1. CAPITULO III
ALIGANTES
TECNOLOGIA DE LOS
MATERIALES

2. ALIGANTES
DEFINICIÓN: Son materiales que pueden
cohesionarse entre si o con otros materiales
agregando ciertas sustancias (agua, temperatura),
posteriormente se solidifican

3. ALIGANTES
CLASIFICACIÓN: Aglutinantes y Aglomerantes
Aglutinantes: Son materiales principalmente
derivados del petróleo, tienen la propiedad de
cambiar de forma al aumentar la temperatura.
Ejm: asfalto
Aglomerantes : Son materiales aligantes que al
adicionárseles agua pasan a un estado plástico y
con el tiempo se solidifican, permitiendo la
adherencia de partículas. Ejms: yeso, puzolana, cal,
arcilla, cemento

4. ALIGANTES AGLOMERANTES
CAL
YESO
ARCILLA
CEMENTO

5. CAL
DEFINICION: Es un aglomerante de color
blanquecino amarillento o grisáceo que proviene de
la calcinación de la piedra caliza.
La piedra caliza es sometida a grandes temperaturas
para obtener CaO (óxido de calcio) o cal viva, para
utilizar en la construcción es necesario agregar agua
para obtener la cal apagada o Hidróxido de calcio
Ca(OH)2

6. CAL
Cuando la caliza se calcina da lugar a la cal viva
(CaO):
 CaCO3 + calor  CaO + CO2
Cal apagada Ca(OH)2

CaO + H2O  Ca(OH)2 + Calor

7. CAL
CLASIFICACIÓN DE LA CAL:
POR LA ACCIÓN DEL AGUA
 Cal Viva
Cal apagada
POR SU GROSURA
Cal Grasa: Se obtiene de una caliza que contiene
hasta 5% de arcilla. Esta cal al apagarse forma una
pasta ligosa y untuosa al tacto.
Cal árida: Procede de calizas que aún teniendo 5% de
arcillas contiene además, óxido de magnesio en
proporciones superiores al 10%

8. CAL
POR SUS CARACTERÍSTICAS QUIMICAS
- Cal dolomítica: cuando la proporción de
óxido de magnesio es superior a 25%
-Cal hidráulica: Proveniente de la calcinación de
calizas que tienen más del 5% de arcillas. Esta cal
puede endurecer y consolidarse bajo el agua

9. OBTENCION
-La cal se obtiene calentando La piedra caliza,
esencialmente de carbonado cálcico, a temperaturas
bastante altas.
1.- La piedra de cal se reduce en trozos
2.- Se introduce en el horno y se calcina a una temperatura
entre 700° y 900° C para obtener la calcinación de la cal
en cal viva (oxido cálcico CaO).

10. Calcinación de la cal
3.- La cal viva para ser utilizada en construcción
es apagada mediante la adición de agua
Apagado de la cal viva
CaO + H2O  Ca(OH)2 + Calor
CaCO3 + calor  CaO + CO2

12. APLICACIONES
Las aplicaciones de la cal son muy diversas y se
usan en:
Agricultura, industria química, Ing. Civil, tratamiento
de gases, vidrio, acero, papel, refractarios,
tratamientos de agua, industria alimenticia, minería,
camaronicultura,etc.

13. Ingeniería Civil
El tratamiento de suelos es el principal uso de la cal en la
ingeniería civil. Este tratamiento ha gozado recientemente
de mucho desarrollo y juega un papel importante en las
técnicas modernas de construcción. La cal se usa para
secar los suelos húmedos y mejorar los suelos arcillosos.
En presencia de agua, la cal viva se hidrata formándose
hidróxido de calcio. El calor liberado en esta reacción se
usa para secar rápidamente los suelos húmedos. También
la cal viva, la cal hidratada y la lechada de cal neutralizan
las arcillas del suelo, mejorando gradualmente sus
características mecánicas.

14. Los constructores han hecho uso de las propiedades
cementantes de la cal durante milenios en estructuras
como las Pirámides de Egipto o la Gran Muralla China. En
nuestros días las mezclas a base de cal son usadas para
los diversos trabajos de albañilería en la construcción.
Además, la cal se usa en la elaboración de modernos
materiales de construcción como el concreto aereado y
ladrillos de silicato de calcio. Estos materiales son
apreciados porque poseen excelentes propiedades
aislantes térmicas y acústicas, además de facilitar el
trabajo.

