Utilización de la cal en obras de infraestructura, vivienda y restauración

Transcripción

1 Utilización de la cal en obras de infraestructura, vivienda y restauración 2008

2 MERCADOS EN LOS QUE PARTICIPA LA CAL PROTECCION DEL MEDIO AMBIENTE LADRILLOS Y REFRACTARIOS INDUSTRIA SIDERURGICA INDUSTRIA METALURGICA CURTIDO DE PIELES INDUSTRIA QUIMICA Y EXTRACTIVA CONSERVACION DE FRUTAS Y VERDURAS INDUSTRIA PAPELERA DIRECCION DE VENTAS INDUSTRIALES INDUSTRIA AZUCARERA CONSTRUCCION 2

3 3 Producción estimada de cal para cierre de 2007 en México Empresas Tons. por año % 6 Principales Grupos 4,917, empresas independientes 1,649, Total 6,566,

4 Actualidad sobre la industria de la cal en México. 1. Introducción 2. La Cal, el químico versátil 3. Cómo producimos la Cal? 4

5 Introducción o La Cal es un material tan antiguo como las primeras civilizaciones de que se tiene conocimiento o La Cal se ha usado para construir edificaciones y obras arquitectónicas de gran trascendencia en el mundo. o La Cal ha brindado siempre al constructor, para sus obras, durabilidad, economía y belleza. 5

6 Arcos de Ruinas en Chipre

7 Detalle de bodega en Brooklyn

8 Pont du Gard Francia

9 Harvard

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11 Introducción o En la actualidad la Cal continúa siendo uno de los materiales para construcción más utilizados en nuestro país. Los arquitectos e ingenieros aprecian las bondades en el desempeño, la durabilidad y la economía que brinda la Cal en los proyectos constructivos. 11

12 La Cal, el químico estratégico o Además de tener un papel relevante en la construcción, la Cal es un producto de importancia estratégica en el país ya que se requiere para la fabricación de una amplia gama de productos en diferentes industrias: Fierro y Acero Agricultura Medio Ambiente Ingeniería Civil Industria Química y de Alimentos Pulpa y Papel 12

13 La Cal, el químico estratégico 13

14 Cómo se produce actualmente? Se parte de cinco procesos básicos. Extracción Trituración Calcinación Hidratación Empaque/Embarque 14

15 EXTRACCIÓN 15

16 16

17 Trituración 17

18 18

19 Calcinación 19

20 Hidratación 20

21 Embarque 21

22 22

23 Nuestros productos Productos no-calcinados Productos calcinados Productos líquidos Piedra Caliza Cal viva Slurry de cal Cal hidratada 23

24 MEZCLAS PARA ALBAÑILERÍA

25 Introducción Se denomina mezcla a la unión de un conglomerante con arena, que se utiliza para pegar elementos de construcción (ladrillos, bloques, tabicón, losetas, tejas, etc.) entre sí o en una base; así como también para recubrimientos exteriores e interiores de muros y techos. Comúnmente se le llama mortero.

26 Qué es la cal? La cal viva se produce de la transformación química del carbonato de calcio (piedra caliza CaCO 3 ) en óxido de calcio. Ca CO 3 + CaO + CO 2 La cal hidratada se obtiene cuando la cal viva reacciona químicamente con el agua. La cal hidratada (hidróxido de calcio) es la que participa en reacciones puzolanicas y de recarbonatación y las transforma permanentemente en una fuerte matriz cementante. CaO + Ca(OH) 2 +

27 Qué tipo de cal usar? Deberá ser cal hidratada [Ca(OH) 2 ] y cumplir con las siguientes características: Contenido mínimo del 75% de Ca(OH) 2 Finura del 95% tamizado en malla No.100 (150 m) Contenido entre el % de humedad libre No tener más de un 3% de óxidos remanentes

28 Qué es una mezcla? Es la combinación de: + + uno ó más conglomerantes ( cal, cemento, etc...) arena agua

29 Cuál es su uso y función? Indistintamente son utilizados para realización de juntas y recubrimientos exteriores e interiores. Estéticamente puede añadir colorido o texturas muy particulares. Funcionalmente es lo que liga las unidades de mampostería, sirviendo de sello para impedir el paso del aire y humedad. Además se adhiere al refuerzo de las juntas, amarras metálicas y pernos anclados de tal forma que actúan conjuntamente.

