Cal:fuentes, componentes, fabricación y usos | Materiales de ingeniería

(1) Clase A:

La cal de clase A es la cal eminentemente hidráulica que se utiliza para fines estructurales y debe suministrarse únicamente en forma hidratada. Su resistencia mínima a la compresión con mortero de arena de cal de proporción (1:3) en peso al cabo de 14 días y 28 días debe ser respectivamente 1,75 N / mm ² y 2,80 N / mm ² .

(2) Clase B:

La cal de clase B es la cal semihidráulica que se utiliza para morteros para trabajos de albañilería y se puede suministrar como cal viva o como cal hidratada. Su resistencia mínima a la compresión con mortero de arena de cal de proporción (1:3) en peso al cabo de 14 días y 28 días debe ser respectivamente 1,25 N / mm ² y 1,75 N / mm ² .

(3) Clase C:

La cal de clase C es la cal grasa que se utiliza principalmente para la capa de acabado en revoques, blanqueados y con aditivos adecuados como surkhi o cualquier otro material puzolánico para la producción de morteros hidráulicos artificiales. Se suministra en forma hidratada o rápida.

(4) Clase D:

La cal de clase D es la cal de magnesio o dolomítica que se utiliza para la capa de acabado en revoques, blanqueados, etc. Se suministra en forma hidratada o rápida.

(5) Clase E:

La cal de clase E es la cal kankar que se utiliza para los morteros de mampostería y debe suministrarse únicamente en forma hidratada.

(6) Clase F:

La clase F es la cal dolomítica silícea que se utiliza para la capa base y de acabado de yeso. Se suministra en forma hidratada o rápida.

Cabe señalar que las aplicaciones de varias categorías de limas son solo sugerentes.

Los requisitos químicos y físicos que debe compilar la cal de cada categoría se mencionan en el BIS anterior con métodos de prueba según BIS:6932-1973.

Fabricación de cal hidráulica natural:

Las siguientes tres operaciones distintas están involucradas en la fabricación de cal hidráulica natural:

(1) Colección de kankar

(2) Calcinación de kankar

(3) Apagado y triturado de cal quemada.

(1) Colección de Kankar:

El kankar es una piedra caliza impura y se utiliza para la fabricación de cal hidráulica natural. El kankar está disponible en dos formas, a saber, nódulos y bloque.

Los nódulos se encuentran en la superficie del suelo o ligeramente por debajo del nivel del suelo.

Los nódulos de kankar son fáciles de recolectar y el kankar en forma nodular se considera un material superior para la fabricación de cal hidráulica natural por las siguientes razones:

(i) Puede soportar el calor y la lluvia sin desintegrarse.

(ii) Contiene un mayor porcentaje de arcilla y por lo tanto posee mejores propiedades hidráulicas.

Los bloques de kankar se encuentran en los estratos subterráneos debajo o en o cerca de las orillas de ríos o arroyos. El espesor de los bloques suele ser de 50 mm a 300 mm.

Los nódulos o bloques de kankar se extraen con la ayuda de picos y palancas. A continuación, dicho kankar se limpia de barro o tierra y se convierte en tamaños adecuados.

(2) Calcinación de Kankar:

La calcinación o quema de kankar al calor rojo brillante se realiza en pinzas o en hornos como en el caso de la fabricación de cal grasa.

(3) Apagado y triturado de cal quemada:

El apagado de la cal hidráulica ocurre muy lentamente. Por lo tanto, la cal viva se muele primero en seco antes de agregar agua para apagar.

La trituración de cal viva se puede realizar de una de las siguientes formas:

(i) Con la mano con la ayuda de batidores de madera, o

(ii) Con la ayuda de molinos que trabajan con bueyes o vapor, o

(iii) Con la ayuda de máquinas especiales.

Se deben tener en cuenta los siguientes puntos de diferencias en el caso de apagado de la cal grasa y la cal hidráulica:

(i) En el caso de la lima grasa, la cantidad requerida de agua para el apagado se agrega a la vez. En el caso de la cal hidráulica, el agua se agrega gradualmente para lograr un apagado completo.

(ii) Una parte de cal viva grasa, una vez apagada, se convierte en aproximadamente 1½ partes en forma de pasta y 2 partes en forma de polvo. Una parte de cal viva hidráulica, cuando se apaga, se convierte en aproximadamente 1 parte en forma de pasta y 1½ partes en forma de polvo.

(iii) La cantidad de agua necesaria para apagar la cal grasa es mayor que la necesaria para la cal hidráulica.

(iv) El tiempo que tarda la cal grasa en apagarse es de aproximadamente 3 a 4 horas y el de la cal hidráulica es de aproximadamente 12 a 48 horas.

Fabricación de cal hidráulica artificial :

Si la materia prima natural no es apta para la fabricación de cal hidráulica, es posible preparar la cal hidráulica artificialmente. De hecho, la cal grasa se puede convertir en cal hidráulica mediante la adición de arcilla en la proporción requerida.

A continuación se muestran los dos métodos de preparación de la cal hidráulica artificial:

(1) Conversión de piedra caliza blanda

(2) Conversión de piedra caliza dura.

(1) Conversión de piedra caliza blanda:

La piedra caliza disponible, si es de calidad blanda, como tiza, se muele y se convierte en polvo. Se mezcla con la proporción requerida de arcilla. Luego se quema en un horno y se realiza el apagado como en el caso de la fabricación de cal hidráulica natural.

