Mortero de cal

El mortero de cal o mortero de cal ^{[ 1 ] [ 2 ]} es un mortero de mampostería compuesto de cal y un agregado como arena , mezclado con agua. Es uno de los tipos de mortero más antiguos que se conocen, utilizado en la antigua Roma y Grecia , cuando reemplazó en gran medida los morteros de arcilla y yeso comunes en la construcción del antiguo Egipto . ^{[ 3 ]}

Con la introducción del cemento Portland durante el siglo XIX, el uso de mortero de cal en las nuevas construcciones disminuyó gradualmente. Esto se debió principalmente a la facilidad de uso del cemento Portland, su rápido fraguado y su alta resistencia a la compresión. Sin embargo, las propiedades blandas y porosas del mortero de cal ofrecen ciertas ventajas al trabajar con materiales de construcción más blandos , como la piedra natural y la terracota . Por esta razón, si bien el cemento Portland se sigue utilizando comúnmente en la construcción de ladrillo y hormigón , no se recomienda su uso en la reparación y restauración de estructuras de ladrillo y piedra construidas originalmente con mortero de cal. ^{[ 4 ]}

A pesar de su utilidad perdurable durante muchos siglos ( hormigón romano ), la eficacia del mortero de cal como material de construcción no se ha comprendido del todo; las prácticas tradicionales se basaban en la tradición, el folclore y el conocimiento del oficio, lo cual se ve respaldado por la gran cantidad de edificios antiguos que aún se conservan. Las pruebas empíricas realizadas a finales del siglo XX proporcionaron una comprensión científica de su notable durabilidad. ^{[ 5 ]} Tanto los profesionales como los propietarios que realizan sus propias obras pueden adquirir mortero de cal (y conseguir que se iguale el color y la composición de su mortero histórico) a través de empresas especializadas en la conservación del patrimonio histórico que venden mortero premezclado en pequeñas cantidades. ^{[ 6 ]}

La cal proviene del inglés antiguo lim ('sustancia pegajosa, cal para pájaros, mortero, cemento, gluten'), y está relacionada con el latín limus ('limo, lodo, ciénaga') y linere ('untar'). ^{[ 7 ]} El mortero es una mezcla con cemento y proviene del francés antiguo mortier ('mortero de construcción, yeso; recipiente para mezclar') a finales del siglo XIII y del latín mortarium ('mortero'). ^{[ 7 ]} La cal es un cemento ^{[ 8 ]} que es un aglutinante o pegamento que mantiene las cosas unidas, pero el cemento generalmente se reserva para el cemento Portland.

El mortero de cal apareció en la Antigüedad . Los antiguos egipcios fueron los primeros en utilizarlo hace unos 6000 años; por ejemplo, lo usaron para revocar las pirámides de Giza. Además, los egipcios también incorporaron diversos tipos de cal en sus templos religiosos y en sus hogares. ^{[ 9 ]} Las estructuras tradicionales de la India se construyeron con mortero de cal, algunas de las cuales tienen más de 4000 años (como Mohenjo-daro , un monumento patrimonial de la civilización del valle del Indo en Pakistán ). ^{[ 10 ]}

El Imperio Romano utilizó ampliamente morteros a base de cal. Vitruvio , arquitecto romano, proporcionó directrices básicas para las mezclas de mortero de cal. Los romanos crearon morteros hidráulicos que contenían cal y una puzolana como polvo de ladrillo o ceniza volcánica. Estos morteros estaban destinados a ser utilizados en aplicaciones donde la presencia de agua impediría que el mortero se endureciera (carbonatara) adecuadamente. ^{[ 11 ]}

