monografia de materiales de construccion
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Los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto. Desde el comienzo de la civilización, los materiales junto con la energía han sido utilizados por el hombre para mejorar su condición. Las primeras edades en las que se clasifica nuestra historia llevan sus nombres de acuerdo al material desarrollado y que significó una época en nuestra evoluciónTRANSCRIPT
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MONOGRAFIA
MATERIALES DE CONSTRUCCION
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INDICE
DEDICATORIA……………………………………………………………….…………...1
INTRODUCCION………………………………………………………………………….5
PRIMERA PARTE
HISTORIA Y PROPIEDADES
CAPITULO I: HISTORIA
1.1. ORIGEN…...………………………………………………………………………8
CAPITULO II. CONCEPTO Y PROPIEDADES.
1.1. CONCEPTO…………………………………………………………………......24
1.2. PROPIEDADES FISICAS…………………………………………………….…25
1.3. PROPIEDADES QUIMICAS…………………………………………………....29
1.4. PROPIEDADES MECANICAS……………………………………………….…30
SEGUNDA PARTE
MATERIALES PETREOS
CAPITULOI: PETREOS NATURALES
1.1. ROCAS Y PIEDRAS………………………………………………………………….35
1.1. ROCAS SEDIMENTARIAS…………………………………………………………..36
1.2. ROCAS METAFORICAS……………………………………………………………..39
CAPITULO II: PÉTREOS ARTIFICIALES
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1.1. VIDRIOS……………………………………………………………………………..…41
1.2. CERAMICOS……………………………………………………………………….… 44
TERCERA PARTE
MATERIALES ORGANICOS Y AGLOMERANTES
CAPITULO I: MATERIALES ORGÁNICOS
1.1. ORGÁNICOS NATURALES: ……………………………………………………50
1.2. ORGÁNICOS ARTIFICIALES: ……………………………………………….…52
CAPITULO II: MATERIALES AGLOMERANTES AGLOMERADOS
1.1. MATERIALES AGLOMERANTES………………………………………….……. 53
1.2. MATERIALES AGLOMERADOS………………………………………….………58
CUARTA PARTE
OTROS TIPOS DE MATERIALES.
CAPITULO I: MATERIALES METALICOS Y ENTRE OTROS
1.1. MATERIALES DE METALICOS…………………………………………………65
1.2. MATERIALES ARTIFICIALES………………………………………………..….66
1.3.MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE…………………………..68
CONCLUCIONES…………………………………………………………………………..72
BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………..74
ANEXOS………………………………………………………………………………….....76
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INTRODUCCIONEl presente trabajo de los materiales de construcción engloban a aquellos
materiales que entran a formar parte de los distintos tipos de obras de ingeniería
civil, cualquiera que sea su naturaleza, composición o forma.
La presente trabajo puede servir de base para el estudio general de los materiales,
o como complemento para el estudio de otras disciplinas que necesiten tener un
conocimiento previo de los materiales de construcción, pretende plantear contenidos
básicos y generales que ayuden a ir entendiendo cómo se emplean los materiales
de construcción dentro de los ámbitos de la edificación y la obra civil.
La finalidad de la monografía es que conozcan, entiendan, distingan y sepan aplicar
los diferentes tipos de materiales de construcción en los distintos ámbitos de la
edificación y la obra civil, aprender conocimientos básicos sobre aspectos más
elementales de los materiales de construcción que forman parte de diferentes obras
arquitectónicas y de ingeniería.
Los trabajos de los profesionales que desarrollan su actividad tanto en la edificación
como en la obra civil, exige tener muchos conocimientos de una gran cantidad de
materias y disciplinas comunes a todos los trabajos, desde las más sencillas, como
puede ser el conocimiento de los materiales que forman parte de los elementos de
una obra, hasta las más complejas, como puede ser el cálculo de los elementos
estructurales, en el sector de la construcción abarca numerosos aspectos, como son
los materiales, el diseño, la planificación, el proyecto, la ejecución, el control, la
seguridad, los ensayos, el conocimiento del terreno, etc., y una larga lista de ámbitos
de actuación y así se podrían indicar otros muchos aspectos.
La monografía está dividida en cuatro partes: en la primera parte se estudia sobre la
historia, concepto y propiedades, en la segunda y tercera parte se estudian los
materiales pétreos, materiales cerámicos, materiales aglomerantes y
conglomerantes, morteros y hormigones, materiales metálicos y materiales
orgánicos.
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En cada una de estas partes se explicarán inicialmente los aspectos más ele-
mentales de los materiales: concepto, tipos, propiedades, algunos aspectos referidos
a la fabricación, las formas de presentación y las principales aplicaciones.
En la cuarta parte, se estudian sobre otros tipos y las principales aplicaciones de los
materiales de construcción sostenible con la finalidad de contribuir a la eficiencia
energética de las construcciones. Se indicarán los principales elementos de cons-
trucción tanto de la edificación como de la obra civil y se explicarán qué tipos de
materiales sostenibles se emplean en dichos elementos.
Finalmente, deseo y confío que la presente monografía de los “materiales de
construcción” que en él se exponen sirva para que los estudiantes, interesados en el
tema consigan los resultados deseados.
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HISTORIA
Y
PROPIEDADES
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CAPITULO I:
HISTORIA Y DEFINICION
1.1. Historia
Los materiales son las sustancias que componen cualquier cosa o producto. Desde
el comienzo de la civilización, los materiales junto con la energía han sido utilizados
por el hombre para mejorar su condición. Las primeras edades en las que se
clasifica nuestra historia llevan sus nombres de acuerdo al material desarrollado y
que significó una época en nuestra evolución. La edad de piedra con las
primeras herramientas y armas para cazar fabricadas en ese material, la edad de
bronce en la que se descubre la ductilidad y multiplicidad de ese material, seguida
de la edad de hierro en la que este reemplaza al bronce por ser un material más
fuerte y con más aplicaciones, etc.
“En los primeros tiempos, los humanos pasaban la vida como las fieras salvajes,
nacían en bosques, cuevas y selvas y se alimentaban de frutos silvestres”( Vitrubio
Polion, p. 22).
Los productos de los que se ha servido el hombre a lo largo de la historia para
mejorar su nivel de vida o simplemente para subsistir han sido y son fabricados a de
materiales, se podría decir que estos están alrededor de nosotros estemos base
donde estemos. De ellos depende en parte nuestra existencia. Hay muchos más
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materiales de los que utilizamos día a día, los que vemos en las ciudades o los que
utilizamos en nuestro quehacer diario
“La vivienda es una edificación cuya principal función es ofrecer refugio y
habitación a las personas, protegiéndoles de las inclemencias climáticas y de otras
amenazas”. (Garza, 2009, p.23)
También se denomina vivienda a un apartamento, aposento, casa, departamento,
domicilio, estancia, hogar, lar, mansión, morada, piso.
Historia de algunos materiales de construcción:
- Bahareque Es la denominación de un sistema de construcción de viviendas a partir de palos
entretejidos con cañas, zarzo o cañizo, y barro. Esta técnica ha sido utilizada desde
épocas remotas para la construcción de vivienda en pueblos indígenas de América.
Ejemplo de vivienda de bahareque en Pital Megua,Colombia
En algunos países de América del sur se la denomina como bareque.
Crespo Escobar (2010), citado por Ramírez Sendoya define la palabra bahareque
como:
Buenos edificios de paredes de barro y madera casi del ancho de una tapia
de las nuestras, altas y blanqueadas de greda muy blanca...(p.156).
Garza (2009), citado por Fray Pedro Simón, escribió:
Casa o lugar de habitación construidos de cañas tejidas y barro. Algunos
autores la consideran de origen Caribe-Taina escribéndola Bajareque(p.157).
Materiales Rancho en el Llano Venezolano construida mediante bahareque (ANEXO
N° 1).El bahareque es característico de América, dentro de los tipos está el
embutido, esterilla y el tejido. Las comunidades Caribes del interior de Colombia a
sus lugares de habitación construidos con materiales naturales como pilotes
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estructurales de madera; con cubiertas protectoras a dos aguas, elaboradas con las
hojas de la palmera de la región, divisiones y paredes, un encofrado en
esterillas guadua relleno por una argamasa de diversos materiales de origen vegetal
compactada con mediante golpes con "pisón", recubiertas de una última capa para el
lustre con algún tipo de cal; sus patrones siempre siguen formas rectangulares
además utilizada para el inmobiliario interno, elaborado completamente con los
materiales disponibles en el lugar.
En 2011, citado por Jorge Robledo, sobre el bahareque señala:
Los antiguos pobladores de la región andina diversificaron durante
generaciones la utilización de la guadua, implementando en un principio el
"bahareque rústico", de guadua y "esterilla" de guadua para un encofrado de
diversos materiales compactada a golpes mediante un "pisón" y techos de
paja, técnicas locales anteriormente descartadas surgiendo, alrededor de
1880, como resultado el "bahareque de tierra y cagajón. (ANEXO N° 2).
