Unidad Nº2 - Industria del Yeso

Universidad Nacional de Cuyo Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria Alumnos: Manuel González Vital, Cristian González

Industrias mineras de base no metálica - 2010 Página 1

Unidad Nº2 “Industria del Yeso”

INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................................... 2

EXTRACCIÓN DE LA ROCA ...................................................................................................................... 3

ACONDICIONAMIENTO DE LA ROCA ...................................................................................................... 3

TERMODINÁMICA DE LA DESHIDRATACIÓN ........................................................................................... 5

PRODUCCIÓN DEL Β-HEMIHIDRATO (ESTUCO) ....................................................................................... 7

HORNOS ROTATIVOS ...................................................................................................................................... 9

HERVIDORES (O MARMITAS) .......................................................................................................................... 10

HORNOS FLASH ........................................................................................................................................... 13

PRODUCCIÓN DEL Α-HEMIHIDRATO .................................................................................................... 14

COMPARACIÓN DE LOS DISTINTOS PROCESOS DE OBTENCIÓN DE YESO ............................................. 14

AFINO, MEZCLADO Y ADITIVADO ......................................................................................................... 15

CONTROL DEL PROCESO ....................................................................................................................... 16

PRODUCCIÓN DE COMPONENTES PREFABRICADOS PARA LA CONSTRUCCIÓN .................................... 16

ENSAYOS DE YESO ............................................................................................................................... 18

FINURA ..................................................................................................................................................... 18

CONSISTENCIA NORMAL ............................................................................................................................... 19

FRAGUADO ................................................................................................................................................ 19

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN ..................................................................................................................... 21

TIPOS DE YESO ..................................................................................................................................... 21

USOS Y APLICACIONES ......................................................................................................................... 22

APLICACIÓN ESPECIAL: YESO AGRÍCOLA ............................................................................................................ 23

BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................................... 25



Introducción

El yeso, CaSO4.2H2O, es la forma mineral del sulfato de calcio. Se encuentra en grandes

cantidades en muchas regiones del mundo. También es posible encontrar el anhidro CaSO4,

pero en menores cantidades.

El hemihidrato, CaSO4.1/2H2O, conocido como estuco, se produce normalmente a

partir del yeso por efecto del calor. El polvo resultante se conoce como yeso de París.

El yeso es útil como material industrial porque (1) pierde fácilmente su agua de

hidratación cuando se lo calienta, produciendo yeso parcial o totalmente deshidratado, y (2)

cuando se le agrega agua al yeso calcinado, revierte su forma original dihidratada originando

yeso endurecido.

Estos dos fenómenos, la deshidratación y la rehidratación, son la base de la tecnología

del yeso.

La densidad aparente del sulfato de calcio rehidratado es mucho menor, 500-1500

kg/m3, que la de la roca de sulfato de calcio, 2300 kg/m3.



Extracción de la roca

El yeso natural se extrae tanto por minería a cielo abierto como por minería

subterránea. En minería a cielo abierto, el yeso se recupera mediante perforación y voladura,

principalmente en uno o más niveles. En minería profunda, se utiliza una cámara de explosión.

La roca resultante de las voladuras consiste en pedazos grandes que contienen entre 0-3% de

humedad libre. Las cantidades de explosivos que se necesitan rondan los 250 g/tn para minería

a cielo abierto y 400 g/tn para minería subterránea.

Acondicionamiento de la roca

La roca gruesa se transporta hacia plantas de trituración,

normalmente en las fábricas de yeso, mediante vagones de tren o

bien por camiones. Para la trituración se utilizan trituradoras de

impacto, de mandíbulas, y de rodillo único con cribado y retorno.

Para la reducción de tamaño intermedia se emplean pulverizadores

de impacto o molinos de rodillos y finalmente para la molienda fina,

molinos de martillos, de bolas o de anillo rotante. El grado de

reducción de tamaño se determina de acuerdo a la unidad de

calcinado o al uso del yeso:



Frecuentemente, la roca minada y triturada se homogeniza previo a ser calcinada. Esto

se realiza en plantas de homogenización con capacidades de producción de alrededor de una

semana.

La trituración de la materia prima consiste en reducir el tamaño del mineral conforme

viene de la cantera, de 1 m3, hasta un tamaño comprendido

entre 0-40 mm. Para conseguir realizar esta reducción se

utilizan machacadoras de mandíbulas ó molinos cónicos, los

cuales por medio de los impactos reducen el tamaño del

mineral.

Una vez, realizada la operación de trituración

primaria, el mineral es conducido, por medio de cintas de

banda, elevadores de cangilones, etc. a los silos/parque de

stock y homogeneización.

Stock de materia prima triturada: sirve para tener una cantidad de materia prima

homogeneizada, así como tener un stock de seguridad. De este stock se suministrará a los

hornos para su calcinación. Una parte de este stock se destina al suministro a las fábricas de

cemento para incorporar a su proceso.



