Antecedentes históricos de morteros

Si nos remontamos a las primitivas civilizaciones, con el abandono del nomadismo, la arcilla-barro, la piedra y los entramados se toman como materiales de construcción, con los que el hombre trataba de cubrir y cerrar un espacio donde protegerse de la Naturaleza en aquellas zonas en que escaseaban los recursos de alimentos y refugios naturales.

Es así como, el hombre toma los materiales tal como los encuentra a su alrededor readaptándolos para la mejora de su subsistencia. Por tanto, con el inicio de la agricultura y la ganadería (10.000 AC.), unido todo ello a las ceremonias rituales tan arraigadas, ayudará a que las comunidades sedentarias emprendan el cultivo de vegetales con el propósito de obtener recursos estables e inicien la búsqueda de lugares estratégicos afianzando la construcción de poblados constituidos socialmente.

El origen del mortero viene ligado al descubrimiento de la cal y el yeso, no siendo claro su origen, ciertos autores lo sitúan en el comienzo de la Prehistoria junto con el descubrimiento del fuego y la posibilidad de calcinar piedras.

En las excavaciones realizadas en el yacimiento arqueológico de la ciudad neolítica de Catal Huyuk (7.000 AC.), a orillas del rio Carsamba, en la llanura de Konya, (Anatolia, Turquia), además de construir las viviendas entramadas recubriendo suelos, muros y techos con adobes, revocaban estos con yeso, sirviendo incluso de soporte a las pinturas y a las esculturas de animales moldeados de los templos (Hamblin, D. J.,1977). En este periodo, se usaba la “arcilla blanca” tal cual se encontraba en la zona; igualmente empleaban morteros de barro, negro y rico en cenizas y restos óseos para la construcción de muros no siendo considerada todavía como una verdadera argamasa. La función original del mortero era la de unir y rellenar las irregularidades entre los elementos que conformaban la fábrica, evitando la entrada de la luz, viento y agua. Se sabe que, el betún o alquitrán fue, después del barro, uno de los aglomerantes más antiguos encontrados en fábricas de piedra y arcilla.

En cuanto a la península ibérica, algunos investigadores han hallado restos de yeso en aparejos o soportes de policromías (Valverde et al,1996). En el periodo Minoico, los morteros encontrados presentan unas buenas características, eran de buena cal y áridos, pero dependiendo de las zonas, se empleaba la cal pura con variantes de mezclas, donde las capas inferiores del mortero estaba formado de cal y polvo de mármol, aplicado en capas de hasta dos centímetros. Un material similar, lo encontramos en los suelos del Palacio de Cnosos, siendo de yeso endurecido con calcita como árido. También, en las paredes, una vez estucadas, aplicaban un grueso enfoscado compuesto de cal, arena y cerámica molida, dotando al mortero de ciertas características hidráulicas.

Igualmente se empleó el yeso como base para pinturas murales al fresco. Los etruscos, del mismo modo, lo emplearon para decoración. En la civilización Egipcia y Mesopotámica, conocían y fabricaban materiales conglomerantes, yesos y cales aéreas, que bien, mediante pastas o morteros de yeso y cal reforzaban los aparejos de piedra y ladrillos, y revestían y ornaban sus fábricas (Torres Balbas, 1955). Es así como, la disposición de las piedras de las pirámides egipcias, amontonadas primero y labradas y revestidas después, tienen su equivalente en los ziggurats

mesopotámicos, pirámides truncadas ejecutadas con escalonamientos de fábrica de ladrillos secados al sol, a veces revestidas con ladrillos cerámicos ornamentados con bajorrelieves.

Los egipcios fueron los primeros en utilizar el yeso hemihidratado, obtenido por cocción a temperaturas de, aproximadamente, 120 oC para unir los bloques de las construcciones como en la pirámide de Kheops (2.600 AC.). Los egipcios conocían bien el yeso y lo empleaban de forma indistinta como material de unión de grandes bloques de piedra, como acabado de superficies y como material de decoración. En el templo de Amon en Karnak (2.000 AC.), los morteros de las juntas de los bloques de piedra estaban formados por anhidrita insoluble, es decir, yeso sobrecocido, mientras que los revestimientos que servían de soporte para las decoraciones estaban realizados con yeso, ésto demuestra el riguroso conocimiento y los secretos que tenían de este material por ser tan abundante en la región del Nilo (Gaspar Teba, 1995).

