cales grasas extracción de la caliza.—con los trozos mayores de caliza, se forma una bóveda...

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Al hacer el estudio de los productos que se obtienen de la calcinación de las calizas,seguiremos las clasificaciones que anteceden, estudiándolos separadamente pava mayorclaridad. En cada producto estudiaremos: primero su preparación ú obtención, después suspropiedades, y por último los medios de conservación.

Con el fin de evitar repeticiones, en capítulo aparte y en conjunto se describirán los métodosde ensayos químicos y mecánicos á que deben someterse tanto las cales como los cementos.

CALES GRASAS

La fabricación de la cal grasa comprende las operaciones siguientes: extracción de la caliza,calcinación ó cochura y apagamiento.

Extracción de la caliza.—

La caliza susceptible de dar por la calcinación una buena cal grasa es la que, conteniendopocas impurezas, acuse menos del 5 por 100 de arcilla; pero, como no existe verdaderaseparación entre las calizas de que se puede obtener cal grasa y las que dan origen á cal árida,en casos de duda hay que recurrir á ensayos previos, que por lo general se reducen á calcinarpedazos extraídos de la nueva cantera en un horno antiguo y estudiar las propiedades delproducto obtenido. En algunas localidades no se extrae la cal de las piedras calizas, sino deconchas de moluscos, compuestas casi exclusivamente de carbonato calcico; así se efectúa,por ejemplo, en Scheveningen, cerca de El Haya.

Lo corriente, sin embargo, es extraer las calizas de canteras en rocas de esa naturaleza, porlos procedimientos que se explican en la explotación de canteras, ó aprovechar los cantosrodados calizos que se encuentren en la localidad.

Calcinación.—

Extraída la piedra de cal, se calcina en los hornos, que en seguida se describirán, á latemperatura del calor rojo (700 grados próximamente) para que se desprenda el anhídridocarbónico.

No todas las calizas se reducen con la misma facilidad, aunque sea la conveniente la marchadel horno, pues influyen en la rapidez del resultado el grado de porosidad de la piedra y laproporción de agua que contengan. Las piedras porosas se cuecen más fácilmente que lascompactas, porque el calor penetra pronto hasta el centro, al mismo tiempo que los gasesresultado de la calcinación encuentran fácil salida. El vapor de agua acelera ladescomposición de la caliza, puesto que facilita el desprendimiento del anhídrido carbónico,como se comprueba con experiencias de laboratorio, pues se forma un hidrato calcico

(CaO2H2) á su vez descomponible por el calor. De lo que antecede se deduce que siempreque se trate de la cochura de calizas para obtener cal grasa, conviene escoger piedras porosasy húmedas, para lo cual se riegan si es necesario, pues en la calcinación de estas piedras hayeconomía de combustible, aunque se tenga en cuenta el necesario para vaporizar el agua

cales http://www.xtec.es/~cgarci38/ceta/tecnologia/cales.htm

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agregada.

En la calcinación de las calizas hay que adoptar precauciones con la marcha del fuego. Desdeluego, tratándose en la cochura de una reacción química, la temperatura no puede ser inferiorde la necesaria para que el desprendimiento del anhídrido carbónico tenga lugar, conviniendollegar á ésta con lentitud. No conviene tampoco que la temperatura sea muy superior á laconveniente, no sólo por el mayor gasto que originaría, sino también porque las piedraspodrían reducirse á fragmentos pequeños que se opondrían á la marcha regular de la llama.Debe efectuarse la calcinación de un modo regular, porque los descensos bruscos detemperatura hacen muy difícil y á veces imposible el desprendimiento completo del anhídridocarbónico; siendo la causa de estos descensos las corrientes de aire en el interior del horno, esrecomendable que éstos tengan el menor número posible de aberturas, y que éstas esténdispuestas en los lugares que originen menos perjuicios.

La cochura de la piedra de cal puede hacerse por varios procedimientos, algunos de los cualestambién se emplean en la fabricación de las cales hidráulicas y cementos. En atención á estasaplicaciones y á ser la primera vez que nos ocupamos de calcinación, la estudiaremos conalgún detalle en los cinco casos siguientes, que son los que pueden presentarse:

La calcinación al aire libre tiene que ser forzosamente intermitente por formarse el horno conlos mismos materiales á calcinar; en cambio, la cochura en hornos puede ser intermitente ócontinua; y aun cuando en el primer caso pudiera ser con llama ó por capas, sólo nosocuparemos aquí de la primera por ser la calcinación intermitente por capas exclusiva de lacochura de los cementos, donde la estudiaremos con todo detalle, y no tener razón de ser enla fabricación de cales grasas.

Calcinación al aire libre por capas.—

En un área circular plana y perfectamente seca (fig. 1), se excava en el centro un tronco de

cono A, de 0m,90 próximamente de profundidad, 5 metros de diámetro en la base superior y

0m,65 en la inferior, y una zanja que, partiendo de la superficie cónica en dirección rectilínea,

tenga una longitud de unos 3m,50, un ancho de 0m,30 en el punto de partida y una anchura de

0m,50 en su otra extremidad. Esta zanja se cubre con losas que dejen entre sí intersticiossuficientes para que al prender fuego al ramaje, que se introduce en la zanja, la llama secomunique al combustible empleado.

Desde el fondo de la excavación tronco-cónica, se disponen capas alternadas de combustible,por lo general hulla menuda ó carbón vegetal y caliza reducida á fragmentos, teniendocuidado de que las capas de combustible vayan disminuyendo de grueso de abajo á arriba yque el de las de caliza vaya aumentando, todo ello con objeto de hacer lo más uniformeposible la calcinación.


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Figura 1.

