Estucos morteros y argamasas naturaleza composición y estructura

CONSERVACION DE MATERIALES II

Dra. Vera De La Cruz Baltazar

Estucos, morteros y argamasas

Son materiales compuestos cuya distinción no es tan clara y se basa más en función que en composición.

Estucos

Proviene del italiano "stucco“ Son mezclas de conglomerantes y

agregados Acabado de paredes y techos, interiores o

exteriores Refuerzan Da una capa protectora Decoran

Se pueden moldear Se pueden pintar Base de pintura al fresco

Morteros

Son mezclas pláticas de conglomerantes y agregados

Sirven para unir ladrillos y piedras y revestirlos

Se puede clasificar por su tipo de conglomerante : Mortero de cal Mortero de yeso Mortero de cemento

Estucos, morteros y argamasas

Argamasa: Tipo de mortero de cal, arena y agua

Hormigón: Tipo de mortero de cemento, arena y

agua

Una distinción mas se puede hacer entre morteros y concreto, los morteros contienen inclusiones de menos de 5 mm mientras el concreto tiene inclusiones más grandes

Estucos, morteros y argamasas

Composición:Agente

liganteMaterial de

rellenoAgua

Ligantes

Material adhesivoUna de sus

clasificaciones es: Hidraúlicos No hidraúlicos

Ligantes no hidraúlicos

Fraguan en el aire:

Yeso

Cal

Yeso

Se prepara calentando minerales de yeso o roca selenia a 140ºC

 CaSO4 · 2H2O CaSO4 · ½ H2O + ½ H2O

  Yeso Paris o semi-hidrato fragua rápidamente

al ser mezclado con agua

 CaSO4 · ½ H2O + H2O CaSO4 · 2H2O

Yeso

Hay diferentes tipos de yeso El yeso fragua con una ligera expansión La velocidad de fraguado puede ser acelerada

añadiendo polvo de yeso o sal y retardada con materiales orgánicos como almidón

Ligeramente soluble en agua, no recomendado para superficies expuestas o climas húmedos

El sulfato de calcio no reaccionado puede solubilizarse, migrar a piedras aledañas e influir en su deterioro

Cal

Tradicionalmente la cal se ha usado para construcción de edificios, como material de acabado para enlucidos y estucos y también para lechadas

Preparación de cal viva: La cal es preparada al calcinar o ‘quemar’

piedra caliza u otra fuente de carbonato de calcio como la creta, conchas, coral, etc. a 850-900 º C

CaCO3 CaO + CO2

Cal

Apagado: Es la reacción de la cal viva con agua

CaO + H2O Ca(OH)2

  Fraguado (carbonatación):

Tan pronto como la cal es apagada comienza a reaccionar con el bióxido de carbono del aire  

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

Cal

Cal magnésica: Con un contenido menor a 5% se le

considera cal rica en calcio. Con 45% de magnesio es considerada cal

dolomítica En los % intermedios es conocida como cal

magnésica Esta cal requiere menores temperaturas de

horneado y mayor tiempo para ser apagada y carbonatada

Expuesta a sulfatos o a ácido sulfúrico forma sulfato de magnesio

Cal

Cal en pasta: La cal en pasta contiene mas agua de la

necesaria para apagar la cal El agua extra:

Hace a la cal moldeable Retraza la carbonatación y Prolonga la vida de la cal almacenada

Los procesos tradicionales envuelven además el envejecimiento de la cal y algunas veces el uso de aditivos orgánicos

Tradicionalmente la cal en pasta se ha descrito como grasa o magra

Cal

Envejecimiento de la cal en pasta: Tradicionalmente la cal en pasta se ha

envejecido guardándola bajo una capa de agua Por siglos se ha dicho que el envejecer la cal

mejora la calidad del hidróxido de calcio

Cal

Aditivos orgánicos: Fibras naturales, estiércol, orina, sangre, huevos,

grasas y aceites, leche, caseína, miel, jugo de higos, y extractos de plantas y cortezas

Se dice que el uso de aditivos orgánicos Facilita el manejo Facilita el fraguado Mejora propiedades mecánicas Aumenta la flexibilidad Reduce el agrietamiento Aumenta la repelencia al agua y Aumenta la durabilidad

Cal

Hay evidencias etnohistóricas de uso de extractos de plantas y cortezas en la región maya

Y del uso de baba de nopal en algunas regiones de México y del sur de Estado Unidos

El nopal se ha usado también como aditivo en construcciones modernas y para conservación

Los azucares promueven el aumento de área superficial de la cal y por consiguiente la retención de agua

Cal- Caracterización

Analisis químico Manejabilidad:

ASTM C110 Reactividad Consistencia Plasticidad Retención de

agua

Ligantes hidraúlicos

Fraguan en agua

Cal hidraúlica

Cemento

Cal hidraulica

Algunos tipos de piedra caliza contienen arcillas u otras fuentes de silica y alúmina que les dan propiedades hidráulicas

  3 CaO + SiO2 3 CaO · SiO2 (C3S)

  2 CaO + SiO2 2 CaO · SiO2 (C2S)

  3 CaO + Al2O3 3 CaO · Al2O3 (C3A)

Cal hidráulica (cont.)

