CAPITULO 5 : Aglomerantes

AGLOMERANTES

 

 

DEFINICIÓN: Los aglomerantes son los materiales que tienen la propiedad de adherirse a otros; como consecuencia de esa propiedad los utilizamos en la construcción para unir y entrelazar los materiales pétreos (bloques, ladrillos, etc). en los enlucidos y revoques que cubren las paredes y techos para formar los morteros y hormigones que permiten ser extendidos y moldeados con relativa facilidad y que una vez endurecido adquieren el estado sólido.

Estos materiales son de vital importancia en la construcción, para formar parte de casi todos los elementos de la misma.

Clasificación de los aglomerantes:

 

•   Aglomerantes naturales: Proceden de una roca natural sin adición alguna, como el yeso, la cal y los cementos naturales.

•   Aglomerantes artificiales: Se obtienen de la calcinación de mezclas de piedras de composición conocida y cuidadosamente dosificadas. Como es el caso de los cementos artificiales.

•   Materiales Aglomerantes aéreos: Los que solo endurecen en el aire, dando morteros no resistentes al agua. (la arcilla, yesos y cales aéreos.)

•   Materiales Aglomerantes Hidráulicos: Aquellos que se endurecen en forma pétrea tanto en el agua como en el aire, pertenecen a este grupo la cales hidráulicas y los cementos. Se incluyen las puzolanas, que por sí solas no endurecen o fraguan, si se mezclan con cal, dan productos hidráulicos.

•   Materiales Aglomerantes Hidrocarbonatos: Lo forman hidrocarburos más o menos líquidos o viscosos, que endurecen por enfriamiento o evaporación de sus disolventes, como el alquitrán y el betún.

ARCILLA

 

DEFINICIÓN: La arcilla es un suelo o roca sedimentaria constituido por agregados de silicatos de aluminio hidratados, procedentes de la descomposición de rocas que contienen feldespato, como el granito. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que contiene, desde el rojo anaranjado hasta el blanco cuando es pura.

PROPIEDADES DE LA ARCILLA:

* Plasticidad: Mediante la adición de una cierta cantidad de agua, la arcilla puede adquirir la forma que uno desee. Esto puede ser debido a la figura del grano (cuanto más pequeña y aplanada), la atracción química entre las partículas, la materia carbonosa así como una cantidad adecuada de materia orgánica.
* Merma: Debido a la evaporación del agua contenida en la pasta se produce un encogimiento o merma durante el secado.
* 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.
* Porosidad: El grado de porosidad varia según el tipo de arcilla. Esta depende de la consistencia más o menos compacta que adopta el cuerpo cerámico después de la cocción. Las arcillas que cuecen a baja temperatura tienen un índice más elevado de absorción puesto que son más porosas.

* Color: Las arcillas presentan coloraciones diversas después de la cocción debido a la presencia en ellas de óxido de hierro, carbonato cálcico.

* Capacidad de absorción

* Hidratación e hinchamiento


CLASIFICACIÓN DE LA ARCILLA: 

Las arcillas se pueden clasificar de acuerdo con varios factores. Así, dependiendo del proceso geológico que las originó y a la ubicación del yacimiento en el que se encuentran, se pueden clasificar en:

Arcilla primaria: Se utiliza esta denominación cuando el yacimiento donde se encuentra es el mismo lugar en donde se originó. El caolines la única arcilla primaria conocida.

Arcillas secundarias: Son las que se han desplazado después de su formación, por fuerzas físicas o químicas. Se encuentran entre ellas el caolín secundario, la arcilla refractaria, la arcilla de bola, el barro de superficie y el gres.

Si atendemos a la estructura de sus componentes, se distinguen las arcillas filitenses y las arcillas fibrosas.
También se pueden distinguir las arcillas de acuerdo a su plasticidad. Existen así las arcillas plásticas (como la caolinítica) y las poco plásticas (como la esméctica, que absorbe las grasas).
Por último, hay también las arcillas calcáreas, la arcilla con bloques (arcilla, grava y bloques de piedra de las morrenas), la arcilla de descalcificación y las arcillitas (esquistos arcillosos).

USOS EN CONSTRUCCION

Como base de: Productos de loseta de arcilla: Ingrediente principal del ladrillo, loseta de cerámica, teja para techo, chapa de cerámica.

 

YESO

 

 

DEFINICIÓN: 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).