Trituración secundaria: con esta segunda molienda se reduce el tamaño de partículas

para tener un tamaño adecuado de alimentación de algunos hornos o por el uso final a que

vaya destinado el yeso fabricado.

Para esa segunda reducción se utilizan molinos de rodillos cuyo principio de

funcionamiento se observa en el esquema adjunto. El material es forzado a pasar entre una

placa y un rodillo o entre dos rodillos (rugosos o lisos) que giran reduciendo el tamaño de

partícula.

Para obtener los tamaños de partículas más pequeños se emplean molinos de

martillos. Un molino de martillos como el de la figura, machaca un material que no es muy

duro, por medio de martillos que giran a gran velocidad (entre 750 rpm y 1800 rpm). El

material es forzado contra una placa sólida rugosa que disminuye el tamaño de las partículas.

Finalmente, el material es forzado contra una rejilla de descarga en donde las partículas más

finas caen a través de la rejilla mientras que las partículas más grandes viajan alrededor para

otro ciclo machacante.

Termodinámica de la deshidratación

Previo a tratar el proceso de deshidratación es conveniente conocer algunas

características termodinámicas del mismo.



El proceso de descomposición involucra dos etapas distintivas:

Este proceso ha sido materia de muchos estudios teóricos y prácticos. Se han

identificado dos formas del hemihidrato, α y β. La forma β se obtiene cuando el dihidrato se

deshidrata parcialmente a presión atmosférica a 100 ºC o bajo condiciones carentes de una

atmósfera cercana a la saturación de vapor. La forma α se prepara mediante la deshidratación

de yeso en agua a temperaturas de alrededor de 97 ºC y por disociación en una atmósfera

saturada de vapor de agua.

Los términos α y β están generalmente aceptados para distinguir las dos formas del

hemihidrato. El hemihidrato β tiene un contenido energético superior y mayor solubilidad que

el α. La forma α se distingue de la β, porque sus partículas se desintegran muy poco cuando se

mezclan con agua y se requiere mucho menos agua para formar un lodo trabajable.

Consecuentemente, la forma α tiene la habilidad de producir yeso más denso y más resistente

mecánicamente y además debe removerme menos exceso de agua luego de que se completa

la hidratación.

La mayor diferencia entre los α y β, se encuentra en que los α tienen mucha menor

superficie específica. Esto hace que los SH- α se mojen mejor que los β y necesiten una menor

relación de agua/yeso en el amasado. En consecuencia dan yesos más duros que los β. Estos

yesos α son utilizados para aplicaciones especiales como moldes para cerámica, odontología,

etc.

Los SH (semihidratos) más empleados en la construcción son los SH- β, que son

fabricados en atmósferas secas y con depresión, para favorecer la reacción. Los SH-beta son

obtenidos industrialmente a temperaturas superiores a la de equilibrio (107 ºC) del orden de

120-190 ºC, según el horno, para favorecer cinéticamente el proceso de calcinación. La

capacidad de fraguar del semihidrato hace de este producto la fase básica en la fabricación de

yesos. El tiempo de fraguado o capacidad de endurecer es de unos 30 minutos

aproximadamente.



Si se sigue incrementando la temperatura de calcinación hasta llegar como máximo a

los 290 ºC se empiezan a formar las anhidritas III que son solubles (ANH-III, sistema

romboédrico) y muy inestables, ávidas de agua, y cuyo calor de formación a partir del dihidrato

es del orden de 900 MJ/t de anhidrita. La anhidrita III, al permanecer al ambiente,

rápidamente toma agua y se transforman en SH. La ANH-III por esta característica se aplica en

la industria como producto desecador. La ANH-III será del tipo beta o alfa según el

procedimiento aplicado, sea en atmósfera seca o con presión de vapor en atmósfera húmeda.

Esta fase le confiere al yeso mucha reactividad y no suele ser deseada en la composición final

del producto salvo aplicaciones especiales. La ANH-III tiene mayor superficie de reactividad

que el SH y por eso fragua más rápido que el propio SH.

Si seguimos calentando el yeso cuando llegamos a las temperaturas entre 300-900 ºC

se forman las anhidritas II, parcialmente solubles, (ANH-II, sistema rómbico) y cuyo calor de

formación a partir del dihidrato es de 800 MJ/t. Tienen mayor estabilidad al ambiente y una

capacidad de fraguar con el agua

entre 3-7 días según el grado de

calcinación alcanzado.

Industrialmente se trabaja en el

entorno de 550 ºC. La ANH-II es la

fase buscada en la fabricación de

yesos para añadir al SH y

conseguir diferentes tipos de

productos de fraguado diferente,

en función de las dosificaciones

empleadas.