Con estas capas alternadas se forma un montón de forma tronco-cónica, por encima del suelo,

de unos 3m,80 de altura, 5 metros de diámetro en la base inferior y 4 en la superior, terminadopor un casquete esférico. Las dimensiones de este montón son el término medio de lasadoptadas; pero puede ser mayor ó menor sin ningún inconveniente.

Formado el montón, se cubre toda su superficie con una capa de arcilla mezclada con arena y

paja, de 0m,05 á 0m,06 de espesor, cuyo objeto es disminuir las pérdidas de calor porirradiación, evitar que penetre el aire y produzca una calcinación irregular. Rodeando la partebaja del macizo se dispone algunas veces un revestimiento de piedras mn, pq, que tiene porobjeto evitar el derrumbamiento del montón cuando se produzcan asientos por efecto de lacochura.

Después de prender fuego á la capa inferior de combustible como antes se ha indicado, serellena la canal con piedras y se tapa su entrada con arcilla ó tierra. En esta calera dura lacalcinación de cuatro á cinco días; una vez terminada, se deja enfriar la caliza, se deshace elmontón y se separan los terrones de cal viva de las cenizas que los rodean.

Este método de obtener cal grasa es el que da peores resultados económicos; pero puede, sinembargo, resolver convenientemente el problema cuando sólo se trate de calcinar la calnecesaria para una obra que haya de ejecutarse á gran distancia de los centros de producción.

Calcinación al aire libre con llama. —

Cuando se tiene á mano combustible de llama larga, en especial de ramaje, puede hacerse lacalcinación al aire libre, disponiendo una bóveda que sirve de hogar ó caldera, y colocandoencima los trozos de caliza formando montón, de modo que las piedras más gruesasconstituyan el paramento del horno, cuya planta es circular ó rectangular; construyendo asíun horno de campaña, cuyo exterior se enloda con arcilla amasada con paja.

Con el fin de reducir las pérdidas de calor por radiación, conviene disponer el horno en unaexcavación hecha en un ribazo, para formar con el terreno natural las paredes posterior ylaterales, colocando las piedras más gruesas en el frente, donde también debe encontrarse laboca del hogar para introducir el combustible.

La calcinación al aire libre tiene los inconvenientes de perder gran cantidad de calor y hacermuy desigual la cochura, pues mientras algunos trozos se recuecen, otros no se calcinanbastante, constituyendo lo que los albañiles llaman huesos.


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Calcinación en hornos.—

Los hornos que por lo general se emplean en la calcinación de las calizas son construccionesde mampostería, ladrillo, sillarejo, etc., que se componen de tres partes principales: hogar,vientre y chimenea. El hogar se dispone siempre en la parte inferior; pero unas veces eslateral y otras está colocado en el centro del horno. Cuando se emplea como combustibleleña, el hogar no tiene división; pero cuando es carbón está formado por dos compartimientosseparados por una parrilla: en el superior tiene lugar la combustión, y el inferior sirve decenicero; ambos compartimientos deben ir provistos de puertas para regular la marcha delfuego. El vientre es la parte del horno donde tiene lugar la calcinación de la caliza, y por logeneral tiene altura suficiente para que no sea necesaria chimenea para establecer el tiro.

Aunque, por lo general, los hornos de cal suelen reducirse á un muro cilindrico ó tronco-cónico, en algunos casos son construcciones más perfeccionadas: sus paredes están formadasde dos envolventes separadas por un hueco bastante considerable que se rellena de arcilla,arena, ceniza ó cualquier otra substancia mala conductora del calor, con tal que esté bienapisonada; el macizo exterior se construye con materiales abundantes en la localidad, y elinterior, llamado camisa, está formado de ladrillos refractarios en parte de su espesor, y deladrillos ordinarios en el resto. Con esta disposición se consigue de un modo económico dar álas paredes del horno suficiente grueso para que la pérdida por radiación sea la menor posible.

Calcinación intermitente en hornos.—

La forma general de los hornos de calcinación intermitente es la aovada, que aparece en lafigura 2; la carga, de la caliza, convenientemente partida, se hace por la boca ó tragante delhorno, introduciéndose el combustible y sacándose la cal por una abertura lateral situada en labase del horno.

Figura 2.

La forma aovada es la más conveniente, porque obliga á concentrarse á los productos de lacombustión á medida que se van enfriando, consiguiéndose así que todos los trozos de calizaestén próximamente á la misma temperatura.

A fin de sostener la masa de caliza y dejar espacio suficiente para el hogar, al cargar el horno,con los trozos mayores de caliza, se forma una bóveda esférica, que se apoya en un salientede la fábrica del horno, y sobre ella se colocan los fragmentos de caliza, teniendo cuidado quelos más pequeños sean los que se dispongan en la parte superior. Si no existiera retallo en el


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interior de la fábrica del horno, la bóveda esférica puede apoyarse sobre machones ó murosformados de la misma piedra que se va á calcinar.

El combustible que ordinariamente se emplea es leña ó turba, y el peso necesario paraobtener un metro cúbico de cal es muy variable. El tiempo necesario para la calcinaciónvaría, en un horno de 60 á 75 metros cúbicos de cabida, de ciento á ciento cincuenta horas,siendo los elementos que más influyen en la misma la naturaleza del combustible, el estado dela caliza y las condiciones atmosféricas.

Terminada la cochura, lo que se reconoce en que la, llama sale sin humo, en que se produceun asiento en la masa que, en general, varía de 1/5 á 1/6, y en el aspecto de la piedra, seapaga el horno, se deja enfriar y se descarga.

