LAS CALIZAS

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

Las calizas son rocas carbonatadas, compuestas por lo general de calcita; aunque la dolomita puede, a veces, ser un constituyente importante. El carbonato de calcio en la gran mayoría de los casos se ha extraído del agua del mar por agencia de organismos diminutos y luego depositado en capas que finalmente se consolidan en rocas. Estas rocas son, por general, de estructura de grano fino y uniforme y algunas veces bastante densas. Algunas calizas son casi calcita pura, mientras que otras contienen materiales parecidos a la arcilla y varios óxidos, como impurezas.

PRINCIPALES USOS DE LA CALIZA

PRINCIPALES DERIVADOS DE LA CALIZA

CAL

La caliza u otras rocas calcáreas se calientan en hornos hasta 903°C, de forma que expulsa el CO2 y queda la cal viva (CaO). Ésta se apaga con agua, y mezclada con arena forma el mortero. Comúnmente, la cal se prepara en forma de cal hidratada (Ca(OH2)), añadiendo el agua necesaria. Cien kilos de caliza pura producen 56 kilos de cal. Puede emplearse también dolomita que da CaO-MgO, que se apaga más lentamente y despide menos calor que la cal viva.

VARIEDADES COMERCIALES

Cal Viva

Material obtenido de la calcinación de la caliza que al desprender anhídrido carbónico, se transforma en óxido de calcio. La cal viva debe ser capaz de combinarse con el agua, para transformarse de óxido a hidróxido y una vez apagada (hidratada), se aplique en la construcción, principalmente en la elaboración del mortero de albañilería.

Cal hidratada

Se conoce con el nombre comercial de cal hidratada a la especie química de hidróxido de calcio, la cual es una base fuerte formada por el metal calcio unido a dos grupos hidróxidos. El óxido de calcio al combinarse con el agua se transforma en hidróxido de calcio.

Cal hidráulica

Cal compuesta principalmente de hidróxido de calcio, sílica (SiO2) y alúmina Al2O3) o mezclas sintéticas de composición similar. Tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso debajo del agua.

PRINCIPALES USOS DE LA CAL

CARBONATO DE CALCIO

El carbonato de calcio (CaCO3) se presenta en formas muy diversas: cáscara de huevo, conchas, perlas, corales, creta, piedra caliza, mármol, estalactitas, estalagmitas siendo su composición química: CO2 44%, CO 56%.

VARIEDADES COMERCIALES

CARBONATO DE CALCIO Molido

Producto obtenido del proceso de molienda de roca caliza.

CARBONATO DE CALCIO Precipitado

El producto obtenido del proceso de carbonatación, en el cual se precipita el calcio en forma de carbonato de calcio. Éste se caracteriza por tener menos impurezas, mayor brillo y una morfología controlada; se utiliza como relleno y extensor en plástico, así como pintura, papel, adhesivos, en recubrimientos, elastómeros, productos aplicados en los sectores alimenticio y farmacéutico.

USOS DEL CARBONATO DE CALCIO

CEMENTO

El cemento es un material inorgánico finamente pulverizado, que al agregarle agua, ya sea sólo o mezclado con arena, grava u otros materiales similares, tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso bajo el agua, en virtud de reacciones químicas durante la hidratación y que una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad. Cuando el cemento es mezclado con agua y arena forma mortero, y cuando es mezclado con arena y piedras pequeñas forma una piedra artificial llamada concreto.

TIPOS DE CEMENTO

La clasificación de los tipos de cemento está proporcionada por la norma NMX-C-414-ONNCCE-1999, la cual establece lo siguiente:

De acuerdo a su composición, éstos pueden ser

De acuerdo a sus características especiales, éstos pueden ser:

DE ACUERDO A SU RESISTENCIA

La resistencia normal de un cemento es la resistencia mínima mecánica a la compresión a los 28 días y se indica como 20, 30 ó 40 en Newtons por milímetro cuadrado (N/mm2).

En un saco de cemento, la clasificación del cemento estará integrada por lo siguiente:

Composición + Característica especial

Ejemplo:

Cemento CPO 40 R

Esta clasificación indica que se trata de un cemento Pórtland ordinario, con alta resistencia inicial.

Cemento TPEG 30 RS

Esta clasificación indica un cemento con adición de escoria, con una resistencia normal y resistente a los sulfatos.

Cemento CPP 30 BRA / BCH

Esta clasificación indica un cemento pórtland puzolánico, con una resistencia normal, de baja reactividad álcali agregado y de bajo calor de hidratación.