El bahareque ha sido utilizado a través de los siglos en Colombia para la
construcción de viviendas. Utilizado en primera instancia por grupos indígenas, fue
la elección primaria de los colonizadores europeos o mestizos, que supieron
adaptarlo a las condiciones ambientales, aprovechando una diversa selección de
materiales y técnicas nativas. Posteriormente, muchas de las viviendas de
bahareque fueron reemplazadas por técnicas de adobe o tapia pisada, aunque el
bahareque siguió siendo la técnica de predilección en lugares como el eje cafetero,
donde existe aún hoy un uso de bahareque sobre cañas de guadua o cañabrava.
Puede ser combinado con tapiales, adobes y bases rasantes y sub-rasantes
de ladrillo o piedra, con la finalidad de dar mayor durabilidad a la estructura.
Como tecnología apropiada se ha utilizado con éxito en la construcción de viviendas
sismo resistentes en Popayán y Armenia, Colombia; igualmente en Costa Rica,
donde tuvo excelente acogida luego de resistir un sismo de 7.5, en la escala de
Ritcher, el 22 de abril de 1991. En Perú se conoce un sistema similar llamado
quincha. Una de sus características es el microclima agradable que se conserva en
su interior.
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- Yeso El yeso es un producto preparado a partir de una roca natural denominada aljez
(sulfato de calcio dihidrato: CaSO4· 2H2O), mediante deshidratación, al que puede
añadirse en fábrica determinadas adiciones de otras sustancias químicas para
modificar sus características de fraguado, resistencia, adherencia, retención
de agua y densidad, que una vez amasado con agua, puede ser utilizado
directamente. También, se emplea para la elaboración de materiales prefabricados
(ANEXO N° 3). El yeso, como producto industrial, es sulfato de calcio hemihidrato
(CaSO4·½H2O), también llamado vulgarmente "yeso cocido". Se comercializa
molido, en forma de polvo. Una variedad de yeso, denominada alabastro, se utiliza
profusamente, por su facilidad de tallado, para elaborar pequeñas vasijas, estatuillas
y otros utensilios.
El yeso es uno de los más antiguos materiales empleado en construcción. En el
período Neolítico, con el dominio del fuego, comenzó a elaborarse yeso
calcinando aljez, y a utilizarlo para unir las piezas de mampostería, sellar las juntas
de los muros y para revestir los paramentos de las viviendas, sustituyendo al
mortero de barro. En Çatal Hüyük, durante el milenio IX a. C., encontramos
guarnecidos de yeso y cal, con restos de pinturas al fresco. En la antigua Jericó, en
el milenio VI a. C., se usó yeso moldeado.
En el Antiguo Egipto, durante el tercer milenio a. C., se empleó yeso para sellar las
juntas de los bloques de la Gran Pirámide de Guiza, y en multitud de tumbas como
revestimiento y soporte de bajorrelieves pintados. El palacio de Cnosos contiene
revestimientos y suelos elaborados con yeso.
El escritor griego Teofrasto, en su tratado sobre la piedra, describe el yeso (gipsos),
sus yacimientos y los modos de empleo como enlucido y para ornamentación.
También escribieron sobre las aplicaciones del yeso Catón y Columela. Plinio el
Viejo describió su uso con gran detalle. Vitruvio, arquitecto y tratadista romano, en
sus Diez libros sobre arquitectura, describe el yeso (gypsum), aunque los romanos
emplearon normalmente morteros de cal y cementos naturales.
Los Sasánidas utilizaron profusamente el yeso en albañilería. Los Omeyas dejaron
muestras de su empleo en sus alcázares sirios, como revestimiento e incluso en
arcos prefabricados.
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La cultura musulmana difundió en España el empleo del yeso, ampliamente
adoptada en el valle del Ebro y sur de Aragón, dejando hermosas muestras de su
empleo decorativo en el arte de las zonas de Aragón, Toledo, Granada y Sevilla.
Durante la Edad Media, principalmente en la región de París, se empleó el yeso en
revestimientos, forjados y tabiques. En el Renacimiento para decoración. Durante el
periodo Barroco fue muy utilizado el estuco de yeso ornamental y la técnica del staff,
muy empleada en el Rococó.
- Cemento Se denomina cemento a un conglomerante formado a partir de una mezcla de
caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de
endurecer al contacto con el agua (ANEXO N°4),(ANEXO N° 5).
Mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme,
maleable y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea,
denominada hormigón (en España, parte de Sudamérica y el Caribe hispano)
o concreto (en México y parte de Sudamérica). Su uso está muy generalizado
en construcción e ingeniería civil (ANEXO N| 6).
Desde la antigüedad se emplearon pastas y morteros elaborados
con arcilla agreda, yeso y cal para unir mampuestos en las edificaciones. Fue en la
Antigua Grecia cuando empezaron a usarse tobas volcánicas extraídas de la isla
de Santorini, los primeros cementos naturales. En el siglo I a. C. se empezó a utilizar
el cemento natural en la Antigua Roma, obtenido enPozzuoli, cerca del Vesubio. La
bóveda del Panteón es un ejemplo de ello. En el siglo XVIII John Smeaton construye
la cimentación de un faro en el acantilado de Edystone, en la costa Cornwall,
empleando un mortero de cal calcinada. El siglo XIX, Joseph Aspdin y James Parker
patentaron en 1824 elPortland Cement, denominado así por su color gris verdoso
oscuro similar a lapiedra de Portland. Isaac Johnson, en 1845, obtiene el prototipo
del cemento moderno, con una mezcla de caliza y arcilla calcinada a
alta temperatura. En el siglo XX surge el auge de la industria del cemento, debido a
los experimentos de los químicos franceses Vicaty Le Chatelier y el alemán
Michaélis, que logran cemento de calidad homogénea; la invención del horno
rotatorio para calcinación y el molino tubular y los métodos de transportar
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hormigón fresco ideados por Juergen Heinrich Magens que patenta entre 1903 y
1907.
Tipos de cemento
Se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:
De origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4
aproximadamente; de origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de
origen orgánico o volcánico (ANEXO N° 7).
Existen diversos tipos de cemento, diferentes por su composición, por sus
propiedades de resistencia y durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos.
Desde el punto de vista químico se trata en general de una mezcla de silicatos y
aluminatos de calcio, obtenidos a través del cocido de calcáreo, arcilla y arena. El
material obtenido, molido muy finamente, una vez que se mezcla con agua se
hidrata y solidifica progresivamente. Puesto que la composición química de los
cementos es compleja, se utilizan terminologías específicas para definir las
composiciones.
- El cemento portland
El poso de cemento más utilizado como aglomerante para la preparación
del hormigón es el cemento portland, producto que se obtiene por la pulverización
del clinker portland con la adición de una o más formas de yeso (sulfato de calcio).
Se admite la adición de otros productos siempre que su inclusión no afecte las
propiedades del cemento resultante. Todos los productos adicionales deben ser
pulverizados conjuntamente con el clinker. Cuando el cemento portland es mezclado
con el agua, se obtiene un producto de características plásticas con propiedades
adherentes que solidifica en algunas horas y endurece progresivamente durante un
período de varias semanas hasta adquirir su resistencia característica. El proceso de
solidificación se debe a un proceso químico llamado hidratación mineral.
Con el agregado de materiales particulares al cemento (calcáreo o cal) se obtiene
el cemento plástico, que fragua más rápidamente y es más fácilmente trabajable.
Este material es usado en particular para el revestimiento externo de edificios.
Normativa
La calidad del cemento portland deberá estar de acuerdo con la norma ASTM C 150.
En Europa debe estar de acuerdo con la norma EN 197-1. En España los cementos
vienen regulados por la Instrucción para recepción de cementos RC-08, aprobada
por el Real Decreto 956/2008 de 6 de junio.
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Cementos portland especiales
Los cementos portland especiales son los cementos que se obtienen de la misma
forma que el portland, pero que tienen características diferentes a causa de
variaciones en el porcentaje de los componentes que lo forman.
Portland férrico
El portland férrico está caracterizado por un módulo de fundentes de 0,64. Esto
significa que este cemento es muy rico en hierro. En efecto se obtiene introduciendo
cenizas de pirita o minerales de hierro en polvo. Este tipo de composición comporta
por lo tanto, además de una mayor presencia de Fe2O3(oxido ferroso), una menor
presencia de 3CaOAl2O3 cuya hidratación es la que desarrolla más calor. Por este
motivo estos cementos son particularmente apropiados para ser utilizados en climas
cálidos. Los mejores cementos férricos son los que tienen un módulo calcáreo bajo,
en efecto estos contienen una menor cantidad de 3CaOSiO2, cuya hidratación
produce la mayor cantidad de cal libre (Ca(OH)2). Puesto que la cal libre es el
componente mayormente atacable por las aguas agresivas, estos cementos,
conteniendo una menor cantidad, son más resistentes a las aguas agresivas
(ANEXO 8).
