CAPÍTULO VI

AGREGADOS

1. CONCEPTO

Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. El concreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados.

Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que están embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cúbica de concreto.

Los agregados son materiales inorgánicos naturales o artificiales que están embebidos en los aglomerados (cemento, cal y con el agua forman los concretos y morteros).

Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el elemento mayoritario ya que representan el 80-90% del peso total de concreto, por lo que son responsables de gran parte de las características del mismo. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus dimensiones.

La pasta cementicia (mezcla de cemento y agua) es el material activo dentro de la masa de concreto y como tal es en gran medida responsable de la resistencia, variaciones volumétricas y durabilidad del concreto. Es la matriz que une los elementos del esqueleto granular entre sí.

Cada elemento tiene su rol dentro de la masa de concreto y su proporción en la mezcla es clave para lograr las propiedades deseadas, esto es: trabajabilidad, resistencia, durabilidad y economía.

2. CLASIFICACIÓN

Existen varias formas de clasificar a los agregados, algunas de las cuales son:

2.1. POR SU PROCEDENCIA 

Se refiere al lugar de donde se extrae y a la historia geológica de la región que la rodea. Siendo estos los causantes del tamaño, forma y cristalización, tipo y estado de la roca, granulometría, redondez, grado de uniformidad y otros factores favorables para su utilización.

2.1.1. Agregados naturales.- Formados por procesos geológicos.

2.1.2. Agregados artificiales.- Provienen de un proceso de transformación de los agregados naturales, dichos agregados artificiales son productos secundarios. Algunos de estos agregados son los que constituyen la escoria siderúrgica, la arcilla horneada, el hormigón reciclado, piedra triturada (chancada), etc.

2.1.3. Sub-productos.- Son productos obtenidos de los desechos de los procesos industriales.

Características:

• Un subproducto es un producto secundario o incidental, generalmente útil y comercializable, derivado de un proceso de manufactura o reacción química.
• Se llama también subproducto, al desecho de un proceso que se le puede sacar una segunda utilidad. No es un desecho porque no se elimina, y se usa para otro proceso distinto.

2.2. POR SU PESO:

2.2.1. Ligeros, Gs < 2.5:

Los agregados ligeros, como la arcilla esquistosa y la expandida, la escoria expandida, la Vermiculita, la Perlita, la Piedra Pómez y las Cenizas, se utilizan para producir hormigón aislante, para unidades de mampostería o estructural ligero que pesa entre 400 y 2000 kg/m3.

2.2.2. Normales, 2.5 < Gs < 2.75:

Los materiales principales que se usan en el hormigón de peso normal, por lo común de 2300 a 2500 kg/m3, incluyen las arenas y gravas, roca triturada y escoria siderúrgica. Las rocas trituradas de uso más común son el Granito, Basalto, Arenisca, Piedra Caliza y Cuarcita. 

2.2.3. Pesados, Gs > 2.75:

Los agregados pesados, como la Magnetita, la Barita o el Hierro de desecho, se usan para producir hormigón de 2900 a 3500 kg/m3, utilizado para blindaje contra la radiación y para contrapesos de hormigón.

2.3. POR SU NATURALEZA:

Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de uso frecuente, además los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en: agregado grueso, fino y hormigón (agregado global).

• El agregado fino, se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas.
• El agregado grueso, es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.
• El concreto, es el material conformado por una mezcla de arena y grava este material mezclado en proporciones arbitrarias se encuentra en forma natural en la corteza terrestre y se emplea tal cual se extrae en la cantera. 

 

3. CARACTERÍSTICAS DE LOS AGREGADOS

RESISTENCIA AL DESGASTE

Los pisos, pavimentos y estructuras hidráulicas están sujetos al desgaste; por tanto, en estas aplicaciones el concreto debe tener una resistencia elevada a la abrasión. Los resultados de pruebas indican que la resistencia a la abrasión o desgaste esta estrechamente relacionada con la resistencia la compresión del concreto. Un concreto de alta resistencia a compresión tiene mayor resistencia a la abrasión que un concreto de resistencia a compresión baja.

