CALES - Apagado de la cal

CONSIDERACIONES PREVIAS
El oxido de calcio se combina con el agua dando lugar al hidróxido cálcico, desprendiendo calor y provocando un aumento de volumen.
La reacción viene definida por la fórmula:
CaO + H2O = Ca(OH)2
La velocidad de hidratación depende de los siguientes factores:
     1. DE LAS CANTIDADES FÍSICAS DE LA CAL VIVA
La cal finamente dividida o en terrones muy porosos presentará una gran superficie a la acción del agua y se hidratará rápidamente.
     2. DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA CAL VIVA
Cuanto más pura sea la cal viva, mayor será la velocidad de hidratación. La hidratación de una cal viva impurificada por magnesia frena la hidratación.
     3. DE LA TEMPERATURA DE COCCIÓN DE LA CALIZA
Lo mismo los fragmentos poco cocidos que los sobre cocidos tienen poca capacidad para hidratarse.
El apagado de la cal hidráulica es un fenómeno mucho más complejo debido a los silicatos y aluminatos que contiene.
Generalmente, el pagado se realiza humedeciendo la cal hidráulica con suficiente cantidad de agua, apilándola en montones y cubriendo éstos con arena para conservar la temperatura.
Estas sales, silicatos y aluminatos, son las que proporcionan a la cal su carácter hidráulico.

SISTEMAS DE APAGADO     1. AL AIRE
La cal viva expuesta al aire absorbe la humedad de éste y llega a apagarse, pulverizándose por efecto del aumento de volumen.
Este proceso es lento y tienen el grave inconveniente de que, a continuación del apagado, se produce el proceso de re carbonatación por reacción con el CO2 del ambiente. Con esto pierde sus propiedades conglomerantes.
     2. POR ASPERSIÓN
La cal viva, dispuesta en capas, no de mucho espesor, se riega con agua y se reduce a polvo por sí misma. Si se va a almacenar, suele cubrirse con arena hasta el momento oportuno.
     3. POR FUSIÓN
Este procedimiento consiste en añadir agua a la cal viva en un estanque o excavación en el terreno.
También se utiliza este sistema cuando se apaga la cal en obra en el momento de la utilización. Entonces, el recipiente de apagado es un hoyo practicado en el montón de arena preparado para hacer el mortero correspondiente.
Por este sistema se obtiene la cal apagada en pasta
El fenómeno llamado de COCCIÓN, es el que se produce por una adición insuficiente de agua, o más probablemente, por un batido inadecuado, de forma que algunas partes de la cal han recibido poco agua, produciéndose una elevación de temperatura grande.
La INUNDACIÓN es debida a una excesiva cantidad de agua que retarda la hidratación por mantener la temperatura demasiado baja.
Por ambos fenómenos se producen perturbaciones debidas a una hidratación parcial no expansiva.
     4. EN AUTOCLAVES
Calizas dolomíticas, que por otros procedimientos no se apagaban completamente, en los autoclaves se apagan en su totalidad, y en un tiempo económicamente interesante.
Por otra parte, parece que la cal apagada en autoclave presenta una plasticidad mucho mayor que la apagada a presión atmosférica. Por este motivo, es mucho más fácil de extender con la llana, con lo que el rendimiento, en operaciones de acabado de enlucidos aumenta considerablemente.
     5. EN HIDRATADORES MECÁNICOS
Uno de los fines principales de estos hidratadores mecánicos es conseguir una perfecta dosificación de la mezcla de cal viva y agua. Los hidratadores de estos tipos cumplen este fin a la perfección, lográndose un material de calidad
Sea cual sea el procedimiento de apagado de la cal, debe pensarse que la cal apagada que se ha obtenido no debe usarse inmediatamente, hay que contar con un plano de 4 a 5 semanas de almacenamiento, sin contacto con el aire, para conseguir la perfecta y total hidratación y evitar así expansiones retardadas, que puede producir defectos.