15. Refractarios
La cal dolomítica doblemente calcinada se obtiene
sometiéndola a temperaturas extremadamente altas, esta
cal es usada como refractario. En su forma granular se usa
para reparar recubrimientos, así como en la elaboración de
ladrillos refractarios para fundiciones y hornos cementeros.
En el proceso de refinación del acero, el uso de cal
dolomítica en lugar de cal viva pura alarga la vida útil de los
recubrimientos refractarios.

16. Tratamiento de aguas
La cal es esencial para ajustar el pH y suavizar el agua potable y las
aguas de proceso, así como para el tratamiento de aguas de
desecho urbanas e industriales.
La cal viva es ampliamente usada para estabilizar lodos residuales y
para el tratamiento de desechos orgánicos urbanos antes de su uso
agrícola o incineración.
En el tratamiento de aguas residuales la cal es usada para ajustar el
pH de aguas de desecho ácidas y para la floculación y precipitación
de metales pesados.

17. En el Perú
Cal Hidráulica Comacsa
(CHC) es una cal hidráulica puzolánica, tiene una gran
plasticidad, lo que le da excelentes condiciones de
trabajabilidad, o sea que permite hacer cualquier trabajo de
albañilería más fácil y rápidamente con menor esfuerzo del
operario o albañil. En adición la CHC tiene gran re sistencia
a la comprensión mucho mayor que lo común en cales
hidráulicas normales.
La CHC se expende en sacos del mismo tamaño que los de
cemento, lo que permite mayor facilidad para proporcionar
por volumen los componentes de morteros mixtos.

18. Usos:
1.- La mayor plasticidad y resistencia de la CHC le
permite hacer morteros más trabajables y
resistentes.
2.-Universalmente se recomiendan los
MORTEROS MIXTOS de Cemento, Cal, Arena,
para casi todos los trabajos de albañilería, siendo
una tradición usarlos. Todas las normas
internacionales y nacionales los especifican y
recomiendan.

19. LOS MORTEROS MIXTOS se usan para:
Asentar ladrillos para muros o paredes, interiores
y exteriores.
Tarrajeos.
Enlucidos exteriores e interiores.
Revoques con relieve.
Cielos rasos.
Trabajos de gasfiteria.
Cualquier trabajo de albañilería.

20. Propiedades físicas de chc:
Tiempo de fraguado:
Inicial: 3 a 4 horas
Final: 6 a 7 horas máximo
NOTA: No olvidar que la mayoría de las cales no
son hidráulicas y fraguan reaccionando con CO2
(Anhídrido Carbónico) del aire años después.
Método: Gilmore - ASTM C 266
Expansión por Autoclavado:
0.8% máximo
Método: ASTM C 151

21. Propiedades físicas de chc:
Resistencia a la Compresión:
A los 07 días: 37 kg/cm2
A los 28 días: 48 kg/cm2
Método: ASTM C 141
Gravedad Específica:
Ge = 2.86

22. Resumen de ventajas de chc:
Plasticidad y trabajabilidad.
Mejor acabado de enlucidos o revoques.
Facilita el pañeteo y el frotachado de enlucidos.
Un mejor acabado en los enlucidos con superficie más liza y
uniforme.
Siendo cal, aporta resistencia a la compresión, lo que no es
común.
El operario requiere menos tiempo para pañetear, tarrajear
y frotachar los enlucidos.
Su color claro cremoso da de por si una agradable
apariencia.


23. YESO
Aligantes Aglomerantes

24. YESO
PIEDRA ALGEZ
El aljez, piedra de yeso, yeso
crudo o yeso natural, es un
mineral compuesto de sulfato de
calcio hidratado; Es una roca
sedimentaria de origen químico.
Su fórmula química es
Ca SO4 2(H2O)
Este mineral puede ser rayado con
la uña, es de estructura laminar –
granular, de color blanco gris o
rojizo
Se encuentra con impurezas
constituidas por arcillas,
areniscas, caliza, azufre, cloruros
de sodio, lignita

25. USOS
Es utilizado profusamente en construcción como
pasta para enlucidos y revoques; como pasta
 También es utilizado para obtener estucados y en la
preparación de superficies de soporte para la pintura
artística al fresco.
Prefabricado, como paneles de yeso (Dry Wall o Sheet
rock) para tabiques, y escayolados para techos.
Se usa como aislante térmico, pues el yeso es mal
conductor del calor y la electricidad.
Para confeccionar moldes de dentaduras, en
Odontología. Para usos quirúrgicos en forma de férula
para inmovilizar un hueso y facilitar la regeneración
ósea en una fractura.
En los moldes utilizados para preparación y
reproducción de esculturas.
En la elaboración de tizas para escritura.
En la fabricación de cemento.

