vez extraídos los materiales,
en la fábrica se reduce el tamaño de la caliza siguiendo ciertas
especificaciones dada para la fabricación. Su tamaño se reduce con la
trituración hasta que su tamaño oscile entre 5 y 10 mm.
HOMOGENEIZACION: Consiste
en mezclar las arcillas y calizas, que ya han sido trituradas. Se lleva a cabo
por medio de bandas transportadoras o molinos, con el objetivo de reducir su
tamaño hasta el orden de diámetro de medio milímetro. En esta etapa se
establece la primera gran diferencia de los sistemas de producción del cemento,
(procesos húmedos y procesos secos).
CLINKERIZACION: Consiste
en llevar la mezcla homogeneizada a hornos rotatorios a grandes temperaturas,
aproximadamente a 1450°C. En la parte final del horno se produce la fusión de
varios de los componentes y se forman gránulos de 1 a 3 cm de diámetro,
conocidos con el nombre de clínker.
ENFRIAMENTO: Después
que ocurre el proceso de clinkerización a altas temperaturas, viene el proceso
de enfriamiento que consiste en una disminución de la temperatura para poder
trabajar con el material. Este enfriamiento se acelera con equipos
especializados.Adiciones finales y molienda: una vez que el clínker se ha
enfriado, se prosigue a obtener la finura del cemento, que consiste en moler el
clínker. Después se le adiciona yeso con el fin de retardar el tiempo de
fraguado.
EMPAQUE Y
DISTRIBUCION: Esta última etapa consiste en
empacar el cemento fabricado en sacos de 50 kilogramos, (en Uruguay, desde
abril del 2008 las bolsas que contienen cualquier materia prima, sea portland,
harina , etc. no puede superar los 25kg) teniendo mucho cuidado con diversos
factores que puedan afectar la calidad del cemento. Luego se transporta y se
distribuye con cuidados especiales.
COMPOSICION QUIMICA DEL
CEMENTO PORLAND:
Como se ha
mencionado los componentes principales del cemento Portland lo constituyen los
silicatos y los aluminatos de calcio, estos compuestos se forman por la
asociación química de diferentes óxidos como el oxido de calcio (CaO), que se
representa químicamente en forma abreviada por la letra C, la sílica (Si O2)
que se representa por S, la alúmina (Al2O3) que se representa por A y el oxido
de fierro (Fe2 O3) representado por F. Los compuestos principales resultado del
proceso de fusión química en el horno son cuatro, sus nombres, formulas
químicas abreviadas y abreviaciones comunes se citan a continuación:
TIPOS DE CEMENTOS
PORTLAND
TIPO I: Cemento de uso general, no se requiere
de propiedades y características especiales.
TIPO II: Resistente ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberías de drenaje (muros de contención, pilas, presas).
TIPO III: Altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7 días.
TIPO IV: Muy bajo calor de hidratación (Presas).
TIPO V: Muy resistente acción de los sulfatos (Plataforma marina).
TIPO II: Resistente ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberías de drenaje (muros de contención, pilas, presas).
TIPO III: Altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7 días.
TIPO IV: Muy bajo calor de hidratación (Presas).
TIPO V: Muy resistente acción de los sulfatos (Plataforma marina).
5.6 PUZOLANA:
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 delcemento Portland
en el siglo XIX. Hoy en día el cemento puzolánico se considera un ecomaterial.
TIPOS DE PUZOLANAS:
PUZONALAS NATURALES:
Rocas volcánicas, en las que el constituyente amorfo es vidrio producido
por enfriamiento brusco de la lava. Por ejemplo las cenizas volcánicas, las
tobas, la escoria yobsidiana.
Rocas o suelos en las que el constituyente silíceo contiene ópalo, ya
sea por la precipitación de la sílice de una solución o de los residuos de
organismos de lo cual son ejemplos las tierras de diatomeas, o las arcillas
calcinadas por vía natural a partir de calor o de un flujo de lava.
CENIZAS VOLANTES:
Las cenizas que se producen en la combustión de carbón mineral
(lignito), fundamentalmente en las plantas térmicas de generación de
electricidad.
Arcillas activadas o calcinadas artificialmente: por ejemplo residuos de
la quema de ladrillos de arcilla y otros tipos de arcilla que hayan estado
sometidas a temperaturas superiores a los 800 °C.
Escorias de fundición: principalmente de la fundición de aleaciones
ferrosas en altos hornos. Estas escorias deben ser violentamente enfriadas para
lograr que adquieran una estructura amorfa.
Cenizas de residuos agrícolas: la ceniza de cascarilla de arroz, ceniza
del bagazo y la paja de la caña de azúcar. Cuando son quemados
convenientemente, se obtiene un residuo mineral rico en sílice y alúmina, cuya
estructura depende de la temperatura de combustión.
