INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA CIVIL

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

RECOPILADO POR SERGIO NAVARRO HUDIEL

MAYO 2012

El estudio de los materiales de construcción es de gran importancia porque son la base de toda obra, por lo tanto es necesario conocer las propiedades de los elementos que los constituyen y así determinar si cumplirán con los requerimientos para ser usados.

Son aquellos que integran una obra; algunos se encuentran en estado natural (Arena y piedra cantera) y otros necesitan un proceso industrial para su uso (Cemento, acero). Los materiales sirven para garantizar la seguridad a la intemperie de los factores ambientales. Un material por si solo no es útil, Este tiene que cumplir funciones tales como: Física: Este es un cuerpo útil para algo, esta función tiene factores que va a cumplir la necesidad como térmica, hídrica, acústica, óptica, etc. Económica: Facilidad de obtención, transporte y costo de acuerdo a su uso y mantenimiento. Plástica: referido a las formas, dimensiones, textura y color del material. Mecánica: Referido a la resistencia del material. Constructiva: Uso adecuado a su laborabilidad, técnicas, equipos y herramientas apropiadas. Todo ello referido a la conjugación del material con su forma arquitectónica, investigaciones, pruebas y ensayos del mismo. Para el estudio de un material debemos de tomar sus características físicas y mecánicas así como el factor tiempo debido al uso del mismo.

La piedra es uno de los primeros materiales empleados en la construcción. Las ciudades y obras arquitectónicas más antiguas y perdurables utilizaron materiales pétreos, que han sido la base de la construcción para distintas civilizaciones.

Aunque ya no gocen del predominio que tuvieron durante milenios en la gran arquitectura, siguen vigentes como elementos estructurales, decorativos, o como materia prima para cementos y concretos.

Entre los materiales para construcción tenemos: Los bloques de concreto constituyen el material de construcción al que más importancia se le ha otorgado en los estudios, dado que en Nicaragua la mayoría de las viviendas y otras construcciones son construidas con el sistema de mampostería confinada y en menor grado con mampostería reforzada.De acuerdo al grado tecnológico, capacidad de producción, personal calificado y calidad de los productos, el M.T.I. ha clasificado a las fábricas productoras de bloques de concreto en tres categorías:

Las fábricas industriales que se caracterizan por poseer un sistema de producción mecanizado y/o automatizado, producción en serie con volúmenes considerables, controles de calidad de forma sistemática o periódica, buena presencia en el mercado local y ventas de regular tamaño. Todos estos aspectos permiten una

calidad óptima tanto en el proceso de producción como en el producto final. Dentro de esta categoría se pueden incluir las siguientes fábricas MAYCO, COPRENIC, LADRILLERIA SAN PABLO, PROCON y DICON. Los resultados de pruebas de laboratorio indican que dichas fábricas cumplen con la resistencia mínima requerida en el Reglamento Nacional de Construcción que es equivalente a 780p.s.i. (55 kg/cm_).

Las fábricas semi-industriales son aquellas con una capacidad instalada tal que permita un volumen de producción de magnitud intermedia, con procesos de producción a través de maquinaria mecanizada o electromecánica, controles de calidad de forma aislada. Dentro de los registros del MTI. se cuenta con 60 fábricas en esta categoría, ubicadas principalmente en el área de Managua y en menor escala en diferentes ciudades del Pacífico. Sobre la base de la asesoría que el MTI ha venido brindando a estas empresas y a los controles de calidad sistemáticos que realiza, los resultados de pruebas de laboratorio indican que existe una mejoría notable en la calidad del producto pasando del 62.20% de resistencia de la norma a cumplir con el 100% de la misma en los años de 1998 y 1999.

Las fábricas artesanales se caracterizan por poseer bajos volúmenes de producción, sistema de producción basándose en maquinaria obsoleta o realizados manualmente, ningún control de calidad, ventas para la subsistencia del productor, dentro de esta categoría se pueden incluir a todas aquellas fábricas populares que en los últimos años han aparecido producto del desempleo. El MTI tiene registradas 20 fábricas de esta categoría, ubicadas principalmente en el área de Managua. Los resultados de pruebas de laboratorio indican que estas fábricas no cumplen con la resistencia mínima requerida en el Reglamento Nacional de Construcción, sin embargo dado la asesoría brindada por el MTI y al seguimiento de control de calidad estas fabricas artesanales han mejorado la calidad del producto pasando del 30% de resistencia en el año del 1995 al 69% en el año de 1999.

A través del seguimiento y control de calidad a las fábricas productoras de bloques de concreto se observa que el problema principal radica en las fábricas artesanales debido a que éstas no utilizan una buena aplicación en los procesos productivos. Se han unido esfuerzos entre el MTI, el MIFIC y el Programa de Apoyo a la Mediana y Microempresa, para conducir talleres de capacitación a pequeños y medianos productores con el objetivo de mejorar técnicamente la calidad de sus productos, con lo que ha mejorado sustancialmente la resistencia de los mismos.Es importante mencionar que la mala calidad del producto se debe entre otros aspectos a:

Falta de atención a la materia prima utilizada. En el caso de la arena Motastepe ésta algunas veces contiene materia orgánica (capa vegetal) y otros elementos como tobas y terrones, lo que incide en una baja en la calidad de los bloques. Por lo general algunos productores omiten el cernido de este material por los gastos

extras que tal medida ocasiona. En los departamentos de León, Chinandega, Nueva Segovia y Madriz, la arena utilizada proviene principalmente de los ríos por lo que se requiere de un diseño del mortero para la realización de los bloques.

Mala dosificación del cemento, ya que producen de 28 a 32 o más bloques por bolsa, lo que indica que no se están tomando en cuenta las observaciones correspondientes a un máximo de 27 bloques por bolsa de cemento (para el caso de Managua).

Otro punto esencial es el curado de los bloques, el que según normas debe ser de 28 días para poder lograr la resistencia adecuada. Esta medida por lo general no está siendo atendida por los productores, ya que comercializan el producto a los 8 días.

Ladrillos de arcilla.

Otro material importante lo constituye el ladrillo de arcilla cocido, conocido como ladrillo cuarterón, producido principalmente en La Paz Centro, Granada, Boaco y algunas ciudades del Norte del país. Es producido de manera artesanal, aunque en Managua, la fábrica Chiltepe tiene capacidad instalada para producirlo industrialmente.

El parámetro principal para medir su calidad está establecido en el Reglamento Nacional de Construcción, siendo éste la resistencia mínima a la compresión de 100 kg/cm2. Los resultados de las pruebas de laboratorio indican para los ladrillos de La Paz Centro una resistencia que varía entre el 80 % y el 95 % del mínimo (producción de verano).

Acero de Refuerzo.El Acero para Refuerzo es otro material de construcción que por su importancia en las edificaciones, su calidad es verificada y estudiada. El acero para refuerzo que se utiliza en Nicaragua es aquel que cumple con la norma ASTM A-615, la cual exige características de resistencia, ductilidad, dimensiones, límites de algunos elementos constitutivos y etiquetado.Este material es fabricado en Nicaragua por INDUMETASA e IMMSA, pero debido a la insuficiente capacidad de producción de las mismas, es también importado de Guatemala (Aceros de Guatemala), El Salvador (CORINCA) y Costa Rica (LAMINADORA COSTARRICENSE).Los principales problemas observados son: diámetro del denominado acero milimétrico, el cual no cumple con las especificaciones requeridas; aplastamiento

de la corruga, el cual se presenta durante el proceso de enderezado (en algunas maquiladoras) afectando la adherencia entre la varilla y el concreto; y por último la falta de etiquetado.El MTI mediante Resolución Ministerial # 40, publicada el 03 de noviembre de 1997, sobre el Uso e Importación del Acero para Refuerzo exige el cumplimiento de la norma ASTM A-615. Para hacer cumplir con esta medida se unieron esfuerzos con el MIFIC y la Dirección General de Aduanas en el control de las importaciones de las varillas de acero milimétrico, con lo cual se restringió el ingreso de las varillas de 8 mm y 8.5 mm las que eran comercializadas en el mercado como varillas No. 3 (9.52 mm).En el caso del etiquetado de las varillas, el MTI exigió que todo el acero que se comercializa en el país cumpla con la norma de está etiquetado. Actualmente todas las varillas que se encuentran en el mercado cumplen con este requisito.Aglomerantes: Agua, resina, barro, arcilla, soldadura, mortero, cal, yeso, epoxis (tipo de resina sintética, dura y resistente, utilizada para la fabricación de plástico). Resistentes: Acero, piedra, concreto (hormigón), madera, plástico. Auxiliares: Vidrio, PVC (Poli cloruro de vinilo), aluminio, pintura, ladrillos, azulejos.

El panel de plycem es una hoja plana de fibrocemento incombustible, estructural reforzado con fibra, impregnada de silicón, con bordes cuadrados.

La combinación única de incombustibles, repelentes de insectos, resistentes a la humedad y cualidades estructurales de plycem, que lo distingue de todo los demás panales de cemento.

Puede ser usado para exteriores al igual que para pisos, muros, recubrimientos de azoteas y ha sido utilizado exitosamente en variados tipos de proyectos.

Soporta la intemperie ya que su proceso de fabricación incluye una operación de hidrofugado que es la aplicación de una serie de sustancias químicas en el producto para que repele la humedad.

El panel de fibrocemento mide 1.22*2.44m.

Las propiedades más sobresalientes de las láminas Plycem son las siguientes:

Son incombustibles: No produce llamas ni contribuye a la generación de humo y gases tóxicos, cumples con las normas ASTM E-84.

Son térmicas: Tienen propiedades aislantes al calor y el frío.

Son acústicas: Aíslan el paso del ruido.

Por ser un producto elaborado a base de cemento, es duradero, resistente a la humedad, no se apolilla, no se oxida, no se quema y no se pudre; se puede pintar, atornillar, serruchar, clavar, enchapar, lijar, cepillar, tapizar.

Son duraderas: por su gran resistencia se adaptan a cualquier clima.

Se utilizan principalmente en la elaboración de muros interiores y exteriores, cielos falsos, suspendidos o artesonados, bases de techo, muros fachada, entrepisos, cubiertas, molduras, etc.

Componentes

· Láminas de fibrocemento de 1220x2440x25mm como pared exterior o interior.

· Flejes verticales y horizontales de fibrocemento de 25mm de espesor y ancho variable como tapajuntas entre láminas.

· Tubo de acero de ¾” o 1” entre láminas como soporte estructural del sistema.

· Angular de 75x75x2440x1.54mm como refuerzo de acero en las esquinas.

· Angular de 150x150x3mm como anclaje a la losa de fundación.

· Viga especial de acero como elemento de amarre superior en las paredes.

Cualidades

Por sus características, el Sistema Constructivo 1000 es simple, versátil, rápido de instalar y de bajo costo, lo que lo hace accesible y atractivo.

Por ser un sistema de bajo peso, es resistente a las solicitaciones sísmicas y se comporta de forma adecuada a las presiones de viento moderadas inferiores a 70km/h, sin embargo, siempre se requiere la asesoría profesional dependiendo de la zona en la cual se utilizará el sistema tanto para consideraciones de diseño sismorresistente como por presiones de viento

Descripción comercial

Molducem ofrece diferentes tipos de molduras de fibrocemento Plycem, de acuerdo con el uso que se proyecte darles:

· Trims

· Marcos o remates de ventanas

· Rodapié ó zócalo

· Cornisa ó remate

· Guarnición.

Las Molduras se ofrecen en varios modelos y acabados, en tamaño 0.5 x 8 y en espesores, según el tipo, de 20 y 25 mm (Trim), 22 y 25 mm (Marco), y 14 mm (Rodapié, Cornisa y Guarnición).

Plycem

El Plycem es el elemento constructivo que tiene como objeto crear un plano horizontal firme y estable, con capacidad para soportar de manera segura los esfuerzos generados por la acción de cargas propias y de trabajo que actúan sobre él; transmite las cargas de las estructuras primarias de la construcción y define un límite vertical entre dos espacios.

Sustituye eficazmente los procesos constructivos tradicionales tales como losas, encofrados, madera laminada y armaduras, sujetos a continuas impermeabilizaciones

La alta resistencia a la flexión, el bajo peso, la rapidez de instalación, la versatilidad y funcionalidad, hacen de este un producto idóneo para la construcción de entrepisos. Sólo se requiere un adecuado sistema estructural con viguetas de madera, metal o concreto. Luego puede colocarse cualquier tipo de acabado sobre el entrepiso de Plystone

Desventajas Una de las desventajas más importantes es que como es un producto de fibrocemento de mediana densidad, tiende a contraerse y a dilatarse por pérdida y ganancia de humedad respectivamente. No existe en el mercado un sellador químico que satisfaga estos requerimientos en demanda de los cambios volumétricos del tablero. Por todo lo demás, es un tablero que se recomienda ampliamente si se le aplica con una barrera climática entre la estructura de soporte y el tablero para que cuando el sellador se degrade exista menos riesgo de filtración de agua. Por otra parte, siempre se recomienda que cuando se aplique en fachada tipo cortina, el forro interior se haga independiete con un lambrin con tablero de yeso resistente a la humedad.

Ventajas El Plycem es un material elaborado a base de cemento y fibras naturales mineralizadas fabricadas en forma de láminas planas en diferentes espesores.

La unión de estos componentes da como resultado un material con las características mecánicas del cemento y la versatilidad de paneles livianos.

Optimizar montaje y transporteConjugando los diferentes elementos que componen el sistema constructivo Plycem, láminas planas, perfiles, tornillos, accesorios de fijación, herramientas, selladores y aditivos, el equipo de profesionales de Amanco diseñó los Sistemas Constructivos Plycem, que contienen los paneles preensamblados para una rápida instalación, con diversidad de diseño y acabados especiales, modulando para optimizar el montaje y el transporte.

Los Sistemas Constructivos Plycem son muy diversos arquitectónicamente, se adquiere una solución completa de rápida instalación, bella, resistente, sólida, sin desperdicios ni contaminación, fácil de transportar, sismorresistente, incombustible, a prueba de humedad y plagas.

Durpanel

Es un tablero de madera aglomerada compuesto de astillas de madera seleccionadas, libres de impurezas, aglomeradas con resina de urea formaldehído, para obtener mediante ciclos de alta presión y temperatura, un producto muy utilizado en la industria de la construcción y el mueble, por su bajo costo, confiabilidad y facilidad para trabajarlo.

Se utiliza para fabricar todo tipo de muebles de cocina, baño, oficina y habitación, divisiones, puertas, closets, cielo raso, remodelaciones, exhibidores y muchas otras aplicaciones más.

VentajasSu costo es bajo con respecto a otro tipo de materiales de construcción, tambien es un material fácil de transportar y es muy liviano así tambien como la rapidez de instalación, la versatilidad y funcionalidad

Desventajas

No puede soportar cargas muy pesadas y no puede estar expuesto al aire libre solo se puede usar para interiores

Origen.

Estas laminas hechas a base de fibroyeso, es un novedoso material, que permite gran versatibilidad para múltiples aplicaciones en la construcción y remodelación de residencias, edificios, locales comerciales, bodegas y todo tipo de edificaciones en general.

Las láminas de gypsum están constituidas por una mezcla homogénea de yeso de alta pureza y fibras de celulosa, que mediante un proceso de prensado y horneado da como resultado un panel de alta resistencia.

Características y ventajas

Resistencia al impacto por su gran consistencia.

Eficaz atenuador de ruido por su alta densidad.

Inmune a roedores plagas e insectos.

Gran capacidad de carga hasta de 50 Kg.

Resistencia al agua debido a la impregnación de sus claras y bordes con hidrofugantes.

Resistente al fuego lo que permite evacuar edificios en caso de incendios no propaga las llamas.

Bajo peso lo que permite una considerable reducción de cargas en edificaciones.

Fácil de trabajar con las mismas herramientas de carpintería tradicional.

Rápida instalación en sistemas constructivos livianos que ahorran tiempo y costo de mano de obra.

El gypsum es un material no toxico.

Estas láminas se pueden cortar cepillar taladrar y pintar.

Se aplican en paredes de interiores y exteriores.

El traslado de estas laminas debe hacerse de manera vertical y la lamina debe manejarse del largo.

Según el orden pueden ser: Cimentación: concreto, acero, madera, material selecto (Bajo contenido de arcilla, alto de arena y poco limo). Estructuras: Madera, acero, concreto, zinc. Cubiertas: Plycem, gypsum, zinc, laminas troqueladas.

Muros y divisiones: madera, plycem, covintec. Pisos y cimientos: Azulejo, cerámica, mortero, asfalto. Puertas y ventanas: Terminaciones, acabado, sellador. Instalaciones eléctricas e hidrosanitarias: Tubo PVC, conduit, codos, lámparas, tubería galvanizada, lavamanos.

• Materiales aglomerantes• Cemento• Mortero• Concreto armado• Cerámicos• Bloques de cemento• Metales• Vidrio• Aislantes• Roca o piedra natural

Las rocas se clasifican según sus cualidades en:• Graníticas: resistentes, dureza, químicas, etc.• Geológicas: calizas, ígneas.

Es necesario que las piedras que han de utilizarse para construir reúnan las siguientes condiciones:

• Ser homogéneas, compactas y de grano uniforme.• Carecer de grietas, coqueras y restos orgánicos.• Ser resistentes a las cargas que han de soportar 500kg/cm2 las eruptivas y 250 kg/cm2 las sedimentarias.

Rocas calizas: Son rocas formadas por carbonatos de calcio, excelentes para la construcción. Se emplean en mampostería, sillería, aplacados y como materia prima para la fabricación de aglomerados, también se utilizan en muros aparentes.

Rocas Ígneas :Las rocas ígneas se formaron al enfriarse el magma fundido; son ligeras y claras.

Se subdividen en tres grupos:• Plutónicas o intrusivas• Filoneadas• Volcánicas-basalto

Graníticas: Son roca de grano grueso, mediano o fino; que tienen como elementos principales el feldespasto, el cuarzo y la mica.

