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1.
Introducción
El
yeso tanto como la cal, son buenos materiales para la
construcción.
Existe en la naturaleza en estado anhidro, o bien con
dos moléculas de aguas de cristalización
SO4Ca2. 2H2O, constituyendo
el yeso.
Por otro lado también existe, como material de
construcción, el óxido cálcico.
Conocido también con el nombre de cal viva, se
prepara en grandes cantidades calcinando la piedra caliza.
Estos temas y muchos más, se desarrollaran con
mayor profundidad a continuación...
2.
Yeso
Sulfato
de calcio
Variedades naturales
Se lo encuentra constituyendo el mineral anhidrita o
sulfato de calcio anhidro.
El mineral llamado yeso o selenita, no es más
que sulfato de calcio di-hidratado y responde a la fórmula:
SO4Ca. H2O
Se encuentra muy repartido en la naturaleza y suele
presentarse en forma de punta de lanza, constituyendo
la selenita o piedra de yeso.
Yeso
cocido
Lo que se conoce en el comercio como con el nombre de
yeso cocido, es un sulfato de calcio semihidratado,
que responde a la fórmula:
2SO4.H2o
Por consiguiente, la preparación del yeso que
circula en el comercio, consiste en la deshidratación
parcial del mineral calentándolo a 130°C.
El yeso natural o piedra de yeso, que viene de la cantera,
se machaca y pulveriza.
Una vez pulverizado, se calienta en calderas abiertas
de hierro (llamadas "cacerolas") revestidas de ladrillos
refractarios y unidas de agitadores, durante varias
horas, a 100°-130°C.
La operación puede realizarse también
en hornos giratorios.
El polvo obtenido se enfría, se tamiza y se almacena
en los silos, o se embolsa, debiendo evitar el contacto
con la humedad del ambiente.
El producto así obtenido toma el nombre de yeso
cocido. Es un sólido blanco, muy poco soluble
en agua, en presencia de la cual se endurece (fraguado).
En presencia de una gotas de ácido clorhídrico
no produce efervescencia (diferencia con el mármol).
Calentado fuertemente a 280°C, pierde toda su agua de
cristalización y se transforma en sulfato de
calcio anhidro o yeso extracocido o yeso muerto, que
no se endurece en presencia del agua.
Calentado a 900°C, se descompone parcialmente en anhídrido
sulfuroso, oxígeno y óxido de calcio,
constituyendo lo que se conoce con el nombre de yeso
hidráulico.
SO4Ca SO2+1/2º2+Oca
Variedades
comerciales y sus aplicaciones
Yeso natural o piedra de yeso (SO4Ca.2H2O)
Yeso cocido para modelar (2SO4Ca.H2O)
Yeso extracocido o muerto (SO4Ca)
Yeso hidráulico (SO4Ca y Oca), que
se endurece muy lentamente, pero dando superficies duras
y muy resistentes (porcelanina,etc).
Yeso para cirugía.
Yeso para uso dental.
El
yeso mezclado con alumbre y sometido a la acción
del calor, aumenta su dureza, constituyendo el cemento
inglés (puede emplearse, con ese mismo fin: bórax,
cremor tártaro, etc).
El sulfato de calcio artificial se obtiene como subproducto
de la fabricación del ácido tártarico
o del ácido cítrico, o por precipitación,
haciendo reaccionar el cloruro de calcio con el sulfato
de sodio:
Cl2Ca + SO4Na2 = 2
Cl Na + SO4Ca
Se obtiene cloruro de sodio y sulfato de calcio, que
precipita.
Se usan como materiales de construcción; para
moldear y modelar (estatuas ,objetos de adorno, etc);
en la industria del cemento (para retardar su endurecimiento);
en la industria del papel (para darle peso y brillo);
en la agricultura (para mejorar los suelos para viñedos),
etc.
Alabastros
yesosos y calcáreos.
El alabastro, propiamente dicho, no es más que
sulfato de calcio di-hidratado (SO4Ca.2H2O)
compacto, translúcido, ceroide, con aspecto semejante
al mármol (alabastro yesoso).
