Universidad Autónoma

de ChiapasFACULTAD DE INGENIERÍA

Ingeniería civil

“Cemento, Calhidra, Yeso y Estuco.”

Asignatura:

Comportamiento de Suelos

Catedrático:

Ing. Raúl Moreno Cossío.

Alumno:

LUIS GENARO FLORES CRUZ

6° semestre Grupo “C”

Tuxtla Gutiérrez, Chiapas a 18 de febrero del 2014.

INTRODUCCION

Como ingenieros civiles, es indispensable conocer los materiales y productos que se utilizan en la albañilería, en construcciones grandes para mantener unidos los materiales, son productos básicos que dan solidez a una obra, sustancias que mezcladas con agua son maleables y endurecen al secarse. Es el caso del cemento, cal, yeso y el estuco ya que son productos liantes que al mezclarlos con el agua se consigue una mezcla fácil de trabajar y con una resistencia elevada para la construcción adecuada de una obra.

La mezcla intima de los componentes de estos productos convencionales producen una masa plástica que puede ser moldeada y compactada con relativa facilidad; pero gradualmente pierde esta característica hasta que al cabo de algunas horas se torna rígida y comienza a adquirir el aspecto, comportamiento y propiedades de un cuerpo sólido, para convertirse finalmente en el material mecánicamente resistente al endurecerse.

En cuanto a la calidad de estos productos, es importante adecuarla a las funciones que debe desempeñar cada una de ellas y en qué obra o estructura, a fin de que no representen el punto débil en el comportamiento de ellos y en su capacidad para resistir adecuadamente y por largo tiempo los efectos consecuentes de las condiciones de exposición y servicio a que esté sometido.

Finalmente, la compatibilidad y el buen trabajo de conjunto de la matriz de estos con los agregados y/o agua, depende de diversos factores tales como las características físicas y químicas de cada uno de ellos, la composición mineralógica y petrográfica de las rocas que constituyen los agregados, y la forma, tamaño máximo y textura superficial de éstos. Es por eso que a continuación se presenta la historia el origen, el proceso de producción y los usos que en la actualidad se les da y que en el pasado se les dieron de cada uno de ellos. Teniendo en cuenta que son importantes principalmente en la rama de la construcción.

CEMENTO

DEFINICIÓN

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. Mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada concreto. Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil.

De todos los conglomerantes hidráulicos el cemento portland y sus derivados son los más empleados en la construcción debido a estar formados, básicamente, por mezclas de caliza, arcilla y yeso que son minerales muy abundantes en la naturaleza, por su precio relativamente bajo en comparación con otros materiales y tener unas propiedades muy adecuadas para las metas que deben alcanzar.

Dentro de los conglomerantes hidráulicos entran también los cementos de horno alto, los puzolánicos y los mixtos, teniendo todos éstos un campo muy grande de empleo en hormigones para determinados medios, así como los cementos aluminosos "cementos de aluminato de calcio", que se aplican en casos especiales.

Los cementos se emplean para producir morteros y hormigones cuando se mezclan con agua y áridos, naturales o artificiales, obteniéndose con ellos elementos constructivos prefabricados o construidos "in situ".

HISTORIA DEL CEMENTO PORTLAND

Hasta el siglo XVIII puede decirse que los únicos conglomerantes empleados en la construcción fueron los yesos y las cales hidráulicas, sin embargo, es durante este siglo cuando se despierta un interés notable por el conocimiento de los cementos. John Smeaton, ingeniero de Yorkshire (Inglaterra), al reconstruir en 1758 el faro de Eddystone en la costa de Cornish, se encuentra con que los morteros formados por la adición de una puzolana a una caliza con alta proporción de arcilla eran los que mejores resultados daban frente a la acción de las aguas marinas y que la presencia de arcilla en las cales, no sólo las perjudicaba sino que por el contrario, las mejoraba, haciendo que estas cales fraguasen bajo el agua y que una vez endurecidas fuesen insolubles en ella.

Puede decirse con acierto que el primer padre del cemento fue Vicat a él se debe el sistema de fabricación que se sigue empleando en la actualidad y que propuso en 1817. Vicat fue un gran investigador y divulgador de sus trabajos; en 1818 publicó su "Recherches experimentales" y en 1928 "Mortiers et ciments calcaires". En estos trabajos marca la pauta a seguir en la fabricación del cemento por medio de mezclas calizas y arcillas dosificadas en las proporciones convenientes y molidas conjuntamente. El sistema de fabricación que empleó Vicat fue el de vía húmeda y con él marcó el inicio del actual proceso de fabricación. Este gran científico en 1853 empieza a estudiar la acción destructiva del agua de mar sobre el mortero y hormigón.