Generalmente son de color gris con tonos rosas, verdes y amarillos. Se trata de un material de construcción de gran calidad que resiste grandes cargas; si se le pule aumenta su resistencia a los agentes atmosféricos y a las altas temperaturas.

Estas rocas presentan resistencia a• a la compresión. las rocas trabajan con esfuerzos de compresión simple.• el desgaste. las piedras destinadas a la pavimentación sufren un desgaste por frotamiento.

Las pizarras son las mejores para evitar el deterioro seguidas de los granitos y basaltos; las areniscas y las calizas tienen un desgaste cuatro ó cinco veces mayor que el granito.

• Dureza. según la resistencia que oponen las rocas a ser rayadas por otros cuerpos, se clasifican en :Blandas, Medianas, Duras, Muy duras

Las rocas se denominan simples ó compuestas según los minerales que las forman.

Materiales aglomerantes: Son materiales amasados con agua; que tienen como principal propiedad el fraguar y endurecer. 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.

Los aglomerantes más utilizados en la construcción son: más comunes o típicos tenemos, la arcilla, yeso, cal y cemento, asfalto. Éstos se mezclan con los agregados, arenas y gravas

Los usos son:

1.- Para unir o pegar elementos simples de la obra (tabiques, blocks, etc). 2.- Para revestir o aplanar superficies, protegiéndolas y/o decorándolas. 3.- Para la fabricación de piedras artificiales, (tejas, ladrillos, tabiques, blocks, etc.).

Los materiales aglomerantes se clasifican en: Inorgánicos Materiales aglomerantes aéreos: Sólo fraguan al tener contacto con el aire y no contienen arcilla.

Materiales aglomerantes hidráulicos: Son los que fraguan lo mismo con el aire que con el agua.

Orgánicos Materiales aglomerantes hidrocarbonados

• Aglomerantes aéreos. • Aglomerantes hidráulicos.

LA Arcilla: Producto de la descomposición lenta de rocas o minerales silico-aluminosos; en su estado puro se llama caolinita o caolin, contiene sílice y aluminio, hierro, etc. Las arcillas magras son las mas utilizadas en la construcción ya que son las más comunes, contienen hierro, son de color rojo, peso específico = 2.10 gr/cm3; peso volumétrico = 1,010 k/m3.

Secas y húmedas la extracción se hace a cielo abierto, con palas mecánicas, cuando se trata de barros blandos, y con explosivos para fragmentarla y trituración, cuando se trata de materiales duros (pizarras arcillosas).

Utilizaciones

1.- Para fabricar adobes, que son piezas sin cocer, de barro magro moldeadas a mano en moldes de madera, llamados gaveras, agregando paja o fibras vegetales para que no se agrieten, secado lento a la sombra, resisten a la compresión 15kg/cm2 (ruptura) y 1-2 kg/cm2 (trabajo), se retiran las gaveras en 10 minutos secado completo en 2 o 3 semanas, o hasta meses, poca resistencia al salitre.

2.- Para fabricar tabiques, ladrillos, blocks, celosías esmaltados o naturales, losetas, tejas.

Madera: La madera uno de los primeros materiales•Desde el punto de vista estructural tiene ventajas•( Ligereza y Capacidad de la manera )•Su inconveniente y su comportamiento

CARACTERISTICAS DE LA MADERA PARA VIVIENDAS

•Bajo Peso Volumétrico•Sencilla y rápida•Excelente aislante•Gran flexibilidad•Facilidad Para modificaciones y ampliaciones

CAL: sustancia sólida cáustica, blanca cuando es pura, que se obtiene calcinando caliza y otras formas de carbonato de calcio. La cal pura, llamada también cal viva o cal cáustica, está compuesta por óxido de calcio (CaO), aunque normalmente los preparados comerciales contienen impurezas, como óxidos de aluminio, hierro, silicio y magnesio.

El óxido de calcio reacciona violentamente con el agua haciendo que esta alcance los 90ºC. Es por ello que, si entra en contacto con seres vivos, deshidrata sus tejidos ya que estos están formados por agua. Por ejemplo un ser humano está formado por un 75% de agua. La cal se usa para preparar cementos y morteros, en la fabricación de polvos de gas; en la industria del curtido, para depilar las pellejas; así para depurar aguas duras, y en agricultura para neutralizar suelos ácidos.

El carbonato de calcio es el compuesto de calcio más abundante en la naturaleza. Se lo encuentra formando varios minerales: calcita, dragonita y espato de Islandia. El mármol es una roca que contiene como componente principal carbonato de calcio y lo mismo sucede con la piedra caliza. Esta última es la materia prima con

la cual se prepara la cal viva. Para obtener ésta, se calcina la piedra caliza, con lo cual el CaCO3 que contiene, se transforma en CaO, desprendiendo CO2.

Cal apagada.

La cal reacciona con el agua, desprendiendo mucho calor. El producto de la reacción es el hidróxido cálcico, Ca(OH)2, y se llama cal apagada. La cal viva obtenida de caliza pura, se conoce por cal grasa, y se apaga fácilmente. La procedente de caliza con arcilla o con carbonato de magnesio se llama cal magra, se apaga lentamente (a veces no del todo), y cuando se usa para mortero, éste, tarda en fraguar y tiene menor resistencia mecánica. Sin embargo, se trabaja más suavemente con la paleta, y por eso se usa en las operaciones de acabado.

La cal expuesta al aire absorbe lentamente dióxido de carbono y agua. Este material se llama cal aérea.

El mortero se obtiene al mezclar cal apagada con arena y agua formando una masa pastosa. Expuesto al aire, fragua despacio, y al endurecerse forma un material poroso por pérdida de agua y absorción de dióxido de carbono.

El hidróxido de calcio es poco soluble en agua, disminuyendo la solubilidad al aumentar la temperatura. La disolución se llama agua de cal. Una suspensión de hidróxido en agua se llama lechada de cal, que se usa a veces para blanquear. El hidróxido de calcio es la más barata de todas las bases. Fraguado.

El fraguado de la cal se debe a un proceso de secado, que se produce por absorción del dióxido de carbono del aire para formar carbonato de calcio. Tipos de cal Cal grasa.

Proviene de la calcinación de las piedras calizas de elevada pureza. Estas cales contienen más del 95 % de CaO y al calentarse, éste último, por encima de los 1000°C y posteriormente adicionando agua se produce una cal apagada que libera gran cantidad de calor. Cal aérea.

Es la cal que endurece al aire. El proceso no produce agua, ya que se dispersa. Se emplea en la construcción, mezclada con arena, con el objeto de incorporar porosidad a la mezcla facilitando la incorporación de dióxido de carbono del aire. Cal magra o árida. Proviene de calizas magnesianas (dolomitas) y pueden contener hasta un 50 % de MgO pero sólo un 10 % de óxido es suficiente para lograr una cal árida. De acuerdo al origen de las calizas pueden también contener arcilla. Se caracteriza porque al tratarlas con agua lo hacen menos fácilmente que las cales grasas y la temperatura que se obtiene por apagado.

Cales hidráulicas. Provienen de la calcinación de calizas, y contienen de un 5 a un 22 % de arcilla. En el apagado de la cal hidráulica se hidrata la cal libre y no los silicatos o aluminatos de calcio. Si se produce la hidratación de estos compuestos el material resultante no tendrá propiedades hidráulicas y en ese caso se llamarían cales ahogadas.

Usos y obtención de la cal Existen dos tipos de cal: la cal viva(CaO), la cal apagada(Ca(OH)2) también existe la lechada de cal que no es mas que cal hidratada con un exceso de agua. La fabricación de cales comprende dos procesos químicos: calcinación e hidratación. La cal viva es obtenida a partir de la calcinación de la caliza (CaCO3) La cal apagada se obtiene a partir de la cal viva haciendo una reacción estequiométrica con agua Por lo tanto la fabricación de cales comprende dos procesos químicos: calcinación e hidratación, a las cuales van asociados las operaciones de transporte, trituración y pulverización de la caliza además de la separación por aire y el almacenamiento adecuado de la cal obtenida para evitar los procesos de recarbonatación. Proceso de calcinado El proceso de calcinación de la caliza ocurre en hornos del tipo rotatorio y vertical, pero la caliza que se introduce a estos hornos no puede ser cualquier caliza:

La caliza no puede ser muy porosa o muy húmeda debido a que esto aumenta la demanda de combustible.

La caliza utilizada no debe tener impurezas del tipo partículas de Si debido a que esta reacciona con el CaO formando silicatos, los cuales se acumulan en el fondo de los hornos, obstruyendo el paso del material

Usos de la cal y características de la caliza de donde se obtienen estas cales Respecto a los usos que se le de a la cal obtenida dependen los distintos grados de pureza que requiera la caliza, por ejemplo para la cal usada en la industria se requiere un grado de pureza mucho mayor de la caliza, si lo comparamos con la pureza requerida para usos agrícolas así para cada uso se dan características de la caliza para satisfacer necesidades y aquí se presenta un resumen: Para usos industriales Gran parte de la caliza no sirve por problemas de pureza, por esta razón gran parte de la cal se obtiene a partir de conchas de mar las cuales son basadas en CaCO3 puro.

Para usos en construcción La cal se usa principalmente en enlucidos y estuco principalmente como cal hidráulica la cual contiene gran cantidad de impurezas silíceas por que debido a esto la cal hidráulica fragua bajo el agua y tiene propiedades plásticas, generalmente se usa como sustituto del cemento, la cal hidratada se usa para la fabricación de ladrillos de cal los cuales consisten en la cal hidráulica mas arena los cuales juntos forman silicatos monocálcicos los cuales tienen propiedades aislantes, por esto mismo se agrega a algunas carreteras de arena cal hidráulica para formar silicatos sobre esta y así formar un “ cemento natural” donde obviamente no se requiere cal de gran pureza. Para usos agrícolas La cal se usa generalmente para neutralizar los ácidos presentes en el suelo aunque se usa más la caliza directamente para estos fines en donde se requiere poca pureza Para usos metalúrgicos La cal viva tiene un gran uso como fundente en la manufactura del acero donde se requiere una cal de una gran pureza, además la cal se usa en el trefilado de alambres como lubricante, también se usa en la fabricación de lingotes en moldes de hierro para evitar la adherencia de estos lingotes, otro uso de la cal es para neutralizar los ácidos con los que se limpian los productos del acero, en este sentido se prefiere la cal para neutralizar que la caliza debido a que la caliza produce CO2 al contacto con ácidos lo cual es un problema debido a que puede generar asfixias en los que lo manipulan. La lechada de cal se usa como aislante temporal a la corrosión, en el recocido del acero, se usa además en casi todos los procesos para la extracción de Mg, también para recuperar la sílice de la bauxita, se emplea en la flotación de minerales no férreos donde actúa como depresor y mantiene la alcalinidad correcta, para todos estos usos metalúrgicos se requiere una cal de una pureza superior a las anteriores y como consecuencia una caliza de una pureza mayor de donde sintetizar esta cal. Para usos varios Se usa la lechada de cal para neutralizar los gases nocivos producidos en la refinación de metales, gases como H2S, SO2. Se usa la cal hidratada para la fabricación de NaOH por la siguiente reacción: Ca(OH)2 + Na2CO3 → 2NaOH + CaCO3. También se usa en la fabricación de carburo de calcio cuando reacciona esta con coque. La cal se usa también en el tratamiento de residuos de la industria del papel. Y en el tratamiento de las aguas potables para mejorar su calidad y también para ablandar agua, junto con sales de hierro se usa para coagular sólidos suspendidos en el agua y también para neutralizar el “agua ácida” que produce la corrosión de las cañerías.

Yeso: Es el aglomerante más antiguo, producto de la deshidratación total o parcial de la piedra de yeso o piedra pómez. Esta piedra se muele y se lleva a un horno giratorio en cuyo interior se deshidrata, calcina y cristaliza entre 400º y 500º C, con posterioridad el producto obtenido se enfría y se reduce a polvo en molinos de bolas. Este polvo amasado con agua fragua y endurece con extraordinaria rapidez (mortero de yeso).

El yeso más empleado en la construcción es el semihidratado, dentro del cual encontramos los yesos negros y los blancos.

Tipos de Yeso

El yeso negro (de color gris y con impurezas) es el más basto con el que se da un primer enlucido en las paredes.

El yeso blanco (color blanco, pocas impurezas), que se usa principalmente para el enlucido exterior de tabiques y muros.

El yeso mate (blanco y muy duro), molido y amasado con agua de cola, sirve para pintar, dorar, etc.

La escayola, que es un yeso de más calidad y más fino. En su estado natural la piedra de Yeso contiene 79.07% de sulfato de calcio anhidro y 20.93% de agua y es considerada como una piedra sedimentaria, es incolora o blanca es su estado puro, si embargo generalmente presenta impurezas que la transmiten coloraciones distintas entre las que mencionan a la arcilla, oxido de hierro, sílice, caliza, etc.

El yeso o sulfato de calcio bihidratado puede expresarse como: CaSO4 + 2H2O Compuesto pos sulfato de calcio más 2 moléculas de agua. En la naturaleza se encuentra la anhidrita, que presenta una estructura compacta y sacaroide la que absorbe rápidamente el agua, ocasionando un incremento en su volumen hasta de 30% o 50%, siendo el peso especifico 2.9 y su dureza es de 3 en la escala de Mohs.

La fabricación del yeso incluye las siguientes actividades

• Extracción. Se extrae de la piedra de las canteras mediante procedimientos corrientes, y a continuación seefectúa la trituración.• Cocción. La cocción se utiliza para eliminar el agua de su interior.• Molienda. Esta operación produce el material en pequeños fragmentos por medio de molinos de martillos, y poco a poco los granos gruesos se van convirtiendo en granos más finos.

• Amasado y fraguado. El amasado puede ser espeso, para el cual se utiliza poca agua, o ligero, que es poroso y poco resistente. La duración del fraguado dependede la finura del grano, de la temperatura ambiente y de la cantidad de agua empleada para el amasado.

El yeso sufre un aumento de volumen que se puede reducir con el agua de cal.El fraguado es el periodo de solidificación y el endurecimiento es el periodo en el que aumenta su resistencia.

Asfalto: Asfalto, sustancia negra, pegajosa, sólida o semisólida según la temperatura ambiente; a la temperatura de ebullición del agua tiene consistencia pastosa, por lo que se extiende con facilidad. Se utiliza para revestir carreteras, impermeabilizar estructuras, como depósitos, techos o tejados, y en la fabricación de baldosas, pisos y tejas. No se debe confundir con el alquitrán, que es también una sustancia negra, pero derivada del carbón, la madera y otras sustancias. El asfalto se encuentra en depósitos naturales, pero casi todo el que se utiliza hoy es artificial, derivado del petróleo. Para pavimentar se emplean asfaltos de destilación, hechos con los hidrocarburos no volátiles que permanecen después de refinar el petróleo para obtener gasolina y otros productos. En la fabricación de materiales para tejados y productos similares se utilizan los asfaltos soplados, que se obtienen de los residuos del petróleo a temperaturas entre 204 y 316 °C. Una pequeña cantidad de asfalto se craquea a temperaturas alrededor de los 500 °C para fabricar materiales aislantes.

BETUNES: Los betunes son una mezcla de hidrocarburos de peso molecular elevado, que se presenta en forma de cuerpo viscoso más o menos elástico, no cristalino y de color negro. Los principales componentes del betún son el carbono y el hidrógeno y, en mucha menor proporción, oxígeno, nitrógeno, azufre y metales pesados, como níquel y vanadio. A pesar de que ambos son negros y se utilizan en la construcción de carreteras, es conveniente diferenciar el betún del alquitrán, ya que tienen un origen y composición totalmente diferente. Mientras el betún se obtiene por destilación del petróleo, el alquitrán se elabora a partir de la hulla.

Cómo se obtiene el betún: El método consiste en un proceso de destilación, cuyo principio se basa en separar, por efecto del calor, la parte líquida y la sólida de la materia prima. Mientras el betún, la fracción más pesada, se queda en el fondo, el vapor producido asciende hacia la parte superior de la columna de fraccionamiento, donde es condensada y recogida.

Este proceso se lleva a cabo en dos etapas: a. Una primera destilación a presión atmosférica. b. Una segunda destilación realizada al vacío.

Las condiciones de trabajo de la columna de destilación a vacío las determinan los diferentes tipos de betún.

Cemento

El cemento portland está compuesto principalmente de materiales calcáreos tales como caliza, y de alúmina y sílice, que se encuentran como arcilla o pizarra. También se utiliza la marga, que es una mezcla de materiales calcáreos y arcillosos. La materia prima para la fabiricación del cemento portland se encuentra en casi todos los países.

El proceso de fabricación del cemento consiste en moler finamente la materia prima, mezclarla minuciosamente en ciertas proporciones y calcinarla en un horno rotatorio de gran dimensión a una temperatura de aproximadamente 1,400ºC, en que el material se sintetiza y se funde parcialmente, formando el clinker. El clinker se enfría y se tritura hasta obtenerse un polvo fino, después se adiciona un pocode yeso y el producto comercial resultante es el cemento Portland que tanto se usa en todo el mundo.

La mezcla y trituración de las materias primas pueden efecturase tanto en condiciones húmedas como secas; de aquí provienen los nombres de proceso húmedo o seco.

El proceso húmedo. Cuando se emplea marga, se tritura finamente y se dispersa en agua en un molino de lavado, de igual forma se procede con la arcilla. En seguida se bombean las dos mezclas de forma tal que se mezclan en proporciones determinadas y pasan a través de una serie de mallas. La lechada que resulta de este proceso fluye a estanques de almacenamiento.

Si se emplea caliza, debe barrenarse, triturarse-generalmente en dos trituradoras, una más pequeña que la otra-, y luego depositarse en un molino de bolas, con la arcilla dispersa en agua. Allí se continúa el molido de la caliza (hasta lograr la finura de la harina), y la lechada resultante se bombea a estanques de almacenamiento. De aquí en adelante, el proceso es el mismo, sin tomar en cuenta la naturaleza original de las materias primas.

