Control de calidadxaracterización, tipologías normalizadas^ métodos de ensayo

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1 BOLETÍN DE LA SOCIEDAD ESPAÑOLA DE Cerámica y Vidrio D O S S I E R Control de calidadxaracterización, tipologías normalizadas^ métodos de ensayo J. L. PARRA y ALFARO LOEMCO. Laboratorio Oficial para Ensayo de Materiales de Construcción Madrid En este trabajo se expone cómo llevar a cabo la caracterización de los productos de yeso y escayola, así como de los prefabricados con ellos obtenidos, considerando las tipologías normalizadas en España, las propiedades que los definen según la normativa vigente y los métodos de ensayo que se utilizan para medir éstas. Palabras clave: caracterización de yesos, normalización, especificaciones, métodos de ensayo. Control of quality: characterization, types of standarized products, test methods. This paper deals with the caharacterization of plaster products. The several types of standarized products that can be found in Spain are considered and also the properties and the test methods useful to define them. Key words: plaster characterization, standardization, specifications, test methods. 1. INTRODUCCIÓN La normalización de yesos, escayolas y sus prefabricados está regida a nivel nacional por el Comité AEN/CTN 102 «Yeso y productos a base de yeso», el cual elabora las normas tanto de especificaciones como de ensayos. Asimismo, y como en todos los restantes productos de construcción, está en elaboración la normativa europea que en un próximo futuro afectará a estos materiales. El Comité europeo que se encarga de ello es el CEN/TC 241, en el cual España está representada. Desde su estructura incluye a tres grupos de trabajo («Working Groups»), que son: WG 1.-Clasificación de yesos y especificaciones WG 2.-Paneles para tabiques y placas de techo WG 3.-Placas de cartón-yeso y elementos auxiliares En la actualidad, una gran parte de estas normas están en fase de transformación en el seno del Comité AEN/CTN 102. No obstante, al estar en elaboración la normativa europea referida a estos materiales, algunas de ellas se encuentran en situación de «Statu quo», por lo que no pueden modificarse sin autorización del comité CEN. Este proceso está actualmente en marcha. A continuación se pretende dar una idea de la caracterización de esta familia de productos considerando las tipologías normalizadas en la actualidad, las características que las definen y los métodos de ensayo que miden éstas. 2. DEFINICIONES A continuación, se exponen una serie de definiciones de conceptos que a veces se manejan indistintamente, pero que tienen distinto significado y alcance, que conviene dejar claro. CARACTERIZACIÓN: Actividad por la que se determinan los atributos peculiares de una persona o cosa, de modo que claramente se distingan de las demás. NORMALIZACIÓN: Actividad por la que se unifican criterios respecto a determinadas materias y se posibilita la utilización de un lenguaje común en un campo de actividad concreto. CERTIFICACIÓN: Actividad que permite establecer la conformidad de una determinada empresa o producto, proceso o servicio, con los requisito definidos en normas o especificaciones técnicas. HOMOLOGACIÓN: Certificación, por parte de una administración pública, de que el prototipo de un producto cumple los requisitos técnicos reglamentarios. 3. MECANISMOS DE CONTROL Los mecanismos de control de los yesos y sus prefabricados están en plena fase de cambio, debido a la transposición de la Directiva Europea de Productos de Construcción a la legislación española. No obstante, en la actuahdad están todavía vigentes los siguientes: -Pliego general de condiciones para la recepción de yesos y escayolas en las obras de construcción RY-85, aprobado por O.M. de 31 de Mayo de Homologación de yesos, escayolas y sus prefabricados, declarada obhgatoria por Real Decreto 1312/1986, de 25 de Abril. -Sello INCE-Marca AENOR, de carácter voluntario. 4. TIPOLOGÍAS NORMALIZADAS El aljez o piedra de yeso se encuentra normalizado en España según UNE «Aljez o piedra de yeso. Bol. Soc. Esp. Cerám. Vidrio, 36 [6] (1997) 579