Proceso de obtención del yeso:

La fabricación del yeso consta de cuatro fases importantes: 

• Extracción
• Fragmentación
• deshidratación y cocción
• molienda 

EXTRACCIÓN: El sulfato de calcio dihidratado se extrae de las minas. El tamaño de las piedras puede ser de hasta 50 cm de diámetro.

FRAGMENTACIÓN: La primera trituración, reduce el tamaño de las piedras para facilitar su manejo a una dimensión inferior a 15 cm, la segunda trituración por medio de quebradoras permite reducir el tamaño de las piedras de 4 a 5 cm.
 

DESHITRATACIÓN Y COCCIÓN: Una vez seleccionado el yeso crudo, se somete a una deshidratación parcial con una técnica de calcinación a altas presiones con un riguroso control de tiempo y temperatura, obteniendo cristales de mínima porosidad y forma regular, que permitirán producir modelos de gran dureza y resistencia. La estructura y propiedades del producto final dependen directamente de las condiciones de calcinación empleadas.

 

MOLIENDA: La operación posterior a la trituración es la molienda, el yeso calcinado es llevado a tolvas que dosifican la cantidad de material proporcionado a los molinos. La proporción y distribución de los tamaños de partícula es un factor determinante con respecto a las propiedades del producto.
 

TIPOS DE YESO:

 

 

Yeso gris o negro: Se obtiene calcinando la piedra algez en contacto con los combustibles. Los humos y las impurezas(cenizas, carbón, etc...), aparte de las que lleva consigo la piedra de yeso(se emplea un algez con muchas impurezas), ennegrecen el producto. La finura de molido es muy deficiente. Resulta el yeso de peor calidad, por lo que solo se emplea en obras no vistas.
 

Yeso blanco: Se obtiene a partir de un algez con pequeñas proporciones de impurezas, después de calcinado y vitrificado es finamente molido hasta el punto de no quedar retenido mas de un 10% en un tamiz de dos décimas de mm. Es muy blanco y en mortero se utiliza para el enlucido de paredes y techos de interiores.
 

Yeso escayola: Es un yeso blanco de la mejor calidad, tanto en purezas como en fineza del grano, no quedando retenido mas del 1% e un tamiz de 0.2 mm. Dadas sus características, la escayola se emplea en la fabricación de molduras y placas para la formación de cielos razos, que a su vez suelen ir decoradas. ningún tipo de yeso o escayola puede ser utilizado en exteriores por ser solubles en agua. El yeso es el aglomerante artificial más antiguo fue utilizado por egipcios, griegos y romanos.

Yeso hidráulico: Si, en la operación de cocción, se calienta la piedra de yeso hasta una temperatura entre 800º y 1000º C°, se producirá una disociación del sulfato cálcico, y aparecerá cierta cantidad de cal que actúa como acelerador de fraguado. Así se tiene un yeso que fragua debajo del agua, llamado yeso hidráulico.

La cocción de la piedra algez, para la obtención del yeso hidráulico, se realiza en hornos verticales continuos, que consta de un cilindro revestido interiormente de material refractario, que se carga en capas alternadas de piedra de yeso y carbón de cok.

PROPIEDADES Y BENEFICIOS:

1. Por sus excelentes cualidades higrométricas el yeso es el más eficaz y natural regulador de la humedad ambiental en los interiores de las edificaciones. Absorbe la humedad excesiva y la libera cuando hay sequedad.
2. La utilización de yeso en los revestimientos interiores de las edificaciones puede aumentar en un 35% la capacidad de aislamiento térmico frente a construcciones no revestidas.
3. Debido a su elasticidad y estructura finamente porosa, el yeso ofrece una excelente capacidad de insonorización. Disminuye ecos y reverberaciones, mejorando las condiciones acústicas de las edificaciones.
4. El yeso es completamente incombustible y resistente al fuego. Al exponerse al calor se produce una gradual liberación del agua de cristalización en forma de vapor que retrasa la elevación de temperatura absorbiendo el calor, sin emanar gases tóxicos que son la principal causa de accidentes fatales en la mayoría de incendios.
5. El yeso, debido a su excelente plasticidad y moldeo, posee infinidad de posibilidades en decoración. Es compatible con casi todos los elementos de decoración: papel, tapiz, madera, pintura, texturizados, etc.
6. La blancura natural del yeso conforma el soporte más adecuado para aplicar cualquier tipo de acabado posterior, tanto en blanco como en otros colores.
7. El yeso en estado plástico es muy manejable, moldelable y liviano y se adhiere fácilmente a las superficies.
8. El yeso, una vez formada la red cristalina en el fraguado, es estable en el tiempo e inalterable ante las variaciones ambientales.