Por otro lado, en construcciones procedentes del continente asiático, (valle de Ajanta, China, 200-600 a C.), encontramos frescos budistas pintados sobre revocos de cal en fresco directamente sobre gruesos enfoscados de cal y áridos. Así mismo, cerca de Mingoi y Astana (Asia Central, Al Norte de la Ruta de la Seda), aparecieron unas esculturas de Buda (siglos VI al X DC.), construidas a partir de una armadura previa de madera, paja y elementos fibrosos amasados, y modelados con morteros compuestos de arcilla, procedente de granitos descompuestos en finas partículas, más caolín sedimentario (arcilla natural compuesta de Sílice y Alúmina). La forma definitiva estaba ejecutada mediante estucos compuestos de Alúmina y silicatos mezclados con paja y pelos en pastas de yeso y polvo de mármol, posteriormente pulidos y coloreados.

En la civilización griega ya se conocía casi la totalidad de materiales naturales (rocas, adobes, maderas) y artificiales (cerámicas y conglomerantes). Ya en el siglo VII AC., utilizaron una gran variedad de rocas calizas y tobas muy apropiadas a las que les aplicaban un enlucido fino o estuco, a base de caliza calcinada, sobre el que después

se daba una mano de color. En cambio, en las construcciones, utilizaban un mortero hecho simplemente de tierra y arcilla para unir las piedras. Son los griegos los primeros en utilizar el mortero de cal propiamente dicho, encontrándose morteros fechados a finales del siglo II y principios del I AC. , ejemplo de ello, las viviendas de Delos y de Thera. Estos morteros, conocidos como morteros helénicos, estaban formulados a base de cal, yeso y áridos de polvo de mármol. Además, se ha probado que se incorporaban adiciones para hacer el mortero más duro y estable (Gaspar Teba, 1995). En Thera, se introducía en la mezcla de cal y arena, polvo volcánico o “tierra de Santorin” obteniéndose unos morteros estables al agua y con propiedades análogas a los morteros actuales a base de aglomerantes hidráulicos (Laffarga Osteret et al. 1995). También, en estos morteros se empleó ladrillo machacado (chamota) lo que produjo una coloración rosácea en ciertos revestimientos exteriores.

En Roma, el empleo de mortero para la construcción, “opus caementium” (mortero de cal más árido más puzolana) se desarrolla paralelamente a la construcción con ladrillo, reservándose el aparejo sin mortero para la construcción en piedra natural “opus laetericium” (gruesos bloques ajustados sin mortero) o “later crudus” (ladrillos secos ajustados sin mortero), es decir, la técnica de “ piedra seca”. Así mismo, no se sabe con exactitud la fecha de la introducción del mortero de cal, pero, fueron capaces rápidamente de perfeccionar y transmitir por todo el imperio los procesos de fabricación de la cal y puesta en obra del mortero (siglos II y I AC.). En cambio, el yeso será utilizado como material secundario en la albañilería.

En las culturas andinas del Perú (antes de la colonización española) para los morteros de mampostería se usaba cal mezclada con asfalto, y también, con barro para estabilizar los adobes.

En España, durante el periodo islámico se produce un gran auge en las yeserías o estuco “andalusi”, realizado este con mortero de cal, yeso y polvo de mármol.

Ejemplo de ello, en construcciones como la Alhambra, con maravillosas decoraciones derivadas de las yeserías almohades.

Por otro lado, en el periodo de la Edad Media, se produce un progresivo olvido de mucho de los conocimientos que dominaron sus predecesores los romanos, ya que durante este periodo se generalizo el empleo de la piedra de construcción. Los morteros medievales, asi como cualquier otro fenómeno que afecte a este periodo, son poco conocidos. Tan solo, existe un estudio realizado por Viollet-le-Duc sobre morteros medievales en la región de Francia, en el cual observa que, la calidad de los morteros durante los siglos IX, X y XI es mediocre, así como, desfavorable el efecto que produce la adición de teja machacada. Todo ello agravado por el hecho de que la puesta en obra no presentaba el cuidado de los procedimientos romanos. En el siglo XII se homogeniza la mezcla y se consiguen morteros de mejor calidad, a menudo, combinados con grava y carbón de madera. Pero no será hasta bien entrados los siglos XIV y XV cuando la calidad del mortero se vea mejorada.

Por otra parte, el uso de enlucidos y estucos experimentó un gran auge, es así que, después del siglo XII el estuco complementa a la pintura y escultura. Las pastas de yeso se emplean para estucar como soporte sobre tablas, realizándose elementos en relieve moldeados con este material. Asimismo, en escultura se emplea como soporte de policromías.

En cuanto a la Edad Moderna, se siguen utilizando los mismos materiales que en siglos anteriores pero hay que destacar el invento de la escayola, atribuido al arquitecto Andrea de Verrocchio (1432-1486), un material de construcción que no se preparó hasta entonces, pese a que el yeso como material de construcción ya se conocía desde tiempos remotos.

