Propiedades

También resulta de gran utilidad conocer mediante las técnicas actuales la composición química de una cal. Para ello, la técnica más completa es la fluorescencia de rayos X. Esta técnica utiliza la emisión secundaria o fluorescente de radiación X que se genera al producir una emisión de rayos X sobre una muestra, que alteran los electrones emitiendo fotones, que son característicos para cada elemento químico. De este modo, conociendo la longitud de onda del fotón de cada elemento podemos determinar la composición de la muestra estudiada.

 

Bibliografía: (Ortiz et al., 2009)

 

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Resulta de gran interés en el estudio de la cal como material de construcción conocer su estructura cristalina para comprender los cambios que se producen según su composición o, por ejemplo, el proceso de envejecimiento de las cales en pasta. Además, la finura de molido de una cal determina la trabajabilidad de la pasta, mortero u hormigón que posteriormente se fabrica con ésta.


Un sistema utilizado para determinar la forma y tamaño de partícula es la Difracción de Rayos X (DRX). Es una técnica que consiste en hacer pasar un haz de rayos X a través de la substancia objeto de estudio. Esto permite obtener una visión a gran escala de las partículas que componen una substancia para conocer su estructura y el tamaño de las partículas que la forman (Ortiz et al., 2009).

El sistema más efectivo en cambio es la granulometría laser. Consiste en someter la muestra a un láser cuyo rayo difracta en las partículas para poder determinar su tamaño.


Para determinar la medida y el aspecto de una muestra de cal se utiliza la Microscopía electrónica de barrido SEM. Esta técnica consiste en recubrir la muestra objeto de estudio de un material que le aporte conductividad, habitualmente carbono u oro. A continuación, la muestra es sometida a un haz de electrones que incide sobre ésta, liberando señales que son recogidas por sensores que las convierten en imágenes tridimensionales y determinan la composición de la muestra en cuestión. Si se analiza una muestra en la que se prevé un contenido de carbono, se recubrirá con otro material conductor como el oro. El SEM permite estudiar la textura y composición de una muestra, así como la identificación de los elementos químicos que la componen. Resulta por tanto una herramienta importante en el estudio y caracterización de morteros.

 

 

Bibliografía: (Ortiz et al., 2009)

 

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Las propiedades y características inherentes de los materiales nos aportan los datos para determinar si el material en cuestión es apto para cumplir con los requerimientos.

Desde esa premisa se hace evidente la importancia de conocer las características de la cal y sus derivados como materiales de construcción para poder determinar en qué circunstancias su utilización puede ser favorable. Asimismo, los ensayos determinados mediante normativa para especificar las características de cada material en concreto nos permitirá determinar la calidad y características particulares de la muestra en cuestión.

De la cal en particular nos interesa conocer su densidad, el tamaño y forma de partícula y su composición química. En posteriores apartados se desarrollaran las características de interés de los morteros de cal, tanto para obras de fábrica como para revestimientos, así como los ensayos pertinentes que deben efectuarse previamente a su puesta en obra y posteriormente si se efectúa una inspección o diagnosis del elemento constructivo.
Las propiedades de caracterización de las cales en polvo según la clasificación a la que pertenezcan se definen en la norma UNE EN 459-2, y son los que se comentan a continuación:

Propiedades de las cales en polvo

 

Resistencia a 7 días

Estabilidad

Resistencia a 28 días

Tiempo de fraguado

Finura

Penetración/demanda de agua

CaO+MgO, MgO

Agua libre

CO2

Contenido de aire

SO3

Rendimiento

 

En cuanto a las cales en pasta, no existe actualmente una normativa que regule el proceso de caracterización de éstas. Algunos expertos opinan que debe caracterizarse mediante difracción de rayos X, mientras que otros creen más conveniente el proceso de caracterización de las pastas de cal mediante el estudio reológico de éstas como fluidos.

En los siguientes apartados se detallan las características más significativas de las cales.

