LA CAL

La cal, tambin conocida como cal viva, de color blanco o blanco grisceo, tiene una densidad de 3,37 g/cm3, con punto de fusin de 4676o F (2580o C) y de ebullicin de 5162oF (2867.78oC). Su nombre qumico es xido de cal (CaO), el cual reacciona fuertemente con el agua, desprendiendo una gran energa de forma exotrmica y con un aumento considerable de volumen, dando origen a lo que se conoce como cal apagada o hidrxido de calcio Ca(H2O). Esta reaccin que ocurre cuando el material pasa de cal viva a cal apagada, no llega a ser una accin aglomerante, debido a que la cal viva al contacto con agua desprende una energa tan grande y violenta que no da paso a que los cristales del material se aglutinen. El contacto de la cal viva con el agua, puede ocurrir de forma espontnea con solo la humedad de la atmsfera.

Figura 6.5. Piedra calcita

La cal apagada despus de la reaccin en la cual puede alcanzar una temperatura de 160oC, se torna blanca, de elementos finos y obtiene un valor de solubilidad de 18 milimoles por litro de agua, es decir, que la cal apagada si se puede consolidar como aglomerante, mientras que la cal viva no.

El hidrxido de calcio Ca(H2O) o cal apagada reacciona de forma aglomerante con el CO2 (bixido de carbono), debido a que la mezcla disuelve su propia agua dando paso a la etapa de endurecimiento o fraguado, que ocurre de forma tan lenta que no se sabe a ciencia cierta en qu momento la masa se vuelve impenetrable. Esta >reaccin aglomerante se representa de forma qumica as:

Hidrxido de calcio + bixido de carbono = carbonato de calcio y agua

Clasificacin

Segn su composicin qumica y sus propiedades o caractersticas, las cales se clasifican en:

Cal grasa o area

La caliza primitiva contiene hasta un 5% de arcilla y menos del 3% de carbonato de magnesio, la cual al

calcinarse se convierte en cal grasa. Al apagarse da una pasta fina, trabada y untuosa, con incremento de volumen y puede mantenerse indefinidamente blanda en sitios hmedos pero resguardados del aire. Se emplea poco en construccin.

Cal magra

La caliza primitiva contiene arena o sustancias extraas que no producen reaccin qumica alguna en el producto resultante, obran como simples adulterantes, cuando la cal contiene entre un 50 y 80% de oxido de calcio, se le denomina cal magra o rida. Esta cal se apaga mas lentamente que la grasa, desprendiendo menos calor, su pasta es menos trabada y untuosa, debe evitarse su uso en construccin.

Cal de magnesia

Las cales comerciales contienen oxido de magnesia debido a la presencia de carbonato de magnesia en la caliza primitiva. Cuando la cal viva contiene de 10 a 25% de oxido de magnesia, se denomina cal de Magnesia, si el contenido es mayor al 25% se le denomina Cal Dolomtica o Cal de alta magnesia.

Las cales grasas son mas fciles de obtener y de mayor rendimiento que las cales de magnesia, incrementan su volumen al apagarse de 2 a 3 veces el volumen original. La plasticidad de las cales grasas es superior a las de magnesia, pero estas fraguan mas rpidamente y alcanzan resistencia mecnica superior.

Cal hidrulica

Cuando la piedra caliza que se somete a calcinacin esta mezclada con una cantidad de arcilla mayor al 5%, la reaccin de disociacin se hace mas complicada. A temperaturas altas reaccionan los productos de la descomposicin de la arcilla, dando origen a silicatos y aluminatos de calcio, que ligados con el oxido de calcio (CaO), que queda en libertad, dan como producto resultante la cal Hidrulica. El fraguado se puede verificar tanto en aire como en agua, adquiriendo mayor resistencia mecnica y menor tiempo de fraguado, menor contraccin.

Proceso de Produccin

Extraccin

La extraccin de la caliza se debe hacer a cielo abierto, preferiblemente por voladura, ya que esto fragmenta el material y economiza costos posteriores. Se extrae el material ms rpido por estar fragmentado.

Triturado

Cuando no se han conseguido las dimensiones de la piedra con la voladura, el material es transportado en camiones hasta el sitio donde se realiza el triturado, bien sea por medio de picas, cuando las piedras son grandes, o industrialmente por medio de gras giratorias, los trozos de caliza pasan a un triturador de mandbulas.

Coccin o calcinacin

A travs de un mecanismo sin fin como el de bandas transportadoras, el material se traslada a los hornos, donde la piedra caliza, por medio de la coccin, se reduce a cal viva.

El horno puede ser al aire libre, donde la caliza se alterna con carbn vegetal u otro combustible leoso, la coccin ha terminado cuando la masa haya disminuido 1/5 del volumen inicial. La calcinacin en hornos intermitentes se hace con lea, este proceso dura de 3 a 4 das dependiendo de la capacidad del horno. La calcinacin es mas uniforme. La calcinacin en hornos continuos permite descargar el material ya calcinado, continuando con el proceso indefinidamente. El combustible empleado puede ser vegetal o con petrleo crudo o gas.

Hidratacin o apagado

En esta etapa el oxido de calcio o cal viva se transforma en hidrxido de calcio por la presencia del agua. Posteriormente deben almacenarse en silos de digestin durante un tiempo no menor a 24 horas.

Molienda

Este proceso se puede realizar con un molino de bolas o con un pulverizador de martillos, segn la dureza de la cal.

Almacenamiento

Se almacena en silos verticales provistos en su parte inferior de un envasado automtico, el cual se hace en sacos de papel de doble forro, no antes de las pruebas en laboratorios para controlar su calidad.

Figura 6.6. Proceso de produccin

Usos

La cal grasa o area presenta un uso limitado, debido a que endurece aproximadamente a los 6 meses, dependiendo de muchos factores, como lo es la humedad.

La cal magra presenta un uso restringido en la construccion debido al alto contenido de impurezas, que hace que la reaccin qumica sea mas lenta que en las grasas.

La cal que se produce hoy en da se utiliza en el refinamiento de metales no ferrosos como el zinc, el cobre y otros, en la produccin de acero y magnesio, en la fabricacin de vidrio, papel y cemento, en las curtidoras para desengrasar y quitar el pelo a los cueros y en muchas otras industrias.

El uso de las cales grasas en la construccin es principalmente en morteros, revoques y trabajos de albailera, lo mismo que para hacer morteros mixtos con dosificaciones de cal, cemento y arena. La cal en obra se encuentra en distintos tipos, cal viva, cal hidratada para albailera, cal hidratada para acabados normales y cal hidratada para acabados especiales.

El uso de cales hidrulicas se hace en casos especiales, por ejemplo cuando se requiere un secado lento bajo el agua.

Figura 6.5. Piedra calcitaClasificacinCal grasa o areaCal magraCal de magnesiaCal hidrulica

Proceso de ProduccinExtraccinTrituradoCoccin o calcinacinHidratacin o apagadoMoliendaAlmacenamientoFigura 6.6. Proceso de produccin

Usos