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Componentes de los Sistemas

Este es posiblemente el criterio más importante y ciertamente, la primera pregunta que se debe hacer cuando se selecciona un piso de acabado. ¿Cuál es el tiempo de vida útil de la planta 2, 5, 10 o 20 años? ¿Es factible o deseable el mantenimiento periódico?

La especificación del piso de acabado debe cumplir la expectativa de vida útil o el periodo libre de mantenimiento.

Requerimientos Operacionales

Se deben considerar las cargas estáticas y dinámicas que se presentan durante la construcción, producción, reparación y mantenimiento. Mientras que el piso de acabado debe estar en capacidad de resistir estas demandas no hay que olvidar que el piso sólo puede funcionar tan bien como el sustrato sobre el cual es aplicado, ya sea este una losa de concreto estructural o un mortero. En algunos casos, las losas de entrepiso pueden requerir reforzamiento estructural mediante la colocación de platinas de fibras de carbono.

Juntas de Construcción

Las juntas con bajo movimiento como las de construcción y de trabajo deben ajustarse en su sellado flexible y recubrimiento. Juntas de movimiento estructural o de aislamiento en el sustrato base deben respetarse en el mismo sitio en que estas se encuentran localizadas en la losa de concreto estructural o de mortero. También es aconsejable diseñar juntas con movimiento en los puntos mas altos de las pendientes y en caso de juntas perimetrales, estas deben tener suficiente tolerancia para permitir la correcta construcción de curvas sanitarias y juntas de control.

Curva Sanitaria

En áreas donde se requiere de una curva sanitaria entre las superficies horizontales y verticales (uniones de muros y pisos alrededor de bases de equipos, etc.) es indispensable definir con precisión los detalles de esta. En particular se deben considerar:

Radio, altura, ancho y detalles con respecto al espesor mínimo y a las conexiones entre el piso y el muro. La curva sanitaria se forma, incluyendo ángulos internos y externos, usando llanas o elementos especiales para este propósito: el radio estándar es de 38 mm (aproximadamente 1.5 pulgadas).

Diseño de Superficies

Además de proporcionar una protección sin juntas al concreto, contra líquidos corrosivos y desgaste mecánico, los pisos de fácil mantenimiento deben satisfacer los requerimientos de higiene, seguridad, durabilidad y generar una atmósfera luminosa y agradable. La realización de las ideas de diseño del cliente y del arquitecto siempre requieren consideración tanto de criterio funcional como subjetivo. Utilizando métodos espéciales de aplicación, una variedad de requerimientos pueden ser combinados.

Detalles de Instalación

Trincheras

Dependiendo de la disposición en la planta, las trincheras en lo posible, deben ser siempre diseñadas fuera las áreas de tráfico. Las pendientes en los pisos deben ser adecuadas para evacuar líquidos tan rápidamente como sea posible a las trincheras.

Las pendientes dentro de las trincheras usualmente deberán ser mayores. Cuando el tráfico es inevitable, considere especial atención a las aristas o cantos de las trincheras y a la fijación de las rejillas ya que estas son las áreas más susceptibles de falla. En áreas de alta exposición química se utilizan aristas rebajadas y conformadas por elementos de piedra, cerámicos o perfiles metálicos.

Tuberías y Drenajes

Hoy en día las tuberías y drenajes son principalmente elaborados en acero, polipropileno o PVC y se debe tener cuidado de efectuar una adecuada preparación y sellado en los bordes.

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RESUMEN

El uso de concreto lanzado (concreto rociado y gunita) se ha incrementado en las últimas décadas, particularmente en aplicaciones en túneles, estabilización de peñascos o escollos, trabajo de reparación y como un método de construcción alternativo. El concreto lanzado facilita la construcción en áreas difíciles donde no es posible el colado en el lugar, o para la creación de elementos estructurales y bóvedas.

Concreto lanzado; proceso en seco para soporte de túnel en condiciones de base suave.

Conforme se ha incrementado el uso del concreto lanzado, lo han hecho también las demandas en la calidad y desempeño del concreto para aspersión: mejor cohesión, menos rebote y polveo, más rápida aplicación y endurecimiento, mayor resistencia y durabilidad en ambientes hostiles.

La micro sílice o vapor de sílice es un aditivo recomendado para aplicaciones de concreto lanzado en la mayoría de países alrededor del mundo. La adición de micro sílice Elkem mejora muchas propiedades del concreto lanzado; resistencia, cohesión, impermeabilidad y reduce la cantidad de rebote y polveo.