Actualmente, el mortero de cal se utiliza principalmente en la conservación de edificios construidos originalmente con él, pero también puede emplearse como alternativa al cemento Portland común. Está compuesto principalmente de cal (hidráulica o no hidráulica, como se explica más adelante), agua y un árido como la arena. El cemento Portland ha demostrado ser incompatible con el mortero de cal debido a su mayor dureza, menor flexibilidad e impermeabilidad. Estas características provocan el deterioro prematuro de los ladrillos históricos blandos ^{[ 12 ]} , por lo que tradicionalmente se recomienda el uso de morteros de cal cocidos a baja temperatura junto con morteros existentes de un tipo similar o para la reconstrucción de edificios mediante métodos históricamente correctos. Antiguamente, el mortero de cal solía mezclarse in situ con la arena disponible localmente. Dado que la arena influye en el color del mortero de cal, los colores del mortero de rejuntado pueden variar drásticamente de un distrito a otro. ^{[ 13 ]}

La cal hidráulica contiene sustancias que fraguan por hidratación , por lo que puede fraguar bajo el agua. La cal no hidráulica fragua por carbonatación y, por lo tanto, necesita exposición al dióxido de carbono del aire; este material no puede fraguar bajo el agua ni dentro de una pared gruesa. Para los morteros de cal hidráulica natural (NHL), la cal se obtiene de piedra caliza que contiene de forma natural un porcentaje suficiente de sílice y/o alúmina. La cal hidráulica artificial se produce introduciendo tipos y cantidades específicas de aditivos en la fuente de cal durante el proceso de cocción, o añadiendo una puzolana a la cal no hidráulica. La cal no hidráulica se produce a partir de una fuente de carbonato de calcio de alta pureza , como tiza, piedra caliza o conchas de ostra.

mortero de conchas de ostra

En la región costera de Maryland y Virginia, las conchas de ostra se utilizaban para producir cal viva durante el período colonial. Al igual que otros materiales empleados para la producción de cal, las conchas de ostra se quemaban. Esto se podía realizar en un horno de cal en lugar de un horno convencional. La quema de conchas en un horno de cal es un método que Colonial Williamsburg y la recreación de Ferry Farm han tenido que desarrollar a partir de conjeturas y aprendizaje práctico. El horno que construyeron consiste en troncos dispuestos en círculo que arden lentamente, convirtiendo las ostras contenidas en la pila de madera en un polvo de ceniza. ^{[ 14 ] [ 15 ]} La concha quemada se puede luego apagar y convertir en pasta de cal.

Los morteros elaborados con conchas de ostra a veces se identifican por la presencia de pequeños fragmentos de concha en la junta de mortero expuesta. En la restauración de mampostería, estos fragmentos a veces se exageran para dar al observador una impresión de autenticidad. Desafortunadamente, estos intentos modernos suelen contener proporciones de cemento Portland superiores a las necesarias . Esto puede provocar fallas en el ladrillo si la junta de mortero es más resistente que los elementos de ladrillo.

El mortero de cal tradicional es una combinación de pasta de cal y agregado (generalmente arena). Una mezcla típica de mortero de cal moderno sería 1 parte de pasta de cal por 3 partes de arena lavada, bien graduada y gruesa . Se han utilizado otros materiales como agregado en lugar de arena. La teoría es que los huecos del espacio vacío entre las partículas de arena representan 1/3 del volumen de la arena. La pasta de cal, cuando se mezcla en una proporción de 1:3, llena estos huecos para crear un mortero compacto. El análisis de muestras de mortero de edificios históricos generalmente indica que se usaba comúnmente una proporción más alta de alrededor de 1 parte de pasta de cal por 1,5 partes ^{[ 18 ]} de agregado/arena. Esto equivale aproximadamente a 1 parte de cal viva seca por 3 partes de arena. Una mezcla de yeso grueso tradicional también tenía crin de caballo añadida para reforzar y controlar la retracción, importante al enyesar sobre listones de madera y para capas base (o de enlucido) sobre superficies irregulares como muros de piedra donde el mortero a menudo se aplica en capas más gruesas para compensar los niveles irregulares de la superficie.

