Uso De La Cal Hidratada.

Aplanados.- El uso más común de la cal en la construcción lo constituyen los aplanados a base de morteros de cal, con los cuales se llegan a desarrollar resistencias  suficientemente altas para garantizar la adherencia del mortero a las paredes. Los tipos de aplanado pueden ser gruesos cuando se emplea más arena o finos donde la arena empleada es cernida con el objeto de lograr una superficie más lisa, a un lado de estos dos tipos de aplanados se pueden lograr una gran variedad de combinaciones dependiendo de la textura que se busque en este tipo de trabajo.

Mamposterías.- Por mucho tiempo se  ha empleado el  mortero de cal  para pegar o juntear mampostería de piedra braza o de tabique, este tipo de trabajo se realiza ahora mejor con  los  morteros  hidráulicos, sin  embargo  cabe  destacar  que  el  empleo  de  la  cal  es  muy económico y aconsejable para aquellas obras de cimentación rústica o de mampostería que no requiere ni de elevadas resistencias ni de ganancia rápida de resistencia.

Estabilización de suelos.- Quizás una de las aplicaciones  que cada día se vuelven más populares en la industria de la construcción es la estabilización de suelos con cal. Esta aplicación se da tanto en carreteras como en cimentaciones en general, donde la presencia de suelo arcilloso se convierten en un peligro para la estabilidad de las construcciones que se apoyan en ellos. Primero la cal se mezcla en seco con el suelo y después de adicionarle la cantidad adecuada de agua (generalmente un 2% arriba del óptimo) se compacta al grado requerido, de esta manera se disminuye la peligrosidad de los suelos arcillosos. La cal actúa como inhibido de la plasticidad y proporciona  al  mismo  tiempo  elementos  de  dureza  en  su  proceso  lento

pero  efectivo  de combinación química con los diversos minerales de las arcillas. La cantidad de cal a usar depende de la acidez o alcalinidad del suelo según se mide por el "ph" del mismo, porcentajes de cal de 2-

4% por peso del suelo seco son comunes en la estabilización de suelos. En carreteras se llega a especificar en ocasiones el uso de la calhidra para la estabilización de bases y subbases, en este caso la cal reacciona químicamente con la sílica y la alúmina de los finos formándose silicatos y aluminatos de calcio que son agentes cementantes que aglutinan a las partículas más grandes.

Proporciones De Morteros De Cal.

La cal se usa más frecuentemente como integrante de los morteros de cal, y muy poco sola en forma de pasta (la pasta se emplea generalmente para alisar superficies), los morteros son una mezcla de cal, arena y agua. 

Dependiendo de la aplicación particular del mortero se fijan las proporciones, de manera que resultaría muy aventurado el indicar de antemano proporciones que puedan emplearse con  confianza para  tal  o  cual aplicación, en  la  mayoría  de  los  casos la dosificación   debe   partir   de   la   práctica   y   posteriormente  deben   hacerse   correcciones. Generalmente las proporciones de los ingredientes se expresan por volumen, por ejemplo los morteros 1:1, 1:2, 1:3, etc., estas cantidades representan tres diferentes mezclas en las cuales para cada unidad de volumen de cal a emplear se deben combinar una, dos y tres partes de arena por volumen, la cantidad de agua dependerá de la consistencia, el tiempo de fraguado y la resistencia que se busque. La cantidad de agua no debe tomarse de libros o recomendaciones bibliográficas puesto que no es realista el asumir que se cuenta con materiales semejantes. Lo que se debe hacer es una serie de ensayes prácticos con el apoyo de un laboratorio hasta lograr los resultados deseados,  y  después  hacer  ajustes  en el  campo,  puesto  que  para  todo  trabajo  en  obra  las condiciones climáticas son variables.