La resistencia a la abrasión, desgaste, o dureza de un agregado, es una propiedad que depende principalmente de las características de la roca madre. Este factor cobra importancia cuando las partículas van a estar sometidas a un roce continuo como es el caso de pisos y pavimentos, para lo cual los agregados que se utilizan deben estar duros.

RESISTENCIA A LA CONGELACIÓN Y AL DESHIELO

Se espera que el concreto empleado en estructuras y pavimentos tenga una vida larga y poco mantenimiento.
El concreto debe tener una buena durabilidad para resistir a condiciones de exposición anticipadas. El factor de intemperismo potencialmente más destructivo es la congelación y deshielo (hielo-deshielo) mientras el concreto está húmedo, principalmente en la presencia de anticongelantes (descongelantes). El deterioro es causado por la congelación del agua y su posterior expansión en la pasta, agregado o ambos.

ESTABILIDAD QUÍMICA

De tiempo atrás se reconoce que ningún arqueado es completamente inerte al permanecer en contacto con la pasta de cemento, debido a los diversos procesos y reacciones químicas que en distinto grado suelen producirse entre ambos. Algunas de estas reacciones son benéficas porque, contribuyen a la adhesión del agregado con la pasta, mejorando las propiedades mecánicas del concreto, pero otras son detrimentales porque generan expansiones internas que causan daño y pueden terminar por destruir al concreto.FORMA Y TEXTURA SUPERFICIAL DE LAS PARTÍCULAS

Por naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geométrica compuestos aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En términos descriptivos la forma de los agregados pueden ser:

• Angular: Poca evidencia de desgaste en caras y bordes.
• Sub angular: Evidencia de algo de desgaste en caras y bordes.
• Sub redondeada: Considerable desgaste en caras y bordes.
• Redondeada: Bordes casi eliminados.
• Muy Redondeada: Sin caras ni borde.

GRANULOMETRÍA

Es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal como se determina por análisis de tamices (norma ASTM C 136). El tamaño de partícula del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas. Los siete tamices estándar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varían desde la malla No. 100(150 micras) hasta 9.52 mm.

Los números de tamaño (tamaños de granulometría), para el agregado grueso se aplican a las cantidades de agregado (en peso), en porcentajes que pasan a través de un arreglo de mallas. Para la construcción de vías terrestres, la norma ASTM D 448 enlista los trece números de tamaño de la ASTM C 33, más otros seis números de tamaño para agregado grueso. La arena o agregado fino solamente tiene un rango de tamaños de partícula.

La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones relativas de los agregados así como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de bombeo, economía, porosidad, contracción.

PESO VOLUMÉTRICO UNITARIO

Se sabe que el peso volumétrico (también llamado unitario o densidad en masa) de un agregado es el peso del agregado que se requiere para llenar un recipiente con volumen unitario específico. El volumen al que se hace referencia, es ocupado por los agregados y los vacíos entre las partículas de agregado.

PESO ESPECÍFICO

Se entiende como peso específico de un agregado a la relación de su peso respecto al peso de un volumen absoluto igual de agua (agua desplazada por inmersión).

ABSORCIÓN Y HUMEDAD SUPERFICIAL

La absorción y humedad superficial de los agregados se debe determinar de acuerdo a las Normas (NOM-C-164, 165 Y 166) de manera que se pueda controlar el contenido neto del agua en el concreto y se puedan determinar los pesos correctos de cada mezcla. La estructura interna de una partícula de agregados está constituida de manera sólida y de vacíos que puedan o no contener agua.

SUSTANCIAS PERJUDICIALES EN LOS AGREGADOS

Las sustancias perjudiciales que pueden estar presentes en los agregados incluyen impurezas orgánicas, limo, arcilla, esquisto, óxido de hierro, carbón mineral, lignito y ciertas partículas ligeras y suaves. Además, rocas y minerales, como el chert y el cuarzo deformado (Buck y Mather 1984) y ciertas calizas dolomíticas son reactivas con álcalis. El yeso y la anhidrita pueden causar ataque de sulfatos. Ciertos agregados, como los esquistos causan erupciones por el hinchamiento (sencillamente por la absorción de agua) o por el congelamiento del agua absorbida. La mayoría de las especificaciones limitan las cantidades permisibles de estas sustancias.