PROPIEDADES DEL YESO:

* Rápido fraguado y endurecimiento

* La reacción de hidratación es exotérmica y va acompañada de un ligero aumento de volumen (expansión)

* Permeable al agua (empleo solo en interiores

* Bajas resistencias mecánicas

* Buena adherencia a otros materiales de construcción

APLICACIONES:

1. Construcción debido a sus excelentes propiedades bioclimáticas, de aislamiento y regulación higrométrica, mecánicas y estéticas se utiliza en guarnecidos, enlucidos, prefabricados y relieves arquitectónicos, proporcionando bienestar y comodidad. Esencial como agente retardante en la producción de cemento.
2. Agricultura para mejorar las tierras de cultivo, como abono y desalinizador.
3. Medicina se utiliza en traumatología para elaborar vendas de yeso, en la fabricación de moldes quirúrgicos y odontológicos y en la producción de pasta dentífrica.
4. Industria química y farmacéutica como fuente de calcio, componente en medicamentos y lápices labiales.
5. Industria de alimentos en el tratamiento de agua, limpieza de vinos, refinación de azúcar, vegetales enlatados y alimentos para animales.

•      En la construcción el yeso  se emplea para :

1. Componentes de los cementos comerciales (regulador de fraguado del Clinker del portland)
2. Revestimiento de paramentos de muros y tabiques
3. Elementos prefabricados (tabiques, placas de yeso laminado, falsos techos, molduras y elementos decorativos).

4. Elaboración de estucos (revestimientos que imitan a la cantería).

El yeso es el componente principal de las planchas de drywall, por lo tanto es correcto determinar que muchas de las propiedades del yeso la comparten sus productos derivados.

 

DRYWALL

 

Placa de yeso laminado, el nombre genérico oficial, es un material de construcción utilizado para la ejecución de tabiques interiores y revestimientos de techos y paredes. Se suele utilizar en forma de placas, paneles o tableros industrializados. Consiste en una placa de yeso laminado entre dos capas de cartón, por lo que sus componentes son generalmente yeso y celulosa aprovechándose de la buena resistencia a la compresión del yeso con la buena resistencia a la flexión que le da el sándwich de cartón.

* Sistema Drywall es un método constructivo consistente en placas de yeso.
 

PROPIEDADES:

• Resistencia al fuego
• Aislamiento acústico
• Aislamiento térmico
• Resistencia a la humedad

PLACAS DE DRYWALL

CONSTRUCCIÓN EN DRYWALL

 

ALGUNAS VENTAJAS DEL SISTEMA DRY-WALL :

• Se puede utilizar en toda clase de proyectos bien sea en remodelación u obras nuevas.
• Es flexible debido a que se puede adaptar a diferentes formas, dimensiones y diseños
• Tiene un alto nivel de resistencia al fuego debido a que los materiales no contribuyen a la combustión. Sirve de barrera contra el fuego y disminuye su propagación.
• Proporciona aislamientos tanto térmicos como acústicos.
• No se expande ni contrae con los cambios de humedad y temperatura; la estructura no se oxida. 
• Es inmune a hongos, plagas y roedores.
• Sus materiales son livianos; el tiempo de instalación es corto y produce menos desperdicios. Todo esto se traduce en menor costo financiero.
• Las instalaciones eléctricas e hidráulicas son más fáciles y rápidas que en la mampostería tradicional.
• Es compatible con muchos materiales entre ellos madera, cristales, marcos entre otros.

CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS DEL YESO:

• Las características fundamentales del yeso como material de construcción con su excelente adherencia a los materiales porosos, incluso sobre metales tales como el hierro, al que luego nos referimos, su fraguado rápido o modificable; sus propiedades aislantes térmicas; su menor capacidad calorífica; su acusticidad dada su porosidad; su ligereza y su costo de obtención relativamente bajo, la hacen un producto idóneo para los revestimientos. 

• La adherencia viene afectada por el contenido de agua de amasado. Cuanto mayor es la relación A/Y, menos adherencia presenta. 

• La adherencia aumenta con la porosidad del soporte, siendo relativamente baja en el hormigón denso. Los concretos de árido cuarzoso, a igual porosidad, presentan mejor adherencia al yeso que los concretos con árido calizo cuando están expuestos a cambios térmicos, como consecuencia de su diferente coeficiente lineal de expansión térmica. 