YESOS - Tipos

El sistema sulfato cálcico-agua, es muy complejo. En efecto existen, el sulfato cálcico dihidratado, hemihidratado, y anhidro. No obstante, de esos productos hay otros varios tipos.

CLASIFICACIÓN SEGÚN LAS CONDICIONES DE COCCIÓN.
Conforme va subiendo la Tª de calcinación, la piedra de yeso se van obteniendo diferentes productos:
-De 120 a 170ºC.
Se obtiene HEMIHIDRATO , del que existen 2 formas alotrópicas, llamadas yeso alfa y yeso beta.
El yeso alfa puede obtenerse, en autoclave, pues para su formación es indispensable que se produzca una atmósfera saturada de vapor de agua o próxima a la saturación
Cuando se fabrica yeso beta, ordinario, en calderas, siempre se produce yeso alfa en mayor o menor medida, puesto que en la caldera siempre hay presente vapor de agua
El HEMIHIDRATO alfa es más compacto, tiene rasgos cristalinos, el HEMIDRATO beta, es esponjoso, no cristalino, tiene aspecto terroso. La forma es la de mayor contenido energético y la más soluble, y por consiguiente la de menor estabilidad. El HEMIHIDRATO beta es el más importante componente del yeso comercial. El HEMIHIDRATO alfa presenta una gran resistencia a la tracción y compresión comparado con el HEMIHIDRATO .
-De 170 a 250ºC.
Se forma la ANHIDRITA SOLUBLE, que presenta una gran avidez por el agua, por lo que es muy inestable, pasando rápidamente al hemihidrato al absorber la humedad atmosférica. También se presenta en las formas alfa y beta.
De la ANHIDRITA INSOLUBLE, solo hay una forma. Se obtiene por calcinación entre 600 y 900ºC. La anhidrita insoluble no toma agua en cantidad apreciable. Para su fraguado es necesario emplear acelerantes.
Realizando la deshidratación entre 900 y 1000ºC se obtiene YESO HIDRAÚLICO. El sulfato cálcico se disocia entonces, y la cal libre, contribuye a acelerar el fraguado, aunque, de todas formas este es lento. Puede fraguar bajo el agua. Se emplea para pavimentos.
Hay otros 2 productos de yeso fabricados a 1000ºC, el cemento KEENE y el PARIAN, obtenidos por cocción del hemihidrato después de inmersión durante varias horas en una solución de alumbre.


YESOS COMERCIALES

• Se designa YG, al YESO GRUESO de construcción, posee un índice de pureza de 75-80%, constituido por sulfato cálcico semihidrato y anhidrita soluble. Puede llevar reguladores de fraguado. Se utiliza como pasta de agarre en tabiques, en revestimientos interiores y como conglomerante auxiliar. Se le llama yeso negro.
• Se designa YF, al YESO FINO de construcción, posee un índice de pureza de 80-85%, constituido por sulfato cálcico semihidrato y anhidrita soluble, de granulometría mucho más fina que el YG, con la posible incorporación de reguladores de fraguado. Se emplea en blanqueo sobre revestimientos interiores (guarnecidos o enfoscados). Se llamaba yeso blanco.
• Se designa YP al YESO de PREFABRICADO, posee un índice de pureza de 85-90%, constituido por sulfato cálcico semihidrato, y anhidrita soluble, con una mayor pureza y resistencia que los yesos de construcción YG y YF. Se emplea como prefabricado en tabiques. NO lleva REGULADORES DE FRAGUADO.
• Se designa E-30 la ESCAYOLA, pureza superior al 85%, constituida por sulfato cálcico semihidrato, con posible adición de reguladores de fraguado y una resistencia mínima a flexo tracción de 3MPa. Se utiliza como prefabricado en techos y tabiques.
• Se designa E-35, la ESCAYOLA ESPECIAL, constituida por sulfato cálcico semihidrato. Con posible adición de reguladores de fraguado. Pureza superior al 87%. Resistencia mínima a flexo tracción de 3,5 MPa.

