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AGLOMERANTES
Se llaman materiales aglomerantes aquellos materiales que,en estado pastoso y con consistencia variable, tienen la
propiedad de poderse moldear, de adherirse fácilmente a otrosmateriales, de unirlos entre sí, protegerlo, endurecerse yalcanzar resistencias mecánicas considerables. Estosmateriales son de vital importancia en la construcción, paraformar parte de casi todos los elementos de la misma.
CLASIFICACIÓN DE MATERIALESAGLOMERANTES
Materiales aglomerantes pétreos, como pueden ser yeso, cal,magnesia, etc.
Materiales aglomerantes hidráulicos como pueden ser elcemento, cal hidráulica, hormigón, baldosa hidráulica, etc.
Materiales aglomerantes hidrocarbonados como pueden ser alquitrán, betún, etc.
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AGLOMERANTES
Se llaman materiales aglomerantes aquellos materiales que,en estado pastoso y con consistencia variable, tienen lapropiedad de poderse moldear, de adherirse fácilmente a otrosmateriales, de unirlos entre sí, protegerlo, endurecerse yalcanzar resistencias mecánicas considerables. Estosmateriales son de vital importancia en la construcción, paraformar parte de casi todos los elementos de la misma.
CLASIFICACIÓN DE MATERIALESAGLOMERANTES
Materiales aglomerantes pétreos, como pueden ser yeso, cal,magnesia, etc.
Materiales aglomerantes hidráulicos como pueden ser elcemento, cal hidráulica, hormigón, baldosa hidráulica, etc.
Materiales aglomerantes hidrocarbonados como pueden ser alquitrán, betún, etc.
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ARCILLAS
El término arcilla se usa habitualmente con diferentes significados:
Desde el punto de vista mineralógico, engloba a un grupo de minerales
(minerales de la arcilla), filosilicatos en su mayor parte, cuyaspropiedades fÍsico-químicas dependen de su estructura y de su tamañode grano, muy fino (inferior a 2 micras).
Desde el punto de vista petrológico la arcilla es una roca sedimentaria, enla mayor parte de los casos de origen detrítico, con características biendefinidas. Para un sedimentólogo, arcilla es un término granulométrico,
que abarca los sedimentos con un tamaño de grano inferior a 2 micras.
Para un ceramista una arcilla es un material natural que cuando semezcla con agua en la cantidad adecuada se convierte en una pastaplástica.
Desde el punto de vista económico las arcillas son un grupo de mineralesindustriales con diferentes características mineralógicas y genéticas ycon distintas propiedades tecnológicas y aplicaciones.
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Por tanto, el término arcilla no sólo tiene connotaciones mineralógicas,
sino también de tamaño de partícula, en este sentido se consideran
arcillas todas las fracciones con un tamaño de grano inferior a 2 micras.Según esto todos los filosilicatos pueden considerarse verdaderas
arcillas si se encuentran dentro de dicho rango de tamaños, incluso
minerales no pertenecientes al grupo de los filosilicatos (cuarzo,
feldespatos, etc.) pueden ser considerados partículas arcillosas cuandoestán incluidos en un sedimento arcilloso y sus tamaños no superan las
2 micras.
Las arcillas son constituyentes esenciales de gran parte de los suelos y
sedimentos debido a que son, en su mayor parte, productos finales de la
meteorización de los silicatos que, formados a mayores presiones y
temperaturas, en el medio exógeno se hidrolizan
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La Arcilla es un tipo de Roca Natural Sedimentaria.
Proviene de la descomposición de las Rocas Feldespato,siendo un silicato alumínico hidratado. Puede ser unelemento suelto o puede estar formando una masa enestado sólido, puede ser coherente o incoherente. Es unmaterial terroso de grano generalmente fino y capas deconvertirse en una masa plástica al mezclarse con ciertacantidad de agua.
Conserva su forma inicial después del secado, adquiriendoa la ves la suficiente dureza par ser manejada. La Arcilla nose transforma en cerámica hasta que toda el agua quecontiene de manera natural y química se elimina por elcalor; cuando esto sucede al cocerlo en el horno, elproducto que resulta posee una dureza y un estadoinalterable a veces incluso mayor que el de algunas clasesde piedra.
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CARACTERÍSTICAS DE LA ARCILLA
• Material de estructura laminar.
• Sumamente hidroscópico.
• Su masa se expande con el agua.
• Con la humedad se reblandece y se vuelve plástica.
• Al secarse su masa se contrae en un 10%
• Generalmente se le encuentra mezclada con
materia orgánica.• Adquiere gran dureza al ser sometida a
temperaturas mayores a 600°C.
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CLASIFICACIÓN
Cada una de las propiedades de la Arcilla puede dar
lugar a una clasificación distinta. Así pues, puedeclasificarse según su color, su temperatura decocción, sus propiedades plásticas, su porosidaddespués de la cocción, su composición química, etc.
Según su uso práctico se clasifican en:
• Tierras Arcillosas; se vuelven vidriosas incluso a900°C, contiene elevados porcentajes de partículas
silicuas o calizas.
• Arcillas comunes; son fusibles y se usan atemperatura comprendidas entre 900 y 1050°C.Contienes grandes cantidades de Carbonato Cálsico yÓxidos de Hierro.
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• Arcillas para losa: se usan hasta temperaturas de
1250°C, casi no contiene impurezas y contiene más
de 25% de caolinita.
• Arcillas para gres: funde a temperaturas elevadas,
pero sintetizan y compactan a temperaturasinferiores, originando productos de nula porosidad y
vitrificados.
• Arcillas para porcelana: tienen un punto de
vitrificación muy elevado por lo que se añaden un
número elevado de fundentes.
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Según Según su fusibilidad y color de arcillase clasifican en:
• Caolines: su componente principal es la caolinita,puede usarse a temperaturas superiores a 1300°C.• Arcillas refractarias: son arcillas que pueden usarsehasta los 1500°C. Su composición y color son
variables aunque el contenido en Sílice es elevado.
