base de conocimiento
CTRL+F para buscar su palabra clave

Lima (material)

Lima (material)

La cal es un mineral inorgánico que contiene calcio compuesto principalmente de óxidos e hidróxido, generalmente óxido de calcio y / o hidróxido de calcio. También es el nombre de óxido de calcio que se produce como producto de los incendios de vetas de carbón y en xenolitos de piedra caliza alterados en eyección volcánica. La palabra cal se origina con su primer uso como mortero de construcción y tiene la sensación de adherirse o adherirse .

Estos materiales todavía se utilizan en grandes cantidades como materiales de construcción e ingeniería (incluidos productos de piedra caliza, cemento, hormigón y mortero), como materias primas químicas y para la refinación de azúcar, entre otros usos. Las industrias de la cal y el uso de muchos de los productos resultantes datan de tiempos prehistóricos tanto en el Viejo Mundo como en el Nuevo Mundo. La cal se usa ampliamente para el tratamiento de aguas residuales con sulfato ferroso.

Las rocas y minerales de los que se derivan estos materiales, típicamente piedra caliza o tiza, están compuestos principalmente de carbonato de calcio. Pueden cortarse, triturarse o pulverizarse y modificarse químicamente. La quema (calcinación) de estos minerales en un horno de cal los convierte en el material altamente cáustico, cal quemada , cal no calcinada o cal viva (óxido de calcio) y, a través de la posterior adición de agua, en cal apagada menos cáustica (pero aún fuertemente alcalina) cal hidratada (hidróxido de calcio, Ca (OH) 2), cuyo proceso se llama apagado de la cal .

Cuando el término se encuentra en un contexto agrícola, generalmente se refiere a la cal agrícola, que es piedra caliza triturada, no un producto de un horno de cal. De lo contrario, generalmente significa cal apagada, ya que la forma más peligrosa generalmente se describe más específicamente como cal viva o cal quemada .

Producción

En la industria de la cal, la piedra caliza es un término general para las rocas que contienen 80% o más de carbonatos de calcio o magnesio, incluidos mármol, tiza, oolita y marga. La clasificación adicional es por composición como alta en calcio, arcilloso (arcilloso), silicioso, conglomerado, magnesio, dolomita y otras calizas. Las fuentes poco comunes de cal incluyen coral, conchas marinas, calcita y ankerita.

La piedra caliza se extrae de canteras o minas. Parte de la piedra extraída, seleccionada de acuerdo con su composición química y granulometría óptica, se calcina a aproximadamente 1,000 ° C (1,830 ° F) en diferentes tipos de hornos de cal para producir cal rápida según la reacción:

CaCO3 carbonato de calcio → calorCaOxido de calcio + CO2 dióxido de carbono {\ displaystyle {\ ce {{\ overset {calcio ~ carbonato} {CaCO3}} -> {\ overset {calcio ~ óxido} {CaO}} + {\ overset {carbono ~ dióxido} {CO2}}}}}.

Antes de su uso, la cal viva se hidrata, que se combina con agua, llamada apagado, por lo que la cal hidratada también se conoce como cal apagada, y se produce de acuerdo con la reacción:

CaO + H2Owater⟶Ca (OH) 2 hidróxido de calcio {\ displaystyle {\ ce {{CaO} + {\ overset {agua} {H2O}} -> {\ overset {calcio ~ hidróxido} {Ca (OH) 2}}}} }}.

El apagado en seco es cuando la cal viva se apaga con suficiente agua para hidratar la cal rápida, pero permanece como un polvo y se conoce como cal hidratada. En el apagado húmedo , se agrega un ligero exceso de agua para hidratar la cal viva a una forma denominada masilla de cal.

Debido a que la cal tiene una propiedad adhesiva con ladrillos y piedras, a menudo se usa como material de unión en trabajos de albañilería. También se utiliza en el blanqueo como revestimiento de pared para adherir el blanqueado a la pared.

Ciclo

El proceso por el cual la piedra caliza (carbonato de calcio) se convierte en cal viva por calentamiento, luego en cal apagada por hidratación, y naturalmente vuelve a carbonato de calcio por carbonatación, se llama ciclo de la cal . Las condiciones y los compuestos presentes durante cada etapa del ciclo de la cal tienen una fuerte influencia del producto final, por lo tanto, la naturaleza física compleja y variada de los productos de cal.