- Cementos blancos
Contrariamente a los cementos férricos, los cementos blancos tienen un módulo de
fundentes muy alto, aproximadamente 10. Estos contienen por lo tanto un porcentaje
bajísimo de Fe2O3. EI color blanco es debido a la falta del hierro que le da una
tonalidad grisácea al Portland normal y un gris más oscuro al cemento ferrico. La
reducción del Fe2O3 es compensada con el agregado de fluorita (CaF2) y
de criolita (Na3AlF6), necesarios en la fase de fabricación en el horno.para bajar la
calidad del tipo de cemento que hoy en día hay 4: que son tipo I 52,5, tipo II 52,5,
tipo II 42,5 y tipo II 32,5;también llamado pavi) se le suele añadir una cantidad extra
de caliza que se le llama clinkerita para rebajar el tipo, ya que normalmente el clinker
molido con yeso sería tipo I.Propiedades generales del cemento
Buena resistencia al ataque químico.
Resistencia a temperaturas elevadas. Refractario.
Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo. Conversión interna.
Se ha de evitar el uso de armaduras. Con el tiempo aumenta la porosidad.
Uso apropiado para bajas temperaturas por ser muy exotérmico.
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Está prohibido el uso de cemento aluminoso en hormigón pretensado. La vida útil de
las estructuras de hormigón armado es más corta.
El fenómeno de conversión (aumento de la porosidad y caída de la resistencia)
puede tardar en aparecer en condiciones de temperatura y humedad baja.
El proyectista debe considerar como valor de cálculo, no la resistencia máxima sino,
el valor residual, después de la conversión, y no será mayor de 40 N/mm2.
Se recomienda relaciones A/C = 0,4, alta cantidad de cemento y aumentar los
recubrimientos (debido al pH más bajo).
Propiedades físicas del cemento de aluminato de calcio
Fraguado: Normal 2-3 horas.
Endurecimiento: muy rápido. En 6-7 horas tiene el 80% de la resistencia.
Estabilidad de volumen: No expansivo.
Calor de hidratación: muy exotérmico.
- Arena La arena es un conjunto de partículas de rocas disgregadas. En geología se
denomina arena al material compuesto de partículas cuyo tamaño varía entre 0,063
y 2 milímetros (mm). Una partícula individual dentro de este rango es llamada
«grano de arena». Una roca consolidada y compuesta por estas partículas se
denomina arenisca (o psamita). Las partículas por debajo de los 0,063 mm y hasta
0,004 mm se denominan limo, y por arriba de la medida del grano de arena y hasta
los 64 mm se denominan grava (ANEXO 9)
Componentes y características
El componente más común de la arena, en tierra continental y en las costas no
tropicales, es la sílice, generalmente en forma de cuarzo. Sin embargo, la
composición varía de acuerdo a los recursos y condiciones locales de la roca
(ANEXO 10). Gran parte de la fina arena hallada en los arrecifes de coral, por
ejemplo, es caliza molida que ha pasado por la digestión del pez loro. En algunos
lugares hay arena que contiene hierro, feldespato o, incluso, yeso.
Vitruvio Polion afirma:
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Las clases de arena son: negra, blanca, roja y carboncillo. De estas cuatro
clases, la mas idonea sera la que, al frotarla fuertemente con las manos,
produce un crujido; este efecto no se consigue con la arena mezclada con
tierra, pues no tiene aspereza. De igual modo, la arena mas idonea es la que,
envuelta en un vestido blanco, al sacudirla despues, no mancha si ensucia, ni
deja sedimento de tierra (p.27).
Según el tipo de roca de la que procede, la arena puede variar mucho en apariencia.
Por ejemplo, la arena volcánica es de color negro mientras que la arena de las
playas con arrecifes de coral suele ser blanca.
La arena es transportada por el viento, también llamada arena eólica, (pudiendo
provocar el fenómeno conocido como calima) y el agua, y depositada en forma
de playas, dunas, médanos, etc. En el desierto, la arena es el tipo de suelo más
abundante. La granulometría de la arena eólica está muy concentrada en torno a 0,2
mm de diámetro de sus partículas.
Los suelos arenosos son ideales para ciertas plantaciones, como la sandía y
el maní, y son generalmente preferidos para laagricultura intensiva por sus
excelentes características de drenaje.
Especialmente los niños utilizan la arena para realizar construcciones como castillos
de arena o túneles.
La arena se utiliza para fabricar cristal por sus propiedades tales como
extraordinaria dureza, perfección del cristal o alto punto de fusión, y, junto con
la grava y el cemento, es uno de los componentes básicos del hormigón. el suelo de
la playa es arenoso y mojado en la superficie es seco y caliente (ANEXO 12)
El volumen de un grano de arena de cuarzo, de un diámetro de 0,06 mm (el límite
inferior), es 2,51 × 10–10 m3 con una masa de 6,66 × 10-4 g (0,67 mg). En el límite
superior, el volumen y la masa de un grano de arena con diámetro de 2,10 mm son
8,80 × 10-9 m3 y 2,33 × 10-2 g (23 mg) (ANEXO N° 11).
Dentro de la clasificación granulométrica de las partículas del suelo, las arenas
ocupan el siguiente lugar en el escalafón (ANEXO N° 13).
- Madera
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La madera es un material ortótropo encontrado como principal contenido del tronco
de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen cada año y
que están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. Las plantas que no
producen madera son conocidas como herbáceas.
Vitruvio Polion afirma:
Los árboles ofrecen propiedades diferentes y variadas, como por ejemplo, el
roble, el olmo, el álamo, el ciprés, el abeto..., que proporcionan una madera
muy adecuada para la construcción. No tiene las mismas propiedades el roble
que el abeto, ni el ciprés que el olmo; ningún árbol posee las mismas
cualidades que otros debido a su propia naturaleza, sino que cada clase de
árbol, en relación con los demás, sobresale por unas propiedades específicas
de su clase (p. 31).
Una vez cortada y secada, la madera se utiliza para muchas aplicaciones.
Fabricación de pulpa o pasta, materia prima para hacer papel.
Alimentar el fuego se denomina leña y es una de las formas más simples
de biomasa.
Estructura de la madera
- Corteza externa: es la capa más externa del árbol. Está formada
por células muertas del mismo árbol. Esta capa sirve de protección contra los
agentes atmosféricos.
- Cámbium: es la capa que sigue a la corteza y da origen a otras dos capas: la capa
interior o capa de xilema, que forma la madera, y una capa exterior o capa
de floema, que forma parte de la corteza.
- Albura: es la madera de más reciente formación y por ella viajan la mayoría de los
compuestos de la savia.
Composición de la madera
En composición media se compone de un 50% de carbono (C), un 42%
de oxígeno (O), un 6% de hidrógeno (H) y el 2% restante denitrógeno (N) y otros
elementos.
Los componentes principales de la madera son la celulosa, un polisacárido que
constituye alrededor de la mitad del material total, lalignina (aproximadamente un
25%), que es un polímero resultante de la unión de
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varios ácidos y alcoholes fenilpropílicos y que proporciona dureza y protección, y
la hemicelulosa (alrededor de un 25%) cuya función es actuar como unión de las
fibras. Existen otros componentes minoritarios como resinas, ceras, grasas y otras
sustancias.
- Barro El barro es una mezcla semilíquida de agua y tierra compuesta por sedimentos,
partículas de polvo y arcilla. Los depósitos de barro se endurecen con el paso del
tiempo hasta convertirse en lutita (ANEXO N° 14).
Son numerosos los términos empleados para referirse al barro, teniendo la mayoría
diferentes matices. El vocablo lodo puede aplicarse como sinónimo total de barro, si
bien suele emplearse para especificar grandes formaciones de material
sedimentado, de manera que en episodios como el desastre de Aznalcóllar se
hablaría -por sus dimensiones- de lodazal y no de barrizal.
También aporta ciertos matices el término cieno, que hace referencia al barro denso
que se puede encontrar en el fondo de ríos y lagos, así como en el subsuelo,
donde la tierra se mezcla con las aguas de infiltración.
El barro glutinoso que se forma cuando el agua permanece detenida sobre una
superficie de tierra recibe el nombre de fango. Este suele ser de consistencia más
líquida que el lodo y se encontraría tanto en las orillas de ríos y lagos como en las
zonas de tierra sobre las que llueve. Así, el vocablo fango es utilizado prácticamente
siempre como sinónimo total de barro.