En los tipos que se acaban de definir, excepto en el YP, además de la clase normal existe una CLASE LENTA, denominada en función de los periodos de trabajabilidad. En la designación se añadirá /L. Cabe destacar que la pureza del yeso para fabricar escayola ha de ser alta, ya que la escayola es un yeso muy puro y finamente molido.

YESOS - Fabricación del yeso

La materia prima para la fabricación del yeso es el sulfato cálcico dihidratado, que es poco soluble en agua, presenta dureza 2 en la escala de Mohs y una densidad aparente (2,3-2,4).
Existen diferentes variedades:
      1. Laminar (dura y muy pura)
      2. Fibroso (cristales de yeso forman fibras, alta pureza)
      3. Común (no se aprecian los cristales)
      4. Sacaroidea (aspecto similar al azúcar)
      5. Alabastro (variedad empleada para usos ornamentales y esculturas, es de grano fino, compacto y traslucido).

EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
Como el yeso es un material muy barato, también lo han de ser todas las operaciones que comprende su fabricación. El tipo de explotación, debe ser a cielo abierto, para reducir costes y con uso de maquinaria es habitual extraer varios cientos de toneladas para que sea apto y no se den perdidas. También se usan explosivos como la dinamita y la pólvora negra.

TRITURACIÓN PREVIA
El grado de trituración de la roca depende del sistema de deshidratación que se vaya a seguir. No obstante, a veces se organiza la explotación de cantera de forma que los tamaños obtenidos sean los adecuados para el tipo de horno del que se dispone. Las trituradoras más empleadas son las de martillos ya que evitan el entorpecimiento aunque el material este húmedo.

DESHIDRATACIÓN, CALCINACIÓN o COCCIÓN.
El objeto de la cocción es la obtención del hemihidrato del sulfato cálcico, o bien, de las formas anhidros del mismo. Los productos obtenidos fraguan por adicion de agua, regenerando el dihidrato, debiendo el yeso a este fenómeno su carácter conglomerante.
Por elevación de Tª, cede el yeso su agua de cristalización en 2 fases, que se aprecian en diagrama, Tª/tiempo. En la 1ª cocción, a 125ºC, se transforma el dihidrato en hemihidrato, y en la 2ª cocción, a 180ºC, pasa el hemihidrato a anhidrita.
La Tª a la que tiene lugar la cocción depende de:
          - La velocidad de calentamiento
          - Presión externa
          - Granulometría del yeso empleado
          - Densidad
Los hornos empleados para la cocción del yeso se pueden clasificar en dos grandes grupos:
          - En contacto directo con los gases de combustión: hornos fijos (rudimentarios, de cuba, colmena), hornos rotatorios, y hornos de parrilla móvil.
          - Sin contacto directo con los gases de combustión: hornos fijos (de panadero, autoclaves, calderas), y hornos rotatorios.


CONSTRUCCIÓN
Enlos primeros, la cocción tiene lugar en atmosfera seca mientras que en los segundos, la atmósfera de cocción está constituida por vapor de agua, resultando un producto con un elevado porcentaje de hemihidrato. En los autoclaves se obtiene un excelente yeso cocido, constituido prácticamente en su totalidad por hemihidrato alfa.

MOLIENDA, ALMACENAMIENTO Y ENSACADO
La molienda, después de la cocción, suele hacerse con molino de martillos o de bolas, si interesa obtener mucha finura en el producto. Aunque el sistema de deshidratación requiera molienda previa del material, generalmente hay que hacer, después de la calcinación, una molienda de refino.
El yeso molido suele almacenarse en silos cerrados y aislados de la humedad, con objeto de evitar la hidratación.
El proceso de ensacado, consiste en llenar sacos de papel de cierre automático. Se ha comprobado aun así, que, el yeso se conserva bastante mejor en sacos de yute, en los que la permeabilidad al aire húmedo es mayor.