Un ejemplo es cuando la cal apagada (hidróxido de calcio) se mezcla en una suspensión espesa con arena y agua para formar mortero para fines de construcción. Cuando se ha colocado la mampostería, la cal apagada en el mortero lentamente comienza a reaccionar con dióxido de carbono para formar carbonato de calcio (piedra caliza) de acuerdo con la reacción:

Ca (OH) 2 + CO2 → CaCO3 + H2O.

El dióxido de carbono que participa en esta reacción está disponible principalmente en el aire o disuelto en agua de lluvia, por lo que el mortero de cal puro no se recarbonará bajo el agua o dentro de una gruesa pared de mampostería.

El ciclo de la cal para la dolomita y la cal de magnesio no se conoce bien, pero es más complejo porque los compuestos de magnesio también se reducen a periclasa, que se reducen más lentamente que el óxido de calcio y, cuando se hidratan, producen varios otros compuestos, por lo que estas limas contienen inclusiones de portlandita, brucita, magnesita y otros compuestos de hidroxicarbonato de magnesio. Estos compuestos de magnesio tienen investigaciones muy limitadas y contradictorias que cuestionan si "... pueden ser significativamente reactivos con la lluvia ácida, lo que podría conducir a la formación de sales de sulfato de magnesio". Las sales de sulfato de magnesio pueden dañar el mortero cuando se secan y se recristalizan debido a la expansión de los cristales a medida que se forman, lo que se conoce como ataque de sulfato.

Materiales de construcción

La cal utilizada en materiales de construcción se clasifica en general como cal "pura", "hidráulica" y "pobre"; puede ser natural o artificial ; y puede identificarse más por su contenido de magnesio, como dolomítico o cal de magnesio. Los usos incluyen mortero de cal, yeso de cal, revoque de cal, pisos de ceniza de cal, concreto tabby, cal, pintura mineral de silicato y bloques de piedra caliza que pueden ser de muchos tipos. Las cualidades de los muchos tipos de cal procesada afectan la forma en que se usan. Los romanos usaron dos tipos de mortero de cal para hacer concreto romano, lo que les permitió revolucionar la arquitectura, a veces llamada la revolución del hormigón.

La cal tiene muchas cualidades complejas como producto de construcción, incluida la trabajabilidad, que incluye cohesión, adhesión, contenido de aire, contenido de agua, forma de cristal, vida útil de la placa, capacidad de expansión y fluidez; fuerza de enlace; fuerza integral; ajuste de tiempo; capacidad de transporte de arena; hidrolocidad; contenido de cal libre; permeabilidad al vapor; flexibilidad; y resistencia a los sulfatos. Estas cualidades se ven afectadas por muchos factores durante cada paso de fabricación e instalación, incluidos los ingredientes originales de la fuente de cal; ingredientes agregados antes y durante la cocción, incluida la inclusión de compuestos del escape de combustible; temperatura de cocción y duración; método de apagado que incluye una mezcla caliente (cal viva agregada a la arena y al agua para hacer el mortero), apagado en seco y apagado en húmedo; relación de la mezcla con agregados y agua; los tamaños y tipos de agregado; contaminantes en el agua de mezcla; obra; y velocidad de secado durante el curado.

La cal pura también se conoce como cal grasa, rica, común, aire, apagada, floja, decapada, hidratada y con alto contenido de calcio. Se compone principalmente de hidróxido de calcio que se obtiene al apagar la cal viva (óxido de calcio) y puede contener hasta un 5% de otros ingredientes. La cal pura se deposita muy lentamente a través del contacto con dióxido de carbono en el aire y la humedad; No es una cal hidráulica, por lo que no se depositará bajo el agua. La cal pura es de color blanco puro y se puede usar para cal, yeso y mortero. La cal pura es soluble en agua que contiene ácido carbónico, un ácido natural y débil que es una solución de dióxido de carbono en agua y lluvia ácida, por lo que se lavará lentamente, pero esta característica también produce un proceso autógeno o de autocuración donde la cal disuelta puede fluya hacia las grietas del material y vuelva a depositarse, reparando automáticamente la grieta.

