Cales para la construcción

Transcripción

1 Cales para la construcción Términos y definiciones Tipos de cales de construcción Clasificación Designación normalizada Fabricación Aplicaciones 1

2 Familia de cales (diagrama tomado de 2

3 Términos y definiciones 1. Cal: Término genérico que designa todas las formas físicas en las que pueden aparecer el óxido de calcio y el de magnesio, (CaO y MgO) y/o el hidróxido de calcio y de magnesio, (Ca(OH) 2 y Mg(OH) 2 ). 2. Cales de construcción: Cales utilizadas en la construcción de edificios y en ingeniería civil. 3

4 Términos y definiciones (2) 3. Cales aéreas: Cales constituidas principalmente por óxido o hidróxido de calcio y de magnesio que endurecen lentamente al aire bajo el efecto del dióxido de carbono presente en el aire. En general, no endurecen bajo el agua, pues no poseen propiedades hidráulicas. Pueden ser cales vivas o cales hidratadas. Nota cal aérea es la traducción de un término utilizado en la mayor parte de los países europeos 4

5 Términos y definiciones(3) 4. Cales vivas, Q: Cales aéreas constituidas principalmente por óxido de calcio y de magnesio, producidos por la calcinación de caliza y/o dolomía. Las cales vivas tienen una reacción exotérmica en contacto con el agua. Las cales vivas se presentan en distintas granulometrías que van desde terrones a material finamente molido. Incluyen las cales cálcicas y las cales dolomíticas. 5

6 Términos y definiciones (4) 5. Cales hidratadas, S: Cales aéreas, cálcicas o dolomíticas resultantes del apagado controlado de las cales vivas. Se producen en forma de polvo seco, de pasta o de lechada. 6. Cales cálcicas, CL: Cales constituidas principalmente por óxidos de calcio o de hidróxido de calcio, sin adición de materiales puzolánicos o hidráulicos. Nota Las cales de conchas son cales cálcicas hidratadas producidas por la calcinación de conchas seguido de un apagado. Las cales de carburo son cales cálcicas hidratadas que son un producto derivado de la fabricación del acetileno a partir del carburo cálcico. 6

7 Términos y definiciones (5) 7. Cales dolomíticas: Cales constituidas principalmente por óxidos o hidróxidos de cal y de magnesio, sin adición de materiales puzolánicos o hidráulicos. 8. Cales dolomíticas semihidratadas: Cales dolomíticas hidratadas, constituidas principalmente por hidróxido de calcio y por óxido de magnesio. 9. Cales dolomíticas totalmente hidratadas: Cales dolomíticas hidratadas constituidas principalmente por hidróxido de calcio y por hidróxido de magnesio. 7

8 Términos y definiciones (6) 10. Cales hidráulicas naturales NHL a. Cales hidráulicas naturales: Cales producidas por la calcinación de calizas más o menos arcillosas o silíceas con reducción a polvo mediante apagado con o sin molienda. b. Cales hidráulicas naturales con adición de materiales (Z): Ciertos productos especiales pueden contener materiales hidráulicos o puzolánicosadecuados hasta un 20% en masa y son designados además por la letra Z. Todas las NHL tienen la propiedad de fraguar y endurecer con el agua. El dióxido de carbono presente en el aire contribuye igualmente al proceso de endurecimiento. 8

9 Términos y definiciones (7) 11. Cales hidráulicas, HL: Cales principalmente constituidas por hidróxido de calcio producidas por la mezcla de constituyentes adecuados. Tienen la propiedad de fraguar y endurecer con el agua. El dióxido de carbono presente en el aire contribuye igualmente al proceso. 9

10 Familia de cales (diagrama tomado de 10

11 Tipos de cales de construcción. Clasificación Las cales aéreas deben ser clasificadas en función de su contenido en (CaO + MgO), y las cales hidráulicas en función de su resistencia a la compresión, como se indica en la tabla Designación Notación Cal cálcica 90 CL 90 Cal cálcica 80 CL 80 Cal cálcica 70 CL 70 Cales dolomíticas 85 DL 85 Cales dolomíticas 80 DL 80 Cal hidráulica 2 HL 2 Cal hidráulica 3,5 HL 3,5 Cal hidráulica 5 HL 5 Cal hidráulica natural 2 NHL 2 Cal hidráulica natural 3,5 NHL 3,5 Cal hidráulica natural 5 NHL 5 11

12 Tipos de cales de construcción. Clasificación (2) Además, las cales aéreas se clasifican, de acuerdo a como son suministradas: en cal viva (Q) o cal hidratada (S). En el caso particular de cales dolomíticas hidratadas, el grado de hidratación se identifica como S1 para la semihidratada y S2 para la totalmente hidratada. 12

13 Tipos de cales de construcción. Designación normalizada Las cales de construcción deben ser identificadas por su tipo tal como se especifica en la tabla anterior. Además, las cales aéreas deberán también ser identificadas según la forma de suministro, (cal viva o cal hidratada, ver ejemplos a continuación). Ejemplo 1. La cal cálcica 90, en forma de cal viva, se identifica por: EN CL 90-Q 13

14 Tipos de cales de construcción. Designación normalizada (2) Ejemplo 2. La cal cálcica 80, en forma de cal hidratada, se identifica por: EN CL 80-S Ejemplo 3. La cal dolomítica 85, en forma de cal semihidratada, se identifica por: EN DL 85-S1 14