2 J. L. PARRA y ALFARO Clasificación. Características». En esta norma se establecen cinco tipologías, en función del contenido en sulfato de calcio dihidratado (Tabla 1) y otras cinco según el tamaño de piedra (Tabla II). YP - Yeso de prefabricados, utilizado para la ejecución de paneles para tabiques. ESCAYOLAS TABLA I TIPOLOGÍA DEL ALJEZ EN FUNCIÓN DEL CONTENIDO EN SULFATO DE CALCIO DIHIDRATADO TABLA II Contenido mínimo en Clase CaS04. 2 H2O (%) I Extra 95 I 90 II 80 m 70 IV 60 TIPOLOGÍA DEL ALJEZ SEGÚN EL TAMAÑO DE PIEDRA 1 " " Tamaño Tipo de piedra mm En España, a diferencia de otros países, se distingue entre yeso y escayola de construcción. La distinción fundamental entre ambos productos consiste en que la escayola debe estar constituida fundamentalmente por sulfato de calcio semihidratado, mientras que en el yeso pueden coexistir en mayor proporción otras fases, como la anhidrita IL Asimismo, la escayola tiene mayores exigencias para diversas características, como el índice de pureza, finura de molido y resistencia mecánica. Dentro de cada uno de estos grupos, se distinguen diversas tipologías, tal y como se indica en las normas UNE «Yesos para la construcción. Especificaciones» y UNE «Escayolas para la construcción. Especificaciones». Así, se distinguen las siguientes: YESOS YG - Yeso grueso de construcción, utilizado para pasta de agarre en tabiques, revestimientos interiores y como conglomerado auxiliar en obra. YG/L- Yeso grueso de construcción lento, que se utiliza para revestimientos interiores por su mayor tiempo de trabajabilidad, obtenido por incorporación de aditivos reguladores de fraguado. YE - Yeso fino de construcción, que por su granulometría más fina se emplea para enlucidos y blanqueos sobre revestimientos interiores. YF/L- Yeso fino de construcción lento, que por su mayor trabajabilidad se usa básicamente para enlucidos. E- 30- Escayola usada fundamentalmente en la fabricación de elementos prefabricados para techos y tabiques. E-30/L- Escayola lenta, similar a la anterior, con mayor tiempo de trabajabilidad. E-35- Escayola especial, más pura, que se emplea tanto en decoración como en la ejecución y colocación de elementos prefabricados. E-35/L- Escayola especial lenta, análoga a la anterior, con un tiempo más prolongado de trabajabilidad. En la actuahdad en el comité AEN/CTN 102 están en proyecto normas para nuevos productos, como son: Adhesivos a base de yeso para paneles de paramento vertical. El proyecto de norma se encuentra próximo a publicarse, pues se ha adoptado íntegramente el proyecto CEN correspondiente. Yesos de origen químico para su empleo en construcción. Yesos no tradicionales de aphcación manual. Yesos de aplicación mecánica. En cuanto a productos prefabricados, en España se encuentran normalizados tres tipos principales, que se relacionan a continuación: a)paneies de paramento liso para la ejecución de tabiques. Se utilizan básicamente en la ejecución de tabiquería interior de edificios, siendo unidos entre sí a base de adhesivos de yeso o escayola, fundamentalmente para paramentos no portantes, revestimiento interior de tabiques y protección contra el fuego. Tal y como se establece en la última versión próxima a editarse de la norma UNE «Paneles de paramento liso prefabricado de yeso y escayola para la ejecución de tabiques», dichos elementos han de ser de forma paralelepipédica y machihembrados en su canto para facilitar su instalación. Pueden ser macizos o perforados. b) Placas de escayola para techos. Estos elementos, que se encuentran entre los más utilizados en nuestro país, se dividen básicamente en dos grupos: Placas de escayola desmontables. Destinadas a la realización de falsos techos con juntas aparentes y puesta en obra en seco. A su vez, pueden ser