Tema 9: Conglomerantes y conglomerados.1. El proceso conglomerante: estado fresco,

fraguado y endurecimiento. Hidraulicidad.

2. Yeso y escayola. Productos y aplicaciones.

3. Cal aérea e hidráulica. Cementos naturales y artificiales.

4. Derivados y materiales compuestos de matriz conglomerante. Pastas y Morteros.

5. Aditivos y adiciones.

6. Normativa, designación y aplicaciones.MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Curso 2007-2008. EUAT. Campus de GuadalajaraProfesor Gonzalo Barluenga Badiola

Objetivos Docentes del Tema 9:

• “Conocer las propiedades de los materiales conglomerantes, tipos, procesos de fabricación y aplicaciones, designación y normativa”.

• “Conocer los tipos de morteros y productos conglomerados, designación, normativa y aplicaciones”.

Cales de construcción• Hay dos tipos: aérea e hidráulica.

• Cales aéreas:

• Provienen de la calcinación de piedras calizas, produciendo la descarbonatación (cal viva, CaO).

• Posteriormente se hidrata (cal apagada, Ca(OH)2).

• El apagado se realiza: al aire, por aspersión o por inmersión (se obtiene cal en pasta).

• La cal apagada se mezcla con agua y se utiliza en forma de pasta o mortero (añadiendo arena).

• El endurecimiento se produce por carbonatación (CO2).

Ciclo de la Cal

Proceso de fabricación de la cal

Cales hidráulicas

• Provienen de la calcinación de margas o calizas margosas (entre 10 y 25 % de arcillas).

• Aparecen compuestos que fraguan bajo el agua (silicatos y aluminatos cálcicos).

• El índice hidráulicodetermina la relación entre arcillas y caliza (parte que fragua bajo el agua):

Cal aérea < 0,1

Cal hidráulica 0,15-0,50

Cemento > 0,5

Tipos de Cales de construcción (RCA-92)

Composición de las Cales (RCA-92)

Aplicaciones de las Cales

(la cal aumenta la plasticidad del mortero)

Marcado CE de Cal para Construcción

• El Marcado CE es obligatorio para la Cal para Construcción (2003).

• Las especificaciones de producto se establecen en la norma UNE-EN 459-1.

• Se aplica el Sistema 2 de evaluación de la conformidad:

Marcado

Declaración del fabricante

Certificado de control de producción en fabrica

Recepción de cales de construcción

Cementos naturales y artificiales

• Son materiales conglomerantes obtenidos por calentamiento hasta la clinkerización (sinterización) de carbonato cálcico, sílice y alúmina.

• Los productos obtenidos son hidráulicos (silicatos y aluminatos cálcicos que fraguan bajo el agua).

• Se muelen hasta obtener materiales en forma de polvo muy fino.

• Aunque se trata de materiales artificiales, se distinguen:

Naturales: se usan calizas margosas (arcillosas).

Artificiales: se mezclan calizas y arcillas en proporción tal que toda la cal reaccione con los silicatos.

Tipos de Cementos• Entre los cementos artificiales, se distinguen:

• Pórtland: Constituido por silicatos cálcicos (y aluminatos en menor proporción) llamados clinker, a los que se añade yeso tras la cocción (regulador del fraguado).

• Aluminato Cálcico: Se fabrican con caliza y bauxita (alúmina), obteniéndose aluminatos cálcicos (alta resistencia inicial)

• Siderúrgico: Mezcla de clinker de Pórtland, yeso y escoria de alto horno.

• Puzolánico: Mezcla de clinker de Pórtland, yeso y puzolana (material silíceo que mezclado con cal y agua produce compuestos hidráulicos).

• Especiales

Proceso de fabricación del Cemento Portland

Componentes del Cemento Pórtland

• Son compuestos de óxidos de silicio, aluminio y calcio.

• Silicato tricálcico(SC3): Aporta resistencia inicial

• Silicato bicálcico(SC2): Aporta resistencia a largo plazo.

• Aluminato tricálcico(AlC3): Aporta resistencias iniciales

Acelera la velocidad de fraguado (el yeso controla su proceso de hidratación).

• Ferroaluminato tetracálcico (FAlC4): Acelera el fraguado.

Los óxidos de hierro actúan como fundentes. Dan el color gris al cemento (no se incluyen en los cementos blancos).