26. CEMENTO
Sustancia de polvo fino capaz de formar una pasta
blanda al mezclarse con agua y que se endurece
espontáneamente en contacto con el aire.
Tiene diversas aplicaciones, como la obtención del
concreto por la unión de arena y grava con
cemento Portland, para pegar superficies de
distintos materiales o para revestimientos de
superficies a fin de protegerlas de la acción de
sustancias químicas.

27. Clasificación del Cemento
I : Normal. Para uso general, donde no son requeridos otros tipos de
cemento.
II : Moderado. Para uso general y además en construcciones donde
existe un moderado ataque de sulfatos o se requiera un moderado
calor de hidratación.
III : Altas resistencias. Para uso donde se requieren altas resistencias a
edades tempranas.
.
IV : Bajo calor de hidratación. Para uso donde se requiere un bajo calor
de hidratación.
V : Resistente a la acción de los sulfatos. Para uso general y además en
construcciones donde existe un alto ataque de sulfatos.

28. TIPO I
Este tipo de cemento es de uso general, entre los usos donde se
emplea este tipo de cemento están: pisos, pavimentos, edificios,
estructuras, elementos prefabricados.
TIPO II
Se utiliza cuando es necesario la protección contra el ataque
moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberías de drenaje.
TIPO III
Desarrolla altas resistencias a edades tempranas, esta propiedad se
obtiene al molerse el cemento más finamente durante el proceso de
molienda.

29. TIPO IV
Se utiliza cuando por necesidades de la obra, se requiere
que el calor generado por la hidratación sea mantenido a
un mínimo, el desarrollo de resistencias de este tipo de
cemento es muy lento en comparación con los otros tipos
de cemento.
TIPO V
Se utiliza cuando es necesario la protección contra el
ataque de sulfatos, pero en una proporción mayor que
cuando se usa el cemento tipo II.

30. Cementos Hidráulicos Adicionados
Estos cementos han sido desarrollados debido al interés
de la industria por la conservación de la energía y la
economía en su producción.
La norma ASTM C 595 reconoce la existencia de cinco
tipos de cementos mezclados:
Cemento Pórtland de escoria de alto horno - Tipo IS.
Cemento Pórtland puzolana - Tipo IP y Tipo P.
Cemento de escoria - Tipo S.
Cemento Pórtland modificado con puzolana Tipo I (PM).
Cemento Pórtland modificado con escoria Tipo I (SM).

31. Cementos Especiales
Cementos para Pozos Petroleros
Cementos Plásticos
Cementos Pórtland Impermeabilizados
Cementos de Albañilería
Cementos Expansivos
Cemento Portland Blanco
Pórtland férrico

32. CEMENTO PORTLAND
El cemento Pórtland es el tipo de cemento más
utilizado como aglomerante para la preparación del
concreto.
Fue inventado en 1824, en Inglaterra por el
constructor Joseph Aspdin. El nombre se debe a la
semejanza en su aspecto con las rocas
encontradas en la isla de Pórtland, una isla del
condado de Dorset.

33. FABRICACION DEL CEMENTO
1.- Extracción de la materia prima:
2.- Reducción de la Caliza y su homogenización
3.- Molienda
4.- Obtención Clinker - Horneado
5.- Obtención del Cemento
6.- Envase y Despacho del cemento

34. Fabricación
Las materias primas para la producción del Pórtland son
minerales que contienen:
óxido de calcio (44%),
óxido de silicio (14,5%),
óxido de aluminio (3,5%),
óxido de hierro (3%)
óxido de manganeso (1,6%).
La extracción de estos minerales se hace en canteras, que
preferiblemente deben estar próximas a la fábrica, con
frecuencia los minerales ya tienen la composición deseada, sin
embargo en algunos casos es necesario agregar arcilla o calcáreo, o
bien minerales de hierro, bauxita, u otros minerales residuales de
fundiciones.