La elaboración de los morteros de cal es muy sencilla, generalmente se realiza con palas, primero se mezclan la cal y la arena hasta lograr una mezcla homogénea, después se va añadiendo la  cantidad  de  agua necesaria  para  dar  la  consistencia  deseada.  El  uso  de  la  cal  facilita grandemente el trabajo con los morteros, ya que cuando la consistencia de la mezcla es baja o el mortero se ha endurecido un poco, solo es necesario adicionarle más agua, con la cal no ocurre lo que con el cemento, donde una vez que el agua hace contacto con el cemento, el proceso de fraguado se inicia y después de un tiempo ya no se puede interrumpir.

Propiedades De La Cal Hidratada.

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

 

Donde el numerador está integrado por la suma en peso de la sílice, la alúmina y el hierro, mientras el denominador se integra por la cal (cal viva) más la magnesia. De acuerdo con el investigador Vicat, a medida que el índice hidráulico aumenta, aumenta también la rapidez de fraguado de la cal, la Tabla 5.1 muestra una clasificación de diversas cales, la tabla muestra también la influencia de las impurezas representadas por la presencia de arcilla en la materia prima.

Tabla 5.1. Tipos de Cal Según su Contenido de Arcilla.

Como se observa, la reactividad de la cal es función directa de los contenidos de arcilla,

esto no es nada extraordinario ya que es así como se elaboran los cementos hidráulicos, es decir con una fusión de materiales calcáreos y arcillosos, solo que en el caso de la cal los materiales arcillosos se encuentran como impurezas de la materia prima. Otras características como la densidad y la resistencia también se relacionan con la composición química de las cales, de manera que a medida que la cal se vuelve más hidráulica su densidad aumenta y como se observa en la Tabla 5.1, la cal límite prácticamente se convierte en un cemento. La calhidra de uso común tiene una densidad promedio de 2.3 que es baja comparada con los cementos que oscilan entre 3.0 y  3.15. La resistencia que puede generar la cal depende de la reactividad de la misma, como generalmente se combina la cal con arena y por supuesto con el agua, frecuentemente se expresa la resistencia de la cal como aquella lograda por un mortero, por ejemplo un mortero 1:3 (una parte de cal por tres de arena) con la cantidad de agua requerida puede generar una resistencia entre 10 y 20 kg./cm2.

Proceso de Producción de la Cal.

El proceso de producción de la cal consta de las siguientes etapas:

1. Extracción de la roca caliza.- Como la roca caliza es dura (dureza 3 en la escala de Mohs), generalmente se requieren explosivos para fragmentarla, en caso de ser necesario los fragmentos más grandes se someten a una trituración primaria para reducirlos al tamaño adecuado.

2.  Cocción.-  Esta  etapa  consiste  en  someter  a  la  roca  caliza  previamente  fragmentada  a temperaturas que oscilan entre 800 y 900°C, con lo cual se desprende el bióxido de carbono y se obtiene la cal viva (CaO). Los hornos en los cuales se lleva al cabo esta operación pueden ser de diversos  tipos,  desde  muy  sencillos  hasta  muy  complicados.  Los  hornos  pueden  ser:  a) intermitentes o b) continuos. En los hornos intermitentes se realiza solo una quema a la vez y es necesario cargar la roca caliza, quemar y posteriormente descargar para dejar libre el horno para la siguiente hornada, mientras que en los hornos continuos la roca caliza se carga por un lado y por el otro se descarga la cal viva, todo en una operación más o menos continua.

3. Apagado.- La cal viva es muy inestable puesto que tiende a absorber agua hasta del medio ambiente, el material en estas condiciones resulta peligroso puesto que  puede quitarle  humedad a las plantas, los animales y cualquier ser vivo por simple contacto. Por esta razón la cal viva, de aspecto blanco es sometida al apagado o la hidratación con el objeto de obtener la cal hidratada o hidróxido de calcio (Ca (OH)2),

en el proceso se libera calor. El apagado que se practica en la industria varía desde apagado por riego o aspersión hasta el apagado por inyección de vapor de agua, cualquiera que sea el método, el objetivo principal del proceso es no dejar ningún resto de cal viva sin hidratar, puesto que esto ocasionaría pérdida de consistencia en las mezclas de cal y daños posteriores, ya que la cal viva absorbe aproximadamente 3 veces su volumen de agua.