En 1824, Joseph Aspdin, un constructor de Leeds en Inglaterra, daba el nombre de cemento portland y patentaba un material pulverulento que amasado con agua y con arena se endurecía formando un conglomerado de aspecto parecido a las calizas de la isla de Portland. Probablemente, el material patentado por Aspdin era una caliza hidráulica debido, entre otras cosas, a las bajas temperaturas empleadas en la cocción.

En 1838 Brunel emplea por primera vez un cemento procedente de la fábrica de Aspdin en el que se había logrado una parcial sinterización por elección de una temperatura adecuada de cocción. Este cemento se aplicó en la construcción de un túnel bajo el ríoTámesis en Londres. Puede decirse que el prototipo del cemento moderno fue producido a escala industrial por Isaac Johnson quien en 1845 logra conseguir temperaturas suficientemente altas para clinkerizar a la mezcla de arcilla y caliza empleada como materia prima.

El intenso desarrollo de la construcción de ferrocarriles, puentes, puertos, diques, etc., en la segunda mitad del siglo XIX, da una importancia enorme al cemento y las fábricas de éste, especialmente las de cemento natural, empiezan a extenderse por doquier. Es a partir de 1900 cuando los cementos portland se imponen en las obras de ingeniería y cuando empieza un descenso veloz del consumo de cementos naturales. Actualmente, el cemento portland ha llegado a una gran perfección y es el material industrializado de construcción de mayor consumo Se puede decir que el cemento es el alma del hormigón, yendo destinada, prácticamente, toda su producción a en lazar piedras sueltas para crear el material pétreo que conocemos como hormigón.

Las investigaciones llevadas a cabo por los padres del cemento Michaelis y Le Chatelier, en 1870 y 1880, fueron fundamentales y muy meritorias para el

desarrollo de este material. En ellas se apoya toda la investigación actual que emplea técnicas de análisis muy sofisticadas y rápidas.

FABRICACION DEL CEMENTO

La fabricación del cemento es una actividad industrial de procesado de minerales que se divide en tres etapas básicas:

Obtención de materias primas Molienda y cocción de materias primas Molienda de cemento

A continuación una imagen sobre la fabricación:

Obtención de materias primas.

El proceso de fabricación del cemento comienza con la obtención de las materias primas necesarias para conseguir la composición deseada de óxidos metálicos para la producción de clínker.

El clínker se compone de los siguientes óxidos:

Porcentaje %Óxido de calcio "cal" (CaO) 60-69Óxido de Silicio "sílice" 18-24Óxido de Aluminio "alúmina" (Al2O3) 4-8 Óxido de Hierro (Fe2O3) 1-8

La obtención de la proporción adecuada de los distintos óxidos se realiza mediante la dosificación de los minerales de partida:• Caliza y marga para el aporte de CaO.• Arcilla y pizarras para el aporte del resto óxidos.Las materias primas son transportadas a la fábrica de cemento donde se descargan para su almacenamiento.

El pre homogenización realizada mediante diseños adecuados del apilamiento y la extracción de los materiales en los almacenamientos reduce la variabilidad de los mismos.Los estudios de composición de los materiales en las distintas zonas de cantera y los análisis que se realizan en fábrica permiten dosificar la mezcla de materias primas para obtener la composición deseada

Molienda y coccion de materias primas

La finalidad de la molienda es reducir el tamaño de las partículas de materias para que las reacciones químicas de cocción en el horno puedan realizarse de forma adecuada.La molienda de materias primas (molienda de crudo) se realiza en equipos mecánicos rotatorios, en los que la mezcla dosificada de materias primas es sometida a impactos de cuerpos metálicos o a fuerzas de compresión elevadas. El material obtenido debe ser homogeneizado para garantizar la calidad del clínker y la correcta operación del horno. En la actualidad, en torno al 78 % de la producción de cemento de Europa se realiza en hornos de vía semi-seca o semi-húmeda; y un 6 % de la producción europea se realiza mediante vía húmeda.

PROCESOS DE FABRICACIÓN DEL CLÍNKER

1. Vía Seca2. Vía semi-seca,3. Vía semi-húmeda4. Vía húmeda

1. Proceso de vía seca

La materia prima es introducida en el horno en forma seca y pulverulenta. El sistema del horno comprende una torre de ciclones para intercambio de calor en la que se precalienta el material en contacto con los gases provenientes del horno.