MANEJO Y ALMACENAMIENTO DE LOS AGREGADOS

Debemos tener las siguientes consideraciones:

a. Para evitar mayor absorción del calor se recomienda:

• Mantener los agregados a cubierto de los rayos solares.
• Mantener los acopios de los agregados debidamente humedecidos no solo para bajarle la temperatura sino para evitar el resecamiento de los mismos.

b. En lo posible evitar el uso del cemento recién salido de la molienda por presentar temperaturas mal altas que la normal.

c. El agua en los posible debe estar en lo estante a la sombra pintado de blanco. No olvidar que el agua tiene de 4 a 5 veces mas que calor especifico que los otros componentes del concreto.MUESTREO DE LOS AGREGADOS

Esta práctica cubre el muestreo de agregados gruesos y finos para los siguientes propósitos: investigación preliminar de los recursos de almacenamiento, control de los productos de los recursos de almacenaje, control de las operaciones en el sitio de uso, y aceptación o rechazo de los materiales.

Terminología

• Tamaño máximo del agregado.- La malla del tamiz más pequeño por donde pasa la muestra entera del agregado.
• Tamaño máximo nominal del agregado.- Es la abertura más pequeña del tamiz por la cual es permitido que pase la cantidad del agregado.

Se define por ASTM C125 y por el ACI 116 como el menor tamiz por el cual la mayor parte de la muestra de agregado grueso debe pasar. El tamiz del tamaño máximo nominal puede retener del 5% al 15% de la masa dependiendo del número del tamaño.

Obtención de las muestras

General.- Donde se practique, el muestreo debe ser realizado y obtenido del producto final. Las muestras del producto final que serán probadas a la abrasión no deben ser sometidas a aplastamiento o reducción manual del tamaño de las partículas en la preparación para la prueba de la abrasión a menos que el tamaño del producto final sea tal, que requiera una reducción de la muestra de ensayo.

Inspección.- El material deberá ser inspeccionado para determinar variaciones perceptibles.

ESPECIFICACIONES DE LA NORMA ASTM C 33 AGREGADOS PARA CONCRETO

Las normas ASTM C-33 indican de forma detallada cómo hacer hormigón o elementos que deben agregarse al concreto para prepararlo y usarlo. Los agregados tratados en la norma son tanto finos como gruesos. Los agregados finos están definidos como arena natural, arena elaborada o una combinación de ambas. Los agregados gruesos se definen como grava, grava triturada, piedra triturada, escombros horneados y enfriados por aire, hormigón triturado de cemento hidráulico o una combinación de estos elementos.

CAPÍTULO V

AGLOMERANTES

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.

I. DEFINICIÓN

Se llaman materiales aglomerantes aquellos materiales que, en estado pastoso y con consistencia variable, tienen la propiedad de poderse moldear, de adherirse fácilmente a otros materiales, de unirlos entre sí, protegerlos, endurecerse y alcanzar resistencias mecánicas considerables. Estos materiales son de vital importancia en la construcción, para formar parte de casi todos los elementos de la misma.

I.I. CLASIFICACIÓN GENERAL

Los materiales aglomerantes se clasifican en:

Aglomerantes aéreos: Los que solo endurecen en el aire, dando morteros no resistentes al agua. Comprenden el yeso, la cal y la magnesia.

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 se endurecen o fraguan, si se mezclan con cal, dan productos hidráulicos.

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

I.II. SEGÚN NECESIDAD DE AIRE PARA FRAGUAR

Para elegir el tipo de mortero que debe utilizarse en cada lugar, juega un rol fundamental la clase o tipo de aglomerantes que lo compone. En lugar muy secundario influye el tipo y tamaño del agregado.

Los aglomerantes se dividen en 2 clases:

•Aglomerantes hidráulicos (cemento, cemento de albañilería, cal hidráulica), que pueden fraguar con o sin presencia del aire, incluso bajo el agua.