El clinker frío, que es característicamente negro, reluciente y duro, se mezcla con yeso para evitar un fraguado relámpago del cemento. La mezcla se efectúa en un molino de bolas.

En los procesos seco y semiseco, las materias primas se trituran y se adicionan en las proporciones correctas en un molino de mezclado, donde se secan y se reduce su tamaño a un polvo fino. El polvo seco, llamado grano molido crudo, se bombea al silo de mezclado y se hace un ajuste final en las proporciones de los materiales requeridos para la fabricación del cemento.

Una vez que el cemento se ha mezclado de manera satisfactoria, cuando alcanza a tener hasta 1.1 x 1012 partículas por kilogramo, está en condiciones para empacarse en los conocidos sacos de papel, en tambores o para transporte a granel.

Las materias primas para la producción del Pórtland son minerales que contienen: óxido de calcio (44%), óxido de silicio (14,5%), óxido de aluminio (3,5%),

óxido de hierro (3%) y óxido de magnesio (1,6%).

La extracción de estos minerales se hace en canteras, que preferiblemente deben estar próximas a la fábrica, con frecuencia los minerales ya tienen la composición deseada, sin embargo en algunos casos es necesario agregar arcilla o calcáreo, o bien minerales de hierro, bauxita, u otros minerales residuos de fundiciones.

Cementos Pórtland especiales Los cementos Pórtland especiales son cementos que se obtienen de la misma forma que el Pórtland, pero que tienen características diferentes a causa de variaciones en el porcentaje de los componentes que lo forman. Pórtland férrico: este cemento es muy rico en hierro particularmente apropiado para ser utilizados en climas cálidos. Son más resistentes a las aguas agresivas. Cementos blancos Estos contienen un porcentaje bajísimo de Fe2O3 Cementos de mezclas Los cementos de mezclas se obtienen agregando al cemento Pórtland normal otros componentes como la puzolana. Cemento Puzolanico Este cemento es adecuado para ser usado en climas particularmente calurosos o para coladas de grandes dimensiones. Cemento siderúrgico Es un material potencialmente hidráulico también tiene buena resistencia a las aguas agresivas y desarrolla menos calor durante el fraguado. Otra característica de estos cementos es su elevada alcalinidad natural, que lo rinde particularmente resistente a la corrosión atmosférica causada por los sulfatos. Cemento de fraguado rápido El cemento de fraguado rápido, también conocido como «cemento romano», se caracteriza por iniciar el fraguado a los pocos minutos de su preparación con agua. Es apropiado para trabajos menores, de fijaciones y reparaciones, no es apropiado para grandes obras porque no se dispondría del tiempo para efectuar una buena colada.

Cemento aluminoso También llamado «cemento fundido», El cemento fundido es colado en moldes para formar «panes» que serán enfriados y finalmente molidos para obtener el producto final. Reacciones de hidratación Mientras el cemento Pórtland es un cemento de naturaleza básica, gracias a la presencia de cal Ca(OH)2, el cemento aluminoso es de naturaleza sustancialmente neutra. La presencia del hidróxido de aluminio Al(OH)3, que en este caso se comporta como ácido, provocando la neutralización de los dos componentes y dando como resultado un cemento neutro. Proceso de fabricación El proceso de fabricación del cemento comprende cuatro etapas principales:

extracción y molienda de la materia prima homogeneización de la materia prima producción del Clinker molienda de cemento.

La materia prima para la elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral de hierro y yeso) se extrae de canteras o minas y, dependiendo de la dureza y ubicación del material, se aplican ciertos sistemas de explotación y equipos. Una vez extraída la materia prima es reducida a tamaños que puedan ser procesados por los molinos de crudo. La etapa de homogeneización puede ser por vía húmeda o por vía seca, dependiendo de si se usan corrientes de aire o agua para mezclar los materiales. En el proceso húmedo la mezcla de materia prima es bombeada a balsas de homogeneización y de allí hasta los hornos en donde se produce el clínker a temperaturas superiores a los 1500 °C. En el proceso seco, la materia prima es homogeneizada en patios de materia prima con el uso de maquinarias especiales. En este proceso el control químico es más eficiente y el consumo de energía es menor, ya que al no tener que eliminar el agua añadida con el objeto de mezclar los materiales, los hornos son más cortos y el clínker requiere menos tiempo sometido a las altas temperaturas. El clínker obtenido, independientemente del proceso utilizado en la etapa de homogeneización, es luego molido con pequeñas cantidades de yeso para finalmente obtener cemento. Almacenamiento del cemento El cemento es una sustancia particularmente sensible a la acción del agua y de la humedad, por lo tanto para salvaguardar sus propiedades, se deben tener algunas precauciones muy importantes, entre otras: Inmediatamente después

de que el cemento se reciba en el área de las obras si es cemento a granel, deberá almacenarse en depósitos secos, diseñados a prueba de agua, adecuadamente ventilados y con instalaciones apropiadas para evitar la absorción de humedad. Si es cemento en sacos, deberá almacenarse sobre parrillas de madera o piso de tablas; no se apilará en hileras superpuestas de más de 14 sacos de altura para almacenamiento de 30 días, ni de más de 7 sacos de altura para almacenamientos hasta de 2 meses. Para evitar que el cemento envejezca indebidamente, después de llegar al área de las obras, el Contratista deberá utilizarlo en la misma secuencia cronológica de su llegada. No se utilizará bolsa alguna de cemento que tenga más de dos meses de almacenamiento en el área de las obras, salvo que nuevos ensayos demuestren que está en condiciones satisfactorias.

Fabricación El cemento se fabrica generalmente a partir de materiales minerales calcáreos, tales como la caliza, y por alúmina y sílice, que se encuentran como arcilla en la naturaleza. En ocasiones es necesario agregar otros productos para mejorar la composición química de las materias primas principales; el mas común es el oxido de hierro. Las calizas, que afortunadamente se presentan con frecuencia en la naturaleza, están compuestas en un alto porcentaje ( mas de 60%) de carbonato de calcio o calcita (CaCO3 , Cuando se calcina da lugar a óxido de calcio, CaO), e impurezas tales como arcillas, Sílice y dolomita, entre otras. Hay diferentes tipos de caliza y prácticamente todas pueden servir para la producción del cemento, con la condición de que no tengan cantidades muy grandes de magnesio, pues si el cemento contiene mas cantidades del limite permitido, el concreto producido con el aumenta de volumen con el tiempo, generando fisuras y por lo tanto perdidas de resistencia. Pizarra: Se les llama "pizarra" a las arcillas constituidas principalmente por óxidos de silicio de un 45 a 65%, por óxidos de aluminio de 10 a 15%, por óxidos de fierro de 6 a 12% y por cantidades variables de óxido de calcio de 4 a 10%. Es también la principal fuente de álcalis. La pizarra representa aproximadamente un 15% de la materia prima que formará el clínker. Como estos minerales son relativamente suaves, el sistema de extracción es similar al de la caliza, sólo que la barrenación es de menor diámetro y más espaciada, además requiere explosivos con menor potencia. Debido a que la composición de éstos varía de un punto a otro de la corteza terrestre, es necesario asegurar la disponibilidad de las cantidades suficientes de cada material. La arcilla que se emplea para la producción de cemento esta constituida por un silicato hidratado complejo de aluminio, con porcentajes menores de hierro y otros elementos. La arcilla aporta al proceso los óxidos de sílice (SiO2), hierro (Fe2O3) y aluminio (Al2O3). El yeso, sulfato de calcio hidratado (CaSO42H2O), es un producto regulador del fraguado, que es un proceso de endurecimiento que del cemento, y lo que el yeso hace es retardar el proceso para que al obrero le de tiempo de preparar el material . Este se agrega al final del proceso de producción. El proceso de fabricación del cemento comprende las siguientes etapas principales: 1. Obtención y preparación de materias primas

El proceso de fabricación del cemento se inicia con los estudios y evaluación minera de materias primas (calizas y arcillas) necesarias para conseguir la composición deseada de óxidos metálicos para la producción de clínker. Una vez evaluada se tramita la concesión o derechos sobre la cantera. El clínker se compone de los siguientes óxidos (datos en %)

Óxidos componentes del clinker Porcentaje %Oxido de calcio ―Cal‖ (CaO) 60-69Oxido de Silicio ―Sílice‖ 18-24Oxido de Aluminio ―Alúmina‖ (Al2O3) 4-8

Oxido 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.

Como segundo paso se complementan los estudios geológicos, se planifica la explotación y se inicia el proceso: de perforación, quema, remoción, clasificación, cargue y transporte de materia prima.

Las materias primas esenciales -caliza, margas y arcilla- que son extraídas de canteras, en general próximas a la planta, deben proporcionar los elementos esenciales en el proceso de fabricación de cemento: calcio, 0silicio, aluminio y

hierro. Muy habitualmente debe apelarse a otras materias primas secundarias, bien naturales (bauxita, mineral de hierro) o subproductos y residuos de otros procesos (cenizas de central térmica, escorias de siderurgia, arenas de fundición, ...) como aportadoras de dichos elementos. Las calizas pueden ser de dureza elevada, de tal modo que exijan el uso de explosivos y luego trituración, o suficientemente blandas como para poderse explotar sin el uso de explosivos. El material resultante de la voladura es transportado en camiones para su trituración, los mismos que son cargados mediante palas o cargadores frontales de gran capacidad. Las materias primas naturales son sometidas a una primera trituración, bien en cantera o a su llegada a fábrica de cemento donde se descargan para su almacenamiento. La trituración de la roca, se realiza en dos etapas, inicialmente se procesa en una chancadora primaria, del tipo cono que puede reducirla de un tamaño máximo de 1.5 m hasta los 25 cm. El material se deposita en un parque de almacenamiento. Seguidamente, luego de verificar su composición química, pasa a la trituración secundaria, reduciéndose su tamaño a 2 mm aproximadamente. El material triturado se lleva a la planta propiamente dicha por cintas transportadoras, depositándose en un parque de materias primas. En algunos casos se efectúa un proceso de pre-homogeneización.

La prehomogenización realizada mediante diseños adecuados del apilamiento y la extracción de los materiales en los almacenamientos reduce la variabilidad de los mismos. Este material es transportado y almacenado en un silo del cual se alimenta el molino de crudo. Allí mismo se tienen dos silos más con los materiales correctivos (minerales de hierro y caliza correctiva alta). Se dosifica dependiendo de sus características; y mediante básculas el material al molino de harina (o crudo). 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.

2. Molienda y cocción de materias primas Esta etapa comprende la molienda de materias primas (molienda de crudo), por molinos de bolas, por prensas de rodillos o a fuerza de compresión elevadas, que producen un material de gran finura. En este proceso se efectúa la selección de los materiales, de acuerdo al diseño de la mezcla previsto, para optimizar el material crudo que ingresará al horno, considerando el cemento de mejores características. Con la molienda se logra reducir el tamaño de las partículas de materias para que las reacciones químicas de cocción en el horno puedan realizarse de forma adecuada. El molino muele y pulveriza los materiales hasta un tamaño medio de 0.05 mm. El material molido debe ser homogeneizado para garantizar la efectividad del proceso de clinkerización mediante una calidad constante. Este procedimiento se efectúa en silos de homogeneización. El material resultante constituido por un polvo de gran finura debe presentar una composición química constante.

El horno debe recibir una alimentación químicamente homogénea. Esto se consigue mediante el control de la correcta dosificación de los materiales que forman la alimentación al molino de crudo. Si se parte de materiales variables en

calidad, previamente se consigue su prehomogeneización en una instalación "ad-hoc". Después del molino, el crudo sufre aún un proceso de homogeneización final, que asegura una mezcla homogénea con la composición química requerida. Además de la homogeneidad química, es fundamental la finura y la curva granulométrica del crudo, lo que se consigue mediante el ajuste del separador que clasifica el producto que sale del molino, reintroduciéndose la fase no suficientemente molida (circuito cerrado). 3. Procesos de fabricación del clínker Clinker Se define clínker como el producto obtenido por fusión incipiente de materiales arcillosos y calizos que contengan óxido de calcio, silicio, aluminio y fierro en cantidades convenientemente calculadas. El clinker es un producto intermedio en el proceso de elaboración de cemento. Una fuente de cal como las calizas, una fuente de sílice y alúmina como las arcillas y una fuente de óxido de hierro se mezclan apropiadamente, se muele finamente y se calcinan en un horno aproximadamente a 1,500 grados centígrados, obteniéndose el denominado clinker de cemento Pórtland. La harina cruda es introducida mediante sistema de transporte neumático y debidamente dosificada a un intercambiador de calor por suspensión de gases de varias etapas, en la base del cual se instala un moderno sistema de precalcinación de la mezcla antes de la entrada al horno rotatorio donde se desarrollan las restantes reacciones físicas y químicas que dan lugar a la formación del clinker. El intercambio de calor se produce mediante transferencias térmicas por contacto íntimo entre la materia y los gases calientes que se obtienen del horno, a temperaturas de 950 a 1,100 °C. El horno es el elemento fundamental para la fabricación del cemento. Está constituido por un tubo cilíndrico de acero con longitudes de 40 a 60 m y con diámetros de 3 a 6 m, que es revestido interiormente con materiales refractarios, en el horno para la producción del cemento se producen temperaturas de 1,500 a 1,600°C, dado que las reacciones de clinkerización se encuentra alrededor de 1,450°C. El clinker que egresa al horno de una temperatura de 1,200 °C pasa luego a un proceso de enfriamiento rápido por enfriadores de parrilla. Seguidamente por transportadores metálicos es llevado a una cancha de almacenamiento.

En función de

cómo se procesa el material antes de su entrada en el horno de clínker, se distinguen cuatro tipos de proceso de fabricación: vía seca, vía semi-seca, vía semi-húmeda y vía húmeda. La tecnología que se aplica depende fundamentalmente del origen de las materias primas. El tipo de caliza y de arcilla y el contenido en agua (desde el 3% para calizas duras hasta el 20 % para algunas margas), son los factores decisivos. 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.

a. Vía Seca b. Vía semi-seca, c. Vía semi-húmeda d. Vía húmeda

a. Proceso de vía seca El proceso de vía seca es el más económico, en términos de consumo energético, y es el más común (en Europa, más del 75%; en España, casi el 100%). 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). b. 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. Si la arcilla es bastante húmeda y tiene la propiedad de desleírse en el agua, debe ser sometida a la acción de mezcladores para formar la lechada; esto se efectua en un molino de lavado, el cual es un pozo

circular con brazos revolvedores radiales con rastrillos, los cuales rompen los aglomerados de materias sólidas.

c. y d. Procesos de vía semi-seca y semi-húmeda El material de alimentación se consigue añadiendo o eliminando agua respectivamente, al material obtenido en la molienda de crudo. Se obtienen "pellets" o gránulos con un 15-20 % 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. 4. 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 rodillos

Una vez obtenido el cemento se almacena en silos para ser ensacado o cargado a granel. Propiedades químicas: Composición química: Las materias primas utilizadas en la fabricación del cemento Pórtland consisten principalmente de cal , sílice,

alúmina y oxido de hierro. Estos compuestos interactúan en el horno rotatorio de producción, para formar una serie de productos mas complejos hasta formar una serie de productos mas complejos, hasta alcanzar un estado de equilibrio químico, con la excepción de un pequeño residuo de cal no combinada, que no ha tenido suficiente tiempo para reaccionar. Para efectos prácticos se entiende, como química del cemento, la química de los silicatos y aluminatos cálcicos anhidros e hidratados. En la química del cemento las formulas se expresan a menudo con la suma de óxidos; así, el silicato tricalcico (Ca3 SiO5 ) puede escribirse en la forma 3CaOSiO2. esta forma no implica, por supuesto , que los óxidos constituyentes tengan una existencia independiente dentro de la estructura del compuesto. En general, se emplean abreviaturas para las formulas químicas de los óxidos mas frecuentes, como C para CaO y S para SiO2. el silicato tricalcico Ca3SiO5 (3CaOSiO2) se transforma así en C3S. Este sistema se usa con frecuencia , justamente con la notación química ordinaria dentro de una simple ecuación química. Por ejemplo: 3CaO + SiO2 = C3S

Nombre del oxido Formula

Abreviatura

Oxido de calcio CaO CDióxido de silicio SiO2 SOxido de aluminio Al2O3 AOxido férrico Fe2O3 FAgua H2O HOxido de magnesio

MgO M

Trióxido de azufre SO3 sOxido de potasio K2O KOxido de sodio Na2O NOxido de litio Li2O LOxido de fósforo P2O5 POxido de hierro FeO fOxido de titanio TiO2 T

Como se ha dicho, el clinker Pórtland es un mineral artificial formado por silicatos, aluminatos y ferroaluminatos de calcio, por lo cual se suelen considerar cuatro componentes principales del cemento que se pueden observar en la siguiente tabla: Compuestos del Cemento Pórtland

Nombre del compuesto Formula AbreviaturaSilicato tricalcico 3CaOSiO2 C3SSilicato dicalcico 2CaOSiO2 C2S

