CEMENTOS CERÁMICOS. ABRASIVOS. RECUBRIMIENTOS.

• Introducción a los cementos cerámicos

La palabra cemento se aplica en general a todos los productos con propiedades adhesivas.

La característica más importante es que cuando son mezclados con agua forman una pasta que después fragua y se endurece. Esto permite producir con facilidad estructuras sólidas y rígidas. Algunos de estos materiales actúan como fase ligante.

Los cementos pueden dividirse en naturales o inorgánicos (cementos, yesos y calizas) y artificiales, dependiendo de las materias primas que intervengan en su elaboración.

Uno de los cementos más importantes es el cemento Pórtland.

• Cemento Pórtland

El cemento Pórtland que es el producto resultante de la mezcla homogénea de caliza y arcilla, las cuales sometidas a la acción del calor hasta un principio de fusión o sinterización dan lugar a un producto llamado clínker; el cual mezclado con una cantidad de yeso inferior al 3%, como retardador de fraguado, y molido el producto que resulta, da lugar al Pórtland.

Las materias primas del Pórtland se pueden dividir en principales y auxiliares. Las principales son las Calizas (muy puras o margosas), las Margas (calizas, normales o arcillosas) y las Arcillas (margosas o normales). En cuanto a las auxiliares o aportadoras son: Arenas (SiO2), Bauxitas (Al2O3), Piritas (Fe2O3), Caolines, Cenizas y Puzolanas (SiO2 + Al2O3), Bauxitas (Al2O3 + Fe2O3), Esquisto, Pizarras, Cenizas y Puzolanas (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3), Cenizas y Escorias (SiO2 + Al2O3+ CaO).

• Propiedades del cemento Pórtland

Finura del molido: Es importante para aumentar la superficie de contacto y tener una mayor homogeneidad.

Estabilidad volumétrica: Es indispensable para la utilización del Pórtland que después del fraguado permanezca inalterable, sin que sufra expansiones ni retracciones.

Resistencia mecánica: El cemento es apto para la mayoría de las obras debido a sus resistencias,

Durabilidad: Resistencia a los fenómenos atmosféricos.

Resistencias a agentes físicos: Como las heladas o la penetración de sales en los poros. Reduciendo la porosidad evitaremos en gran medida los efectos de estos agentes

Resistencias a agentes químicos: Los más problemáticos son los gases de los humos y la atmósfera, las aguas (puras, turbias, ácidas, selenitosas o marinas), los compuestos sólidos o fluidos de naturaleza orgánica.

• Tipos de cemento Pórtland

Con caliza: Tiene una resistencia mecánica media y su endurecimiento es rápido.

Este tipo de cemento son recomendados para prefabricados con tratamiento higrotérmico, hormigones armados con resistencia mecánica media, morteros de albañilería y hormigones fabricados en planta y en obra. No son recomendados para el paso de aguas residuales o industriales, sulfatos, cloruros, ácidos o ambientes marinos.

Con ceniza volante: De endurecimiento rápido con altas resistencias mecánicas inicial y final.

Recomendados para prefabricados de altas resistencia mecánicas con o sin tratamiento higrotérmico, con hormigonado en tiempo frío y hormigones armados y pretensados de altas resistencias mecánica en planta y obra.

No recomendado para el paso de aguas puras, residuales o industriales, sulfatos, cloruros, ácidos o ambientes marinos.

Resistente a los sulfatos: De endurecimiento rápido, con altas resistencias mecánicas inicial y final, y de muy alta resistencia química.

Recomendado para medios con agresividad química moderada o alta (aguas puras, carbónicas, residuales e industriales, sulfatos, yesos, cloruros, ácidos y materia orgánica). No se recomienda para el uso de piezas o elementos figurables.

• Otros tipos de cementos

Cementos naturales: Se preparan por calcinación de margas naturales a una temperatura inferior a la de sinterización. Normalmente se emplea un proceso similar al del Pórtland, con la diferencia de que hay que introducir el producto triturado en el horno.

Cemento Pórtland blanco: Es el cemento especial más parecido en cuanto a fabricación y compresión al Pórtland. Se caracteriza por la falta de óxido férrico, lo cual produce la coloración que le da nombre.

Su empleo está indicado como material ornamental en la confección de baldosas hidráulicas (capa exterior) y como reflectante para señalizar en los pavimentos de calles, carreteras y pistas de aterrizaje.

