Los Morteros de Cal

Llamamos mortero a una mezcla de un conglomerante, un árido y agua, que se aplica en forma de pasta para que, una vez madurado, una dos materiales constructivos o constituya una capa continua a modo de revestimiento.

Los que no contemplan el árido en la composición se llaman morteros simples. Son morteros simples el mortero de tierra, una mezcla de tierra arcillosa y agua donde no existe ni tan siquiera reacción de maduración, pues la ligazón se produce por evaporación del agua; y los morteros de yeso que pueden o no incluir arena en su dosificación; en el primer caso serían morteros compuestos y, sin árido, son morteros simples.

Nos centramos aquí en los morteros compuestos que tienen como conglomerante la cal y/o el cemento. Utilizan como árido alguno o varios de los tipos de arena disponibles en el mercado, y el agua como desencadenante de la reacción de maduración, llamada de hidratación, que lleva a la consistencia final, desde un estado de pasta a un estado sólido, con las propiedades consiguientes de resistencia mecánica.

Ya que el agua es el componente esencial para iniciar hasta completar el proceso de maduración que nos llevará al estado final, medido por sus propiedades físicas, a los morteros compuestos con cal y/o cemento como conglomerante se les llama morteros hidráulicos.


Los morteros de cal

Aunque debemos a la técnica edificatoria de los romanos el uso de cenizas volcánicas en la composición de morteros que hoy llamamos morteros de cemento natural, utilizados en arquitectura civil, incluso en obras sumergidas en el mar, como malecones y diques, los morteros de cemento se difunden en el segundo tercio del siglo XIX a partir de la patente de José Aspdin, de 1824, que fue bautizada como cemento Portland, en honor a la localidad inglesa del mismo nombre.

Antes de esas fechas, el conglomerante único de los morteros y hormigones utilizados en la edificación fue la cal, pues no sólo daba unas buenas resistencias mecánicas sino también una cierta deformabilidad (los morteros de cal son menos rígidos que los de cemento). La inmensa mayoría del patrimonio arquitectónico de la Humanidad que ha llegado hasta nuestros días se ejecutó con morteros de cal. Incluso los trabajos de restauración más recientes estudian y reproducen los morteros de cal utilizados en la Antigüedad, como material más idóneo por compatibilidad entre materiales, no agresión química a la piedra y la cerámica estructural, y con el fin de evitar una excesiva rigidez entre y en el seno de los elementos constructivos.

Después de lo expuesto, es una obviedad indicar que los morteros de cal tienen un buen envejecimiento ante las agresiones climáticas. Solamente la agresión química y las acciones mecánicas del hielo o la cristalización de sales pueden degradar su estructura.

Ya hemos dicho que, en este tipo de morteros, el conglomerante es la cal, que es la denominación en albañilería al óxido de calcio obtenido por calcinación de la piedra caliza (carbonato de cal) que encontramos en la Naturaleza.

Si la piedra caliza no tiene impurezas, su calcinación en un horno nos dará un óxido de calcio casi puro. A esa cal pura salida del horno le llamamos cal viva.

Por contra, se llama cal muerta, a la cal viva que ha estado sometida a un proceso de meteorización, por acción del aire, la humedad y el agua, pasando parcial o totalmente a cal apagada (hidróxido de calcio).

Sin embargo, muchas piedras calizas llevan impurezas en su composición, dando variedad de cales, según la naturaleza y cantidad de esas impurezas:

• Las que proceden de piedras calizas con menos de un 10% de impurezas, sin especificar cuáles, se les llama cales grasas o cales comunes

• Las que proceden de piedras calizas con un contenido de impurezas entre un 15% y un 30% se les llama cales magras, cales áridas o delgadas
  • Las que proceden de piedras calizas con un contenido variable de arcilla se les llama cales hidráulicas, con la siguiente subdivisión:
  • Cales poco hidráulicas, con un contenido de arcilla no superior al 10%
  • Cales hidráulicas ordinarias, si contienen entre un 25-30% de arcilla
  • Cales muy hidráulicas, si el contenido de arcilla se sitúa entre el 30-35%
  • Cales límites, a las que contienen un 35% de arcilla, ya que si tienen un 36% de arcilla se transforman en cemento ordinario. Por extensión, se llaman cales límites a las que tienen un contenido muy elevado de arcilla (40-55%). Estas cales se apagan con dificultad y, en ocasiones, inician rápidamente un proceso de fraguado. Este tipo de cales no deben utilizarse nunca en la preparación de morteros.
    

Precisamente, se llama índice de hidraulicidad al cociente de dividir la cantidad de arcilla que tiene una caliza por la cantidad de cal (óxido cálcico) que contiene, ambas en partes por cien. Así, si una cal hidráulica ordinaria tiene un 20% de arcilla, en consecuencia tendrá un 80% de cal, y el índice de hidraulicidad será:

Los diferentes tipos de cal hidráulica tienen un índice de hidraulicidad comprendido entre 0,12 y 0,54.