El proceso de descarbonatación de la caliza (calcinación) puede estar casi completado antes de la entrada del material en el horno si se instala una cámara de combustión a la que se añade parte del combustible (precalcinador).

2. Proceso de vía húmeda

Este proceso es utilizado normalmente para materias primas de alto contenido en humedad. El material de alimentación se prepara mediante molienda conjunta del mismo con agua, resultando una pasta con contenido de agua de un 30-40 % que es alimentada en el extremo más elevado del horno de clínker.

3 y 4. Procesos de vía semi-seca y semi-húmeda

El material de alimentación se consigue añadiendo o eliminando agua respectivamente, al % de humedad que son depositados en parrillas móviles a través de las cuales se hacen circular gases calientes provenientes del horno. Cuando el material alcanza la entrada del horno, el agua se ha evaporado y la cocción ha comenzado. En todos los casos, el material procesado en el horno rotatorio alcanza una temperatura entorno a los 1450º. Es enfriado bruscamente al abandonar el horno en enfriadores planetarios o de parrillas obteniéndose de esta forma el clínker.

MOLIENDA DE CEMENTO

El proceso de fabricación de cemento termina con la molienda conjunta de clínker, yeso y otros materiales denominados "adiciones".Los materiales utilizables, que están normalizados como adiciones, son entre otros:• Escorias de horno alto• Humo de sílice• Puzolanas naturales• Cenizas volantes• Caliza

En función de la composición, la resistencia y otras características adicionales, el cemento es clasificado en distintos tipos y clases. La molienda de cemento se realiza en equipos mecánicos en las que la mezcla de materiales es sometida a impactos de cuerpos metálicos o a fuerzas de compresión elevadas. Para ello se utilizan los siguientes equipos:

• Prensa de rodillos• Molinos verticales de rodillos• Molinos de bolas• Molinos horizontales de rodillosUna vez obtenido el cemento se almacena en silos para ser en sacado o cargado a granel.

TIPOS DE CEMENTO Y SUS USOS

Clasificación de los cementos

Atendiendo a la naturaleza de sus componentes, los cementos pueden clasificarse en varios tipos diferentes, según las Normas de Costa Rica RTCR383:2004 en:

Cemento Portland: (también denominado como cemento tipo 1-RTCR, y que cumple con las especificaciones físicas de la norma ASTM C150 para el cemento tipo 1) cemento hidráulico producido al pulverizar clinker y una o más formas de sulfato de calcio como adición de molienda.

Cemento hidráulico modificado con puzolana; cemento tipo MP-RTCR: cemento hidráulico que consiste en una mezcla homogénea de clinker, yeso y puzolana (y otros componentes minoritarios), producida por molienda conjunta o separada cuya proporción de componentes está indicada en la Tabla N°1.

Cemento hidráulico modificado con escoria; cemento MS-RTCR: cemento hidráulico que consiste en una mezcla homogénea de clinker, yeso y escoria granulada de alto horno (y otros componentes minoritarios), producida por molienda

Cemento hidráulico de uso general; cemento tipo UG-RTCR: Cemento hidráulico que consiste en una mezcla homogénea de clinker, yeso y otros componentes minerales producida por molienda conjunta o separada, cuya proporción de componentes está indicada en la Tabla N° 1.

Modificaciones: Los cementos indicados en esta norma, pueden incluir las siguientes modificaciones, opcionales, las cuales deberán ser indicadas en su empaque respectivo:

A: Cemento hidráulico con resistencia al congelamiento (mediante dispersión de burbujas de aire en el concreto producido).

AR: cemento hidráulico de alta resistencia inicial.

AS: cemento hidráulico de alta resistencia a los sulfatos.

BL: cemento blanco. Aquel cemento que cumpla con un índice de blancura superior a 85 en el parámetro *L, de acuerdo a la norma UNE 80305:2001 (establecida por las coordenadas CIELAB).

BH: cemento hidráulico de bajo calor de hidratación (en caso de requerirse una mayor cantidad de puzolana debe estar adecuadamente indicada, así como debe existir una especificación aprobada por el cliente).

BR: cemento hidráulico de baja reactividad a los agregados reactivos a los álcalis (deben cumplir con los parámetros para baja reactividad a los agregados reactivos a los álcalis).

MH: cemento hidráulico de moderado calor deshidratación.

MS: cemento hidráulico de resistencia moderada a los sulfatos.

