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Los materiales aglomerantes son aquellos materiales que, mezclados con agua forman una masa plástica capaz de adherirse a otros materiales, y que al cabo del tiempo, por efectos de transformaciones químicas, fraguan, es decir, se endurecen reduciendo su volumen y adquiriendo una resistencia mecánica. Los materiales aglomerantes se suelen clasificar en aéreos e hidráulicos.
Los aglomerantes aéreos son los que fraguan y endurecen en el aire,
siendo incapaces de adquirir cohesión en un medio húmedo. Dentro de este grupo se encuentran el yeso y la cal grasa o aérea.
Los aglomerantes hidráulicos son aquellos que fraguan y endurecen
en el aire y en un medio húmedo. Dentro de este grupo están el cemento y la cal hidráulica, así como los morteros y hormigones.
4.1.Yeso.
Se trata de uno de los aglomerantes más conocidos y utilizados desde la
antigüedad. Se obtiene por la deshidratación parcial o total de la piedra de
yeso o algez, que es un mineral cuya composición química es sulfato cálcico
dihidratado.
Entre las principales características del yeso tenemos:
gran velocidad defraguado
se adhiere a todos los materiales salvo la madera Es tenaz y blando y no resiste esfuerzos
buen aislante térmico y acústico.
El principal inconveniente del yeso es ser un material muy higroscópico, impidiendo su uso en ambientes exteriores, en donde terminaría
disolviéndose.
Otro efecto de su avidez por el agua es que oxida rápidamente a los materiales ferrosos, por lo que no debe emplearse en la sujeción de materiales férricos.
Los yesos se clasifican según el contenido en agua que poseen.
Dentro de los yesos semihidratados, que son los más empleados en la
construcción tenemos tres variantes: yeso negro, yeso blanco y escayola.
-El yeso negro con unapureza en yeso semihidratado del 60%, es de baja
calidad y sólo se empleacuando no va a quedar a la vista.
- El yeso blanco contiene un 80% de yeso semihidratado, es de color
blanco y es el empleado paraenlucir paredes interiores, en estucos y en
blanqueos.
-La escayola es un yeso blancode mejor calidad, contiene un 90% de yeso
semihidratado, finamente molido,empleándose en la elaboración de
elementos decorativos como cenefas, falsos techos,y también en molduras
y vaciados.
Los yesos anhidros son, en general, poco empleados, destacando el yeso
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4.2.- Cal.
La cal se obtiene por la calcinación de rocas calizas trituras, a temperaturas
superiores a los 900ºC, formándose la denominada cal viva que es óxido
cálcico. Para usar la cal viva es necesario añadirle agua, operación que se denomina apagado de la cal, y en la que el óxido de calcio se convierte en
hidróxido cálcico, que es la denominada cal apagada. Esta operación debe
realizarse con precaución ya que la reacción química que tiene lugar es fuertemente exotérmica.
La cal apagada se presenta en forma de polvo, que al añadirle agua se convierte en pasta de cal. Esta pasta fragua y endurece al aire, pero su
resistencia mecánica no es muy grande. El endurecimiento se debe primero a la evaporación del agua de la pasta, y después a la reacción del hidróxido de
calcio con el CO2 para regenerar el carbonato de calcio.
Se usa principalmente para elaborar mortero de cemento y diluida en agua en forma de lechada de cal, para revestir paredes ó muros.
4.3.- Cementos.
El término cemento se aplica, con carácter general, a cualquier producto que presente propiedades adhesivas y sea capaz de unir partes o piezas de un objeto o construcción. Así,, con esta denominación se engloban productos de muy diversa índole constituidos por sílice, alúmina, resinas sintéticas, etc. Los cementos empleados en construcción están formados por una mezcla de caliza, arcilla y otras sustancias, que cuando se les añade agua forman una masa de elevada plasticidad, y al perderla sufren un proceso de fraguado y endurecimiento, permaneciendo prácticamente estables.
Cemento Portland.
En la industria cementera, las materias primas empleadas para la obtención de los cementos son la piedra caliza y arcillas, en una proporción de 3 a 1, junto con otros productos que contengan óxido de aluminio y óxido de silicio. De todo ello resulta una composición final del cemento de: un 60% de cal – 5% de hierro – 35% de óxidos (19% de óxido de silicio, 8% de óxido de aluminio,5% de óxido de magnesio y 3% de trióxido de azufre.)