• Mediante la acción adecuada de plastificantes (que permite reducir la relación A/Y) y de retardantes adecuados es posible prolongar en el tiempo de fraguado hasta más de una hora. 

• Es posible la reducción de la porosidad por un rebatido de la masa antes de su fraguado inicial, pero esto provoca una descenso de resistencia y una contracción diferencial que origina graves problemas. 

• El empleo de morteros de yeso-arena fina para revocos y enlucidos es interesante por el aumento de resistencia que supone, aunque pierden sus calidades aislantes. El agua de amasado varía con la aplicación que se le dé al mortero, para enlucidos o estudio de 40 al 60% y para el moldeo del 60 a 70%. 

• No debe ser usado a la intemperie, ya que la humedad y el agua lo reblandecen y degradan. 

• La adición de un volumen de cal, igual al volumen de yeso en el agua necesaria para obtener una pasta plástica constituye la mezcla de dos aglomerantes cuya propiedad principal es su resistencia al intemperismo; puede utilizarse también para la protección de paramentos exteriores, ya que sin ser impermeables, la humedad no lo reblandece, no lo pudre ni lo agrieta; de fraguado más lento, mucho más lento, mucho más resistente y permite superficies más tersas y brillantes.

CAL

 

 

DEFINICIÓN: Es un producto resultante de la descomposición de las rocas calizas por la acción del calor. Estas rocas calentadas a mas de 900º C producen o se obtienen el óxido de calcio, conocido con el nombre de cal viva, producto sólido de color blanco y peso especifico de 3.4 kg./dm. Esta cal viva puesta en contacto con el agua se hidrata (apagado de la cal) con desprendimiento de calor, obteniéndose una pasta blanda que amasada con agua y arena se confecciona el mortero de cal o estupo, muy empleado en enfoscado de exteriores. Esta pasta limada se emplea también en imprimación o pintado de paredes y techos de edificios y cubiertas.

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 hidráulica: Cal compuesta principalmente de hidróxido de calcio, sílice (SiO2) y alúmina (Al2O3) o mezclas sintéticas de composición similar. Tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso debajo del agua.

CLASIFICACIÓN DE LA CAL:

• Las rocas calizas. casi nunca se encuentran puras (CO3Ca) en la naturaleza, sino que van acompañadas de materias orgánicas, arcilla u óxidos, impurezas que, al no volatilizarse en el proceso de calcinación, comunican a la cal distintas propiedades. La proporción de estas impurezas produce distintos tipos de cal.

• Cal aérea o grasa. Si la piedra caliza es pura o tiene un contenido máximo en arcilla de un 5%, produce una clase de cal muy blanca, que forma una pasta muy fina y untuosa cuando se apaga

• Cal magra o ácida. Si la cal no supera el 5% de la arcilla, pero contiene mas de un 10% de magnesia (Oxido de magnesio, sustancia terrosa, ect.), se tiene una cal de características ácidas. La pasta que se forma al mezclarla con agua es de color grisáceo. Esta cal no se emplea en construcción, porque la pasta se disgrega al secarse.

Procesos de obtención de la cal :

Los procesos para la obtención de la cal, son descritos brevemente a continuación:

1. Extracción: Se desmonta el área a trabajar y se lleva a cabo el descapote, posteriormente se barrena aplicando el plan de minado diseñado, se realiza la carga de explosivos y se procede a la voladura primaria, moneo, tumbe y rezagado, carga y acarreo a planta de trituración.
2. Trituración: Posteriormente es sometida a un proceso de trituración que arrojará como producto trozos de menor tamaño que serán calcinados en hornos verticales. También puede realizarse uns trituración secundaria cuando se requieren fragmentos de menor tamaño y se tienen hornos rotatorios para calcinar.
3. Calcinación: La cal es producida por calcinación de la caliza y/o dolomía trituradas por exposición directa al fuego en los hornos. En esta etapa las rocas sometidas a calcinación pierden bióxido de carbono y se produce el óxido de calcio (cal viva).
4. Enfriamiento: Posteriormente se somete a un proceso de enfriamiento para que la cal pueda ser manejada y los gases calientes regresan al horno como aire secundario.
5. Inspección: Se inspecciona cuidadosamente las muestras para evitar núcleos o piezas de roca sin calcinar.
6. Cribado: Se somete al cribado con el fin de separar la cal viva en trozo y en guijarros (piedra pequeña, redondeada y lisa) de la porción que pasará por un proceso de trituración y pulverización.
7. Trituración y pulverización: Se realiza con el objeto de reducir más el tamaño y así obtener cal viva molida y pulverizada, la cual se separa de la que será enviada al proceso de hidratación.
8. Hidratación: Consiste en agregar agua a la cal viva para obtener la cal hidratada. A la cal viva dolomítica y alta en calcio se le agrega agua y es sometida a un separador de residuos para obtener cal hidratada normal dolomítica y alta en calcio. Únicamente la cal viva dolomítica pasa por un hidratador a presión y posteriormente a molienda para obtener cal dolomítica hidratada a presión.
9. Envase y embarque: La cal es llevada a una tolva de envase e introducida en sacos y transportada a través de bandas hasta el medio de transporte que la llevará al cliente.

