Universidad Mayor de San Simon

Facultad de Ciencias y Tecnología

Ingeniería civil

MATERIALES

PETREOS

MATERIA: Tecnologia de los materiales de construccion

ESTUDIANTEs: Montaño Ortuño Juan Daniel

Pérez Fernández Lorena Kimberly

DOCENTE: Ing. Ledezma Parizza Fernando

FECHA: 16/01/13

COCHABAMBA – BOLIVIA

Contenido

DEFINICION

PROPIEDADES

PROCESOS DE FABRICACION

CLASIFICACION

APLICACIONES

BIBLIOGRAFIA

MATERIALES PETREOSLos materiales pétreos se dividen en diferentes tipos, y se requieren para diferentes usos. El granito y el basalto, como ejemplos de roca ígnea, se utilizan como pavimento, zócalos o escalones por su dureza; la caliza y las arcillas, como ejemplos de roca sedimentaria, se emplean como componentes para cementos en polvo o para ladrillos respectivamente;

entre las rocas metamórficas encontramos el mármol y la pizarra como materiales para pavimento o decoración. Como podemos ver, su utilización en la construcción es muy usual.

Su principal característica es su resistencia a los golpes y a las condiciones medio-ambientales en general.

Muestran un impacto grande, el más notorio de ellos se deriva de su extracción, por la variación que provoca en el terreno, el cambio de paisaje y de ecosistemas. Por su uso generalizado, este tipo de material es el que ocasiona mayores problemas en el colapso de vertederos.

Ilustración 3 Ejemplos de materiales pétreos

Consumo de energía

El impacto de ciclo de vida de materiales pétreos es problemático sobre todo en la fase de producción, cuando su extracción puede alterar significativamente el paisaje. Además, debido a su gran peso y volumen, el impacto que proviene del transporte también es considerable. Por otro lado, además de pasar por el proceso que le da forma deseada, el material no requiere ser tratado de otra manera (a diferencia de los materiales de síntesis, metales, vidrio). El gasto energético relacionado con su producción es relativamente bajo, entre 0,2 y 0,3 MJ/kg. La polución emitida es, principalmente, el polvo proveniente de materiales tratados, así como el ruido y las vibraciones de la maquinaria.

Durabilidad

La durabilidad de los materiales pétreos depende tanto del tipo de piedra como de la manera de su colocación, con lo cual es difícil generalizar. Dependerá principalmente de:

1. la abrasión u otras agresiones físicas; 2. humedad, que puede, a largo plazo, disminuir su dureza y de cierta manera disolverlos, ya que trae a la

superficie los sales presentes en la piedra; 3. la presencia de plantas, que con sus raíces pueden socavar el material, o favorecer desarrollo de

microorganismos, etc.; 4. heladas, debido a las cuales el agua que haya penetrado previamente en la piedra se congela y expande,

rompiendo el material; 5. abrasión debido a viento; 6. presencia de hongos que pueden descomponer ciertos tipos de piedra; 7. líquenes, que descomponen la piedra caliza pero protegen el resto de tipos de piedra.

La piedra, preferentemente la calcárea (menos radiactiva que los granitos y otras piedras cristalinas), más compacta y densa dura más, mientras que piedras porosas tienen un ciclo de vida mas corto debido a la susceptibilidad de los factores arriba mencionados.

Reciclabilidad

Generalmente se sugiere el uso de materiales locales, ya que debido a su peso, trasladarlos implica un alto consumo energético. El mayor beneficio radica en su larga duración, una de las máximas de los materiales sostenibles.

¿QUÉ SON LAS PROPIEDADES DE UN MATERIAL?

Las propiedades de un material se pueden definir como aquella serie de características que determinan el comportamiento de ese material ante las acciones físicas, químicas, mecánicas, etc… siendo dichas propiedades lo que diferencian un material de otro y lo que determina que un objeto esté fabricado de un material determinado. Por ejemplo, un martillo deberá tendrá que estar realizado de un material transparente, un tobogán deberá estar fabricado de un material liso, y un impermeable.

PROPIEDADES MECÁNICAS: Son las que están relacionadas con el comportamientodel material cuando se somete a esfuerzos. Podemos distinguir:Dureza: Es la resistencia de un material a serrayado. Es decir, un material es duro o blandodependiendo de si otros materiales pueden

rayarlo. El material más duro que existe es eldiamante, ya que es capaz de rayar a losdemás materiales y no es rayado por ninguno.

Tenacidad/Fragilidad: Un material estenaz si aguanta los golpes sin romperse. Unmaterial es frágil si cuando le damos un golpese rompe.

Elasticidad/Plasticidad: Un material es elástico cuando, alaplicarle una fuerza se estira, y al retirarla vuelve a la posicióninicial. Un material es plástico cuando al retirarle la fuerzacontinúa deformado.

Resistencia mecánica: Es la propiedad que permite a unmaterial soportar esfuerzos sin romperse.