Cemento de albañilería; cemento para mortero: cemento hidráulico, usado principalmente en albañilería o en preparación de mortero el cual consiste en una mezcla de cemento hidráulico o tipo Portland y un material que le

otorga plasticidad (como caliza, cal hidráulica o hidratada) junto a otros materiales introducidos para aumentar una o más propiedades, tales como el tiempo de fraguado, trabajabilidad, retención de agua y durabilidad. Este cemento debe cumplir con la norma ASTM C-91 (cemento de albañilería) y ASTM C-1329 (cemento para mortero) en su última versión

Tipo de cemento Aplicaciones en concretos y morteros I Concretos de usos generales. I-AR Concretos de alta resistencia inicial MP-AR Concretos de alta resistencia inicial con

moderada resistencia a los sulfatos y moderado calor de hidratación

MP Concretos y morteros de uso general que no demanden alta resistencia inicial y con resistencia a los sulfatos, agua de mar, y de bajo calor de hidratación.

GU, MS Concretos y morteros de uso general que no demanden alta resistencia inicial, concretos de uso masivo, con requerimientos de alta resistencia a los sulfatos, o al agua de mar y de bajo calor de hidratación.

Albañilería No se recomienda para fabricación de concretos de uso estructural. Se recomienda sólo para fabricación de morteros

CALHIDRA

DEFINICIÓN:

La cal es un término que designa todas las formas físicas en las que pueden aparecer el óxido de calcio (Ca O ) y el óxido de calcio de magnesio (Ca Mg O 2), denominados también, cal viva (o generalmente cal) y dolomía calcinada respectivamente. Estos productos se obtienen como resultado de la calcinación de las rocas (calizas o dolomías). Adicionalmente, existe la posibilidad de añadir agua a la cal viva y a la dolomía calcinada obteniendo productos hidratados denominados comúnmente cal apagada ó hidróxido de calcio (Ca (OH)2) y dolomía hidratada (Ca Mg  (OH)4)

Otras denominaciones de la cal viva son las siguientes: Cal, Cal aérea, Cal de construcción, Cal química, Cal de albañilería y Cal fundente.

La cal se ha usado, desde la más remota antigüedad, de conglomerante en la construcción; también para pintar (encalar) muros y fachadas de los edificios construidos con adobes o tapial (habitual en las antiguas viviendas mediterráneas) o en la fabricación de fuego griego.

HISTORIA DE LA CALHIDRA

La cal es un recurso cuyo uso fue generalizado en la época prehispánica, fundamentalmente como material de construcción y para la nixtamalización. En la cuenca de México los afloramientos más importantes de rocas sedimentarias utilizados para la producción de cal se encuentran al sureste de Cuernavaca y en la región de Tula, Atotonilco, Apaxco y Ajoloapan (Barba y Córdova, 1999: 169).

En esta región ha sido trascendental la explotación de las rocas calizas para la elaboración de cal, y al igual que otros recursos su importancia, usos y forma de explotación ha variado a través del tiempo. Asimismo, la forma de acceso a este recurso ha variado de acuerdo con las entidades políticas dentro de las que se encontró inserta.

No obstante que las primeras evidencias de explotación se ubican entre el 2500 a.C-200 d.C., y continúan a lo largo del apogeo de Teotihuacán, del 200 d.C. y el 600 d.C., es hasta que el Estado tolteca inició la colonización del norte de la cuenca de México cuando se dio una mayor intensificación en la explotación de cal, del 850 al 1200 d.C. Cabe mencionar que se trataba de una sociedad estatal de tipo imperial, altamente estratificada, y que mantuvo el control de esta amplia zona de la cuenca a través de diversos sitios que se ubicaron estratégicamente

cercanos a yacimiento de cantera, basalto, tezontle y caliza (mapa 1). A la caída de Tula, la región continuó densamente poblada y al parecer únicamente se abandonaron los sitios que cumplían funciones políticas y administrativas, dentro de las cuales estaba el control de los recursos naturales.