Cemento aluminoso: Se fusionan a temperaturas superiores a las del Pórtland y necesita una mayor cantidad de agua para hidratarse pero el endurecimiento es ultrarrápido. Como consecuencia de la hidratación, no tiene cal libre, por lo que es muy resistente a todo tipo de aguas. Una vez fraguado se recubre de un gel aluminoso que lo protege de los elementos calcicos.

Cementos siderúrgicos: Se fabrica con clinker de Portland, yeso y escoria de alto horno. Se puede utilizar a temperaturas superiores a la del Pórtland, aunque el endurecimiento es similar.

• Cementos Pórtland siderúrgicos

• Cemento Pórtland de alto horno

• Cementos siderúrgicos-clínker

• Cementos siderúrgicos sobresulfatados

Cementos Puzolánicos: Son conglomerantes obtenidos por mezcla de una puzolana y clínker de Pórtland, y la adición de yeso o anhidrita para regular su fraguado. El calor de hidratación es inferior al Pórtland y el endurecimiento es similar.

La puzolana es el material de naturaleza silícea que no posee propiedades hidráulicas, pero puede combinarse con la cal en presencia de agua a temperatura ambiente y generar compuestos hidráulicos. Son compuestos de naturaleza ácida y composición similar a las arcillas. Pueden ser naturales o artificiales.

Cementos sin retracción y expansivos: Estos cementos son una mezcla de cemento sulfoaluminoso y Pórtland, con adición circunstancial de una tercera sustancia de acción retardada, cuya misión es la de fijar el periodo de la actuación del agente expansivo, para anularla pasado este periodo. Son cementos de fraguado lento.

Cementos de adición: Son conglomerantes hidráulicos que sirven fundamentalmente para realizar correcciones en la composición del Pórtland.

• Compatibilidades entre los cementos

Dados que todos tienen las mismas propiedades, interesa estudiar la relación y comportamiento al asociarlos.

- Mezclas compatibles: Las cales hidráulicas, los cementos Pórtland, naturales y siderúrgicos (salvo sobresulfatado) pueden mezclarse entre sí en cualquier proporción. Las mezclas de cal y Pórtland interesan ya que las cales aportan plasticidad y adherencia, mientras que el cemento aporta sus resistencias mecánicas. Las mezclas de Pórtland y naturales presentan la ventaja de un fraguado más rápido a consecuencia, eso sí, de mermar sus resistencias, pero presentan interés. Los cementos aluminosos y naturales (los naturales no liberan cal de hidratación) son compatibles, resultando modificada la hidratación del aluminoso.

- Mezclas incompatibles: La mezcla de un Pórtland y un aluminoso, proporcionan un fraguado rápido si el porcentaje de aluminoso está entre 40 y 50%. La mezcla de sobresulfatado y Pórtland dará un cemento expansivo por el alto contenido de sulfato cálcico, quedando muy disminuidas las resistencias mecánicas.

• Abrasivos

Las cerámicas abrasivas son utilizadas para desgastar, desbastar o cortar otros materiales, los cuales han de ser necesariamente más blandos. Debido a lo cual, el primer requisito de este grupo de materiales es su dureza o resistencia al desgaste; además, es necesario un alto grado de tenacidad para que las partículas de abrasivo no se fracturen fácilmente. Además, las fuerzas abrasivas de fricción pueden producir temperaturas elevadas, de manera que es deseable que tengan cierta refractividad.

Los diamantes, tanto naturales como sintéticos, se utilizan como abrasivos, aunque son relativamente caros. Las cerámicas abrasivas más comunes son el carburo de silicio, el carburo de tungsteno (WC), el óxido de aluminio (o corindón) y la arena de sílice.

Los abrasivos se utilizan de varias maneras: adheridas a muelas de desbaste, como abrasivos depositados en forma de revestimiento y también como granos sueltos.

En el primer caso, las partículas del abrasivo están unidas a la muela por medio de una cerámica vítrea o una resina orgánica. La superficie debe contener alguna porosidad; un flujo continuo de corriente de aire o de líquido refrigerante dentro de los poros que rodean los granos refractarios previene del calentamiento excesivo.

