Materiales de construcción

Gres (palabra proveniente del francés grès, arenisca)¹ es el término genérico² que designa una pasta cerámica, formada porarcillas naturales, o mucho más común por una combinación de arcillas plásticas refractarias, materiales desgrasante añadidos, como sílice y siendo el fundente usado más común el feldespato. Sus principales características son su dureza, ser casi impermeable una vez cocido a su temperatura de sinterización vítrea. El rango de cocción oscila desde los 1200°C a los 1300°C, dependiendo de su composición química.

Con el gres se pueden fabricar una cierta variedad de productos como sanitarios, tuberías de saneamiento, vajillas, alfarería entre otros, pero sin duda el mayor campo de aplicación es la producción de pavimentos y revestimientos de baldosas para el suelo.

Historia

Gres para su uso en la industria química.

Algunos nombres que se aplican en distintas culturas son stoneware, o simplemente cerámica de alta temperatura. La palabra "Gres" proveniente del francés grès, arenisca. El origen de estas pastas lo podemos ubicar 1400 a. C. entre la dinastía Han y ladinastía Shang (1600 a. C. - 1046 a. C.).^3 4 5 6

En Europa la producción de gres empezó en el siglo XII en Alemania, en la región del Rin.⁷ Hasta el siglo XIV no se empezó a difundir por el resto de países. Especial acierto en los esmaltes desarrollando los vidriados a la sal, para dotarlos de una mayor impermeabilidad. En Inglaterra tuvo gran arraigo y a partir del siglo XVII se desarrolló una industria autónoma en Staffordshire. Ceramistas famosos en este centro fueron, John Dwight, y Josiah Wedgwood.

Materias primas

Las materias primas utilizadas para la fabricación del gres se dividen en tres categorías: materias plásticas, materias fundentes y materias inertes.

Las materias plásticas son minerales arcillosos, principalmente caoliníticos y/o illíticos, que proporcionan en presencia de agua la suficiente plasticidad para obtener, durante la etapa de conformado, una forma definida y estable. Químicamente aportan Al, Si y parte del Ca, Fe y Ti.

Las materias fundentes son principalmente feldespatos y feldespatoides que en la fase de cocción forman fases vítreas que actúan de ligantes entre las partículas y reducen la porosidad final del producto. Son portadores de Na, K, Al y Si.

Las materias inertes son principalmente arenas silíceas que permiten un control dimensional de las piezas durante la etapa de secado y cocción, así como favorecer la desgasificación de las eventuales impurezas (materia orgánica) que pudiera haber en las materias primas. Aportan mayoritariamente Si.

Fabricación

Por norma general las materias primas utilizadas para la fabricación del gres son materias primas naturales que son sometidas a procesos de lavado y de homogeneización. Una vez realizada la primera mezcla de las materias se procede a la molturación de las mismas, con el objetivo de obtener un tamaño de partícula medio acorde con el producto que se quiere fabricar, aumentando así la superficie específica y disminuyendo el tiempo de reacción entre componentes durante la etapa de cocción.

Este proceso de molturación puede realizarse vía seca mediante molinos de martillos o pendulares, o bien por vía húmeda mediante molinos de bolas. En este caso, se ha impuesto en los últimos años, acompañar a este proceso con un proceso posterior de secado por atomización, consistente en introducir la barbotina (suspensión resultante de la molienda que contiene un 30-45% de agua) en un pulverizador que formará finas gotas que entrarán en contacto con una corriente de aire caliente produciendo un producto sólido con bajo contenido de agua (5-7%).

Finalmente el producto obtenido de la molienda es sometido a procesos de conformado (por prensado o extrusión), secado, esmaltado (no necesario en determinados productos) y cocción que permitirán obtener los productos finales.

Clasificación de las baldosas

La clasificación más objetiva es la que establece la norma UNE EN 14411 o su equivalente internacional, la norma ISO 13006. Esta clasificación se basa en el método de moldeo y en la absorción de agua de la baldosa cerámica, resultando de ella los siguientes grupos:

• AIa: Baldosas extruidas con muy baja absorción de agua (E<0 .5="" li="">
• AIb: Baldosas extruidas con baja absorción de agua (0.5
• AIIa: Baldosas extruidas con absorción de agua media-baja (3
• AIIb: Baldosas extruidas con absorción de agua media(6
• AIII: Baldosas extruidas con elevada absorción de agua (E>10%).
• BIa: Baldosas prensadas con muy baja absorción de agua (E<0 .5="" li="">
• BIb: Baldosas prensadas con baja absorción de agua (0.5
• BIIa: Baldosas prensadas con absorción de agua media-baja (3
• BIIb: Baldosas prensadas con absorción de agua media (6
• BIII: Baldosas prensadas con elevada absorción de agua (E>10%).

Grout es un relleno estructural para la colocación bajo estructuras y maquinaria. Mortero especializado para el relleno de espacios. Mortero que no tenga contracción o que tenga expansion positiva. Existen varios usos del término.

• Grout de construcción (si tiene contracción a largo plazo)
• Grout de precisión
• Grout para la instalación de losetas
• Grout para suelos (relacionado a suelos epóxicos)
• Grout epóxico.