35. La mezcla es calentada en un horno especial, constituido de un inmenso cilindro
(llamado kiln) dispuesto horizontalmente con una ligera inclinación, y rodando
lentamente. La temperatura crece a lo largo del cilindro hasta llegar a
aproximadamente 1400°C; la temperatura es tal que hace que los minerales se
combinen pero no se fundan o vitrifiquen.
En la sección de temperatura menor, el carbonato de calcio (calcáreo) se separa
en óxido de calcio y dióxido de carbono (CO2). En la zona de alta temperatura el
óxido de calcio reacciona con los silicatos y forma silicatos de calcio (Ca2Si y
Ca3Si). Se forma también una pequeña cantidad de aluminato tricálcico (Ca3Al) y
Ferroaluminato tetracálcico (Ca4AlFe). El material resultante es denominado
clinker. El clinker puede ser conservado durante años antes de proceder a la
producción del cemento, con la condición de que no entre en contacto con el agua.

36. Fabricación
La energía necesaria para producir el clinker es de
aproximadamente 1.700 julios por gramo, pero a causa de
las perdidas de calor el valor es considerablemente más
elevado. Esto implica una gran demanda de energía para la
producción del cemento, y por lo tanto la liberación de una
gran cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera, gas
de efecto invernadero.
Para mejorar las características del producto final al clinker
se le agrega aproximadamente el 2 % de yeso y la mezcla
es molida finamente. El polvo obtenido es el cemento
preparado para su uso.

37. PUZOLANA

38. PUZOLANA
DEFINICIÓN.- Es el nombre genérido que se le
da a los materiales silicios aluminosos, los cuales
por sí solos poseen poco o ningún valor
cementante pero en forma finamente dividida y
en presencia del agua reaccionan químicamente
con el hidróxido de calcio a temperatura de
ambiente para formar componentes que sí
posean propiedades cementantes.

39. PUZOLANA - CLASES
Naturales: son aquellos que siendo productos
de la naturaleza ya sean con minerales o
formación sedimentaria o ígnea tienen actividad
puzolánica. Sin necesidad de ningún proceso
previo para su utilización excepto su molienda.
Artificiales: son aquellas que teniendo un
origen sedimentario necesitan ser tratados
para tener actividad puzolanica arcillas,
pizarras.
Sub productos: son los originadas como sub
productos industriales por ser principalmente
de combustión de carbonos de los centrales
termoeléctricas se les denomina cenizas
volantes.

40. PUZOLANA: ACTIVIDAD PUZOLÁNICA
 La puzolana debe cumplir con cierto requisitos establecidos en la
norma ASTM NTP, para poder ser utilizadas mediante
procedimiento donde se establecer por normas donde se prueban.
 METODO
 Metodo de la cal. se muele la puzolana a una fineza similar a la
que va ser obtenida a la del proceso molienda y luego se le agrega
la cal, luego se le añade arena de Ottawa y agua.
 Puzolana + arena de Ottawa + agua
 Luego a esta preparación se coloca en 3 probetas cilíndricas
luego estas probetas se dejan a 7 días.
 Pasado este tiempo se prueba su resistencia la cual no debe ser
inferior a 55kg /cm2.
 Método cemento: se hace una prueba comparativa a una
probeta de 100% de cemento y una segunda probeta de 35% de
puzolana y 65% de cemento luego de un tiempo de curado de 28
días.
 Este segundo debe llegar como mínimo a 75% de resistencia de la
primera probeta.

41. ARCILLA

42. Introducción
La Arcilla es un tipo de Roca Natural Sedimentaria.
Proviene de la descomposición de las Rocas Feldespato,
siendo un silicato alumínico hidratado.
Es un material terroso de grano generalmente fino y capaz
de convertirse en una masa plástica al mezclarse con
cierta cantidad de agua.
Conserva su forma inicial después del secado, adquiriendo
a la vez la suficiente dureza par ser manejada. La Arcilla
no se transforma en cerámica hasta que toda el agua que
contiene de manera natural y química se elimina por el
calor; cuando esto sucede al cocerlo en el horno, el
producto que resulta posee una dureza y un estado
inalterable.