Calcinación continua con llama.—

Los hornos en que la calcinación de la caliza se hace de modo continuo, empleandocombustible de llama larga, son muy variables, por lo que describiremos los dos tiposprincipales. El horno representado en la figura 3, cuya altura es de unos 10 metros, tiene unhogar lateral F, donde se produce la llama, que penetra en la masa de caliza por tresconductos situados en un mismo plano horizontal á 2 metros de la base. En la primera cargahay que disponer en la parte baja del horno un hogar auxiliar, análogo al explicado al describirlos hornos intermitentes, que tiene por objeto calcinar los fragmentos de caliza que están pordebajo de los conductos del hogar F. Cuando esto se ha conseguido se enciende el hogarlateral, que es el que calcina de modo continuo. La carga del horno se hace por el tragante,y la descarga por la abertura G.

En la figura 4 aparece otro tipo de horno de la misma clase, que es de hogar interior; la calizase apoya en una bóveda de fábrica, provista de aberturas para el paso de la llama; la cargatiene lugar por el tragante, y la descarga por una puerta lateral A, que termina á la altura delarranque de la bóveda.

Figura 3.


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Calcinación continua por capas. —

En un horno, cuyo perfil interior está formado por dos troncos de cono unidos por sus basesmayores, y cuyo perfil general es análogo al de la figura 3, se colocan la caliza reducida áfragmentos y hulla de llama corta, por capas alternadas, descansando toda la masa sobre laparrilla del cenicero. La carga del horno se hace por el tragante, y una vez lleno, se prendefuego á la capa inferior, que debe ser de combustible; el fuego se propaga á las capassuperiores, y tiene lugar la cochura; las cenizas del combustible atraviesan la parrilla y seextraen por la puerta del cenicero, y la cal viva por una abertura lateral situada sobre laparrilla y en la parte inferior del horno.

Figura 4.

Cuando la carga desciende por efecto de la cochura, ó cuando se extrae la cal viva, se arrojanpor el tragante nuevos lechos de caliza y combustible, estableciéndose así la continuidad en lafabricación.

El volumen de hulla ó antracita que se consume para obtener un metro cúbico de cal, aunquevaría con la dureza de la piedra, es próximamente de 1/5, de metro cúbico, en el supuesto quelos trozos de caliza sean pequeños y del mismo tamaño, y que la marcha del horno seauniforme, lo que sólo se consigue con una larga práctica.

Modificaciones de los hornos.—

En los hornos que se han reseñado no se aprovechan los gases que se escapan por la boca.


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Figura 5.

Para el aprovechamiento de los gases calientes se han construido hornos análogos alrepresentado en la figura 5: los productos gaseosos de la combustión del horno inferior,atravesando la bóveda B, secan las materias dispuestas en el horno superior; y cuando éste secalienta por el hogar lateral, el aire que activa la combustión penetra por el orificio C, despuésde haberse caldeado al pasar por las materias callentes que ocupan el compartimiento inferior.La economía de combustible en estos hornos viene á ser de 20 por 100, siendo el horno másfavorecido el superior, donde también es más elevada la temperatura; el horno inferior sueleemplearse en la calcinación de calizas, y el superior para cocer ladrillos.

Apagamiento de las cales.—

El producto de la calcinación de las calinas es la cal viva, que tiene gran avidez por el agua,absorbe la humedad de la atmósfera y tiende á apoderarse del agua que encierran los tejidosorgánicos, produciendo el efecto de un cauterio enérgico. Para emplear la cal en lasconstrucciones es preciso empezar por hidratarla, haciendo que se combine con toda el aguaque requiere; operación que se llama extinción ó apagamiento de la cal.

La extinción de la cal puede hacerse de dos maneras: 1.°, por fusión en el agua; y 2.°, porinmersión ó aspersión.

Apagamiento por fusión ó en balsas.—

El apagamiento por fusión se hace en albercas de fábrica ó madera, donde se colocan losterrones de cal viva y echando de una sola vez el agua necesaria para reducir la cal al estadode papilla espesa. Si la cantidad de agua no fuera suficiente, hay que esperar á que se enfríe lacal para añadir con precaución nueva cantidad de agua. El volumen de agua necesario paraformar una buena pasta para emplearla en morteros, varía de 2,5 á 3 metros cúbicos pormetro cúbico de cal: si la cantidad de agua es pequeña, la cal se apaga mal, y llega á su total


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extinción, después de puesta en obra, donde reduce á polvo el mortero: si, por el contrario,hay exceso de agua, los morteros resultan fluidos y detestables.

Apagada la cal, cuando la papilla está bien homogénea, se hace pasar á depósitosimpermeables excavados en el suelo, donde puede conservarse indefinidamente, siempre quese la preserve del contacto del aire cubriéndola con arena. La cal así conservada se apagacompletamente y mejora mucho en sus condiciones.

Al apagar la cal en balsas, se hiende é hincha, aumentando de volumen en relacionesvariables desde 1 á 1,5 hasta 1 á 2,5, suponiendo que la cal viva se mide en terrón sindescontar huecos y que la pasta tenga consistencia media; durante la extinción se produce ungran aumento de temperatura y se desprenden vapores abundantes, debidos al desarrollo decalor que origina la combinación química del agua y la cal.

En cuanto antecede nos hemos referido á la preparación de la pasta de cal, pero es de muyfrecuente empleo la lechada de cal para blanqueos y encaladuras. La lechada se preparaagregando agua á la pasta de cal con mucha precaución, para que no formen grumos lostrozos perezosos en apagarse, á fin de evitar que las superficies que se enluzcan ofrezcanasperezas ó desigualdades.

