Mas, X. Estudio morteros para su aplicación en intervenciones. 2006

8/3/2019 Mas, X. Estudio morteros para su aplicacin en intervenciones. 2006

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FACULTAT DE BELLES ARTS DE SANT CARLES

DEPARTAMENT DE CONSERVACI I RESTAURACIDE BNS CULTURALS

ESTUDIO Y CARACTERIZACIN DE MORTEROSCOMPUESTOS, PARA SU APLICACIN EN

INTERVENCIONES DE SELLADOS,

REPOSICIONES Y RPLICAS, DE ELEMENTOSPTREOS ESCULTRICO-ORNAMENTALES.

Tesi doctoral presentada perEn XAVIER MAS i BARBER

Dirigida perNa Maria Teresa Domnech Carb i

En Jos Luis Roig Salom

Valncia 2006

UNIVERSITAT POLITCNICADE VALNCIA


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RESUMEN

El propsito de esta investigacin se centra en el estudio de laefectividad de una serie de morteros compuestos. El empleo de estosmateriales artificiales supone una alternativa a la piedra natural. De estemodo, se intenta resolver problemas de sellados, reposiciones y rplicasen elementos escultrico-ornamentales realizados con piedra Tosca deRocafort (genricamente Pedra de Godella) y piedra Bateig (Pedra deNovelda). Estas rocas, ampliamente utilizadas en monumentos delPatrimonio Valenciano, estn sufriendo un importante deterioro causadopor las alteraciones fsicas, qumicas y biolgicas.

Los morteros compuestos se obtienen combinando el micronizado delmaterial ptreo Tosca de Rocafort o Bateig y, el conglomerante orgnico(resinas termoplsticas o termoendurecibles) o inorgnico (hidrxido decalcio). Tambin, en la matriz del mortero se adiciona unos aditivos(retardadores y biocidas) que mejoran sus propiedades fsicas.

El estudio llevado a cabo incluye la optimizacin de los parmetrosexperimentales que determinan el mtodo preparativo y composicin delos morteros compuestos. Tambin, se han establecido todo un conjuntode propiedades fsicas, qumicas y de resistencia al biodeterioro medianteensayos normalizados ampliamente utilizados en el mbito internacional.

Asimismo, se han diseado una serie de ensayos dirigidos a determinar laidoneidad de estos morteros en su aplicacin al campo de laconservacin y restauracin.

Finalmente, se describen tres intervenciones: un sellado, una reposicin y una rplica, llevadas a cabo sobre elementos ptreos del Patrimonio

Valenciano, que muestran la aplicacin de los morteros compuestosestudiados a casos reales de conservacin y restauracin.


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RESUM

El propsit daquesta investigaci es centra en lestudi sobre lefectivitatduna srie de morters compostos. Ls daquestos materials artificialssuposa una alternativa a la pedra natural. Daquesta manera, sintentaresoldre problemes de reompliment de fissures/llacunes, reposicions irpliques en elements escultrics-ornamentals realitzats amb pedra Toscade Rocafort (genricament Pedra de Godella) i pedra Bateig (Pedra deNovelda). Aquestes roques, molt emprades en monuments delPatrimoni Valenci, estan sofrint un important deteriorament degut a lesalteracions fsiques, qumiques i biolgiques.

Els morters compostos sobtenen combinant els micronitzats delmaterial petri Tosca de Rocafort o Bateig i, el conglomerant orgnic(resines termoplstiques o termoenduridores) o inorgnic (hidrxid decalci). Tamb, en la matriu del morter safegeix uns aditius (retardadors ibiocides) que milloren les seues propietats fsiques.

Lestudi dut a terme inclou loptimitzaci dels parmetres experimentalsque determinen el mtode de preparaci i composici dels morterscompostos. Tamb, sha establit tot un conjunt de propietats fsiques,qumiques i de resistncia al biodeteriorament mitjanant assatjosnormalitzats molt utilitzats a lmbit internacional. Aix mateix, shandissenyat una srie dassatjos encaminats a establir lidonetat daquestosmorters en la seua aplicaci al camp de la conservaci i restauraci.

Per concloure, es decriuen tres intervencions: un reompliment dunallacuna, una reposici i una rplica, duts a terme sobre elements delPatrimoni Valenci, que mostren laplicaci dels morters compostosestudiats a casos reals de conservaci i restauraci.


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ABSTRACT

This research project is focused on the study of the effectiveness of aseries of resin bound mortars. Use of this type of artificial materialssupposes an alternative to natural stone in order to obtain solutions forconservation treatments such as sealings, replacement of missing partsor replica of altered sculptures and ornamental pieces. Tosca deRocafort (generically Godella Stone) and Bateig stone (commonly Novelda Stone) have been selected as specific cases of study. Theselithic materials, which have been employed in many monuments fromthe Valencian Heritage, have undergone a considerable physical,chemical and biological deterioration.

The resin bound mortars are obtained by combining a microparticulatedfiller made from Tosca Rocafort or Bateig stones and, the organic(synthetic resins) or inorganic (lime) binder. Additives which act asretardants as well as biocide agents have also been added in the matrix of the mortar.

The study carried out included the optimization of the experimentalparameters which determine the preparation method of the resin boundmortars. Physical, chemical and resistance to the biodegradationproperties have been established by means of normalized tests. Similarly,a series of tests devoted to determine the suitability of these resin boundmortars for heritage conservation processes have been designed.

Finally, three examples of application of the proposed resin bondmortars corresponding to different type of interventions, namely, sealing,replacement and replica, carried out on Valencian monuments andsculptures, are described. These real works show the efficiency of theresin bound mortars studied for conservation purposes.


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Parte de los resultados obtenidos y actuaciones realizadas se hanpresentado en las siguientes publicaciones:

- J. V. Grafi, X. Mas.Proceso de reproduccin de la Imagen de Ntra. Sra. de Aguas Vivas debido a las alteraciones causadas por su funcionalidad. Idoneidad en la ejecucin del molde y obtencin de la rplica . II Congreso Iberoamericano dePatrimonio Cultural Conservar las Races. Madrid, 2003.

- J. Peterman, F. Bolvar, X. Mas, B. Uceda, R. Portero.Studies of the efficiency of the biozyde New Des incorporated in artificial stone composed of ground natural stone and a commercial acrylic resin concerning the growth of algae .13th International Biodeterioration and Biodegradation Symposium.Madrid, 2005.

- R. Portero, F. Bolivar, X. Mas, M. T. Domnech.Studies of the efficiency of the biocide Biotin N incorporated in artificial stone composed of ground natural stone and a commercial acrylic resin concerning the growth of algae.InternationalConference: Heritage, Weathering and Conservation. Madrid, 2006.

- X. Mas, M. T. Domnech, J. L. Roig.Study by SEM/EDX and FT-IR Spectroscopy of resin bound mortars based on hydraulic and synthetic binders combined with Tosca de Rocafort and Bateig Stones.International Conference:Heritage, Weathering and Conservation. Madrid, 2006.

- X. Mas, J. V. Grafi, L. Sanmiguel, S. Marco, V. Ort, J. L. Roig.Aplicacin de un nuevo material filmgeno como desmoldeante -interfaz soporte/elastmero- en la reproduccin de piezas porosas.16 th InternacionalMeeting on Heritage Conservation, Valencia, 2006.


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Als meus pares,pel seu recolzament incomparable.


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AGRADECIMIENTOS.

Expreso mi ms afectuoso agradecimiento a todas aquellaspersonas e instituciones que han hecho posible la realizacin de estaTesis Doctoral, especialmente a mis directores, la catedrtica MaraTeresa Domnech Carb y el doctor Jos Luis Roig Salom, por confiaren mi trabajo y ofrecerme su sabia direccin, ayuda e inters en todas lasfases de la investigacin.

Gracias a AIDICO, especialmente a Fernando Mudano por su

dedicacin, cordialidad y atencin desinteresada.Gracias a Francisco Castell, gerente de Bateig, por su amabilidad

al proporcionarnos la cantidad de piedra solicitada.Gracias a los escultores Salva Marco y Vicente Ort, por

ensearme aquello que en los libros no est escrito. Tambin, a Luisa,por su investigacin en la historia de los monumentos.

Gracias a Mara Jos Pelufo por su ayuda desinteresada en losensayos mecnicos.

Gracias a Javier Orozco, compaero y amigo, que aport sugranito de arena para que esta Tesis Doctoral se hiciese realidad.

Gracias al servicio de Microscopa Electrnica de la UniversidadPolitcnica de Valencia, especialmente a Luis, por los momentos tandivertidos que hemos pasado.


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Gracias a Fernando Bolvar y a Rafa Portero, compaeros y grandes amigos, por las experiencias compartidas en los ensayosbiolgicos.

Gracias a Carmen Marcos y Carlos por sus consejos y experienciasen este tipo de trabajos.

Gracias a Luis ngel Alonso por su atencin y sabios consejos enpetrologa y deteccin de materiales ptreos.

Gracias a los alumnos de la lnea de conservacin y restauracin deescultura que realizaron la encuesta con destacado inters.

Gracias a Laura Osete, Juana de la Cruz, Lola Yus, Mara Jos,Dmaso, Diego y Blanca por su ayuda, gratos consejos, amabilidad y momentos agradables compartidos.

Gracias a mis compaeros del Departamento de Conservacin y Restauracin de Bienes Culturales, en especial a Jos Madrid, Mavi, Evay Laura Fuster.

Gracias a Grafi y a Marisa, a quienes nunca podr agradecersuficientemente todo lo que me ayudaron.

Gracias al personal tcnico y administrativo del departamento, lex, Luis, Juana, Maite, Esther y Ramn.

Gracias a mi compaera y amiga Pili, por compartir las penas y alegras en el duro pero satisfactorio camino que supone el desarrollo dela Tesis Doctoral.

A TOTS, MOLTSSIMES GRCIES.

Xavier Mas08/05/06


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Nuestro desprecio del trabajo manual se acenta ms de da en da, y, sinembargo, en l est la salvacin; slo l puede engendrar el sentimiento de

la fraternidad, el cual exige el contacto de unos hombre con otros

Idearium Espaol Helsingfors, Octubre 1896. Angel Ganivet Granada 13-XII-1865. Riga 28-XI-1898.


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1. INTRODUCCIN GENERAL. 7

2. OBJETIVOS Y ESTRUCTURA METODOLGICA. 9

PARTE I LOS MORTEROS EN RESTAURACIN DEESCULTURA Y ORNAMENTOS PTREOS.