La necesidad de diferenciar el grout es que los morteros comunes de cemento portland tienen una contracción progresiva. Esta contracción vuelve a generar un hueco en el espacio que se esté llenando.

Usos

Instalación de maquinaria, Compresores, Bombas. Instalación de Anclajes.Instalación de tanques de fondo plano.Minería bajo y dentro de los Molinos y Quebradoras.

Mezclado

Para la correcta preparación del grout se debe de mezclar en una Morterera ya que las revolvedoras de concreto no generan una cortante dentro del material por lo cual no asegura una mezcla homogénea. Mezclar con una revolvedora de concreto requiere mas agua y por lo tanto baja la resistencia del material.

Colocación de Grout

Para colocar un grout es necesario usar una Caja de Grouteo en esta se acumula el material para que haga presión y fluya por abajo de la placa base. Los espesores puede variar dependiendo del tipo de material pero es muy común que se coloquen 2" o 5cm para permitir el ajuste en los niveles de la placa base. Existen grouts que pueden entrar en espesores menores a 1/2" de espesor.

Caja de Grouteo

La caja de grouteo es un embudo donde se acumula el grout. Esta debe de tener una forma cónica para ayudar a que se aumente la presión a la salida del la caja. La caja de grouteo puede ser fabricada de varios materiales. Lamina, Madera, Triplay.

Tamaño

El tamaño de la caja de grouteo debe de ser 1/3 hasta 1/2 veces el tamaño de placa a groutear de manera que haya suficiente presión para forzar el material bajo la placa base.

Tipos

• Grout Cementicio no Metálico (Grout NM)de construcción
• Grout Cementicio no Metalico de precisión (expansión en estado húmedo y seco según ASTM 1107)
• Grout Cementicio con Agregados Metálicos (Grout Metálico)
• Grout Epoxico

Grout Submarino

El grout que se puede instalar en la presencia de agua sin disgregarse y que no se ve afectado por la presencia de agua se considera un grout submarino. Existen de varios tipos incluyendo cementicios y epoxicos. Estos grouts puede ser diseñados en su granulomentria para poderse bombear. Los epoxicos se deben bombear conbomba peristáltica ya que estas pueden manejar pegamentos sin echarse a perder.

ACI 351.1

El instituto americano del concreto o ACI publica un reporte específico con respecto al grout.
ACI351.1R-99 Grouting between foundations and Bases for Support of Equipment and Machinery.
En este artículo se detalla 4 tipos de expansión:

• Generación de gas por aditivo de Óxido de Aluminio.(reacción dependiente de la temperatura)
• Liberación de aire por medio de carbón fino.(reacción no dependiente de la temperatura)
• Cemento expansivo (reacción dependiente de la humedad)
• Oxidación de aditivo metálico (reacción dependiente de la humedad)

ASTM C 1107

La ASTM C 1107 determina que existen diferentes grados o calidades en el grout basado en el momento en que se expande el grout si el grout se expande solo en su estado húmedo, solo en su estado seco o en ambos.

Pruebas ASTM

ASTM C1107-11/C1107M-11 Standard Specification for Packaged Dry, Hydraulic Cement Grout (Nonshrink)
ASTM C531-00(2005) Standard Test Method for Linear Shrinkage and Coefficient of Thermal Expansion of Chemical Resistant Mortars, Grouts, Monolithic Surfacings, and Polymer Concretes
ASTM C579-01(2006) Standard Test Methods for Compressive Strength of Chemical Resistant Mortars, Grouts, Monolithic Surfacings, and Polymer Concretes
ASTM C827-10/C827M-10 Standard Test Method for Change in Height at Early Ages of Cylindrical Specimens of Cementitious Mixtures
ASTM C882/C882M-10 Standard Test Method for Bond Strength of Epoxy Resin Systems Used With Concrete by Slant Shear
ASTM C1181-00(2005) Standard Test Methods for Compressive Creep of Chemical Resistant Polymer Machinery Grouts
ASTM C1090-10 Standard Test Method for Measuring Changes in Height of Cylindrical Specimens of Hydraulic Cement Grout
ASTM C942-10 Standard Test Method for Compressive Strength of Grouts for Preplaced Aggregate Concrete in the Laboratory
ASTM C109-11/C109M-11 Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2 in. or [50 mm] Cube Specimens)
ASTM C1437 - 07 Standard Test Method for Flow of Hydraulic Cement Mortar
ASTM C939 - 10 Standard Test Method for Flow of Grout for Preplaced Aggregate Concrete (Flow Cone Method)
ASTM C 1339-02 Standard Test Method for Flowability and Bearing Area of Chemical-Resistant Polymer Machinery Grouts

API

El American Petroleum Institute publica 2 documentos que hacen mención detallada del uso y diseño del grout en maquinaria. STD 617 para el diseño y 686 para las instrucciones de instalación de maquinaria. Estos dos documentos aparte de la ACI y las ASTM son los más extensos y asientan las bases para todas la máquinas rotatorias no solo para el uso de los derivados del petroleo sino para toda la industria que pudiera usar bombas y compresores de gran tamaño. La "API 686" también tiene checklists que ayudan a verificar la instalación de equipos grouteados estos documentos son cruciales para los supervisores de calidad.