Apagamiento por inmersión ó aspersión.—

Para apagar las cales por el método de inmersión, se reducen los terrones de cal viva áfragmentos del tamaño de una nuez próximamente y se colocan en canastos ó cestos de clarosanchos, que se sumergen en el agua el tiempo necesario (próximamente un minuto) para quese produzca un principio de efervescencia; se sacan entonces los cestos y se dispone sucontenido en montones ó cajas, de modo que, perdiéndose el calor con menos facilidad, sereduzca la cal á polvo.

En el procedimiento por aspersión, se dispone la cal viva en capas sobre un área plana y seriega por un medio cualquiera, dividiendo el agua lo mejor posible. La cantidad de aguanecesaria para la extinción varía desde la cuarta parte hasta la mitad del volumen de la cal.

Procédase por inmersión ó por aspersión, al apagarse los fragmentos de cal se hienden conruido, se produce un silbido al desprenderse las masas de vapor y la cal se reduce á polvo. Elcalor que se desarrolla en la combinación química del agua y la cal es suficiente para inflamarun poco de pólvora colocada al abrigo de la humedad en una cavidad practicada en uno de losterrones.

A veces los montones de cal mojada se cubren con arena; la extinción se va haciendolentamente y sin el contacto del aire, conservándose así la cal en buenas condiciones durantevarios días.

Apagada la cal en polvo, es preciso preparar la pasta, para lo cual se arroja con una pala á unaalberca con el agua necesaria, cuidando de batir constantemente la mezcla. Tampoco hayinconveniente en proceder de modo inverso, pero en todos los casos es necesario batir lamezcla. La cantidad de agua necesaria para formar pasta con la cal apagada en polvo, esnecesario determinarla en cada caso.

Comparación de los métodos de apagamiento.-

La extinción en balsas tiene la ventaja, sobre la hecha por inmersión ó aspersión, de que


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produce notable economía de material; pues la cantidad de cal que entra en dos volúmenesiguales de idéntica consistencia, preparado uno por apagamiento en balsas y el otro con cal enpolvo, están en la relación de 100 á 161, según Vicat. El apagamiento en balsas ofreceasimismo la ventaja de dividir mejor las cales y hacer llegar al máximo el aumento devolumen.

La extinción por inmersión ó aspersión, en cambio, presenta á su favor la ventaja de facilitarla separación a mano de los trozos que, por estar poco calcinados, no se reducen á polvo. Yparece tener también la ventaja de aumentar la cohesión de las argamasas.

Apagamiento espontáneo.—

Algunos autores recomiendan el sistema de dejar la cal viva en terrón á la acción de laatmósfera, para que se apague absorbiendo la humedad del aire; pero si se tiene en cuentaque para el apagamiento completo de una cal, en estas condiciones, es necesario un plazo detres meses, y que la cal, al mismo tiempo que el agua, absorbería el anhídrido carbónico delaire, se comprenderá que tal práctica no puede dar buenos resultados.

Conservación de las cales.—

Las cales grasas pueden conservarse vivas, apagadas en polvo, ó en pasta. Para conservar la

cal viva se dispone en terrones en un espacio cubierto sobre un lecho de 0m,15 á 0m,20 de calapagada en polvo y se cubre el montón con el mismo polvo en cantidad suficiente. Asípueden conservarse las cales cinco ó seis meses; pero después de este tiempo se necesita untrabajo de varias horas, y á veces un día entero, para formar la pasta.

Las cales apagadas en polvo pueden conservarse en almacenes definitivos ó en tingladosprovisionales, con tal que se haya cuidado de comprimir los montones y que se cubran conlonas. Pueden también almacenarse en barriles como las cales hidráulicas y los cementos.

La cal grasa en pasta puede conservarse, sin inconveniente alguno, en zanjas, albercas úhoyos, con tal que no sean permeables y que la pasta de cal esté cubierta con una capa de

0m,30 á 0m,40 de arena ó tierra.

CALES HIDRÁULICAS

Antes de los descubrimientos de Vicat, no se conocían más morteros hidráulicos que lasmezclas de cal grasa y puzolana; sin embargo, se había comprobado que las cales procedentesde algunas canteras tenían la propiedad de endurecerse debajo del agua: por ejemplo, las calesempleadas en el año 1756 en la construcción del faro de Eddystone; pero, no obstante lostrabajos hechos, no se había dado explicación del fenómeno, ni se dieron á tales productosaplicaciones especiales. Vicat fue el primero que, después de numerosos experimentos yprofundas investigaciones, estableció la siguiente ley: para que una caliza dé, por la cochura,una cal hidráulica, es necesario y suficiente que contenga una cierta cantidad de arcilladiseminada en su masa y asociada de un modo íntimo.

Ya hemos visto la influencia que tienen en la hidraulicidad de las cales las diferentessubstancias que se encuentran en las calizas ó que se pueden agregar por un medio mecánicocualquiera antes de la calcinación. Según que estos elementos se encuentren en proporciónconveniente en las calizas, ó que se agreguen antes de la cochura, los productos obtenidos por


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la calcinación son cales hidráulicas naturales ó artificiales.

Cales hidráulicas naturales.—

Atendiendo á la proporción de arcilla, se han dividido anteriormente las cales hidráulicas en:cales débilmente hidráulicas, cales medianamente hidráulicas, cales hidráulicaspropiamente dichas y cales eminentemente hidráulicas.

Suponiendo que las cales hidráulicas apagadas en polvo se mezclen con la cantidad de aguanecesaria para formar la pasta normal y que el ensayo de fraguado se haga en un molde

tronco-cónico de 0m,04 de altura, 0m,08 de diámetro en la base inferior y 0m,09 en la superior,acusándolo con la aguja de Vicat, las cales débilmente hidráulicas fraguan de diez y seis á,treinta días, las cales medianamente hidráulicas de diez á quince días, las cales hidráulicaspropiamente dichas del quinto al noveno día, y las cales eminentemente hidráulicas delsegundo al cuarto día; sin embargo, algunos autores llaman cales eminentemente hidráulicas álas que fraguan en menos de dos días.