30 Para seleccionar la mezcla se debe especificar... Uso Compatibilidad o interacción con los materiales sobre los que será aplicado Condiciones ambientales de trabajo Especificaciones que debe cumplir Rendimiento estimado Generación de desperdicios Costo

31 Por qué es importante una buena selección en el tipo de mezcla? Representa aproximadamente el 20% de un muro Debe mantener unidos a los ladrillos, amarres y soportes Debe evitar filtraciones de agua y aire. El tener ladrillos y morteros libres de grietas no es suficiente, deben eliminarse las microgrietas entre éstos, las principales causas de la aparición de ésta falla son: Diseño inadecuado Mano de obra poco calificada Materiales mal seleccionados o de mala calidad

32 Calidad de materiales Existe una interacción entre todos los materiales utilizados, por ello su calidad es de vital importancia para lograr los resultados adecuados en resistencia, durabilidad, impermeabilidad y apariencia. Cal: con alto contenido de hidróxido de calcio Cemento: con bajos contenidos de yeso y cenizas Arena y agua: libres de materia orgánica o exceso de sales. Ladrillos, tabiques, losetas, etc: libres de grietas y sales solubles

33 Qué propiedades se buscan en una mezcla? En fresco Trabajabilidad Retención de humedad/aire Tiempo de fraguado Endurecido Adherencia Resistencia a la compresión Resistencia al corte Contrarresta las eflorescencias Reducción de la permeabilidad Mayor durabilidad

34 Tipos de mezclas mezcla tipo cemento cal hidratada cal 1 cal y cemento M 1 1/4 S 1 de 1/4 a 1/2 N 1 de 1/2 a 1 1/4 O 1 de 1 1/4 a 2 1/2 relación de agregados (medida en condición húmeda y suelta) No menor que 2.5 y no mayor a 3.5 veces la suma de los volúmenes separados de los materiales cementantes NOTA: Estas proporciones se obtuvieron en ensayes de laboratorio por la ASTM, es importante que antes de utilizar una mezcla en la obra se tenga en consideración factores de uso, aplicación y resistencia.

35 pieza de mampostería muro Características de las mezclas con cal La cal, además de contribuir con sus propiedades cementantes, mejora notablemente las características de las mezclas por el alto grado de finura de sus partículas. Aumenta el % de retención de agua. Logra una mayor adherencia e interacción con las piezas. Disminuye notablemente la formación de microgrietas cal hidratada cemento arena

36 Con la eliminación de micro-grietas se evitan filtraciones y todos los problemas que se derivan de éstas (humedad, reblandecimiento, deterioro, etc...) Mezcla con cal Referencia : Hedin, Rune, Plasticity of Lime Mortars, Azbe Award No. 3, National Lime Association, 3601 North Fairfax Drive Arlington, Virginia Mezcla con cemento

37 Las mezclas con cal Tienen mejor trabajabilidad en la mezcla en fresco (también llamada correa) Tienen plasticidad y consistencia adecuada Tiempo de fraguado mayor Obteniendo fraguados más gentiles que permiten la correcta hidratación e interacción entre los componentes de la mezcla A pesar de ser un factor importante en el avance del trabajo, acelerar el tiempo de fraguado afecta directamente a la adherencia y resistencia al corte de la mezcla

38 Otros beneficios Mejor rendimiento El tiempo de vida de la mezcla permite aprovechar el total de la preparación sin generar desperdicio Se obtiene un producto de menor costo Debido al peso especifico de la cal, menor que el cemento y la arena; se obtiene mayor volumen de mezcla con el mismo peso Y gracias a su tamaño de partícula, la cal tiene mayor capacidad de contener arena

39 = 1 bulto de cal 25 kg equivalen a un poco más de 2 botes (40 lt. aproximadamente) = 1/2 bulto de cemento 25 kg equivalen solo a un poco más de 1 bote (20 lt. aproximadamente)

40 Estructuras más durables Los morteros con cal son capaces de lograr en unidades de albañilería estables, adherencia completa; generando estructuras monolíticas e impermeables, de apariencia uniforme. Como referencia podemos remontarnos a la historia de construcciones antiguas que fueron hechas principalmente con morteros de cal y que han durado hasta nuestros días.