CEMENTO

DEFINICIÓN: El cemento es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Hasta este punto la molienda entre estas rocas es llamada Clinker, esta se convierte en cemento cuando se le agrega yeso, este le da la propiedad a esta mezcla para que pueda fraguar y endurecerse. Mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón (en España, parte de Suramérica y el Caribe hispano) o concreto (en México, Centroamérica y parte de Suramérica). Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil.

Proceso de obtención del cemento:

La piedra caliza en una proporción del 75% en peso, triturada y desecada, junto a la arcilla en una proporción del 25% se muelen y mezclan homogéneamente en molinos giratorios de bolas. El polvo así obtenido es almacenado en silos a la espera de ser introducidos en un horno cilíndrico con el eje ligeramente inclinado, calentado a 1600º C por ignición de carbón pulverizado, donde la mezcla caliza arcilla, sufre sucesivamente un proceso de deshidratación, otro de calcinación y por ultimo el de vitrificación. El producto vitrificado es conducido, a la salida del horno a un molino-refrigerador en el que se obtiene un producto sólido y pétreo conocido con el nombre de clinker, que junto a una pequeña proporción o pequeña cantidad de yeso blanco o escayola es reducido a un polvo muy fino, homogéneo y de tacto muy suave en molinos de bolas giratorias, como es el cemento, que es almacenado en silos para su posterior envasado y transporte.
 

Tipos de cemento:

Se pueden establecer dos tipos básicos de cemento:

De origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4 aproximadamente. 

De origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen orgánico o volcánico.

Desde el punto de vista químico se trata en general de una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio, obtenidos a través del cocido de calcáreo, arcilla y arena. El material obtenido, molido muy finamente, una vez que se mezcla con agua se hidrata y solidifica progresivamente. Puesto que la composición química de los cementos es compleja, se utilizan terminologías específicas para definir las composiciones.

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 denominado concreto. Es el más usual en la construcción y es utilizado como aglomerante para la preparación del concreto (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.

Fue inventado en 1824 en Inglaterra por el constructor Joseph Aspdin. El nombre se debe a la semejanza en aspecto con las rocas que se encuentran en la isla de Portland, en el condado de Dorset. A diferencia de lo que muchos creen, su origen no está relacionado con Portland, Oregón, EE. UU.

Fabricación del cemento Portland:

La fabricación del cemento Portland se da en tres fases:

• Preparación de la mezcla de las materias primas
• Producción del Clinker
• Preparación del cemento

Tipos de cementos Portland: 

1. TIPO I: cemento de uso general, no se requiere de propiedades y características especiales 
2. TIPO II: Resistente ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberías de drenaje (muros de contención, pilas, presas) 
3. TIPO III: Altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7 días 
4. TIPO IV: Muy bajo calor de hidratación (Presas) 
5. TIPO V: Muy resistente acción de los sulfatos (Plataforma marina)

NORMAS DEL CEMENTO EN EL PERU:

 

 

 

 

ALMACENAMIENTO:

PUZOLANAS

 

Las puzolanas son materiales silíceos o aluminio-silíceos a partir de los cuales se producía históricamente el cemento, desde la antigüedad Romana hasta la invención del cemento Portland en el siglo XIX. Hoy en día el cemento puzolánico se considera un eco material.

Las puzolanas pueden reemplazar de 15 a 40% del cemento portland sin reducir significativamente la resistencia del concreto.