La consistencia de las pastas de las distintas cales hidráulicas es muy variable con el tiempotranscurrido desde su amasado; la de las cales débilmente hidráulicas no es mayor á los diezmeses que la del jabón seco, límite al que llegan las cales medianamente hidráulicas á loscinco meses. La consistencia de las cales hidráulicas propiamente dichas á los cuatro ó cincomeses es comparable á la de una buena pasta cerámica seca antes de cocerla; y la pasta de caleminentemente hidráulica está dura al cabo de un mes, rompiéndose por el choque á los seismeses sin reducirse á polvo.

Las pastas de cal hidráulica, sumergidas en el agua, abandonan cal al baño de inmersión; perola acción del agua sobre la superficie de la pasta es variable, con el índice de hidraulicidad dela cal. Las cales débilmente y medianamente hidráulicas, después de seis meses á contar de lafecha de batido, son aún algo solubles en la película exterior; las cales hidráulicaspropiamente dichas no abandonan cal después de cinco meses, y las cales eminentementehidráulicas son insolubles en la superficie transcurrido un mes.

Extracción de la caliza.—

Las canteras explotadas por las fábricas de cal hidráulica pertenecen frecuentemente á losterrenos oxfordiense y neocomiense. Las calizas se presentan unas veces en grandes bancosde composición bastante homogénea, y otras, que es el modo más general, en numerosascapas de espesor y composición variables; pero en ambos casos los yacimientos de caliza notienen composición absolutamente regular, sobre todo en sentido vertical; es más, puedentener aspecto idéntico y diferir notablemente en su composición química, siendo uno de loscaracteres sensorios para su separación su mayor ó menor untuosidad al tacto, quecorresponde á más ó menos proporción de arcilla. Conviene, pues, antes de la explotación deuna cantera, llevar á cabo gran número de ensayos químicos en distintos puntos de la misma,para determinar qué parte debe ser escogida y cuál desechada.

La explotación de la cantera puede hacerse á cielo abierto ó en galería, por losprocedimientos conocidos; pero para la homogeneidad del producto obtenido convienellevarla á cabo por grandes voladuras, como se hace en Teil, donde se emplean cargas de10.000 á 12.000 kilogramos de pólvora.

La piedra extraída de la cantera se fragmenta en trozos de tamaño conveniente según la clasede horno que se emplee para la cochura.


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Calcinación.—

En todas las fábricas de cal hidráulica los hornos son de funcionamiento continuo, no sólo porla mayor economía de combustible, sino también porque con el mismo número de hornos seaumenta la potencia de producción.

Los hornos que se emplean en la fabricación de este producto, aunque diversos en losdetalles, son de dos clases, según se emplee combustible de llama larga ó de llama corta, ypertenecen á los tipos de hornos de calcinación continua con llama, ú hornos de calcinacióncontinua por capas, descritos en la calcinación de calizas para la producción de cal grasa.

Figura 6.

Como tipo de hornos de fabricación continua por capas describiremos el horno Louvières (fig.6), de forma aovada, que tiene 11 metros de altura, 3 metros de diámetro en su parte más

ancha, y lm,80 de diámetro en el tragante y en la parrilla, y que está provisto en su parteinferior de un autodistribuidor del aire encargado de activar la combustión. La carga de estehorno se hace por capas alternadas de caliza y carbón hasta llenarlo, y cuando esto seconsigue se enciende la capa inferior de combustible. Después de un cierto tiempo decochura, la masa interior experimenta un asiento, y se llena el espacio libre en el horno connuevas capas de caliza y carbón; establecida la marcha regular del horno, de tiempo entiempo se extrae por la parte inferior una porción de cal cocida y se recarga por el tragantecon capas alternadas de combustible y caliza, con el fin de tener siempre el horno lleno.

La piedra caliza permanece en el horno de dos á cuatro días, y debe procurarse extraerdurante el día dos tercios de la producción diaria de cal y sólo un tercio durante la noche,


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cuidando siempre con la extracción de la cal de mantener la zona de cochura á la alturaconveniente y regular la cantidad de combustible pava cocer bien la caliza, pero no recocerla.Así se consigue que la calcinación sea bastante elevada para que la reacción de la sílice sobrela cal sea completa, quedando cierta cantidad de cal libre no combinada, bastante grande paraque la extinción se haga rápidamente; por el contrario, si la temperatura de cocción fuera muyelevada, sobre todo cuando el índice de hidraulicidad de la caliza es grande, la cal libre quedaaprisionada por la masa vitrea que forma al fundirse el silicato calcico, y el apagamiento esmuy difícil. Las calizas de índice poco elevado exigen mayor temperatura para su calcinaciónque las de índice más elevado; por esta consideración conviene que la carga del horno seahomogénea, porque de lo contrario, cuando unos trozos estuvieran bien cocidos, los otrosestarían crudos ó vitrificados, según los casos.

Los hornos de calcinación continua por llama difieren algo de los explicados en la fabricaciónde la cal grasa: de ordinario carecen de hogar por producirse la combustión con gasescombustibles procedentes de la combustión parcial del carbón (gas de aire, gas de agua), enhogares especiales é independientes, y, por lo general, están provistos de chimenea. Puedetomarse como tipo de estos hornos el horno Paar (fig. 7), de 12 metros de altura, en el que laintroducción del combustible de los gasógenos se hace por conductos a, a, que puedenponerse en comunicación con la atmósfera por orificios b, b.