41 Experiencias en el uso... Por su versatilidad la cal, puede utilizarse sola o en combinación con otros materiales cementantes a lo largo de toda la obra.

42 Recomendaciones para su uso Localización Elemento constructivo Tipo de mezcla Recomendado Alternativo Exterior, sobre el terreno muros de carga muros sin carga paramentos N. O (b) N S o M N o S S Exterior, bajo el terreno muros de cimentación muros de contención pozos, descargas de aguas negras, pavimentos, aceras y patios.. S (c) M o N Interior paredes de carga divisiones sin carga N O S o M N a) Esta tabla no presenta usos especializados de mezclas para chimeneas, mampostería reforzada y mezclas resistentes a ácidos b) El mortero tipo O es recomendado para utilizarse donde la mampostería no está sometida a congelación, cuando esté saturada o sujeta a fuertes vientos u otras cargas laterales, Los tipos N o S deben ser usados en estos casos. c) La mampostería expuesta a la intemperie en superficies horizontales es extremadamente vulnerable. La mezcla para esta mampostería debe ser seleccionada cuidadosamente.

43 En aplanados partes en volumen aplicación cal hidratada cemento Protland arena fina arena gruesa polvo mármol Aplanado interior 1-3 a Aplanado exterior a 8 - Repellado fino Repellado grueso común a 8 - Aplanado polvo mármol a 3 La cal hidrata evita la formación de grietas. Da uniformidad a la mezcla y facilita la aplicación Genera mezclas de fácil aplicación Economiza la mezcla

44 En el concreto Característica Para obtener un concreto impermeable Para aumentar la fluidez del concreto Proporciones de mezclas en volúmenes cemento arena grava % de cal hidratada como aditivo sobre el peso del cemento % % % % % % Impermeabiliza al concreto Le da fluidez Protege al fierro en las estructuras Evita eflorescencias Mejora la resistencia a través del tiempo Reduce costos

45 Recomendaciones generales Uso de agregados y agua limpios permitirán mejores resultados en todas las aplicaciones La adición de agregados y materiales cementantes con cal, deberá realizarse en seco para garantizar su homogenización Las mezclas deben mantenerse en lugares secos y libres de corrientes de aire Utilizar cales de altos contenidos de Ca(OH) 2 garantizados.

46 Importante El desempeño de la cal dependerá tanto de la calidad de la misma, así como de la calidad de los materiales con que sea mezclada. Por ello si se utiliza por primera vez, se deben realizar pruebas de comportamiento, resistencia y tener claro el uso o aplicación; para obtener los mejores beneficios que la cal puede proporcionar.

47 Una última nota El tipo de arena es determinante en el comportamiento de la mezcla, en algunos lugares de la República se hacen mezclas sólo de cal-arena alcanzando resistencias de 60 Kg/cm2 a los 45 días sin uso de cemento, es el caso de Zacatecas, Jalisco, Puebla y Guanajuato entre otros, debido a que las arenas son silicatos activos de origen volcánico, o en su caso arenas molidas de rocas silíceas que se activan al fracturarse.

48 En otros casos las arenas son completamente inertes y solo fungen como parte de la mezcla, destacan en este tipo de arenas la caliza, los cuarzos, las arenas de lecho de rio, las arenas de playa lavadas y el granito. En algunos casos los depósitos de ceniza volcánica llegan a tener tal actividad que se pueden utilizar en conjunto con cal y escoria de altos hornos para generar concretos de alta resistencia