HistoriaHistoria de la calEl uso de morteros a base de cal exclusivamente aparece por primera vez en la Mscara de Jeric, una calavera cubierta con un emplasto de cal pulido, que data del ao 7.000 a.C. En la ciudad de Jeric, una de las ms importantes del perodo Neoltico, se han hallado pavimentos a base de cal, con un acabado fino y bruido.Mscara de Jeric

El mayor avance de los romanos fue el descubrimiento en el s. II a.C del hormign de cal, al que ellos llamaban Opus Caementicium. Se trata de una mezcla de piedra volcnica de Puzzoli triturada, cal y ridos gruesos (grava, canto rodado). Las adiciones puzolnicas conferan a los morteros propiedades hidrulicas. Su uso se generaliz en tiempos del emperador Augusto, siendo obligado su uso en todas las obras pblicas. El Opus Caementicium tambin se fabric aadiendo a la mezcla arcilla cocida y teja triturada.

Las diferentes maneras de emplear la cal dieron lugar a tcnicas bien diferenciadas, cada una con su metodologa, usos y nombre particulares. As, encontramos:

Opus Testaceum: los muros realizados con esta tcnica presentan las hojas exteriores realizadas con ladrillo y mortero de cal y rido. Dichas hojas hacen la funcin de encofrado. El interior del muro era rellenado con opus caementicium.

Opus Signinum: pavimento impermeable compuesto por tres o cuatro capas de grosor decreciente. Las dos primeras capas se realizaban mezclando cal, arena y ladrillo triturado, siendo los fragmentos de ladrillo ms gruesos en la primera capa. En la tercera capa se aplicaba una mezcla de cal y arena y/o marmolina. La ltima capa se brua y poda llevar en la mezcla polvo de ladrillo o polvo de mrmol. Este tipo de morteros era empleado especialmente en cisternas y canalizaciones, canales y acueductos. La adicin de materiales cermicos de desecho propicia la formacin de silicatos y aluminatos de calcio hidratados, que poseen propiedades hidrulicas y mejoran la resistencia de los morteros a traccin y compresin.

Opus Tectorium: mortero de cal y arena para el enfoscado (regularizacin) de las superficies.

Opus Marmoreum: mortero de gran finura empleado para acabados sobre el opus tectorium. Se mezclaba cal con polvo de mrmol, aplicando tres capas para obtener una superficie muy lisa.

Opus Albarium: pasta de cal grasa de gran finura que era decorada con la tcnica de pintura al fresco.

Esta clasificacin de los tipos de obra con cal nos muestra el elevado grado de especificidad conseguido en poca romana. Cada tipo de obra requera una mezcla distinta, consiguiendo unos rendimientos y cualidades muy elevados.

Los morteros romanos deben su excepcional calidad al cuidado con el que eran escogidos sus componentes, a las perfectas condiciones de coccin de la piedra caliza y a su posterior apagado, as como a la homogeneidad y correcta proporcin de las mezclas. Estos factores, unidos a una aplicacin muy meticulosa, hacen de los morteros romanos el mejor exponente del empleo de la cal.

Hasta la revolucin industrial y el descubrimiento del cemento en 1824 en Prtland, Inglaterra, la cal ha sido el principal ligante de la construccin en morteros, revestimientos y pinturas.Es responsable de la solidez de los edificios antiguos y medievales y ha participado en obras tan prestigiosas como los frescos y estucos que los decoran.

Los constructores de entonces aplicaban las cales disponibles en las canteras y caleras ms prximas.Es decir, la calidad de las cales reencontradas vara segn la roca de extraccin, pues de las calizas, las ms puras proceden de las cales ms grasas, es decir, areas y de las calizas las ms arcillosas, pues las ms ricas en slice (margas) procedan las cales magras es decir hidrulicas.Resultaban denominaciones varias para la cal, tpicas de los lugares de procedencia.Debido a la limitada facilidad de transporte, los constructores aplicaban el material local pero conocan una amplia gama de trucos para corregir los efectos de cada una de las cales encontradas para aportar a sus morteros las calidades requeridas en cada caso de aplicacin, como son el control de la rapidez en el endurecimiento, la dureza y el grado impermeabilizante.De esto concluimos que todas las clases de cal convivan desde todos los tiempos.