 

La mayoría de materiales puzolánicos descritos aquí son subproductos de procesos industriales o agrícolas, que son producidos en grandes cantidades, constituyendo un problema de desperdicio, si permanecen sin utilizar. Incluso si no hubiera otros beneficios, si lo este aspecto justificaría un incremento del empleo de estos materiales. Comparado con la producción y empleo del cemento portland, estos materiales contribuyen a ahorrar costos y energías, ayudan a reducir la contaminación ambiental y, en la mayoría de los casos, mejoran la calidad del producto final.

 

CLASIFICACIÓN:

Puzolanas 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 y obsidiana.

• 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.

Puzolanas artificiales:

•  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.

VENTAJAS : 

Las ventajas que ofrece el cemento puzolánico sobre el resto se detallan a continuación:

• Mayor durabilidad del cemento.
• Mejora en la resistencia frente al agua de mar.
• Mejor defensa ante los sulfatos y cloruros.
• Aumento en la resistencia a la tracción.
• Incremento de la impermeabilidad por la reducción de grietas en el fraguado.
• Disminución del calor de hidratación.
• Mejora en la resistencia a la abrasión.
• Aumento la resistencia del acero a la corrosión.

LAS PUZOLANAS EN EL PERU:

El uso de materiales suplementarios tales como las puzolanas naturales mejoran la durabilidad del concreto. En el Perú es muy común el uso de puzolanas naturales para producir el cemento portland puzolánico. 

Debido a las características geológicas de nuestro país, tenemos michos yacimientos de puzolana naturales, compuestos principalmente por silicatos de alúmina amorfos y cristalinos.

ESCORIA DE ALTO HORNO

• La escoria de alto horno es un material fundido que se asienta sobre el lingote de arrabio en la parte inferior del horno. Esta es producida por los diversos componentes en el horno cuando se llega a los 1400° a 600° C.

• Un enfriamiento lento de la escoria genera un material cristalino. Un rápido enfriamiento con aire o agua bajo presión forma pelotillas vidriosas (escoria expendida > 4 mm., adecuado con rápido ligero) y gránulos menores de 4 mm., que poseen propiedades hidráulicas cuando se muelen finamente.

•  La escoria triturada se mezcla con OPC para producir cemento portland, de alto horno (PBFC), en el que el contenido de escoria puede llegar al 80%. Sin embargo, ya que el PBFC es muy lento para reaccionar que el OPC, la reactividad se reduce a mayor porcentaje de escoria.

• Aunque la resistencia temprana de los concretos de PBFC generalmente es menor que de los concretos de OPC, es probable que la resistencia final sea mayor. La mitad lenta reactividad del PBFC genera menos calor y puede ser ventajoso en donde el agrietamiento térmico es un problema.

• Además de hacer más trabajable el concreto fresco, el PBFC tiene gran resistencia al ataque químico y su capacidad de proteger el refuerzo de acero la hace adecuada para emplear en concretos reforzados y pretensado.

MATERIALES BITUMINOSOS

 

DEFINICIÓN: 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.

CLASIFICACIÓN:

• Los materiales bituminosos pueden dividirse en dos grandes grupos: betunes y alquitranes. 

• Ambos presentan unas propiedades análogas y de diferencias muy significativas: los dos son termoplásticos y poseen una buena adhesividad con los áridos; sin embargo la viscosidad de los alquitranes se ve más afectada por las variaciones de temperaturas y su envejecimiento es mucho más precoz que el de los betunes.

1. BETUNES: 

 

Son mezclas de hidrocarburos naturales, pirogenados (sometidos a tratamientos de calor), o combinaciones de ambos. Pueden presentar diversos estados: gaseosos, líquidos, semisólidos, y sólidos. Pueden ser: 

 

• Betunes naturales: Se encuentran en la naturaleza formando lagos, mezclados con arena o arcilla, y a veces impregnando rocas. Son poco abundantes y su extracción no presenta gran interés. El origen de estos betunes está en los petróleos que han subido a la superficie a través de fisuras y se han depositado allí; con el tiempo los materiales más ligeros se evaporaron, quedando los componentes de mayor viscosidad. 

• Betunes artificiales: Se obtienen a partir del petróleo sometiendo al mismo, después de una destilación fraccionada a temperatura ambiente, a otro proceso de destilación fraccionada en caliente y vacío para obtener aceites pesados y grasas sin que se produzca el cracking que se origina con temperaturas más altas. Este cracking consiste en romper las cadenas de los hidrocarburos más largas y convertirlas en hidrocarburos de cadenas más pequeñas. 