suspendidos de un entramado metálico visto u oculto, lo cual influye en la morfología de las placas. Se encuentran recogidas en las normas UNE y UNE Erratum «Placas de escayola para techos desmontables de entramado visto. Condiciones generales y especificaciones» y UNE «Placas de escayola para techos de entramado oculto conjuntas aparentes. Condiciones generales y especificaciones», que van a ser modificadas en un próximo futuro. Ambos tipos pueden ser a su vez lisas, perforadas, decorativas y fonoabsorbentes. Planchas lisas para techos continuos. Se emplean para la realización de falsos techos continuos y puesta en obra en seco, suspendidas mediante entramados fijos. Están normalizadas según UNE «Plancha lisa de escayola para techos continuos. Condiciones generales y especificaciones», que también va a ser revisada en breve. 580 Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio. Vol. 36 Num. 6 Noviembre-Diciembre 1997

3 CONTROL DE CALIDAD: CARACTERIZACIÓN, TIPOLOGÍAS NORMALIZADAS, MÉTODOS DE ENSAYO c) Placas de cartón-yeso. Ésta ha sido la denominación que se ha venido aplicando al material fabricado mediante un proceso de laminación continua en forma de placas rectangulares de textura lisa, consistente en un alma de yeso de origen natural, ligado a dos láminas superficiales de cartón. Se utiliza principalmente en la ejecución de divisiones interiores, trasdosados de muros y falsos techos, en ocasiones unido a otros materiales, como poliestirenos u otros. En sus bordes suelen presentar un afinado para facilitar su montaje. Estos productos han cambiado recientemente su denominación, tal y como se indica en el título de una nueva versión, próxima a editarse, de la norma UNE «Placas de yeso laminado. Condiciones generales y especificaciones». TABLA III VALORES DE ESPECIFICACIÓN DE LAS DISTINTAS TIPOLOGÍAS (Y=YESO, E= ESCAYOLA) YG YF YP E-30 &^35 Agua combinada (%) <6 <6 <6 <7 <7 índice de pureza (%) >75 >80 >85 >90 >92(i) IpH >6 >6 >6 >6 >6 1 Finura de molido (%) < 50 <15 <30 <5(3) < 1 (3)(4) Resistencia mecánica a flexotracción (MPa) > 2 >2,5 > 3 >3 >3, CARACTERIZACIÓN La caracterización de estos materiales se lleva a cabo de acuerdo a las propiedades que se indican en la normativa de especificaciones, a la que ya se ha hecho mención en el apartado anterior. Dichas características son en cada caso las siguientes: 5.1. Aljez o piedra de yeso Los diferentes tipos indicados se distinguen en su composición mineralógica (contenido en sulfato calcico dihidrato) y su composición química (agua de cristalización mínima), de mayor a menor pureza. Se establece un límite general en su contenido en humedad y cuerpos extraños (humedad máximo 4%, cuerpos extraños máximo 0,1%) Yesos y escayolas para construcción Se consideran propiedades definitorias de la calidad de estos productos las siguientes: Químicas Contenido en agua combinada índice de pureza -ph Físicas y mecánicas Finura de molido Trabajabilidad (tiempos de fraguado) Resistencia mecánica a flexotracción En la Tabla III se muestra una comparación entre los valores de especificación de las distintas tipologías en la que se aprecia la diferencia antes indicada entre yesos y escayolas Paneles para tabiques Las características que se controlan son de los siguientes tipos: Generales Aspecto y estructura Geométricas Dimensiones Planicidad (1) Este valor se considera actualmente excesivo. Se recomienda el valor >90. (2) Retenido máximo sobre un tamiz 0,2 UNE (3) En las escayolas se considera que además el retenido en un tamiz 0,8 UNE 7050 ha de ser nulo. (4) Este valor se considera actualmente demasiado reducido. Se recomienda el valor 5. Físicas y mecánicas Uniformidad de la masa Dureza superficial Resistencia mecánica a flexotracción Resistencia al choque Humedad Químicas -ph Tienen por objetivo asegurar, por un lado, la calidad de la materia prima utilizable (ph, resistencia mecánica a flexotracción, resistencia al choque, dureza) y