• Arcillas gresificables: son arcillas bastanterefractarias. Pueden usarse a temperaturas elevadas.Son mas plásticas que las refractarias, dando lugar a
los productos de nula porosidad.
• Arcillas blancas grasas: Se usan a temperaturasinferiores a los 1250°C y poseen elevada plasticidady gran encogido durante el secado. Toman color
blanco o marfil después de la cocción.
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Arcillas rojas fusibles: son arcillas de alta fusibilidad.Son plásticas. Su composición es muy variable, perosiempre con alto contenido de hierro. Según suorigen geológico:
• Arcillas primarias: son aquellas que se encuentranen el mismo lugar de su formación. Por lo generalsolo podemos considerar, arcillas primarias, a loscaolines.
• Arcillas secundarias o sedimentarias: son aquellasque no se encuentran en el lugar de formación porhaber sido arrastradas y posteriormentesedimentadas. Estas Arcillas por lo general, estánimpurificadas con materiales muy diversos, lo queproduce la gran diversidad de Arcillas que puedanencontrarse.
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SEGÚN SU TRABAJABILIDAD
• Arcillas grasas: Son arcillas impuras de coloresentre café, grises, rojizos o amarillentos, seencuentran formando capas y se las conoce como
ceraturo o tierra arcillosa
• Arcillas Magras: Son arcillas muy puras y duras loque les hace difíciles de trabajar y dar forma. Se lasconoce como Caolín, material de color blanco y al que
se le ve como una sola masa y sirve para trabajoseminentemente de cerámica.
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Según las características de las Arcillas Crudas:
• Arcillas bituminosas: son de color negro, gris o azuladodebido al alto contenido de substancias orgánicas.
• Caolines: son de coloro blanco, amarillento o ligeramenteazulado. Se adhieren mucho a la lengua y con agua formanuna masa moldeable pero que no se adhiere a los objetos
en contacto con ella.• Arcillas emécticas: Son aquellas que se diferencian de loscaolines en que con agua forman una masa no moldeable yabsorben con gran avidez las grasas y aceites.
• Arcillas plásticas: sonde color amarillento o pardo. Tienen
tacto graso y se pulimentan con la uña. Con agua formanuna masa muy plástica, permitiendo incluso la formaciónde anillos a partir de pequeñas barras cilíndricas. En sucomposición puede haber algo de arena o mica e hidróxidoférrico.
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• Arcillas limosas: son de color amarillo o pardo, seadhieren a la lengua pero no tienen tacto graso, nipueden pulimentarse ni son lo suficientementeplásticas como para poder formar anillos sinromperse.
• Loess: son de colores grises y amarillentos. Seadhieren a la lengua. No son muy trabajables. Tienen
alto contenido en compuestos de hierro y algo de cal.Sus partículas son de grano muy fino.
• Arcillas Figulinas: Actualmente se tiende aincluirlas con las arcillas plásticas, ya que su única
diferencia es un mayor contenido en cal y hierro, sonmenos plásticas, sus particulas son de granos muyfinos.
•
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Magras: Son de color variable como gris, verdoso,amarillento, etc. Se adhieren a la lengua y contienengran cantidad de caliza. Las verdaderas magras no
rayan el vidrio. Son fusibles y se reconocen por laefervescencia que se produce al agregarse algunasgotas de ácido.
• Gredas: son de color variado, generalmente blanco.
Se adhieren a la lengua, son de grano bastantegrueso y contienen un alto porcentaje de cuarzo.
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USOS DE LA ARCILLA
Para cualquier uso de la arcilla primero se le debedar un tratamiento determinado dependiendo del usoque se le quiera dar. Por ejemplo en la cerámica se lecombina o mezcla distintos tipos de arcillas,fundentes, y otros elementos dependiendodirectamente en el uso al que se vaya a destinar laque se vaya a destinar la mezcla.
Es utilizada en la producción de aislantes eléctricospuesto que no transmiten la electricidad (para estose utilizan arcillas que no contengan óxidos dehierro.)
Dentro del campo de la construcción, la arcilla no esutilizada directamente sino más bien se la usa en lafabricación de baldosas, ladrillos, sanitarios, tejas, yen la mezcla de las pinturas, etc.
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La arcilla también es utilizada dentro del campo de laodontología para la fabricación de réplicas de dientes yelaboración de dentífrico bucal aunque en muyreducidas proporciones.
La arcilla es uno de los principales componentes de losadobes ( tierra arcillosa.)
Es muy utilizada en la fabricación de elementosdecorativos, para fabricar vajillas, elementos aislantes
de temperatura y en una gran variedad de elementos dealfarería.
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EL YESO
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HISTORIA DE LA UTILIZACIÓN DEL YESO
El yeso es uno de los más antiguos materiales empleado enconstrucción. En el período Neolítico, con el dominio del fuego,comenzó a elaborarse yeso calcinando aljez, y a utilizarlo para unirlas piezas de mampostería, sellar las juntas de los muros y pararevestir los paramentos de las viviendas, sustituyendo al morterode barro.
En Çatal Hüyük , durante el milenio IX a. C., encontramosguarnecidos de yeso y cal, con restos de pinturas al fresco. En laantigua Jericó, en el milenio VI a. C., se usó yeso moldeado
En el Antiguo Egipto, durante el tercer milenio a. C., se empleóyeso para sellar las juntas de los bloques de la Gran Pirámide deGiza, y en multitud de tumbas como revestimiento y soporte debajorrelieves pintados. El palacio de Cnosos contienerevestimientos y suelos elaborados con yeso.
El escritor griego Teofrasto, en su tratado sobre la piedra, describeel yeso (gipsos), sus yacimientos y los modos de empleo comoenlucido y para ornamentación. También escribieron sobre lasaplicaciones del yeso Catón y Columela. Plinio el Viejo describió suuso con gran detalle. Vitruvio, arquitecto y tratadista romano, ensus Diez libros sobre arquitectura, describe el yeso (gypsum),aunque los romanos emplearon normalmente morteros de cal ycementos naturales
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Los Sasánidas utilizaron profusamente el yeso enalbañilería. Los Omeyas dejaron muestras de su empleo ensus alcázares sirios, como revestimiento e incluso en arcosprefabricados.
