"AÑO DE LA PROMOCION DE LA INDUSTRIA RESPONSALE Y COMPROMISO CLIMATICO"
UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
Facultad de
Filial la merced
PROFESOR: Ing.Suarez Reynaldo
ALUMNA: Olano Malpartida Keyla Katerine
CICLO: IV
CHANCHAMAYO 2014
AGLOMERANTES
Son todos aquellos
materiales, generalmente pétreos blandos, que mezclados con agua se hacen plásticos, formando pasta y que al secarse alcanzan resistencia
mecánica, siendo los aglomerantes típicos, la arcilla, el yeso, la cal y
el cemento
ARCILLA
· PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS
Las importantes
aplicaciones industriales de este grupo
minerales radican en sus propiedades físicos –químicos. Dichas propiedades derivan,
principalmente, de:
·
Su
extremadamente pequeño tamaño de partícula (inferior a 2 mm)
·
Su morfología
laminar (filosilicatos)
·
Las
sustituciones isomórficas, que dan lugar a la aparición de carga en las láminas
y a la presencia de cationes débilmente ligados en el espacio interpaginar.
Como consecuencia
de estos factores, presentan por una parte , un valor elevado del área superficial
y , a la vez, la presencia de una gran cantidad de superficie activa, con
enlaces nos saturados. Por ello pueden interaccionar con muy diversas
sustancias, en especial compuestos polares, por lo que tienen comportamientos
plásticos en mezclas arcilla-agua con elevado proporción solido/líquido y son
capaces en algunos casos de hinchar, con el desarrollo de propiedades geológicas
en suspensiones acuosas.
Por otra
parte, la existencia de carga en las láminas se compensa, como ya se ha citado,
con la entrada en el espacio interlaminar de cationes débilmente ligados y con
estado variable de hidratación, que pueden ser intercambiados fácilmente
mediante la puesta en contacto de la arcilla con una solución saturada en otros
cationes, a esta propiedad se la conoce como capacidad de intercambio catiónico
y es también la base de multitud de aplicaciones industriales.
- Superficie específica: La superficie especifica o área superficial de una arcilla se
define como el área de la
superficie externa más el área de la superficie interna (el caso de que
esta exista) de las partículas constituyentes, por unidad de masa.
expresada en m/g.
Las
arcillas poseen una elevada superficie específica, muy importante para ciertos
usos industriales en los que la interacción sólido-fluido depende directamente
de esta propiedad.
Es una propiedad
fundamental de las esmécticas. Son capaces de cambiar, fácilmente los iones fijos
en la superficie exterior de sus cristales, en los espacios interpaginares, o
en otros espacios interiores de las estructuras, por otros existentes en las soluciones
acuosas envolventes. L a capacidad de cambio catiónico (CEC) se puede definir
como la suma de todos los cationes de
cambio que un mineral puede absorber a un determinado pH. Es equivalente a la
medida del total de cargas negativas del mineral.
Estas cargas negativas
pueden ser generadas de tres formas diferentes:
ü
Sustituciones
isomórficas dentro de la estructura.
ü Enlaces insaturados en los bordes y superficies
externas.
ü Disociación de los grupos hidroxilos accesibles.
El primer
tipo conocido como cargas permanente y supone un 80% de la carga neta de la
partícula, además es independiente de las condiciones de pH y actividad iónica
del medio. Los dos últimos tipos de origen varían en función del pH y de la
actividad iónica. Corresponden a bordes cristalinos, químicamente activos y
representan el 20 % de la carga total de la lámina.
Algunas arcillas encuentran su
principal campo de aplicación en el sector de los absorbentes ya que pueden
absorber agua u otras moléculas en el espacio interlaminar (esmectitas) o en
los canales estructurales (sepiolita y paligorskita).
La
capacidad de absorción está directamente relacionada con las características
texturales (superficie específica y porosidad) y se puede hablar de dos tipos
de procesos que difícilmente se dan de forma aislada: absorción (cuando se
trata fundamentalmente de procesos físicos como la retención por capilaridad) y
adsorción (cuando existe una interacción de tipo químico entre el adsorbente,
en este caso la arcilla, y el líquido o gas adsorbido, denominado adsorbato).
La
capacidad de adsorción se expresa en porcentaje de absorbato con respecto a la
masa y depende, para una misma arcilla, de la sustancia de que se trate. La
absorción de agua de arcillas absorbentes es mayor del 100% con respecto al
peso.
La
hidratación y deshidratación del espacio interlaminar son propiedades
características de las esmectitas, y cuya importancia es crucial en los
diferentes usos industriales. Aunque hidratación y deshidratación ocurren con
independencia del tipo de catión de cambio presente, el grado de hidratación sí está
ligado a la naturaleza del catión interlaminar y a la carga de la lámina.