LOS MORTEROS:

3. ANTECEDENTES HISTRICOS. 13

4. ESTADO ACTUAL DE LA CUESTIN. 27

5. MORTEROS COMPUESTOS. 33

5.1. Introduccin.

5.2. Principios generales.5.2.1. Componentes.5.2.1.1. Conglomerantes.5.2.1.1.1. Inorgnicos.5.2.1.1.2. Orgnicos.5.2.1.2. ridos.5.2.1.3. Aditivos.5.2.1.4. Disolventes.5.2.2. Dosificaciones.


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5.3. Tipologa y caractersticas.5.3.1. Morteros compuestos inorgnicos.5.3.1.1. Morteros de cal.5.3.1.2. Morteros de yeso.5.3.1.2.1. Mortero bastardo.5.3.1.3. Caractersticas.5.3.2. Morteros compuestos orgnicos.5.3.2.1. Caractersticas.

6. LAS ROCAS SEDIMENTARIAS CARBONTICAS Y SULFTICAS EVAPORTICAS. 65

6.1. Tipologa y caracterizacin.6.2. Materiales ptreos empleados.6.2.1. Piedra Tosca de Rocafort.6.2.1. Piedra Novelda. Bateig Crema.

7. LA ALTERACIN DE LA PIEDRA: FORMAS, AGENTES Y MECANISMOS. 81

7.1. Formas de deterioro. Indicadores macroscpicos de alteracin.

7.2. Agentes y mecanismos de alteracin.7.2.1. Alteraciones fsicas.7.2.1.1. Extraccin, labra y puesta en obra.7.2.1.2. Cambios trmicos.7.2.1.3. Accin del hielo.7.2.1.4. Accin del agua.7.2.2. Alteraciones qumicas.7.2.2.1. Sales solubles.7.2.2.2. Contaminacin atmosfrica.7.2.2.2.1. Dixido de azufre.7.2.2.2.2. Dixido de carbono.7.2.2.2.3. Costras.7.2.3. Alteraciones biolgicas.7.2.3.1. Bacterias.7.2.3.2. Algas.7.2.3.3. Hongos.


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7.2.3.4. Lquenes.7.2.3.5. Plantas inferiores: musgos y hepticas.7.2.3.6. Plantas superiores.7.2.3.7. Animales.

8. INTERVENCIN EN MATERIALES PTREOS. 121

8.1. Introduccin.

8.2. Tratamientos y mtodos de sustitucin.8.2.1. Sellados.8.2.2. Reposiciones/ Rplicas.8.2.3. Tipos de moldes.8.2.3.1. Rgidos.8.2.3.1.1. Molde perdido.8.2.3.1.2. Molde por piezas.8.2.3.2. Elsticos.8.2.3.2.1. Procedimiento de colada.8.2.3.2.2. Procedimiento estratificado.

PARTE II EXPERIMENTAL. INSTRUMENTACIN Y MTODOS ANALTICOS.

9. MATERIALES Y MTODOS DE ANLISIS. 145

9.1. Introduccin.9.2. Microsopa ptica (LM), Anlisis de imagen.9.3. Microscopa electrnica de barrido (SEM/EDX), microanlisis de

rayos X.9.4. Espectrofotometra-colorimetra.9.5. Anlisis de imagen.9.6. Viscosmetra.9.7. Determinacin de densidades.9.8. Tribologa.9.9. Envejecimiento acelerado en atmsfera saturada con SO2.9.10. Envejecimiento acelerado por irradiacin con luz Ultravioleta.9.11. Envejecimiento acelerado trmico.


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10. MATERIALES Y MTODOS DE PREPARACINDE LOS MORTEROS EXPERIMETALES. 159

10.1. Introduccin.

10.2. Materiales componentes.

10.3. Instrumentacin.

10.4. Preparacin de probetas.10.4.1. Metodologa.10.4.1.1. Elaboracin moldes de probetas.10.4.1.2. Proceso de triturado y cribado.10.4.1.3. Anlisis de imagen.10.4.1.4. Realizacin de probetas. Dosificacin.10.4.1.5. Tratamiento de acabado.

11. RESULTADOS Y DISCUSIN. 195

11.1 MORTEROS COMPUESTOS 195

11.1.1 Caracterizacin fsico-mecnica.11.1.1.1 Introduccin.11.1.1.2. Absorcin/Desorcin.11.1.1.3. Densidad real/Densidad aparente.11.1.1.4. Porosidad.11.1.1.5. Contenido humedad de saturacin.11.1.1.6. Coeficiente de saturacin.11.1.1.7. Resistencia a rotura por flexotraccin.11.1.1.8. Resistencia a rotura por compresin.11.1.1.9. Resistencia al desgaste por rozamiento en seco y hmedo.

11.1.2. Estabilidad frente a agentes degradantes fsico-qumicos.11.1.2.1. Introduccin.11.1.2.2. Ensayo de envejecimiento acelerado termohigromtrico.11.1.2.3. Ensayo de envejecimiento acelerado por irradiacin con

ultravioleta.11.1.2.4. Ensayo de resistencia a las heladas.11.1.2.5. Ensayo de cristalizacin salina.


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11.1.2.6. Ensayo de envejecimiento acelerado en atmsfera saturadacon SO2.

11.1.2.7. Resistencia a la degradacin natural.

11.2. PROPIEDADES DE INTERS ENCONSERVACIN Y RESTAURACIN. 246

11.2.1. Introduccin.11.2.2. Adaptabilidad.11.2.3. Morfologa superficial del mortero.11.2.4. Trnsito de vapor de agua.11.2.5. Aspecto visual psicofsico. Aspecto tctil.

11.3 MORTEROS COMPUESTOS CONINCORPORACIN DE AGENTES BIOCIDAS 272

11.3.1 Caracterizacin cromtica.

11.3.2. Estabilidad frente a agentes degradantes fsico-qumicos.11.3.2.1. Introduccin.11.3.2.2. Ensayo de envejecimiento acelerado termohigromtrico.11.3.2.3. Ensayo de envejecimiento acelerado por irradiacin con

ultravioleta.

11.3.3. Estabilidad frente a agentes degradantes microbiolgicos.11.3.3.1. Introduccin.11.3.3.2. Antecedentes.11.3.3.3. Procedimiento metodolgico.

12. APLICACIN DE LOS MORTEROS COMPUESTOS A CASOS REALES DE CONSERVACIN Y RESTAURACIN ESCULTRICA-ORNAMENTAL PTREA. 305

12.1. Introduccin.12.2. Aplicacin in situ. Los SELLADOS.12.3. Aplicacin por medio de prtesis. La REPOSICIN.12.4. Aplicacin total. La RPLICA.


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13. CONCLUSIONES. 319

14. GLOSARIO. 327

15. BIBLIOGRAFA. 333


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INTRODUCCIN

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1. INTRODUCCIN.

Este trabajo pretende establecer nuevas lneas de investigacin enel mbito de la elaboracin de nuevos morteros obtenidos a partir demicronizados de material ltico aglomerados con productos inorgnicos y resinas sintticas, aplicables al campo de la Conservacin y Restauracinde Bienes Culturales, en intervenciones de sellados, reposiciones defaltantes y obtencin de rplicas, en elementos realizados con materialptreo que forman parte del Patrimonio Monumental Valenciano(Berchez, 1995; Prosper y Matas, 1996; Pingarrn, 1998; Zaragoza,2000).

Esta investigacin, prosigue los estudios y anlisis desarrolladospor el Dr. Jos Luis Roig Salom en su lnea de investigacin dedicada amorteros ptreos utilizados como alternativa a la piedra natural presenteen el amplsimo conjunto del Patrimonio Histrico-Artstico Valenciano(Roig, 1995, 1999, 2001, 2003).

Para el desarrollo de esta tesis, se han seleccionado dos tipos depiedra, la Piedra Tosca de Rocafort y la Piedra Bateig, presentes de unaforma destacada en el conjunto monumental de la comunidad valenciana, y en especial, de la ciudad de Valencia: edificios religiosos y civiles, esculturas, elementos arquitectnicos, ornamentales, etc. Por unlado, las canteras de Tosca de Rocafort fueron explotadas por losromanos a partir del siglo I, y posteriormente, hasta finales del siglo


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INTRODUCCIN

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XVIII, en que se agotaron (Garn, 1983; Latorre, 1992). Por otro, lascanteras de Piedra Bateig, an mantenindose actualmente suexplotacin, presentan diferencias significativas entre las distintas variedades existentes en contraposicin a su ms primitiva diagnesis.

Las Piedra Tosca de Rocafort y la Bateig crema son, sin duda,material partcipe de nuestro quehacer y tradicin monumental, y comotal, han sufrido la degradacin causada por el paso de los aos. Laimposibilidad de detener este progresivo deterioro que sufren losdiferentes materiales utilizados en el Patrimonio Artstico y Monumental,debido a su permanente exposicin a los agentes fsico-qumicos y biolgicos de deterioro, ha obligado a buscar nuevas soluciones demejora y mantenimiento (Arnaiz, et al. 1977).

La realizacin de sellados, reposiciones y rplicas con nuevosmorteros ptreos compuestos se presenta como una de estas solucionesalternativas que permitira conservar aquellos originales (esculturas,elementos arquitectnicos, ornamentales, etc.) que presenten unavanzado estado de deterioro ubicndolos en espacios fsicos (interior deedificios, museos,...) y parmetros (humedad, temperatura, etc.) mscontrolados.


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OBJETIVOS Y ESTRUCTURA METODOLGICA

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2. OBJETIVOS Y ESTRUCTURA METODOLGICA.

La intervencin sobre un monumento realizado con materialptreo, independientemente de la ubicacin en que se encuentre, exige elconocimiento de toda una serie de tcnicas (analticas, instrumentales, demateriales) y mtodos (de aplicacin, acabado, etc.) que garanticen lapreservacin de la obra en si, es decir, la actuacin requiere la realizacinde una amplia gama de pruebas analticas que determinen la naturalezafsico-qumica del material, las alteraciones que sufre y la seleccin demateriales y mtodos de aplicacin.

Actualmente, el nuevo marco tecnolgico ofrece al campo de laConservacin y Restauracin una infinidad de materiales y herramientasque conviven con los tradicionales, llegando incluso a sustituirles. As, laaplicacin generalizada de nuevos materiales en intervenciones desoportes ptreos, ha supuesto un detrimento para el original. Esnecesario que cada tipo de pieza sea intervenida con unos criterios y unos materiales acordes a su estructura y estado de conservacin.