El proceso de concreto lanzado

Hay dos métodos principales de aplicación: el “húmedo” y el “seco”. En el proceso húmedo, el concreto plástico premezclado se bombea a la boquilla y se impulsa mediante aire comprimido. En el proceso seco, un concreto seco o semi-seco se sopla con aire comprimido a la boquilla donde se mezcla con agua a presión y se rocía.

Ambos métodos tienen ventajas para distintas aplicaciones. En las principales, el proceso húmedo se emplea para operaciones más grandes y el seco para las pequeñas, como recurso de trabajo de diseño aunque no es un segmento definitivo.

Ventajas con micro sílice Elkem

Micro sílice Elkem incrementa la adherencia del concreto fresco, mejora el enlace del concreto lanzado a la superficie y reduce la caída del material rociado fresco. Incrementar la adherencia reduce también la cantidad de polvo creado por la acción de rociado y reduce el volumen de material que rebota de la superficie rociada. Este material es inútil una vez ”rebotado” y puede llegar a ser tanto como un 40% para el concreto lanzado ordinario.

La adición de micro sílice Elkem, puede reducir este volumen hasta menos del 5%.

Otras ventajas son:

Mejor bombeo del concreto lanzado húmedo, menor dosis de acelerador, espesor aumentado de las capas de concreto lanzado y bajo rebote debido al polveo reducido, condiciones mejoradas de trabajo y producción más eficiente.

Se obtienen mejoras posteriores en el concreto endurecido:

Mejores resistencias a la tensión, flexión y compresión; mejor adherencia – a la superficie y a la estructura; permeabilidad reducida; mejor resistencia química y al congelamiento.

Las pruebas han demostrado que se pueden obtener resistencias a la compresión superiores a 100 Mpa empleando micro sílice Elkem en proceso de concreto lanzado en “húmedo” y que se puede lograr resistencia en etapa temprana de 1 Mpa, a solo 2 horas empleando aceleradores. Debido a la adherencia mejorada de la micro sílice concreto lanzado, es posible emplear menores dosis de aceleradores para lograr estos resultados. Como se puede observar en la Figura 1, las altas dosis de aceleradores normalmente empleadas para este propósito reducen la resistencia final del concreto lanzado.

En general se recomienda una dosis de entre 8 y 12% de micro sílice Elkem, dependiendo del

tipo de concreto lanzado requerido para un proyecto específico. Pueden ser necesarias dosis más altas para aplicaciones especiales o muy altas resistencias. Al igual que con todos los concretos, es necesario un curado adecuado para obtener el potencial completo del material.

Figura 1 Desarrollo de resistencia de concreto lanzado con acelerador

Fibras

Ahora es común adicionar fibras de acero a los concretos lanzados con el fin de incrementar las propiedades de flexión o tensión en lugar de emplear reforzamiento con malla.

El uso de micro sílice Elkem en concreto lanzado con fibra de acero, tiene varias ventajas:

mayor facilidad de mezclado de las fibras en el concreto fresco, reducción de los problemas de bombeo, reducción del rebote de las fibras y enlace fibra/concreto muy mejorado.

Gunitas

Gunita se refiere específicamente a un mortero rociado; más que a un concreto. Esta forma de rociar se emplea a menudo para trabajo de reparación y operaciones pequeñas. En la mayoría de aplicaciones la gunita , o mortero, es un material formulado seco embolsado el cual se mezcla con agua al usarse. Estos materiales están disponibles con un amplio rango de propiedades, tales como: ligereza, aplicado rápido, cuerpo, polímero modificado y resistencia al agua, etc. La mayoría de materiales gunita formulados, contienen micro sílice con objeto de mejorar las propiedades plásticas – flujo, bombeo, adhesión y cohesión – y las propiedades de endurecido – resistencia, impermeabilidad y durabilidad.

Referencias

• Opsahi, O.A.: “A study of Wet-Process Shotcreting Method-Volume 1” Report BML 85.101, The Norwegian Institute of Technology 1985.
• Kompen R., Opsahl, O.A.: “Wet-Process with Styeel-Fibers and Sílica Fume-State of the Art in Norway”, published 1986.
• Kompen R.:”Stálfiberarmert Sproytebetong”, Journal of Nordic Concrete Research, Vol. 1-1987.
• Norwegian ConcreteAssociation: “Sprayed Concrete for Rock Support-Technical Specification and Guidelines”, Publication No. 7, 1999.

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