La
absorción de agua en el espacio interlaminar tiene como consecuencia la
separación de las láminas dando lugar al hinchamiento. Este proceso depende del
balance entre la atracción electrostática catión-lámina y la energía de
hidratación del catión. A medida que se intercalan capas de agua y la
separación entre las láminas aumenta, las fuerzas que predominan son de
repulsión electrostática entre láminas, lo que contribuye a que el proceso de
hinchamiento pueda llegar a disociar completamente unas láminas de otras.
Cuando el catión interlaminar es el sodio, las esmectitas tienen una gran
capacidad de hinchamiento, pudiendo llegar a producirse la completa disociación
de cristales individuales de esmectita, teniendo como resultado un alto grado
de dispersión y un máximo desarrollo de propiedades coloidales. Si por el
contrario, tienen Ca o Mg como cationes de cambio su capacidad de hinchamiento
será mucho más reducida.
Las
arcillas son eminentemente plásticas. Esta propiedad se debe a que el agua
forma una envuelta sobre las partículas laminares produciendo un efecto
lubricante que facilita el deslizamiento de unas partículas sobre otras
cuando se ejerce un esfuerzo sobre ellas.
La
elevada plasticidad de las arcillas es consecuencia, nuevamente, de su
morfología laminar, tamaño de partícula extremadamente pequeño (elevada área
superficial) y alta capacidad de hinchamiento.
Generalmente,
esta plasticidad puede ser cuantificada mediante la determinación de los
índices de Atterberg (Límite Líquido, Límite Plástico y Límite de Retracción).
Estos límites marcan una separación arbitraria entre los cuatro estados o modos
de comportamiento de un suelo sólido, semisólido, plástico y semilíquido o
viscoso (Jiménez Salas, et al. , 1975).
La
relación existente entre el límite líquido y el índice de plasticidad ofrece
una gran información sobre la composición granulométrica, comportamiento,
naturaleza y calidad de la arcilla. Existe una gran variación entre los límites
de Atterberg de diferentes minerales de la arcilla, e incluso para un mismo
mineral arcilloso, en función del catión de cambio. En gran parte, esta
variación se debe a la diferencia en el tamaño de partícula y al grado de perfección
del cristal. En general, cuanto más pequeñas son las partículas y más
imperfecta su estructura, más plástico es el material.
La tixotropía se define como el fenómeno consistente en la pérdida de resistencia de un coloide, al amasarlo, y su posterior recuperación con el tiempo. Las arcillas tixotrópicas cuando son amasadas se convierten en un verdadero líquido. Si, a continuación, se las deja en reposo recuperan la cohesión, así como el comportamiento sólido. Para que una arcilla tixotrópica muestre este especial comportamiento deberá poseer un contenido en agua próximo a su límite líquido. Por el contrario, en torno a su límite plástico no existe posibilidad de comportamiento tixotrópico.
APLICACIONES INDUSTRIALES
Desde el punto de vista
industrial, la mayor parte de las aplicaciones no requieren especificaciones
estrictas en cuanto a composición química (composición de las capas tetraédrica
y octaédrica). Sin embargo, en el caso de las bentonitas si tiene importancia
el quimismo del espacio interlaminar y sus propiedades fisico-químicas.
El principal uso de estos materiales arcillosos se da en el campo
de la cerámica de construcción (tejas, ladrillos, tubos, baldosas....),
alfarería tradicional, lozas, azulejos y gres. Uso al que se
destinan desde los comienzos de la humanidad.
Prácticamente
todas las arcillas son aptas para estos usos, primando las consideraciones
económicas.
Son
así mismo son utilizadas en la manufactura de cementos, como fuente de alúmina
y sílice, y en la producción de áridos ligeros (arcillas expandidas).
Se trata de un mineral muy importante desde el punto de vista
industrial. Ha sido utilizando desde antiguo
para numerosos usos. En el siglo XVI adquirió gran fama entre la nobleza la porcelana fabricada a base de pastas cerámicas ricas en
caolín. Los principales usos a los que se destina en la
actualidad son:
- Fabricación
de papel
El principal consumidor de caolín es la
industria papelera, utilizando más del 50 % de la producción. En esta industria
se usa tanto como carga, como para proporcionarle al papel el acabado
superficial o estucado. Para que pueda ser destinado a este uso las
especificaciones de calidad requeridas son muy estrictas, tanto en pureza como
en color o tamaño de grano.