El problema de las cales límites, con un índice de hidraulicidad superior a 0,54, es que la componente cementosa fragua rápidamente durante la operación de apagado pero las calizas infundidas no se hidratan (apagan) al mismo tiempo, por lo que el aumento de volumen provocado en el proceso de apagado (hidratación) coincide con una estructura ya rígida por el fraguado anterior del cemento, provocando la desintegración del mortero. Por eso, las cales límites no deben utilizarse en la confección de morteros.

Por la consistencia o manipulación de la cal recibe otros adjetivos:

• Cal acerada, a la que es muy dura para trabajar por lo que se debe añadir más agua en el proceso de apagado y batirla más
• Cal en terrón, a la presentación de la cal viva sin manipulación alguna, tal como sale del horno de calcinación
• Cal aérea, es la que fragua solamente al aire libre
• Cal apagada o hidrato de cal (hidróxido cálcico) que se forma al sumergir la cal viva en agua. También se le llama cal hidratada. La cal apagada puede desmenuzarse sirviéndose en polvo (cal en polvo) o emplearse directamente en pasta después del batido con agua (cal en pasta)

Cuando se precisan grandes cantidades de cal apagada en pasta se recurre a una instalación como la representada en el esquema adjunto. El proceso de apagado de la cal consta de las siguientes fases:

1 -   Se extienda una capa de terrones de cal viva en la balsa de apagado

2 -   Se echa una cantidad de agua equivalente al volumen de cal viva depositada en la balsa de apagado, con lo que ésta se desmenuza

3 -   Al mismo tiempo que se remueve la pasta con un palo, se sigue echando agua hasta un volumen que se el doble que el inicial de la cal viva. La cal viva habrá aumentado de volumen hasta el doble (en el apagado se produce aumento de volumen y calor)

4 -   Cuando se alcance una pasta homogénea se termina de remover con el palo y se abre la compuerta de la parte inferior, para que el contenido de la balsa pase al foso (directamente excavado en tierra, sin fondo ni paredes). El agua sobrante se filtrará en el terreno arrastrando consigo las sales disueltas. Los grumos y otras impurezas de la cal quedarán retenidos por la rejilla de la compuerta.

5 -   La cal apagada se deja reposar en el fondo unos 6 días si se va a utilizar en la composición de morteros, y unos 20 días si se utilizará en revoques. La aparición en la superficie del foso de grietas de 1-1,5 cm de anchura nos indica que el proceso de apagado se ha completado

En el cuadro adjunto se aportan datos de la dosificación cal viva/agua en el proceso de apagado de la cal.

Una buena cal grasa no tiene más de 1-2% de arcilla y otras impurezas. 100 Kg de cal grasa muy pura dan 0,24 m³ (240 l) de cal apagada, pero si no es muy fina se obtienen 180 l.

Si en el proceso de apagado se remueve constante y cuidadosamente (abarcando todo el volumen de la balsa) se obtendrá una cal apagada fina, ya que las calizas mal calcinadas irán al fondo. Arriba nos quedará una cal flor de excelente calidad para morteros destinados a la colocación de azulejos. Esa era una de las claves de la buena calidad de los alicatados de antaño, habiendo llegado hasta nuestros días en buen estado tras 600 años de digno envejecimiento.

Los morteros de cal han tenido una aplicación muy amplia, sobre todo en obras de fábrica, pero también en revoques y colocación de azulejos.

La dosificación está en función del tipo de cal y la aplicación que queramos darle al mortero. La dosificación se establece en volúmenes de las partes separadas por dos puntos, a la izquierda los volúmenes de cal, a la derecha de los dos puntos los volúmenes de arena. Por ejemplo, la dosificación 1:2 para revoques y muros delgados nos indica que utilizaremos un volumen de cal y dos de arena.

El agua de amasado para un mortero normal suele ser del 19 al 22% del volumen del material seco, aproximadamente la quinta parte del volumen total (sobre 1 m³ de mortero seco utilizaríamos 200 l. de agua).

En el cuadro adjunto se ofrecen algunas dosificaciones.

MORTEROS DE CAL
Aplicaciones	Kg de cal por m3 de arena
	Muy hidráulica	Medianamente hidráulica
Enlucidos Revoques Muros de ladrillo Muros de mampostería	600-1.000 400-550 350-400 300-350	500-600 360-400 300-360 260-300
Nota: Un m3 de cal hidráulica pesa 675 Kg

Un mortero de cal 1:3 da una resistencia a la compresión de 75 daN/cm² y 10 daN/cm² a la tracción, a los 28 días de su aplicación. Si el fraguado se realiza en inmersión en agua estos niveles se reducen a la tercera parte.

El tiempo de fraguado o maduración oscila entre 1 y 7 días.

Los morteros de cal dan un buen resultado en exteriores. Debemos emplear morteros duros (1:2) en lugares húmedos, y blandos (1:4, 1:5, 1:6) en lugares secos o con materiales blandos o absorbentes.

El amasado del mortero consta de las siguientes fases:

• Sobre una pastera se forma un montón de arena sobre la que se vierte la cal en la dosificación deseada
• Se mezclan ambos componentes con la batidora hasta que den un color uniforme
• Se dispone el montón en forma de tronco de cono o cráter (también llamado en forma de corona)
• Se vierte el agua poco a poco en el centro, y se bate la pasta