La cultura musulmana difundió en España el empleo delyeso, ampliamente adoptada en el valle del Ebro y sur deAragón, dejando hermosas muestras de su empleodecorativo en el arte de las zonas de Aragón, Toledo,Granada y Sevilla.
Durante la Edad Media, principalmente en la región deParís, se empleó el yeso en revestimientos, forjados ytabiques. En el Renacimiento para decoración. Durante elperiodo Barroco fue muy utilizado el estuco de yesoornamental y la técnica del staff , muy empleada en elRococó.
En el siglo XVIII el uso del yeso en construcción segeneraliza en Europa. Lavoisier presenta el primer estudiocientífico del yeso en la Academia de Ciencias.Posteriormente Van t'Hoff y Le Chatelier aportaronestudios describiendo los procesos de deshidratación delyeso, sentando las bases científicas del conocimientoininterrumpido posterior.
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El YESO es un producto preparado básicamente a partir de
una piedra natural denominada aljez, mediante
deshidratación, al que puede añadirse en fábricadeterminadas adiciones de otras sustancias quimicas para
modificar sus características de fraguado, resistencia,
adherencia, retención de agua y densidad, que una vez
amasado con agua, puede ser utilizado directamente.
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
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PROCESO DE OBTENCIÓN DEL YESO
La fabricación del yeso consta de cuatro fases importantes:
1º EXTRACCIÓN O ARRANQUE DE PIEDRA:Se extrae fácilmente con la ayuda de barrenos de pólvora de mina.
Según la situación del filón, la cantera puede ser a cielo abierto o en
galerías.
2º FRAGMENTACIÓN Y TRITURACIÓN DE LA PIEDRA DE YESO:
Para esto, se emplean molinos de martillos. Se introducen en
ellos la roca fragmentada y es triturada al golpeo de los
martillos. Se emplean también las machacadoras de mandíbula,que consisten en una gruesa placa de acero fija y otra móvil,
accionada por una biela-manivela. La apertura de estas
mandíbulas es graduable, con lo que se consigue una
granulometría diferente de la roca triturada.
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3º DESHIDRATACIÓN Y COCCIÓN DE LA PIEDRA.
Primitivamente se realizaba formando montones de piedras de yeso, en capas
alternas de combustible y piedra, o, también, colocándola en unos huecos enlas laderas de los montes, y empleando, con material de combustible, madera
de los bosques próximos. El yeso así obtenido contiene las cenizas del
combustible y muchas impurezas, por lo que se llama yeso negro; se emplea
para construcciones no vistas.
PROCEDIMIENTOS DE COCCIÓN DEL YESO:
SISTEMA DE HORNO GIRATORIO:
El cuerpo principal de este horno esta formado por un cilindro de palastro, de
8 a 12m de longitud y 1.50m de diámetro. Este cilindro se calienta
exteriormente y, por no estar revestido interiormente de material refractario, su
perdida de calor es ínfima.
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DESHIDRATACIÓN Y COCCIÓN DE LA PIEDRA.
Primitivamente se realizaba formando montones de piedras de yeso,
en capas alternas de combustible y piedra, o, también, colocándola enunos huecos en las laderas de los montes, y empleando, con material
de combustible, madera de los bosques próximos. El yeso así
obtenido contiene las cenizas del combustible y muchas impurezas,
por lo que se llama yeso negro; se emplea para construcciones novistas.
PROCEDIMIENTOS DE COCCIÓN DEL YESO:
SISTEMA DE HORNO GIRATORIO:
El cuerpo principal de este horno esta formado por un cilindro de
palastro, de 8 a 12m de longitud y 1.50m
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La piedra de yeso se introduce reducida al tamaño de la gravilla fina, por
lo que se evita una deshidratación rápida. El cilindro tiene, interiormente
soldada, una chapa en forma de hélice, que es la encargada de ir sacandola piedra de yeso al exterior
SISTEMA DE CALDERA:
Esta formado por una caldera de palastro, de diámetro aproximado a dos
metros, en cuyo interior giran unas paletas que hacen de amasadoras y
rascadoras. Esta caldera cubre la parte superior de un hogar, alimentado
normalmente con carbón de hulla.
La masa de piedra de yeso, al ser calentada y mezclada, ofrece el aspecto
de hervir y, cuando el vapor a cesado, se da por terminada la operación
de cocción. Acabada esta, el material se trasvasa automáticamente a un
silo, situado junto a la caldera.
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OPERACIÓN DE MOLIENDA
Es una fase cargada dificultades por la gran elasticidad de la piedra de
yeso característica esta que aumenta la cuantía económica de la
operación.
Para realizarla, se emplean unos molinos formados por dos muelas de
piedra, colocadas en posición horizontal, sobre otra. Normalmente, la
superior esta en posición fija, y la inferior en posición móvil, para
graduarla según el grado de finura.
Este sistema de molienda se completa con el tamizado a través de un
cedazo de 144 mallas por centímetro cuadrado. Todo el material que pasa
es envasado, y el retenido se somete nuevamente a molienda.
Modernamente hay instalaciones que efectúan la molienda y tamizado
automáticamente, basándose en separadores de aire, basado en la fuerza
centrifuga.
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La cocción de la piedra algez, para la obtención del yeso hidráulico, serealiza en hornos verticales continuos, que consta de un cilindrorevestido interiormente de material refractario, que se carga en capas
alternadas de piedra de yeso y carbón de cok.
Características del yeso:
Los ensayos mecánicos más característicos que se realizan con el yesoson los de compresión y flexión.
Resistencia a flexión Yeso negro Yeso blanco Yeso escayola30 Kgf/cm 40 Kgf/cm 70 Kgf/cm
Resistencia a compresión 73 Kgf/cm 100 Kgf/cm 150 Kgf/cm.