Cuando se pasa de la

temperatura de 900 ºC se forma

la anhidrita-I (sistema cúbico)

insoluble ó muerta porque ya no

tiene capacidad de fraguar y si se

sigue aumentando la

temperatura se disocia en

SO3+CaO.

Producción del β-hemihidrato (estuco)

El estuco y el yeso de París se preparan por calcinación seca entre 120-180 ºC, tanto en

hornos rotativos a fuego directo como en hervidores calentados indirectamente. Los

hervidores pueden ser verticales u horizontales.



Hornos rotativos

El horno rotativo es particularmente adecuado para calcinar yeso en forma granular (0-

25 mm). Éste, sin ser secado previamente, se alimenta de manera continua al horno en

cocorriente con los gases calientes que se producen en una cámara de combustión con

ladrillos refractarios. La carcasa del horno rotativo no contiene ladrillo refractario pero

consiste de placas de acero con insertos para asegurar una buena distribución de las partículas

de yeso a lo largo de la sección transversal del horno.

La producción de estos hornos puede alcanzar las 600 t/día. Se utilizan tanto para la

producción de semihidrato β (temperatura de calcinación entre 120 y 180ºC) como de

anhidrita (a temperaturas entre 300 y 800ºC). Su mezclado mutuo posterior, en las

proporciones adecuadas para obtener las características que se le quiera dar al producto final

permite obtener los llamados yesos multifásicos. Así, en la tabla siguiente se muestra la

composición mineralógica en % en peso de tres yesos obtenidos en hornos rotatorios, los dos

primeros directamente, y el último por mezcla de los anteriores:



Se logra una gran eficiencia térmica debido a la transferencia de calor directa desde los

gases calientes hacia el yeso. El tiempo de residencia de la roca de yeso es autoregulable.

Aumenta con el tamaño de los granos, pero la calcinación completa puede lograrse sin

importar el tamaño de la partícula, para producir β-hemihidrato de calidad uniforme y

propiedades invariantes luego de una molienda fina y clasificación con aire. Cualquier yeso no

deshidratado a hemihidrato durante el arranque y la parada se recolecta en un recipiente y se

le agrega en pequeñas cantidades al yeso calcinado.

El consumo de energía calorífica de estos hornos suele ser del orden de 1000 MJ por

tonelada de material deshidratado en los de semihidrato y de 1400 MJ/t en los de anhidrita a

los que hay que adicionar un consumo eléctrico de 15 - 20 kWh/t que equivalen a 54 - 72 MJ/t.

Las plantas de horno rotativo están completamente automatizadas y generalmente

pueden ser controladas por un único operario.

Hervidores (o marmitas)

La calcinación en hervidores es el método más utilizado para producir β-hemihidrato.

Pueden operar de forma continua o bien discontinua. El hervidor es un recipiente de acero

vertical encerrado en una carcasa refractaria con un pleno intermedio. El recipiente de acero

se encuentra suspendido sobre una caja de fuegos desde la cual fluye aire caliente hacia arriba

y hacia el pleno, rodeando el recipiente y a través de varios tubos de humos horizontales que

penetran dentro del recipiente. El pleno y los conductos proveen calor al contenido del

hervidor antes escapar. El horno cuenta con un agitador con brazos horizontales que se

acciona desde arriba. El yeso molido (< 2mm) se alimenta por arriba.

En la operación discontinua y utilizando un hervidor de 18.1 toneladas, se requieren

entre 20-30 minutos

para cargarlo y otros

90-120 minutos para

convertirlo de dihidrato

a hemihidrato. El vapor

desprendido de la

deshidratación se

ventea por el extremo

superior del hervidor.

Cuando la conversión

se completa

(determinada por

medición de la

temperatura del

contenido en el

recipiente), el estuco se descarga por gravedad a través de una compuerta de apertura rápida

localizada en la periferia y en el fondo del recipiente de acero.



Durante el ciclo de llenado, la velocidad de combustión se controla para mantener el

contenido del hervidor a aproximadamente 104 ºC. Una vez finalizada, se incrementa la

velocidad de combustión hasta alcanzar el nivel deseado de acuerdo a las propiedades del

estuco. La masa hierve a temperaturas entre 115-120 ºC. La ebullición continúa por alrededor

1 h, luego disminuye. El calentamiento prosigue por un corto período de tiempo para permitir

la liberación de humedad y la temperatura aumenta hasta aproximadamente 150-155 ºC.

Luego se reduce el calentamiento y puede extraerse el hemihidrato.

Este mismo proceso se mejoró en la década del ‘60 de forma tal de hacerlo continuo.

Un diagrama de la instalación se observa en la figura. El yeso finamente dividido y secado

previamente se alimenta continuamente desde arriba. Mientras se deshidrata, el yeso se

hunde hacia el fondo y el vapor de agua se libera manteniendo el lecho de yeso fluidizado. El

yeso calcinado se deposita en el fondo del hervidor, desde donde se descarga continuamente

mediante una tubería. Este tipo de plantas pueden producir más de 760 tn/día.