- Cerámica y
refractarios
También es importante el uso del caolín en la fabricación de
materiales cerámicos (porcelana, gres, loza sanitaria o de mesa,
electrocerámica) y de refractarios (aislantes térmicos y cementos). Al igual
que en el caso del papel las especificaciones requeridas para el uso de caolines en cerámica y refractarios son estrictas
en cuanto a pureza y tamaño de grano.
- Otros
usos
Además se utilizan caolines, en menores proporciones, en otras
industrias: como carga más económica sustituyendo a las resinas en pinturas,
aislantes, caucho. También como carga de abonos, pesticidas y alimentos de
animales.
La
industria química consume cantidades importantes de caolín en la fabricación de
sulfato, fosfato y cloruro de Al, así como para la fabricación de ceolitas
sintéticas.
A
partir del caolín calcinado se obtienen catalizadores y fibras de vidrio.
La
industria farmacéutica utiliza caolín como elemento inerte en cosméticos y como
elemento activo en absorbentes estomacales.
Producción española
Son muy numerosos los usos industriales de las bentonitas, tanto
que resulta difícil enumerarlos todos. Los más importantes son:
- Arenas
de moldeo
A pesar de que la industria ha evolucionado
considerablemente en las últimas décadas y ha ido sustituyendo a las bentonitas
por otros productos en la fabricación de moldes para fundición, éste sigue
siendo su uso principal.
Las
arenas de moldeo están compuestas por arena y arcilla, generalmente bentonita,
que proporciona cohesión y plasticidad a la mezcla, facilitando su moldeo y
dándole resistencia suficiente para mantener la forma adquirida después de
retirar el moldeo y mientras se vierte el material fundido.
La
proporción de las bentonitas en la mezcla varia entre el 5 y el 10 %, pudiendo
ser ésta tanto sódica como cálcica, según el uso a que se destine el molde. La
bentonita sódica se usa en fundiciones de mayor temperatura que la cálcica por
ser más estable a altas temperaturas, suelen utilizarse en fundición de acero,
hierro dúctil y maleable y en menor medida en la gama de los metales no
férreos. Por otro lado la bentonita cálcica facilita la producción de moldes
con más complicados detalles y se utiliza, principalmente, en fundición de
metales no férreos.
El
aumento de los costes de las materias primas está forzando a las fundiciones a
recuperar las mayores cantidades posibles de mezclas de arenas para ser usadas
de nuevo, si bien generalmente esto no afecta de forma sensible al consumo de
bentonita. El reciclado, en la mayoría de los casos, no es posible, pues la
mezcla alcanza temperaturas superiores a los 6501C, y a esas temperaturas la
arcilla pierde parte de su agua de constitución, proceso que es irreversible, y
pierde con ello sus propiedades, no pudiendo ser recuperada.
- Lodos
de perforación
A pesar de los importantes cambios que van
sufriendo con el tiempo las formulaciones de los lodos de perforación, (comenzó
a utilizarse a principios del siglo XX) este sigue siendo uno de los mercados
más importantes de las bentonitas.
Las
funciones que debe cumplir el lodo son:
- Extracción del ripio y limpieza del fondo del pozo
- Enfriamiento de la herramienta de perforación
- Control de presiones de formación y estabilización de las paredes
- Mantenimiento en suspensión del ripio
- Transmisión de potencia hidráulica al tricono
- Soportar parte del peso de la sarta de perforación
- Permitir la adición de agentes densificantes
Las bentonitas de Wyoming
son las más utilizadas para la preparación de lodos de perforación.
- Peletización
La bentonita se ha venido usando desde los años 50 como agente
aglutinante en la producción de pelets del
material previamente pulverizado durante las tareas de separación y
concentración. La proporción de bentonita añadida es del 0,5%, en la mayor parte de los casos.
Aunque
no existen especificaciones estandarizadas para este uso, se emplean bentonitas
sódicas, naturales o activadas, puesto que son las únicas que forman buenos
pelets con las resistencias en verde y en seco requeridas, así como una
resistencia mecánica elevada tras la calcinación.
- Absorbentes
La elevada superficie específica de la bentonita, le confiere una
gran capacidad tanto de absorción como de adsorción. Debido a esto se emplea en
decoloración y clarificación de aceites, vinos, sidras, cervezas, etc. Tienen
gran importancia en los procesos industriales de purificación de aguas
que contengan diferentes tipos de aceites industriales y contaminantes
orgánicos.
Se
utiliza además como soporte de productos químicos, como por ejemplo herbicidas,
pesticidas e insecticidas, posibilitando una distribución homogénea del
producto tóxico.