2. ALQUITRANES:

 

Son productos bituminosos semisólidos o líquidos que se obtienen por destilación en ausencia de aire. Existen distintos tipos de alquitrán: de hulla, lignito, esquistos o madera. Siendo el primero de ellos el más utilizado en obra. 

• Se denomina brea al residuo fusible, semisólido o sólido, de color negro o marrón oscuro, que queda después de la evaporación parcial o destilación del alquitrán o sus derivados. El alquitrán no se obtiene como producto, sino como subproducto. Normalmente se calientan los carbones vegetales (hulla, antracita) para que se desprendan los hidrocarburos que guardan en su interior y entonces obtenemos el gas ciudad. Debido a la circulación de este gas por tuberías se origina un residuo viscoso que es lo que se denomina alquitrán en bruto. Al someter a este a un proceso de destilación, se van separando aceites hasta que al final se obtiene la brea. Así, con esta brea y los aceites de distintas densidades se obtiene el alquitrán con el que se va a trabajar. 

• Las especificaciones españolas consideran dos tipos de alquitranes, AQ y BQ, según los tipos de breas y aceites que entren en su composición. Los de tipo A contienen brea más dura y aceites más volátiles que el tipo B. 

PROPIEDADES DE LOS BETUNES ASFÁLTICOS 

• Para el estudio de las propiedades de los betunes asfálticos, no es suficiente con un análisis químico elemental, sino que se requiere un minucioso estudio de sus propiedades físico-químicas. 

* Penetración 

Es una medida de la consistencia del producto. Se determina midiendo en décimas de mm la longitud que entra una aguja normalizada en una muestra con unas condiciones especificadas de tiempo, temperatura y carga. Esto mide si el producto es líquido, semisólido o sólido. La consistencia varía con la densidad, disminuyendo la consistencia al aumentar la densidad. 

* Susceptibilidad Térmica 

Es la aptitud que presenta un producto para variar su viscosidad en función de la temperatura. Los menos susceptibles son los oxidados, después los de penetración y los que más susceptibles son los alquitranes. 

* Punto de reblandecimiento 

Es una medida de la susceptibilidad térmica. El punto de reblandecimiento aumenta cuando aumenta la densidad y la penetración disminuye. Un ensayo para su medida es el de anillo y bola (A y B) que consiste en aumentar la temperatura, midiendo cuando la bola llega al fondo del recipiente arrastrando el producto bituminoso. 

* Índice de Penetración 

Valor que da la susceptibilidad térmica de los betunes y se obtiene de otros dos ensayos: el punto de reblandecimiento y el de penetración. 

* Envejecimiento 

Los betunes se ponen en obra en estado plástico. Luego van endureciendo, aumenta la cohesión y crece la viscosidad y la dureza. Este fenómeno tiene lugar hasta llegar a una dureza determinada. A partir de ahí, la cohesión disminuye y el producto se vuelve frágil, muy sensible a los esfuerzos bruscamente aplicados y a las deformaciones rápidas. 

Esto se debe a la acción de agentes materiales con el tiempo:

Evaporación: El material bituminoso pierde sus constituyentes volátiles. Es superficial, pero entonces los aceites de la zona interior pasan al exterior.

Oxidación: Se combina el oxigeno con el betún y se eliminan H y C en forma de H2O y CO2 y compuestos solubles en agua. A temperaturas bajas solo se produce en presencia de luz (fotooxidación).

* Punto de Fragilidad Fraas 

El ensayo se aplica a los materiales sólidos o semisólidos y consiste en someter a una película del material que recubre una placa de acero a ciclos sucesivos de flexión a temperaturas decrecientes. Se define como Punto de Fragilidad Fraas la temperatura en ºC a la que, a causa de la rigidez que va adquiriendo el material, se observa la primera fisura o rotura en la superficie de la película.

PRUEBAS DE ASFALTO Y BETÚN:

El betún y el asfalto han experimentado un renacimiento, pasando de ser productos ordinarios y de bajo costo a ser materiales de construcción de alta tecnología. Al mismo tiempo, la demanda ha aumentado con fuerza. La combinación de un producto de gran demanda con criterios rigurosos de calidad implica que los comerciantes que operen en este espacio necesitan instrumentos eficaces de gestión de riesgos en cada carga. Los beneficios pueden ser muchos, a pesar de que pequeños errores pueden causar problemas costosos.