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ESTADO NATURAL
En estado natural el aljez , piedra de yeso o yeso crudo,
contiene 79,07% de sulfato de calcio anhidro y 20,93% deagua y es considerado una roca sedimentaria, incolora oblanca en estado puro, sin embargo, generalmentepresenta impurezas que le confieren variadas coloraciones,entre las que encontramos la arcilla, óxido de hierro, sílice,caliza, etc.
En la naturaleza se encuentra la anhidrita o karstenita,sulfato cálcico, CaSO4, presentando una estructuracompacta y sacaroidea, que absorbe rápidamente el agua,ocasionando un incremento en su volumen hasta de 30% o50%, siendo el peso específico 2,9 y su dureza es de 2 enla escala de Mohs.
También se puede encontrar en estado natural la basanita,sulfato cálcico semihidrato, CaSO4·½H2O, aunqueraramente, por ser más inestable.
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YESO NATURAL TRITURADO
Para mejorar las tierras agrícolas, pues su composición
química, rica en azufre y calcio, hace del yeso un elementode gran valor como fertilizante de los suelos, aunque eneste caso se emplea el mineral pulverizado y sin fraguarpara que sus componentes se puedan dispersar en elterreno.
Asimismo, una de las aplicaciones más recientes del yesoes la "remediación ambiental" en suelos, esto es, laeliminación de elementos contaminantes de los mismos,especialmente metales pesados.
De la misma forma, el polvo de yeso crudo se emplea enlos procesos de producción del cemento Portland, dondeactúa como elemento retardador del fraguado.
Es utilizado para obtener ácido sulfúrico
También se usa como material fundente en la industria
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TIPOS DE YESO EN CONSTRUCCIÓN
Los yesos de construcción se pueden clasificar en:
Yesos artesanales, tradicionales o multi-fases
El yeso negro es el producto que contiene másimpurezas, 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 elenlucido más exterior, de acabado.
El yeso rojo, muy apreciado en restauración, quepresenta ese color rojizo debido a las impurezas deotros minerales.
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YESOS 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%.
YESOS 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.
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TIPOS DE YESO DENTAL (USO ODONTOLÓGICO)
Yeso Paris, Corriente o Tipo IEs el más débil de los yesos, debido al tamaño y
forma de sus partículas. Se genera calentando enhorno abierto a más de 100 ºC. Es el que necesitamás cantidad de agua, y por lo mismo es más porosoy débil. También llamado "Taller".
Yeso Piedra o Tipo II
Es un poco más compacto y duro que el Tipo I. Segenera horneando en autoclave cerrado a 120 ºC.Sus partículas son más pequeñas y regulares que eltipo I, por lo mismo, menos poroso y frágil. Tambiénllamado "Piedra".
Yeso ExtraduroTipo III ó Taller: se calienta a más de 120 ºC y se leagregan sales minerales. Es aún más duro que el tipoII, con partículas más regulares y finas, por lo quenecesita menos agua para fraguar. Es mucho menosporoso que los otros dos, menos frágil, por lo que se
usa para trabajar en él.
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Tipo IV ó Densita: Es igual al yeso tipo III, pero se leagregan algunas resinas que le mejorancaracterísticas como porosidad, porcentaje deabsorción de agua, etc.
Tipo V ó de mayor resistencia y expansión: Es el másduro de todos con un porcentaje resinoso alto, sus
características son óptimas, es decir, altamente duroy resistente, no es poroso y no absorbe mucha agua.
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PROPIEDADES Y BENEFICIOS
Producto Natural y Ecolólogico
El yeso se obtiene a partir de mineral de sulfato decalcio dihidratado que se encuentra abundantementeen la naturaleza. Es no tóxico, respetuoso con elmedio ambiente y sus residuos son biodegradables.
Regulación Higrométrica Por sus excelentes cualidades higrométricas el yesoes el más eficaz y natural regulador de la humedadambiental en los interiores de las edificaciones.Absorbe la humedad excesiva y la libera cuando haysequedad.
Aislamiento Térmico
La utilización de yeso en los revestimientos interiores de lasedificaciones puede aumentar en un 35% la capacidad deaislamiento térmico frente a construcciones no revestidas.
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Absorción Acústica Debido a su elasticidad y estructura finamente porosa, elyeso ofrece una excelente capacidad de insonorización.Disminuye ecos y reverberaciones, mejorando las
condiciones acústicas de las edificaciones.
Protección Contra el Fuego El yeso es completamente incombustible y resistente alfuego. Al exponerse al calor se produce una gradualliberación del agua de cristalización en forma de vapor que
retrasa la elevación de temperatura absorbiendo el calor,sin emanar gases tóxicos que son la principal causa deaccidentes fatales en la mayoría de incendios.
Compatibilidad Decorativa El yeso, debido a su excelente plasticidad y moldeo, poseeinfinidad de posibilidades en decoración. Es compatible concasi todos los elementos de decoración: papel, tapíz,madera, pintura, texturizados, etc.
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Blancura La blancura natural del yeso conforma el soporte másadecuado para aplicar cualquier tipo de acabado
posterior, tanto en blanco como en otros colores.
Facilidad de Trabajo El yeso en estado plástico es muy manejable,modelable y liviano y se adhiere facilmente a las
superficies. Durabilidad
El yeso, una vez formada la red cristalina en elfraguado, es estable en el tiempo e inalterable antelas variaciones ambientales.
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USOS
Es utilizado profusamente en construcción como pastapara guarnecidos, enlucidos y revoques; como pasta deagarre y de juntas. También es utilizado para obtenerestucados y en la preparación de superficies de soportepara la pintura artística al fresco.
Prefabricado, como paneles de yeso (Dry Wall o Sheetrock) para tabiques, y escayolados para techos.Se usa como aislante térmico, pues el yeso es malconductor del calor y la electricidad.
Para conf eccionar moldes de dentaduras, enOdontología. Para usos quirúrgicos. en la regeneraciónósea.
En los moldes utilizados para preparación yreproducción de esculturas.
En la elaboración de tizas para escritura.
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CAL
Es un producto resultante de la descomposición de las rocascalizas por la acción del calor.
Estas rocas calentadas a mas de 900º C producen o se obtienen elóxido de calcio, conocido con el nombre de cal viva, productosólido de color blanco y peso especifico de 3.4 kg./dm.