En
los últimos años, además, están compitiendo con otras arcillas absorbentes
(sepiolita y paligorskita) como materia prima para la fabricación de lechos de
animales. La demanda de bentonitas para este uso varia sustancialmente de unos
paises a otros, así en Estados Unidos comenzaron a utilizarse a finales de los
años 80, sin embargo en Europa el mercado es más complejo y su demanda mucho menor.
- Material
de Sellado
La creciente importancia que está tomado en los últimos años, por
parte de los gobiernos de toda Europa, la legislación en lo referente a medio
ambiente, ha favorecido la apertura y desarrollo de todo un mercado orientado
hacia el uso de bentonitas como material de sellado en depósitos de residuos
tanto tóxicos y peligrosos, como radiactivos de baja y media actividad.
Durante
muchos años las bentonitas se han venido utilizando en mezclas de suelos en
torno a los vertederos, con el fin de disminuir la permeabilidad de los mismos.
De esta forma se impide el escape de gases o lixiviados generados en el
depósito. Esta mezcla se podía realizar in situ o sacando el suelo de su
emplazamiento, mezclándolo con la bentonita y volviéndolo a colocar en su
sitio, la ventaja de la primera alternativa es que supone un gasto menor pero,
sin embargo, implica una mezcla menos homogénea. La segunda alternativa, sin
embargo, es más cara pero asegura una mejor homogeneización de la mezcla
bentonita-suelo. Por otro lado, esto disminuye la cantidad de bentonita
necesaria (5-6 %), frente a 7-8 % para la utilizada en mezclas in situ.
Más
recientemente ha surgido una nueva tendencia en el diseño de barreras de
impermeabilización que se basa en la fabricación de complejos
bentonitas-geosintéticos (geomembranas y geotextiles). Consiste en la
colocación de una barrera de arcilla compactada ente dos capas, una de
geotextil y otra de geomembrana (plásticos manufacturados, como polietileno de
alta densidad o polipropileno, entre otros).
La
geomembrana es impermeable, mientras que el geotextil es permeable, de modo que
permite a la bentonita hinchar, produciendo la barrera de sellado compactada.
La
normativa varía de un país a otro en cuanto a los valores que tienen que cumplir
las arcillas compactadas para dicho fin.
Esta
utilidad de las bentonitas como material de sellado se basa fundamentalmente en
algunas de sus propiedades características, como son: su elevada superficie
específica, gran capacidad de hinchamiento, buena plasticidad y lubricidad,
alta impermeabilidad, baja compresibilidad. Las bentonitas más utilizadas para
es fin son las sódicas, por tener mayor capacidad de hinchamiento.
Así
mismo, se utilizan bentonitas sódicas como material impermeabilizante y contenedor
en los siguientes campos:
ü
Como
contenedores de aguas frescas: Estanques y lagos ornamentales, campos de golf,
canales.
- Como contenedores de aguas residuales: Efluentes industriales (balsas).
- En suelos contaminados: Cubiertas, barreras verticales.
- En el sellado de pozos de aguas subterráneas contaminadas.
- En depósitos de residuos radiactivos: Repositorios subterráneos, sellado de fracturas en granitos, etc.
- Ingeniería
Civil
Las bentonitas se empezaron a utilizar para
este fin en Europa en los años 50, y se desarrolló más tarde en Estados Unidos.
Se utiliza para cementar fisuras y grietas de rocas, absorbiendo la humedad
para impedir que esta produzca derrumbamiento de túneles o excavaciones, para
impermeabilizar trincheras, estabilización de charcas, etc.
Para
que puedan ser utilizadas han de estar dotadas de un marcado carácter
tixotrópico, viscosidad, alta capacidad de hinchamiento y buena
dispersabilidad. Las bentonitas sódicas o cálcicas activadas son las que
presentan las mejores propiedades para este uso.
Los
usos en este campo se pueden resumir en:
- Creación de membranas impermeables en torno a barreras en el suelo, o como soporte de excavaciones.
- Prevención de hundimientos. En las obras, se puede evitar el desplome de paredes lubricándolas con lechadas de bentonita.
- Protección de tuberías: como lubricante y rellenando grietas.
- En cementos: aumenta su capacidad de ser trabajado y su plasticidad.
- En túneles: Ayuda a la estabilización y soporte en la construcción de túneles. Actúa como lubricante (un 3-5 % de lodo de bentonita sódica mantenida a determinada presión soporta el frente del túnel). También es posible el transporte de los materiales excavados en el seno de fluidos benoníticos por arrastre.
- En tomas de tierra: Proporciona seguridad en el caso de rotura de cables enterrados.
- Transporte de sólidos en suspensión.