Figura 7.

Algunas fábricas emplean para la producción de cal hidráulica los hornos Dietzsch y Schoffer,que se describirán en la fabricación de cementos; otras usan hornos de secciones elípticas óalargadas, que funcionan lo mismo que los descritos.

Apagamiento.—

Las cales hidráulicas se deben apagar por aspersión; inmediatamente después de extraída la


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cal del horno, se extiende sobre el suelo ó sobre una plataforma móvil, formando una capa de10 á 15 centímetros de espesor, y se riega con un chorro de agua, que caiga en forma de lluvialina. La cantidad de agua necesaria para la extinción es del 15 al 20 por 100 del peso de calviva, de la cual sólo queda retenida el 7 ú 8 por 100; empleando un exceso de agua se obtieneuna cal ahogada, que se apaga difícilmente y que contiene gran cantidad de partes inertes.

Humedecida la cal con la cantidad suficiente de agua. y en conveniente estado de división,comienza pronto la extinción, se desprende una gran cantidad de vapor y los trozos de cal sereducen poco á poco á polvo. Después de mojada la nueva porción se recoge y apila, sobre lacal anteriormente apagada, que deberá aún encontrarse caliente, donde debe permanecer dediez á veinte días, según su índice de hidraulicidad.

El apagamiento de la cal hidráulica comprende cuatro fases distintas, que, por el orden que sepresentan, son:

1 .ª Absorción, por capilaridad, del agua con que se riega la piedra de cal; durante esta fase notiene lugar ninguna acción química, ni extinción, á no ser para las piedras poco cocidas óinsuficientemente siliciosas.

2.ª Recogida la cal recién regada sobre el montón, que debe estar aún caliente para elevar latemperatura de la recién echada, la hidratación de la cal viva se produce, gracias á esaelevación de temperatura, y comienza la extinción con desprendimiento de calor y vaporesabundantes. Durante esta fase de la operación no puede tener lugar el apagamiento completode lu cal recién arrojada, porque la elevación de temperatura vaporiza el agua no combinadaal principio y falta agua.

3.ª Al arrojar una nueva porción de cal humedecida y comenzar su extinción, la capa de calinmediatamente en contacto con ella, que había sufrido el primer apagamiento, absorbe partedel agua, que se evapora en la última capa, y se apaga parte dé la cal viva aún existente; perocomo al mismo tiempo baja la temperatura, parte del agua evaporada es absorbida por lossilicatos y aluminatos calcicos.

Y 4.ª La cal libre que resta se hidrata á expensas del agua de los silicatos y aluminatoscalcicos, cuando por encontrarse lejos de la superficie del montón y reducida á polvo, nopuede recibir el agua evaporada en las capas que la recubren. Sabido es que la formación ydescomposición de los hidratos para cada temperatura exige una tensión determinada en elvapor de agua; esta tensión, límite de disociación, es de una atmósfera para el hidrato calcicoá 450°, y alcanza el mismo valor para el silicato calcico á 150°, y en ambos casos decrece conla temperatura, siguiendo una ley idéntica á la que sigue la tensión del vapor de agua; porconsiguiente, á la temperatura ordinaria, esta tensión es en el hidrato calcico una fraccióninapreciable de un milímetro de mercurio, mientras que para el silicato es de varios milímetrosde mercurio; á 100° la tensión de disociación es de un milímetro de mercurio para el hidratocalcico y de varios centímetros de mercurio para el silicato. Nada de extraño tiene, pues, enlas condiciones en que se opera, que el agua que hidrataba á los silicatos calcicos sedesprenda é hidrate á la cal libre que pueda existir en su contacto.

Esta última fase de la operación es muy lenta, pero es absolutamente necesaria para laextinción completa de una cal hidráulica. Si no se da tiempo durante el apagamiento para ello,existirá cal libre, que después de puesta en obra se apagará, reduciéndose á polvo ydestruyendo los morteros. Pudiera creerse que el apagamiento de las cales hidráulicas seríamás rápido forzando las dosis de agua, pero esto no es exacto: si el exceso fuera pequeño,durante la segunda fase, la evaporación sería mayor y la cal se enfriaría demasiado para lasoperaciones siguientes; si, por el contrario, fuera grande, además de no ser posible asegurarque toda la cal se hidrataría, es evidente que se formarían los hidrosilicatos é hidroaluminatos


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calcicos, causa del fraguado de las cales hidráulicas, y éstas estarían en malas condicionespara su empleo en obra.

Es el apagamiento de las cales hidráulicas operación importante y muy delicada, que cuandono se realiza bien es la causa, quizás única, del mal resultado de muchos productoshidráulicos.

Cernido.—

Apagada la cal, se pasa por cedazos, cuyo objeto es separar el polvo de cal de los trozos que,por estar poco ó demasiado cocidos, no pueden apagarse. Para cerner la cal se la hace pasar

primeramente por una rejilla formada de barras ó alambres separados entre sí de 0m,02 á

0m,03, con objeto de retener los trozos más gruesos.

Los aparatos de cerner se reducen á un prisma recto, cuyas caras laterales están formadas portela metálica de 220 á 324 mallas por centímetro cuadrado, que gira alrededor de su eje,dispuesto con cierta inclinación, con velocidad de 60 á 80 vueltas por minuto. En el interiorde este prisma se recibe la cal que ha experimentado el primer cernido: el polvo fino pasa átravés de las telas metálicas y se recoge en una tolva, y el grueso desliza por el interior delprisma hasta salir al exterior.