Es muy blando y puede ser rayado por la uña (tiene
una dureza igual a dos9.
Existe un producto natural, de aspecto semejante al
alabstro yesoso (tiene una dureza igual a tres).
Se
diferencian de la siguiente manera:
El alabastro yesoso, tratado con ácido clorh´drico
no produce efervescencia; mientras el alabastro calcáreo,
tratado con ácido clorhidrico, produce una viva
efervescencia, debida al desprendimiento de anhídrido
carbónico (reacción característica
del carbonato de calcio).
3.
Tiza
Mezcla
de yeso (sulfato de calcio) y carbonate de calcio.
Estuco
Es yeso cocido empastado con cola, y a veces, con sulfato
de cinc, que se emplea sobre todo para revestir paredes.
Escayola o mármol artificial
Es yeso cocido empastado con cola y selenita 8sulfato
de calcio di-hidratado).
Adulteraciones del yeso y su investigación
Las adulteraciones más comunes son: piedra caliza
molida (carbonato de calcio) o arena muy fina (anhídrido
silíco).
Para reconocer la piedra caliza se trata la muestra
con ácido clorhídrico y se observa una
efervescencia debida al desprendimiento de anhídrido
carbónico.
Para reconocer la arena, se calienta fuertemente la
muestra con carbonato de sodio y se trata el producto
obtenido con ácido clorhídrico. El residuo
insoluble (si lo hay) representa la arena.
Ensayos comerciales: ensayo del fraguado.
Consiste en hacer una mezcla de una parte de yeso y
una parte de agua (más o menos) y dejar al aire.
La mezcla se
endurece (fraguado) en un tiempo determinado para cada
tipo de yeso.
El
yeso cocido mezcla de sulfato de calcio semihidratado
(2SO4Ca.H2O) con algo de sulfato
de calcio anhídro (SO4Ca) más
soluble, absorbe agua y se disuelve en ella (con una
ligera elevación de temperatura y un pequeño
aumento de volumen) dando origen a una solución
saturada que se transforma lentamente en el sistema
más estable; pero menos soluble, o sea en el
yeso di-hidratado (SO4Ca.2H2O).
4.
Cal viva u óxido de calcio
Fabricación
industrial
La cal viva es óxido de calcio.
Se obtiene por calcinación, a 100°-1100°C, de
la piedra caliza (carbonato de calcio):
- Piedra caliza- se calcina en se obtiene
CO2 -anhídrido carbónico-
CO3Ca hornos
OCa - cal viva-
La
operación se realiza en hornos.
Los hornos pueden ser: intermitentes o continuos.
Los hornos intermitentes son hornos de campaña
con paredes de ladrillos refractarios.
Los trozos de piedra caliza, que se echan por la parte
superior del horno, se acumulan, de mayor a menor, sobre
rejas metálicas colocadas a 1,5m de altura.
Se enciende el horno. Elevando gradualmente la temperatura,
hasta que las piedras se presenten porosas, se deja
enfriar y se extrae la cal formada corriendo la reja
metálica de la parte inferior.
Estos hornos presentan diversos inconvenientes:
- Pérdida
de calor y tiempo, dada la necesidad de esperar que
se enfríe para volverlo a cargar.
- Pérdida
del anhídrido carbónico que se desprende.
En
los hornos continuos la piedra cae por la parte superior;
al ser calcinada en el horno pierde CO2;
en los hornos se alcanzan temperaturas de 1200|C a 1500°C.
Una vez terminado este proceso la cal es extraída
por la parte inferior.
En los hornos continuos se aprovecha el anhídrido
carbónico que se desprende y se evitan perdidas
de calor; pero presentan el inconveniente de facilitar
una cal de calidad inferior, mezclada con cenizas, escoria,
etc.
Variedades:
cal grasa y cal magra.
Se llama cal grasa, la más blanca, de mayor pureza,
que en presencia del agua reacciona con fuerte desprendimiento
de calor.