Cales disponiblesUn 20 % de la superficie terrestre est cubierta de roca caliza.Segn el tipo de caliza utilizada, la coccin permite la fabricacin de varios tipos de cal:1. La cal area, procedente de una caliza pura2. La cal dolomtica, procedente de una caliza rica en carbonato de magnesio3. La cal hidrulica natural, procedente de una marga (caliza arcillosa).

Cal areaLa calcinacin de la Cal Area se produce por la coccin de la caliza pura (carbonato de calcio) alrededor de 900 grados y est acompaada de una prdida del 45% de su peso, correspondiente a la prdida de gas carbnico.Tras la extincin de la cal viva (xido clcico), resultante de la coccin, se obtiene la cal apagada apta para su aplicacin en la construccin (hidrxido clcico). Por producir mucha calor, el proceso de extincin se hace en fbrica o bien por personal especializado.El agua, aadida en la elaboracin del mortero a base de cal y arena, efecta el inicio de la carbonizacin, una reaccin lenta de varios meses que exige la presencia de agua y gas carbnico del aire a la vez. Una vez evaporada el agua, la calcinacin sigue con el vapor del agua presente en el aire que tiene una afinidad con el gas carbnico (forman cido carbnico). La calcinacin entonces se nutre del gas carbnico presente en este cido.Cal dolomticaEn las calizas dolomticas el carbono de calcio est asociado al carbonato de magnesio.Tras su coccin a temperaturas inferiores a 900 grados se obtiene una cal area.Cal hidrulica naturalSon raras las calizas puras. Casi siempre aparecen mezclados con arcillas, ricas en elementos qumicos como el hierro el aluminio y sobre todo el slice y de las cuales procede la CAL HIDRULICA NATURAL. Entre 800 y 1.500 grados (en general alrededor de 900 grados), el calcio de la caliza se combina con dichos elementos formando silicatos, aluminatos y ferro-aluminatos de calcio.Al contacto con agua estos cuerpos quieren formar hidratos insolubles lo que confieren al ligante un carcter hidrulico.Al contacto con el aire hmedo, la cal y los hidratos as formados carbonizan con el gas carbnico del aire. Esta reaccin dura varios meses y es la parte area del proceso.Los cientficos del siglo diecinueve intentaron clasificar las cales hidrulicas segn su ndice de hidraulicidad, dependiente de su contenido de arcilla (entre 5 y 30%).En la actualidad se producen cales hidrulicas con baja y alta hidraulicidad formando 3 clases de resistencia de las cuales las ms frequentes son la clase NHL 5 (la ms resistente entre las cales hidrulicas naturales, con una resistencia mnima a la compresin 28 das = 5 M Pa y un contenido de arcilla del la caliza procedente de entre 15-20%) y clase NHL 3,5 (resistencia mnima a la compresin 28 das = 3,5 Mpa, contenido de arcilla de la caliza procedente = 8-15%) y menos frecuente la clase NHL 2 con un contenido muy bajo de arcilla y una resistencia final a la compresin poco superior a la de una cal area.Las cales de hidraulicidad algo superiores a la de las cales hidrulicas naturales se denominan Cales Hidrulicas Artificiales (cales hidratadas) ya que contienen substancias aadidas antes o despus de la coccin, como son ,entre otros: Clinker, son silicatos y aluminatos hidratados, obtenidos por coccin encima de la sinterizacin (1.500 grados). Puzolanas de origen natural (volcnico) o bien artificial (mezcla de slice, aluminio y xido frrico). Cenizas volantes, que provienen de la combustin de petrleo. Escorias siderrgicas. Filleres calizos.Cales hidrulicas artificialesHablando de cales hidrulicas artificiales ya entramos en el mundo de los cementos naturales (cementos cocidos bajo la sinterizacin) ya que sus elementos constitutivos son prcticamente iguales.El Cemento Prtland seria el resultado de una coccin de estos elementos con temperaturas mucho mas altas (encima de la sinterizacin). De esta manera se obtiene un ligante para morteros rgidos y con alta resistencia a la compresin debido a un proceso de endurecimiento exclusivamente hidrulico y equivalente a la prdida de las cualidades bioclimticas, de buena trabajabilidad y retencin de agua as como de buen aspecto frente a un mortero de cal.Adems de ser incompatibles con toda clase de materiales que componen los edificios del patrimonio a restaurar, los morteros de cemento, aparte de usarlos si acaso para la cimentacin, son absolutamente innecesarios para levantar un edificio de vivienda unifamiliar o plurifamiliar con pocas plantas.La Cal segn aplicacin Morteros para cimentaciones y asentamientos de piedra natural y bloques de fbrica:La cal area aporta la mayor trabajabilidad y flexibilidad debido a una mayor finura frente a la cal hidrulica natural.Pero es preferible la cal hidrulica ya que aparte de buena trabajabilidad y flexibilidad