ejercicio 1 gema pozuelo

CIENCIA Y TECNOLOGÍA

DE LOS MATERIALES

Gema Pozuelo Muñoz

1. NATURALEZA DE LAS CALES

● Cal: todo producto, sea cual fuese su composición y aspecto físico, que proceda de la calcinación de piedras calizas.

● Piedras calizas: son rocas sedimentarias con carbonato cálcico

Existen dos grupos:

- Rocas carbonatadas: formadas por caliza y dolomita.

• → :Rocas intermedias formadas por

margas, que en función de su contenido en carbonato

• :Existen dos tipos fundamentales de cales– Cal aérea - Cal hidráulica

1. NATURALEZA DE LAS CALES

Cal aérea de Romita

2. PROCESO DE FRABRICACIÓN2. PROCESO DE FRABRICACIÓN

2.1.Extracción en cantera ■ En España: canteras a cielo abierto (también pueden en galería). ■ El arranque de la caliza se realiza mediante explosivos, realizando las

perforaciones para alojar la carga con maquinaria especializada (grandes bloques).

■ Taqueo: Operación para reducir de tamaño y obtener dimensiones manejables.

■Medio de transporte de la cantera a la fábrica: economía y seguridad.

Extracción en activo

PLANTA DE MACHAQUEO

2. PROCESO DE FABRICACIÓN

2.2.Trituración previa.

► El material obtenido varía enormemente: 1 mm a 40 cm → TRITURAR PARA:

- Para homogeneizar - Facilitar la entrada en el horno- Facilitar la cocción

POR LO TANTO: - MACHAQUEO PREVIO → machacadora 1. MOLIENDA →molino.

►Grado de trituración final: en función del tipo de horno.


2.3. Cocción y obtención del producto comercial

■ La transmisión de calor → superficie de contacto → homogeneidad- Piedras gruesas → no se quedará bien cocido el núcleo de las misma- Piedras demasiado trituradas → poco espacio para un tiro adecuado

■ Es decir: cualquier variación en los tamaños, produce un cambio en la condición/tipo del horno.


■Tipos de hornos: - Hornos intermitentes: de baja producción y por tanto anticuados.☻ :Rudimentarios Son tan primitivos que casi no pueden llamarse hornos. ☻ :De cuba La cocción dura 5 días y la producción es baja. Consumen leña o carbón. - Hornos continuos: Son verticales, se cargan por la parte superior.☻ :Rüdersdorf Pueden producir unas 8 toneladas de cal en 24 horas. Consumen

carbón. ☻ :De llama corta Son de funcionamiento continuo y se cargan capas salternadas de

caliza☻ Verticales modernos: Consume carbón. Están indicados para cuando se desea

obtener cales seleccionadas, y cuando el mercado es variable y absorbe pequeñas cantidades del producto.

☻ :Rotatorios Pueden funcionar con carbón, aceite pesado y gas. Están indicados para cuando se requieren grandes producciones, y cuando el mercado puede absorber una cal común.


2.3.1.Producción de cales aéreas


En función del contenido de calcita y dolomita en las rocas de materia prima, tienen diferentes denominaciones:

► :Caliza Si contiene entre 90 y 100% de carbonato cálcico (CaCO3) y entre 0 y 10% de carbonato de calcio y magnesi(CaMg(CO3)2).

► :Caliza dolomítica Si contiene entre 50 y 90% de carbonato cálcico y entre 10 y 40% de carbonato de calcio y magnesio.

► :Dolomita calcítica Si contiene entre 10 y 40% de carbonato cálcico y entre 50 y 90% de carbonato de calcio y magnesio.

► :Dolomita Si contiene entre 0 y 10% de carbonato cálcico y entre 90 y 100% de carbonato de calcio y magnesio.


2.3. Cocción y obtención del producto comercial2.3.1.Producción de cales aéreas.

. .A Cocción

♣ Se cuecen en el horno (a los 800ºC) para separar el dióxido de carbono CO2, que va a la atmósfera

♣ Se hidratan para obtener el hidróxido de calcio Ca(OH)2.

♣Cal viva CaO: sometiendo a la roca a una temperatura > 1100ºC:

CaCO3+ calor CaO + CO→ 2

. .B Hidratación

♠ La cal vivacal viva(CaO) obtenida, si se pusiera en obra directamente, al mezclarla con agua, se hidrataría rápidamente desprendiendo calor.



♠ Es una reacción difícilmente controlable a pie de obra por lo que →PREVIAMENTE en fábrica y controlando el proceso, se hidrata la cal viva, obteniendo hidróxido de calcio Ca(OH)2: cal apagada

♠ La reacción que se produce es la siguiente:CaO+ H2O Ca(OH)→ 2+ calor

En las instalaciones de fabricación de cal aérea, existen dos zonas claras: ► Zona de calcinación: Donde se encuentra el horno.