La obtención por vía seca del cemento Portland puede dividirse en tres
grandes fases:
1.operaciones previas. Incluyen las operaciones de secado, molienda y
dosificación a las que se someten las materias primas antes de introducirlas
dentro del horno.
En el secado se elimina el exceso de humedad, para lo que pueden
aprovecharse los gases procedentes del horno de calcinación, y en la molienda se trituran los materiales hasta fragmentos de diámetro inferior a 0.1mm.
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caliza y arcilla. Para la obtención del clinquer se hace uso de hornos
rotativos. Las materias primas se introducen por su parte superior, ya sea en
forma de polvo seco de roca o como pasta húmeda hecha de roca triturada.
La clinquerización del material se produce entre los 1.250º y 1500º. El
material tarda unas seis horas en pasar de un extremo a otro del horno.
Posteriormente, el clinquer se somete a un proceso de enfriamiento, durante el cual se le suele añadir una pequeña cantidad de yeso que permite regular el tiempo de fraguado del cemento.
3. molienda del cemento. El clinquer, una vez enfriado, sufre un proceso de
molienda, y cuando se ha alcanzado el tamaño de grano adecuado, se
homogeneiza y se almacena en silos para su empaquetado y distribución. El cemento debe conservarse en lugares cerrados, sin corrientes de aire y elevados del suelo, ya que el cemento es muy higroscópico.
Hay otros tipos de cementos, como los cementos de fraguado rápido, a
veces llamados cementos de dureza extrarrápida, se consiguen aumentando la proporción de silicato tricálcico, de forma que algunos de estos cementos se endurecen en un día al mismo nivel que los cementos ordinarios lo hacen en un mes.
Propiedades y usos:
Buena resistencia al ataque químico. No es atacado por el agua ni por agentes atmosféricos ni a agentes biológicos.
Resistencia a temperaturas elevadas. Refractario.
Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo. Con el tiempo aumenta la porosidad. El fenómeno de conversión (aumento de la
porosidad y caída de la resistencia) debe tenerse en cuenta a la hora de calcular la resistencia a esfuerzos y pesos del cemento y no será mayor de 40N/mm2.
Uso apropiado para bajas temperaturas por ser muy exotérmico. Fraguado: Normal 2-3 horas.
Endurecimiento: muy rápido. En 6-7 horas tiene el 80% de la resistencia. Estabilidad de volumen: no varía sus dimensiones.
Aplicaciones
Hormigón, amasado con arena, grava y agua.
Alcantarillados, zonas de vertido industrial, depuradoras. Carreteras,…. Como mortero de unión en construcciones, amasado con arena y agua. Como mortero para lechadas y para enlucir que contienen cal o yeso. Elementos prefabricados con hormigón: bovedillas, celosías,
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5. MATERIALES COMPUESTOS.
5.1.MORTEROS.
El mortero es la mezcla de uno o más aglomerantes (yeso, cemento o cal) junto con agua y arena, pudiéndose añadir también otros componentes o aditivos para mejorar las propiedades, y que sirve como elemento de unión entre materiales, y como revestimientos en enlucidos ( acabado fino de las paredes interiores) o enfoscados (acabado fino de las paredes exteriores)
Cada tipo de mortero se nombra con. el nombre del aglomerante empleado en su elaboración, hablándose de mortero de yeso, de cemento, etc., y cuando
hay dos aglomerantes se denominan morteros bastardos.
El mortero de yeso enlucidos.
El mortero de cal enfoscados.
El mortero bastardo de yeso y cal se emplea en enlucidos
Los morteros de cemento puede considerarse una variante de hormigón que
carece de grava. Para enfoscado exterior. Hormigones.
En la actualidad, la mayor parte del cemento que se produce se emplea en la fabricación de hormigón por el gran número de aplicaciones que tiene,
usándose en cimientos, forjados, columnas, etc
Los componentes del hormigón son cemento, arena y grava, y agua en
diferentes proporciones, según el tipo de hormigón que se desee obtener, es decir, según sus condiciones de dureza, tiempo de fraguado y resistencia a los agentes medioambientales.