•Aglomerantes aéreos (cal aérea viva, cal aérea hidratada, yeso), que requieren la presencia del aire para fraguar.

En razón de esta característica relacionada con la presencia del aire para fraguar, la clase de aglomerante condiciona su lugar de uso.

Los aglomerantes hidráulicos se utilizan, por ejemplo, en mampostería (lugar confinado), y los aglomerantes aéreos en los revoques finos (lugar bien expuesto al aire). Si se usa aglomerante aéreo en lugar confinado, sin aire, tardará mucho en fraguar o quizás no fraguará nunca, lo que significa que nunca endurecerá.

II. ARCILLA

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. 

Físicamente se considera un coloide, de partículas extremadamente pequeñas y superficie lisa. El diámetro de las partículas de la arcilla es inferior a 0,002 mm. En la fracción textural arcilla puede haber partículas no minerales, los fitolitos. Químicamente es un silicato hidratado de alúmina, cuya fórmula es: Al2O3 · 2SiO2 · H2O.
Se caracteriza por adquirir plasticidad al ser mezclada con agua, y también sonoridad y dureza al calentarla por encima de 800 °C. La arcilla endurecida mediante la acción del fuego fue la primera cerámica elaborada por los seres humanos, y aún es uno de los materiales más baratos y de uso más amplio. Ladrillos, utensilios de cocina, objetos de arte e incluso instrumentos musicales como la ocarina son elaborados con arcilla. También se la utiliza en muchos procesos industriales, tales como en la elaboración de papel, producción de cemento y procesos químicos.

III.I PROPIEDADES DE LA ARCILLA

Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades fisico-químicas. 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 interlaminar.

1. Superficie específica

La superficie específica o área superficial de una arcilla se define como el área de la superficie externa más el área de la superficie interna (en el caso de que esta exista) de las partículas constituyentes, por unidad de masa, expresada en m2/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.

2. Capacidad de Intercambio catiónico

Es una propiedad fundamental de las esmectitas. Son capaces de cambiar, fácilmente, los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales, en los espacios interlaminares, o en otros espacios interiores de las estructuras, por otros existentes en las soluciones acuosas envolventes

3. Capacidad de absorción

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.

4. Hidratación e hinchamiento

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.

5. Plasticidad

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 Tixotropía).

6. 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.

II.II. CLASIFICACIÓN

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 caolínes 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). 

II.III. USOS

• ARCILLAS COMUNES 

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). 

• CAOLIN 

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. 

III. YESO

La roca natural denominada aljez (sulfato de calcio dihidrato: CaSO4·2H2O), mediante deshidratación, al que puede añadirse en fábrica determinadas adiciones de otras sustancias químicas para modificar sus características de fraguado, resistencia, adherencia, retención de agua y densidad, que una vez amasado con agua, puede ser utilizado directamente.

También, se emplea para la elaboración de materiales prefabricados. El yeso, como producto industrial, es sulfato de calcio hemihidrato (CaSO4·½H2O), también llamado vulgarmente "yeso cocido". Se comercializa molido, en forma de polvo. Una variedad de yeso, denominada alabastro, se utiliza profusamente, por su facilidad de tallado, para elaborar pequeñas vasijas, estatuillas y otros utensilios.

III.I. PROPIEDADES DEL YESO

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.

• Material conglomerante aéreo (material noble)
• Buena estabilidad volumétrica
• Excelente adherencia
• Fraguado rápido y modificable
• Propiedades aislantes: térmicas y acústicas
• Baja transferencia de calor
• Bajo peso
• Bajo costo de producción
• Öptima textura de la superficie endurecida
• Fidelidad de copiado superficial
• Poco solubilidad en agua
• Elemento poroso de baja conductividad

III.II. FACTORES QUE CONDICIONAN LA CALIDAD DE LOS YESOS

La calidad de los yesos aglomerantes puede valorarse teniendo presente las siguientes características:

• Tiempo de utilización 

• La cantidad de agua de amasado 

• Resistencia mecánica 

• Mezclado, agua de amasado y tiempo de fraguado 

III.III. TIPOS DE YESO Y SUS EMPLEOS MAS DESTACADOS

El yeso industrial no está compuesto únicamente de hemihidratado sino que contienen además otras fases tales como el dihidrato procedente de la fracción granulométrica de mayor tamaño, cuya deshidratación no llega a ser total cualquiera que sea el procedimiento de obtención. La relación endotérmica que tiene en la corteza del gránulo evita que la deshidratación alcance el núcleo en el limitado tiempo de exposición, térmica. En cambio, las fracciones más finas se deshidratan hasta llegar a anhidritas, formando los llamados “sobrecosidos” de cuyo interés ya hemos hablado. Las proporciones de estas fases varían mucho de unos a otros productos y también según el tipo de proceso industrial elegido para su obtención. 

TIPOS DE YESO

• Yeso gris o negro.
• Yeso Blanco.
• Yeso Escayola.
• Yeso Hidraúlico.
• Yeso alúmbrico.

A) El yeso el moldeo o escayola.- Este material debe poseer las máximas cualidades y resistencias por ser el material que se requiere en la industria y yesos de moldeo y de prefabricados, cuyo desarrollo en los últimos años ha promovido la tecnología de estos materiales. Su principal aplicación ha sido las molduras (escayolas) o el yeso blanco muy fino para moldes. Hoy se emplea para los tabiques y placas de prefabricados y, mezclado con vermiculitas o incluso con perlitas, para elementos aislantes, con densidades aparentes que oscilan entre 0,6 y 1,2 g/cm. 

B) El yeso de enlucir o yeso blanco.- Está constituido por dos componentes fundamentales; yeso hemihidrato y yeso sobrecosido, que está integrado por una mezcla de anhidritas III y II en la que predomina esta última. La anhidrita produce efectos importantes sobre la calidad, tales como: evitar el descanso la resistencia a corto plazo del hemihidrato absorber agua del medio ambiente que compensa el efecto de contracción y reduce la variación de volúmenes; aumentar la plasticidad y la elasticidad del yeso, etc., condiciones todas ellas necesarias para su aplicación a los revestimientos. Los tiempos de fraguado oscilan entre 3 a 7 min. Y las aplicaciones generales de este tipo de yeso son los guarnecidos y tendidos, en espesores de unos 10 a 15 mm. El empleo es muy amplio y así se usa sobre obra cerámica, sobre hormigón o sobre construcciones metálicas. 

C) Otros tipos de yeso.- Los yesos calcinados a alta temperatura se han empleado fundamentalmente para planchas, pavimentación en general y acondicionamiento acústicos con espesores de 30 a 35 mm. La aplicación en morteros con arena, no es importante, no obstante, darnos algunos datos de interés. Relación de yeso-arena en el mortero. Los morteros más usados son: 1:1 y 1:3. Se emplea con retardadores y plastificantes con objeto de obtener un endurecimiento lento. Se consigue así un aumento de la resistencia pero se pierden las condiciones aislantes. Pueden ser de interés para el recubrimiento de grandes superficies. El denominado yeso-mármol o cemento Keene está constituido por un yeso de enlucido al que se le adicionan sales tales como el alumbre (sulfato alumínico potásico) y es sometido después a una segunda cocción alrededor de los sometidos después a una segunda cocción alrededor de los 600°C. Tiene un fraguado lento y desarrolla una resistencia fundamental es la de que no posee expansión ni contracción, siendo aplicado por ello como cemento de juntas en la colocación de placas de yeso para revestimientos. El empleo más importante, en nuestro medio es en forma de pasta. (Pasta, es la mezcla de una aglomerante con agua, pero esta mezcla debe tener cierta consistencia, porque cuando el agua está en exceso, se produce lo que se llama lechada). Esta pasta se usa en los estucados de los muros y techos o cielos rasos. El yeso con el calor despide vapor de agua o agua, y por esta razón se le considera material incombustible, etc. Estos materiales agrados al yeso no le quitan las propiedades de ser incombustibles, y le dan, en cambio cualidades de aislantes acústicos y de absorción de ruidos

III.IV. SISTEMA DRYWALL

Comúnmente conocido como Drywall, por su origen americano que significa “muro seco”, ya que los materiales que lo componen no requieren mezclas húmedas. Es un sistema multifuncional no convencional de tabiques ligeros compuestos de placas de yeso o fibrocemento, modulados con ejes de fácil estructuración e instalación que puede ser utilizado tanto para interiores como exteriores. El sistema Drywall consiste en una estructura de perfiles de Acero galvanizado (rieles y parantes), fijada al piso y/o techo, forrada con planchas de yeso o fibrocemento.