Igualmente, en 1570, el arquitecto italiano Andrea Palladio hizo referencia a una cal extraordinaria (procedente de Padua) que resultaba al calcinar una piedra calcárea que poseía propiedades hidráulicas: “La cal obtenida de esta piedra fragua

inmediatamente y puede utilizarse tanto para obras en contacto con agua como las que estén expuestas a la alteración de la intemperie”. La piedra calcárea a la que Palladio aludía era una caliza margosa. Hoy en día se conoce que, la cal hidráulica también se puede conseguir mediante la mezcla de calizas y arcillas.

En España, en el siglo XVI, aparece en la construcción el uso de un nuevo aparejo, llamado aparejo toledano, alternando hiladas de piedra y fábrica de ladrillo y que, durante el siglo XVII se conseguía mediante un revoco que lo imitaba. Posteriormente, durante el periodo de Carlos III y Sabatini desaparecen los despieces de revocos a causa de un afrancesamiento de la arquitectura, utilizándose los colores pasteles para el revestimiento de paredes. Asimismo, en los siglos XVII y XVIII el estuco cobra un excepcional valor como complemento de la escenografía arquitectónica pasando de decoración a esquemas más complejos con la utilización de armaduras metálicas para afianzar los atrevidos elementos decorativos.

En 1756, Smeaton estudió, durante la construcción del faro de Eddyston, las mezclas de calizas puras y de arcillas y demostró que las propiedades hidráulicas se debían a la mezcla, una vez calcinada, de ambos materiales. Estos primeros aglomerantes así obtenidos tenían a menudo las características de los cementos de fraguado rápido actuales.

Joseph Aspdin, en 1824, patenta el cemento que produce, y del que afirma ser “ tan duro como la piedra Portland”. Este es el principio de la denominación “ cemento Portland”, aunque las características difieran de las de la piedra de la cual tomó su nombre. Pero quizá sea M. I. Brunel quien, en 1828, usara el primer hormigón a base de cemento Portland para taponar agujeros en el túnel construido bajo el rio Támesis.

Ya en el 1839, L. J. Vicat fijó el termino “hidráulico” para definir aquellos conglomerantes que podían endurecer bajo el agua al comprobar el éxito de un

cemento ideado por él a base de cochura de mezclas de cal y arcilla, empleado en la construcción del puerto de Cherburgo.

L. C. Jonson descubre que el clínker, producto que hasta entonces se desechaba como residuo, daba mayores resultados que el cemento usual si estaba finamente triturado. Con la Exposición Universal de 1851, y a partir de finales del XIX, se perpetua el producto consiguiéndose toda una gama de conglomerantes derivados del Portland, reemplazando al mortero de cal. En el proceso de fabricación del cemento primero se calcina la caliza, a continuación se tritura y se mezcla con arcilla. Esta mezcla se vuelve a calcinar a una temperatura entre 1300-1500 oC, resultando el clínker. De nuevo, esta mezcla se tritura y se vuelve a calcinar hasta pérdida total del dióxido de carbono. Finalmente, a la mezcla resultante se le añade yeso para retardar el fraguado. Actualmente, el proceso básico de fabricación de este cemento no ha cambiado, aunque las investigaciones a lo largo del siglo XX han sido muy significativas.

Paralelamente, se podría decir que, es el desarrollo experimentado por la Química durante los siglos XVII y XVIII el detonante de la impresionante variedad de materiales, tanto “convencionales” como “nuevos”, en la búsqueda de diferentes compuestos con características preestablecidas. Surgen, así, otros materiales como el estireno en 1831, la melamina en 1834, el cloruro de vinilo en 1835 y el poliéster en 1847, que no serán explotados realmente hasta bien entrado el siglo XX, en el que el desarrollo de las técnicas industriales y los mayores y mejores conocimientos científicos de los materiales, afianzados con nuevas instrumentaciones, hacía imposible e imparable todo control y crecimiento. Debido a esta aparición incontrolada de nuevos materiales de construcción la nomenclatura se verá tergiversada. Es por eso que, por su concepción reciente, serán llamados mayormente materiales compuestos y/o “composite”, reservándose este último para definir nuevos materiales compuestos, en los que su matriz o su armadura, es de naturaleza sintética. Por esta misma concepción, son compuestos también, los

adobes, bloques de barro o betún armados con fibras (paja) de cereales utilizados hace milenios en las más antiguas civilizaciones.