Fraguado:

C3S

C2S + H2O Ca(OH)2 + Silicatos

C3A hidratados de Ca y Al

+ CO2

 CaCO3

+masa de silicatos compacta red gelatinosay dura de muy baja porosidad

Cal hidraúlica

Materiales que combinados con cal pueden formar compuestos hidráulicos:

Puzolanas Piedra pómez Cenizas volcánicas Ceniza de madera y de carbón Ladrillos en polvo (> 50 mm), etc.

Cemento

Cemento Se fabrica horneando piedra caliza, triturando

la cal producida con arcilla y rehorneando a 1300-1500ºC

Los silicatos se funden parcialmente y se vitrifican al enfriarse

El producto del horno es pulverizado El polvo reacciona rápidamente con agua

formando una masa plástica que fragua rápidamente y se convierte en un material duro y quebradizo

El fraguado del cemento es un proceso muy complicado

Cemento

C3S, C2S, C3A + H2O Ca(OH)2 + gel de silicatos y

aluminatos (formado alrededor de C3S, C2S, C3A)

Morteros y estucos no hidráulicos

Los morteros no hidráulicos están hechos a base de cal y un material de relleno que generalmente constituye mas del 65 % del volumen del mortero

La función del material de relleno es: Mejorar la estabilidad dimensional de la cal en

pasta Reducir el agrietamiento Puede aumentar la porosidad del material Contribuye a la resistencia a la compresión Produce mayor volumen a menor costo

Morteros y estucos no hidráulicos

Material de relleno: arena, gravas y materiales triturados como conchas, varios tipos de rocas y mortero de cal viejo

Los componentes del suelo generalmente se clasifican por tamaño: Arcillas < 2 mm Limo > 2 mm , < 20 mm Arena > 20 mm, < 2mm Grava > 2mm

Morteros y estucos no hidráulicos

Parámetros mas importante del material de relleno: Gradación: describe el rango de tamaños de

partícula

Material de relleno

Parámetros mas importante del material de relleno: La forma de los granos determina si la arena es

filosa o suave El volumen vació depende de la combinación de

tamaños y formas de la arena

Material de relleno

Características geológicas:

Las arenas con alto contenido de sílica proveen de relleno y fuerza y no influyen en el proceso de fraguado

Arenas que contienen finas partículas de feldespato contribuyen con un ligero efecto hidráulico

Materiales de relleno calcáreos pueden favorecer la carbonatación y los enlaces internos del mortero

Morteros y estucos hidráulicos

El concreto moderno es hecho al agregar arena y grava al cemento

El acero inoxidable tiene casi el mismo coeficiente de expansión del cemento y este último se adhiere muy bien a la superficie del primero, por ello el acero ha sido usado para reforzar el concreto y así mejorar su resistencia a la tensión

Morteros y estucos semi-hidraulicos

Se pueden obtener añadiendo agentes puzolánicos a la cal, o usando fuentes de cal naturalmente semi-hidráulicas

Estos morteros combinan un grado de permeabilidad con la durabilidad de los morteros hidráulicos

Pueden ser útiles en lugares húmedos o expuestos pero no son equivalentes a morteros semi-hidráulicos históricos y deben ser usados con cautela

Morteros y estucos semi-hidraulicos

Mientras mayor sea la proporción de material hidráulico la mezcla tendrá mayor dureza y perderá permeabilidad y flexibilidad

Hay evidencias que proporciones menores a ½ de cemento por 1 parte de cal pueden reducir en lugar de mejorar el desempeño

Si embargo, el adicionar cal a un mortero que hubiera sido solo de cemento mejora las características del mortero Mejora la facilidad de manejo del mortero El mortero retiene agua por más tiempo Ayuda a dar lubricación y cohesión Mejora la adhesividad ladrillo-mortero Hace el mortero menos rígido

VENTAJAS DE LA CAL

Cuando es combinada con arena en lugar de cemento en la producción de morteros Se mantiene más suave, menos rígida y menos

quebradiza Más fácil de trabajar Menos repelente al agua Más poroso y no concentra evaporación ni

movimiento de sales Su apariencia es más compatible con

construcciones antiguas Cubre los principios de reversibilidad y del uso

de materiales de sacrificio

VENTAJAS DE LA CAL

Cuando se usa para hacer agua de cal o lechada en lugar de pintura de base plástica tiene las siguientes ventajas: Costo Porosidad Longevidad Cuando cubre agua de cal vieja, se adhiere, la

pintura tiende a pelarse La apariencia del agua de cal se integra mejor a

estructuras antiguas

DESVENTAJAS DE LA CAL

Los morteros a base de cal tienen las siguientes desventajas: Curado lento Susceptible a daño por congelación Costo Cuidado en el uso      

El agua de cal tiene las siguientes desventajas: Consistencia del color Facilidad de uso

RECOMENDACIONES PARA EL USO DE CAL

Durante la carbonatación de la cal hay dos problemas principales a evitar:

Encogimiento Segregación

RECOMENDACIONES PARA EL USO DE CEMENTO

Cementos con un contenido bajo de sulfatos y álcalis deben ser usados para conservación

Barreras contra agua deben ser usadas para proteger materiales antiguos del agua del cemento

El uso de cemento de baja densidad debe ser considerado en trabajos de conservación

Nota: Las imágenes de la presentación fueron obtenidas de la red.