Entre las propiedades del hormigón destacan:
su facilidad para construir elementos de cualquier forma su gran estabilidad química
su gran resistencia a la compresión, aunque poca a la tracción su resistencia mecánica elevada
gran adherencia al hierro, importante para fabricar el hormigón armado y pretensado
y su bajo coste y larga duración.
El cemento empleado suele ser tipo Portland. La cantidad empleada influye
directamente en la impermeabilidad y en la resistencia mecánica.
La arena y grava, denominadas áridos fino y grueso respectivamente,
deben estar limpias, especialmente de sustancias terrosas.
El agua debe ser limpia y exenta de aceites, ácidos, etc., evitándose el empleo
de aguas carbonatadas. La cantidad de agua influye en la dureza y fragilidad del hormigón, así, para obtener hormigón de alta resistencia el contenido de agua debe ser bajo, sólo el suficiente para humedecer toda la mezcla
Además de estos componentes, pueden añadirse diferentes aditivos a fin de
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hormigón.
Elaboración y puesta en obra.
Una de las ventajas del hormigón es que puede elaborarse directamente en
obra, bien de forma manual si se trata de pequeñas cantidades, o de forma
mecánica mediante hormigoneras si se trata de grandes cantidades.
En el amasado de la mezcla, los componentes deben mezclarse de forma
minuciosa para obtener una masa homogénea. Si la mezcla está bien hecha, los compuestos del cemento reaccionan y forman una pasta aglutinadora que envuelve cada trozo de grava, que soporta los esfuerzos, y cada partícula de arena, que rellena los huecos. Cuando la pasta se seca y se endurece, todos estos materiales quedan ligados formando una masa sólida.
Una vez elaborado el hormigón se debe verter en moldes de la forma que deba
adoptar finalmente. Estos moldes son los denominados encofrados, los cuales
pueden ser de tablones de madera o de planchas de hierro, y que se retiran cuando el hormigón se ha secado. También pueden utilizarse encofrados deslizantes para formar columnas y los núcleos de los edificios.
En ciertas aplicaciones, el hormigón puede aplicarse por inyección. Con este método el hormigón se pulveriza a presión con máquinas neumáticas sin necesidad de utilizar encofrados, y se puede aplicar hormigón en lugares donde los métodos convencionales serían difíciles o imposibles de emplear. Una vez depositado el hormigón en el encofrado, se lleva a cabo la
compactación o consolidación del mismo. Esta fase consiste en una serie de
operaciones cuyo fin escompactar el hormigón para que éste adquiera la
máxima densidad, eliminando el aireque pueda haber en su interior. En obras
pequeñas se realiza mediante picado con barras, que consiste en pinchar el
hormigón con una barra. En estructuras de pocoespesor se puede realizar
mediante pisones manuales o neumáticos.
Por último,para hormigones secos, a los cuales se les exige mucha
resistencia, se realiza mediante vibradores, que se introducen en el hormigón
lanzando sacudidas para quese asiente y se rellenen los huecos.
La última operación del proceso es el curado que consiste en mantener
húmedo el hormigón, durante unos 10 días, ya que en el proceso de fraguado se desprende calor, por las reacciones químicas que tienen lugar.
Tipos de hormigón.
El principal inconveniente es su baja resistencia a la tracción. Cuando sometemos una viga de hormigón a esfuerzos de flexión, la cara superior se comprime y la inferior se tracciona.
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El hormigón no resiste las tracciones de la cara inferior.
Para mejorar la resistencia del hormigón a la tracción, se emplea el hormigón armado.
Hormigón armado: Se fabrica un encofrado de madera (molde) y se colocan
barras de acero. Luego, sobre este molde se vierte la masa de hormigón y, al fraguar, se retira el molde de madera. De esta forma se logra un material resistente tanto a la compresión, aportada por el hormigón, como a la tracción, aportada por la estructura metálica. Para la construcción de elementos con hormigón armado, se introduce la armadura en el interior del encofrado y a continuación se vierte el hormigón.
Hormigón pretensado: Es una variedad de hormigón armado, cuyas barras
metálicas han sido tensadas antes de que se produzca el fraguado del
hormigón, manteniéndolas tensadas hasta el endurecimiento. De este modo, se aprovecha la compresión previa del hormigón y se logra mejorar bastante la resistencia a la tracción.