Aluminio tricalcico 3CaOAl2O3 C3AFerroaluminato tetracalcico

4CaOFe2O3Al2O3 C4AF

Estos compuestos se forman en el interior del horno cuando la temperatura alcanza el punto en que la mezcla cruda se transforma en un liquido pastoso, que al enfriarse da origen a sustancias cristalinas de los primeros compuestos citados, rodeados por un material intersticial que contiene C4AF y otros compuestos. Estos compuestos, llamados potenciales, no se presentan aislados sino que mas bien puede hablarse de ―fases‖ que los contienen en una gran proporción junto con algunas impurezas, por lo cual no son verdaderos compuestos en sentido químico, pero las proporciones calculadas de ellas revelan valiosa información en cuanto a las propiedades del cemento. De esta forma se habla de la fase Alita a base de C3S; de la fase Belita, a base de C2S, de la fase aluminato, rica en C3A, y de la fase ferrito, solución sólida que consiste en ferritos y aluminatos de calcio. La Alita (a base de C3S) es la fase principal en la mayoría de los clinkers Pórtland y de ella dependen en buena parte las características de desarrollo de resistencia mecánica; el C3S endurece mas rápidamente por tanto tiene mayor influencia en el tiempo del fraguado y en la resistencia inicial. La Belita es usualmente la segunda fase en importancia en el clinker y su componente principal, el C2S, se hidrata mas lentamente y su contribución al desarrollo de la resistencia empieza a sentirse después de una semana. Hidratación del cemento Es la reacción mediante el cual el cemento se transforma en un agente de enlace, generado por los procesos químicos responsables de la formación de compuestos durante la hidratación, lo cuales originan propiedades mecánicas útiles en las aplicaciones estructurales. El estudio de las reacciones de hidratación del cemento suele hacerse sobre la pasta de cemento, la cual consiste en sólidos agua y poros. Los sólidos son en realidad un conjunto de partículas que difieren en cuanto a su composición química, morfológica y calidad cementante. Los poros difieren principalmente en tamaño y, por lo tanto, controlan el movimiento y comportamiento del agua necesaria para los procesos químicos de hidratación. Formación de la pasta de cemento Esta se forma como consecuencia de las reacciones químicas del cemento con el agua. Dependiendo de la composición del cemento y de las condiciones de hidratación ( temperatura, humedad, etc.), lo cual hace que la pasta sea un sistema dinámico que cambia con el tiempo. Se forma un conjunto complejo de productos de hidratación. Un gramo de cemento que tiene un diámetro medio cercano a 50 micras después de cierto tiempo de estar en contacto con el agua, empieza a dar señales de actividad química en su superficie, ya que aparecen cristales que van creciendo lentamente y se forma una sustancia gelatinosa que los envuelve (Gel); este gel que se forma inicialmente se llama gel inestable por poseer un porcentaje elevado de agua tanto que al cabo de poco tiempo la totalidad de agua disponible esta transformada en gel. Los compuestos cristalinos necesitan agua para desarrollarse y por lo tanto la retiran del gel, el cual

a medida que va perdiendo agua se transforma en gel estable que en gran medida es responsable de las propiedades mecánicas de las pastas endurecidas. Las reacciones de hidratación Son principalmente las reacciones de hidratación del clinker sumándose a ellas las debidas a la presencia de sulfato de calcio (yeso) de las adiciones aditivas, si las hay y de los aditivos y compuestos menores pueden considerarse como principales reacciones de hidratación del clinker las correspondientes a la hidratación los silicatos y aluminatos de calcio. Durante la reacción con el agua los silicatos y aluminatos liberan hidróxido de calcio Ca(OH)2.

Etapas de la reacción

Procesos químicos Procesos físicos Influencia en las propiedades mecánicas

Primeros minutos

Rápida dilución inicial de sulfatos y aluminatos de álcali, hidratación inicial de C3S; formación de etringita.

Alta velocidad de evolución de calor

Cambio en la composición de la fase liquida, puede influir en el fraguado.

De 1-4 horas (periodo de inducción)

Disminución de silicato pero aumento en la concertación de iones de Ca se inicia formación de núcleos de CH y C-S-H; la concentración de Ca alcanza un nivel de súper saturación

Formación de los primeros productos de hidratación; baja velocidad de evolución de calor.

Formación de cristales por balance inadecuado de los iones de aluminato y sulfato, pueden influir en el fraguado y la trabajabilidad. La hidratación de los silicatos de calcio determina el fraguado inicial.

Aprox. De la 3ra. a 12. hora (etapa de aceleración)

Rápida reacción química de los silicatos de Ca para forman C-S-H y CH; disminución de la súper saturación de Ca.

La rápida formación de hidratos provoca una disminución en la porosidad, alta velocidad de evolución de calor.

Fraguado inicial, cambio de consistencia plástica a rígida, desarrollo de resistencia temprana, fraguado final.

Etapa de postaceleración

Formación de CH y C-S-H controlada por difusión,

Disminución en la evolución de calor, continua

Continuo desarrollo de la resistencia a velocidad

recristalacion de etringita a monosulfato y polimerización de posibles silicatos

disminución de la porosidad formación de adherencia entre partículas, pasta y agregados.

decreciente. La porosidad y morfología del sistema hidratado determina la resistencia final, estabilidad del volumen y durabilidad.

Calor de hidratación El proceso de hidratación es un proceso exotérmico lo cual hace que los concretos al fraguar y endurecer aumenten de temperatura; este incremento es importante en concretos masivos, debido a que cuando ha ocurrido el fraguado y se inicia el descenso térmico, se origina contracción del material, que puede conducir a graves agrietamientos. Es el generado cuando reacciona el cemento y el agua. Dicha cantidad de calor depende de la composición química del cemento; a la taza de generación de calor la afecta la finura y temperatura de curado, así como la composición química. La alta temperatura en estructuras de gran masa puede resultar inconveniente ya que podría estar acompañada de dilatación térmica por otra parte es benéfica en tiempo frio, ya que ayuda a mantener temperaturas de curado favorable. El calor de hidratación es la cantidad de calor en calorías por gramo de cemento deshidratación, después de una hidratación completa a una temperatura dada. El calor de hidratación del cemento es aproximadamente igual a la suma de los calores de hidratación de los compuestos individuales, hidratados por separado.

compuesto Calor liberado en cal/g7 días 28 días 6 meses Hidratado totalmente

C3S 110 120 120 120C2S 20 45 60 62C3A 185 205 207 207C4AF

40 50 70 100

En un cemento Pórtland normal el calor de hidratación es de 80-100 calorías por gramo el aluminato tricalcico (C3A) desarrolla el mas alto calor de hidratación por lo cual se debe controlar su contenido en un cemento. Una formula aproximada para calcular el calor de hidratación es: Calor de hidratación de un gramo de cemento = 136 (%C3S)+62 (%C2S)+ 200 (%C3A) + 30 (%C4AF) Resistencia a los sulfatos Debido a que los sulfatos atacan el concreto endurecido porque reaccionan con el aluminato tricalcico, para formar el sulfoaluminato de calcio el cual tiene un

volumen mayor que el de los dos componentes que lo originan, es conveniente desde un punto de vista controlar el contenido de C3A, la consecuencia de este aumento de volumen son la aparición de esfuerzos internos que pueden desintegrar el concreto. Propiedades físicas y mecánicas del Cemento: Estas permiten complementar las propiedades químicas y conocer algunos aspectos de su bondad. Estas dependen del estado en que se encuentre y son medida a través de ensayos sobre el cemento, la pasta del cemento y sobre el mortero los cuales determinan las características físicas y mecánicas del cemento antes de ser utilizado. Finura o superficie especifica Como sabemos una de las etapas del proceso de fabricación del cemento es la molienda del clinker con el yeso. La finura es una de las propiedades más importante ya que esta ligada a su valor hidráulico. Ya que la hidratación de los granos de cemento ocurre desde la superficie al interior, el área total superficial de las partículas del cemento constituye el material de hidratación. Al aumentar finura aumenta la rapidez a la que se hidrata el cemento dando una mayor retracción y por tanto es más susceptible a la fisuración. Es decir que una molienda muy fina dará lugar a cementos que endurecen rápidamente y por tanto también tienen un desarrollo más rápido de su resistencia, cuanto más fino sea un cemento este se deteriorara más rápido por la exposición a la la atmósfera. Por otro lado los cementos con granos gruesos se hidratan y endurecen lentamente y pueden producir exudación de agua por su escasa rapidez para retenerla. Se estimas que la velocidad de hidratación es de 3.5 micras en 28 días. , lo cual indica que las partículas pueden pasar varios años en hidratarse inclusive no hacerlo lo cual daría un rendimiento muy pequeño del mismo. Firmeza Cualidad en que una pasta de cemento endurecida conserva su volumen después de fraguar. La ausencia de esta propiedad es producida por cantidades excesivas de cal libre muy quemada. Tiempo de fraguado Este termino se usa para describir el cambio del estado plástico al estado endurecido de una pasta de cemento. En la practica, cuando una cantidad de cemento se mezcla con agua se forma una pasta plástica, que se pierde a medida que pasa el tiempo, hasta que llega un momento en que la pasta pierde su viscosidad y se eleva su temperatura, el tiempo transcurrido desde la adición del agua se llama fraguado inicial del cemento e indica que el cemento esta hidratado y esta semiduro. Posteriormente la pasta sigue fraguando hasta que deja de ser deformable con carga relativamente pequeñas. Se vuelve rígida y llega al máximo de temperatura este es el tiempo de fraguado final e indica que el cemento se encuentra aun más hidratado y la pasta ya esta dura. A partir de este momento la pasta empieza el proceso de endurecimiento y la estructura del cemento fraguado va adquiriendo resistencia mecánica. Fraguado es el tiempo que una mezcla de cemento permanece en estado plástica, el tiempo suficiente para permitir un colado sin difíciles operaciones determinadas. El periodo en el cual la mezcla permanece plástica depende mas de la temperatura y del contenido de agua que del tiempo de fraguado. La prueba de fraguado se hacen con la aguja de Vicat de peso 1 Kg. Los factores que tienen mayor influencia en los tiempos de fraguado son los siguientes:

La composición química del cemento.

La finura del cemento, ya que mientras más finos los granos mayor

velocidad de hidratación.

Mientras mayor sea la cantidad de agua de amasado más rápido es el

fraguado.

A menos temperatura ambiente mas lentamente ocurren las reacciones

de hidratación a temperaturas por debajo de –1 grado Centígrado el cemento no fragua.

A mayor temperatura ambiente más rápido ocurren las reacciones de

hidratación pero los 32 grados se puede observar un efecto inverso.

Falso fraguado Rigidez prematura y anormal del cemento, que se presente dentro de los primeros minutos después de haberlo mezclado con agua. Difiere del anterior en que no despide calor en forma apreciable y, si se vuelve a mezclar la mezcla de cemento sin adición de agua se reestablece su plasticidad y fraguado normal sin perdida de resistencia y se debe a que en algunas ocasiones cuando las temperaturas en fabricas de molino son superiores a 100 °C se puede presentar deshidratación parcial o total del regulador (Retardador) del fraguado del cemento que es el yeso. Resistencia a compresión Es la propiedad que resulta mas obvia en cuanto a los requisitos para usos estructurales. Es importante tener en cuenta las causas que puedan provocar perdidas de resistencia de este material: Envejecimiento, humedecimiento, incorrecto almacenamiento. La resistencia a la tracción y compresión del cemento puzolánico es un poco menos que la del cemento corriente durante el primer año, pero no hay ningún aumento mas después de dicho periodo en el cemento corriente. Gracias a la reacción físico-química de absorción de la cal por la puzolana aumenta la resistencia mecánica a largo plazo superando el valor de resistencia del corriente con una actividad que se desarrolla durante muchos años. La resistencia de los cementos se desarrolla en períodos de tiempo relativamente largos. El crecimiento es rápido en los primeros días y después de cuatro semanas es poco importante en los cementos portland, no así en los cementos con adiciones, en los cuales, dependiendo del tipo de adición y de su contenido, el aumento de resistencia más allá de los 28 días puede llegar a ser fundamental para determinado tipo de obras. Los porcentajes de resistencia comparados con la resistencia de 28 días, están entre 30 y 50 % a 3 días y entre 50 y 80 % a los 7 días. El aumento de resistencia es bajo después de los 28 días, en aquellos cementos que tienen porcentajes mayores de resistencia a 3 y 7 días. Por el contrario, aquellos que tienen bajos porcentajes, aumentan su resistencia en forma muy significativa en el largo plazo. Existen casos de cemento puzolánico que de 20-30 años de edad todavía la sílice

de la puzolanica continua reaccionando con el hidrato de calcio del cemento con consiguiente aumento lento y continuo de la resistencia mecánica y química. Perdida por ignición Una elevada perdida por ignición es una indicación de prehidratación o carbonotación que puede ser producida por un almacenamiento incorrecto y prolongado. Normalmente la perdida de peso no excede del 2%. Peso especifico Es la relación que existe entre la masa de una cantidad dada y el volumen absoluto de este su valor varia poco y en un cemento Pórtland normal cuando no hay adiciones distintas al yeso, suele estar comprendido entre 3.1 - 3.15 g/Cm3. en caso de los cementos con adiciones es menor ya que el contenido de clinker por tonelada es menor y su valor puede estar en el rango de 3 - 3.1 g/Cm3 dependiendo del porcentaje de adiciones del cemento. Cuando es en escoria de altos hornos puede tener 2.9. El peso especifico de un cemento no indica la calidad del mismo; su uso principal es para el proyecto de mezcla. Consistencia normal La cantidad de agua que se le agrega el cemento la comunica una determinada fluidez, la cual aumenta al incrementar el contenido de agua. Existe una determinada fluidez para la cual se agrega cierta cantidad de agua esta fluidez es la que se llama consistencia normal. Es una característica complementaria de otros ensayos que tienen relación directa con la calidad del cemento como el tiempo de fraguado. Se mide por medio del aparato de vicat. Los cementos pueden diferir entre si en cuanto al requerimiento de agua y la diferencia es aun mayor en cementos con adiciones los que requieren mas agua que los normales por su mayor superficie especifica. El contenido normal de una pasta se expresa en porcentaje de peso en seco y suele variar entre 23-33 porciento dependiendo de las características del cemento. Clasificación de los cementos De acuerdo a su composición, éstos pueden ser: Cemento Portland normal Cemento Portland Puzolánico Cemento Portland con Escoria de alto horno Cemento Portland Compuesto Cemento Portland con humo de Sílice De acuerdo a sus características especiales, éstos pueden ser: Resistente a los sulfatos Baja reactividad álcali agregado Bajo calor de hidratación Blanco Cemento Portland: El "cemento Portland" es un término genérico, que actualmente se utiliza para abarcar a un grupo de materiales que tienen la propiedad de endurecerse, como roca, poco tiempo después de ser mezclados con agua. Su nombre, Portland, recuerda a una isla del mismo nombre y en donde se encuentra una piedra caliza que endurece de la misma forma que dicho cemento. Cuando el cemento Portland se mezcla con arena y piedra triturada resulta un material llamado "concreto", mucho más resistente que el cemento Portland. Es por tanto el cemento resultante de la mezcla intima de arcillas y calizas, cocción de la mezcla y molienda del Clinker, añadiéndole finalmente regulador de fraguado. Los cementos Portland típicos consisten en mezclas de silicato tricálcico (3CaO·SiO2), aluminato tricálcico (3CaO·Al2O3) y silicato dicálcico (2CaO·SiO2) en diversas proporciones, junto con pequeñas cantidades de compuestos de magnesio y hierro. Para retardar el proceso de endurecimiento suele añadirse yeso. Este cemento es un agente aglutinante hidráulico con una composición por peso de no menos de 95% de Clinker y de cero a cinco por ciento de un componente menor, generalmente sulfato de calcio (yeso); se admite la adición eventual de otros productos siempre que no excedan el 1% en peso del total.

Puede fraguar y endurecer bajo el agua y al mezclarse con agregados y agua produce concretos o morteros. Los compuestos activos del cemento son inestables, y en presencia de agua reorganizan su estructura. El endurecimiento inicial del cemento se produce por la hidratación del silicato tricálcico, el cual forma una sílice hidratada gelatinosa e hidróxido de calcio. Estas sustancias cristalizan, uniendo las partículas de arena o piedras —siempre presentes en las mezclas de argamasa de cemento— para crear una masa dura. El aluminato tricálcico actúa del mismo modo en la primera fase, pero no contribuye al endurecimiento final de la mezcla. La hidratación del silicato dicálcico actúa de modo semejante, pero mucho más lentamente, endureciendo poco a poco durante varios años. El proceso de hidratación y asentamiento de la mezcla de cemento se conoce como curado, y durante el mismo se desprende calor. El cemento Portland se fabrica a partir de materiales calizos, por lo general piedra caliza, junto con arcillas, pizarras o escorias de altos hornos que contienen óxido de aluminio y óxido de silicio, en proporciones aproximadas de un 60% de cal, 19% de óxido de silicio, 8% de óxido de aluminio, 5% de hierro, 5% de óxido de magnesio y 3% de trióxido de azufre. Ciertas rocas llamadas rocas cementosas tienen una composición natural de estos elementos en proporciones adecuadas y se puede hacer cemento con ellas sin necesidad de emplear grandes cantidades de otras materias primas. No obstante, las cementeras suelen utilizar mezclas de diversos materiales. Cementos especiales Mediante la variación del porcentaje de sus componentes habituales o la adición de otros nuevos, el cemento Portland puede adquirir diversas características de acuerdo a cada uso, como el endurecimiento rápido y resistencia a los álcalis. Los cementos de fraguado rápido, a veces llamados cementos de dureza extrarápida, se consiguen aumentando la proporción de silicato tricálcico o mediante una trituración fina de modo que el 99,5% logre pasar un filtro de 16.370 aberturas por centímetro cuadrado. Algunos de estos cementos se endurecen en un día al mismo nivel que los cementos ordinarios lo hacen en un mes. Sin embargo, durante la hidratación producen mucho calor y por ello no son apropiados para grandes estructuras en las que ese nivel de calor puede provocar la formación de grietas. En los grandes vertidos suelen emplearse cementos especiales de poco nivel de calor, que por lo general contienen mayor cantidad de silicato dicálcico. En obras de hormigón expuestas a agentes alcalinos (que atacan al hormigón fabricado con cemento Portland común), suelen emplearse cementos resistentes con bajo contenido de aluminio. En estructuras construidas bajo el agua del mar suelen utilizarse cementos con un contenido de hasta un 5% de óxido de hierro, y cuando se precise resistencia a la acción de aguas ricas en sulfatos se emplean cementos con una composición de hasta 40% de óxido de aluminio. Cemento Portland Normal Si una mezcla de arcilla y caliza o marga triturada se quema a muy elevadas temperaturas en un horno rotatorio, se forma el clinker. Cuando a este clinker se le agrega una pequeña cantidad de yeso y se muele hasta formar un polvo fino, se obtiene como producto el cemento portland. Este es el tipo de cemento que más se usa en la preparación de concreto para estructuras, caminos y otros propósitos generales en los que no se requieren propiedades especiales. Adquiere su

resistencia con la suficiente rapidez para la producción general de obras de concreto. Los concretos y morteros elaborados con cementos Portland normal, son atacados por sulfatos y ácidos. Los sulfatos pueden estar presentes en tabiques de arcilla, suelos y aguas subterráneas, se encuentran en mayor cantidad en el agua de mar; los acidos pueden existir en suelos y aguas subterraneas como producto de procesos industriales o materias organicas. En esta situación puede ser necesario el empleo de cementos especiales o tomar otras medidas apropiadas. Cemento puzolánico (el porcentaje de puzolana está entre 30 y 50 %) Cemento producido con clinker portland yeso y puzolana, con la adición eventual de sulfato de calcio, lo que contribuye a aumentar las resistencias mecánicas tardías, así como la resistencia a ataques químicos. La adición de puzolana confiere características ventajosas para los cementos, tales como mayor resistencia química, menor calor de hidratación, inhibición de la reacción nociva álcalis/árido. Generalidades de la puzolana La puzolana es un material sílico que finalmente dividido no posee propiedades hidráulicas pero posee constituyentes (sílice, alúmina), capaces de fijar el hidróxido de calcio, para producir compuestos estables con propiedades hidráulicas al mezclarse con el clinker. Esta se suele clasificar en naturales (aquellas que para su empleo solo requieren la molienda o pulverización sin aeración que en forma de ceniza o escoria han adquirido caracteres de roca llamadas tobas) y artificiales (formadas al calentar la arcilla y pizarra a una temperatura entre 600-900 °C y enfriarse rápidamente, también se obtiene con los exquitos petrolíferos):

Cenizas y tobas volcánicas. Rocas silicias sedimentarias (Pizarra, pedernales, etc.) Arcillas y pizarras calcinadas. Subproductos industriales como las cenizas y las escorias.