La marmita es una unidad de calcinación en donde el yeso es calentado

indirectamente a través de tubos o a través de una doble cámara exterior por los que circulan

los gases de combustión calientes: se trata de hornos en los que los gases de combustión no

se ponen en contacto directo con la piedra de yeso. El material colocado en el interior para

ser calcinado suele ser agitado mecánicamente para mejorar la transferencia de energía y la

homogeneidad del producto.

Los hornos suelen ser discontinuos en los que el material a calcinar se carga en el

horno, se calcina y finalmente se descarga aunque también existen hornos con carga y

descarga de material continua. La controlabilidad de las temperaturas a las que queda

sometido el producto es mayor y con ello la homogeneidad del producto obtenido. Sin

embargo la eficiencia térmica es menor que en los hornos rotatorios de fuego directo. Suelen

utilizarse para la producción de semihidrato beta que posteriormente va a ser utilizado en la

fabricación de escayola.



Hornos flash

En este tipo de horno, los gases calientes a 650ºC y elevada velocidad se ponen en

contacto en una cámara con el material que está finamente molido. El material es arrastrado

por los gases y llevado a ciclones donde se separa el producto. El proceso de deshidratación

ocurre en sólo unos pocos segundos (entre 1,5 y 2 s) obteniéndose un producto a una

temperatura media del orden de 160ºC. Existen calcinadores donde la cámara inicial de

contacto gases de combustión - producto es un molino con objeto de reducir más el tamaño

de partícula.

El producto obtenido suele llevar un elevado contenido en anhidrita III lo que hace que

sea muy reactivo y capaz de endurecer en sólo unos minutos cuando es hidratado. Por ello se

utiliza en la fabricación de prefabricados tales como cartón yeso al incrementar la velocidad de

producción.

En las figuras siguientes se observan dos fotografías de un horno de este tipo, una de

la parte inferior y la otra de la superior.



Producción del α-hemihidrato

El α-hemihidrato puede ser producido en procesos de calcinación húmedos, tanto bajo

presión elevada en autoclaves o a presión atmosférica en soluciones de ácidos o sales a

temperaturas que van desde 80 hasta 150 ºC. Sin embargo, solo el proceso de autoclave ha

tomado importancia industrial.

El proceso a partir de yeso natural es casi siempre en lotes. La roca de yeso (tamaño de

partículas de 150-300 mm, >95% CaSO4.2H2O) se coloca en cestas de alambre y luego se apila

en autoclaves verticales u horizontales con capacidades de 0.5-10 m3 . Los autoclaves se

calientas directa o indirectamente con vapor a 130-135ºC. Se lleva a cabo calentamiento de

forma tal que luego de 4 horas la presión alcance 4-5 bar dentro del autoclave. Luego, se vacía

y el α-hemihidrato formado se transfiere inmediatamente en las cestas hacia una cámara para

ser secado a 105ºC y presión atmosférica.

Comparación de los distintos procesos de obtención de yeso

En la siguiente tabla se muestran las características típicas de los distintos yesos

obtenidos utilizando distintos hornos de calcinación.

La tabla posterior compara desde el punto de vista energético los distintos hornos de

yeso.



Afino, mezclado y aditivado

Afino: los productos obtenidos en la etapa anterior son sometidos a un afinado ó

molienda para conseguir tamaños de partículas adecuados según el producto final a conseguir.

Para realizar esta operación son utilizados los siguientes elementos en función de la

granulometría a conseguir:

Yesos de construcción: necesitan tener un tamaño granulométrico comprendido entre

0 y 1,5 mm. Para ello es suficiente utilizar molinos de martillos, a velocidad media de 900-1200

rpm, en circuito cerrado con el cribado para garantizar su granulometría final.

Escayolas: necesitan tener un tamaño granulométrico comprendido entre 0 y 200

micras. Para conseguir este tamaño de partícula se utilizan molinos de espigas/pitones a gran

velocidad 2000-3000 rpm y separadores centrífugos. En las fotografías siguientes se muestra

uno se ellos con detalles del rotor y de la parrilla que debe atravesar el producto.

Yeso para hacer cartón yeso: El horno flash realiza a menudo también la molienda

conjunta dejando un producto por debajo de 300 micras, y ayudado por medio de ciclones y

filtros para la captación de este tamaño.



Mezclado: esta operación consiste en la dosificación gravimétrica de los componentes

mayoritarios (SH, ANH) y los componentes minoritarios (aditivos: retardadores, retenedores,

etc) hacia las mezcladoras. Según el diseño que se requiera del producto final se realizan

diferentes formulaciones, que nos permiten realizar “yesos a la carta”.

