La cal en la construccion es el mineral muy versatil, es decir, puede ser usado de muchos caminos. Varias formas de cal se utilizan en aplicaciones ambientales, metalúrgicas, de construcción y químicas e industriales. El uso de cal de más rápido crecimiento es en aplicaciones ambientales, donde la cal se usa para cumplir con las regulaciones de aire, agua potable, aguas residuales y desechos sólidos.
Sin embargo, el mayor uso individual de la cal sigue siendo la fabricación de acero, donde se utiliza para eliminar las impurezas. En la construcción, el uso predominante de la cal es la estabilización de suelos para carreteras, presas de tierra, aeródromos y cimientos de edificios.
La cal se puede combinar con ciertos aditivos para producir otros metales y también es un ingrediente clave en morteros y yesos en forma de lechada de cal. Hay otros usos químicos e industriales de la cal, como la fabricación de productos químicos y la producción de carbonato de calcio precipitado.
Usos de la cal en la construcción
El uso dominante de la cal relacionado con la construcción es la estabilización de suelos para carreteras, cimientos de edificios y presas de tierra. Se agrega cal a los suelos de baja calidad para producir una base y una subbase utilizables.
Quizás el uso más antiguo y tradicional de la cal ha sido en morteros y yesos, debido a su plasticidad y trabajabilidad superiores. Esta área proporciona información adicional sobre las aplicaciones de la cal en la construcción.
La cal se ha utilizado en la construcción de edificios durante miles de años para crear morteros y yesos duraderos. Aunque la masilla de cal se usó originalmente para tales aplicaciones, la mayoría de las aplicaciones modernas utilizan cal hidratada. La cal hidratada dolomítica tipo S se prefiere para aplicaciones en América del Norte, debido a su excepcional capacidad de retención de agua y rendimiento comprobado.
La cal proporciona beneficios a los morteros y yesos tanto en estado plástico como endurecido. En estado plástico, la cal puede mejorar la trabajabilidad y la retención de agua. En estado endurecido, los productos de cal reaccionan con el dióxido de carbono para regenerar carbonato de calcio o piedra caliza.
Dado que se necesita resistencia inicial en la mayoría de las aplicaciones, los aditivos como yeso, cemento o "puzolanas" se mezclan con cal en aplicaciones de construcción. La cal puede reaccionar con materiales puzolánicos en el mortero o yeso para producir un producto similar al cemento. Esto es particularmente beneficioso en aplicaciones de restauración, donde se requieren bajas resistencias y alta permeabilidad al vapor.
Tipos de cal utilizados en la construcción
Los cuatro tipos principales de cal utilizados en la construcción son:
- Cal viva
- Cal apagada
- Cal gorda
- Cal hidráulica
1. Cal viva
La cal viva también se llama cal cáustica (óxido de calcio). Esto se produce quemando piedra caliza pura (proceso de calcinación). Es la forma más barata de cal disponible que es altamente amorfa y cáustica. La cal viva tiene una gran afinidad por la humedad.
La cal viva es uno de los ingredientes clave en la fabricación del cemento. Este es también un material importante utilizado para el tratamiento del agua potable.
2. Cal apagada
La cal apagada cuando se expone a la atmósfera, absorbe ácido carbónico en presencia de contenido de agua. También se le llama hidróxido de calcio o hidrato de calcio o hidrato de cal.
Esto es muy adecuado para aplicaciones de mortero.
3. Cal gorda
Esto también se llama cal blanca o cal rica o cal alta en calcio o cal pura. Se apaga vigorosamente cuando se le agrega agua. Este apagado aumenta su volumen hasta dos veces y media más que el de la cal viva.
4. Cal hidráulica
Contiene 30 por ciento de sílice y 5 por ciento de alúmina junto con óxido de hierro. Esta cal fragua cuando se le agrega agua. La cal hidráulica tiene la siguiente clasificación:
- Eminentemente hidráulica: La cal eminentemente hidráulica tiene una composición química similar al cemento Portland Ordinario (OPC). Este consta de 25 a 39 por ciento de sílice y alúmina. Este tipo se puede utilizar para trabajos de mortero de buena calidad.
- Semihidráulica: La cal semihidráulica consta de 15 a 25 por ciento de sílice y alúmina. Se utiliza para trabajos de albañilería, albañilería y mortero de buena calidad. Esta es menos fuerte que la cal eminentemente hidráulica.
