Objetivos Docentes del Tema 9:

Transcripción

1 Tema 9: Conglomerantes y conglomerados. 1. El proceso conglomerante: estado fresco, fraguado y endurecimiento. Hidraulicidad. 2. Yeso y escayola. Productos y aplicaciones. 3. Cal aérea e hidráulica. Cementos naturales y artificiales. 4. Derivados y materiales compuestos de matriz conglomerante. Pastas y Morteros. 5. Aditivos y adiciones. 6. Normativa, designación y aplicaciones. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Curso EUAT. Campus de Guadalajara Profesor Gonzalo Barluenga Badiola Objetivos Docentes del Tema 9: Conocer las propiedades de los materiales conglomerantes, tipos, procesos de fabricación y aplicaciones, designación y normativa. Conocer los tipos de morteros y productos conglomerados, designación, normativa y aplicaciones.

2 Cales de construcción Hay dos tipos: aérea e hidráulica. Cales aéreas: Provienen de la calcinación de piedras calizas, produciendo la descarbonatación (cal viva, CaO). Posteriormente se hidrata (cal apagada, Ca(OH) 2 ). El apagado se realiza: al aire, por aspersión o por inmersión (se obtiene cal en pasta). La cal apagada se mezcla con agua y se utiliza en forma de pasta o mortero (añadiendo arena). El endurecimiento se produce por carbonatación (CO 2 ). Ciclo de la Cal

3 Proceso de fabricación de la cal Cales hidráulicas Provienen de la calcinación de margas o calizas margosas (entre 10 y 25 % de arcillas). Aparecen compuestos que fraguan bajo el agua (silicatos y aluminatos cálcicos). El índice hidráulico determina la relación entre arcillas y caliza (parte que fragua bajo el agua): Cal aérea < 0,1 Cal hidráulica 0,15-0,50 Cemento > 0,5

4 Tipos de Cales de construcción (RCA-92) Composición de las Cales (RCA-92)

5 Aplicaciones de las Cales (la cal aumenta la plasticidad del mortero) Marcado CE de Cal para Construcción El Marcado CE es obligatorio para la Cal para Construcción (2003). Las especificaciones de producto se establecen en la norma UNE-EN Se aplica el Sistema 2 de evaluación de la conformidad: Marcado Declaración del fabricante Certificado de control de producción en fabrica

6 Recepción de cales de construcción Cementos naturales y artificiales Son materiales conglomerantes obtenidos por calentamiento hasta la clinkerización (sinterización) de carbonato cálcico, sílice y alúmina. Los productos obtenidos son hidráulicos (silicatos y aluminatos cálcicos que fraguan bajo el agua). Se muelen hasta obtener materiales en forma de polvo muy fino. Aunque se trata de materiales artificiales, se distinguen: Naturales: se usan calizas margosas (arcillosas). Artificiales: se mezclan calizas y arcillas en proporción tal que toda la cal reaccione con los silicatos.

7 Tipos de Cementos Entre los cementos artificiales, se distinguen: Pórtland: Constituido por silicatos cálcicos (y aluminatos en menor proporción) llamados clinker, a los que se añade yeso tras la cocción (regulador del fraguado). Aluminato Cálcico: Se fabrican con caliza y bauxita (alúmina), obteniéndose aluminatos cálcicos (alta resistencia inicial) Siderúrgico: Mezcla de clinker de Pórtland, yeso y escoria de alto horno. Puzolánico: Mezcla de clinker de Pórtland, yeso y puzolana (material silíceo que mezclado con cal y agua produce compuestos hidráulicos). Especiales Proceso de fabricación del Cemento Portland

8 Componentes del Cemento Pórtland Son compuestos de óxidos de silicio, aluminio y calcio. Silicato tricálcico (SC 3 ): Aporta resistencia inicial Silicato bicálcico (SC 2 ): Aporta resistencia a largo plazo. Aluminato tricálcico (AlC 3 ): Aporta resistencias iniciales Acelera la velocidad de fraguado (el yeso controla su proceso de hidratación). Ferroaluminato tetracálcico (FAlC 4 ): Acelera el fraguado. Los óxidos de hierro actúan como fundentes. Dan el color gris al cemento (no se incluyen en los cementos blancos). Productos de hidratación del Cemento Portland Al entrar en contacto con agua, los componentes del cemento reaccionan (se hidratan), formando productos: Portlandita: Cristales de hidróxido cálcico (cal libre). Geles tobermoríticos: Estructuras laminares formadas por silicatos y aluminatos cálcicos hidratados (CSH). Entre las láminas se sitúan moléculas de agua que se polarizan. Ettringita: Cristales de sulfo-aluminato cálcico en forma de agujas (muy expansiva).