- Alimentación
animal
Una aplicación de las bentonitas que está
cobrando importancia en los últimos tiempos es su utilización como ligante en
la fabricación de alimentos pelletizados para animales. Se emplea en la
alimentación de pollos, cerdos, pavos, cabras, corderos, y ganado vacuno,
fundamentalmente. Actúa como ligante y sirve de soporte de vitaminas, sales
minerales, antibióticos y de otros aditivos.
En
1992 se empezó a fabricar con bentonitas un innovador producto comestible
denominado "Repotentiated Bentonite (RB)". Según estudios del
"Poultry Research Institute" el aporte de pequeñas cantidades de
bentonitas (1 %) a la alimentación de aves de corral reporta importantes
beneficios: se incrementa la producción de huevos en un 15 %, su tamaño en un
10 % y la cáscara se hace más dura.
La
bentonita tiene una doble misión: actúa como promotor del crecimiento y como
atrapador de toxinas. Esto se debe a que el alimento mezclado con bentonita,
debido a su gran capacidad de adsorción, permanece más tiempo en la zona
intestinal, la arcilla adsorbe el exceso de agua, y hace que los nutrientes
permanezcan más tiempo en el estómago, siendo mayor su rendimiento (mayor
producción). Por otro lado adsorben toxinas, no pudiendo éstas, por tanto,
atravesar las paredes intestinales. La mayor adsorción de agua de los
nutrientes, además, hace que los excrementos sean menos húmedos, así los lechos
permanecen más tiempo limpios y se reduce la probabilidad de epidemias y la
proliferación de moscas y parásitos. Las aves que comen este tipo de alimentos
excretan un 26 % más de toxinas y adsorben un 42 % más de proteínas.
- Catálisis
El uso de aluminosilicatos en diferentes
campos de la catálisis es tan antiguo como el propio concepto de catálisis. Son
muchas las aplicaciones de las arcillas como catalizadores o soporte de
catalizadores en diferentes procesos químicos. Así, son utilizadas en
reacciones de desulfuración de gasolina, isomerización de terpenos,
polimerización de olefinas, cracking de pertroleo, etc.
Las
propiedades catalíticas de las bentonitas son resultado directo de su elevada
superficie específica y tipo de centros activos.
La
pilarización consiste en introducir, en el espacio interlaminar de una
esmectita, un policatión muy voluminoso que, tras calcinación, da lugar a un
oxido estable que determina una porosidad fija y permanente de tamaño
controlado (tamices moleculares).
- Industria
farmacéutica
Desde hace tiempo las arcillas se vienen
usando como excipiente por la industria farmacéutica. Debido a que no son
tóxicas, ni irritantes, y a que no pueden ser absorbidas por el cuerpo humano
se utilizan para la elaboración de preparaciones tanto de uso tópico como oral.
Se utiliza como adsorbente, estabilizante, espesante, agente suspensor y como
modificador de la viscosidad.
Su
principal uso es la preparación de suspensiones tópicas, geles y soluciones.
Cuando se usa como parte de una preparación oral, su naturaleza adsorbente
puede enmascarar el sabor de otros ingredientes, o puede relentizar la
liberación de ciertos fármacos catiónicos (la hectorita y la saponita se
utilizan como fármacos o drogas retardantes).
Como
en el resto de los excipientes, las cantidades que se requieren son pequeñas.
Generalmente las concentraciones de bentonita como agente de soporte es del
0,5-5 % y del 1-2 % cuando se usa como adsorbente.
- Otros usos
Las posibles aplicaciones de las bentonitas
son tan numerosas que es casi imposible citarlas todas. Además de los campos de
aplicación industrial indicados anteriormente, las bentonitas se utilizan:
- En la industria de detergentes, como emulsionante y por su poder ablandador del agua, debido a su elevada capacidad de intercambio catiónico.
- Par la fabricación de pinturas, grasas, lubricantes, plásticos, cosméticos, se utilizan arcillas organofílicas, capaces de hinchar y dispersarse en disolventes orgánicos, y utilizarse, por lo tanto, como agentes gelificantes, tixotrópicos o emulsionantes.
- Para desarrollar el color en leucocolorantes, en papeles autocopiativos, se utilizan bentonitas activadas con ácido.
- En agricultura, para mejorar las propiedades de suelos arenosos o ácidos. Así mismo se utilizan esmectitas sódicas para recubrir ciertos tipos de semillas, de forma que su tamaño aumente, y resulte más fácil su distribución mecánica, a la vez que se mejora la germinación.
- En la obtención de membranas de ósmosis inversa, para la desalinización de aguas.
PROPIEDADES
DEL YESO
El yeso
tiene gran aplicación en las partes de la construcción preservadas de humedad.
Constituye un mineral blando, llamado químicamente sulfato de cal hidratado
que, calcinado, molido y amasado con agua consigue endurecer rápidamente.