PROPIEDADES TECNOLÓGICAS: Son las que están relacionadas con el comportamientode los materiales durante la fabricación.

Fusibilidad: Es la capacidad de los materiales de pasar delestado sólido al líquido cuando son sometidos a unatemperatura determinada.

Ductilidad: Es la capacidad de los materiales detransformarse en hilos cuando se estiran.

Maleabilidad: Es la capacidad de los materiales detransformarse en láminas cuando se les comprime.

PROPIEDADES ECOLÓGICAS: Son las que están relacionadas con la mayor o menornocividad del material para el medio ambiente.

Toxicidad: Es el carácter nocivo de los materiales para elmedio ambiente o los seres vivos.

Reciclabilidad: Es la capacidad de losmateriales de ser vueltos a fabricar.

Biodegrabilidad: Es la capacidad de los materiales de,con el paso del tiempo, descomponerse de formanatural en sustancias más simples.

PROCESO DE FABRICACION

El proceso productivo para la obtención de los materiales pétreos implica ciertas actividades dentro de la planta siendo estas, en primer instancia la limpieza y remoción de la capa vegetal, posteriormente se seleccionan el material con el empleo de las maquinarias manipuladas por personal con mucha experiencia, para de esta manera proseguir con la trituración almacenamiento y disponibilidad de los productos clasificados.

.

El proceso de obtención se divide en los pasos siguientes, siendo algunos materiales se utilizan sin apenas transformación

1. Extracción. Las rocas se arrancan de la corteza terrestre en la cantera, con máquinas

o explosiones controladas.

2. Trituración. Se consiguen trozos homogéneos.

Una vez que se tiene el material seleccionado para la trituración, la misma maquina mecánica es la encargada de cargar a las volquetas este material, para que abastezca a las tolvas de trituración, en este proyecto se pretende adquirir una trituradora cuya capacidad bordea a los 60 cm. de grosor de la piedra con el fin de evitar el desperdicio del material.

TRITURACIÓN PRIMARIA (Material Grueso)

Este proceso contempla en partir el material que fue depositado por las volquetas para que se sometan a una segunda fase de trituración.

TRITURACION SECUNDARIA (Material Seleccionado)

El material que fue fraccionado en el chancado primario se somete a esta nueva trituradora en donde por medio de la zaranda vibradora o criba vibradora selecciona las fracciones granulométricas de diferentes tamaños, para que se desarrolle el proceso productivo .

3. Cortado. Los bloques demasiado grandes se cortan para darles el tamaño

adecuado.

4. Desbaste. Las rocas se pulen.

5. Acabado. Se eliminan irregularidades que hayan podido quedar.

6. Almacenamiento. Se guardan las rocas.

ALMACENAMIENTO A LOS SILOS POR CORREAS TRANSPORTADORAS.

Estas correas trasportadoras son ubicadas en puntos estratégicos a lo largo de las mallas, para que con la ayuda del impulsador vayan directamente los productos triturados a los silos para su almacenamiento y su venta posterior.Con la ayuda de la tecnología existen impulsadores que elevan el material hasta 90º como el "High Angle Conveyor"

7. Transporte. Las rocas se llevan hasta la fábrica transformadora

TRASLADO DEL MATERIAL POR VOLQUETAS A LA TOLVA

Una vez que se tiene el material seleccionado para la trituración, la misma maquina mecánica es la encargada de cargar a las volquetas este material, para que abastezca a las tolvas de trituración, en este proyecto se pretende adquirir una trituradora cuya capacidad bordea a los 60 cm. de grosor de la piedra con el fin de evitar el desperdicio del material.

1. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES PÉTREOS

Pueden establecerse diferentes criterios de clasificación de los materiales pétreos atendiendo a distintos aspectos, como son su composición mineralógica, su procedencia o el tamaño de sus partículas. El siguiente esquema resume dichos criterios:

Criterios de clasificación

Atendiendo a:

Su

NATURALEZA

Su

ORIGEN

Su

TAMAÑO

ÍGNEOS

Compactos, duros y muy resistentes

NATURALES

Procedentes de yaci-mientos naturales

ÁRIDO GRUESO

Gravas de tamaño superior a 5 mm.

1.1. Criterio de naturaleza mineral

Es de sobra conocida la gran variedad de rocas existentes, divididas en tres grandes grupos gen éticos: rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas. A su vez, dentro de éstos existen subgrupos, familias y series minerales que agrupan materiales de composición afín.

La idoneidad de un determinado árido depende principalmente de una serie de factores relacionados con las características Intrínsecas de la propia roca, aunque pueden influir de manera notable aspectos como su correcta fabricación, transporte y puesta en obra.

De cara al análisis para su empleo en carreteras, resulta práctico establecer grupos que reúnan materiales de parecida composición mineralógica y estructura interna, lo que asegura una cierta homogeneidad en el comportamiento de los áridos dentro de un mismo grupo.