Productos de hidratación del Cemento Portland

• Al entrar en contacto con agua, los componentes del cemento reaccionan (se hidratan), formando productos:

• Portlandita: Cristales de hidróxido cálcico (cal libre).

• Geles tobermoríticos: Estructuras laminares formadas por silicatos y aluminatos cálcicos hidratados (CSH).

Entre las láminas se sitúan moléculas de agua que se polarizan.

• Ettringita: Cristales de sulfo-aluminato cálcico en forma de agujas (muy expansiva).

Pasta de cemento hidratada

Productos de la hidratación de los Cementos Pórtland

Características de los Cementos Pórtland

• Finura de molido: facilita la hidratación del cemento.

• Tiempo de fraguado: Tiempo que tarda la pasta de cemento en adquirir rigidez (principio y fin de fraguado).

• PH: muy alcalino (por la presencia de portlandita).

• Retracción: debida al agua de amasado no combinada.

• Calor de hidratación: Depende de la velocidad del fraguado (componentes del cemento).

• Rigidez y Resistencia mecánica : La pasta al fraguar adquiere rigidez y, con el tiempo, resistencia (endurece).

Adiciones de los Cementos Pórtland

• Los cementos actuales no son clinker puro.

• Todos llevan adiciones minerales(componentes que reaccionan con los productos de hidratación).

• Las más habituales son:

Filler calizo (L, LL)

Cenizas volantes (V, W))

Escorias (S)

Puzolanas (P, Q)

Humo de sílice o Microsílice (D)

Clasificación y designación de Cementos

• El PGCR de cementos (RC-03) define los diferentes tipos de cementos que se pueden utilizar en construcción.

• Tipos de cemento: Dependen de la composiciónCEM I: Más de 95 % de clinker.CEM II: Entre 65 y 94 % de clinker (resto adiciones)CEM III: 20-64 % de clinker y 36-80 % escorias horno.CEM IV: 45-89 % de clinker y 11-55 % puzolanas.CEM V: Compuesto de clinker, escoria y puzolana.

• Clases resistentes: resistencia a compresión a los 28 días.

• Designación: Tipo de cemento/ Tipo de adición/ Clase resistente

52,5 R52,5 N42,5 R42,5 N32,5 R32,5 N

Productos y aplicaciones de los Cementos

• Pastas: Mezclas de cemento y agua con otros componentes minoritarios.

(pastas de agarre, revestimientos, capas niveladoras, lechadas)

• Morteros: Cemento, agua, arena y otros componentes minoritarios.

(Revestimientos, albañilería, pavimentos …)

• Hormigones: Cemento, agua, arena, grava y otros componentes minoritarios. (Aplicaciones estructurales)

• Prefabricados: Productos hechos en fábrica.

(baldosas, placas, elementos estructurales, GRC …)

Marcado CE de los Cementos• Los cementos comunes requieren Marcado CE (Sistema

1+ : Marcado, Declaración y Certificación).

• Los cementos especiales requieren CCRR.

• Si el cemento se utiliza para fabricar hormigón para estructuras, debe cumplir los requisitos de la EHE.

• El RC-03 recoge la necesidad de realizar ensayos de caracterización si el cemento no posee un Distintivo de calidad reconocido dentro de la UE.

• Los ensayos no son obligatorios si tiene marcado CE, Distintivo de calidad o no es para aplicaciones estructurales.

Recepción de los Cementos

Tema 9: Conglomerantes y conglomerados.

1. El proceso conglomerante: estado fresco, fraguado y endurecimiento. Hidraulicidad.

2. Yeso y escayola. Productos y aplicaciones.

3. Cal aérea e hidráulica. Cementos naturales y artificiales.

4. Derivados y materiales compuestos de matriz conglomerante. Pastas y Morteros.

5. Aditivos y adiciones.

6. Normativa, designación y aplicaciones.

Bibliografía de consulta recomendada. Tema 9

• PGCR de Yesos y Escayolas en las obras de Construcción, RY-85.

• PGCR de Cales en obras de estabilización de suelos, RCA-92.

• Instrucción para la Recepción de Cementos, RC-03.

• Alejandre Sánchez, F. J.; Historia, caracterización y restauración de morteros, IUCC, Universidad de Sevilla, 2002.