El uso de morteros a base de cal exclusivamente aparece por primera vez en la Máscara de Jericó, una calavera cubierta con un emplasto de cal pulido, que data del año 7.000 a.C. En la ciudad de Jericó, una de las más importantes del período Neolítico, se han hallado pavimentos a base de cal, con un acabado fino y bruñido.
Máscara de Jericó
En esta época, en Anatolia (Turquía), en el yacimiento de Çataloyük, se conservan restos de viviendas con frescos con representaciones de animales, del 6000 a.C. Las excavaciones de las tumbas de la ciudad han podido establecer algunos paralelos entre la ciudad de Jericó y Çataloyük. En esta última, en algunos enterramientos los cráneos han sido separados del resto del cuerpo para utilizar las calaveras de manera ritual. Varios cráneos fueron recubiertos con cal y pintados con ocre, de modo similar a la Máscara de Jericó. Asimismo, tanto en Çataloyük como en Jericó, la cal fue utilizada para la construcción de cisternas.
Los pavimentos a base de cal con la superficie pulida proliferan en los yacimientos arqueológicos neolíticos. Este hecho conlleva a pensar que en el Neolítico la cal era un material bien conocido, siendo su extracción, calcinación y posterior amasado procesos que se dominaban. El buen estado de conservación de estos morteros de cal se debe a la selección de materiales de gran calidad y a sus adecuadas proporciones en la mezcla. Algunos de los ejemplos más singulares de este tipo de suelos se encuentran en el yacimiento neolítico de Yiftah, al sur de Galilea.
En Grecia, los morteros de cal fueron ampliamente utilizados, tanto para la construcción de muros como para los acabados finales, o sea, en estucos y enlucidos. Los morteros generalmente de hacían con arena y cal fina, mientras que las superficies para decorar con pinturas se realizaban con una mezcla de cal, yeso y polvo de mármol (marmolina). Los análisis sobre los morteros griegos han mostrado que en muchas ocasiones se les añadían diversas sustancias para modificar sus cualidades de dureza y ductilidad. Es en esta época cuando aparecen los primeros morteros hidráulicos mediante la mezcla de cal con polvo de tierra volcánica, procedente de la isla de Santorini.
Los morteros de cal mejor conservados son los del período minoico, como los encontrados en el palacio de Cnosos, en Creta, así como los del palacio de Tirinto, datado alrededor del 1.500 a.C. No obstante, la cal se empleaba en este momento únicamente para el revestimiento de los muros. La construcción con cal data de finales del s.II a.C., ya que en épocas anteriores, se empleaba como ligante la arcilla y la tierra.
Los griegos aplicaron la técnica del mortero de cal pulido, cuya superficie quedaba con los poros totalmente cerrados. Según Vitruvio, el mortero era aplicado en varias capas (entre 3 y 6) y estaba compuesto por cal y marmolina muy fina.
Los romanos heredaron en gran medida la técnica griega de fabricación de morteros de cal. Se extendió el uso de tierras volcánicas, en este caso las conocidas puzolanas (su nombre procede de Pozzuoli, cerca de Nápoles), para mejorar las propiedades de los morteros. Posteriormente, ante la gran demanda de tierra volcánica, se buscó un material que pudiera sustituirla, la cerámica cocida. La adición de polvo de cerámica, fragmentos pequeños de cerámica a los morteros de cal dio origen al opus signinum, con su característica coloración rosácea.
Para el estudio de los morteros romanos la mejor fuente es la lectura de Vitruvio, que describe que las proporciones de cal y arena eran de una parte de cal por tres de arena o de dos por cinco, según la calidad de la arena. El método del pulido, heredado de Grecia, se fue perfeccionando y fue transmitido al mundo bizantino. También heredaron de los griegos la práctica de añadir a los morteros de cal lava volcánica, que aligeraba los morteros (un ejemplo de esta mezcla se encuentra en el Foro Romano).