Fue durante el dominio mexica cuando Hueypoxtla, Tequixquiac, Xilotzingo y Tlapanaloya se formaron como las entidades que han mantenido una continuidad, al menos ocupacional, hasta la época actual (mapa 2). Y es justamente este periodo el que se profundizará en este trabajo. La formación de la Triple Alianza, constituida por Tenochtitlan, Texcoco y Tlacopan, y el dominio de esta entidad política en el área de estudio repercutió en el acceso que tenían las poblaciones a los recursos naturales. Dentro de la estructura política mexica estas cuatro poblaciones estaban sujetas a Apaxco, que a su vez se encontraba dentro de los pueblos dominados por Tlacopan, y a nivel tributario correspondía a la provincia de Hueypoxtla, que tributaba a Tenochtitlan. El área de estudio estaba habitada por una mayoría de hablantes de otomí, y una minoría de nahuas que, a la llegada de los españoles estaban expandiéndose hacia el norte de la cuenca de México. Habiendo presentado el contexto social del área de estudio abordaré el tema del proceso de producción de cal para posteriormente revisar la forma de acceso de este recurso en el periodo previo a la Conquista y los primeros años de la Colonia.

PRODUCCION DE LA CAL

La cal es un óxido de calcio que se obtiene de la calcinación de rocas calizas, su proceso de elaboración consiste, explicado de forma general, en hacer maleable un material que en su forma natural no lo es. Se inicia con la extracción de rocas calizas en las canteras, para posteriormente quemarlas, dando como resultado la cal viva. Ésta se mezcla con agua para obtener la cal apagada o hidratada y de esta forma darle el uso para el que esté destinada. El proceso de producción es descrito por Sahagún de la forma siguiente:

El que trata en cal, quiebra la piedra de que hace cal y la cuece, y después la mata; y para cocerla, o hacerla viva junta primero toda la piedra que es buena para hacer cal; y métela después en el horno, donde la quema con harta leña, y después que la tiene cocida o quemada, mátala para aumentarla (Sahagún, 1989: 570).

Como escribe el cronista, el proceso de producción inicia en los yacimientos de calizas en los que se extrae la roca, que se traslada a las caleras para ser quemada. Al quemar la roca (CaCO3) se libera dióxido de carbono (CO2) quedando óxido de calcio (CaO). Debido a la inestabilidad de este último, de inmediato reacciona con el oxígeno (O2), con lo cual se produce cal viva (CaO2), que es el resultado de la calcinación de la roca caliza original. Durante el enfriamiento las rocas empiezan a absorber agua, proceso que se acelera agregando agua a las piedras, es lo que se conoce como apagado, con lo cual se obtiene cal apagada (Ca[OH]2). Finalmente, se deja reposar en los contenedores en los que se apagó por una o dos semanas, después de lo cual está lista para utilizarse.

Las actividades involucradas en el proceso de producción de cal en síntesis son las siguientes: extracción de la caliza, quema de la piedra, apagado de la cal y almacenamiento. Estas actividades se realizan en diversos lugares y cada una requiere de instrumentos específicos que, en ocasiones, se encuentran descritos en los documentos históricos, y en otras se cuenta con registros arqueológicos y etnográficos.

La elaboración de la cal se inicia con la extracción de la piedra caliza en las canteras, sobre el proceso de trabajo de la piedra en general Sahagún escribe: El cantero tiene fuerzas y es recio, ligero y diestro en labrar y aderezar cualquiera piedra. El buen cantero es buen oficial, entendido y hábil en labrar la piedra, en desbastar, esquinar y hender con la cuña, hacer arcos, esculpir y labrar la piedra artificiosamente.

Otra forma de obtener la piedra caliza es recogiendo piedras pequeñas de entre 20 y 30 cm de diámetro, que se encuentran en los terrenos, sin necesidad de picar la piedra. Durante la Colonia ésta parece haber sido la forma más generalizada, y posiblemente en la época prehispánica coexistieron ambas técnicas.

Posteriormente se continúa con el quemado de la piedra en caleras, es decir en el lugar en el que se quema la piedra caliza. Para la época prehispánica se han encontrado al menos tres tipos de caleras: hogueras abiertas, fosos y hornos. Las hogueras abiertas son caleras al aire libre

que consisten en la construcción de una pila de ramas acomodadas en un radio de 2.5 m y que llega a alcanzar los dos metros de altura; las piedras de caliza se acomodan entre las ramas y la pila se quema calcinando las rocas.

Las evidencias arqueológicas de la utilización de estas caleras son las siguientes: tierra quemada, cenizas, residuos de carbón y residuos de calizas. (Abrams, 1996: 200). El inconveniente de esta técnica es que la quema al aire libre requiere de mayor cantidad de energía, lo que implica más combustible y por ende un incremento del trabajo ya que se tiene que cortar y transportar más leña. La cantidad de cal producida por estas caleras depende del tamaño de la pira; por ejemplo una con las dimensiones arriba descritas produce alrededor de 11.33 m3 de cal (Abrams, 1996: 200).