El inicio en el uso de estos materiales compuestos se sitúa a principios del siglo XX, cuando empiezan a obtenerse materiales resultantes de la transformación de productos de naturaleza polimérica como el caucho, resinas, almidón, colágeno, gomas..., con estructuras no bien conocidas para el desarrollo científico de la época, pero que surgen como solución a la “necesidad industrial” imperante. Se empieza a dar importancia a las distribuciones estructurales de unos materiales en otros (dirección de las fibras y tejidos, cargas, aditivos...) con objeto de obtener una mejora en las propiedades y en el comportamiento mecánico, ambiental y térmico.

A tal efecto, se obtuvieron las resinas fenolicas (Baekeland 1907), se lograron estructuras laminares por moldeo (O’Conor y Faber, 1913, compañía Formica Products); se desarrolló el método para fabricar elementos estructurales en la superposición de capas de material fibroso impregnado con un material ligante mediante calor y presión (R. Kemp, 1916 patente US no 1.393.541); se desarrollaron los adhesivos a base de derivados de la celulosa -nitratos y esteres- (1920-1930); se sintetizaron las primeras resinas de poliéster (Carton Ellis, 1933), se crearon los plásticos reforzados mediante láminas de fibra de vidrio y resina de poliéster con métodos de baja presión (Periodo de contiendas, aplicaciones electrónicas, 1940- 1941); se investigó sobre las fibras de vidrio (Owens Corning, 1930- se comercializaron en 1938), se logró la fibra continua de carbono con un módulo de 41 GPa (Owens Corning, 1961) y de 166 GPa –PoliAcrilatoNitrilo-(A. Shindo, 1961), se comercializo el primer filamento de fibra de vidrio (1965); se patentaron las resinas epoxi (Pierre Castan, 1938, fabricación Ciba) comercializándose en 1946 con la marca Araldite y las resinas de melamina-formaldehido (Ciba, 1955), y por último, se introdujeron los esteres acrílicos (La Loctite Corporation, 1966).

Como materiales realmente nuevos, por no haber existido natural o artificialmente con anterioridad, se podrían citar algunos como las nuevas formulaciones de

polímeros, los plásticos sintéticos resistentes a altas temperaturas, los materiales compuestos o “composites”, “cermets”, vidrios metálicos, geopolímeros.

Actualmente, el resultado de un mejor conocimiento de los materiales convencionales, permite que incluyamos otros numerosos “nuevos materiales” mediante modificaciones de sus composiciones: nuevos cementos de adición, cementos y hormigones aditivados, vidrios compuestos y blindados, placas de yeso especialmente endurecidas, maderas laminadas, ferrocementos, fibrocementos…

Figura 2.1 Aparición de diferentes ligantes existentes

Con este amplio repaso se puede explicar que, la evolución de las civilizaciones ha hecho que la industria de los morteros, ya sean naturales o sintéticos, avance extraordinariamente, y actualmente se pueda proporcionar cualquier tipo de mortero según las necesidades exigidas en la obra.

Ligantes Naturales Arcilla Bituminoso Ligantes aéreos Yeso Cal Ligantes hidráulicos Cal + puzolana Cal hidráulica Cemento portland Otros cementos de base portland Cemento aluminoso Ligantes

orgánicos ResinasOtros productos

PREHISTORIA ANTIGÜEDAD EDAD MEDIA EDAD MODERNA

1200 1250 2000 Ligantes Naturales Arcilla Bituminoso Ligantes aéreos Yeso Cal Ligantes hidráulicos Cal + puzolana Cal hidráulica Cemento portland Otros cementos de base portland Cemento aluminoso Ligantes

orgánicos ResinasOtros productos Ligantes Naturales Arcilla Bituminoso Ligantes aéreos Yeso Cal Ligantes hidráulicos Cal + puzolana Cal hidráulica Cemento portland Otros cementos de base portland Cemento aluminoso Ligantes

orgánicos ResinasOtros productos

PREHISTORIA ANTIGÜEDAD EDAD MEDIA EDAD MODERNA PREHISTORIA ANTIGÜEDAD EDAD MEDIA EDAD MODERNA

1200

Morteros Tradicionales Morteros a base de Resinas y

Polímeros Morteros Mixtos

Según su función: Termoplásticos: Ligantes hidráulicos con polímeros termoplásticos:

Morteros de Fabrica Resinas Acrílicas Acrílicos

Morteros de Revestimiento Termoestables: Acetato de Polivinilo

Morteros de Decoración Poliéster Acrilamidas Estireno Butadieno

Morteros de Reparación Epoxi

Según la naturaleza del

Aglomerante: Poliuretanos

Morteros de barro

Morteros de Yeso

Morteros de Cal

Morteros Bastardo

Morteros de Cemento Portland

Figura 2.2 Clasificación de los morteros