 

Bibliografía: (AENOR)

La densidad es la relación entre la masa de una substancia y el volumen que ésta ocupa.

Todo material desagregado se caracteriza, entre otros aspectos, por la distribución estructural de sus partículas, las cuales dejan espacios entre sí creando poros internos o externos, en mayor o menor medida según el tipo de material y su forma de fabricación y aplicación.

Se denomina densidad aparente a la relación entre la masa de un material y el volumen de su envolvente.

Se denomina densidad relativa a la relación entre la masa de un material y el volumen relativo de dicho material, es decir, omitiendo el volumen de porosidad interna de éste.

Se denomina densidad real a la relación entre la masa de un material y el volumen real de dicho material, es decir, omitiendo el volumen de porosidad interna y externa de éste.

En la caracterización de un material resulta de gran utilidad conocer la densidad aparente y real para poder determinar su porosidad, que es el porcentaje de huecos o espacios de aire en un material.

Se determina por tanto la porosidad de un material calculando la relación entre su densidad real y su densidad.




Addelson (Addelson,1995) comentaba que en la clasificación de materiales se emplean características como el rendimiento térmico, acústico o a la absorción de agua, pero que éstas son limitadas y no cubren toda la gama de materiales. En cambio, la clasificación respecto a la distribución básica estructural de un material de construcción mediante la determinación de su porosidad, es decir la cantidad de espacios de aire que contienen, determinan sus propiedades físicas y su comportamiento mecánico.

En la confección de pastas de cal la formación de los poros depende del tamaño y forma de las partículas, del grado de compacidad alcanzado antes del endurecimiento, y del agua de amasado empleada. Estas tres variables se encuentran interrelacionadas: la porosidad externa que creará la evaporación de agua durante el fraguado de una pasta de cal será mayor cuanta más agua se haya utilizado, pero también cuanto menos compacta sea la pasta. Asimismo, el tamaño y forma de las partículas influirá en la compacidad de la pasta y en la cantidad de agua necesaria para el amasado.

En la confección de los morteros de cal será también necesario tener en cuenta la distribución granulométrica del árido empleado, así como su procedencia y naturaleza geológicas que determinarán la forma de sus granos, los cuales influirán en el producto final en mayor o menor medida según si la masa aglutinante formad por la cal y el agua rellena o no el volumen del huecos del árido. Según (Vázquez et al. 1993), las densidades aproximadas de las dos tipologías principales de cal son las que se muestran en la siguiente tabla. Además, la norma UNE EN 459-1:2002 especifica las densidades medias para cada tipo de cal.


Densidades de las cales

Producto

Densidad aparente (kg/dm3)

Densidad real (kg/dm3)

Cal aérea en polvo

0,4

0,5-0,9

Cal hidráulica en polvo

2,25

2,5-3

 

Resulta difícil determinar ”a priori” la densidad de un mortero de cal, ya que se le añaden diferentes factores que deben tenerse en cuenta a la hora de determinar dicho mortero. En primer lugar, debe indicarse si la dosificación de árido y aglomerante (a:a) es en peso o en volumen. En segundo lugar, la granulometría del árido influye en la densidad del árido ya que según el porcentaje de finos de éste obtendremos un mortero con mayor o menor volumen de huecos. En tercer lugar, debería especificarse la cantidad de agua aportada, ya sea en porcentaje o bien definiendo el diámetro de  escurrimiento. Finalmente, debemos tener en cuenta si los datos se refieren al mortero en estado fresco o endurecido, ya que la retracción influirá en el volumen final de éste, según la cantidad de agua de la dosificación y las condiciones ambientales en las que éste endurezca.

La metodología de realización de ensayos para determinar la densidad y porosidad de una cal varían según si esta es en polvo, una pasta de cal o un mortero.

 

Bibliografía: (Addelson,1995); (Vázquez et al. 1993); (AENOR)

 

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