(2) Conversión de piedra caliza dura:

La piedra caliza disponible, si es de calidad dura, primero se quema y se apaga. A esta cal apagada se le agrega la proporción requerida de arcilla para obtener materia prima para una buena variedad de cal hidráulica.

Esta mezcla se convierte en bolas de tamaño adecuado y después de secarse, estas bolas se queman en el horno. El apagado se realiza como en el caso de la fabricación de cal hidráulica natural. Como esta cal se produce después de quemarse dos veces en el horno, también se la conoce como cal de dos hornos.

Precauciones que se deben tomar al manipular la cal :

Se deben tomar las siguientes precauciones al manipular la cal para evitar accidentes:

(1) Contacto con el agua:

No se debe permitir que la cal viva entre en contacto con el agua antes de apagarse.

(2) Instalaciones para trabajadores:

El polvo de cal causa irritación y, por lo tanto, los trabajadores que manipulan cal deben estar provistos de gafas protectoras y respiradores. La cal también provoca quemaduras en la piel, especialmente si la piel está húmeda. Por tanto, es aconsejable proporcionar guantes de goma, botas de goma y crema protectora para la piel a los trabajadores que puedan sufrir quemaduras en la piel.

(3) Riesgo de incendio:

La cal viva emite un calor inmenso mientras se apaga y, por lo tanto, se deben tomar todas las medidas adecuadas para evitar cualquier riesgo de incendio.

(4) Instrucciones para los trabajadores:

Después de manipular cal, se debe indicar a los trabajadores que laven las partes expuestas del cuerpo con abundante agua dulce. Asimismo, se debe advertir a los trabajadores que manipulan lechada de cal, que está caliente, que se engrasen la piel a diario para evitar quemaduras en la piel.

Usos de la cal :

La cal es un material de ingeniería importante y sus usos se pueden enumerar de la siguiente manera:

(i) Se utiliza como materia prima química en la depuración de agua y para el tratamiento de aguas residuales.

(ii) Se utiliza como fundente en la industria metalúrgica.

(iii) Se utiliza como matriz para hormigón y mortero.

(iv) Se utiliza como material refractario para revestir hornos de hogar abierto.

(v) Se utiliza en la producción de vidrio.

(vi) Se utiliza para hacer argamasa para trabajos de albañilería.

(vii) Se utiliza para enlucir paredes y techos.

(viii) Se utiliza para la producción de piedra artificial, ladrillos de cal-arena, productos de espuma-silicato, etc.

(ix) Se utiliza para la estabilización del suelo y para mejorar el suelo con fines agrícolas.

(x) Se utiliza para blanquear y para servir como capa base para el moquillo.

(xi) Cuando se mezcla con cemento Portland, el mortero adquiere propiedades valiosas y dicho mortero se puede utilizar en lugar del costoso mortero de cemento.

Pruebas realizadas para calizas :

Las piedras de cal se prueban para determinar la calidad de la cal que se puede obtener de ellas. Para determinar exactamente la idoneidad de la piedra caliza, las pruebas químicas detalladas se llevan a cabo en un laboratorio.

Pero para información general, se realizan las siguientes cuatro pruebas prácticas:

(1) Propiedades físicas

(2) Prueba de calor

(3) Prueba ácida

(4) Prueba de bola.

(1) Propiedades físicas:

La piedra caliza pura se indica con el color blanco. Las piedras de cal hidráulica se indican con un color gris azulado, marrón o algún color oscuro. El sabor de las piedras de cal hidráulica es arcilloso y desprenden olor terroso. La presencia de partículas brillantes en la superficie de las piedras de cal indica la presencia de arena libre. La presencia de grumos da una indicación de cal viva o caliza sin quemar.

(2) Prueba de calor:

Se pesa un trozo de piedra caliza seca y se calienta a fuego abierto durante unas horas. La muestra se pesa nuevamente y la pérdida de peso indica la cantidad de dióxido de carbono. A partir de estos datos, se calcula la cantidad de carbonato de calcio en la piedra caliza.

(3) Prueba ácida:

Se toma una cucharadita de cal en polvo en un tubo de ensayo y se vierte en él ácido clorhídrico diluido. El contenido se agita ahora y el tubo de ensayo con su contenido se mantiene en reposo en su soporte durante 24 horas.

Si el contenido de carbonato de calcio es alto, habrá una efervescencia vigorosa y menos formación de residuos. Tal acción indicará piedra caliza pura. Por otro lado, si el contenido de carbonato de calcio es menor, habrá menos efervescencia y más formación de residuo. Tal acción indicará piedra caliza impura o hidráulica.

Si se forma un gel espeso o un material semisólido que no fluye incluso cuando el tubo de ensayo con su contenido se pone boca abajo, indica cal de clase A. Si el gel no está del todo de espesor y tiende a fluir cuando se inclina el tubo de ensayo, indica cal de clase B. Sin embargo, si no hay formación de gel, indica cal de clase C.

(4) Prueba de bola:

En esta prueba, se hacen las bolas de aproximadamente 40 mm de tamaño de cal rígida que se forman al agregar suficiente agua y se dejan en reposo durante seis horas. Luego, las bolas se colocan en un recipiente con agua. Si hay signos de expansión lenta y desintegración lenta minutos después de la colocación en agua, indica cal de clase C. Si, por el contrario, hay muy poca o ninguna expansión y numerosas grietas, indica cal de clase B.