Los recubrimientos de abrasivos son aquellos en los cuales el polvo abrasivo es depositado sobre algún tipo de papel o tejido; el papel de lija es quizá el ejemplo más familiar. La madera, los metales, las cerámicas y los plásticos son a menudo pulidos utilizando esta forma de abrasivo.

Los discos de desbaste, lapeado y pulido emplean granos de abrasivos que son suministrados en una suspensión de aceite o de agua. Diamantes, corindón, carburo de silicio y rojo inglés (un óxido de hierro) se utilizan en forma suelta en una amplia variedad de tamaños de partícula.

• Revestimientos Cerámicos

Podríamos definir revestimiento a todo elemento superficial que aplicado sobre la cara de otro elemento constructivo le confiere el aspecto estético y la mejora sus características.

Dada la gran variedad de materiales utilizados, mortero, piedra, vidrio, metal, plástico, etc, se definen multitud de revestimientos según los materiales o combinación que intervengan en los mismos. También podríamos agruparlos según la característica que pretendemos mejorar, aislamiento térmico, impermeabilidad, resistencia a agentes abrasivos, etc.

Siguiendo con las definiciones, los revestimientos continuos son productos preparados en fábrica y realizados in situ, por aplicación directa sobre el paramento, pudiendo estar formado por una o varias capas de material, en forma más o menos pastosa y que se hace sólido, por fraguado, hidratación, evaporación o polimerización, según el ligante utilizado.

Por el contrario los revestimientos discontinuos están constituidos por placas de materiales naturales o prefabricados, que se fijan al paramento mediante materiales de agarre o piezas de anclaje; tales como alicatados, soldados, aplacados, etc.

Un tipo de revestimientos cerámicos son las baldosas, que se usan en pisos y paredes de baños, cocinas, patios, fachadas y en general en toda el área de la vivienda. En nuestro país hay varias fábricas dedicadas a este uso, como Mancesa, Corona y Alfa.

• Revestimientos exteriores

Los recubrimientos protectores sólo son eficaces si se aplican sobre una base no impregnada de medios agresivos ni bañada por los agentes naturales. Lo que ha comenzado a deteriorarse debe eliminarse a fondo y eventualmente sustituirse por material nuevo, antes de aplicar sobre él una capa protectora.

Hay que tener en cuenta que la base a proteger y el material protector deben ser químicamente compatibles.

Al mayor grosor de capa menor permeabilidad al agua. Los revestimientos actúan de forma diferente sobre los soportes, así una capa puede penetrar en profundidad en la estructura porosa de una parte de la obra, bloqueando los capilares, mientras que otra capa más viscosa o menos humectante se quedará superficialmente, formando película sin penetrar.

• Tipos de revestimientos exteriores

- Revestimientos de cemento: En general se utilizan revestimientos en emulsión y revestimientos en solución. Los de emulsión son de alta porosidad y CPV, lo que provoca formación de grietas y cavidades donde crecen algas y hongos. En cambio los revestimientos en solución, se adaptan mejor al soporte y no permite esas contaminaciones. La combinación de ambos es la mejor solución. Pero también se utilizan acabados transparentes o impregnaciones repelentes.

- Revestimientos orgánicos: Se logran excelentes comportamientos al exterior con espesores de 1 a 2 mm. Permiten conseguir diferentes texturas, tanto por su composición como por los medios de aplicación, así como el color deseado. La incorporación de arenas mejoran el caleo y la retención de calor.

- Revestimientos de cal: En principio se utilizan para restauración, y necesitan a lo largo de su vida, humedad y anhídrido carbónico para su endurecimiento. Sólo pueden revestirse con emulsiones de silicona o pinturas al silicato, que permitan el paso del CO2, pues en otro caso acabarían desprendiéndose del soporte.

- Revestimientos artificiales: Que pueden ser piedras artificiales, canteras artificiales, mármoles, granitos, azulejos, mosaicos, bizantino, mosaico italiano, losetas de barro prensado, cintilla, etc.

Por su costo reducido, su apariencia, resistencia y durabilidad, el empleo de revestimientos artificiales se ha generalizado, ya sea en medidas iguales a la naturaleza o en bloques grandes aligerados por formas huecas y sirviéndose de refuerzos metálicos.