por otro, una fabricación uniforme que permita una adecuada instalación y un acabado estéticamente aceptable (aspecto y estructura, dimensiones, planicidad). Los valores de especificación se recogen en la Tabla IV. TABLA IV VALORES DE ESPECIFICACIÓN DE LOS PANELES PARA TABIQUES Tolerancias dimensionales (mm) Espesor ± 0,5 mm Densidad (g/cm^) Alta densidad 1100 < d < Media densidad 800 < d < 1100 Baja densidad 600 < d < 800 Tolerancia < 5 % Uniformidad de la masa (kg/ms) Desviación <5% Humedad (%) Desviación < 6 % I Resistencia a flexión (MPa) 50 mm 1, mm 1,2 70 mm 1,5 80 mm 1,5 100 mm 2,0 Alta densidad > 2,0 Dureza (Unidades Shore C) Alta dureza > 80 Media dureza > 55 Baja dureza > 40 Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio. Vol. 36 Num. 6 Noviembre-Diciembre

4 J. L. PARRA y ALFARO 5.4. Placas de escayola para techos En estos productos, dado que una vez colocados no están sometidos a esfuerzos mecánicos, únicamente se verifica que la producción sea lo suficientemente uniforme para asegurar un acabado acorde con su función. Así, las características medidas son: Generales Aspecto Geométricas Dimensiones Planicidad Desviación angular Físicas Humedad Masa por unidad de superficie Las especificaciones se recogen en la Tabla V. TABLA VI ESPECIFICACIONES PARA PLACAS DE YESO LAMINADO Dimensiones Longitud mm (tolerancias) Anchura Espesor mm + 0,5 (< 0,18) Formato Exactitud de ángulos < 2,5 mm Forma de borde afinado Profundidad Ancho (0,04 X espesor) (> 0,18) 0,6-2,5 mm I mm Resistencia a flexión Espesor longitudinal Transversal (mm) (N) (N) 9, , , Otros 43 t 16,8 t Resistencia al choque Diámetro de la huella < 20 mm TABLA V ESPECIFICACIONES PARA PLACAS DE ESCAYOLA PARA TECHOS Tolerancias dimensiones (mm) PLACAS DESMONTABLES PLANCHAS CONTINUAS Longitud y anchura + 2 Longitud y anchura + 3 Planicidad (mm) <1 <1 Espesor + 2 Desviación angular < are tg 1/250 < are tg 1/500 Humedad (%) < 5 < 5 Masa por unidad de superficie (Kg/m^) < 20 < Placas de yeso laminado (antes de cartón-yeso) Debido a sus aplicaciones, las propiedades que se determinan son las siguientes: Generales Aspecto Geométricas Dimensiones Formato Físicas y mecánicas Masa por unidad de superficie Resistencia a flexotracción Resistencia al choque Las especificaciones se recogen en la Tabla VI. 6. MÉTODOS DE ENSAYO La forma de medir las características antes citadas se explica detalladamente en las normas que se indican a continuación, junto a una sucinta definición de cada uno de dichos métodos UNE «Yesos y escayolas de construcción. Métodos de ensayo físicos y mecánicos» La última revisión de esta norma ha sido recientemente remitida a AENOR para su consideración y pase a información pública. Los ensayos que recoge son: Finura de molido: Se determina por tamizado a 2000, 800 y 200 \xm. Densidad: Se obtiene por diferencia de pesadas. Relación agua/yeso: Se proponen tres métodos para su cálculo que son: Método de amasado a saturación. Consiste en espolvorear yeso hasta llevar a saturación una cantidad determinada de agua. Método de la fluidez de la pasta. Se determina mediante la medida del diámetro de escurrimiento de una pasta de yeso procedente de un cono truncado. Método de la mesa de sacudidas. Se lleva a cabo midiendo el diámetro de una pasta de yeso tras haber sido sometido a una serie de sacudidas en condiciones predeterminadas. Tiempos de fraguado: Se plantean dos métodos: Método del cuchillo: El principio de fraguado se alcanza, a partir del comienzo del amasado de una pasta de yeso, cuando los bordes de una marca producida por la hoja del cuchillo ya no se juntan, una vez separado éste. El final de fraguado llega cuando una fuerza de 55 ± 5 N no deja huella apreciable sobre la pasta de yeso. Método del cono de Vicat: Se basa en la penetración de la aguja o del cono de Vicat en el seno de una pasta de yeso. Resistencia a la flexotracción: Consiste en determinar la fuerza que se precisa para romper a flexotracción en una prensa una probeta prismática de dimensiones normalizadas (160x40x40 mm). Resistencia a compresión: Se obtiene aplicando carga en una prensa de compresión a los fragmentos de la probeta rota previamente a flexión. En anexos, se describen también los ensayos siguientes: Dureza: Se mide de forma indirecta a través del diámetro de la huella producida por una bola que aplica una carga fija. 582 Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio. Vol. 36 Num. 6 Noviembre-Diciembre 1997