Esta cal viva puesta en contacto con el agua se hidrata (apagadode la cal) con desprendimiento de calor, obteniéndose una pastablanda que amasada con agua y arena se confecciona el morterode cal o estuco, muy empleado en enfoscado de exteriores.
Esta pasta limada se emplea también en imprimación o pintado deparedes y techos de edificios y cubiertas.
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OBTENCIÓN DE LA CAL:
Se puede obtener mediante las fases siguientes:1º. - Extracción de la roca. El arranque de la piedra caliza puede realizarse a
cielo abierto o en galería y por distintos medios, según la disposición del
frente. Los bloques obtenidos se fragmentan para facilitar la cocción.
2º. - Cocción o calcinación. El carbonato de calcio (CO3Ca), componenteprincipal de las calizas, al someterlo a la acción del calor se descompone enanhídrido carbónico y oxido de calcio o cal viva, produciéndose la reacciónquímica:
Para lograr la reacción de descomposición es necesario que la temperaturadel horno sea superior a 900ºC.Tipo de hornos para la cocción: Horno de campana-Horno intermitente decuba.- Horno continuo.
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APAGADO DE LA CAL
El oxido cálcico, o cal viva, no se puede emplear en la construcción de
forma directa: es necesario hidratarla. Para ello, se la pone en contacto
con el agua, operación que se llama apagado de la cal. Esta operación se
puede efectuar por uno de los métodos siguientes:
POR ASPERSIÓN
Se extienden los terrones de cal viva sobre una superficie plana;
seguidamente, se les riega con una cantidad de agua que oscile entre un
25% y un 50% con relación al peso; se cubren con arpilleras o capas de
arena, para que se efectúe un apagado lento y completo. Y se obtiene cal
en polvo.
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POR INMERSIÓN
Se reducen los terrones de cal al tamaño de grava. Esa grava se
coloca en unos cestos de mimbre o de otro material y se introducen
en agua, durante 1 minuto aproximadamente. A continuación, se
vierten en un sitio preservado de corrientes de aire, donde la cal se va
convirtiendo en polvo, a medida que se forma el apagado.
´
POR FUSIÓN
Se introducen los terrones de cal en unos depósitos o recipientes
que, a continuación, se llenan de agua. Cuando se ha efectuado el
apagado, se obtiene una pasta blanda y untuosa, lo cual se cubre con
una capa de arena para evitar su carbonatación.
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CLASES DE CAL
Las rocas calizas casi nunca se encuentran puras (CO3Ca) en la
naturaleza, sino que van acompañadas de materias orgánicas, arcilla uóxidos, impurezas que, al no volatilizarse en el proceso de calcinación,comunican a la cal distintas propiedades. La proporción de estasimpurezas produce distintos tipos de cal.
- Cal aérea o grasa. Si la piedra caliza es pura o tiene un contenidomáximo en arcilla de un 5%, produce una clase de cal muy blanca, queforma una pasta muy fina y untuosa cuando se apaga.
- Cal magra o ácida. Si la cal no supera el 5% de la arcilla, pero contienemas de un 10% de magnesia (Oxido de magnesio, sustancia terrosa, ect.),
se tiene una cal de características ácidas. La pasta que se forma almezclarla con agua es de color grisáceo. Esta cal no se emplea enconstrucción, porque la pasta se disgrega al secarse.
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USOS
En la manufactura de ladrillo silico-calcareo
En la estabilización d suelos especialmentesalitrosos
En la fabricación de papel, vidrio y otros productosquímico (fertilizantes)
Como fundente en la minería
En la formación de morteros para unir piedrasnaturales y artificiales
Para la obtención de morteros mixtos para asentadode ladrillo
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PUZOLANAS
BREVE HISTORIA DE LAS PUZOLANAS
Las puzolanas forman parte de los materiales cementantes deestructuras antiguas en Egipto, Grecia y Roma. Existenevidencias que muestran su uso en el periodo de 3000 a 1500 A.C.
La puzolana se extraía de un pueblo llamado PUZOL, (Puzzuoli),al, pie del Vesubio, de donde provino su nombre. Esta piedravolcánica porosa y ligera, fue la base para producir un hormigónmuy sólido y adherente.
Recientes análisis han mostrado que este cemento fueencontrado en muchas partes de las grandes pirámides con unaedad aproximada de 4500 años y están todavía en muy buenascondiciones.
¿QUÉ SON LAS PUZOLANAS?
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¿QUÉ SON LAS PUZOLANAS?
“Las puzolanas es el nombregenérico que se les da a losmateriales silíceos o silicoaluminoso quienes por sí solos
poseen poco o ningún valor cementante pero si se handividido finamente y están enpresencia de agua reaccionanquímicamente con el hidróxido
de calcio a temperaturaambiente para formar compuestos con propiedadescementantes“
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CLASIFICACION DE LAS
PUZOLANAS
a.- Puzolanasnaturales
b.- Puzolanasartificiales
c.- Puzolanas de sub-productos
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PUZOLANAS NATURALES
Son aquellas que siendo productos de la naturaleza, ya sea
como materiales de formación sedimentaria o de procedenciaígnea, tienen ACTIVIDAD PUZOLANICA, sin necesidad deningún proceso previo para ser utilizadas como tales.
Dentro de las PUZOLANAS SEDIMENTARIS, tenemos por
ejemplolas Tierras diatomáceas o Diatomitas.
Dentro de las PUZOLANAS IGNEAS, debemos considerar dosgrupos:
Las intrusivas, a la cual pertenece el granito.
Las extrusivas: A las cuales pertenecen las de procedenciavolcánica como: los tufos volcánicos, riolitas, obsidianas, etc.
PUZOLANAS ARTIFICIALES
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PUZOLANAS ARTIFICIALES:
Son aquellas que tienen origen principalmente sedimentarios,
necesitan ser tratados técnicamente para asi tener actividadpuzolanica dentro de las cuales podemos citar alguna arcillas ypizarras.