43. ARCILLA
Podríamos definir la arcilla como una
sustancia mineral terrosa compuesta en gran
parte de hidrosilicato de alúmina que se hace
plástica cuando se humedece y dura y
semejante a la roca cuando se cuece. Otra
definición podría ser la disgregación y
descomposición de las rocas feldespáticas
durante millones de años para dar lugar a
partículas pequeñísimas.

44. Características de la Arcilla
Material de estructura laminar.
Sumamente higroscópico.
Su masa se expande con el agua.
Con la humedad se reblandece y se vuelve plástica.
Al secarse su masa se contrae en un 10%
Generalmente se le encuentra mezclada con materia orgánica.
Adquiere gran dureza al ser sometida a temperaturas mayores a
600°C.

45. PROPIEDADES DE LA
ARCILLA.
Plasticidad: Mediante la adición de una
cierta cantidad de agua, la arcilla puede
adquirir la forma que uno desee.
Merma: Debido a la evaporación del
agua contenida en la pasta se produce
un encogimiento o merma durante el
secado.
Color: Las arcillas presentan
coloraciones diversas después de la
cocción debido a la presencia en ellas
de óxido de hierro, carbonato cálcico.

46. PROPIEDADES DE LA
ARCILLA.
Refractariedad: Todas las arcillas son
refractarias, es decir resisten los
aumentos de temperatura sin sufrir
variaciones, aunque cada tipo de arcilla
tiene una temperatura de cocción.
Porosidad: El grado de porosidad varia
según el tipo de arcilla. Esta depende de la
consistencia más o menos compacta que
adopta el cuerpo cerámico después de la
cocción. Las arcillas que cuecen a baja
temperatura tienen un índice más elevado
de absorción puesto que son más porosas.

47. TIPOS DE ARCILLA.
PROPIEDADES
SEGÚN EXISTAN EN LA NATURALEZA
Podemos hablar de dos tipos de arcillas: las primarias
y las secundarias.
Arcillas primarias o residuales: Son las formadas en el
lugar de su roca madre y no han sido por tanto
transportadas por el agua, el viento o el glaciar. Estas
tienden a ser de grano grueso y relativamente no
plásticas. La mayoría de los caolines son arcillas
primarias.

48. TIPOS DE ARCILLA.
PROPIEDADES
SEGÚN EXISTAN EN LA NATURALEZA
Arcillas secundarias: Son las que han sido desplazadas
del lugar de la roca madre original. Aunque el agua es el
agente más corriente de transporte, el viento y los
glaciares pueden también transportar arcilla. Éstas son
mucho más corrientes que las anteriores y tienen una
constitución más compleja debido a que están
compuestas por material procedente de distintas fuentes:
hierro, cuarzo, mica, materias carbonosas y otras
impurezas.

49. SEGÚN LA PLASTICIDAD
Podríamos hablar teniendo en cuenta una
de las propiedades de la arcilla como es la
plasticidad de dos tipos: las arcillas
plásticas y las antiplásticas.
Arcillas plásticas: “hacen” pasta con el agua
y se convierten en modelables
Arcillas antiplásticas: que confieren a la
pasta una determinada estructura, que
pueden ser químicamente inertes en la
masa ó crear una vitrificación en altas
temperaturas (fundentes)

50. SEGÚN SU FUSIBILIDAD
Según el punto o grado de cocción, podríamos
hablar de dos tipos de arcilla:
Arcillas refractarias: Arcillas y caolines cuyo
punto de fusión está comprendido entre 1.600
y 1.750ºC. Por lo general son blancas, grises y
poco coloreadas después de su cocción.
Arcillas fusibles ó arcillas de alfarería: Arcilla
cuyo punto de fusión se alcanza por encima de
los 1.100ºC. Son de color castaño, ocre,
amarillo o marfil tras su cocción y se suelen
encontrar cerca de la superficie del suelo.
Suelen contener ilita acompañado de una
proporción de caliza, óxido de hierro y otras
impurezas.