5 CONTROL DE CALIDAD: CARACTERIZACIÓN, TIPOLOGÍAS NORMALIZADAS, MÉTODOS DE ENSAYO Adherencia: Se determina la fuerza necesaria para arrancar un disco de metal pegado a la superficie del yeso. Retención de agua: Se calcula el porcentaje de agua que permanece en una mezcla tras un tiempo predeterminado de succión sobre una placa filtrante UNE «Yesos y escayolas de construcción. Determinación de la dureza Shore C y de la dureza BrineU» Especifica estos dos métodos de medida de dureza, basados en la resistencia a la penetración de un punzón específico en el método Shore C y una bola de acero en el Brinell UNE «Yesos y escayolas de cosntrucción. Métodos de análisis químico» La última versión de esta norma ha sido enviada a AENOR para su toma en consideración y paso a información pública. Se describen las siguientes determinaciones: Agua libre: Por diferencia de pesadas antes y después de calentamiento a 42±3 C. Agua combinada: Por diferencia de pesadas antes y después de calentamiento a 250±10 C, hasta masa constante. Contenido en iones sulfato: Determinación gravimétrica. Contenido en dióxido de silicio y materia insoluble: Método de insolubilización en ácido clorhídrico. Contenido en iones de aluminio y hierro: Método gravimétrico. Contenido en iones calcio: Método permanganimétrico. Contenido en iones magnesio: Método gravimétrico. Contenido en iones cloruro: Método volumétrico de Mohr. Determinación de ph: A través de la medida de la diferencia de potencial de una pila eléctrica constituida por una lámina de platino introducida en la disolución de yeso y un electrodo patrón. 2- A partir del contenido en SO4 y agua combinada, se define el índice de pureza como el contenido teórico total en sulfato de calcio dihidratado y semihidratado, expresado como tanto por ciento en masa y referido a la muestra desecada a 45 C. 6.4.UNE «Yesos y escayolas de construcción. Método de análisis de fases» Indica como determinar el contenido en las distinas fases de hidratación del sulfato calcico: Dihidrato Semihidrato Anhidrita soluble (A III) Anhidrita difícilmente soluble (A IV) Anhidrita insoluble (A II) 6.5. UNE «Paneles prefabricados de yeso y escayola de paramento liso para la ejecución de tabiques. Métodos de ensayo» La última versión de esta norma ha sido remitida a AENOR para su toma en consideración y paso a información pública. Describe la realización de los siguientes ensayos sobre una muestra de seis paneles: Aspecto: De forma visual Dimensiones: Se utiliza una regla graduada tanto en longitud como en altura y un calibre para el espesor. Masa: Mediante pesada antes y después del acondicionamiento (secado a masa constante) Planicidad: Se mide la distancia entre las caras del panel apoyado sobre una superficie plana y dicha superficie plana, mediante una regla metálica y galgas. Densidad: Se calcula como el cociente entre la masa determinada y el volumen obtenido a partir de sus dimensiones. Dureza superficial: Se emplea el método Shore C consistente en la medida de la penetración de un punzón específico. Resistencia mecánica a flexión: Se determina la carga de rotura a una velocidad de unos 20 N/s. Resistencia al impacto: Se obtiene a través de la huella producida por la caída de una bola de acero de 500 ± 15 g de masa y 50 ± 2 mm de diámetro, desde una altura de 50 cm midiendo el diámetro de la huella en mm. Absorción de agua: Se mide la variación de masa antes y después de