No todas las arcillas son igualmente aptas para su activación
térmica. Lo cual depende de la aptitud de su naturaleza mas o menosMontmorillonítica, Ilítica,etc.
En general , las pizarras y arcillas, deben ser activadas por calcinación en un rango de temperaturas entre 650 a 980º C, y con
un tiempo de tratamiento óptimo en cada caso.
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PUZOLANAS SUB-PRODUCTOS
Son las originadas como sub productos industriales. Procedenprincipalmente de la combustión del carbón, (antracítos,lignitos y bituminosos), de las centrales termoeléctricas,recogidas por su precipitación en separadores electrostáticos.
Son denominadas cenizas volantes.
Recientemente se ha incluido en este tipo de puzolanas sub-productos, el llamado “Polvo de sílice ó Humo de sílice”, recuperado de los gases desprendidos en la obtención de lasaleaciones de Ferrosilicio.
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Aplicaciones
En vías de comunicación, como áridos antideslizantes y también
como filler en las capas de rodadura. Como elemento o aditivo filtrante-drenante en caminos, campos de
deporte, jardines, etc.
Como materia primas para prefabricados: Bovedas, tubos dedrenaje, etc.
En suelos-cemento. En zonas con problemas de estanqueidad (inyecciones).
En la preparación de áridos ligeros.
Como abrasivos.
Como aislante, evitando la transmisión de la humedad. Fabricación de cementos puzolanicos y hormigones.
El t i l i d t b l á i
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El termino puzolana proviene de unas tobas volcánicasencontradas en la localidad de Puzzoli, cerca de Nápoles , que seemplea genéricamente para definir materiales de las siguientescaracterísticas:
Aptitud para reaccionar con el hidróxido calcico, Ca(OH)2, enpresencia de agua.
Aptitud para formar productos hidratados con propiedadesaglomerantes.
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VERIFICACIONES
Verificación Física:Han sido muy variados.En general no haylimitaciones fuertespara que una puzolana
pueda o no utilizarse,por el aspecto físico quepresenta. En todo caso,la verificación físicaúnicamente determina
si es necesario efectuarmolienda y el grado demolienda necesario encada caso particular.
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Verificación Química :
Está definido por la presencia de tres principales oxidos( SiO2 , Al2O3 , Fe2O3 ) ; sea mayor del 70%, se trataque la puzolana tenga estructura amorfa.
Verificación Mecánica :
De acuerdo a los resultados la mayoría de las puzolanasson reactivas y adecuadas para uso con hidróxido de
calcio.
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ACTIVIDAD PUZOLANICA
La actividad puzolánica, químicamente considerada,consiste en el ataque y corrosión de los granúlos opartículas del material puzolánico, por la cal producidaen la hidratación del cemento.Las puzolanas deben cumplir con ciertos requisitos
mínimos establecidos tanto por las Normas ASTM y lasnormas nacionales ITINTEC, para poder ser utilizadascomo talesMediante procedimientos establecidos por ellas, seprueba la ACTIVIDAD PUZOLANICA de un material, en
forma similar a como va actuar durante el proceso dehidratación del cemento.Los procedimientos establecidos son los siguientes:
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METODO DE LA CAL
Se muele la puzolana a una fineza similar a laque va a ser obtenida durante el proceso demolienda, mezclándola a continuación con cal. Sele añade la arena normalizada de Otawa y agua,preparándose tres probetas cilíndricas.
Después de 7 días en las que dichas probetas semantienen en condiciones de almacenamientonormalizadas, se procede a determinar laresistencia promedio a la compresión de las tres
probetas, cuyo valor no debe ser menor de 55kg/cm2.
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METODO DEL CEMENTO
Se hace una prueba comparativa entre unaprobeta preparada con 100% de cementoPortland y otra , con una mezcla de 35% dePUZOLANA, y 65% del mismo cementoPortland.
Después de un tiempo de curado de 28 días,el resultado obtenido para la resistencia a lacompresión de la probeta de cemento con
puzolana, debe ser cuando menos el 75% dela resistencia obtenida con la probeta decemento Potrtland al 100%.
CEMENTO
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CEMENTO
Es un aglomerante hidrófilo resultante de la calcinación derocas calizas areniscas y arcillas de manera de obtener un
cuerpo muy fino que en presencia del agua endurecenadquiriendo propiedades resistentes y adherentes.
PRINCIPALES COMPONENTES QUÍMICOS
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PRINCIPALES COMPONENTES QUÍMICOS
Calcio (CaO) : 60 – 69% (piedras calizas)
Sílice (SiO2): 18 – 24% (areniscas)Aluminio (Al2O3): 4 – 8% (arcillas)
Fierro (Fe2O3): 1 – 8% (pirita o mineral de hierro
Elementos secundarios: Magnesio, Potasio, Sodio, Azufre
TIPOS DE CEMENTO
Cemento Pórtland Tipo I: Cemento= clinker molido (96.7%)
con yeso natural (3.3%). Norma ASTM C-150
Cemento Pórtland Tipo IP: Cemento= Clinker (74.5%) mas
puzolana (2.2%) mas yeso natural (3.5%). Norma ASTM C –
595
COMPOSICIÓN DEL CEMENTO PORTLAND
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COMPOSICIÓN DEL CEMENTO PORTLAND
Luego del proceso de formación del clinker y molienda final, se obtiene los
siguientes compuestos mineralógicos:
Silicato Tricálcico 3CaO . SiO2 C3S
Define la resistencia inicial (1era. semana) y tiene importancia en el calor de
hidratación
Silicato Dicalcico: 2CaO . SiO2 C2S
Define la resistencia a largo plazo y tiene incidencia menor en el calor de
hidratación
Aluminato Tricálcico: 3CaO . Al2O3 C3A
En ausencia del yeso la reacción del aluminato tricálcico con el agua es muy
violenta y endurecimiento inmediato de la pasta. Desarrolla una gran velocidad
de hidratación y su calor de hidratación es muy elevado.