El siguiente esquema resume los principales grupos de áridos empleados en carreteras, sus características genéricas y las rocas más representativas de cada grupo:

CLASE/Grupo Propiedades Ejemplos

I

B

A

S

BASALTOS - Rocas máficas (oscuras)

- Alta resistencia mecánica

- Bajo desgaste al pulido

Basalto, andesíta,

diabasa, ofita,

lamprófido y

GABROS - Buen comportamiento mecánicoen carreteras

- Durables y resistentes

Gabro, diorita,

gneis básico,

peridotita

SEDIMENTARIOS

Abundantes, baratos y fácilmente pulibles

SINTÉTICOS

Obtenidos mediante medios industriales

ARTIFICIALES

Sometidos a un pro-ceso de machaqueo

FILLER

Polvo ultrafino inferior a 0.02 mm

ÁRIDO FINO

Arenas comprendidas entre 5 y 0.02 mm.

METAMÓRFICOS

Lajosos, alterados y poco utilizables

G

N

E

A

C

I

GRANITOS - Abundantes en la Península

- Pueden presentarse alteradas

- Rocas abrasivas, poco pulibles

Granito,

cuarzodiorita,

gneis, aplita

PÓRFIDOS - Textura adecuada para firmes

- Bajo desgaste al pulimento

Pórfidos, dacita y rlolita

S

E

D

I

M

E

N

B

A

S

I

CALIZAS - Muy abundantes en España• Muy susceptibles al pulido

- Buena adhesividad

- Fácil extracción y tratamiento

Caliza, dolomía y mármoles

A

C

I

D

A

ARENISCAS - Muy resistentes al pulimento

- Presentan un elevado desgaste

- Buena adherencia a ligantes

Arenisca,

arcosa, molasa, grauvaca, tobas y conglomerados

PEDERNAL - Muy duras y quebradizas

- Buena resistencia al desgaste

- Dan áridos lajosos y cortantes

Pedernal, sílex,

cornubianita y

CUARCITAS - Muy duras y resistentes

- Difícil extracción y machaqueo

- Pueden presentar alteraciones• Escasísima adhesividad

Cuarcita,

cuarzoarenita y

cuarzo

METAM ESQUISTOS - Formas lajosas y alteradas

- Elevado peso específico

Esquistos, filitas y pizarras

INDUST MATERIALES ARTIFICIALES

- Tratados industrialmente

- Características específicas quecomplementan al árido natural

Escorias de alto

horno, firmes

reciclados y

1.2. Criterio de procedencia

Existen diferentes formas de obtener materias primas para la construcción de carreteras, pudiendo establecerse una clasificación de los áridos en función de su lugar de procedencia:

(a) Á ridos naturales: Dentro de este grupo se engloban aquellos áridos que se encuentran ya machacados, pudiendo ser directamente empleados tal y como se encuentran en la naturaleza; únicamente es necesario someterlos a un proceso de selección, refinado y clasificación por tamaños. Se hallan en graveras, canteras y otro tipo de yacimientos al aire libre, por lo que su extracción es relativamente sencilla.

(b) Á ridos artificiales o de machaqueo: Obtenidos a partir de la disgregación de un macizo rocoso, empleando generalmente procedimientos de voladura con explosivos. Necesitan un mayor tratamiento que los anteriores, por lo que es necesario procesarlos en plantas de machaqueo; en ellas, el material es limpiado, machacado, clasificado y almacenado en acopios.

(c) Productos sint é ticos industriales: Este grupo lo componen materiales de diversa índole, como productos de desecho o subproductos de procesos industriales, materiales calcinados, procedentes de la demolición y reciclado de firmes existentes o áridos manufacturados con características mejoradas.

1.3. Criterio de granulometría

Los productos obtenidos a lo largo del proceso de extracción y tratamiento de áridos son separados y clasificados por tamaños para su posterior dosificación, mezcla y empleo en las diferentes capas del firme. Se distinguen tres grandes grupos de áridos en función de su granulometría y propiedades generales:

(a) Á ridos gruesos: Están compuestos fundamentalmente por gravas. Este tipo de áridos presentan tamaños comprendidos entre 60 y 5 mm. y conforman el esqueleto mineral en cualquier tipo de zahorra o mezcla bituminosa.

(b) Á ridos finos^ Se corresponden con las arenas, por lo que se excluyen aquellas partículas que no atraviesen el tamiz de 5 mm. de la serie UNE. Generalmente se emplean como recebo del árido grueso, de forma que ocupen los huecos existentes, para hacer la mezcla más compacta.

(c) F/IIer o rellenador: Se define como la fracción mineral que pasa por el tamiz 0.080 UNE; esta especie de polvillo fino se obtiene como un producto residual procedente del lavado de los áridos machacados. Dada su gran superficie específica, desempeña un papel fundamental en las mezclas bituminosas, mejorando en ciertos casos sus propiedades Teológicas.