Por tanto, las intervenciones de sellados, reposiciones y rplicasaplicados a alteraciones graves del monumento que se han usado comoindicadores de los deterioros que vamos a estudiar en el presente trabajo(grietas, fisuras, roturas y faltantes volumtricos), suponen el mximoesmero en la eleccin de los materiales, compatibles con el original, y enla puesta en obra, es decir, su maniobrabilidad.

Por esta razn, el estudio llevado a cabo se ha centrado en lacaracterizacin de los morteros obtenidos a partir de dos tipos dematerial ptreo micronizados: Tosca de Rocafort y Bateig CremaNovelda combinados con diferentes conglomerantes y destinados aresolver intervenciones de sellados, reposiciones y rplicas de elementosescultricos-ornamentales del Patrimonio Valenciano.


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Los objetivos del trabajo de investigacin desarrollados seconcretan en:

A.- Elaborar una serie de morteros compuestos susceptibles de serutilizados en sellados, reposiciones y rplicas.

-Obtener una gama de distribuciones granulomtricas de los dosmateriales ptreos micronizados: Tosca de Rocafort y Bateig CremaNovelda.

-Ensayar diversos conglomerantes inorgnicos/orgnicos.-Ensayar las dosificaciones ms adecuadas a cada mortero.

B.- Demostrar la idoneidad de los morteros seleccionados respectoa las propiedades requeridas para su utilizacin en sellados, reposicin departes faltantes y en la realizacin de rplicas.

-Evaluar la resistencia y el grado de deterioro de los morteroscompuestos frente a los agentes de deterioro fsico-mecnico-qumico y biolgico.

-Determinar las caractersticas visuales de los morteroscompuestos realizados.

-Estudiar el comportamiento de los morteros de matrizpolimrica y micronizados ptreos frente a los de matriz inorgnica.

C.- Establecer la idoneidad de los morteros frente a los agentes debiodeterioro. Conocer los fenmenos implicados en los procesos dedeterioro biolgico sobre los morteros experimentales.

-Estudiar las propiedades de superficie, tanto a nivelesmacroscpicos como microscpicos, de los morteros elaborados.

-Conocer la resistencia de los morteros frente a los agentes dedeterioro microbiolgico habituales en monumentos, reproducidos insitu y en laboratorio.

D.-Aplicar los materiales estudiados a la Conservacin y Restauracin de materiales ptreos.

-Estudiar el tipo de mortero ms idneo para sellados,reposiciones y rplicas.

-Establecer la tcnica de aplicacin idnea en el proceso deConservacin y Restauracin de material ptreo.

-Determinar el mtodo de acabado superficial de los morteros afin de conseguir un resultado esttico ptimo a nivel de textura,cromatismo y ptina.


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Se pretende definir una metodologa experimental y prctica quede lugar a una eleccin acertada y objetiva de los materiales y mtodosen tratamientos de sellados, reposiciones y rplicas en funcin delmaterial ptreo. La investigacin se ha apoyado en el anlisis dediferentes textos publicados que tratan de las experiencias llevadas a caboen intervenciones de sellados, reposicin y rplicas a partir de morteroscompuestos.

En la primera parte de la presente Tesis Doctoral Estudio delmaterial ptreo. Los morteros se ha llevado a cabo, en primer lugar, unarevisin bibliogrfica con el fin de entender el material ptreo comomateria, cules son los mecanismos que influyen en su deterioro y qucriterios son los ms adecuados para emprender una intervencin desellados, reposicin y rplica.

Seguidamente, y a partir de una exhaustiva documentacinbibliogrfica, se ha efectuado una revisin de los diferentes morterosempleados desde la Antigedad hasta nuestros das, destacando lastipologas, caractersticas y tcnicas de aplicacin y usos realizados.

En la segunda parte Investigacin sobre materiales y realizacinde morteros compuestos se han estudiado diferentes productos,materiales y mtodos de aplicacin. Los morteros resultantes, a partir deun estudio exhaustivo de las dosificaciones, han sido sometidos adiferentes ensayos para la simulacin de procesos de alteracin y deenvejecimiento acelerado. As mismo, se han empleado diferentestcnicas analticas para su caracterizacin: Microscopia ptica (LM),Microscopa electrnica de barrido (SEM/EDX) y espectrofotometra-colorimetra.


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La Tabla 2.1 explica esquemticamente donde se llev a cabo cadaapartado de la Tesis Doctoral.

Tabla 2.1. ACTIVIDAD CENTRO

Extraccin Piedra deCantera:Tosca de RocafortBateig crema

Fondos del Ayuntamiento de Valencia.Cantera Bateig Novelda (Alicante).

Triturado y cribado Centro Tecnolgico AIDICO.

Realizacin de probetas conmorteros Laboratorio de Materiales Ptreos.Instituto de Restauracin delPatrimonio (UPV).

Ensayos:Mecnicos Laboratorio de Materiales de

Construccin, Dpto. de Construccin y Proyectos de Ingeniera Civil (UPV).

Qumicos Laboratorio Fsico-Qumico y Medioambiental. Instituto deRestauracin del Patrimonio (UPV).

Fsicos Departamento de Fsica Aplicada

(UPV).Laboratorio Fsico-Qumico y Medioambiental. Instituto deRestauracin del Patrimonio (UPV).Departamento de Ingeniera Mecnicay de Materiales (UPV).

Biolgicos Dpto. de Pintura. Universidad deGranada.

ColorimetraLaboratorio de ptica y Colorimetra.Instituto de Restauracin delPatrimonio (UPV).

Aspecto visual psicofsico y aspecto tctil.

Laboratorio de procesado de encuestas.Instituto de Ciencias de la Educacin.(UPV).

Finalmente, se han extrado unas conclusiones en base a losresultados obtenidos en las diferentes investigaciones efectuadas.


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ANTECEDENTES HISTRICOS

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Figura 3.2.Fabricacin del mortero en poca Neoltica.

Figura 3.3. Tecnologa de fabricacin del mortero en poca Neoltica enEuropa Central y Septentrional.

Es el caso del antiguo yacimiento de Jeric (9.000 a C.), quesituado junto a un manantial de agua permanente y surgido inicialmentecomo santuario, es donde se hallan los primeros morteros basados en lacal. Tambin, y debido al desarrollo de cambios en el contexto religioso(alrededor del 7.000 a C.), se han hallado crneos con recubrimiento deyeso segn modelos de antepasados venerados (Kenyon, K., 1981-82).

Figura 3.4.Crneo de mujer jovenprocedente de Jeric, probablemente

colocado para ser visto y usado enceremonias rituales. Los rasgos fueron

moldeados en yeso y tena incrustacionesconchas caur a modo de ojos. El crneo

haba sido deformado intencionadamenteen vida, alargndolo hacia atrs.

Corresponde al VII milenio a. de C. Sualtura es de 18 cm.


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En las excavaciones realizadas en el yacimiento arqueolgico de laciudad neoltica de atal Hyk (7.000 a C.), a orillas del ro arsamba,en la llanura de Konya, (la Anatolia, Turqua), adems de construir las viviendas entramadas recubriendo suelos, muros y techos con adobes,revocaban stos con yeso, sirviendo incluso de soporte a las pinturas y alas esculturas de animales moldeados de los templos (Hamblin, D. J.,1977). En este perodo, se usaba la arcilla blanca tal cual seencontraba en la zona; igualmente empleaban morteros de barro, negro y rico en cenizas y restos seos para la construccin de muros no siendoconsiderada todava como una verdadera argamasa. La funcin originaldel mortero era la de unir y rellenar las irregularidades entre loselementos que conformaban la fbrica, evitando la entrada de la luz, viento y agua. Se sabe que, el betn o alquitrn fue, despus del barro,uno de los aglomerantes ms antiguos encontrados en fbricas de piedray arcilla.

Estos hallazgos de morteros en yacimientos neolticos evidencianel conocimiento de la cal y la tecnologa de fabricacin: la calcinacin dela cal, su apagado, la mezcla para obtener morteros y su aplicacin paraobtener refinados de superficies.

Figura 3.5. Asentamientode Jeric: Una antiguacomunidad agrcola.


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Por tanto, el proceso de fabricacin del mortero atendiendo a las

caractersticas de los materiales consistira en aadirle a la cal, que poseaun gran contenido de restos de piedra carbonatada (apagada) pero nocalcinada totalmente, una mnima cantidad de agua para el apagado y,tras su puesta en obra se someta a un proceso de compactacinconsiguiendo ms consistencia. Por el contrario, en zonas de Europacentral y Septentrional esta forma de fabricar el mortero era menoselaborada.

En materiales de poca ibrica algunos investigadores han halladorestos de yeso en aparejos o soportes de policromas (Espinosa et al,1996).

En el perodo Minoico, los morteros encontrados presentan unasbuenas caractersticas, eran de buena cal y ridos, pero dependiendo delas zonas, se empleaba la cal pura con variantes de mezclas, donde lascapas inferiores el mortero estaba formado de cal y polvo de mrmol y,aplicado en capas de hasta dos centmetros. Un rasgo similar, loencontramos en los suelos del Palacio de Cnosos siendo de yesoendurecido con calcita como rido. Tambin, en las paredes, una vezestucadas, aplicaban un grueso enfoscado compuesto de cal, arena y cermica molida, dotando al mortero de ciertas caractersticas hidrulicas.Igualmente se emple el yeso como base para pinturas murales al fresco.Los etruscos, del mismo modo, lo emplearon para decoracin.

En la civilizacin Egipcia y Mesopotmica, conocan y fabricabanmateriales conglomerantes, yesos y cales areas, que bien, mediantepastas o morteros de yeso y cal reforzaban los aparejos de piedra y ladrillos, y revestan y ornaban sus fbricas (Torres Balbas, 1955). Es asque, la disposicin de las piedras de las pirmides egipcias, amontonadasprimero y labradas y revestidas despus, tienen su equivalente en losziggurats mesopotmicos, pirmides truncadas ejecutadas conescalonamientos de fbrica de ladrillos secados al sol, a veces revestidascon ladrillos cermicos ornamentados con bajorrelieves.