15 Fabricación (diagrama tomado de 15

16 0. proceso (1) 16

17 0. proceso (2) 17

18 1. Extracción Las materias primas son rocas extraídas de los yacimientos minerales (caliza y dolomía). En el propio yacimiento se realiza una investigación para clasificar las distintas calidades de rocas de acuerdo a sus propiedades físico-químicas. Las rocas, una vez extraídas del yacimiento, mediante voladuras controladas, son transportadas mediante palas y dumperes a las instalaciones de trituración, desde donde una vez molidas son clasificadas y almacenadas en función de sus diferentes usos. 18

19 2. Calcinación La piedra extraída, seleccionada en función de su composición química y de su granulometría, es calcinada a unos 1000º C en hornos de diferentes tipos, alimentados por combustibles diversos como gas natural, cok, fuel, biomasa, etc. El CO2 de la piedra se desprende para dar cal viva, cálcica (CaO) o dolomítica (CaO.MgO). La cal en grano así producida es cribada, triturada o molida y almacenada para su uso en diversas aplicaciones. 19

20 3. Hidratación En presencia de agua, en unas determinadas proporciones, la cal viva o la dolomía calcinada se hidratan (o se apagan), según las reacciones: CaO + H 2 O Ca(OH) ,5 Kcal Como se ve en la reacción, el proceso de hidratación va acompañado de un fuerte desprendimiento de calor que provoca una pulverización natural muy fina. El producto así obtenido se denomina hidrato de cal o cal apagada. 20

21 3. Hidratación (2) CaOMgO + H 2 O Ca(OH) 2 + MgO kj/kg CaO Se puede ver en la reacción, que el óxido de calcio y magnesio (dolomía calcinada) reacciona exotérmicamente con el agua para dar hidrato de cal y dolomía parcialmente hidratada. Para la realización industrial de este proceso, se utiliza un equipo denominado hidratador, dotado de una serie de dispositivos para el control de la reacción de hidratación y de la humedad de la cal/dolomía hidratada. El producto así formado, se clasificará y molturará en función de las finuras solicitadas para su aplicación. 21

22 Aplicaciones (diagrama tomado de 22

23 Aplicaciones para construcción Infraestructuras Estabilización de suelos. Un suelo arcilloso inestable tratado con cal modifica sus propiedades físicas y se transforma en una plataforma estable y duradera. La cal modifica profundamente las características físicas del suelo, disminuye el Límite Líquido y el Índice de Plasticidad. Aumenta el Límite Plástico, el CBR (ensayo que mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas ) y la resistencia a la compresión. Su alto Índice de Receptividad Puzolánica permite transformar los componentes inertes, aglomera las partículas finas de arcilla y transforma un suelo altamente plástico con otro muy estable. Los suelos húmedos se secan al añadir Cal y con ello aumenta su Límite Elástico. Las capas sub-base y base, estabilizadas con cal constituyen una barrera resistente al agua tanto superficial como capilar. Los suelos son resistentes a las heladas y se reducen los retrasos de construcción por las lluvias. Un alto valor para la superficie específica y un porcentaje de CaO superior al 90%, son fundamentales para su buen comportamiento junto a granulometrías bien clasificadas. 23

24 Aplicaciones para construcción(2) Mezclas bituminosas para carreteras. En los hormigones asfálticos y materiales bituminosos, la sustitución de una parte de los elementos de relleno o carga (filler) por cal y adecuadamente clasificada, la cual mejora la resistencia al agua del firme, disminuye el envejecimiento y la fisura. La afinidad de la cal con los betunes y los agregados refuerza los enlaces en el interior de la estructura. El resultado es una capa asfáltica homogénea, compacta, duradera y sin problemas de grietas. 24

25 Aplicaciones para construcción(3) Morteros y enlucidos Las características de los morteros con cal hidratada son las siguientes: - Excelente adherencia al soporte. Aumento de la resistencia a lo largo del ciclo de recarbonatación de la cal. - Baja retracción. - Mayor plasticidad que permite la adaptación del mortero a las deformaciones del soporte. - Impermeabilidad a la lluvia. - Permeabilidad al vapor de agua que permite a las paredes eliminar condensaciones y aparición de humedades. - Resistencia al hielo con la ausencia de capilaridad. - Excelente resistencia al fuego (clase A1). - Excelente aislamiento acústico y térmico. - Menos eflorescencias debido a la poca solubilidad de la cal hidratada. - Aumento de la retención de agua. 25

26 Aplicaciones para construcción(4) Otras aplicaciones Hormigón celular: Se prepara a partir de mezclas homogéneas y molidas de cal y materias silíceas añadiendo agua y polvo de aluminio. Se caracteriza por sus propiedades acústicas, térmicas y baja densidad. Ladrillos silicocalcáreos: La cal activa la reacción puzolánica con la sílice y la arcilla de constitución, produciéndose ladrillos de alto comportamiento mecánico y térmico con elevadas características mecánicas y térmicas. Pinturas: A la caseína. Consiste en mezclar el hidróxido cálcico con caseína dando un compuesto duro de caseína y calcio de gran resistencia a los agentes atmosféricos. Blanco satinado. Se obtiene, tratando en sulfato de aluminio, libre de hierro y finamente molido, con lechada de cal caliente. Blanco de titanio. Tratando la ilmenita con carbón e hidróxido cálcico, se obtiene hierro y, de las escorias de este procedimiento, un dióxido de titanio en un estado de pureza muy elevado. 26