1. CARACTERÍSTICAS

Las características de este sistema constructivo permiten la utilización en cualquier diseño, desde tabiques divisorios y cielos rasos planos y curvos hasta columnas cilíndricas, revestimientos arcos y bóvedas.

2. VENTAJAS

Rápido.- Gracias al corto tiempo de instalación, los costos administrativos y financieros se reducen un 40% en comparación con el sistema tradicional.

• Liviano.- Por su peso de 25Kg. /m2 aprox. Una plancha drywall equivale a 2.98m2.
• Fácil Instalación.- Con este sistema, las instalaciones (eléctricas, telefónicas de computo, sanitarias, etc.) van empotradas y se arman simultáneamente con las placas.
• Transporte.- Por ser un producto liviano, el transporte se facilita empleando el mínimo de operarios.
• Versátil.- El producto permite desarrollar cualquier tipo de proyecto arquitectónico, ya sea volúmenes espaciales, cielos rasos o tabiquería ligera.
• Recuperable.- Por las características en la construcción del Drywall se puede recuperar el 80% del material para ser empleado nuevamente. 

3. PROPIEDADES

• Térmico.- Le permite mantener cada ambiente con su propia temperatura, evitando pérdidas de energía en lugares con aire acondicionado o calefacción gracias a su conductibilidad térmica de 0.38 Kca.mh°c.
• Incombustible.- Las planchas de placas de yeso están compuestas por un20% de agua cristalizada que al entrar en contacto con el fuego, liberan el líquido evitando así su propagación.
• Asísmico.- La ASTM en su proceso E90-75 califica al drywall como un material altamente acústico.

 

4. MATERIALES UTILIZADOS EN LA CONSTRUCCION CON EL SISTEMA DRYWALL

Los materiales principales utilizados en la construcción con el sistema son:

• Placas de yeso
• Placas de fibrocemento
• Parantes y rieles de fierro galvanizado
• Otro: Tornillos, cinta, masilla

5. ALMACENAMIENTO

Debe realizarse en posición horizontal en paquetes de 60 planchas, separadas por fajas o listones de madera de depósitos cerrados, protegidas de la humedad, sobre una superficie limpia, seca y plana, separadas del suelo un mínimo de 5cm.

6. TRANSPORTE

El transporte en vehículo debe realizarse en forma horizontal, en paquetes de60 planchas separadas por fajas o listones de madera, las plataformas de los camiones debe ser rígidas, planas y libre de elementos extraños. En forma manual debe hacerse con un mínimo de dos personas, a 60cm de los bordes. 

7. PINTADO

• Puede utilizarse, pinturas LATEX, Esmalte, Caucho clorado, antifungosa oepoxica.
• Previamente limpiar la superficie de la plancha y después aplicar la pintura con brocha, rodillo o soplete. 

8. PLACAS DE YESO

Utilizadas principalmente para interiores, ya que por el material de que esta echa esta placa no se recomienda exponerla a lluvias, rayos solares, calor, etc.

Las placas de yeso más conocidas y usadas son:

• Placas de yeso Gyplac
• Placa de yeso Dryplac

9. DESCRIPCIÓN

Estas planchas consisten en un material de yeso formulado y procesado,recubierto con papel pesado de acabado natural en la cara anterior y con papel reforzado en la cara posterior. Los bordes rebajaos permiten reforzar y desaparecer las juntas con las cintas de papel y la masilla para juntas. El tratamiento de la junta se hace para obtener una superficie lisa y continua, obteniendo así la base para aplicar el acabado de su elección.