Si se produce retracción y agrietamiento del mortero de cal, esto puede deberse a:

• La arena está mal clasificada o tiene un tamaño de partícula demasiado pequeño.
• Aplicar el mortero demasiado grueso (las capas más gruesas aumentan la posibilidad de contracción, agrietamiento y desprendimiento).
• Demasiada succión del sustrato
• Altas temperaturas del aire o luz solar directa que resecan el mortero
• Alto contenido de agua en la mezcla de mortero de cal
• Masilla de cal de mala calidad o sin madurar

Un método común para mezclar mortero de cal con cal en polvo es el siguiente:

• Reúna los ingredientes, arena, cal y agua.
• Mida la proporción de arena y cal; por ejemplo, 3 cubos de arena y 1 cubo de cal para una proporción de 3:1.
• Mezcla bien los ingredientes secos hasta que toda la arena quede cubierta de cal y no se vean trozos de arena ni de cal.
• Reserva una porción de los ingredientes secos retirándola del recipiente de mezcla. La cantidad reservada puede variar, pero un punto de partida seguro es aproximadamente un cuarto de la mezcla. Esta cantidad se añadirá posteriormente para ajustar la consistencia de la mezcla.
• Mide el agua. La cantidad dependerá de qué tan húmeda quieras que quede la mezcla y de qué tan mojada esté la arena. Un buen punto de partida es 1 cuarto de galón de agua por galón de arena.
• Agregue aproximadamente 2/3 del agua a los ingredientes secos y mezcle hasta obtener una consistencia uniforme.
• Agregue los ingredientes secos reservados y/o el agua restante para obtener la mezcla deseada. Se necesita tiempo para saber qué funciona bien, y la receta puede variar según la temperatura, la humedad, la humedad de la arena, el tipo de ladrillo y la tarea a realizar (colocar ladrillos puede requerir una mezcla más húmeda, mientras que rejuntar puede requerir una más seca).
• Para comprobar la consistencia de la mezcla mientras se prepara, se puede usar una llana o dar palmaditas al mortero con la mano para ver cuánta humedad y "crema" sube a la superficie.
• Recuerde humedecer bien el ladrillo antes de aplicar el mortero de cal. Los ladrillos antiguos pueden ser extremadamente porosos; un ladrillo de 1,8 kg (4 libras) puede contener 0,57 litros (1 pinta imperial) de agua. Los ladrillos deben estar saturados, pero secos en la superficie antes de colocarlos o rejuntarlos. El exceso de agua puede provocar que la cal se escurra y deje vetas.  

La combinación de cemento Portland y cal se utiliza para la estabilización y solidificación del terreno mediante la formación de columnas de cemento y cal o la estabilización de todo el volumen de la masa superior. ^{[ 23 ]} Este método proporciona mayor resistencia a las vibraciones, estabilidad y asentamientos. En la construcción de carreteras y vías férreas, por ejemplo, este método es más común y extendido (calle Queen Eufemias en el centro de Oslo, E18 en Tønsberg, etc.).

Para fines de conservación, se suelen utilizar morteros de tipo N y tipo O. Un mortero de tipo N se compone de 1 parte de cemento Portland, 1 parte de cal y 6 partes de arena u otro agregado (1:1:6). Un mortero de tipo O se compone de 1 parte de cemento Portland, 2 partes de cal y 9 partes de arena u otro agregado (1:2:9). El mortero de cal pura no contiene cemento Portland y se compone de 1 parte de cal por 3 partes de arena u otro agregado. La adición de cemento u otra puzolana para disminuir los tiempos de curado se denomina "aglomerado". Además del cemento Portland, se han utilizado ceniza y polvo de ladrillo para aglomerar morteros. ^{[ 24 ]}

Para fines de restauración histórica, y trabajos de restauración que impliquen el rejuntado o la sustitución de ladrillos, los albañiles deben encontrar el ladrillo y el mortero originales y repararlos con un material similar. El Servicio de Parques Nacionales proporciona orientación para el rejuntado adecuado de la mampostería a través del Informe de Preservación 2. [ ^{25 ] En} general, el Informe 2 sugiere que el rejuntado debe hacerse con un mortero similar o más débil. Por lo tanto, una junta recta de mortero de cal debe rejuntarse del mismo tipo. Debido a la popularidad del cemento Portland, esto a menudo no es el caso. Un sistema de muro necesita un equilibrio entre el mortero y el ladrillo que permita que el mortero sea la parte más débil de la unidad.