Los fosos son oquedades realizadas en la tierra que generalmente no presentan ningún tipo de acabado; son de forma circular, con un diámetro que varía de uno a dos metros y llegan a tener una profundidad de 50 centímetros a un metro.

Los hornos son estructuras arquitectónicas de piedra o arcilla, constituidos por una cámara o boca-respiradero y destinado a efectuar la cocción (Abascal, 1975: 189). Dentro de los hornos que se han encontrado para la cocción de la cerámica se han identificado hornos similares a los descritos anteriormente como fosos y que se denominan hornos abiertos sin embargo, se pueden distinguir de los fosos por sus dimensiones puesto que su diámetro varía entre los 2 y los 8 m y los fosos tienen generalmente un diámetro menor a 2 m. Además los hornos abiertos suelen estar construidos de piedra, a diferencia de los fosos que generalmente están excavados sobre el suelo sin ningún acabado.

USOS DE LA CAL

La cal viva puede ser combinada con agua, produciéndose una reacción violenta que desprende mucho calor. Se forma entonces el hidróxido de calcio que se comercializa en forma de polvo blanco conocido como cal muerta o apagada.

Desde la antigüedad, el uso más frecuente de la cal es como aglomerante en la construcción. Al mezclar cal con agua y arena, se produce una especie de mortero que se utiliza para pegar ladrillos, piedras y también para aplanar paredes y techos. Este uso se debe principalmente a que la cal puede adquirir mucha dureza al secarse y puede ser un material muy resistente. Eso se produce debido a que la cal apagada absorbe el dióxido de carbono que había perdido y se

convierte lentamente en carbonato de calcio al secarse. Debido a esa misma característica, la cal también se utiliza para crear pinturas murales con la técnica del fresco. Al endurecerse la cal, por convertirse en carbonato de calcio, facilita la fijación de los colores del fresco. En muchos lugares, también se usa para recubrir fachadas debido a su impermeabilidad.

Otros usos de la cal incluyen la neutralización de los suelos ácidos en agricultura, la fabricación de vidrio y papel, el lavado de ropa blanca, el refinado de azúcar, el ablandamiento del agua, incluso en alimentación, para hacer sémola de maíz y tortillas en un proceso llamado nixtamalización.

YESO

DEFINICIÓN

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.

El yeso es un producto preparado básicamente a partir de una piedra natural denominada aljez, 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.

HISTORIA DEL YESO

El yeso es uno de los más antiguos materiales empleado en construcción. En el período Neolítico, con el dominio del fuego, comenzó a elaborarse yeso calcinando aljez, y a utilizarlo para unir las piezas de mampostería, sellar las juntas de los muros y para revestir los paramentos de las viviendas, sustituyendo al mortero de barro. En Çatal Hüyük, durante el milenio IX a. C., encontramos guarnecidos de yeso y cal, con restos de pinturas al fresco. En la antigua Jericó, en el milenio VI a. C., se usó yeso moldeado.

En el Antiguo Egipto, durante el tercer milenio a. C., se empleó yeso para sellar las juntas de los bloques de la Gran Pirámide de Giza, y en multitud de tumbas como revestimiento y soporte de bajorrelieves pintados. El palacio de Cnosos contiene revestimientos y suelos elaborados con yeso.

El escritor griego Teofrasto, en su tratado sobre la piedra, describe el yeso (gipsos), sus yacimientos y los modos de empleo como enlucido y para ornamentación. También escribieron sobre las aplicaciones del yeso Catón y Columela. Plinio el Viejo describió su uso con gran detalle. Vitruvio, arquitecto y tratadista romano, en sus Diez libros sobre arquitectura, describe el yeso (gypsum), aunque los romanos emplearon normalmente morteros de cal y cementos naturales.

Los Sasánidas utilizaron profusamente el yeso en albañilería. Los Omeyas dejaron muestras de su empleo en sus alcázares sirios, como revestimiento e incluso en arcos prefabricados.

La cultura musulmana difundió en España el empleo del yeso, ampliamente adoptada en el valle del Ebro y sur de Aragón, dejando hermosas muestras de su empleo decorativo en el arte de las zonas de Aragón, Toledo, Granada y Sevilla.

Durante la Edad Media, principalmente en la región de París, se empleó el yeso en revestimientos, forjados y tabiques. En el Renacimiento para decoración. Durante el periodo Barroco fue muy utilizado el estuco de yeso ornamental y la técnica del staff, muy empleada en el Rococó.