Estas mezcladoras pueden ser de diferentes tipos según la precisión a conseguir y

producción pudiendo ser continuas o discontinuas. Normalmente suele haber mejor control en

sistemas discontinuos y teniendo un sistema de control automatizado.

Envasado - carga: una vez los productos han sido mezclados son conducidos a silos

para su posterior envasado y paletizado, ó bien a su distribución a granel.

Control del proceso

Los procesos de calcinación de yeso están generalmente equipados con sistemas de

recolección de polvos. La cantidad de polvo formado depende del tipo de unidad de

calcinación. La mayoría utiliza filtros electrostáticos de recolección, pero recientemente se han

implementado también filtros mecánicos. Los tamices y molinos, al igual que el equipamiento

de transporte del yeso calcinado, poseen filtros tipo pantalla para una recolección interna. Este

polvo se le agrega al yeso calcinado. El agua liberada por el proceso se descarga como vapor a

la atmósfera a través de chimeneas. No existen residuos o productos secundarios. Si el proceso

transcurre normalmente no se encuentran problemas ambientales.

El consumo de energía de una planta de yeso es la suma del combustible utilizado en la

calcinación y la energía eléctrica necesaria para operar la maquinaria. Se utilizan

principalmente gas y fuel oil como combustibles, aunque el uso de carbón está aumentando,

principalmente en forma pulverizada.

Producción de componentes prefabricados para la

construcción

Los componentes prefabricados de

yeso para la construcción son fabricados en

grandes cantidades: placas de yeso, paneles de

partición, cielorrasos y placas reforzadas con

fibras. Todos estos son productos livianos,

porosos, secos que poseen excelente

trabajabilidad.

El β-hemihidrato es el material de



partida de estos componentes debido a que se endure rápidamente y responde fácilmente a la

demanda de la industria de la construcción con sus propiedades particulares.

Las plantas de manufactura de los componentes de yeso para la construcción se

encuentran usualmente junto con las de producción de yeso.

Las placas de yeso son grandes y delgados paneles cubiertos con cartón. Poseen una

densidad entre 750-950 kg/m3.

Se manufacturan alimentando β-hemihidrato desde dispositivos de alimentación

controladas hacia una mezcladora continua que lo mezclan con agua y aditivos, por ejemplo

adhesivos, para formar un lodo homogéneo y de rápido endurecimiento. Este lodo se extiende

sobre una lámina continua de cartón de aproximadamente 0.5 mm de espesor (200-300 g/m2).

El lodo se cubre luego con una segunda lámina de cartón y pasa sobre una plataforma de

moldeo para darle forma de banda completamente cerrada con las siguientes dimensiones:

1.20-1.25 m de ancho y 9.25, 12.5, 15.0, 18.0 o 25.0 mm de espesor.

Esta banda de placas de yeso, inicialmente blanda, endurece en unos minutos y se

corta en paneles separados. La tercera parte del peso de los paneles corresponde a agua libre,

que se seca inmediatamente en un secador de túnel continuo calentado indirectamente con

vapor o directamente con fuel oil o gas. La placa de yeso terminada consiste en un corazón de

yeso herméticamente encerrado en

cartón.

Las plantas modernas de

producción de placas de yeso tienen

una capacidad de aproximadamente

(20-40) x 106 m2/a y un consumo anual

de 150.000-300.000 tn de hemihidrato.



Los paneles de partición de yeso (tabiques) consisten en yeso endurecido. Para

producirlos se mezcla el β-hemihidrato con agua (en una relación agua/yeso de 0.9-1.0) y el

lodo, que endurece rápidamente, se vierte en moldes. Luego de 5-8 minutos los paneles se

sacan de los moldes y se secan.

El tamaño estándar de los paneles de partición es 500 x 666 mm, con un espesor de

60, 70,80 o 100 mm y una densidad de 700-900 kg/m3.

Los cielorrasos de yeso se producen por la mezcla de β-hemihidrato, agua, y pequeñas

cantidades de fibra de vidrio y vertiendo el lodo en moldes

de goma.

Normalmente se presentan en tamaño 625 x 625

mm y con pesos de 10 – 20 kg/m2.

Las fábricas de paneles de partición y cielorrasos

tienen capacidades superiores a 106 m2/a, consumiendo

alrededor de 50.000 tn/a de hemihidrato.

Ensayos de yeso

Las normas españolas UNE 7.064-5 prescriben los siguientes ensayos y análisis:

Finura

Se toma una muestra de aproximadamente 100 g de yeso, se deseca hasta peso

constante a temperatura de 40-50 ºC y se pesa con exactitud de 0.1 g.

Se tamiza la muestra desecada sucesivamente por los tamices 1.6 mm, 0.2 mm (900

mallas/cm2) y 0.08 mm (4900 mallas/cm2), pesando la fracción retenida en cada uno de ellos, y



la fracción más fina, con exactitud de 0.1 g. La suma de los pesos de las cuatro fracciones no

debe diferir en más de 0.5 g; en caso contrario se repite el ensayo.