10. APLICACIONES

• Ideal para la construcción de muros y techos falsos en interiores, instalado sobre estructura metálica o de madera
• Versatilidad y flexibilidad para construir detalles arquitectónicos (arcos, bóvedas, cenefas, etc.)
• Dada la ligereza de la plancha y su sistema de fabricación, es ideal para todo tipo de construcciones: edificios de oficinas, hoteles, centros comerciales, restaurantes, casas, etc.
• Excelente solución para modificar espacios en forma limpia y rápida.
• Ideal como revestimiento de muros existentes de mampostería y otros. 

 

11. VENTAJAS

• Peso ligero, lo que permite una reducción substancial en los costos de las estructuras y los cimientos
• El uso de la plancha de yeso resulta en una construcción más eficiente. Permite una instalación y pintado rápido.
• La base de yeso no trasmite combustión o temperaturas mayores a los212°F (100°C) hasta que esté completamente calcinado.
• La expansión y contracción bajo cambios atmosféricos normales son mínimas la expansión y contracción bajo cambios atmosféricos normales son mínimas.
• Los muros y falsos techos de plancha DRYPLAC resulta excelentes aislantes a la transmisión de sonido. 

12. LIMITACIONES

Se debe evitar exponerla a humedad excesiva o extremas temperaturas.

La plancha de yeso no se recomienda donde la temperatura excederá los212°F (52°C) durante prolongados períodos de tiempo. 

• PARED DOBLE

Formada por una estructura de acero galvanizado con rieles y parantes separados cada 40.6 o 61.0cm a la cual se atornillan placas de yeso de12.5 o 15mm.

Utilizada para mejorar el aislamiento acústico

• MEDIA PARED

Formada por una estructura de acero galvanizado con rieles y parantes separados cada 40.6cm o 48.8cm a la cual se atornillan placas de yeso de 12.5 015mm en una solacada. Utilizada en cerramiento de ductos, revestimientos con aislamientos, etc.

13. CIELO RASO

III.V. 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.


IV. 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).

IV.I. CLASES 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 en pasta: se obtiene después de batir cal con agua.
• 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.

IV.II. PROPIEDADES DE LA CAL

Las propiedades de la cal que interesan a la construcción tienen que ver con la resistencia que se puede lograr, el tiempo de fraguado y la consistencia de las mezclas a base de este material. Si bien es cierto que el uso de la cal en la construcción es limitado, principalmente por lo lento de su ganancia en resistencia, aún se le usa y existen especificaciones que regulan las propiedades de este material. Las propiedades como la resistencia y el tiempo de fraguado están íntimamente relacionadas con la composición química de la cal. La composición química varía dependiendo de las impurezas contenidas en la materia prima, por ejemplo la roca caliza puede contener arcillas, hierro, azufre, carbonatos de magnesio, álcalis y otras impurezas que afectan la reactividad de la cal con el agua. Un parámetro que ayuda a interpretar la rapidez de reacción de la cal se llama el índice hidráulico que se define como sigue:

Donde el numerador está integrado por la suma en peso de la sílice, la alúmina y el hierro, mientras el denominador se integra por la cal (cal viva) más la magnesia. De acuerdo con el investigador Vicat, a medida que el índice hidráulico aumenta, aumenta también la rapidez de fraguado de la cal.

IV.III. CLASIFICACIÓN DE LOS CALES POR SU CONTENIDO DE ARCILLA 

La Tabla 5.1 muestra una clasificación de diversas cales, la tabla muestra también la influencia de las impurezas representadas por la presencia de arcilla en la materia prima.

Como se observa, la reactividad de la cal es función directa de los contenidos de arcilla,esto no es nada extraordinario ya que es así como se elaboran los cementos hidráulicos, es decir con una fusión de materiales calcáreos y arcillosos, solo que en el caso de la cal los materiales arcillosos se encuentran como impurezas de la materia prima. 