Los egipcios fueron los primeros en utilizar el yeso hemihidratado,obtenido por coccin a temperaturas de, aproximadamente, 120 C paraunir los bloques de las construcciones como en la pirmide de Kheops(2.600 a C.). Los egipcios conocan bien el yeso y lo empleaban de formaindistinta como material de unin de grandes bloques de piedra, como


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acabado de superficies y como material de decoracin. En el templo de Amn en Karnak (2.000 a C.), los morteros de las juntas de los bloquesde piedra estaban formados por anhidrita insoluble, es decir, yesosobrecocido, mientras que los revestimientos que servan de soporte paralas decoraciones estaban realizados con yeso, esto demuestra el rigurosoconocimiento y, los secretos que tenan de este material por ser tanabundante en la regin del Nilo (Gaspar Teba, 1995).

Figura 3.6.Composicin y tecnologa de fabricacin del mortero para uninde piedras en poca Egipcia.

Figura 3.7. Composicin y tecnologa de fabricacin del mortero de acabado enpoca Egipcia.

Figura 3.8. Composicin y tecnologa de fabricacin del mortero de decoracin enpoca Egipcia.


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Tambin, el soporte habitual de las pinturas egipcias se preparabacon rido calizo, pajote fino o crin de caballo o asno, arcilla y 1/5 deyeso como aglutinante.

Asimismo, en diversos lugares del territorio se combinabanlechadas o morteros blancos de cal junto con morteros de betnconsiguindose unos revestimientos armonizados de blanco y negro.

En tumbas de la poca de Tutmosis III (Tebas) se aplicaba a lasparedes, antes de ser decoradas con frescos un enlucido de yeso con cal.

Por otro lado, en construcciones procedentes del continenteasitico, (valle de Ajanta, China, 200-600 a C.), encontramos frescosbudistas pintados sobre revocos de cal en fresco directamente sobregruesos enfoscados de cal y ridos. As mismo, cerca de Mingoi y Astana(Asia Central, Al Norte de la Ruta de la Seda), aparecieron unasesculturas de Buda (siglos VI al X d C.), construidos a partir de unaarmadura previa de madera, paja y elementos fibrosos amasados, y modelados, con morteros compuestos de arcilla, procedente de granitosdescompuestos en finas partculas, ms caoln sedimentario (arcillanatural compuesta de Slice y Almina). La forma definitiva estabaejecutada mediante estucos compuestos de Almina y silicatos mezcladoscon paja y pelos en pastas de yeso y polvo de mrmol, posteriormentepulidos y coloreados.

En la civilizacin griega ya se conoca casi la totalidad demateriales naturales (rocas, adobes, maderas) y artificiales (cermicas y conglomerantes). Ya en el siglo VII a C., utilizaron una gran variedad derocas calizas y tobas muy apropiadas a las que les aplicaban un enlucidofino o estuco, a base de caliza calcinada, sobre el que despus se dabauna mano de color. En cambio, en las construcciones, utilizaban unmortero hecho simplemente de tierra y arcilla para unir las piedras.

Son los griegos los primeros en utilizar el mortero de calpropiamente dicho, encontrndose morteros fechados a finales del sigloII y principios del I a C. ,ejemplo de ello, las viviendas de Dlos y deThra. Estos morteros, conocidos como morteros helnicos, eran a basede cal, yeso y ridos de polvo de mrmol; Adems se ha probado que seincorporaban adiciones para hacer el mortero ms duro y estable (GasparTeba, 1995). En Thra, se introduca en la mezcla de cal y arena, polvo volcnico o tierra de Santorn obtenindose unos morteros estables al


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agua y con propiedades anlogas a los morteros actuales a base deaglomerantes hidrulicos (Laffarga Osteret et al. 1995). Tambin, enestos morteros se emple ladrillo machacado (chamota) traducindose enuna coloracin roscea en ciertos revestimientos exteriores.

Figura 3.9.Tcnicas de fabricacin de los morteros griegos.

En Roma, el empleo de mortero para la construccin, opuscaementium (mortero de cal ms rido ms puzolana) se desarrollaparalelamente a la construccin con ladrillo, reservndose el aparejo sinmortero para la construccin en piedra natural opus laetericium(gruesos bloques ajustados sin mortero) o later crudus (ladrillos secosajustados sin mortero), es decir, la tcnica de piedra seca. As mismo,no se sabe con exactitud la fecha de la introduccin del mortero de cal,pero, fueron capaces rpidamente de perfeccionar y transmitir por todoel imperio los procesos de fabricacin de la cal y puesta en obra delmortero (siglos II y I a C.). En cambio, el yeso ser utilizado comomaterial secundario en la albailera.

El Tratado de Arquitectura de Marcus Vitruvius Pollon (siglo I aC.) describe el procedimiento y la proporcin de la mezcla del mortero:(una unidad de cal/tres de arena; dos unidades de cal/cinco de arena,dependiendo el tipo de arena) Si la arena fuese de mina, tres partes deella se pondr una de cal, incorporndolo todo bien; y si fuese de rio mar, dos partes de arena, una de cal: esta regla es la que debe seguirseen la composicin del mortero (Libro II Cap. VI). Tambin el autor citaen su tratado, Libro II Cap. V, las cenizas volcnicas o los ladrillos


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machacados, aditivos empleados por los griegos: Si la arena de mar rio se aadiese una tercera parte de polvos cernidos de ladrillo cocido,har una mezcla de mucho mejor calidad []. Si cualesquiera de estaspiedras sin cocer se quebrantasen y moliesen, y con arena y agua sehiciese mortero para edificar, ni travaria ni podria sostener el muro; peropenetradas del fuego en el horno, pierde lo rgido de su solidez primera;y consumidas y exhaladas sus fuerzas, quedan esponjosas, abiertas y vacas de poro. Extraidos de ella el agua y aire, y quedando el fuego,ahogado ste en otra agua antes que se exhale, toma vigor y fuerza, y penetrando el hmido en lo vaco de los poros [].

Los romanos emplearon la arcilla cocida y, sobre todo, la puzolanao polvo de puzol, roca volcnica que se da en la regin de Bayas y Pozzuoli, en las comarcas de los municipios situados cerca del volcn Vesubio, y que confieren al mortero propiedades hidrulicas. Tampocose descarta la idea de que se hayan utilizado aditivos como la albmina,casena, urea y aceites.

El resultado era la proteccin de la matriz del ligante calcreo, lasreacciones de carcter puzolnico y la formacin de una superficie decarbonato de calcio con una funcin protectora.

Pero lo extraordinario de la calidad de los morteros romanos, sedeba al cuidado con el que elegan y mezclaban sus constituyentes, laperfecta coccin y apagado de la cal, la homogeneidad de la mezcla y su

puesta en obra.Con la desaparicin del Imperio Romano las tcnicas de

fabricacin se diversificaron y sus caractersticas variaron segn el lugar oel edificio.

Figura 3.10.Tcnicas defabricacin de los morteros

griegos. Tcnicas defabricacin de los morterosromanos.


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En las culturas andinas del Per (antes de la colonizacinespaola) para los morteros de mampostera se usaba cal mezclada conasfalto, y tambin, con barro para estabilizar los adobes.

En Espaa, durante el perodo islmico se produce un gran augeen las yeseras o estuco andalus, realizado ste con mortero de cal,yeso y polvo de mrmol. Ejemplo de ello, en construcciones como la Alambra, con maravillosas decoraciones derivadas de las yeserasalmohades.

Por otro lado, en el perodo de la Edad Media, se produce unprogresivo olvido de mucho de los conocimientos que dominaron suspredecesores los romanos, ya que durante este perodo se generaliz elempleo de la piedra de construccin. Los morteros medievales, as comocualquier otro fenmeno que afecte a este perodo, son poco conocidos.Tan slo, existe un estudio realizado por Viollet-le-Duc sobre morterosmedievales en la regin de Francia, y observa que, la calidad de losmorteros durante los siglos IX, X y XI es mediocre, as como,desfavorable el efecto que produce la adiccin de teja machacada. Todoello agravado por el hecho de que la puesta en obra no presentaba elcuidado de los procedimientos romanos. En el siglo XII se homogeneizala mezcla y se consiguen morteros de mejor calidad, a menudo,combinados con grava y carbn de madera. Pero, no ser hasta bienentrados los siglos XIV y XV cuando la calidad del mortero se veamejorada.

Figura 3.11.Tcnicas de fabricacin de los morteros griegos. Tcnicas defabricacin de los morteros romanos. Tcnicas de fabricacin de los morterosmedievales.


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Por otra parte, el uso de enlucidos y estucos experiment un granauge, es as que, despus del siglo XII el estuco complementa a la pinturay escultura. Las pastas de yeso se emplean para estucar como soportesobre tablas, realizndose elementos en relieve moldeados con estematerial. Asimismo, en escultura se emplea como soporte depolicromas.

En cuanto a la Edad Moderna, se siguen utilizando los mismosmateriales que en siglos anteriores pero hay que destacar el invento de laescayola, atribuido al arquitecto Andrea de Verrocchio (1432-1486), unmaterial de construccin que no se prepar hasta entonces, pese a que elyeso como material de construccin ya se conoca desde tiemposremotos.

Igualmente, en 1570, el arquitecto italiano Andrea Palladio hizoreferencia a una cal extraordinaria (procedente de Padua) que resultaba alcalcinar una piedra calcrea que posea propiedades hidrulicas:La calobtenida de esta piedra fragua inmediatamente y puede utilizarse tantopara obras en contacto con agua como las que estn expuestas a laalteracin de la intemperie. La piedra calcrea a la que Palladio aludaera una caliza margosa. Hoy en da se conoce que, la cal hidrulicatambin se puede conseguir mediante la mezcla de calizas y arcillas.

En Espaa, en el siglo XVI, aparece en la construccin el uso deun nuevo aparejo, llamado aparejo toledano alternando hiladas depiedra y fbrica de ladrillo y que, durante el siglo XVII se conseguamediante un revoco que lo imitaba. Posteriormente, durante el perodode Carlos III y Sabatini desaparecen los despieces de revocos a causa deun afrancesamiento de la arquitectura, utilizndose los colores pastelespara el revestimiento de paredes.

Asimismo, en los siglos XVII y XVIII el estuco cobra unexcepcional valor como complemento de la escenografa arquitectnicapasando de decoracin a esquemas ms complejos con la utilizacin dearmaduras metlicas para afianzar los atrevidos elementos decorativos.

En 1756, Smeaton estudi, durante la construccin del faro deEddyston, las mezclas de calizas puras y de arcillas y demostr que laspropiedades hidrulicas se deban a la mezcla, una vez calcinada, deambos materiales. Estos primeros aglomerantes as obtenidos tenan amenudo las caractersticas de los cementos de fraguado rpido actuales.