El barro es uno de los primeros materiales usados por el hombre para construir
refugios. El barro apilado a mano (cob), en forma de ladrillos (adobe), o compactado
(tapial) es una forma muy barata y poco tecnificada de crear paredes y muros, por lo
que ha sido ampliamente utilizado por las civilizaciones antiguas así como por las
culturas ubicadas en entornos desérticos, donde escasea la piedra y la madera
(ANEXO 15).
- Hierro forjado El hierro forjado (o hierro dulce) es un material de hierro que posee la propiedad
de poder ser forjado y martillado cuando esta muy caliente (al rojo) y que se
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endurece enfriándose rápidamente. Funde a temperatura mayor de 1500 °C, es
poco tenaz y puede soldarse mediante forja (ANEXO 16).
Se caracteriza por bajo contenido de carbono (entre 0,05% y 0,25%), siendo una de
las variedades, de uso comercial, con más pureza en hierro. Es duro, maleable y
fácilmentealeable con otros metales, sin embargo es relativamente frágil, y poco
apto para ser utilizado en la confección de láminas, tales como espadas, etc. El
hierro forjado ha sido empleado durante miles de años, y ha sido la composición
más habitual del "hierro" tal como se ha conocido a lo largo de la historia.
Tradicionalmente, el hierro forjado ha sido obtenido a partir
del mineral de hierro calentado a altas temperaturas en una forja. Luego, se
procedía a golpearlo, en un proceso en el que se buscaba eliminar las impurezas
y escorias contenidas en el mineral.
Los procesos industriales del siglo XIX permitieron producir hierro forjado en grandes
cantidades, de modo que se pudo utilizar este material en la construcción de
grandes estructuras de arquitectura e ingeniería.
La dificultad de realizar uniones de elementos de hierro forjado
mediante soldadura ha relegado el empleo de este material a usos decorativos o
secundarios en la construcción, tales como enrejados y otras piezas.
- LadrilloUn ladrillo es una pieza de construcción, generalmente cerámica y con
forma ortoédrica, cuyas dimensiones permiten que se pueda colocar con una sola
mano por parte de un operario. Se emplea en albañilería para la ejecución
de fábricas en general (ANEXO 17)
Vitrubio Polion afirma:
Los ladrillos son utilizados como elemento para la construcción desde hace
unos 11.000 años. Los primeros en utilizarlos fueron los agricultores del
neolítico pre cerámico del Levante hacia 9500 a. c., ya que en las áreas donde
levantaron sus ciudades apenas existía la madera y la piedra.(127).
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Los sumerios y babilonios secaban sus ladrillos al sol; sin embargo, para reforzar
sus muros y murallas, en las partes externas, los recubrían con ladrillos cocidos, por
ser estos más resistentes. En ocasiones también los cubrían con esmaltes para
conseguir efectos decorativos. Las dimensiones de los ladrillos fueron cambiando en
el tiempo y según la zona en la que se utilizaron.
- La arcillaLa arcilla con la que se elaboran los ladrillos es un material sedimentario de
partículas muy pequeñas de silicatos hidratados de alúmina, además de otros
minerales como el caolín, la montmorillonita y la illita. Se considera el adobe como el
precursor del ladrillo, puesto que se basa en el concepto de utilización de barro
arcilloso para la ejecución de muros, aunque el adobe no experimenta los cambios
físico-químicos de la cocción. El ladrillo es la versión irreversible del adobe, producto
de la cocción a altas temperaturas(350º).
Su forma es la de un prisma rectangular, en el que sus diferentes dimensiones
reciben el nombre de soga, tizón y grueso, siendo la soga su dimensión mayor. Así
mismo, las diferentes caras del ladrillo reciben el nombre de tabla, canto y testa (la
tabla es la mayor). Por lo general, la soga es del doble de longitud que el tizón o,
más exactamente, dos tizones más una junta, lo que permite combinarlos
libremente. El grueso, por el contrario, puede no estar modulado.
Existen diferentes formatos de ladrillo, por lo general son de un tamaño que permita
manejarlo con una mano. En particular, destacan el formato métrico, en el que las
dimensiones son 24 x 11,5 x 5,25 / 7 / 3,5 cm (cada dimensión es dos veces la
inmediatamente menor, más 1 cm de junta) y el formato catalán de dimensiones 29 x
14 x 5,2 / 7,5 / 6 cm, y los más normalizados que miden 25 x 12 x 5 cm.
Actualmente también se utilizan por su gran demanda, dado su reducido coste en
obra, medidas de 50 x 24 x 5 cm.
La arcilla está constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados,
procedentes de la descomposición de minerales de aluminio. Presenta diversas
coloraciones según las impurezas que contiene, siendo blanca cuando es pura.
Surge de la descomposición de rocas que contienen feldespato, originada en un
proceso natural que dura decenas de miles de años (ANEXO 19).
20
Físicamente se considera un coloide, de partículas extremadamente pequeñas y
superficie lisa. El diámetro de las partículas de la arcilla es inferior a 0,002 mm. En la
fracción textural arcilla puede haber partículas no minerales, los fitolitos.
Químicamente es un silicato hidratado de alúmina, cuya fórmula es: Al2O3 ·
2SiO2 ·H2O.
Se caracteriza por adquirir plasticidad al ser mezclada con agua, y también
sonoridad y dureza al calentarla por encima de 800 °C. La arcilla endurecida
mediante la acción del fuego fue la primera cerámica elaborada por los seres
humanos, y aún es uno de los materiales más baratos y de uso más
amplio. Ladrillos, utensilios de cocina, objetos de arte e incluso instrumentos
musicales como la ocarina son elaborados con arcilla. También se la utiliza en
muchos procesos industriales, tales como en la elaboración
de papel, producción de cemento y procesos químicos.
- Mortero de cal Los morteros de cal son aquellos morteros que están fabricados con óxido de
calcio (cal), arena y agua. La cal puede ser aérea o hidráulica, diferenciándose
porque la hidráulica tiene un pequeño porcentaje de silicatos, lo que la hace más
recomendable para su uso en ambientes húmedos. Este tipo de morteros no se
caracterizan por su gran dureza a corto plazo, sino por su plasticidad, color, y
maleabilidad en la aplicación.
La cal aérea en la construcción tradicional
La cal ya era conocida en el sexto milenio a. C. como material de construcción para
morteros y revestimientos, ya que en Çatal Hüyük se han encontrado paredes
revocadas con morteros de cal y pintadas al fresco. Posteriormente, gracias
a investigaciones de arqueólogos se ha descubierto que se ha usado en periodos
como el Antiguo Egipto, Imperio asirio, Grecia clásica, en el Imperio romano;
también, fuera del Mediterráneo, fue usada por los mayas, los incas y los aztecas en
América y las primeras dinastías chinas o también las primeras dinastías indias.
Es muy importante no confundir la cal aérea con la cal hidráulica, ya que esta última
contiene muchos silicatos y tiene un comportamiento diferente, sobre todo como
material de construcción.
21
Solo la cal aérea tiene capacidad bioclimática y es capaz de conservarse en
perfectas condiciones durante siglos, ya que posee poros que dejan transpirar las
paredes y al mismo tiempo la impermeabilizan. También el núcleo que conserva,
regula la temperatura del interior de una casa gracias al efecto de "respiración" de la
casa a través suyo. Para ello, el resto de los materiales deben ser tradicionales,
como piedra, barro, ladrillo tradicional, etc.
Una vez que la cal se utiliza, empieza a cristalizar y a carbonatarse, desde la
superficie hacia dentro, conservando un núcleo húmedo que es el que le confiere
sus propiedades y elasticidad, gracias a la cual tiene un comportamiento mecánico
mejor que un cemento portland, tanto para revocos exteriores como interiores, así
como para morteros y otros usos.
Al cabo de cientos de años, la cal apagada, después de carbonatarse
completamente, retorna a su estado original en la cantera, que es el de roca caliza.
Una observación importante es que la cal apagada no tiene propiedades adherentes
y por lo tanto su fijación es mecánica a los huecos de la piedra o el ladrillo, por lo
que si se va a aplicar a una pared lisa, previamente, hay que picarla para crear unos
pequeños "hoyuelos" en toda la superficie donde se pueda "agarrar".
- CalizaLa caliza es una roca sedimentaria compuesta mayoritariamente por carbonato de
calcio (CaCO3), generalmente calcita. También puede contener pequeñas
cantidades de minerales como arcilla, he matita, siderita, cuarzo, etc., que modifican
(a veces sensiblemente) el color y el grado de coherencia de la roca.
El carácter prácticamente mono mineral de las calizas permite reconocerlas
fácilmente gracias a dos características físicas y químicas fundamentales de la
calcita: es menos dura que el cobre (su dureza en la escala de Mohs es de 3) y
reacciona con efervescencia en presencia de ácidos tales como el ácido clorhídrico.
