Aportaciones al conocimiento del comportamiento deformacional de pastas de cal: tamaño y formas de las partículas y su viscosidad.

Abstract

La cal, que había sido el material conglomerante por excelencia en el sector de la construcción se ha visto relegada casi exclusivamente, a partir de la irrupción generalizada del cemento, al mundo de la restauración, donde todavía perduran profesionales y artesanos con oficio. Estos profesionales de la restauración valoran especialmente la trabajabilidad de la cal en estado fresco, y consideran que una cal en pasta envejecida tradicionalmente ofrece mejores prestaciones que una cal en pasta coetánea o que una cal en polvo. Esta mejor trabajabilidad se traduce en mayor viscosidad. El motivo de esta tesis es investigar en la caracterización a nivel microscópico de las cales y en el comportamiento deformacional en estado fresco, para así poder confrontar el conocimiento tradicional desde la investigación científica. Al mismo tiempo, una segunda línea de investigación se ha centrado en verificar la aplicabilidad de distintas herramientas de medida para caracterizar las pastas de cal y las cales en pasta. Para la realización de esta tesis se han escogido algunas de las diferentes cales disponibles en el mercado y que pueden servir de ejemplo de las distintas maneras de fabricar y de producir este material y se han estudiado: la caracterización de las partículas que componen las pastas de cal mediante la granulometría láser, la Difracción de Rayos X (DRX) y la microscopia electrónica; y también se ha estudiado el comportamiento deformacional de las cales a partir de la medida de la viscosidad. Otra parte importante de la investigación realizada se ha centrado en discernir cómo evolucionan las pastas de cal en el tiempo y tras procesos de agitación. Los resultados obtenidos de estos trabajos demuestran la aplicabilidad de la técnica de la granulometría láser y la medida de la viscosidad como herramientas válidas para caracterizar las cales, mientras que se demuestra que el parámetro A[0001] obtenido a partir de la DRX no es válido para datar la antigüedad de la cal en pasta. También ha quedado demostrada la capacidad que tienen las cales en polvo de evolucionar incrementando su viscosidad y su carácter tixotrópico tras breves períodos de estacionamiento en forma de pasta de cal. En cuanto a las cualidades de las cales en pasta envejecidas tradicionalmente, se ha constatado que éstas presentan, en general, mayores viscosidades y distribuciones de tamaños de partículas menores que las de las pastas de cal. La evolución del proceso de envejecimiento de una cal en pasta no conduce siempre e indefinidamente a resultados mejores. Por tanto, no siempre una cal en pasta envejecida y de más edad es mejor que una cal más joven.

Since the widespread irruption of the cement, the lime, which once had been the binding material par excellence in the construction sector, has been relegated almost exclusively to the world of restoration works, where skilled professionals and craftsmen still endure. These professionals especially appreciate the workability of fresh lime, and consider that a traditionally aged lime putty provides better performance either than a coetaneus lime putty or a powder lime. This better workability results into higher viscosity. The purpose of this thesis is to investigate the characterization of the limes at a microscopic level and the deformational behavior in fresh state, in order to be able to confront traditional knowledge with scientific research. At once, a second line of research has focused on verifying the applicability of various measurement tools to characterize lime putties and hydrated lime putties. In order to achieve the fulfillment of this thesis, some different limes available in the market, that could serve as an example of the various ways of manufacturing and producing this material, have been choosen. Right after, the following items have been studied: characterization using laser granulometry of the particles that make up lime, X-Ray Diffraction (XRD) and scanning electron microscopy; deformational behavior of limes after the measurement of viscosity has also been studied. Another important part of the research performed has focused on to discern how hydrated lime putties evolve in time and after stirring processes. The results of these works demonstrate that laser granulometry techniques and viscosity measurements can be applied as valid tools to characterize limes, whereas it is concluded that A[0001] parameter obtained from XRD is not valid to reckon the age of lime putty. The ability of powder lime to evolve increasing its viscosity and its thixotropic character after short periods of ageing in lime putty format has also been demonstrated. Regarding the qualities of traditionally aged limes putties, it has been stablished that they exhibit generally higher viscosities and smaller size particle distributions than hydrated lime putties. The evolution of lime putty aging process does not lead to better results, neither always nor indefinitely. Therefore, an aged lime putty is not necessarily better than a less aged lime .