La cal semihidráulica, también llamada cal parcialmente hidráulica y gris, se fragua inicialmente con agua y luego continúa fraguando con aire. Esta cal es similar a la cal hidráulica pero tiene sílice menos soluble (generalmente un mínimo de 6%) y aluminatos, y se depositará bajo el agua pero nunca se endurecerá.

La cal hidráulica también se llama cal de agua . La cal hidráulica contiene cal con sílice o alúmina y se fragua con exposición al agua y puede fraguar bajo el agua. La cal hidráulica natural (NHL) está hecha de una piedra caliza que naturalmente contiene algo de arcilla. La cal hidráulica artificial se hace agregando formas de sílice o alúmina, como arcilla, a la piedra caliza durante la cocción, o agregando una puzolana a la cal pura. Las cales hidráulicas se clasifican por su resistencia: cal débil , moderada y eminentemente hidráulica. La cal débilmente hidráulica contiene 5-10% de arcilla, se apaga en minutos y se fragua en aproximadamente tres semanas. Se utiliza para trabajos menos costosos y en climas templados. La cal moderadamente hidráulica contiene 11-20% de arcilla, se apaga en una o dos horas y se fragua en aproximadamente una semana. Se utiliza para trabajos de mejor calidad y paredes exteriores en climas helados. La cal eminentemente hidráulica contiene 21-30% de arcilla, se apaga muy lentamente y se fragua aproximadamente en un día. Se utiliza en entornos hostiles, como lugares húmedos y cerca del agua salada. La cal hidráulica es de color blanquecino. "El grado de hidráulica de los morteros afectará muchas características. Al seleccionar una proporción adecuada de morteros de arcilla a piedra caliza que carbonatan o fragúan hidráulicamente en diferentes grados, pueden diseñarse para requisitos particulares de aplicación, como tiempo de fraguado, resistencia, color, durabilidad, escarcha. resistencia, trabajabilidad, velocidad de fraguado en presencia de agua, permeabilidad al vapor, etc. "

La cal pobre también se conoce como cal magra o escasa. La cal pobre se cuaja y cura muy lentamente y tiene una unión débil. Pobre lima es de color gris.

La cal de magnesio contiene más del 5% de óxido de magnesio (BS 6100) o el 5-35% de carbonato de magnesio (ASTM C 59-91). La cal tolomítica tiene un alto contenido de magnesio de 35-46% de carbonato de magnesio (ASTM C 59-91). La cal dolomítica lleva el nombre de las montañas Dolomitas en los Alpes italianos y austriacos.

En los Estados Unidos, la cal de mampostería más utilizada es la cal hidratada tipo S, que se debe agregar al cemento Portland para mejorar la plasticidad, la retención de agua y otras cualidades. El S en tipo S significa especial que lo distingue de la cal hidratada Tipo N, donde el N significa normal. Los atributos especiales del Tipo S son su "... capacidad de desarrollar una alta plasticidad temprana y una mayor retención de agua y una limitación en su contenido de óxido no hidratado". El término Tipo S se originó en 1946 en ASTM C 207 Cal hidratada para fines de mampostería. La cal tipo S casi siempre es cal dolomítica, hidratada bajo calor y presión en un autoclave, y utilizada en mortero, revoque, estuco y yeso. La cal tipo S no se considera confiable como un aglutinante puro en el mortero debido a las altas temperaturas de combustión durante la producción.

Lima Kankar, una cal hecha de kankar que es una forma de carbonato de calcio.

La cal selenítica, también conocida como cemento de Scotts después de Henry Young Darracott Scott, es un cemento de tiza gris o cal similar, como en el Grupo Lias, con aproximadamente un 5% de yeso (yeso calcinado). La selenita es un tipo de yeso. pero el cemento selenítico se puede hacer usando cualquier forma de sulfato o ácido sulfúrico. El sulfato detiene el apagamiento, hace que el cemento se endurezca más rápido y más fuerte.

Hormigón romano

Los romanos hicieron concreto al mezclar cal y cenizas volcánicas para crear una reacción puzolánica. Si esto se mezcló con toba volcánica y se colocó bajo agua de mar, el agua de mar hidrataba la cal en una reacción exotérmica que solidificó la mezcla.