El resultado se da expresando cada fracción en porcentaje de la suma de las cuatro con

aproximación de una décima.

Consistencia normal

Para poder realizar este ensayo sobre una pasta de yeso sin que comience el fraguado,

lo que falsearía el resultado, es preciso amasar el yeso con agua que contenga un retardador

de fraguado. Se emplea para ello bórax en cantidad de 1 g por 100 cm3 de agua, que se

disuelve previamente en ésta.

Se emplea un molde troncocónico de 6 y

7 cm de diámetro y 4 cm de altura apoyado sobre

una placa de vidrio engrasada.

Se pesa una muestra de 200 g de yeso con

exactitud de 1 g y se vierte de modo continuo, en

un intervalo de treinta segundos, en un recipiente

que contenga 100 cm3 de agua con retardador.

Se deja reposar la mezcla 15 segundos más y se

agita finalmente durante treinta segundos. La

pasta se vierte seguidamente dentro del molde,

sacudiendo para evitar que queden incluidas

burbujas de aire. Se enrasa el molde con una

espátula.

El molde lleno se coloca centrado con el

eje del aparato de Vicat modificado con sonda de

19 mm de diámetro peso de 50 g. La sonda debe

estar limpia y humedecida. Se hace deslizar la

sonda hasta ponerla en contacto con la superficie de la pasta, leyendo en la escala cuando cesa

la penetración.

La diferencia de lecturas nos da la penetración de la sonda en mm. Si la penetración es

de 30 ± 2 mm, la pasta tiene consistencia normal. Si la penetración es menor (o mayor), se

repite el ensayo con mayor o (menor) cantidad de agua con retardador hasta conseguir una

pasta en la que la penetración sea de 30 ± 2 mm y tenga, por tanto, consistencia normal.

La cantidad de agua de amasado de la pasta de consistencia normal se expresa en

centímetros cúbicos por 100 g de yeso.

Fraguado



El aparato que se usa es el “Aparato de Vicat” original, provisto un soporte (A), una

varilla móvil (B) con un peso de 300 gr, la que lleva en uno de sus extremos la sonda de

Tetmajer (C) de 10 mm de diámetro y 50 mm de longitud; y en el otro extremo la aguja de

Vicat (D) de 1 mm de diámetro y 50 mm también de longitud.

El molde es de forma troncocónica (G) de metal inatacable por la mezcla, de 40 mm de

altura, 85 mm de diámetro interno de la base inferior y 75 mm de diámetro interno de la base

superior. La placa de asiento (H) es de vidrio y tiene aproximadamente 100 mm de lado.

Para realizar el ensayo de tiempo de fraguado se debe preparar la pasta de

consistencia normal usando 200 gr de yeso y mezclando con la cantidad de agua necesaria

para preparar una pasta de consistencia normal, pero sin usar retardador. Se llena el molde,

previamente lubricado y asentado sobre la placa de asiento; se lo coloca en el aparato de Vicat

original y se hace descender la aguja hasta que tome contacto con la pasta, dejándola penetrar

por su propio peso. Se repite la operación cada 2 minutos penetrando en distintos lugares de

la probeta y cuidando de limpiar bien la aguja después de cada penetración.

Se considera iniciado el fragüe cuando la aguja se detiene a 1 mm del fondo del molde

y se registra el tiempo transcurrido desde el momento en que se puso en contacto el yeso y el

agua; este será el “tiempo de fraguado inicial” en minutos.

Se considera terminado el fragüe cuando la aguja no logra penetrar más de 0.5 mm; el

tiempo transcurrido desde el contacto entre agua y yeso y este instante es el “tiempo de

fraguado final” y se expresa en minutos.

Resistencia a la flexión

Se pesa una muestra de 2.000 g de yeso, con exactitud de 10 g, y se vierte en un

recipiente que contenga agua pura en la cantidad correspondiente a la pasta de consistencia

normal. Se agita la pasta y con ella se llenan seis moldes de 4 x 4 x 16 cm3, previamente

engrasado, vertiendo lentamente la pasta entre todos de modo que se llenen



simultáneamente. Se golpean ligeramente para homogeneizar la pasta y facilitar la expulsión

de las burbujas de aire.

Se enrasan los moldes con una espátula. Los moldes llenos se dejan en cámara

húmeda y se desmolda a las 24 horas. Después de desmoldar se desecan las probetas a

temperaturas de 30 ± 10 ºC, pesándolas cada 24 horas hasta que dos pesadas sucesivas no

difieran entre sí en más de 0.2 g.

Las 6 probetas desecadas se ensayan en la balanza de flexión. Como la resistencia a la

flexión del yeso se toma la media de los resultados de las 6 probetas.