En el siglo XVIII el uso del yeso en construcción se generaliza en Europa. Lavoisier presenta el primer estudio científico del yeso en la Academia de Ciencias. Posteriormente Van t'Hoff y Le Chatelier aportaron estudios describiendo los procesos de deshidratación del yeso, sentando las bases científicas del conocimiento ininterrumpido posterior.

El yeso se originó hace 200 millones de años como resultado de depósitos marinos cuando parte de lo que ahora son nuestros continentes eran inmensas extensiones oceánicas. Durante este período algunos mares se secaron dejando lechos de yeso que se recubrieron para ser descubiertos posteriormente por el hombre.

ELABORACION DEL YESO

Estado natural

En estado natural el aljez, piedra de yeso o yeso crudo, contiene 79,07% de sulfato de calcio anhidro y 20,93% de agua y es considerado una roca sedimentaria, incolora o blanca en estado puro, sin embargo, generalmente presenta 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 estructura compacta y sacaroidea, que absorbe rápidamente el agua, ocasionando un incremento en su volumen hasta de 30% o 50%, siendo el peso específico 2,9 y su dureza es de 2 en la escala de Mohs.

También se puede encontrar en estado natural la basanita, sulfato cálcico semihidrato, CaSO4·½H2O, aunque raramente, por ser más inestable.

Proceso

El yeso natural, o sulfato cálcico bihidrato CaSO4·2H2O, está compuesto por sulfato de calcio con dos moléculas de agua de hidratación.

Si se aumenta la temperatura hasta lograr el desprendimiento total de agua, fuertemente combinada, se obtienen durante el proceso diferentes yesos empleados en construcción, los que de acuerdo con las temperaturas crecientes de deshidratación pueden ser:

Temperatura ordinaria: piedra de yeso, o sulfato de calcio bihidrato: CaSO4· 2H2O.

107 ºC: formación de sulfato de calcio hemihidrato: CaSO4·½H2O.

107 - 200 ºC: desecación del hemihidrato, con fraguado más rápido que el anterior: yeso comercial para estuco.

200 - 300 ºC: yeso con ligero residuo de agua, de fraguado lentísimo y de gran resistencia.

300 - 400 ºC: yeso de fraguado aparentemente rápido, pero de muy baja resistencia

500 - 700 ºC: yeso Anhidro o extra cocido, de fraguado lentísimo o nulo: yeso muerto.

750 - 800 ºC: empieza a formarse el yeso hidráulico.

800 - 1000 ºC: yeso hidráulico normal, o de pavimento.

1000 - 1400 ºC: yeso hidráulico con mayor proporción de cal libre y fraguado más rápido.

USOS

Es utilizado profusamente en construcción como pasta para guarnecidos, enlucidos y revoques; como pasta de agarre y de juntas. También es utilizado para obtener estucados y en la preparación de superficies de soporte para la pintura artística al fresco.

Prefabricado, como paneles de yeso (Dry Wall o Sheet rock) para tabiques, y escayolados para techos.

Se usa como aislante térmico, pues el yeso es mal conductor del calor y la electricidad.

Para confeccionar moldes de dentaduras, en Odontología. Para usos quirúrgicos en forma de férula para inmovilizar un hueso y facilitar la regeneración ósea en una fractura.

En los moldes utilizados para preparación y reproducción de esculturas.

En la elaboración de tizas para escritura.

En la fabricación de cemento.

Yeso natural triturado

Para mejorar las tierras agrícolas, pues su composición química, rica en azufre y calcio, hace del yeso un elemento de gran valor como fertilizante de los suelos, aunque en este caso se emplea el mineral pulverizado y sin fraguar para que sus componentes se puedan dispersar en el terreno.

Asimismo, una de las aplicaciones más recientes del yeso es la "remediación ambiental" en suelos, esto es, la eliminación de elementos contaminantes de los mismos, especialmente metales pesados.

De la misma forma, el polvo de yeso crudo se emplea en los procesos de producción del cemento Portland, donde actúa como elemento retardador del fraguado.

Es utilizado para obtener ácido sulfúrico.

También se usa como material fundente en la industria.

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 más impurezas, de grano grueso, color gris, y con el que se da una primera capa de enlucido.

El yeso blanco con pocas impurezas, de grano fino, color blanco, que se usa principalmente para el enlucido más exterior, de acabado.

El yeso rojo, muy apreciado en restauración, que presenta ese color rojizo debido a las impurezas de otros minerales.

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.