inmersión en agua durante dos horas, tínicamente se aplica a paneles hidrofugados. Humedad: Se calcula por diferencia de pesadas tras desecación a masa constante en atmósfera de laboratorio. ph: Se utiliza un ph-metro, diluyendo 1 g de muestra en 10 cm^ de agua destilada UNE «Placas de escayola para techos. Métodos de ensayo» Se describen los siguientes ensayos sobre una muestra de seis placas. Aspecto: De forma visual. Dimensiones: La longitud y la anchura se miden con una regla graduada y el espesor con un calibre. Planicidad: Se determina desplazando un comparador sobre la cara vista. Desviación angular: Se realiza por medio de una escuadra de 60 cm de lado. Humedad: Se calcula mediante diferencia de pesadas tras la desecación a masa constante en atmósfera de laboratorio. Masa por unidad de superficie: Se calcula el cociente entre la masa y la superficie obtenida a partir de las dimensiones de cada una de las placas UNE «Placas de yeso laminado. Métodos de ensayo» Se encuentra enviada a AENOR para toma en consideración y paso a información pública. Aspecto: De forma visual. Dimensiones: La longitud y la anchura se miden con una regla graduada y un calibre para el espesor. Forma: Se mide rectitud de aristas con ayuda de un calibre, el ancho del afinado de los bordes con una regla Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio. Vol. 36 Num. 6 Noviembre-Diciembre

6 J. L. PARRA y ALFARO graduada y su profundidad con un micrómetro montado sobre placa. Masa: Se determina por pesada de cuatro probetas cortadas de las placas, dos en sentido longitudinal y dos en sentido transversal, antes y después de su acondicionamiento en atmósfera de laboratorio. Resistencia mecánica a flexión: Se determina sobre las probetas anteriormente descritas, a partir de su carga de rotura, medida con una velocidad de carga de unos 20 N/s. Resistencia al impacto: Se mide el diámetro de la huella producida por caída de una bola de acero de (500 ±15 g de masa y 50 ± 2 mm de diámetro, desde una altura de 50 cm, con ayuda de un calibre. Capacidad de absorción de agua: Se obtiene a partir del aumento de masa que se produce tras exponer a la acción del agua en condiciones predeterminadas la superficie de una muestra. 7. BIBLIOGRAFÍA UNE "Aljez o piedra de yeso. Clasificación. Características" UNE «Yesos para la construcción. Especificaciones». UNE «Escayolas para la construcción. Especificaciones». UNE «Paneles prefabricados de yeso o escayola de paramento liso para la ejecución de tabiques. Especificaciones». UNE «Placas de escayola para techos desmontables de entramado visto. Condiciones generales. Especificaciones». UNE Erratum «Placas de escayola para techos desmontables de entramado visto. Condiciones generales. Especificaciones». UNE «Placas de escayola para techos de entramado oculto con juntas aparentes. Condiciones generales. Especificaciones». UNE «Placas de yeso laminado. Condiciones generales y especificaciones». UNE «Plancha lisa de escayola para techos continuos. Condiciones generales. Especificaciones». UNE «Paneles prefabricados de yeso o escayola de paramento liso para la ejecución de tabiques. Métodos de ensayo». UNE «Yesos y escayolas de construcción. Método de ensayos físicos y mecánicos». UNE «Yesos y escayolas de construcción. Métodos de análisis químico». UNE «Placas de escayola para techos. Métodos de ensayo». UNE «Placas de yeso laminado. Métodos de ensayo». UNE «Yesos y escayolas de construcción. Método de análisis de fases». UNE «Yesos y escayolas de construcción. Determinación de la dureza Shore C y de la dureza Brinell». jornadas de Caracterización y Datacíón Cerámica: Arqueometría e Historia de la cerámica de Talayera y Puente Talavera de la Reina 11 y 12 de mayo 1998 ORGANIZAN: Asociación Provincial de Artesaría y Cerámica de FEPEMTA Sociedad Española de Cerámica y Vidrio 584 Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio. Vol. 36 Num. 6 Noviembre-Diciembre 1997