4. Molienda.- Como la cal se vende molida para facilitar su aplicación, el proceso tiene que ver con el costo de la misma puesto que un método de molienda refinado eleva el costo de la cal. El método más recurrido para la molienda es el que emplea martillos pulverizadores en un sistema rotatorio, posteriormente el material molido se separa mediante cribas, regresándose cíclicamente aquel material que no cumple con el grado de finura requerido.

5. Almacenaje y  envasado.- Como muchos productos a  granel, la  cal  se almacena en silos verticales y se envasa por gravedad en bolsas de papel reforzadas de 25 Kg de peso.

Materias Primas para la Producción de Cal

La materia prima más importante en la elaboración de la cal es la roca caliza (CaCO3), la cal empleada en la construcción se conoce como cal hidratada o calhidra, la cual proviene de un proceso de calcinación o quema de la roca caliza y un apagado o hidratación. Estas etapas se representan químicamente de la siguiente manera:

1. La roca caliza debidamente triturada se somete al calor con lo cual se desprende bióxido de carbono y queda como residuo la cal llamada cal viva (CaO).

2. La cal viva es sumamente difícil de manejar en la construcción debido a su gran avidez por jalar agua del medio ambiente y ser sumamente peligrosa si hace contacto con la piel. Por esta razón la cal se somete a una etapa de apagado o de hidratación con lo cual se logra que el material sea más estable, en el proceso se obtiene el hidróxido de calcio y se desprende calor, esto se representaría de la siguiente forma.

La calhidra al combinarse con el agua en cualquiera de sus aplicaciones produce una pasta que posee un cierto tiempo de fraguado, este proceso básicamente se presenta al perderse un cierto volumen de agua por evaporación, subsecuentemente la mezcla va ganando bióxido de carbono del ambiente al tiempo que se va secando, llegando eventualmente a convertirse en una piedra caliza, el fenómeno se representa como sigue:

Uso del Yeso en la Construcción.

Algunos de los usos que se da al yeso en la construcción son los siguientes: aplanados en general,  emboquillados,  perfiles  decorativos,  bajorrelieves,  falsos  plafones  y  paneles prefabricados.

Aplanados.- Este nombre se aplica a los trabajos de yeso que se hacen sobre muros o techos para revestir propiamente al tabique, al bloque de concreto o al concreto hidráulico. La mezcla debe hacerse sobre una tarima o en un cajón, el cajón debe ser adecuado en tamaño para el ritmo de trabajo del yesero, ya que debe estar cerca de él para poder llenar con una cuchara la talocha o llana de madera con la que el yesero embarra el yeso sobre la superficie por enyesar, posteriormente el yesero emplea una llana metálica para dejar la superficie lisa. El aplanado de las  superficies debe hacerse tratando de subsanar todas las imperfecciones consumiendo un mínimo  de  yeso  pero  proporcionando  aislamiento  térmico.  El  espesor  de  recubrimiento generalmente varia entre 1 y 2 cm.

Para que el trabajo de aplanado con yeso sea satisfactorio se debe tener cuidado de limpiar perfectamente la superficie para favorecer la adhesión. Cuando el yeso se pretenda aplicar sobre el concreto, es recomendable picar la superficie del concreto inmediatamente después del descimbrado, cuando el concreto todavía no está muy duro, de esta manera el yeso se adhiere mejor.

La calidad y uniformidad del trabajo de aplanado con yeso que se puede lograr está en función de los requisitos que se quieran imponer, por ejemplo, el yesero simplemente puede embarrar las superficies con las llanas hasta lograr una superficie lisa y sin embargo no esta garantizado que el espesor sea constante o que las superficies sean perfectamente verticales o perfectamente horizontales. Para lograr un trabajo de calidad es necesario que el yesero siga alguna o algunas de las siguientes prácticas:

1) hacer uso de hilos atados a clavos en las paredes a trabajar (reventón), los hilos definirán el espesor que se pretende colocar, normalmente de unos dos metros para que el yesero
alcance bien con su regla de madera.