Recibe normalmente el nombre de yeso una vez lista la piedra para emplear, o
bien la "piedra de yeso", antes de verificar dicha preparación.
El yeso
está definido por determinadas propiedades físicas y químicas,
interrelacionadas entre sí directa o indirectamente. En función de estas
propiedades, intrínsecas o bien derivadas del proceso de fabricación
(extracción, disposición del hornete, grado de cocido o molido), vendrá dado su
uso en construcción.
A su vez,
el modo de hidratarlo también determinará el resultado final ( temperatura del
agua, proporción de ésta con el yeso,..). Las propiedades que marcan el
carácter del yeso son principalmente:
- Solubilidad.
El yeso es poco soluble en agua dulce ( 10 gramos por litro a temperatura
ambiente). Sin embargo, en presencia de sales su grado de solubilidad se
incrementa notablemente. Desgraciadamente, la salinidad siempre aparece al
contacto con el exterior. Por eso es recomendable el uso del yeso
preferiblemente al interior, a menos que se pueda impermeabilizar mediante
algún procedimiento. La solubilidad aumentará también por factores como la
finura.
- Finura
del molido. Como
hemos comentado anteriormente, el yeso, una vez deshidratado debe ser molido
para su utilización. La finura de molido influye en gran parte en las
propiedades que adquiere el yeso al volverlo a hidratar. La posibilidad de uso
del yeso para la construcción reside en que al amasarlo con agua, reacciona
formando una pasta que endurece constituyendo un conjunto monolítico. Se
comprende fácilmente que, cuanto mayor sea el grado de finura del yeso, más
completa será la reacción y, consecuentemente, la calidad del producto
obtenido. La velocidad de fraguado es proporcional al grado de disolución, con
lo que podemos afirmar que el yeso morirá
antes (fraguado rápido). Este último factor limitará el tiempo del
trabajador. Si el yeso muere
pronto es apropiado para enlucidos ( lucidos), o bien para acabados
rápidos.
-Velocidad
de fraguado. El yeso se
caracteriza por fraguar con rapidez, por lo que es recomendable para su uso
hidratarlo en pequeñas cantidades. Esta propiedad depende de tres factores:
- El
propio yeso (grado de finura, pureza, punto de cocido.
- Las
condiciones de hidratación (la temperatura del agua, la concentración del yeso
en el agua, el modo de amasar la pasta al hidratarlo).
- Agentes
externos como la humedad o la temperatura.
A su vez,
la rapidez de fraguado del material, nos indica el grado de resistencia con que
concluirá una vez consolidado.
- Resistencia mecánica. Un yeso de alto
grado en finura, velocidad de fraguado, concentración de yeso y temperatura del
agua y de atmósfera, será también de alta resistencia mecánica.
- El grado de cocido también
afectará a todas estas propiedades. Es necesario encontrar el punto justo de
cocido, siendo perjudicial que esté tanto sobrecocido como falto. También es
conveniente no emplear el yeso recién cocido, se acentuaría la rapidez de
fraguado, impidiendo trabajar con comodidad.
- Permeabilidad. Quizá el problema más difícil de resolver,
sobretodo para su uso al exterior, es el de su impermeabilización. La
solubilidad se ve acentuada por el grado porosidad, y el yeso posee un grado
alto. Por esto, el agua puede penetrar cómodamente a través de la red capilar,
acelerando la disolución, y consecuentemente la pérdida del material. En los
Monegros el empleo del yeso ha sido tanto al interior como al exterior de las
viviendas. El tiempo se ha hecho cargo de demostrar la inadecuación de yeso en
paramentos expuestos a la intemperie. En paredes interiores el resultado ha
sido más duradero. Para los pavimentos, los trabajadores además le añadían una
última mano con cera de abeja, incrementando así su tiempo de vida útil.
Todavía ahora no termina de encontrarse un medio de impermeabilización del todo
efectivo, además de ser caros. Por ello, su ubicación es preferentemente
interior.
- Adherencia. Disminuye en contacto con el agua, siendo buena en
medio seco, tanto con materiales pétreos como metálicos.
- Corrosión. Al igual que sucede con la adherencia, en
presencia de agua este material reacciona perjudicando.
- Resistencia al fuego. Es de
destacar su buena resistencia al fuego, considerándose buen aislante.
USOS DEL YESO TRITURADO
- El yeso triturado se usa para mejorar las tierras agrícolas, pues su composición química, rica en azufre y calcio, hace del yeso un elemento de gran valor como fertilizante de los suelos, empleando el mineral pulverizado para que sus componentes se puedan dispersar en el terreno.