Aplicaciones:

La principal aplicación de los materiales bituminosos y a la que se destina el mayor porcentaje de su producción, se realiza en el campo de la pavimentación de carreteras, formando lo que se ha dado en denominar firmes flexibles. Otra aplicación importante, por el gran papel que desempeña en la construcción aunque no por el consumo de productos, es la impermeabilización tanto de obras hidráulicas como de edificios. 

• Pavimentos de carreteras

• Impermeabilizaciones 
• Impermeabilización de edificios 
• Revestimiento e impermeabilización de canales 
• Impermeabilización de presas de tierra y escollera

TERMINOLOGÍA PERUANA DEL ASFALTO

1. Asfalto de petróleo: Es un asfalto obtenido de la destilación del crudo de petróleo.

2. Asfalto fillerizado: Asfalto que contiene materias minerales finamente molidas que pasan por el tamiz No.200.

3. Asfalto líquido: Material asfáltico cuya consistencia blanda o fluida hace que esté fuera del campo de aplicación del ensayo de penetración, cuyo límite máximo es 300. Generalmente, se obtienen fluidificando el betún asfáltico con disolventes de petróleo, al exponer estos productos a los agentes atmosféricos los disolventes se evaporan, dejando solamente el betún asfáltico en condiciones de cumplir su función. Entre los asfaltos líquidos se pueden describir los siguientes:
 

 

• Asfalto de curado Rápido (RC): Asfalto líquido compuesto de betún asfáltico y un disolvente tipo nafta o gasolina, muy volátil. 

• Asfalto de curado medio (MC): Asfalto líquido compuesto de betún asfáltico y un disolvente tipo querosene de volatilidad media. 

• Asfalto de curado lento (SC): Asfalto líquido compuesto de betún asfáltico y aceites relativamente poco volátiles. 

• Asfalto emulsificado: Emulsión de betún asfáltico en agua, que contiene pequeñas cantidades de agentes emulsificantes, es un sistema heterogéneo formado por dos fases normalmente inmiscibles (asfalto y agua), en el que el agua constituye la fase continua de la emulsión y la fase discontinua está formada por pequeños glóbulos de asfalto. Los asfaltos emulsificados pueden ser de dos tipos aniónico o catónico, según el tipo de agente emulsificante empleado.

• Emulsión asfáltica inversa: Es una emulsión asfáltica en la que la fase continua es asfalto, usualmente de tipo líquido, y la fase discontinua está constituida por diminutos glóbulos de agua en proporción relativamente pequeña. Este tipo de emulsión puede ser también aniónica o catónica.

4. Asfalto Natural (nativo): Asfalto que da en la Naturaleza y que se ha producido a partir del petróleo por un proceso natural de evaporación de las fracciones volátiles dejando las asfálticas. Los yacimientos más importantes se encuentran en los lagos de Trinidad y Bermúdez, por este motivo el asfalto procedente de estos lugares se denomina asfalto de lago.

 

5. Asfalto Oxidado o Soplado: Asfalto a través de cuya masa, a elevada temperatura, se ha hecho pasar aire para darle las características necesarias para ciertos usos especiales, como fabricación de materiales para techado, revestimiento de tubos, membranas envolventes, y otras aplicaciones hidráulicas.

 

 

 

6. Asfalto Sólido o Duro: Asfalto cuya penetración a temperatura ambiente es menor que 10.

 

7. Betún: Mezcla de hidrocarburos de origen natural o pirogénico o de ambos tipos, frecuentemente acompañados por sus derivados no metálicos que pueden ser gaseosos, líquidos, semisólidos o sólidos, son solubles en sulfuro de carbono.

8. Betún asfáltico: También llamado Cemento Asfáltico (CA), el cual es asfalto refinado para satisfacer las especificaciones establecidas para los materiales empleados en pavimentación. (véase la tabla II.5) Las penetraciones normales de estos betunes están comprendidos entre 40 y 300 (véase II.4.1.1).

 

 

9. Gilsonita: Tipo de asfalto natural duro y quebradizo que se presenta en grietas de rocas o filones de los que se extrae.

10. Material asfáltico para relleno de juntas: Producto asfáltico empleado para llenar grietas y juntas en pavimentos y otras estructuras.

11. Material asfáltico prefabricado para relleno de juntas: Tiras prefabricadas de asfalto mezclado con sustancias minerales muy finas, materiales fibrosos, corcho, etc., en dimensiones adecuadas para la construcción de juntas.

 

12. Pintura asfáltica: Producto asfáltico líquido que a veces contiene pequeñas cantidades de otros materiales, como negro de humo polvo de aluminio y pigmentos minerales.