5.7
ESCORIAS DE ALTOS HORNOS:
Las escorias granuladas de
alto horno son conglomerantes puzolánicos que se producen conjuntamente con el
arrabio y se granulan por enfriamiento rápido de una escoria de composición
adecuada en estado de fusión, resultante del proceso de fusión de hierro en un
alto horno.
Este material es un producto
no metálico compuesto fundamentalmente por silicatos y aluminosilicatos, y tiene
propiedades hidráulicas en presencia de un activante adecuado. Debe estar
compuesto por CaO, MgO y SiO2 en al menos 2/3 de su masa, y el resto estará
compuesto por Al2O3 y pequeñas cantidades de otros óxidos.
La escoria granulada de alto
horno sin procesar tiene el tamaño de la arena y tiene una humedad natural de
entre el 10 y el 15%. Antes de usar se seca y se muele.
La utilización de las escorias
granuladas de alto horno se reduce a las proximidades de los centros de
producción de este conglomerante, altos hornos, y representa una gran
alternativa a los cementos en la ejecución de varias capas del firme. En
ocasiones se utilizan como adiciones en la constitución de algunos tipos de
cemento.
5.8
MATERIALES BITUMINOSOS:
Los materiales bituminosos son
sustancias de color negro, sólidas o viscosas, dúctiles, que se ablandan por el
calor y comprenden aquellos cuyo origen son los crudos petrolíferos como
también los obtenidos por la destilación destructiva de sustancias de origen
carbonoso.
PROPIEDADES ASFALTICOS:
La Viscosidad
Establecida para un líquido como la resistencia que se opone a la
fluencia de ese líquido.
El Punto de reblandecimiento
Los productos bituminosos no son sólidos verdaderos, por lo que no
presentan un punto de fusión establecido. Se define un punto de
reblandecimiento convencional que es la temperatura a la que adquiere una
fluidez determinada.
La Ductilidad
Es la capacidad que poseen los materiales de deformarse por alargamiento
sin que su masa se disgregue.
La Fragilidad
Esta propiedad es muy relevante para materiales impermeabilizantes. Se
da cuando el material se hace excesivamente viscoso, se hace frágil, no aguanta
esfuerzos y se rompe.
El Craqueo
El denominado “Ensayo Fraass” es la medida de las propiedades de quiebre
del asfalto a bajas temperaturas.
La Pérdida por calentamiento
La evaporación de parte de los
materiales más volátiles puede evidenciar alguna alteración en las
características de los betunes. Dicha propiedad nos permite saber sial calentar
el material nos van a cambiar o no sus características.
La Resistividad / Conductividad Eléctrica
El asfalto tiene una alta resistencia eléctrica y es en consecuencia un
buen material aislante. La resistencia de los grados comerciales decrece con el
incremento de la temperatura.
Las Propiedades Térmicas
El asfalto es moderadamente un
buen material aislante térmico.
La Solubilidad
Esta propiedad nos fija si el material es puro o no. A través del
tricloruro etano o S2Cpodemos ver si es soluble o no.
PRUEBAS DE LOS ASFALTOS
- Ligantes Asfalticos
- Cantidad mínima de la muestra: 5 kg.
- Clasificación de asfalto por penetración. Norma IRAM 6604
- Clasificación de asfalto por viscosidad. Norma IRAM 6835
- Peso específico. ASTM D-70
- Punto de inflamación Cleveland vaso abierto. ASTM D-92
- Penetración a 25ºC. ASTM D-5
- Penetración a 4ºC. ASTM D-5
- Ductilidad a 25ºC. ASTM D-113
- Ductilidad a 5ºC. ASTM D-113
- Punto de ablandamiento (A y E). ASTM D-36
- Pérdida por calentamiento. ASTM D-6
- Solubilidad en sulfuro de carbono. ASTM D-4
- Solubilidad en solventes clorados, ASTM D-2042
- Cenizas. ASTM D-128
- Ensayos de Oliensis. Norma LEMIT M1
- Pérdida en película delgada (TFOT). ASTM D-1754
- Pérdida en película rotativa fina (RTFOT). ASTM D- 2872
- Punto de rotura Fraass. Norma IRAM 6831
- Asfaltenos (insolubles en n- Heptano). ASTM D- 3279
- Viscosidad Saybolt a 135 ºC. ASTM E- 102- Punto de ablandamiento (Kramer-Sarnow)
- Índice de penetración (PFEIFFER)
- Compatibilidad de materiales asfálticos. ASTM D-1370
- Composición fraccional por cromatografía. ASTM D-4124
TERMINOLOGÍA PERUANA DE LOS ASFALTOS
§ Asfalto de petróleo
§ Asfalto fillerizado
§ Asfalto liquido
§ Asfalto natural (nativo)
§ Asfalto oxidado o soplado
§ Asfalto solido o duro
§ Betún
§ Betún asfáltico
§ Gilsonita
§ Material asfáltico para
relleno de juntas
§ Material asfáltico
prefabricado para relleno de juntas
§ Pintura asfáltica