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Ferroaluminato tetra calcico: 4CaOAl2O3Fe2O2 …. C4AF
De menor importancia no contribuye a la resistencia tiene
trascendencia en la velocidad de hidratación ysecundariamente calor de hidratación
OTROS COMPONENTES PRESENTES
Oxido de magnesio 5%Oxido de Potasio y SodioOxido de magnesio y sodio
CLASIFICACION
De acuerdo a las normas nacionales y a las internacionales,los cementos se clasifican en:
Cemento Pórtland ComunesCemento Pórtland Adicionados
E i t d á t ti d t d bid d
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Existen además otros tipos de cemento, pero debido a que no son de
uso común, sino para trabajos muy específicos, estos son:
Cementos expansivos
Cementos de alta alúmina
Cementos para pozos de petróleo
Cementos hidrofobicos
Cementos impermeables
Cementos blancos
Cementos de fraguado regulado.
Cemento Pórtland Comunes
Se usó rocas extraídas de la Isla Pórtland (Sur de Inglaterra) 1900 se
desarrolló la industria del cemento (W. Aspdin-hijo) Norma ASTM C-150
especifica 5 tipos de cemento:
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Tipo I: Para uso general extraídos cuando no se requiere
específicamente ninguna propiedad especial – Edificaciones en
general
Tipo II: Para uso general, especialmente cuando se desea una
moderada resistencia a los sulfatos o un moderado calor de
hidratación: Estructuras de drenaje, Muros de contención y
Alcantarillas Tipo III: Para ser usado cuando se requiere una alta resistencia inicial.
Su uso en climas fríos o en casos de adelantar el servicio
Tipo IV: Para ser usado cuando se desea un bajo calor de hidratación.
Su uso en concretos masivos
Tipo V: Para ser usado cuando se desea una alta resistencia a los
sulfatos. Usado en ambientes muy agresivos, concretos
impermeables.
CEMENTO PÓRTLAND ADICIONADOS
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CEMENTO PÓRTLAND ADICIONADOS
Son cementos hidráulicos que consiste de una mezcla interna y
uniforme producida por la molienda conjunta del clinker con losmateriales de adición y yeso o por la mezcla separada del
cemento Pórtland con dichas adiciones. Las ventajas de los
cementos adicionados son:
Ahorro de energía (la adición se muele con el clinker)
Protección del medio ambiente (menos contaminación:
anhídrido carbónico CO2, y anhídrido sulfuroso SO2)
Uso de sub-productos industriales (subproductos no utilizables,
escoria de altos hornos)
Mejora de las propiedades de las mezclas (mayores resistencias
a largo plazo, menor exudación, mayor impermeabilidad).
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Las principales adiciones usadas en el mundo en laactualidad son:
Cemento Pórtland de escorias: se forma como subproducto del proceso siderúrgico en el que apareceel arrabio como sub producto base. Suelen ser mas
duras que el clinker por lo cual deberían ser molidasaparte.
Tipo IS : Añadido un 25 – 70% al peso total deescoria de altos hornos.
Tipo ISM: añadido < 25% de escoria de altoshornos
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Cemento Pórtland Puzolánicos:
(PUZZUOLI-Bahía de Nápoles); Es el nombre
genérico que se le da a los materiales silicios o
silicos aluminoso los cuales en si mismo poseen
poco o ningún valor cementante reducidos a
polvo y amasados con la cal le proporcionan estapropiedad hidráulica.
Tipo IP: añadiendo 15% - 40% del peso total
(Yura: 30%, Atlas:25%).
Tipo IPM: añadiendo < 15%
ALMACENAJE
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ALMACENAJE
Debe protegerse de la humedad aislándolo del suelo, protegiéndolos en
ambientes cerrados En cuanto al almacenaje el criterio correcto para evaluar la
calidad del cemento no es el tiempo que ha estado almacenado sino las
condiciones de hidratación del cemento al cabo de ese tiempo. Una practica de
evaluar si ha habido hidratación parcial del almacenado consiste en tamizar una
muestra en la malla N° 100 (norma ASTM C-184) pesando el retenido el cual
debe estar en el rango de 0 – 0.5% del peso total.
Si se utiliza cementos parcialmente hidratado estaremos sustituyendo en la
practica cemento endurecido por agregado con características resistentes y
definitivamente inferiores de la arena y la piedra. Se puede estimar que elempleo de cemento hidratado en un 30% con gránulos no mayores de ¼” trae
como consecuencia una reducción en la resistencia a los 28 días del orden del
25% dependiendo del cemento en partículas
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MATERIALES BITUMINOSOS BETUN
Nombre genérico de varias sustancias combustibles compuestasprincipalmente de carbono e hidrógeno, que se encuentra en lanaturaleza en estado líquido, oleoso o sólido, solas o mezcladas.
ASFALTOSon materiales aglomerados sólidos o semisólidos de color que varía
de negro a pardo oscuro y se licúan gradualmente al calentarse
Sus constituyentes predominantes son los betunes que se dan en lanaturaleza en forma sólida o semisólida que se obtienen de ladestilación del petróleo o la combinación de estas entre si o con elpetróleo o productos derivados de estas combinaciones ASTM D8.
Es un material aglomerante, resistente, adhesivo, altamenteimpermeable y duradero.
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NATURALEZA O COMPOSICIÓN
Químicamente esta constituido de Carbono e Hidrógeno,contiene además O, N y Azufre, composición similar a lagasolina, kerosene, lubricantes, etc., pero las moléculasde asfalto son mucho mayores en tamaño y estructura
más compleja.