Se llama cal magra, la más amarilla, más
impura (con arcilla, óxido de magnesio, etc),
que en presencia de agua, reacciona con poco desprendimiento
de calor.
Las cales grasas usadas en Argentina se designan con
el nombre del lugar de su procedencia: cales de Córdoba,
cales de Azul, cales de Mendoza, etc.
Cal apagada o hidróxido de calcio
Experimentación
Se coloca cal viva en una cápsula de porcelana
y se la cubre con agua.
El óxido de calcio, en presencia del agua. Se
hincha, se resquebraja , produce calor y se convierte
en una masa pulverulenta de hidróxido de calcio
o cal apagada, poco soluble en agua.
Oca + H2O = (HO)2Ca
Se llama lechada de cal, el líquido lechoso obtenido
por suspensión de la cal apagada en agua.
Se llama agua de cal, el líquido que se obtiene
filtrando, a través de papel de filtro, la lechada
de cal. E líquido incoloro que se obtiene representa
una solución acuosa muy diluida de hidróxido
de calcio.
Esta solución contiene poco hidróxido
de calcio de calcio dada la poca solubilidad del mismo
en el agua.
Usos
La cal apagada se emplea, principalmente, como material
de ligazón en las construcciones.
La cal viva, para ser empleada en la construcción,
debe ser "apagada" en la obra, o sea tratada con agua.
Se usa también en la fabricación del carburo
de calcio, de la soda cáustica, de la soda, del
amoníaco, del vidrio, etc.
La lechada de cal se emplea, principalmente, para blanquear.
El agua de cal se emplea en farmacias (linimiento óleocalcáreo
para quemaduras (agua de cal y aceite).
Cales
hidráulicas
Son cales que tienen la propiedad de endurecer rápidamente
en presencia del agua.
Son mezclas de cal y arcilla (silicato de aluminio puro).
Se obtienen artificialmente, mezclando y calcinando
ambas sustancias o calcinando directamente (en hornos
semejantes a los de la cal) piedra caliza natural que
contenga hasta un 22% de arcilla
El producto de la calcinación se apaga con agua;
se pulveriza y se tamiza.
La cal mal apagada se hidrata luego lentamente, disgregando
la mampostería o formando grietas.
El residuo, constituido por fragmentos duros, no cocidos
o recocidos, toma el nombre de "grappiers", y se emplea
en la fabricación del cemento blanco.
Se presenta como un polvo fino, blanco, amarillento.
Se clasifican en livianas o pesadas, según el
menor o mayor peso de un litro de las mismas (densidad
aparente).
Su densidad aparente es de 0,500; es decir, que un litro
de la misma pesa medio kilogramo.
Su densidad real es de 2,5 a 2,8 g/cm3.
Su resistencia a la tracción es variable con
el tiempo (de 3 a 18k por cm2).
Su resistencia a la compresión es alrededor de
200k por cm2.
Se endurecen en presencia del agua , precipitando aluminato
y silico-aluminatos de calcio insolubles.
Según la mayor o menor rapidez de endurecimiento,
que depende de su mayor o menor porcentaje de arcilla,
se clasifican en:
- Cales
débilmente hidráulicas (5 a 8% de arcilla;
tardan de 15 a 30 dias para endurecerse)
- Cales
medianamente hidráulicas (8 a 15% arcilla;
tardan de 10 a 15 días)
- Cales
eminentemente hidráulicas (19 a 21% de arcilla;
tardan de 2 a 4 días).
6.
Bibliografía
Dr.
Lamberto Berardi; Nociones de Merceología; Editorial
Crespillo; Buenos Aires; 1962.
Celsi-Iacobucci; Química elementa moderna inorgánica;
Editorial Kapeluz; Buenos Aires; 1975.
Paginas Doradas; Enciclopedia Temática Ilustrada;
Editorial Océano Grupo; Argentina; 1995.
Virginia Abraham
genie_alemania@yahoo.com.ar
Ver cal III
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