- No Hidráulica: La cal no hidráulica tiene sílice y alúmina en cantidades inferiores al 15%. En el proceso de apagado, sufre menos expansión. Para obras de menor envergadura se aceptan morteros fabricados con cal no hidráulica.
Otros usos de la cal en la construcción
Los principales usos de la cal se enumeran a continuación:
- La cal se utiliza en la fabricación del acero para eliminar las impurezas.
- La estabilización de suelos para la construcción de carreteras, aeródromos y cimientos de edificios exige grandes cantidades de cal.
- La lechada de cal se utiliza como mortero para trabajos de albañilería y para enlucidos.
- La cal se utiliza como aditivo en el asfalto que ayuda a mejorar la propiedad de cohesión. La cal ayuda a aumentar la resistencia del asfalto al decapado y al envejecimiento.
Cómo se hace la cal
La palabra “cal” se refiere a los productos derivados del calentamiento (calcinación) de la piedra caliza.
Al principio
La producción de cal comienza con la extracción de piedra caliza de canteras y minas.
Dimensionamiento . . .
La piedra caliza puede pasar por una trituradora secundaria o terciaria para reducir aún más su tamaño. Luego, la piedra se filtra en varios tamaños que van desde varias pulgadas hasta partículas del tamaño de polvo. Luego se lava la piedra de tamaño.
Calcinación. . .
Precalentamiento: la piedra caliza se calienta por contacto directo con los gases de escape del horno que ingresan al horno precalentador. Para cocinar o “calcinar” piedra caliza, debe haber una transferencia de calor significativa a la piedra caliza. En general, la transferencia de calor de la fuente de combustible a la piedra caliza se puede dividir en dos etapas:
- Calcinación: el combustible del horno se quema en el aire precalentado de la zona de enfriamiento y, a medida que la piedra caliza desciende por el horno, el calor convierte la piedra caliza en cal viva y dióxido de carbono (CO2).
- Enfriamiento: la cal viva que sale de la zona de calcinación se enfría por contacto directo con el "aire de enfriamiento".
La piedra caliza se introduce en la parte superior o "extremo posterior" del horno, mientras que el combustible y el aire de combustión se disparan en la parte inferior o "extremo frontal" del horno. La piedra caliza se calienta a medida que desciende por el horno hacia el extremo inferior. A medida que la piedra caliza precalentada pasa por el horno, se “calcina” en cal. La cal puede venderse tal cual o triturarse para hacer cal hidratada.
Cal hidratada
La cal viva se puede procesar en cal hidratada triturando la cal viva, agregando agua a la cal triturada (el agua representa aproximadamente el 1 % del hidrato crudo) y luego clasificando la cal hidratada para garantizar que cumpla con las especificaciones del cliente antes de transportarla.
Otros usos de la cal
La industria química utiliza cal en la producción de una variedad de productos químicos, incluidos álcalis de sodio, carburo de calcio, cianimida, ácido cítrico, productos petroquímicos, propilenglicol, glicerina, magnesia, hipoclorito de calcio y muchos otros.
Un uso creciente de la cal es la producción de carbonato de calcio precipitado, que se utiliza en la producción de papel, pintura, tinta, plástico, caucho y algunos alimentos.
Estos y otros usos clave de la cal, como la refinación de azúcar, los refractarios y otras industrias alimentarias se analizan en esta área.
Usos metalúrgicos de la cal
El mayor uso de la cal es en la fabricación de acero, donde sirve como fundente para eliminar las impurezas (sílice, fósforo y azufre). La cal se utiliza en hornos básicos de oxígeno y hornos de arco eléctrico, así como en la refinación secundaria. La cal dolomítica y con alto contenido de calcio utilizada en la industria del acero debe cumplir con propiedades físicas y químicas exigentes.
La cal también es esencial para la producción de metales no ferrosos. Por ejemplo, la cal se utiliza para beneficiar el mineral de cobre, fabricar alúmina y magnesia para su uso en la fabricación de aluminio y magnesio, extraer uranio y recuperar oro y plata. Esta área proporciona una discusión sobre cómo se usa la cal para producir hierro, acero y metales no ferrosos.