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Por otro lado, en edificios espaoles neoclsicos (siglo XVIII) seemplean morteros a base de cal comn o grasa, mezclada con arena, quea su vez poda ser de ro, de mar o de mina imitndose las fbricas depiedra con el aparejo de grandes despieces de sillares. As mismo, en losmorteros de fbricas de ladrillo era normal el uso de arena de mina;determinar las proporciones de los morteros era una tarea a seguir demanera adecuada y bien estudiada, con proporciones usuales de mezclaarena:cal 5:2, si la arena era de mina, y 2:1 si la arena era de ro. Lafabricacin de dichos morteros se realizaba a cubierto evitando lainfluencia de las condiciones atmosfricas. Tambin se cita en todos losdocumentos que, una vez bien batida la mezcla se dejara en reposo unmnimo de quince das, siendo de un mes en perodo de invierno. Ya enel siglo XIX, y en construcciones de casas ms nobles, en estosrevestimientos con morteros de cal y yeso se labran sillares conmartellina, almohadillados y plintos recreando la piedra.

Figura 3.12. Tcnicas de fabricacin de los morteros griegos. Tcnicas defabricacin de los morteros romanos. Tcnicas de fabricacin de los morterosmedievales. Evolucin de los morteros romanos a los modernos. El primeresquema corresponde a la fabricacin de los morteros romanos y el segundo alos morteros actuales.

En 1812, L. J. Vicat fue el primero que expuso cientficamente laspropiedades hidrulicas de ciertas cales, y que estas propiedades sedeban principalmente a la reaccin del xido de calcio con compuestosderivados de las arcillas, es decir, slice ms xidos de hierro y aluminio,


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originando silicatos clcicos hidratados. As, los compuestos resultantesposean mayor o menor hidraulicidad segn el contenido de arcilla, latemperatura y el tiempo de coccin.

Joseph Aspdin, en 1824, patenta el cemento que produce, y delque afirma ser tan duro como la piedra Portland. Este es el principiode la denominacin cemento Portland, aunque las caractersticasdifieran de las de la piedra de la cual tom su nombre.

Pero quiz sea M. I. Brunel quien, en 1828, usara el primerhormign a base de cemento Portland para taponar agujeros en el tnelconstruido bajo el ro Tmesis.

Ya en el 1839, L. J. Vicat fij el trmino hidrulico para definiraquellos conglomerantes que podan endurecer bajo el agua alcomprobar el xito de un cemento ideado por l a base de cochura demezclas de cal y arcilla, empleado en la construccin del puerto deCherburgo.

L. C. Jonson descubre que el clnker, producto que hasta entoncesse desechaba como residuo, daba mayores resultados que el cementousual si estaba finamente triturado. Con la Exposicin Universal de 1851,y a partir de finales del XIX, se perpeta el producto consiguindosetoda una gama de conglomerantes derivados del Portland, reemplazandoal mortero de cal. En el proceso de fabricacin del cemento primero secalcina la caliza, a continuacin se tritura y se mezcla con arcilla. Estamezcla se vuelve a calcinar a una temperatura entre 1300-1500 C,resultando el clinker. De nuevo, esta mezcla se tritura y se vuelve acalcinar hasta prdida total del dixido de carbono. Finalmente, a lamezcla resultante se le aade yeso para retardar el fraguado.

Actualmente, la fabricacin de este cemento no ha cambiado,aunque las investigaciones a lo largo del siglo XX han sido muy significativas.

Paralelamente, se podra decir que, es el desarrollo experimentadopor la Qumica durante los siglos XVII y XVIII el detonante de laimpresionante variedad de materiales, tanto convencionales como denuevos, en la bsqueda de diferentes compuestos con caractersticaspreestablecidas. Surgen, as, otros materiales como el estireno en 1831, la


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melamina en 1834, el cloruro de vinilo en 1835 y el polister en 1847,que no sern explotados realmente hasta bien entrado el siglo XX.

En el siglo XX, el desarrollo de las tcnicas industriales y losmayores y mejores conocimientos cientficos de los materiales,afianzados con nuevas instrumentaciones, haca imposible e imparabletodo control y crecimiento.

Debido a esta aparicin incontrolada de nuevos materiales deconstruccin la nomenclatura se ver tergiversada. Es por eso que, porsu concepcin reciente, sern llamados mayormente materialescompuestos y/o composite, reservndose este ltimo para definirnuevos materiales compuestos, en los que su matriz o su armadura, es denaturaleza sinttica. Por esta misma concepcin, son compuestostambin, los adobes, bloques de barro o betn armados con fibras paja-de cereales utilizados hace milenios en las ms antiguas civilizaciones.

El inicio en el uso de estos materiales compuestos se sita aprincipios del siglo XX, cuando empiezan a obtenerse materialesresultantes de la transformacin de productos de naturaleza polimricacomo el caucho, resinas, almidn, colgeno, gomas...-, con estructuras nobien conocidas para el desarrollo cientfico de la poca, pero que surgencomo solucin a la necesidad industrial imperante.

Se empieza a dar importancia a las distribuciones estructurales deunos materiales en otros (direccin de las fibras y tejidos, cargas,aditivos...) con objeto de obtener una mejora en las propiedades y en elcomportamiento mecnico, ambiental y trmico.

A tal efecto, se obtuvieron las resinas fenlicas (Baekeland 1907),se lograron estructuras laminares por moldeo (OConor y Faber, 1913,compaa Formica Products); se desarroll el mtodo para fabricarelementos estructurales en la superposicin de capas de material fibrosoimpregnado con un material ligante mediante calor y presin (R. Kemp,1916 patente US n 1.393.541); se desarrollaron los adhesivos a base dederivados de la celulosa -nitratos y esteres- (1920-1930); se sintetizaronlas primeras resinas de polister (Carton Ellis, 1933), se crearon losplsticos reforzados mediante lminas de fibra de vidrio y resina depolister con mtodos de baja presin (Perodo de contiendas,aplicaciones electrnicas, 1940-1941); se investig sobre las fibras de vidrio (Owens Corning, 1930- se comercializaron en 1938), se logr lafibra continua de carbono con un mdulo de 41 Gpa (Owens


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ESTADO ACTUAL DE LA CUESTIN

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4. ESTADO ACTUAL DE LA CUESTIN

Como se ha comentado en el apartado anterior, los morteros hanformado parte de la historia en paralelo a la evolucin del hombre, desdeel Neoltico hasta el siglo XXI. Tierra, yeso y cal han sido los materialesfundamentales en las manifestaciones artsticas y constructivas.

La necesidad incesante de mantener los edificios y monumentosinalterados ha motivado sucesivas intervenciones de restauracin conmateriales de uso en cada poca pero que, en muchas ocasiones, eranincompatibles con las caractersticas de los materiales originales. Ejemplode ello, son las numerosas y recientes restauraciones donde el empleo demorteros de cemento ha provocado lamentables consecuencias en laconservacin del monumento. Aunque estos morteros poseen buenaspropiedades fsico-mecnicas, son incompatibles con los elementos defbrica y talla tradicionales, son bastante menos porosos y elsticos,poseen diferente comportamiento trmico y mecnico, y adems,presentan un alto contenido en sales solubles, teniendo consecuenciasdesastrosas.

La restauracin es una actividad antigua, que ha evolucionadodesde las artes y los oficios, hacia una actividad tcnica y cientfica de altaespecializacin. Este desarrollo ha supuesto, la introduccin de nuevastcnicas instrumentales de anlisis y nuevos mtodos y tratamientos deintervencin sobre el monumento, sin que ello suponga relegar elconocimiento y uso de los materiales que fueron empleados y transmitidos de generacin en generacin de forma artesanal.

Investigar la aplicacin especfica de dichos mtodos y materialesen base a las distintas litologas a intervenir, las condiciones de labradode la piedra, la situacin medioambiental especfica donde se localiza lapieza, etc., es una tarea necesaria en cualquier intervencin sobremonumentos. (Alonso Matilla, 1990).


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Por otra parte, los criterios esenciales para la seleccin de losmateriales de reparacin se deben de asentar en los principios bsicos dela conservacin: reversibilidad, mnima intervencin, durabilidad y compatibilidad (Brandi, C., 1977). Esta compatibilidad entraa factoresqumicos, fsico-qumicos y mecnicos y debe proporcionarperdurabilidad en el tiempo (Ashurt, J. et al, 1990).

Estos requerimientos de compatibilidad hacen necesario que,desde el punto de vista de su composicin los materiales y morteros dereparacin no deben incluir compuestos capaces de reaccionar con losmateriales existentes que ocasionen daos en ellos. Tampoco debengenerar compuestos solubles que puedan reaccionar con el soporte de laobra a reparar. Anlogamente, debe evitarse la incorporacin demateriales arcillosos, ya que consiguen retener una gran cantidad de aguaen su estructura ocasionando agrietamientos por la prdida de dicha aguamediante evaporacin (Grossi, G. M. et al, 1994).

Otro factor a considerar en la eleccin del mortero es su capacidadde adhesin al sustrato ptreo, la cual depende, a su vez, del sistemaporoso del material ptreo.

Finalmente, la eleccin del mortero de restauracin vienedeterminada significativamente por la funcin que desempear en elmonumento, reintegracin y reparacin de sillares, molduras y faltantes,as como, consolidacin y relleno de grietas y estructuras. Juntas y rellenos proporcionan unidad al conjunto de la edificacin y/o escultura-ornamentacin y participa de su buen comportamiento estructuralrespondiendo a su funcionalidad. Revocos y tratamientos superficialescontribuyen a su proteccin, actuando a veces como capa de sacrificio, almismo tiempo que forman parte de la esttica del monumento. Revocosy estucados han sido tcnicas tradicionalmente aplicadas a la superficiede los monumentos, tanto de piedra como de fbricas de ladrillo. Elpropio paso del tiempo y, las tendencias arquitectnicas del presentesiglo, buscando la esttica de la piedra vista, han despojado, con ciertafrecuencia, estos recubrimientos a la piedra de los edificios y elementos,esculturas y ornamentos, exponindolos de manera directa a la agresinambiental.

En la presente tesis, se han tenido en cuenta todos estos aspectosque envuelven la problemtica de la alteracin de monumentos, msconcretamente en piezas escultricas y ornamentales, recuperando las


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tcnicas tradicionales de realizacin de morteros y, mediante tcnicasms actuales, desarrollando reproducciones/restituciones que limiten, eldeterioro de los originales. La solucin correcta sera la sustitucin deesculturas originales por buenas copias, en sus exposiciones al aire libre(Alonso Matilla, 1990).