Formación
Por su aspecto blanco son muy distinguibles. Las calizas se forman en los mares
cálidos y poco profundos de las regiones tropicales, en aquellas zonas en las que los
aportes detríticos son poco importantes. Dos procesos, que generalmente actúan
conjuntamente, contribuyen a la formación de las calizas:
Origen químico
22
El carbonato de calcio se disuelve con mucha facilidad en aguas que
contienen gas carbónico disuelto (CO2), debido a la alta solubilidad del bicarbonato
cálcico, como compuesto intermedio. Pero para el caso contrario, en entornos en los
que aguas cargadas de CO2 se liberan bruscamente a la atmósfera, se produce
generalmente la precipitación del carbonato de calcio en exceso.
Esa liberación de CO2 se produce, fundamentalmente, en dos tipos de entornos: en
el litoral cuando llegan a la superficie aguas cargadas de CO2 y, sobre los
continentes, cuando las aguas subterráneas alcanzan la superficie.
- HormigónLa técnica del hormigón está muy desarrollada permitiendo soluciones muy
complejas. En este puente sobre el río Almonte (España) se ve como progresa la
ejecución del primer arco desde las márgenes apoyado en tirantes provisionales
faltando de hormigonar solo la clave del mismo. Detrás, en paralelo, se observa el
avance de un segundo arco en una fase más preliminar.
El material que se vierte es una masa pastosa. Los trabajadores con botas
impermeables se mueven por él sin dificultad.
“El hormigón permite rellenar un molde o encofrado con una forma previamente
establecida. En este caso, es un encepado, un elemento que une las cabezas de
un grupo de pilotes, hincados o embebidos profundamente en el terreno” ( Gutiérrez
De López,2003, p.15).
El hormigón o concreto es el material resultante de la mezcla de cemento (u otro
conglomerante) con áridos (grava, gravilla y arena) y agua. La mezcla de cemento
con arena y agua se denomina mortero. Existen hormigones que se producen con
otros conglomerantes que no son cemento, como el hormigón asfáltico que utiliza
betún para realizar la mezcla.
El cemento, mezclado con agua, se convierte en una pasta moldeable con
propiedades adherentes, que en pocas horas fragua y se endurece tornándose en
un material de consistencia pétrea.
23
La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien
los esfuerzos de compresión, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos
de esfuerzos (tracción, flexión, cortante, etc.), por este motivo es habitual usarlo
asociado al acero, recibiendo el nombre de hormigón armado, o concreto pre-
reforzado en algunos lugares; comportándose el conjunto muy favorablemente ante
las diversas solicitaciones.
Además, para poder modificar algunas de sus características o comportamiento, se
pueden añadir aditivos y adiciones, existiendo una gran variedad de ellos:
colorantes, aceleradores, retardadores de fraguado, fluidificantes,
impermeabilizantes, fibras, etc.
CAPITULO II:
CONCEPTO Y PROPIEDADES.
1.1. Concepto De Los Materiales De Construcción.
Son los elementos empleados en la edificación de residencias, monumentos y obras
públicas. Los materiales junto con la energía han sido utilizados por el hombre para
mejorar su condición. Las primeras edades en las que se clasifica nuestra historia
llevan sus nombres de acuerdo al material desarrollado y que significó una época en
nuestra evolución. Hay muchos más materiales de los que utilizamos día a día, los
que vemos en las ciudades o los que utilizamos en nuestro quehacer diario.
Los materiales utilizados en construcción en una primera clasificación se pueden
dividir en dos tipos generales atendiendo a su origen (Clasificación genética):
naturales y artificiales.
Los materiales naturales, son aquellos que pueden ser empleados tal como se
hallan en la naturaleza, labrándolos para darles la forma y dimensiones adecuadas,
pero sin realizar en ellos transformación físico-química alguna.
Los materiales artificiales, son aquellos que, tras un proceso de elaboración y
transformación de su composición, adquieren las características apropiadas a su
24
uso. Se utilizan como materias primas para su obtención los materiales naturales,
que modificados a base de los distintos procesos de fabricación, dan
como resultado el material artificial.
1.2. Propiedades Físicas.
- GranulometríaLa granulometría o gradación se refiere al tamaño de las partículas y al porcentaje o
distribución de las mismas en una masa de agregado. Se determina mediante el
análisis granulométrico que consiste en hacer pasar una determinada cantidad del
agregado a través de una serie de tamices standard, dispuestos de mayor a menor.
Gutiérrez De López (2003) afirma:
Los tamices se disponen de acuerdo a la utilización. Así por ejemplo la serie de
tamices que se usa para los agregados del concreto se ha escogido de tal
forma que la abertura del tamiz esté en relación de 1 a 2 con la abertura del
siguiente tamiz.
La operación de tamizado debe realizarse según la norma NTC No.77 en la
cual se describe el tamaño de la muestra a ensayar y los procedimientos
adecuados para realizar un análisis granulométrico. (p.12).
Los resultados se consignan en una tabla en la que deben aparecer: Peso de la
muestra ensayada, peso del material retenido en cada malla, % del material
retenido, % retenido acumulado y % que pasa.
Curvas granulométricas Para una mejor visualización de la distribución del
agregado, los resultados de un análisis granulométrico se grafican mediante una
curva granulométrica, en la cual aparece sobre las ordenadas, en escala aritmética,
el porcentaje que pasa a través de los tamices y sobre las abscisas, en escala
logarítmica o en escala aritmética, la abertura de los tamices.
25
Una curva tendida indica un material bien gradado o con todos los tamaños y
corresponde a una gradación densa o cerrada, es decir, los espacios entre
partículas son mínimos, no existe ni exceso ni defecto de un tamaño determinado.
En cambio una curva casi vertical indica un material mal gradado, en el que
predominan solo
unos pocos tamaños y corresponde a una gradación abierta donde aumentan los
espacios vacíos.
Parámetros que se obtienen del análisis granulométrico Además de determinar la
distribución de los tamaños y la ausencia o exceso de los mismos dentro de una
masa de agregados, de un análisis granulométrico se pueden sacar valores que
luego son
usados como parámetros en los diseños o como factores de calidad, ellos son:
Tamaño Máximo.- Se define como la menor abertura del tamiz que permite el paso
de la totalidad de la muestra, índica la dimensión de la partícula más grande que hay
en la muestra.
Tamaño Máximo Nominal.- Se define como la abertura del tamiz inmediatamente
superior a aquél cuyo porcentaje retenido acumulado es del 15% o más. Indica el
tamaño promedio de partículas mas grandes que hay dentro de una masa de
agregado.
Por lo general, un análisis granulométrico, el tamaño máximo y el máximo nominal
no coinciden. Por lo tanto, en las especificaciones debe indicarse claramente de cual
de los dos se trata. Los términos tamaño máximo y tamaño máximo nominal se
aplican exclusivamente al agregado grueso.
Módulo de finura.- Es un valor que permite estimar el grosor o finura de un material;
se define como la centésima parte del número obtenido al sumar los porcentajes
retenidos acumulados en los siguientes tamices Icontec empleados al efectuar un
análisis granulométrico: No. 100, 50, 30, 16, 8, 4 3/8", 3/4", 1 1/2" y los tamices
siguientes cuya relación de abertura sea de 1 a 2.
El uso del módulo de finura se ha restringido al agregado fino y según este módulo
las arenas se clasifican en:
Arenas finas Módulo de finura entre 0.5-1.5
Arenas medias Módulo de finura entre 1.5-2.5
Arenas gruesas Módulo de finura entre 2.5 - 3.5
26
Cuando la arena está mezclada con grava se obtienen módulos de finuras mayores
y a mayor proporción de grava en la arena mayor es el módulo de finura, en este
caso la clasificación se hace así:
Arenas finas Módulo de finura entre 2.2 - 2.6
Arenas medias Módulo de finura entre 2.6-2.9
Arenas gruesas Módulo de finura entre >2.9
Porcentaje de Finos
Se define como el % que pasa el tamiz Icontec No. 200 (0.074 m.m.).
Formas de las partículas del agregado Para determinar la forma de las partículas en
los agregados es necesario definir:
Redondez.- Se aplica a la forma del filo; si la partícula tiene aristas bien definidas se
dice que es angular, si por el contrario sus aristas están gastadas por la erosión o el
rozamiento del agua se habla de partículas redondeadas.
Esfericidad.- Es función de la relación entre área superficial y volumen. Esta relación
es menor en partículas esféricas incrementándose en partículas planas y alargadas,
según la esfericidad las partículas pueden ser esféricas, cúbicas, tetraédricas,
laminares y alargadas.
La forma de las partículas se indica con dos términos, aduciendo a su redondez y a
su esfericidad. Por ejemplo cúbica redondeada o cúbica angular.