La composición química de estas es sílice, alúmina, oxido de hierro, oxido de calcio, oxido de magnesio, álcalis y agua combinada. Usos El Cemento mejora los resultados en la construcción de: pisos, firmes, castillos, trabes, zapatas, losas, columnas y aún en aquellas obras donde se requiere mayor resistencia al ataque de medios agresivos en suelos salitrosos y/o cercanos al mar. Ventajas La puzolana es un ingrediente activo que tiene como función básica formar un aglomerante con los productos liberados por la hidratación del cemento. Además, durante la elaboración del concreto, actúa como agregado fino, lo que permite sustituir parte de arena por grava. Con esta idea se hicieron los procedimientos propuestos en la tabla de dosificación de concreto, los que pueden modificarse de acuerdo a las necesidades. El concreto obtenido es muy plástico y puede trabajarse fácilmente por lo que requiere menos agua de lo que indica su apariencia. Como resultado se tiene acabados más tersos e impermeables, de mayor resistencia al ataque de sulfatos, reacción alcalina, agregado y lluvia ácida. Cemento Portland de escoria de altos hornos Cemento elaborado mediante la molienda fina de clinker portland y escoria de

altos hornos granulada y cal hidratada; está diseñado para obras donde se requiera una alta resistencia a agresiones químicas empleándose además en las construcciones de concreto en general. El porcentaje mínimo de escoria es de 60% en peso. Se produce únicamente en Escocia, y puede emplearse para todos los propósitos en los que se utiliza el cemento Portland normal; pero como su desarrollo de resistencia temprana es mas lento, especialmente en climas frios, podria ser inadecuado cuando se requiere una remocion anticipada de cimbras. Es un cemento de calor moderadamente bajo y, al igual que el cemento Portland resistente a los sulfatos, puede aprovecharse para reducir el desarrollo de calor en secciones gruesas. El cemento Portland de escoria de altos hornos es un poco mas resiente a algunas formas de ataque químico que el cemento Portland normal, especialmente en agua de mar. Cemento Portland resistente a los sulfatos Aunque este cemento se elabora de la misma manera que el cemento Portland normal y con materiales similares, el método de factura produce una ligera diferencia química que le permite un mejor comportamiento al resistir el ataque de sulfatos; no obstante, al igual que el cemento Portland normal, no es resistente a los ácidos. Generalmente es de color un poco más oscuro que la mayoría de los otros cementos Portland. El cemento resistente a los sulfatos se emplea sobre todo en concretos expuestos al agua de mar o en los que están situados debajo del nivel del terreno, donde se sabe que hay presencia de sulfatos en el suelo o en el agua subterránea. La durabilidad del concreto y su resistencia a toda clase de ataques químicos depende principalmente de que sea denso, impermeable y bien compacto. Las mezclas pobres tienden a ser más permeables que las mezclas ricas y, cuando se emplea el cemento Portland resistente a los sulfatos, el contenido de este en un concreto con agregado de 20mm de diámetro máximo no deben ser menor que 280 kg/m3, y su relación agua / cemento, con el fin de proporcionar al concreto una trabajabilidad conveniente y de poder compactarlo bien. Las características de resistencia de este cemento son similares al del cemento Portland normal, y se debe utilizar y almacenar de la misma manera; sin embargo, produce menos calor y, por ello, se puede utilizar con ventajas en el concreto masivo y en secciones gruesas, con el fin de reducir ligeramente la generación de calor. Con este tipo de cemento no se debe emplear cloruro de calcio o aditivos que lo contengan, ya que se reducirá su resistencia al ataque de los sulfatos. El cemento resistente a los sulfatos es ligeramente mas costoso que el cemento Portland normal. Cemento Portland de endurecimiento rápido Este cemento es químicamente muy similar al cemento Portland normal, pero es mas fino, por lo cual adquiere resistencias a edades tempranas con mayor rapidez. El termino endurecido rápido no debe confundirse con el termino fraguado rapido. El concreto elaborado con cemento de endurecimiento rápido adquiere consistencia y se endurece, inicialmente, a una velocidad similar a la del cemento Portland normal; despues de este endurecimiento inicial, el aumento de resistencia se vuelve mas rapido. Esta mayor velocidad en el desarrollo de resistencia permite remover las cimbras con mas anticipación. Por esta razón el cemento de endurecimiento rápido es empleado frecuentemente por los productores de concreto premezclado o en general cuando un trabajo en la obra debe ser terminado con mas rapidez. Este cemento produce mas calor que el cemento Portland normal, por lo que puede

usarse ventajosamente en tiempos fríos para compensar los efectos de baja temperatura. Asimismo, debe almacenarse y emplearse de la misma manera que el cemento Portland normal. El cemento de endurecimiento rápido es ligeramente mas costoso que el Portland normal. Cemento Portland Blanco El cemento portland blanco Este se obtiene a partir de la producción del horno de cemento de un clinker de color blanco; luego en la molienda del clinker se adiciona yeso (y adición de fillers calcáreos en algunos tipos de cemento. El clinker blanco se obtiene por calcinación a una temperatura del orden de 1450-1500 C en el horno de una mezcla finamente dividida de piedra caliza y arcillas blancas de tipo caolín. El cemento blanco es sinónimo de luminosidad. Por esta calidad, se destina a la realización de elementos que requieren apariencia estética óptima. Gracias al cemento blanco, nuestras casas, nuestros edificios, nuestras obras de arte, nuestras plazas públicas se visten de una claridad luminosa. Este se elabora con materias primas especialmente seleccionadas, que contiene muy pequeñas cantidades de hierro; el contenido de hierro de las materias primas es el que da a los cementos Portland su color gris normal. Su uso esta limitado a concretos precolados o colados en obra, en los que se requiere un acabado blanco o de color ligero, y frecuentemente se utiliza mezclado con agregados especiales costosos. Por esta razón y por el echo de que el cemento blanco cuesta alrededor de dos veces mas que el cemento Portland normal, debe tenerse cuidado especial en su manejo, así como en el colado, mezclado y transporte, para asegurarse de que el equipo este limpio y evitar su contaminación. Igualmente importante es procurar que el concreto acabado este protegido contra la decoloración. Propiedades del cemento blanco Cuando el cemento portland blanco se mezcla con agua, se inician las reacciones de hidratación que consisten en la reacción entre el cemento y el agua donde se produce una disolución de los componentes del mismo, y se forman unos nuevos componentes que producen el endurecimiento de la pasta. En general se necesita una cantidad de agua del orden del 27% del peso del cemento. La reacción de hidratación consiste de dos periodos: el tiempo de fraguado y el tiempo de endurecimiento. El tiempo de fraguado es aquel durante el cual la pasta de cemento-agua tiene consistencia plástica y es trabajable. Su duración es de horas contando desde el momento del mezclado. El tiempo de endurecimiento comienza a partir del momento en que la pasta está fraguada y pierde su trabajabilidad. En el tiempo de endurecimiento se desarrollan las resistencias. Los cementos portland blancos pueden tener la misma o mayor resistencia que los cementos grises. Esto se debe destacar porque todavía se cree que los cementos blancos. Sus propiedades de fraguado y de desarrollo de resistencia son similares a la del cemento Portland normal y, a parte del cuidado especial requerido, no existe diferencia en sus métodos de empleo o almacenamiento. Posee excelente blancura (la más alta entre los cementos blancos del mundo. Al curar el cemento blanco debe tenerse especial cuidado, ya que se ensucia con facilidad en sus primeras etapas de vida y es casi imposible limpiarlo posteriormente. El recubrimiento con hojas de plástico el ideal para este propósito; cura bien el concreto y lo mantiene limpio.

Oxido de Sodio Na2O % 0.03

Oxido de Potasio K2O% 0.21

Cal Libre% 1.27

Álcalis Totales% 0.17

Perdida de Calcinación

% 1.19

Índice de Blancura L% 94

Cemento Portland de bajo calor Este tiene baja velocidad de desarrollo de resistencia y, como su nombre lo indica, genera menos calor a edad temprana que el cemento Portland normal. Por esta razón su uso esta limitado al concreto masivo, como en el caso de las presas, donde la reducción de calor es vital. Generalmente se fabrica para obras especiales en las que la cantidad de cemento requerida es superior a 300 toneladas. Cemento de albañilería Cementos muy trabajables utilizados para la preparación de morteros de albañilería; se fabrican a partir de clinker de cemento portland, caliza, yeso y agentes incorporadores de aire. Este nunca se utiliza para concreto; su uso debe restringirse a morteros para mamposterías de tabiques o de bloques o para aplanados. Consiste en cemento Pórtland normal al que se le ha adicionado polvos finos y aditivos inclusores de aire, con el fin de obtener un mortero que tenga buena trabajabilidad sin necesidad de agregarle cal. Cuando se usa en hiladas a prueba de humedad, la mezcla no debe ser mas pobre que 1 a 3 para la mampostería normal de bloques. Cementos para inyectar Cementos portland complementados con arena fina, bentonitas y aditivos retardantes, y suele ser empleado para inyectar fisuras muy delgadas a alta presión. Cemento para pozos petroleros Cemento producido con clinker portland y es empleado para construir pozos petroleros; generalmente tiene un fraguado lento y debe ser manejable a temperaturas y presiones elevadas. Se produce en las clases de la "a" hasta "j". Cada clase es aplicable a cierto rango de profundidad, agresión química o presión. Cemento Portland repelente al agua Es un cemento Portland normal al que se le ha agregado pequeñas cantidades de un aditivo repelente al agua. Tiene propiedades similares al del cemento Portland normal y se emplea de la misma manera. El cemento repelente al agua normalmente no es necesario en el concreto, ya que la resistencia al paso del agua se logra principalmente por el buen control de la mezcla y una buen compactación. Este cemento tampoco protege al concreto contra el vapor de agua, sus principales ventajas se obtienen cuando se utiliza en aplanados posteriores, aplicados para reducir y controlar la succión causada por la aplicación de capas de acabado. Cemento Portland hidrófobo Es un cemento Portland normal, tratado especialmente durante su manufactura, de tal manera que alrededor de cada partícula se forma una película repelente al agua que evita la absorción de agua durante su almacenamiento. Se destina a casos donde las condiciones de almacenamiento son deficientes, o cuando debe estar

almacenado por unos tres meses o mas, antes de ser utilizado. En la revolvedora, el recubrimiento superficial de las partículas desaparece por el roce, y la reacción con el agua se desarrolla normalmente. El concreto elaborado con cemento hidrófobo debe mezclarse al menos durante un minuto mas de lo normal, no se recomienda el mezclado manual. El cemento hidrófobo se fabrica únicamente para pedidos especiales y cuesta considerablemente mas que el cemento Portland normal. Cemento Portland con alto contenido de alúmina Este no es un cemento Portland. Se elabora mediante la fusión en horno de una mezcla de caliza y bauxita (mineral de aluminio. El concreto preparado con este cemento adquiere consistencia casi a la misma velocidad que el cemento Portland normal, pero una vez que se ha endurecido, el desarrollo de su resistencia es extremadamente rápido y, a una edad de solo 24 horas, puede alcanzar resistencia de mas de 561 kg/cm2. El cemento con alto contenido de alúmina es mas resistente al ataque de sulfatos y ácidos diluidos por los cementos Portland. Todas las revolvedoras, carretillas, palas, etc., deben limpiarse cuidadosamente para eliminar cualquier residuo de concreto o cemento normal, ya que la contaminación con cemento Portland puede causar ―fraguado relámpago‖. El cemento con alto contenido de alúmina debe ser almacenado aparte de los otros cementos; no se debe mezclar con aditivos y, antes de usarlo, se debe solicitar instrucciones al proveedor. Cemento supersufaltado Cuando la escoria de altos hornos se muele con una pequeña cantidad de clinker de cemento Portland normal y con una gran cantidad de yeso (sulfato de calcio), se obtiene un producto llamado cemento supersulfatado que se usa cuando el concreto esta expuesto al ataque de ácidos débiles y sulfatos. Este tipo de ya no se fabrica en Gran Bretaña, pero se puede importar del continente. Debe ser manejado de la misma manera que el cemento Portland normal, con la diferencia de que su tiempo de mezclado debe aumentarse unos 5 minutos. El cemento supersulfatado es mas propenso al deterioro durante el almacenamiento que el cemento Portland y, durante épocas de frio, deben tomarse precauciones y cuidados especiales, ya que su desarrollo de resistencia se reduce a bajas temperaturas. No debe usarse en proporciones menores de 310 kg/cm3. Cemento de bajo álcali Cemento cuyo contenido de álcalis (óxidos de sodio y potasio), no sobrepasan un 0.6% expresados como Na2O. Este cemento debe usarse cuando los agregados para el concreto: arena y grava, sean potencialmente reactivos con los álcalis del cemento, causando el deterioro de la obra. Las especificaciones mexicanas estipulan 5 tipos de cemento para diversos usos, según se trate de construcciones ordinarias, construcciones levantadas, en un tiempo mínimo, obras hidráulicas y masivas, obras marítimas o que están en contacto permanente con terrenos y agua sulfatados. Para obtener estos tipos especiales de cemento, se hace necesario emplear minerales de hierro (hematita), y a veces también material silicoso (cuarzo) que incrementen las proporciones de oxido férrico y silícico con sus propiedades características. Estos cinco tipos son los que a continuación se nombran: Tipo I –común- Para estructuras, pavimentos y productos (bloques, tubos y otros), que no necesitan requisitos especiales. Tipo III –resistencia rápida- Para cuando se requiere que las estructuras, pavimentos

y productos sean pronto puestos en servicio. Tipo IV –bajo calor- Es la antitesis del ante citado, adquiere resistencia con lentitud, pero produce menos calor al hidratarse y reduce así la tendencia al agrietamiento en grande volúmenes como en presas. Tipo V Resiste mejor al ataque desintegrador de suelos y agua sulfatados, en lagos salados y terrenos alcalinos. Tipo II –modificado- Representa la etapa intermedia entre el común por una parte, y el de bajo calor y el resistente a los sulfatos por otra. Con características de resistencia similares a las del común, presenta menor calor de hidratación, menor resistencia a aguas y a suelos sulfatados y es en general el adecuado para obras hidráulicas. Una primera división de las diferentes variedades de cemento se establece entre cementos naturales y cementos artificiales. Los efectos ambientales de la producción del cemento La producción convencional de cemento puede ocasionar algunos problemas ambientales:

Enorme erosión del área de las canteras por la extracción continua de la piedra caliza y otros materiales.

Transporte inadecuado de materiales para su almacenamiento. Producción de gran cantidad de polvos provocados por el triturado de la

piedra en la planta. Emisión de contaminantes al aire (monóxido de carbono, monóxido de

nitrógeno, dióxido de azufre y partículas muy finas) dependiendo del tipo de combustible y proceso empleado durante la calcinación en el horno (combustión).

El polvo de los residuos del horno forma el llamado clinker, que puede contener metales pesados y otros contaminantes. Si el polvo del clinker se desecha en las canteras donde se extrajo la piedra caliza o en un relleno sanitario puede contaminar los mantos de aguas subterráneas.

¿Qué efectos producen las emisiones? La exposición a monóxido de carbono afecta el sistema nervioso central y comparte los efectos de los óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre y partículas suspendidas, pues provocan la irritación de los tejidos del aparato respiratorio y agrava los síntomas de personas con enfermedades pulmonares (asma, bronquitis crónica). Además, puede incrementar los padecimientos cardiacos, pulmonares y enfermedades respiratorias agudas. ¿Qué problemas ambientales y qué efectos en la salud puede provocar la incineración de residuos peligrosos en hornos para la producción de cemento?