Sentadas las premisas bsicas de la intervencin en monumentos,abordaremos seguidamente aquellos aspectos concretos relativos a laeleccin del material de reposicin. Sealaremos en primer lugar, que esde suma importancia el conocimiento del material que va a ser sustituido.Para ello, ser necesario una caracterizacin petrolgica y fsico-mecnicadel material de la obra a intervenir (composicin mineralgica, textura,porosidad). El estudio de morteros antiguos, ya sean morteros defbrica, de revestimiento, de decoracin o de reparacin, ha sido tratadopor muchos autores (Jedrezejewska, H., 1960; Ashurt, J., 1986; RotaRossi-Doria, 1986, 1990; Alessandrini et al., 1989, 1992; Cazalla Vzquezy De la Torre Lpez, 2003) con el objetivo de uniformizar lametodologa de actuacin.

Rota Rossi-Doria (1986) detalla las caractersticas mnimasexigibles a la hora de elaborar un nuevo mortero, a saber, reproduccindel mortero lo ms similar posible al original en cuanto a textura y color,compatibilidad con el material original, porosidad igual o ligeramentesuperior al original, resistencia a compresin menor o igual a la deloriginal, adecuada trabajabilidad, rapidez y seguridad en su colocacin,elevada compacidad y, mnima retraccin, mnimo contenido de salessolubles e iones libres, adherencia adecuada en base al material original,impermeabilidad a los fluidos y permeabilidad al vapor de agua y finalmente, durabilidad y resistencia a agentes contaminantes externos.

Diferentes tratamientos se han dado a este problema. De Luxan etal, (1997), reivindica, el uso de los morteros de cal y yeso en obras deconservacin, restauracin y rehabilitacin, apoyados en el conocimientoy estudio de sus propiedades y caractersticas, en base al original. A partirde estos materiales de origen tradicional, proponen nuevos compuestosque poseen una accin hidrofugante, disminuyen la porosidad accesibleal agua y la absorcin, exhiben mayor resistencia frente a la humedad,permeabilidad elevada al vapor de agua y son totalmente ecolgicos.

En contraposicin a las propiedades del mortero tradicional decompatibilidad con el original y reduccin de la agresividad y estrs


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interno con el monumento, actualmente se ha usado de maneraindiscriminada el mortero de cemento, el cual presenta una excesivaresistencia, con presencia de microporos, con un alto coeficiente dedilatacin trmica, con elevada adherencia y alta densidad, con altocoeficiente de conductividad trmica y elevado contenido de salessolubles.

Por otro lado, el uso de materiales sintticos en intervenciones deconservacin y restauracin de monumentos ptreos est muy extendidodesde hace varias dcadas (Amoroso y Fascina, 1983; Domaslowski y Strezelczyk, 1986; Selwitz, 1992), disendose nuevos materiales acordesa la finalidad del acabado (Melo et al., 1999; Cardiano, 2003; Mazzola etal., 2003).

Carbonell de Masy (1993), a la hora de realizar una reposicin conpiedra artificial, diferencia entre rocas cementadas y rocas cristalinas, y especifica las caractersticas que deben de cumplir los morteros paradicha intervencin:

a) Buena trabajabilidad;b) Presentar una textura y color similar a los de la piedra;c) Mnima retraccin de fraguado;d) Impermeabilidad al agua de lluvia igual o algo mayor al resto de

la piedra sana;e) Permitir respirar la humedad que pueda existir en el soporte;f) Absorber los posibles movimientos de dilatacin y contraccin

de cada soporte, evitando tensiones que afecten a su adherencia;g) Resistencia a los agentes atmosfricos igual o algo superior al

resto de la piedra sana;h) Mnimo contenido en sales solubles;i) Resistencia mecnica similar a la piedra sana.

En la actualidad existe una gran variedad de morteros dereparacin en el mercado. Entre los factores que hay que tener en cuentaa la hora de seleccionar un material de relleno para una reparacin sesealan los siguientes:

a) grado de deterioro -sus causas y evolucin as como laresistencia mecnica del material a reparar-,

b) espesor a aplicar,c) lugar que hay que rellenar porque aunque habitualmente las

reparaciones se llevan en la superficie, a veces la oquedad est en elinterior-,


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d) condiciones de temperatura y humedad tanto del ambientecomo en el soporte durante la reparacin y

e) el tiempo disponible para llevar a cabo la reparacin.

Tabla 4.1. Caractersticas de los morteros segn la recomendacin italianaNormal 28/87.

ESTADO DEL MORTERODE REPARACIN

CARACTERSTICAS A CONSIDERAR

TrabajabilidadRetencin de agua

Fresco

Densidad aparenteSales solubles en aguaTendencia a la formacin de eflorescenciasPorosidadDensidad real y aparentePermeabilidad del agua Absorcin por capilaridadColorResistencia mecnicaMdulo elsticoDilatacin Trmica e hidrulicaRetraccin higromtrica

Endurecido

Adherencia

Sin embargo, slo unos pocos morteros de reparacin comercialesson aptos para ser usados en esculturas y ornamentos (Ledan C30, PLM,etc.) y, prcticamente ninguno se asemeja al material original. En lamayora de los casos, estn elaborados (formulaciones, dosificaciones,etc.) para remediar problemas arquitectnicos, con unas caractersticasnotablemente diferentes a las de la piedra original, comportando unrechazo entre materiales.

En este sentido sealaremos que, en el libro Il restauro della pietra,Lorenzo Lazzarini y Marisa Laurenzi Tabasso (1986), detallan lasdosificaciones y dimetro del rido que con el ligante(inorgnico/orgnico) conformarn el mortero de reparacin a imitacinde la piedra original (ejemplo mrmol, rojo de Verona y calcarenita de Agrigento), siempre teniendo en cuenta, los tres principios bsicos decolor, textura y porosidad.


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En las ltimas dcadas del siglo XX, se ha podido observar cmola tcnica de reproduccin por moldeo en caucho de silicona hapermitido salvaguardar muchas obras consiguiendo una fidelidadextraordinaria en las rplicas, tanto en la forma como en la materia que,sin embargo, por su naturaleza diferente, no difiere del original.

La reproduccin representa hoy en da un papel muy importantecomo tcnica auxiliar para la conservacin. Se trata de una tcnica quepuede utilizarse tanto en la reproduccin de piezas repetitivas, ya sean decarcter ornamental o funcional, como en la reposicin de estatuaria quedeba ser trasladada al interior para asegurar su conservacin o, si fuese elcaso, para reconstruir piezas que se hayan perdido por completopartiendo de la documentacin grfica de la poca (Garca Gallego, J.,1994).

Finalmente, diferentes autores han descrito el proceso deelaboracin de estos morteros de reparacin: se realiza usando unapasta base de una carga inerte y un conglomerante; como carga se utilizael polvo de la misma piedra, al que se le puedan aadir pigmentosinorgnicos estables, como las tierras, para obtener el tono y color msconveniente. La granulometra de la carga se escoger en funcin de la dela piedra original a rellenar, las ms compactas ms finas, las ms porosasms gruesas y se seleccionarn mediante cribas adecuadas. Comoconglomerante se usarn adhesivos orgnicos y sustancias inorgnicas(Lorenzo Lazzarini et al, 1986; Carbonell de Massy, M., 1993; SantiagoGodos, V., 1996).


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MORTEROS COMPUESTOS

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5. LOS MORTEROS COMPUESTOS.

5.1. Introduccin.

Por mortero compuesto se entiende aqul elaborado a partir demateriales composites, materiales de concepcin y fabricacin reciente,que se denominan as por estar constituidos por ms de un componente,y siempre incluyendo una matriz homognea de origen sinttico, queengloba uno o varios materiales particulados y/o mayormente demorfologa fibrosa (Laffarga Osteret, J. et al, 1995).

En un sentido amplio, el mortero compuesto aparece en elmomento en que el hombre no se limita, en sus construcciones, a utilizarlos materiales tal y como los encuentra en la Naturaleza. Compuestos oComposites son efectivamente los adobes, bloques de barro o betn,armados con fibras paja- de cereales utilizados hace milenios en las msantiguas civilizaciones, incluso se utilizaron para la construccin de laTorre de Babel (Laffarga Osteret, J. et al, 1995).

Olivares et al., (2003) definen material compuesto como aqulconstituido por dos o ms componentes cuyas propiedades sonsuperiores a las que tienen cada uno por separado, permaneciendo todosperfectamente identificables en la masa del elemento.


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MORTEROS COMPUESTOS

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Fundamentalmente, lo que se entiende por material compuesto ocomposite es un material artificial integrado por fases diferentes y diferenciadas, cuyo mayor volumen lo ocupa su fase matriz,componente de no muy alta densidad, de naturaleza polimrica y sinttica, en la mayora de las preparaciones, que engloba una segundafase, fase de refuerzo, compuesta a base de fibras (partculas olminas), con resistencia (a traccin, compresin, rozamiento) muy superior a la que posee la matriz. Las partculas, fibras o lminas,englobadas dentro de la matriz, actan como armaduras o refuerzos de lamisma, pudiendo llegar a absorber la prctica totalidad de las cargas quese aplican al compuesto (Tabla 5.1.).

Tabla 5.1.Resumen de los materiales compuestos.

MATERIALES COMPUESTOS

MATERIAL MATRZ FIBRAS/REFUERZO

En el CuerpoHumano

Huesos Cementoclcico

Fibra decolgeno

Adobe Barro Paja

A n t

i g e d a d

Yeso armado Yeso Crines de

caballoHormign

armadoHormign Armadura de

acero Amiantocemento

Mortero decemento

Amianto

MorteroMorteros y hormigones

fibrososHormign

Acero, vidrio,polimricos,

carbono, vegetales

Yeso armado Yeso Vidrio,polimricas,

vegetalesCompuestos/Composites

Resina Vidrio,polimricas,

carbono,armida

InvencinHumana parala Construccin

M o d e r n a s

Morterospolimricos

Resina ridos


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La mayora de los morteros compuestos estn constituidos por

dos fases, una sustentante o matriz, y otra, reforzante, que est inmersa y adherida a la primera.