tiene mayor resistencia a la compresin y una mayor resistencia inicial, con la ventaja de poder adelantar el trabajo rpido con ahorro de tiempo y dinero.Adems tolera las transferencias de humedades y sales minerales.Gracias a su mayor endurecimiento inicial la cal hidrulica natural permite al constructor realizar trabajos en el exterior durante todo el ao, tambin en los meses del invierno, siempre que se proporciona una proteccin contra calores, hielo y aguas pluviales durante las primeras 72 horas de cura. Construccin de piscinas naturales y estanques (almacenaje de aguas pluviales, etc.):Cal hidrulica natural (NHL 5), ya que es ms impermeable, ms resistente a la compresin, ms resistente a sales minerales y capaz de endurecerse incluso debajo del agua, sin la presencia de aire. Revestimientos exteriores e interiores:Los morteros para revestimientos exteriores, en todo caso seran a base de cal hidrulica natural, ya que tiene la mayor resistencia mecnica, la mayor impermeabilidad y la mejor resistencia a agresiones ambientales as como influencias martimas.Los revestimientos interiores podran ser compuestos de un revestimiento base de mortero de cal hidrulica natural y un acabado fino (en una o varias capas) a base de mortero de cal area, sin o con pigmento lo que en su totalidad es un estuco de cal.La elevada finura y mxima trabajabilidad de la cal area, que se puede aumentar an ms trabajando con cal grasa en pasta, es necesria para un buen resultado final del acabado.Su elevada porosidad es responsable para un efecto mximo de compensacin de vapores de agua en la vivienda as como un excelente aislamiento trmico. Lechadas y pinturas:Para la fijacin de una superficie con mala adherencia, se podran aplicar una o varias capas de lechada de cal area o cal hidrulica natural. Para la fijacin de superficies arenosas es aconsejable la cal hidrulica.Para aumentar la adherencia de un soporte justo antes de revestir da ms efecto la lechada de cal area, la mas grasa posible.Las pinturas seran a base de cal area (color mas blanco), preferiblemente cal grasa en pasta, diluido con agua y si acaso mezclado con pigmentos aptos para la cal. La cal en pasta, para pintar, debe estar elaborada de las capas superiores (con ausencia de partculas gordas sin apagar) de la cal que ha reposado bajo el agua durante un tiempo de meses o aos.Es aconsejable aadir a la pintura un estabilizante natural que entrar en reaccin con la cal, como la casena por ejemplo, ya que de esta forma se aumenta su resistencia al tacto.La humidificacin del soporte y el control de la desecacin del filme de pintura es de gran importancia ya que la falta de agua es incompatible con la carbonizacin de la cal.El mbito de aplicacin de pinturas de cal son ms bien interiores ya que las pinturas de cal son sensibles a las variaciones climticas (hielo, sol, viento y humedad). Pues exigen un alto grado de mantenimiento en exteriores. Fijacin de tejas, solera (interior y exterior) y piezas de decoracin y murales:Tejas y solera con cal hidrulica natural ya que interesa resistencia mecnica as como mxima impermeabilidad. Para la fijacin de piezas decorativas cermicas o de piedra natural en superficies verticales, adems de elaborar un mortero con alto contenido de cal y ptima granulometra, se podra aplicar un mortero a base de cal hidrulica (resistencia mecnica y buena adherencia) y pasta de cal grasa (aumento de adherencia). El soporte, si fuese necesario, se podra preparar con una lechada de cal grasa. Estabilizar tierra con cal:Se puede estabilizar la tierra para la fabricacin de adobes o tapial y conseguiremos aumentar su resistencia mecnica as como su resistencia al agua.Los suelos muy arcillosos (40% o ms) se estabilizan mejor con cal area.Los suelos muy arenosos se estabilizan mejor con cal hidrulica para ganar ms resistencia.A parte de mezclarlo todo bien, para asegurar un buen proceso de endurecimiento, las mezclas de tierra y cal hidrulica se deben poner en obra pronto, evitando el secado rpido, ya que, si no se puede perder con facilidad el 50% de resistencia.La cal viva en polvo puede ser utilizada para estabilizar pero tiene la desventaja de producir mucho calor y puede daar pelirosamente la piel. Por causa del calor de hidratacin tiende a secar el suelo rpidamente con el riesgo de dilatacin.En general se aplica un 5% de estabilizante ya que menos cal casi significa significa una prdida de resistencia. La estabilizacin no es una ciencia exacta por ello depende del tcnico o constructor, es mejor hacer bloques de prueba para realizar ensayos. El propsito de estos ensayos es encontrar la menor cantidad de estabilizante que satisfaga los requerimientos.Propiedades De La Cal Hidratada.