2) hacer uso de tiras de madera clavadas a la superficie para cumplir con el mismo propósito del inciso anterior
3) emplear el plomo y la regla para controlar la verticalidad del acabado en el caso de muros.

Emboquillados.-  El  emboquillado  consiste  en  formar  los  marcos  de  las  puertas  y ventanas, este trabajo se lleva al cabo después del aplanado de muros, generalmente se cotiza aparte pues requiere de un cuidado muy especial para formar perfectamente las esquinas de los marcos. En ocasiones las esquinas de los marcos se protegen con algún tipo de protección metálica para que duren más y puedan restaurarse más fácilmente cuando se deterioren.

Perfiles  decorativos.-  La  creación  de  perfiles  decorativos  de  yeso  aún  se  siguen empleando para formar cornisas, zoclos o marcos en ventanas y puertas. Los perfiles se pueden elaborar en la obra o prefabricarse.

Tableros o  paneles de  yeso.- La  industria de  prefabricación de  tableros de yeso es relativamente nueva, este tipo de elemento constructivo se forma de un corazón de yeso cubierto por ambos lados con algún material protector como el papel cartón o el viníl según el tipo de acabado que se quiera dar o la protección que se desee. Los tableros de yeso se emplean mucho en la construcción de muros divisorios, los tableros se unen por medio de una estructura de madera ya sea clavándolos o atornillándolos, la unión de los tableros deja una junta o serie de juntas que se pueden resanar con yeso o algún otro material.
Se han llegado a emplear el yeso para construir sistemas de techado donde se elabora un tipo de concreto a base de yeso empleando un agregado para consumir menos material, en este tipo  de  trabajo  se  debe  tener  un  refuerzo  (generalmente  malla  de  acero  y/o  fibras)  y  un tratamiento final impermeabilizante. Las posibilidades del yeso aumentan mucho cuando se le combina con la cal para acabados en exteriores.

Proporciones de las Pastas y Morteros.

La manera más común de emplear el yeso en la construcción es como pasta (yeso + hacerse por intentos hasta lograr la consistencia y la adherencia deseadas, los intentos se deben hacer por peso y después se debe establecer una rutina de trabajo convirtiendo las cantidades a volúmenes. Es impráctico señalar de antemano algún proporcionamiento para trabajar el yeso, puesto que las características de la pasta son influenciadas por la finura, la densidad y la pureza del yeso, así como de la calidad del agua y las condiciones ambientales. En pastas ordinarias de yeso tal vez se consuma alrededor de un 50% de agua por volumen.

Si bien es cierto que la costumbre en el medio de la construcción es la de usar con más frecuencia las pastas de yeso, esta práctica es especialmente costosa cuando las superficies donde se aplicará el yeso son muy irregulares, como en el caso de muros de tabique o de bloque mal plomeados o mal ejecutados, o también cuando se trata de losas donde se empleó cimbra de mala calidad. Por otro lado las pasta además de ser caras no son tan estables al secado pues se producen microfisuras. El uso de arena fina (de bajo coeficiente de expansión térmico) permite darle un mejor comportamiento al material y a la vez reduce el consumo de yeso (baja el costo), este tipo de combinación se llama mortero de yeso (yeso + arena + agua). Las proporciones de arena a yeso podrían ser de 0.3 a 1 por volumen, esta mezcla se coloca como base en la superficie por tratar y posteriormente se le da un afine con pasta de yeso para dejar la superficie lisa. Otra manera de lograr una mezcla  más trabajable, que no frague rápido y  a  la  vez aumente su resistencia  al  intemperismo es  adicionándole cal,  en  este  caso  se  acostumbra adicionar  un volumen de cal igual al del yeso.