En general las gravas de río, glaciares, y conglomerados, así como las arenas de
playa o desierto son materiales redondeados, y pueden ser esféricos (cantos
rodados) y laminares. En cambio los agregados obtenidos por trituración y los
provenientes de suelos residuales son angulares y su forma depende de la
naturaleza de la roca y del equipo de trituración; así serán cúbicos, tetraédricos,
laminares y alargados.
- DensidadEsta propiedad depende directamente de la roca que dio origen al agregado. La
densidad se define como la relación de peso a volumen de una masa determinada.
Pero como las partículas del agregado están compuestas de minerales y espacios o
poros que pueden estar vacíos, parcialmente saturados o llenos de agua según la
permeabilidad interna, es necesario hacer diferenciación entre los distintos tipos de
densidad.
27
Densidad absoluta.- Es la relación entre el peso de la masa de agregado y el
volumen que ocupan solo sus partículas sólidas.
Densidad nominal.- Es la relación que existe entre el peso de la masa del agregado
y el volumen que ocupan las partículas del material incluidos los poros no
saturables.
Densidad aparente.- Está definida por la relación entre el peso y el volumen de las
partículas de ese material incluidos todos los poros, saturables y no saturables.
Para el diseño de mezclas de concreto, la densidad que interesa es la densidad
aparente, pues con ella se determina el peso del agregado requerido para un
volumen unitario de concreto, porque los poros interiores de las partículas van a
ocupar un volumen dentro de la masa del concreto y el agua que se aloja dentro de
los poros saturables no hace parte del agua del mezclado. Es decir, en una mezcla
de concreto el material está saturado (tiene sus espacios jacios llenos de agua),
pero está superficialmente seco.
“La densidad aparente del agregado depende de su composición mineralógica y
de la cantidad de poros que tenga. Por lo general el valor de la densidad aparente
está entre 2.30 g/cm3 y 2.8 g/cm3” ( Gutiérrez De López,2003, p.17).
- Porosidad y absorciónLa porosidad del agregado es una cualidad muy importante, directamente
relacionada con la adherencia y resistencia a la compresión y flexión de las
partículas, así como a su comportamiento frente a problemas de congelamiento,
deshielo e intemperismo.
La porosidad está asociada a la capacidad de absorción de agua u otro líquido que
tienen los agregados, capacidad que depende del número y tamaño de los poros y
de la continuidad de los mismos. Según su contenido de humedad, las partículas
que conforman un agregado pueden estar en los siguientes estados:(ANEXO 21)
a) Secado total
b) Parcialmente húmedo
c) Saturado
d) Humedad total
superficialmente seco
28
Para determinar la absorción en agregados finos y gruesos se siguen las
indicaciones que aparecen en las normas NTC 237 y 176 respectivamente.
Psss = Peso saturado y superficialmente seco
Ps = Peso seco.
- Masa unitaria o peso unitarioSe define como la relación entre el peso de una muestra de agregado compuesta de
varias partículas y el volumen que ocupan estas partículas agrupadas dentro de un
recipiente de volumen conocido. Es decir, el material dentro del recipiente sufre un
acomodo de las partículas dejando el menor espacio entre ellas; el mayor peso
unitario se tendrá cuando quepa más material dentro del mismo volumen, lo que
depende naturalmente de la granulometría, tamaño, forma y textura del agregado.
(ANEXO 22)
Existen dos tipos de masa unitaria a saber:
Peso unitario o compactado.- Se define como el peso compactado del material
dividido entre el volumen que ocupa. La determinación de la masa unitaria
compactada se hace según la norma NTC No. 92.
El valor de la masa unitaria compactada se utiliza para determinar el volumen
absoluto de agregado grueso en las mezclas de concreto.
Peso unitario suelto
Es la relación que existe entre el peso del agregado suelto o en estado normal de
reposo y el volumen que ocupa.
El peso unitario suelto es menor que el peso unitario compactado porque el material
en estado suelto ocupa un volumen mayor.
En el manejo del material se debe tener en cuenta el peso unitario suelto por cuanto
el transporte se hace en volumen y en estado suelto, y por lo tanto el volumen del
agregado para transportar y almacenar siempre es mayor que el volumen del
material colocado y compactado en la obra.
Expansión o abultamiento
Conocida también como hinchamiento de la arena, consiste en un aumento de
volumen, para un determinado peso de arena por la presión del agua entre las
partículas de arena cuando ésta se encuentra con agua libre. Si el agua libre
aumenta de un 5 a un 8%, el abultamiento puede llegar hasta un 20 ó 30%. La
29
expansión puede ser máximo de un 40% para arenas finas y hasta un 20% para
arenas gruesas.
“Cuando se aumenta el contenido de agua libre la expansión disminuye y si la
arena está inundada no existe hinchamiento. Conviene tener esto en cuenta en el
transporte y almacenamiento de la arena” ( Gutiérrez De López,2003, p.19).
1.3. Propiedades Químicas.Los agregados conservan la composición mineralógica de la roca que les dio origen;
generalmente son inertes ya que no reaccionan químicamente con los demás
constituyentes. Sin embargo desde 1946 se ha venido observando una reacción
química de algunos agregados con el cemento cuando se emplean dichos
agregados en concretos.
Reacción Alcali-Agregado:
Algunos agregados reaccionan con los álcalis del cemento especialmente los
agregados silicios y los agregados carbonatados. Los primeros cuando poseen
óxidos de silicio en sus formas inestables reaccionan con los hidróxidos alcalinos del
cemento, produciéndose un gel que aumenta de volumen a medida que absorbe
agua con lo que origina presiones internas en el concreto con la consiguiente
expansión, agrietamiento y ruptura de la pasta de cemento. Esta reacción se conoce
como Alcali-sílice.
Los segundos producen una reacción similar llamada Alcali-carbonato pero es
menos frecuente que la
Alcali-sílice. La reactividad potencial de los agregados se detecta mediante el
ensayo químico descrito en la norma NTC No.175, que básicamente consiste en
determinar las reacciones que ocurren entre el agregado después de triturado y una
solución de hidróxido de sodio.
Existen otras pruebas para determinar la afinidad del sílice del agregado y el álcali
del cemento, como la descrita en la norma ASTM-C227 llamada prueba de la barra
de mortero. En esta prueba se mide la expansión que se desarrolla en pequeñas
barras de mortero hechas con agregados finos o con agregados gruesos triturados y
almacenados a determinadas condiciones de temperatura y humedad durante un
30
tiempo prolongado, generalmente de tres a seis meses; aunque la prueba es
demorada, es suficientemente confiable.
Para determinar la reacción Alcali-Carbonato se usa la prueba descrita en la norma
ASTM-C586, conocida como la prueba del cilindro de roca.
La única reacción química favorable de los agregados se conoce como Epitaxia, la
cual mejora la adherencia entre ciertos agregados calizos y la pasta del cemento, a
medida que transcurre el tiempo.
1.4. Propiedades Mecánicas.- Resistencia Al emplear los agregados en obras de ingeniería, tal es el caso de concretos
hidráulicos, la resistencia de éstas, se relaciona directamente con la resistencia del
agregado, resistencia estrechamente relacionada con la estructura de los granos de
la partícula, o con el proceso de trituración y explotación; algunos procedimientos
inadecuados induce previamente fallas en las partículas.
Se han desarrollado algunas pruebas para determinar la resistencia del agregado a
la trituración, que permiten dar una idea acerca del comportamiento del agregado en
el concreto. Se dan algunos valores típicos de resistencia a la compresión y módulo
de elasticidad de algunas rocas (ANEXO 23).
“La resistencia de la roca madre se comunica al agregado, aunque debe darse
especial cuidado al hecho de que los procesos de explotación y triturado pueden
disminuirla” ( Gutiérrez De López,2003, p.20).
El módulo de elasticidad del concreto, depende del módulo de elasticidad del
agregado.
- TenacidadLa tenacidad es la resistencia que ofrece el agregado al impacto, y tiene mucho que
ver con el manejo de los agregados, porque si estos son débiles al impacto pueden
alterar su granulometría y por consiguiente la calidad de la obra.
- AdherenciaYa sea en el concreto hidráulico o en el concreto asfáltico la adherencia del
agregado es una característica importante, porque la resistencia y durabilidad de
31
estos concretos depende en gran parte del poder de aglutinamiento del agregado
con el material cementante (pasta de cemento o asfalto). La adherencia del
agregado depende de la forma, textura y tamaño de las partículas.
No existe un método para medir la adherencia de un agregado con el cemento, pero
la adherencia de un agregado con el asfalto si puede medirse mediante una norma
británica que consiste esencialmente en determinar el grado de amarre del asfalto
con los agregados que se van a utilizar en el campo.
- DurezaEs la resistencia que ofrece el agregado a la acción del roce y al desgaste diario.
Los agregados empleados en carreteras, y pisos, deben ser especialmente
resistentes al desgaste.