El mayor avance de los romanos fue el descubrimiento en el s. II a.C del hormigón de cal, al que ellos llamaban Opus Caementicium. Se trata de una mezcla de piedra volcánica de Puzzoli triturada, cal y áridos gruesos (grava, canto rodado). Las adiciones puzolánicas conferían a los morteros propiedades hidráulicas. Su uso se generalizó en tiempos del emperador Augusto, siendo obligado su uso en todas las obras públicas. El Opus Caementicium también se fabricó añadiendo a la mezcla arcilla cocida y teja triturada.
Las diferentes maneras de emplear la cal dieron lugar a técnicas bien diferenciadas, cada una con su metodología, usos y nombre particulares. Así, encontramos:
Opus Testaceum: los muros realizados con esta técnica presentan las hojas exteriores realizadas con ladrillo y mortero de cal y árido. Dichas hojas hacen la función de encofrado. El interior del muro era rellenado con opus caementicium.
Opus Signinum: pavimento impermeable compuesto por tres o cuatro capas de grosor decreciente. Las dos primeras capas se realizaban mezclando cal, arena y ladrillo triturado, siendo los fragmentos de ladrillo más gruesos en la primera capa. En la tercera capa se aplicaba una mezcla de cal y arena y/o marmolina. La última capa se bruñía y podía llevar en la mezcla polvo de ladrillo o polvo de mármol. Este tipo de morteros era empleado especialmente en cisternas y canalizaciones, canales y acueductos. La adición de materiales cerámicos de desecho propicia la formación de silicatos y aluminatos de calcio hidratados, que poseen propiedades hidráulicas y mejoran la resistencia de los morteros a tracción y compresión.
Opus Tectorium: mortero de cal y arena para el enfoscado (regularización) de las superficies.
Opus Marmoreum: mortero de gran finura empleado para acabados sobre el opus tectorium. Se mezclaba cal con polvo de mármol, aplicando tres capas para obtener una superficie muy lisa.
Opus Albarium: pasta de cal grasa de gran finura que era decorada con la técnica de pintura al fresco.
Esta clasificación de los tipos de obra con cal nos muestra el elevado grado de especificidad conseguido en época romana. Cada tipo de obra requería una mezcla distinta, consiguiendo unos rendimientos y cualidades muy elevados.
Los morteros romanos deben su excepcional calidad al cuidado con el que eran escogidos sus componentes, a las perfectas condiciones de cocción de la piedra caliza y a su posterior apagado, así como a la homogeneidad y correcta proporción de las mezclas. Estos factores, unidos a una aplicación muy meticulosa, hacen de los morteros romanos el mejor exponente del empleo de la cal.
En la Edad Media, la calidad e los morteros de cal descendió sensiblemente. Aunque los materiales eran los mismos, la técnica en la cocción de la cal y, sobre todo la puesta en obra, condicionaron este hecho.
Cabe destacar la mención en las fuentes de diversos aditivos empleados en los morteros de cal. Mencionamos algunos de ellos: crines de caballo, sangre, leche (quizás para la obtención de un caseinato cálcico), huevos, leche de higos, centeno, baba de nopal (en Latinoamérica).
Las primeras construcciones románicas tenían una estructura de tres hojas (similar al opus testaceum). Las hojas exteriores se realizaban con sillar o sillarejo colocados con juntas vivas (sin mortero). El relleno interior estaba compuesto por mortero de cal y ripio. El secado del relleno producía contracciones en el interior del muro que no podían ser acompañadas por las hojas exteriores, al carecer de flexibilidad. Esto provocaba la formación de grietas verticales que suponían una ruptura entre el paramento y el relleno.
En el s.XII, se empezaron a separar las hiladas de sillar o sillarejo con juntas gruesas de mortero (entre 1 y 2 cm.). Dichas juntas, que actuaban como lechos de los sillares, fraguaban lentamente, lo que permitía acompañar los movimientos producidos en el interior del muro sin ocasionar roturas en la fábrica.
sobre la cal 