APLICACIONES

El yeso es uno de los minerales más ampliamente utilizados en el mundo. En la actualidad existe una amplia gama de aplicaciones:

En construcción debido a sus excelentes propiedades bioclimáticas, de aislamiento y regulación higrométrica, mecánicas y estéticas se utiliza en guarnecidos, enlucidos, prefabricados y relieves arquitectónicos, proporcionando bienestar y comodidad. Esencial como agente retardante en la producción de cemento.

En cerámica para la elaboración de moldes, aparatos sanitarios, tiza y esculturas artísticas.

ESTUCO

DEFINICIÓN

El estuco es una pasta de grano fino compuesta de cal apagada (normalmente, cales aéreas grasas), mármol pulverizado, yeso, pigmentos naturales, etc. que se endurece por reacción química al entrar en contacto el hidróxido de calcio de la cal con el dióxido de carbono (CO2) [Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O] y se utiliza sobre todo para enlucir paredes y techos.

El estuco admite numerosos tratamientos, entre los que destacan el modelado y tallado para obtener formas ornamentales, el pulido para darle una apariencia similar al mármol y el pintado polícromo con fines decorativos.

Otra forma de estuco es el que se hace con yeso, colas animales y pigmentos; se le conoce como estuco mármol por su similitud en estética, tacto y brillo a estas piedras naturales.

El término estuco proviene del italiano stucco; es una forma de terminación o decoración de paredes y techos, interiores o exteriores, basada en pinturas y diferentes tipos de morteros que permite la obtención de diversas texturas. Dada su versatilidad, se adapta a cualquier tipo de construcción o época. Además de la función decorativa, refuerza el muro y lo impermeabiliza, permitiendo la transpiración natural.

HISTORIA

Estuco se ha utilizado desde tiempos antiguos, los romanos lo utilizaron en sus construcciones, basados en los conocimientos heredados de la antigua Grecia, más tarde, ya en el renacimiento, su utilización fue más difundida y se empezó a aplicar en los palacios franceses quienes lo aprendieron de los italianos y de allí pudo ser transmitido con mayor o menor acierto a otros artesanos y maestros de Europa que lo llevarían a América.Siendo actualmente utilizado en todo el mundo, es uno de los materiales de construcción más comunes.

COMPOSICION

Dentro del estuco tradicional, los morteros están compuestos de cal, arena de mármol y pigmentos naturales, que se suelen barnizar con ceras o aguarrás.1 También puede estar compuesto por yeso o escayola, resinas y colas naturales. En el estuco de nueva generación, se suele añadir resina sintética.

APLICACIÓN DEL ESTUCO

Estucar una pared o techo no suele ser muy fácil, se requiere cierta experiencia, en términos generales una vez obtenida la pasta y preparada la superficie se aplica la primera capa de estuco con una llana de acero, la capa debe ser muy fina, algunos estucos preparados, solo necesitan que la primera capa sea aplicada como si de una pintura se tratara, la segunda y tercera capa dependerá del tipo de estuco que se use, podrá consistir en aplicar con una paleta, llana o rodillo, y una tercera seguramente será la aplicación de una cera o textura con cepillos y otros. Deberán seguirse las instrucciones del fabricante según el acabado deseado.

CONCLUSIÓN

En este trabajo pudimos observar un poco de la historia, los usos y el procesos de manufactura del cemento, cal, yeso y estuco, así como sus principales componente y las propiedades químicas y físicas que son de gran importancia y que afectan de manera seria la estructura de estos productos.

Por lo que cabe dentro de los campos de aplicaciones podemos decir que nos dimos cuenta de estos productos son los de más usos comunes, además de su calidad podemos observar un costo muy accesible para las necesidades de la población, por lo que los hace apropiados para la construcción en general.

Las normas de calidad que rigen a cada uno de ellos son los más comunes, sin embargo en cada planta (fabrica) donde se elaboran se basan principalmente en pruebas específicamente de calidad, por lo que resulta un poco difícil detallar cada una de esas norma existentes de cada planta de producción.

Podemos concluir que estos productos al mezclarlos con los agregados y el agua forman una composición que es excelente para la construcción. El factor más importante en el fraguado de estos compuestos es el agua. La hidrolisis y la hidratación, ya que estos materiales reaccionan con el agua así logrando una gran resistividad y por lo tanto un resultado óptimo.

BIBLIOGRAFIA

http://www.monografias.com/trabajos4/concreto/concreto.shtml http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_calcio

http://www.monografias.com/trabajos71/historia-origenes-yeso/historia-origenes-yeso.shtml

http://es.wikipedia.org/wiki/Estuco