Se incrementa la cantidad y tipo de contaminantes suspendidos en el aire (monóxido de carbono, monóxido de nitrógeno, dióxido de azufre y partículas muy finas) en comparación con el uso carbón, petróleo o gas natural.

Emite niveles más altos de plomo, cadmio, arsénico y mercurio, de un total de diecinueve metales pesados encontrados comúnmente en las emisiones a la atmósfera (como cromo hexavalente, plata, selenio, bario, berilio y antimonio).

Durante la operación de la planta hay emisiones fugitivas de polvo y gases, además de los que se emiten por la chimenea.

Se producen nuevos contaminantes, especialmente productos de combustión incompleta (PCI), incluyendo las dioxinas y furanos, en las emisiones de la tronera.

El polvo de los residuos del horno, el clinker, e incluso el mismo cemento

puede contener metales pesados (cadmio, cromo, arsénico, plomo y selenio), además de PCI.

Se incrementa el riesgo de accidentes durante el traslado de residuos peligrosos a la planta.

Para los trabajadores de la planta, la exposición a residuos peligrosos es mayor y pone en riesgo su salud.

La exposición a metales pesados puede provocar graves daños a la salud: La exposición de una mujer embarazada al plomo puede causar

problemas en el desarrollo del feto y en el desarrollo neurológico de los niños, afectando su coeficiente intelectual.

La exposición al cadmio puede afectar los riñones, hígado y pulmones,

además de ocasionar daño genético. Asimismo en experimento con ratas se ha comprobado que causa.

La exposición a mercurio en concentraciones elevadas puede provocar

daños permanentes en el cerebro, riñones y en el desarrollo del feto; particularmente, el sistema nervioso es muy sensible al mercurio. Si el tiempo de exposición al mercurio de incrementa provoca desórdenes severos: irritabilidad, nerviosismo, temblor, cambios en la visión y auditivos, así como problemas de memoria.

Otros metales pesados como el berilio y el cromo hexavalente emitidos

por los hornos rotatorios son posibles cancerígenos.

Contaminantes generados en la incineración de residuos peligrosos en hornos de cemento Las dioxinas y furanos son contaminantes orgánicos persistentes, creados en la combustión de residuos peligrosos que contengan cloro (presentes comúnmente en solventes y plásticos) y tienen tres características: Son muy tóxicos: pueden provocar efectos crónicos graves, principalmente cáncer y otras afectaciones del sistema endocrino, y repercutir en la pérdida de fertilidad, afectar al sistema inmunológico y alterar el desarrollo de los fetos en el ser humano y animales. Son persistentes: su vida media varía de 9 a 15 años en la superficie del suelo. Son bioacumulables: se alojan en los tejidos grasos, aumentando su concentración en la medida que asciende la cadena alimenticia, por ello la mayor concentración la recibe el ser humano y finalmente los niños, a través de la leche materna contaminada. La ruta de exposición a metales pesados, dioxinas y otros productos de combustión incompleta se realiza por diversas vías, entre ellas podríamos señalar:

Inhalación de las emisiones.

Afectación directa a trabajadores de las plantas de cemento.

Las emisiones pueden llegar bastante lejos del lugar donde se generaron

por medio de corrientes de aire, para luego depositarse en agua y suelo. Esta contaminación afecta cosechas y plantas, y se acumula en peces y animales (incluyendo carne, leche y huevos), además de pasar al ser humano al ingerir alimentos contaminados.

Las dioxinas son uno de los 12 contaminantes orgánicos persistentes (COP) que la ONU ha recomendado reducir y eventualmente eliminar en forma prioritaria, durante el proceso de negociaciones del Convenio de los COP, iniciado en Montreal, Canadá, en junio de 1998. Empresas productoras de cemento en Nicaragua Durante 2001, Cemex inició operaciones formales en Nicaragua a través de un contrato a 25 años, firmado con el gobierno nicaragüense, bajo el cual la compañía operará una planta de cemento local, Compañía Nacional Productora de Cemento S.A. (CANAL), con capacidad de producción anual de 450,000 toneladas. Dicha planta está ubicada a 45 Km de la capital Managua, el principal mercado del país. Los componentes del cemento que produce Cemex son: caliza, clinker, yeso y toba. HOLCIM Holcim Ltd. Es uno de los principales productores del mundo de cemento, áridos (grava / arena) y hormigón. El grupo ha ido creciendo en un mercado global, desde su origen en Suiza en 1912, hasta su presencia actual en más de 70 países de los cinco continentes. Con una capacidad de producción de cemento superior a los 121 millones de toneladas, el grupo emplea a más de 47.000 personas. Holcim (Nicaragua) S.A. es una de las principales empresas productoras de cemento en Nicaragua, presentes desde el año 1997, con una capacidad de producción que supera las 350.000 toneladas por año. Cementos fabricados en holcim de Nicaragua Cemento Supernic Tipo GU Se rige por la norma americana ASTM C-1157 y es conocido también como un cemento Tipo GU (General Use), de uso general en la construcción. El cemento SUPERNIC se produce como resultado de la molienda conjunta de clínker tipo Portland y adiciones minerales (caliza, yeso y puzolanas) que el confieren características particulares que conducen a concretos más impermeables y durables. Aplicaciones Este cemento puede utilizarse en forma general en la construcción de concreto y morteros, edificios, puentes, carreteras, repellos, finos, prefabricados, etc. Presentaciones En sacos de 42.5 Kg y a granel. Manejo y almacenamiento A continuación las principales recomendaciones a seguir para asegurar el adecuado almacenamiento del cemento en bolsas o sacos de papel:

El Cemento Portland es un material sensible a la humedad; si se mantiene seco, mantendrá indefinidamente su calidad.

La humedad relativa dentro del almacén o cobertizo empleado para

almacenar los sacos de cemento debe ser la menor posible.

Se deben cerrar todas las grietas y aberturas en techos y paredes.

Los sacos de cemento no se deben almacenar sobre pisos húmedos,

sino que deben descansar sobre tarimas.

Los sacos se deben apilar juntos para reducir la circulación de aire, pero

nunca se deben apilar contra las paredes que den hacia el exterior.

Los sacos se deben cubrir con mantas o con alguna cubierta

impermeable.

Los sacos se deben apilar de manera tal que los primeros sacos en

entrar sean los primeros en salir.

El cemento que ha sido almacenado durante períodos prolongados

puede sufrir lo que se ha denominado ―compactación de bodega‖.

MorteroSe denomina mortero a la mezcla de arena, cal o cemento y agua. La arena interviene como materia inerte cuya finalidad es dar solidez a la masa desecada y evitar el resquebrajamiento que se produciría si se empleara solamente el aglomerante; su característica es endurecerse con el tiempo y formar una masa común con los materiales que une.

Para caracterizar un mortero se expresará su dosificación, resistencia y plasticidad. Su dosificación es 1:1. Cuando a un volumen de aglomerante (cal-cemento) se le mezcle otro de arena.

El agua no se indica en la dosificación, pero ya es sabido que es de 18 a 20 por ciento. Para la fabricación de morteros, la mezcla se realiza a mano o con mezlcadora, sobre una plataforma impermeable y limpia. Se mezclan en seco el aglomerante y la arena; posteriormente se vacía el agua en el centro de la mezcla.Todos los morteros tendrán que estar muy bien mezclados de manera tal que resulte una pasta homogénea de consistencia blanda, dicha operación se realiza en una batidora.

La duración del fraguado se encuentra en el rango de uno a siete días.

Clases de mortero

Los morteros pueden ser simples y compuestos.

Morteros simples. Sólo intervienen el aglomerado disuelto en la cantidad de agua suficiente para formar una masa pastosa, en la que se prescinde de la materia inerte, o sea la arena.

Los más comunes son :• Mortero de tierra. Esta formado de tierra y agua, y se emplea en aquellos trabajos de poca importancia. La aplicación del mortero es siempre con mampostería y adobes.• Mortero de yeso. Hay tantos morteros de yeso como clases de yeso existen. Puede hacerse en seco o en fluido. No se emplea en trabajos al exterior o al aire libre, su aplicación más importante es para revoque de enlucido de tabique, paredes interiores, techos de bóveda etc., para unir ladrillos.• Morteros hidráulicos. Son aquellos morteros que tienen la particularidad de fraguar debajo del agua.• Mortero de cal hidráulica. Es el mortero más usado, sobre todo para obras de albañilería, aunque generalmente se le añade algo de cemento.• Mortero de cemento portland. Este mortero es el mejor aglomerado para trabajar en la construcción. Como ejemplos tenemos los muros, bóvedas, pavimentos,entrepisos, depósitos, macizos muy cargados y cimientos en general; todos los trabajos que necesitan gran resistencia.El agua necesaria para poder obtener un mortero decemento portland se ubica entre 16 y 25%del volumen delos materiales.Concreto armado: El concreto es un material compuesto que consiste esencialmente en un medio conglomerante dentro del cual se hallan ahogadas partículas o fragmentos de agregados.

En el concreto de cemento hidráulico, el medio conglomerante está formado por una mezcla de cemento hidráulico y agua.Los materiales pétreos y el concreto simple son excelentes elementos estructurales para los esfuerzos de compresión pero no así para los de flexión y tensión; por eso era necesaria la combinación de un nuevo material para la construcción, que fuera capaz de absorber las tensiones en sistemas horizontales (vigas). Este material que combina concretosimple y varillas metálicas en áreas de tensión se llama concreto armado.

Ventajas• Capacidad de adaptación a cualquier forma geométrica• Mayor durabilidad• Mínimo mantenimiento• Mayor resistencia al fuego

Desventajas• Mayor dimensión en las piezas• Mayor peso propio• Menor rapidez de ejecución• Mayor control de obra

ComponentesEl concreto armado está compuesto por concreto simple (cemento, arena, grava y agua) y varilla de acero.

Cemento

El cemento es un material finamente pulverizado que no es en sí mismo conglomerante, sino que desarrolla la propiedad conglomerante como resultado de la hidratación (es decir, por las reacciones químicas entre los minerales del cemento y el agua). Un cemento es llamado hidráulico cuando los productos de hidratación son estables en un medio acuoso. El cemento hidráulico más comúnmente usado para hacer concreto es el cemento portland.

Agregados

El agregado fino menora5mmylagrava mayor a 5 mm, son los elementos que formarán el esqueleto de la masa. Es conveniente que su forma sea la más parecida a una esferaoauncubo.

En la aplicación de un agregado se tomarán en cuenta la humedad y la limpieza. Según la cantidad de agua que contengan, se clasifican en: secos, húmedos, saturados y mojados.

AguaEl agua para el mezclado y curado no debe contener sustancias que perjudiquen las características del elemento.

Se debe utilizar agua potable. Si se desconoce la composición del agua, se le efectuará un análisis.

AditivosSon productos que se añaden al concreto con objeto de mejorar alguna de sus características. Dichos aditivos se agregan a la mezcla controlando la dosificación necesaria.

El empleo de aditivos tiene que estar justificado mediante pruebas que demuestren que la sustancia agregada en las proporciones correctas y disuelta en agua produce el efecto deseado y no representa ningún peligro para el acero derefuerzo.

Cerámicos

Ladrillostrabajo de exposicion:LadrilloUn ladrillo es una pieza cerámica, generalmente ortoédrica, obtenida por moldeo, secado y cocción a altas temperaturas de una pasta arcillosa, cuyas dimensiones suelen rondar 24 x 11,5 x 6 cm. Se emplea en albañilería para la ejecución de fábricas de ladrillo, ya sean muros, tabiques, tabicones, etc. Se estima que los primeros ladrillos fueron creados alrededor del 6.000 a. C.El ladrilloEn el año 3000 a. C. aparece el ladrillo cocido (Palacio de Nippur en Mesopotamia), usándose como elemento decorativo y cubrimiento de muros realizados en adobe. Posteriormente la cultura del imperio romano fue la gran difusora de la construcción en ladrillo. Esta manera de diseñar y construir edificios, casas, templetes, muros, delimitaciones, etc., permitió la edificación de los vastos complejos monumentales del Imperio. Esta tarea hubiera sido muy difícil de completar con cualquier otro material. Por ejemplo, los monumentos erigidos con ladrillo podían ser recubiertos con piedra y estuco para mejorar el acabado. De esta forma, los romanos se convirtieron en los grandes difusores del uso del ladrillo, pues a su accesibilidad se añadía la posibilidad de producir grandes cantidades a corto plazo, con la consiguiente reducción de costos y de tiempo. Además, constituía un material muy resistente que podía conseguirse de diversas formas y tamaños.GeometríaSu forma es la de un prisma rectangular, en el que sus diferentes dimensiones reciben el nombre de soga, tizón y grueso, siendo la soga su dimensión mayor. Así mismo, las diferentes caras del ladrillo reciben el nombre de tabla, canto y testa (la tabla es la mayor). Por lo general, la soga es del doble de longitud que el tizón o, más exactamente, dos tizones más una junta, lo que permite combinarlos libremente. El grueso, por el contrario, puede no estar modulado.Existen diferentes formatos de ladrillos, por lo general de un tamaño que permita manejarlo con una mano. En particular, destacan el formato métrico, en el que las dimensiones son 24 x 11,5 x 5,25 / 7 / 3,5 cm (cada dimensión es dos veces la inmediatamente menor, más 1 cm de junta) y el formato catalán de dimensiones 29 x 14 x 5,2 / 7,5 / 6 cm, y los más normalizados que miden 25 x 12 x 5 cm.Actualmente también se utilizan por su gran demanda dado su reducido coste en obra, medidas de 50 x 24 x 5 cm.

Tipos de ladrilloSegún su forma, los ladrillos se clasifican en:• Ladrillo perforado: que son todos aquellos que tienen perforaciones en la tabla que ocupen más del 10% de la superficie de la misma. Muy popular para la ejecución de fachadas de ladrillo visto.• Ladrillo macizo: aquellos con menos de un 10% de perforaciones en la tabla. Algunos modelos presentan rebajes en dichas tablas y en las testas para ejecución de muros sin llagas.

• Ladrillo tejar o manual: simulan los antiguos ladrillos de fabricación artesanal, con apariencia tosca y caras rugosas. Tienen buenas propiedades ornamentales.• Ladrillo aplantillado: es aquel que tiene un perfil curvo, de forma que al colocar una hilada de ladrillo, generalmente a sardinel, forma una moldura corrida. El nombre proviene de las plantillas que utilizaban los canteros para labrar las piedras, y que se utilizan para dar la citada forma al ladrillo.• Ladrillo hueco: son aquellos que poseen perforaciones en el canto o en la testa que reducen el volumen de material empleado en ellos. Son los que se usan para tabiquería que no vaya a sufrir cargas especiales. Pueden ser de varios tipos: o Rasilla: su grueso y su soga son mucho mayores que su tizón. Sus dimensiones habituales son 24x11.5x2.5o Ladrillo hueco simple: posee una hilera de perforaciones en la testa.o Ladrillo hueco doble: posee dos hileras de perforaciones en la testa.• Ladrillo cara vista: son aquellos que se utilizan en exteriores con un acabado especial.• Ladrillo refractario: se coloca en lugares donde debe aguantar gran cantidad de calor, como hornos o chimeneas.UsosLos ladrillos son utilizados en construcción en cerramientos, fachadas y particiones. Se utiliza principalmente para construir muros o tabiques. Aunque se pueden colocar a hueso, lo habitual es que se reciban con mortero. La disposición de los ladrillos en el muro se conoce como aparejo, existiendo gran variedad de ellos.