Otras características como la densidad y la resistencia también se relacionan con la composición química de las cales, de manera que a medida que la cal se vuelve más hidráulica su densidad aumenta y como se observa en la Tabla 5.1, la cal límite prácticamente se convierte en un cemento. La cal hidratada de uso común tiene una densidad promedio de 2.3 que es baja comparada con los cementos que oscilan entre 3.0 y 3.15. La resistencia que puede generar la cal depende de la reactividad de la misma, como generalmente se combina la cal con arena y por supuesto con el agua, frecuentemente se expresa la resistencia de la cal como aquella lograda por un mortero, por ejemplo un mortero 1:3 (una parte de cal por tres de arena) con la cantidad de agua requerida puede generar una resistencia entre 10 y 20 kg./cm2.

V. CEMENTO

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.

V.I. 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 denominada hormigón. Es el más usual en la construcción y es utilizado como aglomerante para la preparación del hormigón (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.

V.II. FABRICACIÓN

• Explotación de materias primas: consiste en la extracción de las piedras calizas y las arcillas de los depósitos o canteras, las cuales dependiendo de sus condiciones físicas se hacen con los diferentes sistemas de explotación; luego el material se transporta a la fábrica.
• Preparación y clasificación de las materias primas: una vez extraídos los materiales, en la fábrica se reduce el tamaño de la caliza siguiendo ciertas especificaciones dada para la fabricación. Su tamaño se reduce con la trituración hasta que su tamaño oscile entre 5 y 10 mm.
• Homogeneización: consiste en mezclar las arcillas y calizas, que ya han sido trituradas. Se lleva a cabo por medio de bandas transportadoras o molinos, con el objetivo de reducir su tamaño hasta el orden de diámetro de medio milímetro. En esta etapa se establece la primera gran diferencia de los sistemas de producción del cemento, (procesos húmedos y procesos secos).
• Clinkerización: consiste en llevar la mezcla homogeneizada a hornos rotatorios a grandes temperaturas, aproximadamente a 1450°C. En la parte final del horno se produce la fusión de varios de los componentes y se forman gránulos de 1 a 3 cm de diámetro, conocidos con el nombre de clínker.
• Enfriamiento: después que ocurre el proceso de clinkerización a altas temperaturas, viene el proceso de enfriamiento que consiste en una disminución de la temperatura para poder trabajar con el material. Este enfriamiento se acelera con equipos especializados.
• Adiciones finales y molienda: una vez que el clínker se ha enfriado, se prosigue a obtener la finura del cemento, que consiste en moler el clínker. Después se le adiciona yeso con el fin de retardar el tiempo de fraguado.
• Empaque y distribución: esta última etapa consiste en empacar el cemento fabricado en sacos de 50 kilogramos, (en Uruguay, desde abril del 2008 las bolsas que contienen cualquier materia prima, sea portland, harina , etc. no puede superar los 25kg) teniendo mucho cuidado con diversos factores que puedan afectar la calidad del cemento. Luego se transporta y se distribuye con cuidados especiales.

V.III. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL CEMENTO

V.IV. PROPIEDADES FÍSICAS DEL CEMENTO

Las especificaciones de cemento presentan límites para las propiedades físicas y para la composición química.

La comprensión de la importancia de las propiedades físicas es útil para la interpretación de los resultados de los ensayos de los cementos. Los ensayos de las propiedades físicas de los cementos se deben utilizar para la evaluación de las propiedades del cemento y no del concreto. Las especificaciones del cemento limitan las propiedades de acuerdo con el tipo de cemento. Durante la fabricación, se monitorean continuamente la química y las siguientes propiedades del cemento:

• Tamaño de las Partículas y Finura del Cemento.
• Sanidad del Cemento.
• Consistencia del Cemento.
• Tiempo de Fraguado del Cemento.
• Agarrotamiento Prematuro (Falso Fraguado y Fraguado Rápido) . 
• Resistencia a Compresión del Concreto.
• Calor de Hidratación del Concreto.
• Pérdida por Calcinación (Pérdida por Ignición, Pérdida al Fuego).
• Peso Específico (Densidad) y Densidad Relativa (Densidad Absoluta, Gravedad Específica) del Concreto.
• Densidad Aparente del Concreto.