► Zona de hidratación: Formada por tres artesas para el apagado de la cal.

2.3.1.Producción de cales aéreas

2.3. Cocción y obtención del producto comercial 2.3.1.Producción de cales aéreas

B. Hidratación• Tiempo de hidratación o de apagado: 20 min.• El tiempo de hidratación varía en función del: 1. Contenido de óxido de magnesio (MgO):

El óxido de magnesio se hidrata más lentamente que el óxido de calcio → al aumentar el contenido de MgO aumenta el tiempo de hidratación 2. .Temperatura de cocción de la mezcla

– Al aumentar la temperatura de cocción → el óxido de calcio se hidrata más lentamente → mantener la temperatura en torno a los 1100ºC.

Si la temperatura de cocción es baja, el proceso de descarbonatación puede no ser completo, y la hidratación posterior es más lenta.



2.3. Cocción y obtención del producto comercial 2.3.2. Producción de cales hidráulicas

Las materias primas para obtener cales hidráulicas, son las rocas calizas margosas y las margas calcáreas.

Éstas se diferencian en función del contenido de caliza y arcilla:

► :Caliza Si contiene entre 90 y 100% de carbonato cálcico CaCO3 y entre 0 y 10% de arcilla.

► :Caliza margosa Si contiene entre 80 y 90% de carbonato cálcico y entre 10 y 20% de arcilla.

► :Marga calcárea Si contiene entre 60 y 80% de carbonato cálcico y entre 20 y 40% de arcilla.


2.3. Cocción y obtención del producto comercial 2.3.2. Producción de cales hidráulicas

A.Cocción.

►Con el cocido se separa el dióxido de carbono CO2 del agua combinada y los carbonatos (estos últimos se van a la atmósfera).

► Las arcillas pierden su agua combinada a los 500ºC

► El carbonato cálcico CaCO3 se descompone a los 800ºC.

► Se somete a 1200ºC, provocando la formación de silicato cálcico (SiO2CaO) y aluminato cálcico (Al2OCaO).

Calizas margosas + calor CaO + CO→ 2+ SiO2CaO + Al2O CaO


2.3. Cocción y obtención del producto comercial.

2.3.2. Producción de cales hidráulicas

B. Hidratación.

► El proceso de hidratación de estas cales es diferente al de las cales aéreas.

► El silicato y aluminato cálcicos, proporcionan a la cal su carácter hidráulico.

► Pero estos se alteran por el agua por debajo de los 140ºC l→ a hidratación debe realizarse a una temperatura > 140ºC.

CaO+ SiO2CaO+ Al2OCaO+ H2O + calor Ca(OH)→ 2+ SiO2CaO + Al2OCaO


2.4. Molienda, almacenaje y ensacado

En función del tipo de cal, varía la molienda, el almacenaje y ensacado: ► La cal viva no puede almacenarse durante mucho tiempo porque se apaga fácilmente con el aire. Suele venderse en terrones o molida, a la finura deseada por el cliente. ► La cal apagada se suministra generalmente en polvo, y en menor proporción en pasta.► Las cales aéreas e hidráulicas, se envasan en bolsas herméticas de papel, con plástico interior.► La cal hidráulica se somete a un proceso de cernido (separación de parte fina/gruesa) después del apagado. Se suministra en polvo. Deben conservarse en almacenes muy secos, sin contacto alguno con el aire.


3. FRAGUADO► El fraguado de la cal se produce al reaccionar el hidróxido de calcio con el dióxido

de carbono del aire, regenerando el carbonato cálcico.

Éste carbonato cálcico ocupa menor volumen que el hidróxido de calcio.

La reacción que se produce es la siguiente:Ca(OH)2+ CO2→CaCO3+ H2O

■ Esta reacción es lenta, y sus efectos no comienzan antes de las 2 horas. Éste se considera el principio de fraguado. ■ La plasticidad de la pasta se mantiene durante 48 horas. ■ La presencia de óxido de magnesio (MgO) en la pasta aumentan su plasticidad.■ Como a partir de las 48 horas comienza la pérdida de plasticidad, se considera este tiempo como el final de fraguado. ■ El tiempo de fraguado se mide con la aguja de Vicat, y los valores fijados por la norma aparecen , además


3. FRAGUADO

♣ La cal hidráulica puede fraguar, incluso bajo el agua

El ensayo consiste en realizar una mezcla a la cual se le debe calcular el contenido de agua. Se echa la mezcla en el molde de muestra, se compacta y se deja caer la sonda/punta en el punto medio del molde de muestra. Se espera 30segundos y si esta sonda penetra hasta una profundidad de hasta +/-34 mm este cemento cumple con la norma de acuerdo a su consistencia y el ensayo resulta correcto.

ejercicio 1 gema pozuelo

Business