Proceso de elaboración

Hoy día, en cualquier fábrica de ladrillos, se llevan a cabo una serie de procesos estándar que comprenden desde la elección del material arcilloso, al proceso de empacado final. La materia prima utilizada para la producción de ladrillos es, fundamentalmente, la arcilla. Este material está compuesto, en esencia, de sílice, alúmina, agua y cantidades variables de óxidos de hierro y otros materiales alcalinos, como los óxidos de calcio y los óxidos de magnesio.Las partículas de materiales son capaces de absorber higroscópicamente hasta el 70% en peso, de agua. Debido a la característica de absorber la humedad, la arcilla, cuando está hidratada, adquiere la plasticidad suficiente para ser moldeada, muy distinta de cuando está seca, que presenta un aspecto terroso.Durante la fase de endurecimiento, por secado, o por cocción, el material arcilloso adquiere características de notable solidez con una disminución de masa, por pérdida de agua, de entre un 5 a 15%, en proporción a su plasticidad inicial.Una vez seleccionado el tipo de arcilla el proceso puede resumirse en:• Maduración• Tratamiento mecánico previo• Depósito de materia prima procesada• Humidificación• Moldeado• Secado

• Cocción• AlmacenajeMaduración Antes de incorporar la arcilla al ciclo de producción, hay que someterla a ciertos tratamientos de trituración, homogeneización y reposo en acopio, con la finalidad de obtener una adecuada consistencia y uniformidad de las características físicas y químicas deseadas.El reposo a la intemperie tiene, en primer lugar, la finalidad de facilitar el desmenuzamiento de los terrores y la disolución de los nódulos para impedir las aglomeraciones de las partículas arcillosas. La exposición a la acción atmosférica (aire, lluvia, sol, hielo, etc.) favorece, además, la descomposición de la materia orgánica que pueda estar presente y permite la purificación química y biológica del material. De esta manera se obtiene un material completamente inerte y poco dado a posteriores transformaciones mecánicas o químicas.Tratamiento mecánico previo Después de la maduración que se produce en la zona de acopio, sigue la fase de pre-elaboración que consiste en una serie de operaciones que tienen la finalidad de purificar y refinar la materia prima. Los instrumentos utilizados en la pre-elaboración, para un tratamiento puramente mecánico suelen ser:• Rompe-terrones: como su propio nombre indica, sirve para reducir las dimensiones de los terrones hasta un diámetro de entre 15 y 30 mm.• Eliminador de piedras: está constituido, generalmente, por dos cilindros que giran a diferentes velocidades, capaces de separar la arcilla de las piedras o chinos.• Desintegrador: se encarga de triturar los terrones de mayor tamaño, más duros y compactos, por la acción de una serie de cilindros dentados.• Laminador refinador: está formado por dos cilindros rotatorios lisos montados en ejes paralelos, con separación, entre sí, de 1 a 2 mm, espacio por el cual se hace pasar la arcilla sometiéndola a un aplastamiento y un planchado que hacen aún más pequeñas las partículas. En esta última fase se consigue la eventual trituración de los últimos nódulos que pudieran estar, todavía, en el interior del material.Depósito de materia prima procesada A la fase de pre-elaboración, sigue el depósito de material en silos especiales en un lugar techado, donde el material se homogeniza definitivamente tanto en apariencia como en características físico químicas.Humidificación Antes de llegar a la operación de moldeo, se saca la arcilla de los silos y se lleva a un laminador refinador y, posteriormente a un mezclador humedecedor, donde se agrega agua para obtener la humedad precisa.Moldeado El moldeado consiste en hacer pasar la mezcla de arcilla a través de una boquilla al final de la extrusora. La boquilla es una plancha perforada que tiene la forma del objeto que se quiere producir.El moldeado, normalmente, se hace en caliente utilizando vapor saturado aproximadamente a 130 °C y a presión reducida. Procediendo de esta manera, se

obtiene una humedad más uniforme y una masa más compacta, puesto que el vapor tiene un mayor poder de penetración que el agua.Secado El secado es una de las fases más delicadas del proceso de producción. De esta etapa depende, en gran parte, el buen resultado y calidad del material, más que nada en lo que respecta a la ausencia de fisuras. El secado tiene la finalidad de eliminar el agua agregada en la fase de moldeado para, de esta manera, poder pasar a la fase de cocción.Esta fase se realiza en secaderos que pueden ser de diferentes tipos. A veces se hace circular aire, de un extremo a otro, por el interior del secadero, y otras veces es el material el que circula por el interior del secadero sin inducir corrientes de aire. Lo más normal es que la eliminación del agua, del material crudo, se lleve a cabo insuflando, superficialmente, al material, aire caliente con una cantidad de humedad variable. Eso permite evitar golpes termo higrométricos que puedan producir una disminución de la masa de agua a ritmos diferentes en distintas zonas del material y, por lo tanto, a producir fisuras localizadas.Cocción Se realiza en hornos de túnel, que en algunos casos pueden llegar a medir hasta 120 m de longitud, y donde la temperatura de la zona de cocción oscila entre 900 °C y 1000 °C.En el interior del horno, la temperatura varía de forma continua y uniforme. El material secado se coloca en carros especiales, en paquetes estándar y alimentado continuamente por una de las extremidades del túnel (de dónde sale por el extremo opuesto una vez que está cocido).Almacenaje Antes del embalaje, se procede a la formación de paquetes sobre pallets, que permitirán después moverlos fácilmente con carretillas de horquilla. El embalaje consiste en envolver los paquetes con cintas de plástico o de metal, de modo que puedan ser depositados en lugares de almacenamiento para, posteriormente, ser trasladados en camiónSon piezas prefabricadas, que constituyen uno de los principales materiales de construcción. Se utilizan para la construcción de todo tipo de muros, paredes, pilares, arcos y bóvedas.

Tipos de ladrillo• Ladrillo macizo. Tiene forma de ortoedro compacto. Para aligerar su peso y facilitar el trabajo con el mortero. Es un ladrillo homogéneo, duro y de forma regular, está moldeado y tiene las aristas vivas, es poroso para poder tomar mejor el mortero, tiene buena sonoridad, se corta con facilidad.

La prueba en obra del ladrillo se hace frotando uno con otro no deberá desmoronarse y tendrá que seguir presentando una masa homogénea. Al partir uno de ellos no deberá presentar caliche, que con el tiempo llega a disgregar el material.

Ladrillos huecos. Contienen huecos en las tablas (superficie mayor).

Ventajas• Menos peso a igualdad de volumen con los macizos.• Menor cantidad de combustible en su cocción.• Menor costo de fabricación ya que se emplea menospasta.• Menor costo de acarreo.• Mayor poder aislante que los macizos por las cámarasde aire que tienen.

Otros tipos• Ladrillos recochos. Son los mejor cocidos, tienen un color rojo encendido o amarillo claro. Se utilizan en paramentos exteriores.• Ladrillos refractarios. Son resistentes a la acción del fuego intenso. Se utilizan para revestimiento interno de hogares, chimeneas, hornos, etcétera.• Ladrillos prensados. Hechos mecánicamente, se aplican a trabajos que no incluyen ningún retoque; por eso es un ladrillo más uniforme en cuanto a color y aristas.• Vitrificados porosos, santo de serrín, de corcho, de escorias, flotantes e hidráulicos. Para los ladrillos macizos se recomiendan especialmente las dimensiones siguientes: 24 x 11. 5 x 5.3 cm 29 x 14 x 6.5 cm• Tejas . Es un material de obra de albañilería destinado a cubrir un edificio. Hay dos tipos principales: Árabe o lomuda. Material con forma de canal cónico, sus dimensiones más comunes son 45 cm de largo por 21 ó 16 cm de ancho, 8 cm de altura y 12 mmde espesor. Generalmente es moldeada a mano.

Para un buen tejado es más recomendable utilizar teja hecha con máquina de extrusión que la hecha a mano; también es recomendable utilizar el escantillón y la cuerda, y únicamente se colocará con mortero de cemento en la cumbreray las cimas. Los aleros o salientes de la teja sobre la cornisa se harán con boquillas colocadas con yeso, con objeto de que los animales no aniden en estos huecos.

_ Plana o alicantina. Son tejas planas con encaje; se colocan solapándolas y encajando unas con otras. Éstas también se fabrican de concreto.

Bloques de concreto

Se entiende por block, ladrillo o tabique y tabicón de concreto, al material de construcción de forma prismática, sólido o con huecos, fabricado con cemento y agregados apropiados, tales como arena, grava, piedra triturada, piedra pómez (en algunas regiones conocido como jal), escoria volcánica o tezontle, arcillas expandidas, pizarras expandidas, etc.

Los blocks de concreto utilizados en la construcción responden a necesidades diversas, son utilizados tanto en muros interiores o exteriores con carga o sin carga; así como los blocks huecos han sido una solución práctica y económica para aligerar las losas de concreto, como para colocar instalaciones evitando ranuraciones excesivas en losas y muros. Debido a su proceso de producción con un mayor grado de técnica por métodos repetitivos, con un control sistemático, con rendimientos óptimos proporcionan así una mejor calidad que otros materiales.

MetalesLos metales más empleados en la construcción son :• Hierro• Aluminio• Plomo• Cobre• Zinc• Estaño

Raramente se encuentran en estado puro en la naturaleza, por lo que para su empleo hay que someter los minerales a una serie de operaciones denominadas metalurgia, cuyo fin es separar el metal de las impurezas u otros materialesque lo acompañen, para que adopten sus formas futuras según su destino y sean capaces de soportar los esfuerzos a los que van a estar sometidos, dichos metales tienen las características siguientes:• Fusibilidad: Facilidad de soportar las variaciones de formas en estado sólido o en caliente.• Maleabilidad: Propiedad de modificar su temperatura ordinaria en láminas.• Ductilidad: Propiedad de alargarse en dirección de su longitud formando hilo y alambres.• Tenacidad: Resistencia a la rotura por tensión.• Facilidad de corte: Capacidad de separarse con herramientas en trozos regulares.• Soldabilidad: Capacidad de unirse hasta formar un cuerpo único.• Oxidabilidad: Susceptibilidad a la acción del oxígeno del aire, que cubre los objetos con una capa de óxido o carbonato.A continuación se describen los metales utilizados en la construcción:• Hierro. Es un metal blando, dúctil y maleable. Todos los productos obtenidos con el hierro y sus aleaciones se denominan productos siderúrgicos.Para su producción son necesarios minerales ferrosos y otras materias como fundentes y carbón.Los minerales del hierro más importantes son: magnetita, oligisto, limonita y siderita.La obtención del hierro se efectúa en los altos hornos, cuyo perfil característico es el de los troncos de cono unidos por sus bases mayores.La fundición de la primera fusión no puede emplearse para el moldeo de piezas por contener impurezas, sino que debe realizarse una segunda fusión en hornos de cubilote para mejorar su calidad.

• Acero. Es un producto ferroso, que se funde entre 1,400 y 1,500 grados centígrados y se puede moldear con más facilidad que el hierro.Los aceros se clasifican según se obtengan en estado sólido -en soldados, batidos o forjados-, o en estado líquido, en hierros o en aceros de fusión y homogéneos-, también se clasifican, según su composición química, en acerosordinarios, al carbono y especiales.

El colado del acero obtenido se vierte en estado fundido en unos moldes, denominados lingoteras, para que se solidifique. La forja de los metales consiste en darles forma, en frío o en caliente, por medio de esfuerzos a compresión ytensión cuando son dúctiles o maleables. El laminado consiste en dar forma a las piezas por medio de un estiramiento y compresión, que se realiza haciendopasar las piezas entre unos rodillos cilíndricos, que giran a igual velocidad y en sentido contrario.

Los fierros elaborados pueden ser de varias formas: de sección rectangular como el fleje, pletina, llanta, chapa negra, torchuelos; los de sección circular se denominan alambres cuando tienen de 2 a 5 mm; de diámetro y varillascuando son mayores de 5 mm, también se elaboran fierros de secciones exagonales, octagonales, triangulares, pasamanos, etcétera.

Los perfiles laminados son productos obtenidos por laminación de aceros suaves y soldables; se designan según la forma de su sección y con un número que indica su altura o su ancho; se fabrican en longitudes de 4 a 16 metros.El hierro se oxida por la acción del aire húmedo, a medida que disminuye la cantidad de carbono; se forma la tierrumbre que es un óxido férrico hidratado, y como es muy porosa, no protege el resto del material.

Los productos ferrosos empleados en construcción se pueden proteger de la oxidación mediante revestimientos metálicos como son el estañado, emplomado, galvanizado y pulverizado, y también mediante revestimientos no metálicos(pinturas), esmaltado, grasas, protectores, capas de cemento, etcétera.

Galvanizado. Consiste en un baño de zinc sobre la superficie que se quiere proteger. Se puede realizar en caliente, sumergiendo las piezas en un baño de zinc de fusión; en frío por medio de electrólisis.

• Aluminio. Se obtiene por electrólisis de la bauxita en criolita, es un metal blanco brillante que en estado de pureza es muy resistente a la corrosión por los agentesatmosféricos. Su ligereza proporciona ventajas en la construcción de fachadas, y con el proceso de extrusión se permite mejorar la rigidez.

• Plomo. Es un metal blanco azulado, con brillo metálico cuando está recién cortado. Es el más blando de los metales pesados; es dúctil, maleable y permite soldarse fácilmenta por su bajo punto de fusión; es muy resistente a los ácidos.Se aplica en forma de chapas para cubiertas de tubos para gas y agua, emplomado de otros metales, alambres y varillas.

Los tubos de espesores delgados se utilizan para conducciones de gas o de agua sin presión.

• Cobre. Es un metal de extraordinaria resistencia y muy manejable, su color rojo adquiere un brillo característico.

A veces se encuentra nativo, pero por lo general se extrae de los siguientes materiales: caleosina, calcoprita, cuprita y azurita.

Su obtención varía según la naturaleza de los minerales; los óxidos y carbonatos se mezclan con fundentes y se reducen con carbón. Es un muy dúctil, maleable y tenaz. Es inoxidable a temperatura ordinaria y en el aire seco.

Sus aplicaciones más frecuentes son chapas para recubrir las cubiertas, cables y alambres conductores, tubos para conducción de líquidos, sobre todo los calientes. Aleado con el estaño forma el bronce, y con el zinc forma el latón.• Bronce. Surge de la aleación de cobre y estaño en diversas proporciones. El bronce es muy resistente a los agentes atmosféricos, y a las aguas ácidas y alcalinas de color amarillo.

El bronce es empleado en la fabricación de grifería, contiene de 8 a 12% de estaño.

• Latón. Se obtiene de la aleación del cobre y zinc, con diverso color. Según la proporción, recibe varios nombres; latón puro, latón fundido, latón blanco o gris,latón de soldadora, etcétera.

Estaño. Raramente se encuentra nativo, sus minerales más importantes son la casitenta u óxido de estaño y la estagnina o pirita de estaño. Se obtiene por fusión reductora de hornos de cuba, de reverbero o eléctrico y se purifica y afina mediante la licuación de los lingotes de 200 kg en hornos de reverbero y por ebullición.

El estaño puro es blanco, brillante y muy maleable obteniéndose hojas de 0. 025mmde espesor ( papel de estaño).

A temperatura ordinaria es muy resistente al aire seco y húmedo. El estaño se emplea para recubrir interiormente los tubos de plomo destinados a la conducción de agua potable; también se utiliza en aleación con el cobre, para obtener bronce,y con el plomo, para las soldaduras.

• Zinc. Los minerales más importantes son blenda o sulfuro de zinc calamina o carbonato de zinc, y ciccita u óxido de zinc.

El zinc se emplea en la construcción, en forma de chapas lisas y onduladas para cubiertas, canalones, tubos de bajada, limahoyas, cornisas, depósitos, etcétera.

Vidrio Sustancia dura, amorfa, quebradiza que se fabrica mediante la fusión de la mezcla de óxidos de sílice, boro o fósforo.

Es un material muy empleado en la construcción. Aparte de la aplicación tradicional que tiene en huecos, interviene en la construcción de fachadas ligeras, paredes divisorias, suelos, cubiertas, etcétera.

Los de uso más común en la construcción son:• Vidrio común. Utilizado en el acristalamiento de ventanas, vidrio plano, transparente e incoloro. Sus dos caras no son nunca perfectamente lisas ni paralelas.• Vidrio impresos. Es traslúcido, es decir, su visión no es clara sino parcial, y a veces totalmente borrosa. Una de sus caras, en vez de ser lisa, lleva un dibujo impreso; de este modo desaparece su transparencia.• Luna pulida. Variedad de vidrio transparente que se obtiene por laminación o flotado. Sus dos caras son pulidas con lo que se obtienen dos superficies lisas y paralelas que aseguran una visión clara sin deformaciónalguna.• Luna templada. Este material sustituye a otros como la madera, el acero, el ladrillo, etcétera.Es un producto que puede calificarse de inastillable y considerarse un vidrio de seguridad.• Vidrios armados. Son vidrios impresos que llevan incorporada en su masa una malla metálica soldada de retícula cuadrada. Es muy común emplear un vidrio armado en antepechos.• Vidrios moldeados. Son piezas que se obtienen por el prensado de una masa fundida en moldes especiales de los que toman su forma. Existen dos grupos:_ Moldeados dobles. Están formados por elementos independientes que en el proceso de fabricación originan una sola pieza._ Moldeados sencillos. Constan de un solo elemento.• Vidrios especiales. Son unidades de acristalamientoformadas por dos o tres lunas pulidas con cámaras de aire, soldadas entre sí mediante una junta

Uso: Edificios comerciales, hospitales, etcétera.Aislantes

Por sus especiales características se utilizan para formar una barrera al paso del frío o del calor desde exterior hacia el interior de un local o viceversa ypara reducir el paso de ruidos y vibraciones.Existen básicamente tres tipos de aislamiento:

Aísla tanto térmica como acústicamente.• Térmico• Acústico

• Ignífugo

Algunos de los materiales aislantes son:• Corcho. Corteza de un árbol formada por fibras compactas y dispuestas a lo largo del tronco.El corcho es elástico y no se pudre; puede aserrarse, clavarse y fijarse, y también recubrirse con mortero y cemento.Su lenta combustión lo hace idóneo para proteger las estructuras metálicas de la acción del fuego.Las hojas de corcho se emplean en el aislamiento de paredes, terrazas, cámaras de aire, etc. Trabajan contra el frío, el calor y la condensación.• Fibras minerales. Aislantes compuestos principalmente de fibras elaboradas a partir de roca, vidrio o escoria, con o sin aglutinante.Su alto contenido fibroso hace que sean materiales de baja conductividad térmica, ligeros, incombustibles, inertes, de fácil colocación y de alta eficiencia acústica.Se presentan en forma de placas o fieltros con o sin recubrimientos de papel kraft o foil de aluminio reforzado. Tienen su aplicación en la industria de la construcción en general para aislamiento de muros divisorios, sobre muros de tabique, mampostería, techos y proporcionan una absorción acústica excelente.

• Paneles de yeso. Material prefabricado, constituido por yeso de escayola, lana mineral y papel metalizado. Es un material incombustible, puede llegar a evitar la propagación de un incendio.Tiene un elevado grado de absorción del sonido, por lo que anula la resonancia y tienen su aplicación como aislamiento de muros y techos. Placas de poliuretano. Constan de un núcleo de poliuretano, dos caras exteriores de acabado y junta deneopreno. Se fabrica en diferentes medidas; sin embargo, sus dimensiones máximas no exceden de 1.50m de ancho, 3.50 m de largo y de 10 cm de espesor.Son utilizados para aislamiento térmico y acústico.

Sus aplicaciones pueden ser muy variadas: Muros cortina Muros panel Tabiquería interior Cubiertas

• Blocks y placas de espuma de poliestireno. Están hechos de perlas de poliestireno, el cual forma una estructura celular cerrada, que les proporciona sus características de alto aislamiento térmico y acústico.Es un material sumamente ligero, de colocación sencilla; utiliza en aislamiento acústico y térmico. Se aplica muros de tabique, suelos, techos y cubiertas.• Vermiculita. Es un material derivado de la descomposición de la mica y contiene agua cristalizada.

Se aplica como sustituto de grava y arena en la elaboración de concretos ligeros muy aislantes, para muros divisorios.