Envase.—

Después del cernido, se recoge la cal en sacos ó barriles de peso constante en cada fábrica, yasí envasada se conserva en almacenes y se transporta.

Cales pesadas y «grappiers».—

Descritas, aunque de modo ligero, las operaciones necesarias para la fabricación de la calhidráulica, y dejando aparte la obtención de la cal pesada, de que ya hemos hablado en lasprimeras páginas de este libro, vamos á tratar del aprovechamiento de la parte separada en loscedazos, del polvo de cal ó flor de cal, que forman los grappiers. El residuo del cernido de lacal apagada está constituido por trozos poco cocidos y recocidos que no han sido apagados;recogido este residuo y sometido á un nuevo apagamiento más enérgico que el primero ycernido por segunda vez, se obtiene un nuevo polvo, que se une á la flor de cal, y un residuo,que son los grappiers.

Cuando la cochura se ha llevado bien y la caliza era de composición homogénea, los trozospoco cocidos están en pequeña proporción, y otro tanto puede decirse de los ahogados, si elapagamiento se hace en buenas condiciones; de modo que el residuo del cernido está formadoen su mayor parte por recocidos, que tienen un aspecto verdoso ó gris muy obscuro, y son losverdaderos grappiers. Según ensayos dignos de crédito, los grappiers resultan de las partesde caliza primitiva én que la proporción de arcilla era más elevada, que sufren un principio devitrificación, y no de la acción dé las cenizas del combustible sobre la caliza, como opinanalgunos autores. La proporción de grappiers es variable con el índice de hidraulicidad de lacaliza: cuando el índice es de 0,30 á 0,40. apenas hay un 10 por 100 de grappiers; perocuando el índice de las calizas es de 0,40 á 0,45, se puede obtener del 20 al 30 por 100 degrappiers. Antiguamente los grappiers no tenían ningún valor y después de molidos se uníancon la flor de cal, práctica que no tiene inconvenientes cuando sólo se incorporan losverdaderos grappiers, puesto que se eleva el índice de hidraulicidad y la energía de la cal,pero que es muy perjudicial cuando en el producto agregado abundan los trozos poco cocidos


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y la cal ahogada. En la actualidad se emplean los grappiers en la fabricación de cemento defraguado lento.

PROPIEDADES DE LAS CALES HIDRÁULICAS

Composición química.—

Las cales hidráulicas, como hemos dicho precedentemente, están compuestas de cal y síliceprincipalmente, encontrándose además en su composición alúmina, óxido de hierro,magnesia, ácido sulfúrico y una pequeña cantidad de agua y anhidrido carbónico provenientesdel apagamiento. La análisis química de una cal hidráulica sirve para determinar su índice dehidraulicidad y, por tanto, para su clasificación en débilmente hidráulicas, medianamentehidráulicas, cales hidráulicas propiamente dichas y eminentemente hidráulicas. Las caleshidráulicas empleadas en construcción son, de ordinario, medianamente ó eminentementehidráulicas, y no deben contener mucha alúmina ni más del 1 por 100 de anhídrido sulfúrico,del 2 por 100 de magnesia y menos del 17 por 100 de sílice.

La composición química media de las cales de Teil y sus similares, que son las más empleadasen las obras hidráulicas, es: sílice, 23,13 por 100; alúmina, 1,72 por 100; óxido férrico, 0,73por 100; cal, 63,76 por 100; magnesia, 0,97 por 100; y pérdida al fuego, es decir, agua yanhidrido carbónico, 9,69 por 100. Su índice de hidraulicidad es 0,39.

Fraguado.—

Las cales hidráulicas, batidas con la cantidad conveniente de agua, tardan en fraguar,sumergidas en el agua, de dos á quince días, según su índice de hidraulicidad, aunque hayalgunas cales, las de Teil, por ejemplo, que fraguan en veinticuatro horas próximamente. Lascales que contienen una cantidad notable de alúmina fraguan más rápidamente que las calesexclusivamente siliciosas; así, por ejemplo, la cal de Maraus, que tiene el 6 por 100 dealúmina y un índice de hidraulicidad de 0,32, fragua tan rápidamente como las cales siliciosascuyo índice es 0,40.

Cuando una cal tarda más tiempo en fraguar que el que corresponde á su índice dehidraulicidad, puede asegurarse que se trata de un producto aireado ó que tiene fuertesproporciones de cal ahogada, trozos poco cocidos ó demasiado arenosos; por el contrario, unacal que fragua muy rápidamente, sobre todo si se observa durante el fraguado elevación detemperatura, por débil que sea, puede asegurarse que está apagada de modo defectuoso.

Densidad.—

La densidad aparente de las cales hidráulicas, es decir, el peso del litro de cal en polvomedido sin comprimir, varía de 500 á 600 gramos para las cales ligeras y de 700 á 800 gramospara las cales pesadas. Como haremos notar al tratar de la densidad aparente de los cementos,el peso específico aparente de. una cal no tiene gran valor mientras no se fije también el gradode finura del polvo, que tiene sobre la densidad aparente influencia marcada.

Sin embargo, teniendo en cuenta la gran variación de densidad aparente que presentan lasdiversas cales hidráulicas, el número que la mide es de gran valor, siempre que se dosifiquenal mismo tiempo las partes insolubles en el ácido clorhídrico y en la potasa, pues por estemedio se puede conocer la proporción de recocidos, poco cocidos y materias arenosas.


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El peso específico real de las cales hidráulicas está comprendido entre 2,5 y 2,8, según suíndice de hidraulicidad.

Finura del polvo.—

Las cales bien apagadas y cernidas son generalmente de polvo muy fino. Las bien fabricadasno dejan más de 3 á 6 por 100 en el tamiz de 900 mallas por centímetro cuadrado, ni más del20 al 25 por 100 en el de 4.900 mallas en igual unidad de superficie.