La fase matriz del compuesto suele ser la ms tenaz, aunquetambin aquella con menor resistencia. La fase reforzante suele ser la demayor resistencia y con alto mdulo elstico. La combinacin y compensacin de dureza, fragilidad y tenacidad en los compuestos biendireccionados hace que estos materiales tengan muchas aplicaciones y respondan a muy variadas exigencias constructivas. En definitiva,podemos decir que la parte reforzante (fibras, rido) aporta rigidez y resistencia y que la matriz aglomera las fibras/ridos, les da forma y transmite los esfuerzos entre dichos refuerzos.

En el campo de los morteros compuestos se pueden establecertres tipologas dependiendo del refuerzo utilizado y en funcin de lasnecesidades:

a) morteros compuestos fibrosos cuyo material de refuerzo son lasfibras,

b) laminados en los que suelen alternarse las fases componentes enforma laminar, y

c) particulados, cuyas partculas se encuentran inmersas en lamatriz polimrica.

5.2. Caractersticas genricas de un mortero compuesto.

El mortero compuesto, por su carcter de material ptreo artificialy por su capacidad para unir fragmentos y dar cohesin al conjunto,debera de poseer dos propiedades esenciales: plasticidad y capacidad defraguado/curado, o sea, endurecimiento.

Tanto la plasticidad como la capacidad para el fraguado/curado vienen determinadas por la combinacin de los diversos componentesque integran cada mortero. A continuacin se describen todos ellos(Figura 5.1.).


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Figura 5.1.Componentes que integran los morteros compuestos.


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5.2.1. Materiales que conforman un mortero compuesto.

Un mortero compuesto, en trminos generales, es el resultado dela mezcla de un conglomerante (orgnico o inorgnico), un rido fino(arena), un disolvente (orgnico o agua) y unos materialescomplementarios (aditivos) que mejoran su cualidad, todo ello, con unasdosificaciones ajustadas a cada propsito de intervencin.

5.2.1.1. Conglomerantes.

El diccionario de la Real Academia de la Lengua distingue entreaglomerante y conglomerante. El aglomerante lo define como el materialcapaz de unir fragmentos de una o varias sustancias y dar cohesin alconjunto por efectos de tipo exclusivamente fsico, por ejemplo el barro;y, el conglomerante viene definido como el material capaz de unirfragmentos de una o varias sustancias y dar cohesin al conjunto portransformaciones qumicas en su masa que originan nuevos compuestos,por ejemplo el yeso, la cal, el cemento, las resinas sintticas, etc.

Los conglomerantes cumplen una doble funcin, por un lado, lafuncin fsica de adherirse a la superficie de las partculas/rido a las quedebe unir, as como, rellenar los huecos entre las partculas de rido, y otra, la funcin qumica de polimerizar o combinarse con el disolventeformando una serie de compuestos qumicos capaces de conformar unaestructura, conseguir la adherencia y desarrollar una elevada resistencia(Pitarch Roig, A. M. et al, 2003).

Para una mejor comprensin de los diferentes tipos de morterosconsiderados en esta tesis doctoral partiremos del estudio de loscomponentes principales del mortero compuesto: los conglomerantes(Tabla 5.2.).

Tabla 5.2.Tipos de conglomerantes.

CONGLOMERANTES Yeso + Inorgnicos

Cal areaTermoplsticos AcrlicasOrgnicosTermoestables Polisteres


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5.2.1.1.1. CONGLOMERANTES INORGNICOS.

5.2.1.1.1.1. EL YESO.

Con el trmino yeso se conocen dos materiales con propiedadesfsicas y qumicas diferentes. Uno se refiere al producto natural (piedrade yeso, aljez CaSO4.2H2O) y otro, al producto obtenido industrialmentea partir del primero (yeso cocido, semihidrato CaSO4.1/2H2O).

El yeso industrial es, por tanto, un conglomerante artificialobtenido de la deshidratacin parcial o total del Aljez, yeso natural opiedra de yeso. Adems y como se ha indicado en los antecedenteshistricos, es el conglomerante ms antiguo conocido por la humanidad.

El yeso natural, aljez o piedra de yeso es una roca sedimentaria deestructura cristalina, constituida por sulfato de calcio con dos molculasde agua de cristalizacin (CaSO4.2H2O), designado como sulfato decalcio dihidratado. Este yeso natural puede presentarse en la Naturalezade diversas formas, por ejemplo, alabastro, yeso de nieve, yeso sedoso,espejuelo y, tambin, como sulfato de calcio anhidro (CaSO4 ).

En el proceso de deshidratacin, cuando la piedra se somete a laaccin del calor (coccin), con temperaturas comprendidas entre 130C y 1.000C, pierde parte o toda el agua de cristalizacin obtenindosediferentes fases y estados alotrpicos (Tabla 5.3-5).

Tabla 5.3.Tipos de yesos.

T ambiente SO4Ca.2H2O Dihidrato, piedra de yeso, yesonatural o Aljez

120C -180C CaSO4.1/2H2O Hemihidrato o semihidrato, yesococido

220C -380C CaSO4. Anhidrita III soluble380C -1.200C Ca SO4. Anhidrita II insoluble1.200C -1.350C CaSO4. Anhidrita I Yeso hidrulicoSuperior a 1.350C CaSO4 Disociacin trmica


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ocupaba sta queda vaco, quedar una masa ms o menos porosa, segnque el exceso de agua de amasado fuera mayor o menor.

Cuando mayor sea el grado de finura del yeso mayor cantidad deagua de amasado ser necesario, no debe superarse nunca el 80% deagua; sino lo est muy molido puede bastar un 65% de agua.

Por otro lado, la resistencia a compresin y traccin de los yesosdependen de su naturaleza, de su composicin, de su finura, de lacantidad de agua de amasado y del contenido de humedad en elmomento de la rotura.

En la tabla 5.7. siguiente puede verse el efecto de la cantidad deagua de amasado sobre la resistencia a la compresin (Arredondo y Verd, 1991).

Tabla 5.7.Resistencias a compresin del yeso en funcin del agua de amasado.

El yeso, por lo general, es de color blanco, con una dureza queoscila entre 1,5 y 3 en la escala de Mohs, por lo que se puede rayar con laua, resiste muy bien al fuego y presenta alta adhesividad. Adems, es unmaterial ligeramente soluble en agua y poco aconsejado para emplearseen lugares expuestos a la accin del agua. Sin embargo, este efecto no estan intenso como pudiera parecer a primera vista, ya que, para disolverun enlucido de yeso de 1 cm de espesor, sera necesario ms de 1 m3 deagua por m2, y esto suponiendo que el agua quedara saturada de yeso, lo

cual, suceder en rarsimas ocasiones (Arredondo y Verd, 1991).Tambin es soluble en cido clorhdrico diluido en caliente.

Pero, el hecho de que el yeso sea un fracaso ante el agua, seencuentra en la rpida prdida de resistencia que experimenta el materialfraguado al absorber agua vidamente a travs de su red capilar.

Agua de amasado % Resistencia a la compresin (Kg/cm2)45 17050 15060 120

80 86100 57


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Los estudios segn Andrews, H. (1948) muestran que un 1% deagua produce un descenso del 52% en la resistencia de un yeso a base dehemihidrato puro amasado con un 60% de agua;, mientras que unacantidad insignificante como el 0,04% la reduce en un 33%.

De estas cifras se deduce que, la resolucin del problema exige unaimpermeabilizacin del material evitando que, en la medida de lo posible,el yeso fraguado absorba agua.

Estas sustancias impermeabilizantes (resinas naturales y sintticas),aplicadas por impregnacin o mezcladas con el yeso seco o agua deamasado, mejorarn las caractersticas del yeso aumentando suestabilidad frente a la temperatura e incrementando su resistenciamecnica.

Por otro lado, en el empleo del yeso para la fabricacin demorteros, habr que tener presente que las partculas de arena utilizadasno sean ni muy gruesas ni muy finas, puesto que evitaremos la elevadasuperficie especfica que no siendo as requerira una gran cantidad depasta para aglutinar el compuesto.

Dependiendo de la proporcin de rido utilizada las caractersticasde resistencia del mortero variarn. Los morteros ms usados son losdosificados a 1:1, 1:2 y 1:3 (yeso:rido a peso) que presentan unasresistencias a compresin de 140 kg/cm2, 80 kg/cm2 y 50 kg/cm2. Amedida que se duplica el contenido de rido la compresin se reduce a lamitad (Arredondo y Verd, 1991)

5.2.1.1.1.2. LA CAL.

Como ya se ha comentado anteriormente, la cal es uno de losmateriales aglomerantes ms antiguos por excelencia, datada en el4.000 a C.

Segn Arredondo, se llama cal a todo producto, sea cual fuere sucomposicin y aspecto fsico, que proceda de la calcinacin de las piedrascalizas. Despus del proceso de calcinacin hay que proceder a laextincin o apagado del producto anhidro, con lo cual se obtiene unmaterial hidratado en forma pulverulenta o pastosa, segn la cantidad de


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agua aadida. Con una calcinacin hasta unos 900-1.000 C, se verifica lareaccin:

CO3Ca + calor =CO2 + CaO

es decir, se descompone el carbonato clcico en xido de calcio y anhdrido carbnico, desprendindose ste con los productos de lacombustin. Durante el apagado se verifica:

CaO + H2O = Ca (OH)2

o, lo que es lo mismo, se formar el hidrxido clcico, el cual al serpuesto en obra, se recarbonata segn la reaccin:

Ca (OH)2 + HCO2 = CO3Ca +H2O

al absorber el anhdrido carbnico de la atmsfera.

Y sigue diciendo cuando la piedra caliza de la que se partecontiene como impurezas slice o almina y se calcina a temperatura deunos 1.200 C, se disocia el carbonato dando xido de calcio y anhdridocarbnico, reaccionando, entonces, el xido de calcio con loscomponentes arcillosos de la piedra. Se forma as una cal hidrulica,denominacin que proviene de fraguar en ambiente hmedo, e inclusobajo el agua.

Vicart (1850-1900) ya afirmaba que cuando la caliza tena unacierta cantidad de arcilla cocida o se le agregaba, daba lugar por coccin auna cal hidrulica.

Por tanto, la cal viva se obtiene mediante la operacin de coccinde calizas puras (xido de calcio, CaO), y suele presentarse en forma deterrones. Esta misma cal, al aadrsele agua se transforma en cal apagada(hidrxido de calcio), y puede presentarse en polvo o en pasta,atendiendo a la cantidad de agua aadida. Dependiendo de la cantidad dexido magnsico (MgO) contenido, la cal area resultante la llamaremoscal grasa o blanca (menos del 5%) y/o cal magra/gris o dolomtica (msdel 5%).