Pruebas realizadas a los materiales de construcción

Acero: Resistencia a la tensión. (La longitud comercial del acero es de 20 pie y el numero que se vence es múltiplo de 1/8 por lo que: 1 es equivalente a 1/8, 2 es equivalente a ¼, 3 es equivalente a 3/8, y así hasta 8 que seria el equivalente de 1 Pulgada) A los agregados finos y gruesos se les determina el peso unitario de un agregado (árido) que es la relación entre el peso de una determinada cantidad de este material y el volumen ocupado por el mismo, considerando como volumen al que ocupan las partículas del agregado y sus correspondientes espacios ínter granulares. Hay dos valores para esta relación, dependiendo del sistema de acomodamiento que se le haya dado al material inmediatamente antes de la prueba; la denominación que se le dará a cada uno de ellos será Peso Unitario seco suelto (PVSS) y Peso Unitario seco compacto (PVSC). Ambos sirven para establecer relaciones entre volúmenes y pesos de estos materiales. Estos pesos están expresados por las formulas siguientes: PVSS = (Kg/m3) = ((Peso del material suelto + peso del recipiente) – Peso del recipiente)/ Volumen del recipiente

PVSC = (Kg/m3) = ((Peso del material Compacto + peso del recipiente) – Peso del recipiente)/ Volumen del recipiente También los Pesos Unitarios nos sirven para determinar el porcentaje de huecos existente en el árido

Determinación del contenido de humedad de los materiales o áridos (Materiales rocosos naturales) El contenido de humedad se define como la cantidad de agua presente en los materiales este se expresa como la relación en porcentaje de su peso seco de la Face sólida. % Humedad = (Wh-Ws)/Ws*100 donde: Wh: Peso de muestra húmeda. Ws. Peso de la muestra seca. Ejemplo: Calcule el porcentaje de humedad presente en el suelo si el peso de la tara mas material húmedo es de 172gr y después de ser sometido al horno por 24 horas es de 168.7 gr. Solución: Wh = 172 gr. Ws= 168.7 gr. % humedad = (172 gr.-168.7gr)/168.7gr = 1.96 % Determinación del análisis granulométrico de los agregados gruesos finos Consiste en determinar la distribución de los tamaños que tienen los agregados, lo que desempeña un papel muy importante en las dosificaciones de mortero y concreto. a) Determinación del análisis granulométrico del agregado fino (arena) Tamices correspondientes a la graduación fina. Tamices Abertura libre de tamizPulgadas Milímetros3/8 0.3748 9.52No. 4 0.1870 4.75No. 8 0.0937 2.38No. 16 0.0468 1.19No. 30 0.0232 0.59No. 50 0.0116 0,297No. 100 0.0058 0.149No. 200 0.0029

50.075

Porcentajes retenidos parciales = Peso retenido parcial por tamiz/ Peso seco total x 100

Análisis granulométrico de la arena Tamiz Peso

Retenido en cada tamiz

% Retenido Parcial

Porcentaje Retenido acumulado

Porcentaje que pasa

Especificaciones

% Que pasa3/8" 100No. 4 95 -100No. 8 80 -100No. 16 50-85No. 30 25-60NO. 50 10-30NO. 100 2-10NO. 200 0-2Pasa No. 200Suma

Modulo de finura. El módulo de finura es un índice del tamaño medio de las partículas que componen una muestra de árido y se calcula con la formula siguiente: Sumatoria de lo porcentajes retenidos acumulados desde el tamiz 3/8" hasta el tamiz No. 100 dividido entre 100. b) Determinación del análisis granulométrico del agregado Grueso (grava) Tamices correspondientes a la graduación Gruesa Tamices Abertura libre de tamizPulgadas Milímetros3" 3 76.22.5" 2 ½ 63.52" 2 50.81.5" 1 ½ 38.11" 1 25.43/4" 0.7677 19.11/2" 0.5000 12.73/8" 0.3748 9.521/4" 0.25 63.5No.4 0.1870 4.75No.8 0.0937 2.38

Análisis granulométrico de la Grava

Tamiz Peso Retenido en cada tamiz

% Retenido parcial

Porcentaje retenido acumulado

% que pasa

1 1/2"1"3/4"1/2"3/8"1/4"No.4N0.8Pasa No. 8SumaLos Requerimiento de graduación para agregado grueso son: Tamaño Nominal Valores mas finos que las mallas de laboratorio,

porcentaje que pasa2" 1

½ “

1” ¾” ½” 3/8"' N0.4 No.8 No. 16

1 ½ " a NO. 4

10 0

90a 100

-- 35 a 70

- 10 a 30

O a 5

1" a No. 4 100 95a 100

25 a 60 O a 10 0 a 5

3/4 " a No.4 90 a 100

- 20 a 55 O a 10 0 a 5

1/2" a No.4 90a 100 40 a 70

O a 15 0 a 5

3/8" No. 4 100 85a 100

10 a 30 O a lO O a 5

Determinación de ka gravedad específica y el porcentaje de absorción de los materiales La absorción que es la que mide la cantidad de agua expresada en % del peso del material seco que es capaz de absorber un material, y depende directamente de la porosidad de los materiales y de la intercomunicación de sus poros. La absorción es la capacidad de un material de atraer el agua a sus poros. Esta nos ayuda a fijar la cantidad de agua en la dosificación de los morteros y hormigones hidráulicos, ya que a demás del agua necesaria para hidratación de los aglomerantes hay que adicionar la que absorberán los agregados, de lo contrario, faltaría agua para las reacciones de hidratación y fraguado. La gravedad especifica es la relación en peso que existe entre una cantidad determinada de árido seco y el peso de un volumen igual de

agua; considerando el volumen del árido a la suma de la parte sólida más el de los poros. En las arenas el peso específico o densidad real varía entre 2.5 y 2.7, las arenas húmedas con igual volumen aparente pesan menos que las secas debido a que se recubren de una película de agua que la hace ocupar mayor volumen, el 20% con un 6% de agua y por consiguiente dejan mayor espacio de huecos. El volumen de huecos de una arena natural oscila entre el 26% de mínimo para las arenas de granos iguales y el 55% para las de granos finos. Con granos esféricos gruesos iguales, apilados según un cuadrado, es decir que cada esfera sea tocada

por otras seis tiene un 47.6% de huecos. Si se apilan según un tetraedro es decir tocada por doce esferas da un 26% de huecos. Si en esta posición se colocan agregados finos tendremos una arena muy compacta que tendrá aproximadamente ^ de granos gruesos y Vi de finos obteniéndose una compacidad del 92% teóricamente en la práctica no se alcanza más que el 50 al 70% y en los huecos de arena es donde deberá alojarse el aglomerante. El volumen de huecos se puede encontrar llenando un recipiente con arena sin comprimir y midiendo la cantidad de agua necesaria para colmar dicho recipiente. Con más exactitud se hace llenando su peso específico con un volumenómetro o con una proveta graduada en la que se vierte agua hasta una seña, vertiendo después con cuidado un peso dado en arena y viendo el volumen desplazado, dividiendo el peso por el volumen tenemos el peso específico. Si en una vasija se mezclan volúmenes iguales de agua y arena seca una parte de agua llenará los espacios entre los granos de arena y el exceso quedará sobre la superficie de la arena. Si la cantidad de agua varía siempre que sea suficiente para llenar los espacios entre los granos de arena el efecto en la arena será el mismo, variando solamente la cantidad de agua en exceso que cubre la arena. Al palpar la arena se sentirá áspera (esté seca o mojada) sin que parezca haber sido afectada por el agua. Esta puede calcularse con la expresión: GE (Gravedad especifica) = Peso material /Volumen Aparente; Volumen aparente = Volumen Sólido +Volumen de Poros

Determinación de la resistencia al desgaste por cargas abrasivas (Desgaste debido a la fricción) El método mas utilizado es el de la maquina de Los Ángeles, este ensayo consiste en medir la resistencia que ofrece los agregados gruesos debido a la abrasión por lo cual se introduce dentro de un cilindro metálico la muestra de árido y además unas esferas de acero (47.6 mm. de diámetro y un peso entre 390- 495 grs.), las que constituyen la carga abrasiva que tiende a destruir el material. La maquina tiene un contador de revoluciones las cuales dependerán del tipo y peso de la muestra. La carga abrasiva normales son menor de 40% y una carga abrasiva fuerte es menor que 32%. Es imprescindible que los áridos usados en la construcción tengan una adecuada resistencia a la abrasión que garantice la no reflexiva fragmentación durante su uso. El porcentaje se puede calcular con la formula siguiente: %desgaste= (peso inicial-peso final)/peso inicial*100 *EL peso es el que resulta de ser tamizado por la malla numero 12 Determinación de la consistencia normal del cemento El objetivo de este ensayo es determinar la cantidad de agua correspondiente a la denominada pasta de consistencia normal. La consistencia normal se expresa mediante la relación en peso entre la cantidad de agua y cemento en porcentaje, cuando a una pasta de cemento previamente, moldeado penetra 10 +- 1mm un embolo de diámetro 10 mm. La consistencia de los cementos normales esta entre 20-30%. Si en los ensayos no logramos establecer una penetración de diez debemos interpolar colocando en el eje de ordenadas (y) el porcentaje de agua y en las abscisas (x) la penetración. Determinación del tiempo del fraguado del cemento hidráulico por método de la aguja de VICAT El tiempo de fraguado inicial determina el período de tiempo, desde el amasado de la pasta, en el cual esta se encuentra en un estado

que permite ser moldeada con relativa facilidad sin que se alteren considerablemente sus propiedades físicas y químicas.

El tiempo de fraguado final es el período de tiempo, medido desde el amasado de la pasta, hasta el momento en que debido a las reacciones de hidratación esta tiene la consistencia de un material sólido. El tiempo de fraguado inicial y final dependen principalmente de tos siguientes factores: Composición mineralógica del cemento, finura de molido del mismo, relación agua/cemento de la mezcla, temperatura a que se encuentran los materiales en el momento de la fabricación de la mezcla, temperatura ambiente y humedad relativa. El tiempo de fraguado inicial, es el tiempo desde el inicio de elaboración de la pasta hasta que la aguja de vicat de diámetro 1 mm marque una penetración de 25 mm. El tiempo de fraguado final es el tiempo transcurrido desde el inicio que el agua se agrega al cemento hasta que la aguja de vicat de diámetro 1 mm, no deje huella apreciable sobre su superficie (O a 3 mm). Determinación de la resistencia a la compresión de morteros de cemento y de concreto El cemento debe cumplir con requisitos de resistencia a la compresión las cuales están normalizadas en las especificaciones ASTM, para tal efecto se debe de realizar mortero en proporción 1:2.75, y estos deben de cumplir como mínimo: Edad (días)

Resistencia (lb./Pulg2)

3 18007 280028 4000

Resistencia a la compresión = Carga máxima /Área del espécimen (lb. /Pulg2 o PSI)

IMCYC

1. ¿Qué es un Panel Covintec?

El panel Covintec consiste en una estructura tridimensional de alambre galvanizado calibre #14 (2,03 mm), electro soldado en cada punto de contacto, compuesto por armaduras verticales denominadas escalerillas, de diseño único en el mercado y cuya característica principal es su forma de diagonales continuas en toda la altura del panel.Las armaduras están unidas a lo ancho del panel por alambres horizontales calibre #14 (2.03mm) electro soldado en cada punto de contacto.Entre armaduras se incorpora un alma compuesta de prismas de polietileno expandido de densidad mínima 10 kg/m3.La retícula de alambre está completamente separada en 9,5 mm. del polietileno para permitir un correcto amarre del mortero aplicado a cada cara del panel después de su montaje. El panel Covintec, una vez estucado en obra, genera un muro sólido que presenta excelentes características mecánicas e insuperables propiedades de aislación termo acústica.

2. ¿Qué ocurre en caso de sismo?

El Sistema Covintec ha sido calculado estructuralmente para soportar grandes esfuerzos, lo que lo acredita como un elemento antisísmico gracias a la malla estereométrica que conforma el panel lo que distribuye las cargas y fuerzas homogéneamente, logrando así, un muro altamente flexible y de gran capacidad estructural.

3. ¿Existe paso de humedad? El sistema cuenta con un alma de polietileno expandido de densidad 10 Kg/m3, lo que evita el paso del agua y la humedad, creando además una barrera térmica que evita la condensación en muros.

4. ¿Cómo es la aislación acústica y térmica? El sistema Covintec está calculado en un muro de 12 cm terminado para una aislación acústica de 40 db. Catalogado como un nivel tranquilo. La aislación térmica de Covintec es 4 veces superior a un muro de albañilería y 12 veces superior a un muro de hormigón.

5. ¿Qué ocurre con las termitas y descomposición por paso del tiempo?

No hay problemas con las termitas debido a que no puede existir descomposición de materiales por estar el muro formado por estuco armado, alambre galvanizado y polietileno expandido. Todos materiales ajenos a la descomposición por ser materiales inertes al paso del tiempo y termitas.

6. ¿Se pueden revestir los muros? El muro Covintec puede ser revestido con todo tipo de material, como por ejemplo: concreto, enchape, ladrillo, cerámica, piedra laja y mármol.

7. ¿Puedo fijar elementos pesados al muro Covintec?

El muro Covintec posee una capa de estuco de 2,5 cm. en ambas lados del panel, lo que le permite fijar sin problema elementos pesados como cuadros, repisas, muebles de cocina, extractores de aire, etc.

8. ¿Puedo ampliar la vivienda?

El sistema permite hacer ampliaciones adosadas al mismo sistema o a un sistema tradicional.

9. ¿Qué puedo construir en Covintec?

El sistema está avalado por el MINVU, ensayos de Idiem de la U.Ch. y cálculos estructurales para construir edificaciones de hasta dos pisos íntegramente en Covintec, incluyendo losa de entrepiso y de techumbre. El Panel ha sido aplicado exitosamente en la construcción de galpones, hospitales, escuelas, colegios, losas, viviendas sociales, bow-windows, escaleras, etc.

10.¿Cuál es la diferencia entre un Panel Covintec y otros paneles similares?

Las principales diferencias radican en la cuantía de acero por m2 que es muy superior en Covintec, la estereométrica del armado de la malla Covintec, las escalerillas triangulares al interior de todo el Panel Covintec, la mayor cantidad de puntos de soldadura por m2 y por último los ensayos y certificados que avalan el uso del sistema Covintec y no así de otros paneles similares.

11.¿Qué puedo hacer si quiero construir en Covintec y no se cómo hacerlo?

El sistema no requiere mano de obra especializada, sin embargo, Covintec otorga a todos sus clientes asistencia técnica gratuita de Pre-Venta y Post-Venta en todos los proyectos realizados, supervisando así, el correcto uso y montaje del sistema estructural.

12.¿Qué pasa en caso de incendio?

El panel Covintec al ser estucado, y dependiendo de las cargas de estuco aplicadas está calificado como muro cortafuego al cumplir con F-120 y F-60.

13.En un incendio, si el polietileno expandido al interior del panel se quema, ¿que ocurre?

El Polietileno expandido al interior del panel Covintec es sólo un elemento de aislación acústica y térmica, por lo que al extinguirse en caso de incendio, el muro hecho en Covintec no se ve afectado estructuralmente.

Sistema Covintec

Por sus

características de mejor calidad técnica en construcción, tiempo, espacio y costos, el principal uso del panel estructural se ha definido para la construcción de casas

de hasta dos pisos, incluida losa de entrepiso y tabiquería. Sin embargo, su extensa aplicación permite desde la realización de elementos tan básicos como son el "nicho" para un medidor de agua potable o para los cilindros de gas a la confección de muros curvos, frontones de techumbres, bow-windows y muros de fachada de las más variadas.Proyectos

A través de este material, se disminuyen problemas de construcción, se trabaja a mayor velocidad, las viviendas tienen una mejor terminación y eficiencia energética, y se reducen los costos de mantención. Un nuevo sistema para la construcción de viviendas sociales presentó la empresa Covintec. Se trata del Sistema Estructural, un novedoso concepto que permitirá generar importantes ahorros en la construcción y en la eficiencia de las viviendas, con menores costos de reparación y de mantención. Una de las mayores ventajas de los muros de Covintec es que, gracias a su alma de Polietileno Expandido, es 3 y 5 veces superior en aislación térmica al muro de ladrillo y hormigón, respectivamente. Esto se traduce también en 3 y 5 veces más de ahorro en calefacción. Asimismo, su categoría de F-120 permite ser catalogado según norma, como muro cortafuego. “Covintec es el material de construcción sólida que entrega los mayores beneficios de aislación acústica y térmica frente a los métodos tradicionales de construcción. Sumado a esto, cuenta con ventajas como que si durante la construcción hay algún cambio, se retira el panel y se vuelve al principio. Otra de las características de este nuevo material es que permite disminuir hasta en un 50% el tiempo de instalación en relación con otros sistemas tradicionales, lo que trae consigo un ahorro en los costos de construcción por el menor tiempo que se emplea y no necesita personal especializado. El Sistema Estructural puede ser usado en muros exteriores e interiores, cubiertas planas o inclinadas, muros curvos, arcos, ventanas de medio punto y cualquier otra forma que sea difícil de ejecutar con materiales tradicionales. Resistencia sísmica Pero un aspecto fundamental en Chile, para todo tipo de construcciones, es la resistencia sísmica. El método compuesto por elementos diagonales y el estucado posterior de los paneles, presenta excelentes características de resistencia. Todo lo que ha sido certificado por el Centro de Investigación, Desarrollo e Innovación de Estructuras y Materiales (Idiem) de la Universidad de Chile y ha obtenido el reconocimiento del Ministerio de Vivienda y Urbanismo (Minvu). Su extensa aplicación permite desde la realización de elementos tan básicos como el "nicho" para un medidor de agua potable o para los cilindros de gas, hasta la confección de muros curvos, frontones de techumbres, bow-windows, losa de entrepisos o muros de fachada de las más variadas geometrías. Es por eso que además se ha utilizado en la construcción de condominios y casas aisladas, edificios, hoteles, universidades, centros comerciales, entre muchos otros.