Resistencia a la compresión

El ensayo de resistencia a la compresión se realiza sobre una de las mitades de cada

una de las 6 probetas ensayadas a la flexión, colocando el trozo de probeta entre las placas de

modo que su cara de presión sea de 4 x 4 cm2.

Como resistencia a compresión del yeso se toma la media de los resultados de las 6

probetas.

Tipos de yeso

La Norma española RY- 85 establece tipos de yeso, constitución, resistencia y usos.

YG (Yeso grueso): constituido por semihidrato (SO4Ca. 1/2 H2O) y anhidrita II artificial

(SO4Ca II). Se utiliza para pasta de agarre en la ejecución de tabicados, en revestimientos

interiores y como conglomerante auxiliar de obra. La resistencia mecánica a flexotracción

deberá ser como mínimo de 20 kg/cm2. Cuando el producto esté ensacado, los datos de

identificación del producto vendrán impresos en color verde.

YF (Yeso fino): constituido por semihidrato (SO4Ca. 1/2 H2O) y anhidrita II artificial

(SO4Ca II). con granulometría más fina que el YG e YG/L. Se utiliza para enlucidos, refilos,

blanqueos sobre revestimientos interiores (guarnecidos o enfoscados). La resistencia mecánica

a flexotracción deberá ser como mínimo de 25 kg/cm2. Cuando el producto esté ensacado, los

datos de identificación del producto vendrán impresos en color negro.

YP (Yeso de prefabricado): constituido por semihidrato (SO4Ca. 1/2 H2O) y anhidrita II

artificial (SO4Ca II), con mayor pureza y resistencia que los yesos YG e YF. Sirve para la

ejecución de elementos prefabricados de tabiquería. La resistencia mecánica a flexotracción

deberá ser como mínimo de 30 kg/cm2. Cuando el producto esté ensacado, los datos de

identificación del producto vendrán impresos en color amarillo.

E30 (Escayola): constituida fundamentalmente por sulfato cálcico semihidratado



(SO4Ca. 1/2 H2O). Se aplica en la ejecución de elementos prefabricados para techos y tabiques.

La resistencia mecánica a flexotracción deberá ser como mínimo de 30 kg/cm2. Cuando el

producto esté ensacado, los datos de identificación del producto vendrán impresos en color

azul.

E35 (Escayola especial): constituida fundamentalmente por sulfato cálcico

semihidratado (SO4Ca. 1/2 H2O) con mayor pureza que la E-30. Se aplica en trabajos de

decoración, ejecución de elementos prefabricados para techos, bovedillas y placas y paneles

para tabiques. La resistencia mecánica a flexotracción deberá ser como mínimo de 35 kg/cm2.

Cuando el producto esté ensacado, los datos de identificación del producto vendrán impresos

en color azul.

Además de los yesos especificados de fraguado normal, se comercializan otros de

fraguado controlado, denominados de clase lenta, por tener un mayor periodo de

trabajabilidad. Para caracterizar esta clase se añade una L, después de la designación del tipo,

separada por una barra.

En cuanto a la legislación argentina, la Norma IRAM 1607 establece las características,

propiedades o requisitos que debe cumplir el “yeso cocido para construcción”. Definiendo a

este como el material obtenido por parcial deshidratación de la piedra de yeso natural (Algez),

de modo que en su forma esté constituido por sulfato de calcio hemihidratado (SO4 Ca ½ H2O).

Por otra parte la Norma IRAM 22452 establelos requisitos, las condiciones de

recepción, los métodos de ensayos y la comercialización del yeso natural para uso agrícola.

Usos y aplicaciones

Es uno de los minerales más utilizados en el mundo y dentro de sus aplicaciones están:

Construcción: debido a sus excelentes propiedades bioclimáticas, de

aislamiento y regulación higrométrica, mecánicas y estéticas se utiliza en guarnecidos,

enlucidos, prefabricados y relieves arquitectónicos, proporcionando bienestar y

comodidad. Esencial como agente retardante en la producción de cemento.

Agricultura: para mejorar las tierras de cultivo, como abono y

desalinizador.

Medicina: se utiliza en traumatología para elaborar vendas de yeso, en

la fabricación de moldes quirúrgicos y odontológicos y en la producción de pasta

dentífrica.

Industria química y farmacéutica: como fuente de calcio, componente

en medicamentos y lápices labiales.

Industria de alimentos: en el tratamiento de agua, limpieza de vinos,

refinación de azúcar, vegetales enlatados y alimentos para animales.



La mayor parte del yeso se utiliza para la producción de prefabricados (tales como

placas, molduras, etc.), para enlucidos en la construcción o como aditivo del cemento, aunque

el porcentaje relativo varía de país en país. En los EEUU el 75% de la producción de yeso se

utiliza en la producción de prefabricados y sólo un 15% se emplea en la producción de

cemento, mientras que en España el yeso de prefabricados representa el 35%, el yeso de

construcción el 39% y el yeso para cemento el 14% del consumo total.