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5.2.1.1.2. CONGLOMERANTES ORGNICOS MATRIZPOLIMRICA.

Desde hace siglos se conocen sustancias naturales con estructurapolmera tomadas como conglomerantes o ligantes. Conocido era lagoma de mastic por los romanos o el mbar por los antiguos griegos.

A mediados del siglo XIX, con el desarrollo de las CienciasQumicas, empiezan a sintetizarse nuevos materiales y polmerosnaturales resultando unos polmeros de naturaleza orgnica a los quellamaron plsticos. Aunque fueron muchos los que se descubrieron einventaron, casi todos antes del siglo XX, tuvo que pasar media centuriapara que estos materiales sintticos de laboratorio se produjeranindustrialmente.

Las matrices orgnicas son compuestos orgnicos de elevado pesomolecular, producto de reacciones de polimerizacin por adicin ocondensacin de diferentes compuestos de base (Miravete, et al. 2000).

La matriz, por su carcter aglomerante, rodea, protege y soporta alrefuerzo fibras, rido- de las condiciones medioambientales y de losesfuerzos mecnicos. Las matrices de los morteros compuestos sepueden clasificar en termoestables y termoplsticos (Tabla 5.8.).

Tabla 5.8.Matrices utilizadas para la fabricacin de morteros polimricos.

Conglomerantes orgnicos

TERMOPLSTICOS

Polipropileno (PP)Policarbonatos (PC)Poliamida (PA)Polisteres saturados (PET-PBC)PoliacetatoPolisulfonato (PSUL)Politer-ter Ketona (PEEK)Polmeros acrlicosResinas celulsicas

TERMOENDURECIBLES/TERMOESTABLES

Epoxi (EP) Vinilster (VE)Poliamidas (PI)Polister insaturado (UP)Fenlicas (PF)


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Uno de los materiales conglomerantes ensayado en esta tesis,pertenece a la familia de las resinas acrlicas. Se trata de un materialtermoplstico caracterizado ste por ser resultante de la polimerizacindel cido acrlico, del cido metacrlico y de sus derivados (Brusie, J.P. ,1964) (copolmero etilacrilato/metilmetacrilato, aportan flexibilidad y resistencia a traccin) (Figura 5.4.a-b). Las unidades monomricas estnenlazadas entre s, formando cadenas lineales bidimensionales (dobleenlace), lo que justifica que la sustancia sea soluble en disolventesorgnicos e inorgnicos. Secan por evaporacin del disolvente y su pesomolecular es de 30.000 y 100.000. Las principales ventajas que posee estetipo de polmeros son su elevada reversibilidad, elasticidad, y resistencia adeterminadas sustancias qumicas y a la accin de los rayos UV (De Witte, E., et al. 1977; Valle, A., et al. 1985).

a) b)

Figura 5.4. a-b.a) cido acrlico, b) cido metacrlico.

5.2.1.1.2.2. RESINAS TERMOENDURECIBLES.

Las resinas termoendurecibles son aquellas que debido a unproceso de curado experimentan una transformacin qumica y fsica

irreversible, de manera que se hacen insolubles e infusibles.Comprenden, por un lado, polmeros de condensacin y por otro,polmeros de adicin, pero todos forman largas cadenas o redestridimensionales. Es decir, a diferencia de las resinas termoplsticas, lasresinas termoestables endurecen por reticulacin de las macromolculas


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radicales libres, sin que se originen productos secundarios, en presenciade un catalizador. Para que el curado se realice a temperatura ambiente esnecesario, adems de este catalizador, la adicin de un acelerador o uniniciador. Ahora bien, tanto si la polimerizacin se realiza en caliente oen fro en presencia de un acelerador, esta reaccin produce calor, lo quedenominamos efecto exotrmico.

Durante el proceso de endurecimiento de la resina de polister sepueden establecer varias etapas bien definidas:

-una primera fase lquida de la resina durante la cual se puedetrabajar.

-una segunda fase, donde aumenta la viscosidad empezando elproceso de endurecimiento, lo que se conoce como tiempo de gel osolidificacin.

-la ltima fase, el fraguado, se conoce como el tiempo demaduracin o total endurecimiento del producto.

Las propiedades resultantes de los morteros compuestosrealizados con las resinas de polister responden a:

-Buena trabajabilidad, baja viscosidad, dependiendo de ladosificacin realizada.

-Tiempo de curado rpido, dependiendo de la cantidad deacelerador incorporado.

-Alta contraccin de curado, dependiendo del porcentaje de cargaagregada a la matriz.

-Posibilidad de curado tanto a temperatura ambiente como a altastemperaturas.

-Buena resistencia elctrica, dependiendo del tipo de cargamezclada.

-Magnfica relacin calidad/precio.-Buenas propiedades del compuesto polimrico, aunque inferiores

a los conseguidos con algunas otras resinas.


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5.2.1.1.2.2.2. RESINAS EPOXI.

Las resinas epoxi son sistemas polimricos que contienen doscomponentes principales, que al combinarse resulta un material con unaspropiedades de dureza, adhesividad y resistencia qumica muy elevadas.

Generalmente, la manera comn de obtener la resina epoxi es lareaccin de un gran nmero de molculas de bisfenol A y epiclorohidrina, que da lugar a molculas simples o a macromolculas(Figura 5.6.). Si en la elaboracin del producto hay pocas molculas, elresultado ser un producto lquido de baja viscosidad. Por el contrario, sila cantidad de molculas unidas es muy elevado, el resultado ser unproducto slido. Adems, variando el peso molecular, la viscosidad, eltipo de endurecedor, etc. podemos conseguir una gama de polmerosepoxi con propiedades muy distintas, ello queda patente en la multitudde productos actualmente comercializados (Balart, et al. 2001).

Figura 5.6.Modelo de cadena epoxdica.

Por otro lado, las resinas epoxi difieren de las resinas de polisterpor su alto costo econmico, por sus inmejorable propiedades fsico-qumicas, por su gran capacidad para adherirse a la mayora de lassuperficies, porque permiten unos niveles muy altos de refuerzo y porque exigen una preparacin mucho ms precisa durante su uso. Estospolmeros son menos inflamables y ms tenaces que los otrosconsiderados en esta seccin al tener una alta capacidad de alargamiento.

Las propiedades resultantes de los morteros compuestosrealizados con las resinas epoxi pueden resumirse del siguiente modo(Royuela, et al. 1978):

-Excelentes propiedades del mortero compuesto, en general.


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-Buen comportamiento a temperaturas elevadas, hasta 180 C. Nose funden con el calor, y si ste es elevado calcinan.

-Buena estabilidad y resistencia ante los agentes qumicos y disolventes.

-Ausencia de compuestos voltiles durante el curado.-Muy buenas propiedades elctricas, dependiendo del tipo de carga

mezclada.-Buena adhesin.-Largo tiempo de curado.-Despus de endurecer son irreversibles.-Retraccin nula en el curado y en el endurecimiento.-Coste relativamente alto.

5.2.1.2. RIDO/CARGA

Los ridos son otro de los constituyentes de los morteros, quepueden presentarse como ptreos naturales o artificiales.

El uso de las cargas en los morteros permite estabilizar el volumende la dosificacin, hacer de relleno y disminuir la retraccin durante elendurecimiento del mortero.

Las cargas que se aaden a las matrices, pueden ser de dos tipos,reforzantes o no reforzantes. Las cargas reforzantes suelen tener formaesfrica, huecas o macizas, para evitar las concentraciones de tensiones,ejemplo de ello son las partculas de vidrio, carbono, o polimricas. Lasno reforzantes, son de origen mineral e incorporadas a la mezcla endiferentes proporciones modifican las caractersticas del mortero en basea sus necesidades.

Estos ridos de origen mineral, adems de proporcionar color y textura, deben ser qumicamente inertes con el resto de componentes. Elempleo de ridos contaminados puede producir alteraciones que afectenal estado final del mortero. Por ello, se aconseja utilizar ridos limpios,perdurables, duros y desprovistos de impurezas perjudiciales (mineralesde arcilla, xidos de hierro, sulfuros, sulfatos, cloruros, compuestos demagnesio, etc).


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El rido, por tanto, va ha ser el componente que condicione elcomportamiento final del mortero. Desde el punto de vista de sumorfologa (lisa, vtrea, granuda, cristalina, cavernosa, porosa) han deevitarse las formas planares de plaquetas y agujas porque influyen en ladocilidad del mortero, las superficies lisas y redondeadas porque influirnen la adherencia con el aglomerante contrariamente a las superficiesangulosas y rugosas que permiten una mejor acomodacin y adherenciadel mortero (Surez, et al. 1994). Por otro lado, la granulometra y ladistribucin del tamao del rido tienen que ser variada de forma quefavorezca la compactacin entre partculas. A mayor cantidad de granosfinos menor ser la resistencia y porosidad del mortero. Por ltimo, elgrado de porosidad del rido permitir obtener morteros ligeros(porosidad rido alta) o altamente pesados (porosidad rido nula).

Otro de los rasgos que compete a los ridos se halla en laprocedencia y naturaleza del mismo. Se distinguen entre ridos naturales(arenas y gravas procedentes de ros y playas), ridos de trituracin ode machaqueo (obtenidos a partir de rocas naturales) y ridos artificiales(a partir de deshechos industriales). En funcin de su naturaleza puedenser agregados silceos (arenas granticas, de cuarzo tanto de ros como dealuviones, tambin puzolanas y tobas volcnicas), agregados calcreos(calizas, dolomas y materiales fosilferos) agregados mixtos y otrosagregados como arcillas, fragmentos de cermica y restos de morterosreutilizados.

5.2.1.3. ADITIVOS/ADICIONES

Durante el amasado de un mortero o pasta, generalmente sueleincorporarse unas sustancias que, en proporciones no superiores al 5%,producen una modificacin en el mortero, en estado plstico oendurecido, de alguna de sus caractersticas, de sus propiedadeshabituales o de su comportamiento, mejorando la cualidad de ejecucinde la obra, la durabilidad y la resistencia a los agentes atmosfricos(UNE-83-200-84).

Son muchos los estudios que clasifican los diferentes aditivos enfuncin de las modificaciones que aportan al mortero a que sonincorporados (Venuat, 1972; Mascia, 1974; Snchez, 1992; Miravete, etal. 2000; Cazalla, et al. 2003). M. Joissel propone una clasificacin


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Mas, X. Estudio morteros para su aplicación en intervenciones. 2006

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