Piedras artificiales: Son aquéllas preparadas con diversos productos en estado pulverulento o pastoso para darles forma con facilidad. Se endurecen mediante procesos fisicoquímicos. Estos factores permiten imitar piedras y canteras de construcción sin olvidar que la piedra artificial es un verdadero concreto Pórtland.

El avance logrado en la elaboración de agregados de color y pigmentos minerales, así como el uso de cemento Pórtland blanco, han creado una gran variedad de colores, matices, texturas, y acabados.

Canteras artificiales:  Las piezas de cantera artificial se elaboran con una parte de cemento Pórtland blanco por tres partes de agregado total por volumen.

Al cemento se le deberá añadir pigmento apropiado para dar el color de cantera deseado. Cuando se quiera dar a la piedra un aspecto todavía mas parecido al de la cantera natural, puede utilizarse el labrado y acabado, tales como el cincelado, tallado, pulido, cepillado y martelinado.

• Tipos de revestimientos

- Pastin: Recubrimiento pastoso, listo y de fácil aplicación, con textura de suave. Se usa en casi cualquier superficie exterior e interior.

- Cascara de naranja: Se impresa con un rodillo especial, quedando una textura rugosa de piel de naranja. Ideal para cocinas, baños, quirófanos y todos aquellos espacios que requieren limpieza total y bajo mantenimiento.

 - Silcoplast: Sin grano, de alto rendimiento, ideal para muros y plafones con texturas rayadas, espatuladas, goteadas, etc.

- Corev: Aplicación en muros interiores y exteriores. De muy bajo costo, aunque su proceso conlleva químicos de alta calidad. Es inorgánico, con tres granulometrías de línea. Requiere curado y puede pintarse cuantas veces quiera. 

- Corevblock fino: Hasta 10 mm máximo de grosor por capa. Para exteriores e interiores de mas delicada apariencia.

 - Corevblock medio: Para todo muro que quiera decorarse. Textura esgrafiada de varias formas.

- Corevblock grueso:   Apariencia rugosa ideal en fachadas caracoleadas o esgrafiadas con talochas artesanales.

- Vitrocorev: De apariencia brillante final, recubrimiento en zonas húmedas como baños, cocinas, laboratorios.

- Endumin l.p.u: Endurecedor mineral preparado con cemento y pigmentos para pisos de concreto. Es un agregado mineral no oxidable, de granulometría uniforme, al cual se le han agregado cemento Pórtland tipo I (fresco), pigmentos de alta calidad y agentes.

- Finoplast: Su finísima granulometríia facilita hacer texturas mate, delicados esgrafiados, caracoleados y con una adecuada dilución, boleados irregulares con brocha.

- Muro plast: Grano para acabados mate, con textura: esgrafiada, caracoleada, cruzada o diagonal.

- Cuarzo plast: Grano mas grueso para realizar las mismas texturas con mayor grosor de capa. Altísima resistencia y firmeza con total estabilidad a fenómenos climáticos.

- Color plast: Recubrimiento liquido de alto rendimiento y gran resistencia a la intemperie. Se coloca con pistola aspersora. Textura rugosa fina de silica de color estable.

- Vinicement: Esta formada por cuatro productos de diferentes texturas de la mas fina a la mas rugosa que define su granulometría y su complemento de aplicación. Para uso en todo tipo de espacios interiores sobre cualquier superficie.

- Pietraplast: De grano grueso o fino. Plasticidad, lavatidad, asepcia y belleza

- Coverplast: Resanador y nivelador de superficies irregulares y con grietas.

- Sottofondo 1000: Para sellar aplanados, paneles de yeso, pinturas o recubrimientos envejecidos, preparados para la redecoración.

- Festertak gris: Adhesivo para azulejo y cerámica. Es un polvo de color blanco a base de cemento, compuestos químicos y minerales finamente divididos, que mezclado con agua forma una pasta adhesiva para pegar azulejos, cerámicas, etc.

• BIBLIOGRAFIA

• Corrosión y degradación de materiales.

Enrique Otero Huerta

Ed. Síntesis, S.A. 2001

• Ciencia e Ingenieria de los Materiales

William Callister Jr.

Ed. Reveté, S.A. 1996

• Ciencia de los materiales

Coca Rebolledo y Rosique Jiménez

Ed. Pirámide, 1996

• Varia direcciones de internet:

www.cementosrezola.com

www.senamed.edu.com

http://user.movinet.com.uy

www.arcichamotas.com