51. ARCILLAS REFRACTARIAS
Esta arcilla no es un tipo propiamente dicho dado
que se refiere a la resistencia al calor de las arcillas
en general independientemente del color,
plasticidad…
Cualquier arcilla que resista la fusión hasta
alrededor de los 1.500ºC puede considerarse como
una arcilla refractaria, lo que significa que es
relativamente pura y libre de hierro.
Estas arcillas son útiles para gran variedad de
productos, principalmente en la fabricación de
ladrillos refractarios y otras piezas para hornos,
estufas, calderas…
También son utilizadas como aditivos para las
pastas de loza o las pastas para gacetas en los que
se quiera aumentar la refractariedad.

52. ARCILLA PARA GRES O ARCILLA
PARA LOZA
Las arcillas para loza son arcillas secundarias y
plásticas que se funden a 1.200-1.300ºC. Su color
de cocción va desde un gris claro a un gris oscuro o
marrón.
Cambian mucho de color, plasticidad y
temperatura de cocción.
Esta puede presentar un grado óptimo de
plasticidad así como de cocción o puede mejorarse
añadiendo feldespato y arcilla de bola para ajustar
su temperatura y plasticidad.

53. OTRAS CLASES DE
ARCILLAS
La tierra para adobes: Se trata de una arcilla
superficial adecuada para hacer adobes o
ladrillos secados al sol. Casi no tiene plasticidad
y contiene un alto porcentaje de arena.
Arcilla apedernalada: Es una arcilla refractaria
que ha sido compactada en una masa
relativamente dura, densa, parecida a la roca.
El esquisto: Es una roca metamórfica formada
por la naturaleza a partir de la arcilla
sedimentaria, con poca plasticidad a menos que
se pulverice finamente y se deje humedecer
durante largo tiempo. Puede utilizarse como
aditivo o como principal ingrediente para
ladrillos y otros productos pesados de arcilla.

54. OTRAS CLASES DE
ARCILLAS
La tierra para adobes: Se trata de una arcilla
superficial adecuada para hacer adobes o
ladrillos secados al sol. Casi no tiene plasticidad
y contiene un alto porcentaje de arena.
Arcilla apedernalada: Es una arcilla refractaria
que ha sido compactada en una masa
relativamente dura, densa, parecida a la roca.
El esquisto: Es una roca metamórfica formada
por la naturaleza a partir de la arcilla
sedimentaria, con poca plasticidad a menos que
se pulverice finamente y se deje humedecer
durante largo tiempo. Puede utilizarse como
aditivo o como principal ingrediente para
ladrillos y otros productos pesados de arcilla.
.

55. OTRAS CLASES DE
ARCILLAS
La bauxita o diaspora: Poseen un alto contenido en
alúmina. Pueden ser altamente refractarias y se
usan como materia prima para la producción de
aluminio metálico.
El gumbo: Es una arcilla superficial o del suelo, muy
plástica y pegajosa que contiene una cantidad
considerable de materia orgánica.
La Greda: Arcilla de quema blanca y poca
plasticidad. En el comercio se encuentra en forma
de polvo o grumos que una vez se haya sedimentado
se emplean como engobes sobre cacharros de barro.
Ocre, umbra y siena: Arcillas con gran contenido de
combinaciones férreas y de manganeso que puede
variar por ello es aconsejable efectuar ensayos
previamente. Se pueden emplear para colorear
algunos tipos de vidrio.

56. Usos de la Arcilla
Para cualquier uso de la arcilla primero se le debe dar un tratamiento
determinado dependiendo del uso que se le quiera dar. Por ejemplo en la
cerámica se le combina o mezcla distintos tipos de arcillas, fundentes, y
otros elementos dependiendo directamente en el uso al que se vaya a
destinar la que se vaya a destinar la mezcla.
Es utilizada en la producción de aislantes eléctricos puesto que no
transmiten la electricidad (para esto se utilizan arcillas que no contengan
óxidos de hierro.)
Dentro del campo de la construcción, la arcilla no es utilizada
directamente sino más bien se la usa en la fabricación de baldosas,
ladrillos, sanitarios, tejas, y en la mezcla de las pinturas, etc.
La arcilla es uno de los principales componentes de los adobes ( tierra
arcillosa.)
Es muy utilizada en la fabricación de elementos decorativos, para fabricar
vajillas, elementos aislantes de temperatura y en una gran variedad de
elementos de alfarería.