Para determinar esta propiedad se emplea el ensayo de resistencia al desgaste en
la máquina, y que tiene en cuenta la gradación y tamaño del material, por lo que es
necesario hacer una granulometría previa con el fin de determinar la gradación
del ensayo que mejor represente al agregado.
Según la gradación serán los tamaños y pesos de las muestras de agregado que va
a ensayarse y la carga abrasiva (número de esferas) y el total de revoluciones a las
cuales se somete la muestra.
La dureza del agregado depende de su constitución mineralógica y de su
procedencia.
Sanidad de los agregados
La sanidad de los agregados se refiere a su capacidad para soportar cambios
excesivos de volumen por la acción del intemperismo.
La capacidad del agregado para soportar los cambios de condiciones ambientales
depende de su procedencia, granulometría, forma, textura y porosidad.
Para determinar la sanidad de los agregados, se realiza en el laboratorio una
prueba, según la norma Icontec 126, que consiste esencialmente en someter los
agregados separados por tamaños a la saturación en una solución de sulfato de
sodio o sulfato de magnesio y después a un secado en el horno. Estas acciones
constituyen un ciclo. Generalmente se efectúan cinco ciclos; al finalizar el último
32
ciclo se elimina el sulfato y, seco el material, se procede a hacer análisis cualitativo y
cuantitativo para determinar el porcentaje del agregado no desgastado por la acción
del sulfato.
El ensayo pretende reproducir en forma acelerada la acción de los procesos de
calentamiento, enfriamiento, humedecimiento, secado, congelamiento y deshielo,
pues cuando el agua se encuentra en un poro pequeño (diámetro menor de 4
mieras) no puede salir fácilmente, pues ha aumentado su volumen en un 9% al
congelarse y entonces produce presión en el interior de la partícula que puede
agrietarla, así el sulfato presente en los poros cristaliza al evaporarse el agua por el
secado, creando presiones en el interior de la partícula que pueden equipararse a la
acción del congelamiento del agua.
Una baja resistencia del agregado al intemperismo compromete la durabilidad de la
obra, que no sólo afecta su aspecto superficial (descascaramiento) sino su
estabilidad por agrietamientos internos.
Presencia de Sustancias Perjudiciales
Contenido de arcilla y material con diámetro inferior a 0.074 mm.
Los limos, arcillas y polvos procedentes de la trituración de las rocas con tamaños
menores de 0.074 mm de diámetro son perjudiciales si se encuentran en un alto
porcentaje en los agregados. La razón radica especialmente en que por ser tamaños
menores que los granos del cemento, se encuentran recubriendo los agregados más
gruesos impidiendo una buena adherencia entre éstos y la pasta de cemento.
Algunos tipos de arcilla, al entrar en contacto con el agua producen fenómenos de
expansión o encogimiento, que generan presiones internas que pueden agrietar la
estructura.
Por otro lado, la presencia de estas partículas con su incremento de superficie
específica aumenta la demanda de agua en las mezclas de concreto y por
consiguiente la cantidad de cemento.
El procedimiento para determinar el porcentaje de material que tiene un diámetro
menor de 0.074 mm (tamiz No.200) es la granulometría descrita en la norma NTC
78. Para determinar si el material es limo o arcilla se emplean los ensayos de
equivalente arena o los límites de Atterberg.
La materia orgánica es producto de la descomposición de los vegetales y sustancias
carbonosas, cuya composición química es ácido tánico y sus derivados conocidos
con el nombre de humus. Cuando la presencia de humus es alta, especialmente en
33
las arenas que por su tamaño suelen retener más materia orgánica, se impide total o
parcialmente el fraguado del cemento.
Para determinar el contenido de materia orgánica de las arenas, se ejecuta un
ensayo cualitativo, comparando la coloración que produce la muestra de arena al
agregarle una solución de hidróxido de sodio al 3%, con una tabla
de colores cuyo resultado es un número que indica el color de
referencia.
MATERIALES
PETREOS
34
CAPITULOI:
PETREOS NATURALES.
1.1. Rocas Y Piedras
Las rocas se extraen de las canteras o excavaciones, arrancándolas por medio de
máquinas (piedras blandas), o por voladuras (piedras duras). En ambos casos se
obtienen grandes bloques de roca sin una forma determinada. Para su uso en
construcción es necesario realizar en primer lugar un desbaste, que consiste en
35
eliminar las partes más bastas de los bloques y prepararlas para la labra, que
consiste en darles las dimensiones y formas requeridas.
Los materiales pétreos utilizados en construcción son las rocas, que son agregados
de partículas minerales de dimensiones apreciables y de forma indeterminada,
mientras que los materiales derivados de las rocas, y que se emplean habitualmente
en la construcción, reciben el nombre genérico de piedra.
Las rocas naturales han sido, y todavía lo siguen siendo, muy apreciadas en la
construcción. Tienen, en general, la ventaja de ser muy resistentes a las condiciones
medio ambientales y a los golpes. En relación con las condiciones
medioambientales, es de especial interés la resistencia a la rotura por efecto de la
dilatación del agua que penetra en la roca al helarse; en la actualidad también es
importante considerar la resistencia a los factores contaminantes como la lluvia
ácida, humos, etc. Sin embargo ofrecen una serie de inconvenientes que hace que
hayan sido relegadas por otros materiales de procedencia artificial. Entre estos cabe
destacar el alto coste; su poca plasticidad y alta fragilidad, su poca resistencia a la
tracción, aunque poseen elevada resistencia a la compresión, y su elevado peso
específico.
En la actualidad, las rocas se emplean en la construcción como elemento resistente,
decorativo en el recubrimiento de paredes y suelos, y como materia prima para la
fabricación de otros materiales como cementos, piezas de cerámicas, etc., siendo
este último su principal aplicación.
- Rocas ígneas o eruptivas.
Son rocas formadas por enfriamiento y solidificación de las masas fundidas de
magma, del interior de la corteza terrestre, al salir al exterior. Las rocas ígneas están
compuestas casi en su totalidad por minerales silicatos, y suelen clasificarse según
su contenido de sílice. Las principales categorías son ácidas o básicas, siendo el
granito ejemplo del primer grupo, y el basalto del segundo (ANEXO25).
- Granito.
36
El granito es una roca que cristaliza a partir de magma enfriado de forma lenta a
grandes profundidades bajo la superficie terrestre. Está compuesto por feldespato,
cuarzo y mica, y de algunos otros minerales accesorios. Presentan una estructura
granular cristalina, con grano grueso, mediano o fino según las condiciones de
enfriamiento (velocidades rápidas favorecen el grano fino y las muy lenta el grano
grueso).
1.2. Rocas Sedimentarias
Las rocas sedimentarias están formadas por fragmentos pertenecientes a otras
rocas más antiguas, y que han que han sido transformadas y erosionadas por la
acción del agua y, en menor medida, del viento o del hielo glaciar. Estos fragmentos
se presentan en depósitos o sedimentos que forman capas o estratos superpuestos,
separados por superficies paralelas, representando cada capa un periodo de
sedimento (ANEXO 26).
“Las rocas sedimentarias constituyen el 75% de las rocas de la superficie; de
ellas el 46% son lutitas, 32% arenisca y el 22% calizas” ( Gutiérrez De López,2003,
p.12).
Las rocas sedimentarias se clasifican según su origen en mecánicas y químicas. Las
rocas mecánicas se componen de partículas minerales producidas por la
desintegración mecánica de otras rocas y transportadas hasta el lugar de depósito,
sin deterioro químico. Las rocas mecánicas pueden a su vez dividirse en rocas
incoherentes y rocas compactas. Las rocas incoherentes se originan al
resquebrajarse las rocas, dando fragmentos que sucesivamente, por la acción de los
agentes externos y/o el propio choque entre ellas, se van reduciendo y
redondeando. Según el diámetro de estos fragmentos tenemos diferentes tipos de materiales:
bloques > 500mm, cantos o guijarros 500-100mm, gravas 100-30mm, gravilla 30-
15mm, garbancillo 15-5mm, arena 5-0.2mm, polvo y limo 0.2-0.002mm y arcillas
0.002- 0.0001mm.Por su parte, las rocas compactas se forman a partir de las
incoherentes por compresión o aglomeradas por una pasta o cemento. Se dividen
según el tamaño de los fragmentos que se han compactado, así tenemos los
37
conglomerados que están formados por cantos, gravas, gravillas o garbancillos,
areniscas cuando se compactan arenas y pizarras cuando se compactan arcillas y
limo.
Las rocas químicas pueden formarse por precipitación de sales disueltas o por la
acumulación de restos orgánicos. Las rocas por precipitación proceden de la
acumulación de las sales disueltas en agua, al evaporarse ésta, en lugares secos y
cálidos. Dentro de este tipo destaca en sobremanera el yeso que es sulfato cálcico
dihidratado. Las rocas de origen orgánicos proceden de la acumulación de restos de
animales y plantas, destacando dentro de este grupo la caliza.