Las propiedades de la cal que interesan a la construccin tienen que ver con la resistencia que se puede lograr, el tiempo de fraguado y la consistencia de las mezclas a base de este material. Si bien es cierto que el uso de la cal en la construccin es limitado, principalmente por lo lento de su ganancia en resistencia, an se le usa y existen especificaciones que regulan las propiedades de este material. Las propiedades como la resistencia y el tiempo de fraguado estn ntimamente relacionadas con la composicin qumica de la cal. La composicin qumica vara dependiendo de las impurezas contenidas en la materia prima, por ejemplo la roca caliza puede contener arcillas, hierro, azufre, carbonatos de magnesio, lcalis y otras impurezas que afectan la reactividad de la cal con el agua. Un parmetro que ayuda a interpretar la rapidez de reaccin de la cal se llama el ndice hidrulico que se define como sigue:

Donde el numerador est integrado por la suma en peso de la slice, la almina y el hierro, mientras el denominador se integra por la cal (cal viva) ms la magnesia. De acuerdo con el investigador Vicat, a medida que el ndice hidrulico aumenta, aumenta tambin la rapidez de fraguado de la cal, la Tabla 5.1 muestra una clasificacin de diversas cales, la tabla muestra tambin la influencia de las impurezas representadas por la presencia de arcilla en la materia prima.

Tabla 5.1. Tipos de Cal Segn su Contenido de Arcilla.

Como se observa, la reactividad de la cal es funcin directa de los contenidos de arcilla,esto no es nada extraordinario ya que es as como se elaboran los cementos hidrulicos, es decir con una fusin de materiales calcreos y arcillosos, solo que en el caso de la cal los materiales arcillosos se encuentran como impurezas de la materia prima. Otras caractersticas como la densidad y la resistencia tambin se relacionan con la composicin qumica de las cales, de manera que a medida que la cal se vuelve ms hidrulica su densidad aumenta y como se observa en la Tabla 5.1, la cal lmite prcticamente se convierte en un cemento. La calhidra de uso comn tiene una densidad promedio de 2.3 que es baja comparada con los cementos que oscilan entre 3.0 y 3.15. La resistencia que puede generar la cal depende de la reactividad de la misma, como generalmente se combina la cal con arena y por supuesto con el agua, frecuentemente se expresa la resistencia de la cal como aquella lograda por un mortero, por ejemplo un mortero 1:3 (una parte de cal por tres de arena) con la cantidad de agua requerida puede generar una resistencia entre 10 y 20 kg./cm2.