Las cales imperfectamente apagadas, aunque estén molidas, dejan del 7 al 8 por 100 en eltamiz de 321 mallas, de 15 á 20 por 100 en el de 900 mallas, y no es raro que abandonen del30 al 40 por 100 en el de 4.900 mallas.

Resistencia á la tracción.—

Las resistencias á la tracción, obtenidas en los laboratorios para ensayos normales de pasta decal y mortero formado de una parte de cal y tres de arena normal, son muy variables con lasdistintas clases de cal, y aun las del mismo índice dan resultados diferentes, según procedande una fábrica ú otra. Las buenas cales ligeras no tienen resistencia apreciable hasta un mesdespués de amasadas; él más rápido crecimiento de resistencia á la tracción tiene lugar delprimero al sexto mes; después de este plazo, las cargas de rotura siguen aumentando de unmodo más lento hasta los dos años; y á partir de este tiempo, queda estacionaria. En las calespesadas se observan resistencias mayores, pero la ley de variación es la misma que para lascales ligeras.

Para que el lector pueda formarse idea de la resistencia á la tracción, por centímetrocuadrado, de las pastas de cal y los morteros formados de una parte en peso de cal y trespartes de arena, se estampan algunos datos en el estado que sigue:

A los 7 días. A los28 días. A los 6 meses. Al año.Cal ligera de Maraus.. (Pasta) 0,5 3,0 10,0 13,0Cal ligera de Maraus.. (Mortero) 0,4 2,9 9,7 12,0Cal pesada de Teil... (Pasta) 3,9 9,4 19,7 22 2Cal pesada de Teil... (Mortero) 2,6 5,8 12,1 14,9 De los ensayos de resistencia á la tracción de las pastas de cal hidráulica hechos en loslaboratorios es muy difícil sacar conclusiones, pues únicamente puede asegurarse que parauna misma cal aumentan las cargas de rotura á medida que su fabricación se perfecciona;pero si la comparación se hace entre cales del mismo índice, pero de distinta procedencia, noson siempre los productos mejor fabricados los más resistentes. Se observa también enalgunas cales que las pastas conservadas en agua dulce dan muy buenos resultados, pero queconservadas en el agua del mar se deshacen al cabo de algunos meses, siendo la causa de estemal resultado la existencia de cal libre en crecidas proporciones; cuando ésta es pequeña, seaumenta sensiblemente la resistencia dé los morteros en las primeras edades, sobre todocuando las probetas se conservan en agua del mar, pero después hay una caída en la carga derotura ó se descomponen completamente Por último, las probetas comprimidas por choque ópresión, inmediatamente después de fabricadas, bien sean de pasta ó de mortero, aumentan dedensidad y de resistencia.

Resistencia á la compresión.—


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La resistencia de los morteros de cal hidráulica á la compresión es cinco ó seis veces máselevada que la resistencia á la tracción. La resistencia á la compresión no guarda relación conel índice de hidraulicidad de las cales, pero para una misma cal aumenta con elperfeccionamiento en su producción.

La resistencia de los morteros á la compresión progresa lentamente hasta el tercer mes, deltercero al sexto mes aumenta rápidamente, y después de este tiempo crece muy lentamente,alcanzando su mayor valor al cabo de un año.

Heladícidad.—

Los morteros de cal hidráulica son desagregados por la helada, cuando la sufren en losprimeros días de su endurecimiento; este efecto es menor en las cales pesadas que en las calesligeras, y mucho más sensible en las cales débilmente hidráulicas, aun muchos días después deamasadas.

Acción del agua del mar.—

Los morteros de cal hidráulica son de frecuente empleo en construcciones marítimas delMediterráneo, donde dan buenos resultados; pero han dado resultados desastrosos en elOcéano, donde las mejores cales sólo resisten algunos años.

Esta diferencia parece obedecer, más que á la distinta composición de las aguas de ambosmares, al trabajo de las mareas: la carrera de marea en el Mediterráneo es insignificante, alpaso que el Océano llega en algunos puntos á 14 metros, resultando por tanto en este últimocaso que muchas construcciones están unas veces sumergidas en el agua y otras al aire, esdecir, en las mejores condiciones para una rápida descomposición; pero aunque esto noocurra, como los morteros de cal hidráulica son permeables, por efecto de la altura de lasmareas se establecen corrientes de agua á través de los morteros, que disuelven la calhidratada libre que de ellos forma parte; siendo ésta la causa de su destrucción.

CALES HIDRÁULICAS ARTIFICIALES

La primera operación en la fabricación de la cal hidráulica artificial es la preparación de lapasta, que se hace como luego se dirá para los cementos artificiales. Reducida la pasta áladrillos, y una vez éstos desecados, se procede á la calcinación, que, como todas las demásoperaciones que restan, es análoga y se hace por los mismos procedimientos que acaban dedecirse para las cales hidráulicas naturales. Con las cales hidráulicas artificiales se consigueconstancia en la composición química del producto, pero sus propiedades son idénticas á lasde las cales naturales.

Las cales hidráulicas artificiales resultan de fabricación más costosa que las naturales, sin quese obtengan notables ventajas para su empleo en obra; por esta, razón se preparan cada día enmenor cantidad, como no podía menos de ocurrir, por resultar su costo de fabricación casiigual al del cemento portland artificial, que tiene muchas más aplicaciones.

" Materiales aglomerantes", D. Bernardo de Granda y Callejas


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cales grasas extracción de la caliza.—con los trozos mayores de caliza, se forma una bóveda...

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