9 Pasta de cemento hidratada Productos de la hidratación de los Cementos Pórtland

10 Características de los Cementos Pórtland Finura de molido: facilita la hidratación del cemento. Tiempo de fraguado: Tiempo que tarda la pasta de cemento en adquirir rigidez (principio y fin de fraguado). PH: muy alcalino (por la presencia de portlandita). Retracción: debida al agua de amasado no combinada. Calor de hidratación: Depende de la velocidad del fraguado (componentes del cemento). Rigidez y Resistencia mecánica : La pasta al fraguar adquiere rigidez y, con el tiempo, resistencia (endurece). Adiciones de los Cementos Pórtland Los cementos actuales no son clinker puro. Todos llevan adiciones minerales (componentes que reaccionan con los productos de hidratación). Las más habituales son: Filler calizo (L, LL) Cenizas volantes (V, W)) Escorias (S) Puzolanas (P, Q) Humo de sílice o Microsílice (D)

11 Clasificación y designación de Cementos El PGCR de cementos (RC-03) define los diferentes tipos de cementos que se pueden utilizar en construcción. Tipos de cemento: Dependen de la composición CEM I: Más de 95 % de clinker. CEM II: Entre 65 y 94 % de clinker (resto adiciones) CEM III: % de clinker y % escorias horno. CEM IV: % de clinker y % puzolanas. CEM V: Compuesto de clinker, escoria y puzolana. Clases resistentes: resistencia a compresión a los 28 días. 32,5 N 32,5 R 42,5 N 42,5 R 52,5 N 52,5 R Designación: Tipo de cemento/ Tipo de adición/ Clase resistente Productos y aplicaciones de los Cementos Pastas: Mezclas de cemento y agua con otros componentes minoritarios. (pastas de agarre, revestimientos, capas niveladoras, lechadas) Morteros: Cemento, agua, arena y otros componentes minoritarios. (Revestimientos, albañilería, pavimentos ) Hormigones: Cemento, agua, arena, grava y otros componentes minoritarios. (Aplicaciones estructurales) Prefabricados: Productos hechos en fábrica. (baldosas, placas, elementos estructurales, GRC )

12 Marcado CE de los Cementos Los cementos comunes requieren Marcado CE (Sistema 1+ : Marcado, Declaración y Certificación). Los cementos especiales requieren CCRR. Si el cemento se utiliza para fabricar hormigón para estructuras, debe cumplir los requisitos de la EHE. El RC-03 recoge la necesidad de realizar ensayos de caracterización si el cemento no posee un Distintivo de calidad reconocido dentro de la UE. Los ensayos no son obligatorios si tiene marcado CE, Distintivo de calidad o no es para aplicaciones estructurales. Recepción de los Cementos

13 Tema 9: Conglomerantes y conglomerados. 1. El proceso conglomerante: estado fresco, fraguado y endurecimiento. Hidraulicidad. 2. Yeso y escayola. Productos y aplicaciones. 3. Cal aérea e hidráulica. Cementos naturales y artificiales. 4. Derivados y materiales compuestos de matriz conglomerante. Pastas y Morteros. 5. Aditivos y adiciones. 6. Normativa, designación y aplicaciones. Bibliografía de consulta recomendada. Tema 9 PGCR de Yesos y Escayolas en las obras de Construcción, RY-85. PGCR de Cales en obras de estabilización de suelos, RCA-92. Instrucción para la Recepción de Cementos, RC-03. Alejandre Sánchez, F. J.; Historia, caracterización y restauración de morteros, IUCC, Universidad de Sevilla, 2002.