- Una de las aplicaciones más recientes del yeso es la "remediación" de suelos, esto es, la eliminación de elementos contaminantes de los mismos, especialmente metales pesados.
- Es utilizado para obtener ácido sulfúrico.
- Se usa como material fundente en la industria cerámi El polvo de aljez se emplea en los procesos de producción del cemento Portland, donde actúa como elemento retardador del fraguado.
- El yeso es la materia prima que, molturada y cocida en hornos especiales, sirve pera obtener el yeso para construcción, profusamente utilizado en albañilería como pasta para guarnecidos, enlucidos y revocos, o como pasta de agarre y de juntas.
- También es utilizado para obtener estucados, paneles de yeso prefabricados y escayolas.
TIPOS DE
YESO EN CONSTRUCCIÓN
Los yesos de construcción se pueden clasificar en:
Artesanales, tradicionales o multi-fases
- El yeso negro es el producto que contiene más impurezas, de grano grueso, color gris, y con el que se da una primera capa de enlucido.
- El yeso blanco con pocas impurezas, de grano fino, color blanco, que se usa principalmente para el enlucido más exterior, de acabado.
- El yeso rojo, muy apreciado en restauración, que presenta ese color rojizo debido a las impurezas de otros minerales.
Industriales o de horno mecánico
- Yeso de construcción (bifase)
- Grueso
- Fino
- Escayola, que es un yeso de más calidad y grano más fino, con pureza mayor del 90 %.
Con aditivos
- Yeso controlado de construcción
- Grueso
- Fino
- Yesos finos especiales
- Yeso controlado aligerado
- Yeso de alta dureza superficial
- Yeso de proyección mecánica
- Yeso aligerado de proyección mecánica
- Yesos-cola y adhesivos.
SISTEMA CONSTRUCTIVO
DRYWALL
El
cartón yeso o PYL (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.
Propiedades
Las
placas de cartón yeso se fabrican en una anchura estandarizada 1,20 metros y
diferentes longitudes de 2, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8 y 3 metros. Los fabricantes
pueden cambiar la longitud de la placa a las dimensiones del cliente para
pedidos suficientemente grandes. Se comercializan en diferentes espesores (10,
12,5, 15 y 18 mm), aunque para grandes espesores es habitual superponer varias
placas de pequeño espesor, colocadas «a mata juntas».
Los
tableros de yeso poseen un núcleo cortafuego encapsulado en grueso papel,
generalmente papel reciclado, de acabado natural en la cara frontal y de un
papel duro en la parte posterior, lo cual permite maniobrar y cortar
fácilmente, con cúter o navaja, facilitando así su instalación y la aplicación
inmediata de cualquier tipo de recubrimiento o acabado (pintura, pasta,
azulejo, etc.) Las juntas (uniones entre las placas de tableros de yeso)
tratadas correctamente durante el proceso de instalación evita el agrietamiento
causado por movimientos de los bastidores.
Además
de las placas de cartón yeso para uso normal, existen placas modificadas para
usos especiales.
Resistencia al fuego
El
cartón yeso no es inflamable, es decir no se incendia aún expuesto al fuego
directo. Está hecho de sulfato de calcio hidratado (CaSO4 + H2O) y otros
compuestos. Al exponerse al fuego, el sulfato de calcio pierde las moléculas de
agua por evaporación, retardando la propagación del fuego por varios minutos.
Al secarse o deshidratarse el sulfato de calcio se desintegra (craquela) y la
placa se desmorona permitiendo finalmente el paso del fuego al otro lado del
tabique.
Necesita
ser instalado correctamente para servir de barrera contra el fuego pues
cualquier perforación o espacio pequeño permitirá el paso del fuego aun cuando
la placa no se haya desintegrado.
Una
placa más gruesa resiste más tiempo el embate del fuego que otra del mismo tipo
pero más delgada. Dos placas instaladas una sobre la otra también ofrecen mayor
resistencia al fuego, en estos casos es recomendable que los empalmes estén
alternados para ofrecer mayor resistencia. Existen versiones especiales
fabricada con compuestos que resisten más tiempo al fuego.
Aislamiento acústico
Las
placas de yeso tiene una masa muy reducida, por lo que por sí solas no
proporcionan un gran aislamiento acústico. Este aislamiento se suele obtener
mediante la colocación de un material absorbente colocado en el interior de la
cámara del tabique, o bien entre la placa de trasdosado y el elemento de
soporte.
El
sonido se propaga a través de materiales sólidos como pueden ser estructuras
metálicas que soportan las placas o a través de los huecos que quedan sobre los
plafones. Por lo tanto es importante que el tratamiento anti-sonido sea un
proyecto conjunto de paredes, estructuras y techos para tener una mayor
efectividad.