Aplicación especial: Yeso agrícola

El yeso o sulfato cálcico (CaSO4.2H2O) es utilizado para mejorar la textura de suelos y

como fertilizante.

El aporte de yeso agrícola aumenta la cantidad de los elementos calcio y azufre en el

suelo. Su contenido en calcio es del 23% y de azufre como sulfato disponible para las plantas

es del 18%. Según el tamaño de las partículas tendrán uso en riego por goteo si esta sobre los

0,09 mm ya que es fácilmente soluble o bien de aplicación en suelos si es de mayor tamaño, -

0,18 mm- que se hace soluble de manera progresiva.

Como mejorador actúa en los siguientes aspectos:

En suelos pesados y con problemas de compactación mejora la textura evitando estos

problemas.

Mejora la infiltración del agua en el suelo, aumentando el agua disponible y

disminuyendo la erosión por escorrentía en suelos.

Su aplicación es de efecto duradero, pues el yeso va diluyéndose poco a poco

en el suelo, realizando una mejora continua. En suelos de textura pesada, una

aplicación tiene un efecto positivo durante unos 6 años.

Al desplazarse hacia capas profundas del subsuelo, y mejorar la textura de

ésta, ayuda a las raíces a desarrollarse, a llegar a mas capas y a aumentar su

capacidad de captación de agua y nutrientes del suelo, por lo que podremos

disminuir la aportación de abonos y fertilizantes, así como de agua de riego.

Como enmienda, el yeso actúa en suelos con alto valor de salinidad.

Actúa formando complejos con el Boro y el Aluminio, elementos tóxicos en exceso,

disminuyendo su concentración.

La salinidad en el suelo afecta a la productividad:

En duraznero, el límite de salinidad máxima sin que afecte el rendimiento es de 1,7

mmhos/cm. En vid de 1,5. El valor de conductividad por el que se reduce la productividad un

50 % es de 4,1 en melocotonero y 6,7 en vid. Con el aumento de 1 mmhos/cm de salinidad en

el suelo el rendimiento baja un 6,5 % en duraznero y un 12 % en vid.



Utilizando patrones especiales, podemos aumentar la resistencia a la salinidad y al

boro enormemente.

El boro también relacionado con suelos salinos, puede ser tóxico en niveles altos, con

el problema de que entre el nivel óptimo y el de toxicidad hay un rango muy pequeño. En

melocotonero y en vid, el nivel de tolerancia está entre 0,5 y 1 mg/l en la solución del suelo.

A un suelo sódico que no posee calcio en forma de carbonato o este es escaso,

necesariamente debe incorporársele alguna enmienda que contenga calcio. Se considera como

pobre valores inferiores a 2 g de cal por kg de suelo. La reacción que ocurre en el suelo cuando

se incorpora calcio como yeso es la siguiente:

Las reacciones que se producen en el suelo pasan por la incorporación del calcio a la partícula

adsorbente y la liberación del sodio a la solución.

De esta forma si se agrega yeso a un suelo sódico, el suelo se transformará en cálcico y

se formará sulfato de sodio. Luego debe efectuarse necesariamente un proceso de lavado del

suelo para lixiviar el sodio.

Dosis de empleo:

En uso como fertilizante, entre 400 a 500 Kg. por Ha.

En uso como corrector de suelos o enmienda, va entre 1 a 6 toneladas por Ha.

dependiendo de las características previas del suelo a corregir.



Bibliografía

KROSCHWITZ, J.I. and HOWE-GRANT, M. [Eds.] Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical

Technology. 4th ed. New York (USA), John Wiley & Sons Inc., 1998. Volume 4.

WILEY-VCH [Ed.] Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry: Electronic Release.

Weinheim (Germany), Wiley-VCH Verlag GmbH, 2007. 1100 p.

ORÚS ASSO, F. Materiales de Construcción.7ma ed. Madrid (España), Editorial Dossat

S.A., 1964. 696 p.

UNIVERSIDAD DE ALICANTE. El yeso como materia prima [en línea] [consulta: 11 de

septiembre 2010] Disponible en: < http://iq.ua.es/Yeso/>

PRISCOBLOG. El yeso agrícola en mejora de suelos [en línea] [consulta: 11 de

septiembre 2010] Disponible en:

<http://prunuspersicaprisco.blogspot.com/2009/05/yeso-agricola-en-mejora-de-

suelos.html >

http://iq.ua.es/Yeso/

http://prunuspersicaprisco.blogspot.com/2009/05/yeso-agricola-en-mejora-de-suelos.html

http://prunuspersicaprisco.blogspot.com/2009/05/yeso-agricola-en-mejora-de-suelos.html

Unidad Nº2 - Industria del Yeso

Documents

Transcript of Unidad Nº2 - Industria del Yeso