Cuando el mortero es más resistente que el ladrillo, impide cualquier movimiento natural en la pared, y las caras del ladrillo comienzan a deteriorarse. Este proceso se conoce como desconchamiento , en el que la cara exterior del ladrillo se degrada y puede desprenderse en escamas o convertirse en polvo. También existe un movimiento natural del agua a través de una pared de mampostería. Una mezcla de cemento Portland resistente impedirá el libre flujo del agua desde una zona húmeda a una seca. Esto puede provocar que la humedad ascendente quede atrapada dentro de la pared y cause fallas en el sistema. Si la humedad no puede evaporarse al aire, se acumulará y dañará la estructura de la pared. La congelación del agua en la pared es otra causa de desconchamiento.

En la restauración de estructuras anteriores al siglo XX, se recomienda una alta proporción de cal y áridos con respecto al cemento Portland. Esto reduce la resistencia a la compresión del mortero, pero permite un mejor funcionamiento del sistema de muros. El mortero de cal actúa como una mecha que ayuda a extraer el agua del ladrillo, lo que puede prevenir el desconchamiento de los ladrillos antiguos. Incluso cuando el ladrillo es moderno y más duro, el rejuntado con un mortero de cal de mayor proporción puede ayudar a reducir la humedad ascendente.

Puede que no sea recomendable para todos los consumidores usar mortero de cal puro. Al no contener cemento Portland, el fraguado es menos controlado. En algunos casos, un ciclo de congelación y descongelación puede provocar fallos en la junta. El mortero de cal puro también tarda mucho en curarse por completo, por lo que es necesario realizar el trabajo en una época del año con condiciones climáticas favorables para su correcto fraguado. Estas condiciones incluyen temperaturas superiores a cero grados y estaciones más secas. Para proteger el mortero de curado lento de la humedad, se puede añadir siloxano a la superficie. En el caso de estructuras históricas, esta estrategia puede resultar controvertida, ya que podría tener un efecto perjudicial sobre la estructura original.

La presencia de cemento Portland permite obtener un mortero más estable. Esta estabilidad y previsibilidad facilitan su uso, especialmente en aplicaciones donde se colocan secciones completas de muros. Los contratistas y diseñadores pueden preferir las mezclas con cemento Portland debido a su mayor resistencia a la compresión en comparación con un mortero de cal puro. Dado que muchos edificios anteriores a la introducción del cemento Portland aún se conservan y mantienen su mortero original, los argumentos a favor de una mayor resistencia a la compresión y facilidad de uso podrían deberse más a las prácticas actuales que a la falta de conocimiento de las técnicas antiguas.

• Cemento modificado energéticamente
• Hormigón de cáñamo
• Enlucido
• Mortero de arroz glutinoso
• Encalar

Lecturas adicionales

• Burnell, George Rowdon; Tratado rudimentario sobre cales, cementos, morteros, hormigones, mástiques, enlucidos, etc.
• Dibdin, William Joseph; Mortero de cal y cemento: sus características y análisis. Con una descripción de la piedra artificial y el asfalto.
• Gilmore, Quincy A.; Cales, cemento hidráulico y morteros
• Hodgson, Fred T.; Hormigón, cementos, morteros, mármoles artificiales, yesos y estucos: cómo usarlos y cómo prepararlos.
• Lazell, Ellis Warren; Mortero de cal y cemento  : sus características y análisis. Con una descripción de la piedra artificial y el asfalto.

• A continuación se presentan artículos técnicos de mediados del siglo XIX sobre los siguientes temas: mortero de cal , fabricación de cemento a pequeña escala , fabricación de cemento a gran escala y mortero .
• Gerard Lynch, 'El mito en la mezcla: la proporción 1:3 de cal y arena', The Building Conservation Directory , 2007