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Las cales a emplear en la construcción (edificación y obra civil) vienen definidas en la Norma UNE-EN 459-1 “Cales para la construcción. Parte 1: Definiciones, especificaciones y criterios de conformidad”.

Se trata de una norma europea armonizada, por lo que las cales empleadas en la construcción (y como caso particular la estabilización de suelos) deben poseer el marcado CE, Dicha norma se complementa con las dos siguientes:

 UNE-EN 459-2 “Cales para la construcción. Parte 2: Métodos de ensayo”.

 UNE-EN 459-3 “Cales para la construcción. Parte 3: Evaluación de la conformidad”.

La citada Norma UNE-EN 459-1 contempla distintos tipos de cales, entre los que los más importantes son los siguientes:

Cales aéreas: cales que se componen principalmente de óxido e hidróxido de calcio y

magnesio, los cuales endurecen lentamente aire por la acción del CO2 de la atmósfera. No presentan propiedades hidráulicas, es decir no endurecen con el agua y se obtienen a partir de rocas calizas con contenidos en carbonatos superiores al 95 %

Cales hidráulicas: a diferencia de las cales aéreas, endurecen en contacto con el

agua. Se obtienen a partir de calizas que contienen arcillas (sílice y alúmina). Durante la calcinación y la posterior hidratación se forman silicatos y aluminatos cálcicos que son los que confieren las propiedades hidráulicas.

Según el contenido de óxido de magnesio, las cales aéreas se dividen en cálcicas (CL), cuando su contenido de MgO es inferior al 5 %, y dolomíticas (DL), cuando dicho contenido es superior al 5 %. La denominación se completa mediante una cifra (90, 80), que indica el contenido mínimo de la suma de CaO y MgO. A las abreviaturas anteriores se les añade la letra Q o S según se trate de cales vivas o hidratadas (apagadas), respectivamente.

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Las cales para tratamiento de suelos, además de la norma UNE-EN 459-1, deben cumplir las prescripciones complementarias de la norma UNE 80502:2003 “Cales vivas o hidratadas utilizadas en la mejora y/o estabilización de suelos”. De acuerdo con esta última, solamente se admiten para estas aplicaciones cales aéreas vivas CL 90-Q o CL 80-Q o bien cales aéreas apagadas CL 90-S o CL 80-S, pues son las que actúan más eficazmente sobre los elementos arcillosos, por liberar rápidamente más iones Ca++, responsables de la floculación de las partículas de arcilla y por elevar el pH del suelo a valores en torno al 12,5 para producir la reacción puzolánica causante del incremento de la resistencia mecánica a largo plazo.

Por otra parte, deben cumplir lo establecido en el artículo 200 “Cales para estabilización de suelos” del PG-3.

La cal puede utilizarse en polvo o bien en forma de lechada, que es una suspensión

de cal apagada en agua. Su empleo en tratamiento de suelos permite, por un lado, evitar el polvo producido durante el extendido de la cal y, por otro, controlar mejor la humedad de los suelos secos. Esta suspensión no debe contener una proporción de cal mayor del 35 % en masa, pues en caso contrario, pueden obturarse los conductos y válvulas de la maquinaria empleada. Para la estabilización de suelos se deben emplear cales aéreas, que son las que actúan sobre los suelos arcillosos.

Además del contenido en óxidos de calcio y de magnesio (este último debe ser inferior al 5 % en las cales CL), para asegurar la calidad de la cal utilizada en el tratamiento deben analizarse los siguientes parámetros:

Contenido de dióxido de carbono (CO2). Permite evaluar la presencia de otros

componentes minoritarios de las cales, como son los carbonatos cálcico y magnésico. Dicho contenido, en el punto de fabricación, debe ser inferior al 5 % en masa.

Finura de molido. Es una característica importante en la medida que interviene en las

condiciones de almacenamiento, transporte y mezcla con el suelo. El apagado o hidratación de la cal viva con agua da lugar, además, a una autopulverización muy fina, incluso micronizada, del producto. Por otra parte, la finura puede intervenir en la

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reactividad de la cal. La finura de la cal se evalúa mediante un análisis granulométrico. Más del 98 % de las partículas deben ser inferiores a 0,2 mm.

Reactividad de la cal. Esta característica es muy importante debido a un doble

motivo. Por un lado, refleja la calidad de la cal en cuanto a su capacidad de reacción, indicando que las reacciones buscadas se producirán de forma rápida. Y por otro, cuando se emplee para el secado de suelos húmedos, permite estimar su eficacia para este tratamiento. El ensayo se realiza sobre la cal viva (Q), y permite medir la rapidez de reacción de ésta con el agua. Se evalúa midiendo el tiempo que se tarda en alcanzar una temperatura de 60 ᵒC al agitar una muestra de cal viva en agua. Dicho tiempo debe ser inferior a 15 minutos, siendo tanto más reactiva la cal cuanto menor sea el mismo.

4.6.1 Efectos de la cal.

La incorporación de la cal, viva o apagada, a un suelo provoca dos tipos de acciones:

 Mejora por modificación inmediata, que tiene lugar desde el momento en que se mezcla el suelo con la cal. Su duración puede ir desde algunos minutos hasta unas pocas horas

 Estabilización a largo plazo, que prosigue durante varios meses, o incluso algunos años, después de la incorporación de la cal al suelo.

La incorporación de la cal a un suelo arcilloso provoca tanto mejoras a corto plazo, que se producen entre algunos minutos y unas pocas horas, como un efecto de estabilización a largo plazo, que se prolonga durante varios meses e incluso algunos años.

Cuando se mezcla en obra un suelo arcilloso con cal viva o apagada, se modifica de forma inmediata el comportamiento del suelo. Éste pasa bruscamente de un estado plástico, es decir, deformable y viscoso, a un estado sólido, es decir, más rígido y friable

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Cuando se quiera tratar suelos con humedades naturales excesivas, superiores a la humedad óptima de compactación, debe aplicarse el tratamiento por vía seca (cal viva o apagada en polvo), con el objeto de no añadir más humedad al suelo y dificultar su puesta en obra.

Por otra parte, al contrario de lo que sucede con los conglomerantes hidráulicos, existe una dosificación máxima de cal (que es función de la cantidad máxima "consumible" por la arcilla presente en el suelo), más allá de la cual las características mecánicas no pueden aumentar más e incluso corren el riesgo de empeorar, ya que la cal no consumida supone un polvo mineral que aumenta la sensibilidad al agua del material.

4.6.2 Propiedades de los suelos estabilizados con cal.

Mediante el tratamiento de los suelos arcillosos con cal se logra una reducción de su plasticidad, una disminución de su hinchamiento potencial y un aumento de su capacidad de soporte.

Además, a través de los procesos analizados en el apartado 4.6.1 del presente trabajo, se logra mejorar sus características resistentes y sus propiedades geotécnicas, y con ello su durabilidad y sus prestaciones durante su vida útil.

A continuación se describen más en detalle las propiedades de las mezclas de suelos arcillosos y cal de mayor interés en las obras de infraestructura.

Granulometría. Una de las primeras acciones de la cal con los suelos es la floculación

o aglomeración de las partículas de arcilla en otras más gruesas. Dicha transformación granulométrica de las fracciones arcilla puede estimarse mediante la disminución del porcentaje de finos del suelo.

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