Casi todo el asfalto producido y empleado en todo elmundo se obtiene en la actualidad de la destilación del
petróleo
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Aceites
volátiles
Gasolina(Nafta)
Kerosene
Asfalto líquidoCurado rápido
CUT-BACK
Asfalto LíquidoCurado medio
CUT-BACK
Aceite deVolatilizacio
n lenta
Aceite deVolatización
lenta
Asfalto líquidoCurado lento
CUT-BACK
Aceites novolátiles
Residuo AsfálticoDuro
Emulsión Agua
Cemento Asfáltico Asfalto sólido
Cementos Asfálticos
Asfaltoemulsionados
RC – 30RC – 70RC – 250RC – 800RC – 3000
MC – 30MC – 70MC – 250MC – 800MC - 3000
SC – 30SC – 70SC – 250
SC – 800SC - 3000
Penetración40 –5050 – 6060 – 7070 – 8585 – 100100 – 120
120 –
150150 - 200
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Asfaltos Naturales
Son aquellos que se encuentran en estado puro ocasi puro en la naturaleza. Los asfato puedenpresentarse en la naturaleza en diversas formas:
Fuentes: Asfaltos que fluyen en forma líquida en
pequeña cantidad Lagos: Situados en el fondo de depresiones
naturales, ejemplo, Trinidad y Venezuela
Exudados: Se presentan en rocas muy porosassaturadas de asfalto de la que fluye bajo efectos
de temperatura Impregnando rocas: Se trata de rocas
impregnadas de asfalto.
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Asfaltos derivados del Petróleo
Refinado de petróleo, material ligante, solido o semi solido,constituido esencialmente de hidrocarburos por susderivados, es impermeable, adhesivo y no volátil, se licuagradualmente. Los asfaltos se obtienen por destilaciónfraccionada (gasolina, nafta, kerosene, aceite, lubricante,residuo es asfalto) y por inyección de aire a altas
temperaturas (600 a 700° F) de 13 a 36 horas, cuando mastiempo pasa el residuo será mas duro.
El asfalto también se puede clasificar por su consistencia,durabilidad, resistencia y otras características particularesde consistencia.
Un asfalto sólido o semi sólido será llamado cementoasfáltico
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Cementos Asfálticos:
Con esta denominación se le conocen a los asfaltosnaturales o provenientes del petróleo, que son sólidoso semisólidos a temperatura ambiente, los cementosasfálticos se distinguen entre si por su grado depenetración.
Los cementos asfálticos sólidos se empleanprincipalmente en la pavimentación de carreteras ycalles, así como también en el revestimiento de
canales y reservorios (mezclas de asfalto conagregados se efectúa en caliente). Los asfaltos masblando con valores de penetración mayores a 200 seclasifican como Asfalto líquido.
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AASHTO T-99 ASTM D-5
Tipo 1 2 3 4 5 6 7 8
Grado/Penetración
40-50
50-60
60-70
70-85
85-100
100-120
120-150
150-200
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Asfalto Líquido
Los asfaltos líquidos se producen diluyendo uncemento asfáltico con un disolvente derivado delpetróleo o con agua (mediante la inclusión deemulsificante).
Los asfaltos líquidos permiten el mezclado con losagregados sin necesidad de recurrir alcalentamiento, reduciendo así los costos deproducción, transporte y colocación de lasmezclas. El endurecimiento de la mezcla se
produce al evaporarse o separarse el solvente delasfalto.
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Si el solvente utilizado es un derivado delpetróleo se obtiene un asfalto líquido tipoCUT BACK si en cambio se utiliza aguamas emulsificante se obtiene emulsiónasfáltica
Según la cantidad de solvente varia laviscosidad del producto, clasificándose(30,70,250,800,3000), según contengamas o menos solvente.
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Asfaltos emulsionados
Es una emulsión de cemento asfáltico yagua conteniendo una pequeña cantidadde agente emulsivo
Emulsión: es la dispersión de un cuerpoen estado liquido en otro liquido
Emulsiones asfálticas:
Emulsiones Aniónicas: Es aquella cuyos
glóbulos tienen carga negativa. Losemulsificantes aniónicos tienen gruposácidos
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Emulsiones catiónicas: es aquella cuyosglóbulos tienen carga positiva. Los
emulsificántes catiónicos tienen gruposanionicos, que se encuentransaponificados, su parte polar es soluble enel agua. Estas emulsiones son adecuadospara agregados ácidos.
Las emulsiones se utilizan en mezclas enfrío para pavimentos y para el sellado de
pavimentos existentes.
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Mezclas Asfálticas
Se le denomina asi a la mezcla biengraduada de inertes y cemento asfálticoconocido como asfalto en caliente, ya quelos agregados se calientan a 120 y 150°C. El asfalto en frío no se calientan los
agregados
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Usos
Impermeabilizar la superficie de caminos
Rellenos de juntas de concreto
Revestimiento de canales, para evitar
perdida de agua por filtración Impermeabilizar represas, recubrimiento
de techo
Junta de dilatación en veredas ypavimentos de concreto.
ALQUITRANES
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ALQUITRANES
Es un material bituminoso, viscoso ofluido, obtenido por destilación destructivade materiales orgánicos entre ellos elcarbón, hulla, madera, etc.
La palabra alquitrán debe ir acompañadodel nombre de la materia prima de la cuales extraída.
Alquitrán de carbón: Obtenido pordestilación del carbón bituminoso(calafatear embarcaciones)
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Alquitrán de gas de petróleo: producido agrandes temperaturas en la fabricación de
gas de petróleo. Se usan en trabajos decaminos y pavimentos, el de hulla enpavimento y en pinturas, el de maderacomo desinfectante.
Alquitrán refinado: Se obtienen haciendoevaporar o destilar el agua que contiene elalquitrán hasta que adquiera laconsistencia deseada o bien fluidificando
el residuo de alquitrán. Se usa paracalafatear buques y comoimpermeabilizante.
BREA
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BREA
Residuo pastoso que se obtiene de ladestilación de madera y hulla en especial
Las breas son frágiles pero dúctiles y
duras, estas características son adecuadospara el aislamiento de conexioneseléctricas, ya que el producto es un malconductor de la electricidad, también se
usa en el calafateo de embarcaciones ytúneles de madera, barriles, estanquespara lo cual se mezclas con un productoque reduzca su fragilidad.
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Tipos:
Brea blanca: Reserva endurecida obtenida
del abeto Brea liquida: es el nombre que se le da al
alquitrán
Brea mineral: se obtiene por destilación
de la hulla Brea vegetal: se obtiene por destilación
seca de la madera.
PETRO PERU ofrece: los grados 160 – 180: Brea Solida
240 – 280 : Brea dura