Calcinación y fraguado del yeso: etapas, productos y proceso
Resumen
El texto explica cómo cambia el sulfato cálcico dihidratado al calentarse a distintas temperaturas, dando lugar al hemihidrato, la anhidrita III, la anhidrita II y la cal viva. También describe el proceso físico-químico por el que, al amasarse con agua, el yeso hemihidrato fragua y endurece hasta formar un sólido resistente.
Puntos clave
- El sulfato cálcico dihidratado (SO₄Ca·2H₂O) contiene alrededor de un 21% de agua de cristalización.
- Entre 120 y 170 ºC se forma el hemihidrato (SO₄Ca·½H₂O), que puede rehidratarse al amasarse con agua.
- Entre 170 y 300 ºC se obtiene la anhidrita III o anhidrita soluble, muy inestable y avida de agua.
- Entre 500 y 700 ºC se forma la anhidrita II o insoluble, estable, que no fragua sin acelerantes.
- Entre 900 y 1000 ºC se produce cal viva (CaO), que acelera el fraguado y puede fraguar bajo el agua.
- El fraguado del hemihidrato se debe a la disolución y a la precipitación de cristales de dihidrato, que se entrelazan y dan consistencia y resistencia progresiva a la pasta.
La Calcinación de la Piedra de Yeso: Transformación y Productos
La limpieza adecuada de herramientas y recipientes es crucial para evitar un efecto acelerante no deseado en los procesos.
Etapas y Productos de la Calcinación del Yeso
A medida que la temperatura de calcinación de la piedra de yeso aumenta, se obtienen diferentes productos, aunque todos corresponden a sulfato cálcico (SO₄Ca).
A temperatura ambiente:
Se encuentra el sulfato cálcico dihidratado (SO₄Ca·2H₂O), que contiene un 21% de agua de cristalización.
Entre 120 y 170 ºC:
Se produce una reacción en la que se pierde una molécula y media de agua:
SO₄Ca·2H₂O + Q = SO₄Ca·½H₂O + 3/2H₂O
En este rango, aparecen dos formas alotrópicas (yeso α y yeso β) con la misma composición molecular. Si se amasa con agua en la proporción adecuada, se rehidrata, formando nuevamente el dihidrato.
Entre 170 y 300 ºC:
Se produce una deshidratación gradual del hemihidrato hasta la pérdida total del agua de cristalización. Se forma la anhidrita III o anhidrita soluble.
SO₄Ca·½H₂O + Q = SO₄Ca (III) + ½H₂O
La SO₄Ca (III) posee una gran avidez por el agua, lo que la convierte en un compuesto muy inestable.
Entre 500 y 700 ºC:
Se obtiene la anhidrita II, también conocida como anhidrita insoluble o yeso sobrecocido por calcinación. Es estable y no fragua. Si no se le añadieran acelerantes, permanecería semanas en estado líquido. Solo existe una forma:
SO₄Ca (III) + Q = SO₄Ca (II)
Entre 900 y 1000 ºC:
Se produce la disociación del SO₄Ca, obteniéndose cal viva (CaO). Esta ayuda a acelerar el fraguado y también puede fraguar bajo el agua. Es un producto similar a la cal, pero obtenido a partir del yeso.
SO₄Ca (II) + Q = SO₄Ca (I)
SO₄Ca (I) + Q = SO₃ + CaO (cal viva)
Nota importante: La composición del aljez (materia prima) y el método de cocción (especialmente la presión) también influyen significativamente en estos datos y resultados.
El Proceso de Fraguado del Yeso: De Pasta a Sólido Resistente
El yeso hemihidrato, al ser amasado con agua, fragua en un plazo breve y posteriormente se endurece. A continuación, se detallan las etapas del proceso físico-químico:
Al amasar el yeso cocido (hemihidrato) con agua, se inicia la reacción.
Alrededor de estas partículas se forma una disolución localmente saturada, creando partículas disueltas de dihidrato (SO₄Ca·2H₂O), que son más estables y de menor solubilidad.
Este proceso genera una fuerte sobresaturación local de dihidrato, lo que permite una rápida precipitación en forma de cristales de dihidrato. De esta manera, la disolución deja de estar sobresaturada.
La capa inicial de hemihidrato se disuelve progresivamente.
Todos estos procesos tienen lugar simultáneamente en toda la pasta.
Esta mezcla y fusión puntual de los cristales es lo que confiere a la pasta su consistencia sólida (fraguado) y su resistencia mecánica (endurecimiento) de forma progresiva.
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PDF Word HTMLPreguntas frecuentes
¿Qué es la anhidrita II?
Es el producto obtenido entre 500 y 700 ºC, también llamado anhidrita insoluble o yeso sobrecocido por calcinación. Es estable y no fragua, por lo que sin acelerantes permanecería semanas en estado líquido.
¿Por qué la anhidrita III es inestable?
Porque posee una gran avidez por el agua, lo que la convierte en un compuesto muy inestable.
¿Qué ocurre cuando el yeso hemihidrato se amasa con agua?
Se forma una disolución localmente saturada y precipitan cristales de dihidrato, que se entrelazan y generan el fraguado y, posteriormente, el endurecimiento de la pasta.
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