Aislamiento térmico
Las
placas de yeso por si solas no son buenas aisladoras de temperatura. Debido a
su espesor delgado, el calor o frío fácilmente penetra de un lado al otro la
placa de yeso resultando en temperaturas incomodas en el interior del espacio
construido. Para obtener un buen aislamiento térmico, es necesario recubrir el
interior de los muros o techos con aislamiento térmico de fibra de vidrio, placas
sólidas de espuma u otros materiales.
Resistencia a la humedad
Existen
placas de yeso resistentes a la humedad, que se emplean en locales húmedos como
baños, cuartos de limpieza, cocinas, etc, en los que puede haber zonas
expuestas a salpicaduras ocasionales. Las placas de yeso resistentes a la
humedad están fabricadas con papel tratado que retarda la absorción del agua y
el crecimiento de hongos. Además el núcleo de la placa contiene aditivos
especiales para que no se manchen ni se desintegren. Las placas están diseñadas
para resistir salpicaduras ocasionales de agua pero no están recomendadas para
estar expuestas a la lluvia ni en contacto directo o constante con agua o vapor
como regaderas, duchas o saunas.
Otras aplicaciones
Las
placas pueden tener recubrimientos de barita o láminas de plomo que se
atornillan al tabique para ser usadas en salas radiológicas de hospitales y
clínicas, para servir como barrera contra las radiaciones ionizantes. También
pueden cubrirse con laminas de fibra de vidrio que son totalmente lavables,
para cocinas industriales o fábricas de alimentos.
Normativa
Los
paneles de cartón yeso fabricados en España deben cumplir las especificaciones
de la norma UNE 102.023, que define sus características mínimas:
Peso
específico 800 kg/m³
Clasificada
como M-1 (no inflamable).
CAL
La cal es el producto
que se obtiene calcinando la piedra caliza por debajo de la temperatura de
descomposición del óxido de calcio. En ese estado se denomina cal viva (óxido
de calcio) y si se apaga sometiéndola al tratamiento de agua, se le llama cal
apagada (hidróxido de calcio).
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, sílica
(SiO2) y alúmina (Al2O3) o mezclas sintéticas de composición similar.
Tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso debajo del agua.
Procesos de obtención de la cal
Los procesos para la
obtención de la cal, son descritos brevemente a continuación:
- 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.
- 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.
- 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).
- 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.
- Inspección:
Se inspecciona cuidadosamente las muestras para evitar núcleos o piezas de
roca sin calcinar.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
APLICACIONES DE LA
CAL VIVA
La cal es uno de los
productos más conocidos desde la antigüedad y con más aplicaciones diversas.
Industria
Siderurgia: Se utiliza como fundente y escorificarte.
Metalurgia: Se utiliza en los procesos de
flotación; en la fundición de cobre, plomo y zinc; en la producción de magnesio (se pueden utilizar dos tipos de
procesos de fabricación: proceso
electrolítico o proceso de reducción térmica, en este último
se utiliza cal viva); en la producción de aluminio; y como escorificante de la
sílice evitando la formación de compuestos de aluminio y sílice.
Química: Se emplea en la producción de jabón,
en la fabricación del caucho y de carburo
cálcico, en la industria petrolífera, en la industria del papel y en cosmética.
Alimentaria: Se utiliza en la industria azucarera (en concreto en la elaboración del azúcar de remolacha); en ostricultura; en piscicultura;
en la industria cervecera, en la industria
lactea; en la fabricación de colas y gelatinas, en el tratamiento
del trigo y del maíz;
en la industria vinícola y en la conservación de alimentos en contenedores de alimentos
“autocalentables”, en la nixtamalización del maíz para obtener masa de maíz
nixtamalizada para hacer tortillas mexicanas y todos los derivados de ella.
Vidrio: Su utilización proporciona vidrios
más brillantes y con mejor color. La fusión es más rápida, lo cual supone un
ahorro económico durante el proceso de fabricación del vidrio.
Curtidos: Es una de sus aplicaciones más
antiguas. Los baños de lechada de cal permiten la extracción de pelos e
hinchamiento de las pieles antes del curtido.
Construcción
Infraestructuras: En estabilización de suelos: para secar suelos húmedos, descongelar
los helados y mejorar las propiedades de los suelos arcillosos.
Edificación:
En la fabricación de prefabricados de cal: Hormigón celular o aireado,
ladrillos silicocalcáreos y bloques de tierra comprimida.
La cal es un producto
de construcción más, con su Marcado CE y su correspondiente normalización (UNE EN-459:1, 2 y 3).
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