- Calizas.
Las calizas son rocas formadas por carbonato cálcico, pudiendo tener un origen
químico por precipitación de soluciones bicarbonatadas u orgánico por acumulación
de restos de caparazones o conchas de mar, formadas por las secreciones de
CaCO3 de distintos animales marinos.
Las calizas son de colores ocre, de durezas medias y fáciles de labrar y pulir. En
general constituyen un excelente material de construcción. También se emplea en
grandes cantidades como materia prima para la elaboración de cementos, y tratadas
al fuego se calcinan dando cal.
- Áridos, arenas y areniscas.
Los áridos o gravas son fragmentos de roca de diámetro medio, entre 100 y 30mm,
procedentes de la trituración de rocas, ya sea de forma natural o artificial. Se
emplean en mampostería, en pavimentos, para la elaboración de hormigones, etc.
Las arenas son fragmentos producidos por de la desintegración química y mecánica
de la rocas bajo meteorización y abrasión, de diámetro entre 5 y 0.2mm. Su
composición es variada, pero las más frecuentes están formadas de cuarzo (sílice)
con una pequeña proporción de mica, feldespato, magnetita y otros minerales
resistentes.
Cuando las partículas acaban de formarse suelen ser angulosas y puntiagudas,
haciéndose más pequeñas y redondeadas por la fricción provocada por el viento y el
38
agua. Desempeñan un importante papel al ser parte esencial en la elaboración de
morteros y hormigones, empleándose también en el acondicionamiento del lecho
para conducciones subterráneas. Se subdividen en gruesas (5-2mm), medias (2-
1mm) y finas (> a 1mm). Por su origen se dividen en arenas de mina, de río, marinas
y artificiales.
Las areniscas son rocas resultantes de la compactación de arenas de cantos vivos
unidos por cementos naturales. Su composición química es la misma que la de la
arena, y el cemento suele estar compuesto por sílice, carbonato de calcio u óxido de
hierro. El color de la roca viene determinado por el material cimentador. Son rocas
que se labran muy bien, usándose como revestimientos y en la fabricación de
piedras de afilar y de moler.
- Arcillas.La arcilla se compone de un grupo de minerales aluminosilicatos formados por la
meteorización de rocas feldespáticas, como el granito. El grano es de tamaño
microscópico (> de 0.002mm), y con forma de escamas. Esto hace que la superficie
de agregación sea mucho mayor que su espesor, lo que permite un gran
almacenamiento de agua por adherencia, dando plasticidad a la arcilla.
Las variedades más comunes de arcilla son: la arcilla china o caolín; la arcilla de
pipa, similar al caolín pero con un contenido mayor de sílice; la arcilla de alfarería, no
tan pura como la arcilla de pipa; la arcilla de escultura o arcilla plástica, una arcilla
fina de alfarería mezclada, a veces, con arena fina; arcilla para ladrillos, una mezcla
de arcilla y arena con algo de materia ferruginosa (con hierro); la arcilla refractaria,
con pequeño o nulo contenido de caliza, tierra alcalina o hierro (que actúan como
flujos), por tanto, es infusible y muy refractaria; el esquisto y la marga. Las arcillas
plásticas se usan en todos los tipos de alfarería, en ladrillos, baldosas, ladrillos
refractarios y otros productos, que serán abordados en el apartado de materiales
cerámicos.
1.3. Rocas Metafóricas
Las rocas metamórficas proceden de la transformación, en su composición
mineralógica y estructural, de las rocas ígneas o sedimentarias debido a grandes
39
presiones y/o temperaturas, producidas en el interior de la Tierra. Las rocas más
importantes son el mármol y la pizarra (ANEXO 27).
- Mármol.
Los mármoles son una variedad cristalina y compacta de caliza metamórfica, que
puede contener minerales accesorios como mica, serpentina, grafito, óxidos de
hierro, etc. Estas impurezas proporcionan a los mármoles una amplia variedad de
colores, que junto a la estructura del mismo, producen diferentes efectos y que
sirven para su clasificación.
Según esta clasificación, los mármoles se dividen en: sencillos, que poseen un solo
color uniforme; policromos, que presentan diferentes colores; veteados, que
presentan listas de color diferente al del fondo; arborescentes, si tienen dibujos
veteados; lumaquetas, si contienen caracoles y conchas (proceden de las calizas
lumaquelas); y brechas, formados por fragmentos angulosos de diferente coloración.
También es posible clasificar a los mármoles por el uso a que destinen, tenemos
entonces: mármoles estatutarios, que son de color uniforme, compactos, traslúcidos
y de fácil labra; y mármoles arquitectónicos, que son resistentes y de bellas
coloraciones, empleados en pavimentos y decoración.
Una de las principales propiedades que caracterizan a los mármoles es el que se
pueden pulir hasta obtener un gran brillo. Es además un material poco poroso, de
dureza media-baja (dureza 3 en la escala de Mohs), que resiste bien el hielo pero
poco el desgaste por rozamiento.
- Pizarra.
La pizarra es una roca densa con grano fino, formada por el metamorfismo de
esquisto micáceo y arcilla. El esquisto micáceo es el término común aplicado a las
variedades de grano fino de roca sedimentaria formadas por consolidación de lechos
de arcilla, mostrando laminaciones finas, paralelas a los planos de los lechos y a lo
largo de las cuales la roca se rompe con fractura curva e irregular.
El proceso de metamorfismo produce la consolidación de la roca original y la
formación de nuevos planos de exfoliación en los que la pizarra se divide en láminas
40
características, finas y extensas. Aunque muchas rocas que muestran esta
exfoliación se llaman también, por extensión, pizarras, la pizarra auténtica es dura y
compacta y no sufre meteorización apreciable. La pizarra suele ser de color negro
azulado o negro grisáceo, pero se conocen variedades rojas, verdes, moradas, etc.;
son bastante blandas, pudiendo ser rayadas con un cuchillo y su tacto es suave, casi
graso; son muy refractarias e impermeables, siendo estables al hielo. La pizarra se
emplea en la construcción de tejados, como piedra de pavimentación y como
"pizarras" o "pizarrones" tradicionales para escuela.
La pizarra suele ser de color negro azulado o negro grisáceo, pero se conocen
variedades rojas, verdes, moradas, etc.; son bastante blandas, pudiendo ser rayadas
con un cuchillo y su tacto es suave, casi graso; son muy refractarias e
impermeables, siendo estables al hielo. La pizarra se emplea en la construcción de
tejados, como piedra de pavimentación y como "pizarras" o "pizarrones"
tradicionales para escuela.
CAPITULO II:
PÉTREOS ARTIFICIALES
1.1. Vidrios.
El vidrio es una sustancia amorfa fabricada sobre todo a partir de sílice fundida a
altas temperaturas. El vidrio es una sustancia amorfa, se enfría hasta solidificarse
sin
que se produzca cristalización, que se halla en un estado vítreo en el que las
unidades moleculares, aunque están dispuestas de forma desordenada, tienen
suficiente cohesión para presentar rigidez mecánica(ANEXO 29).
Componentes y características
El vidrio se obtiene por la fusión de la arena de cuarzo, rica en sílice, bien molida,
que el elemento vitrificado y el que constituye verdaderamente el vidrio,
proporcionando resistencia mecánica al vidrio. Junto con la sílice es necesario
añadir
41
caliza que actúa de estabilizador aportando también resistencia, dureza y brillo, y
carbonato sódico que actúa de fundente, rebajando el punto de fusión de la sílice
desde los 1.700º hasta los 850º. Además pueden añadirse otros ingredientes como
el plomo o el bórax, que proporcionan al vidrio determinadas propiedades físicas.
Todos los componentes deben mezclarse finamente molidos, y en proporciones
precisas para obtener el vidrio con las características óptimas deseadas. El vidrio es
un material duro pero muy frágil, transparente o traslúcido, muy resistente a la
tracción y a los agentes químicos, salvo el ácido fluorhídrico que lo disuelve, y mal
conductor del calor y la electricidad.
Fabricación y tipos de vidrios
Existe una gran variedad de tipos de vidrio, que están íntimamente relacionados con
sus respectivos procesos de fabricación. Según el proceso, los vidrios se clasifican
en vidrios huecos, vidrios planos, vidrios colados, vidrios prensados y fibra de vidrio.
El paso previo a cualquier de los procesos de fabricación es la obtención de la
pasta de vidrio. Para ello se prepara la mezcla de las materias primas finamente
molida. Luego se funde la mezcla en crisoles o cubetas; una vez fundida se eleva la
temperatura unos 100º para eliminar las burbujas, para a continuación disminuir la
temperatura hasta que la masa fundida tenga la pastosidad adecuada para la
elaboración. La temperatura necesaria suele ser de unos 1.250º, si bien puede variar
en función de la composición del vidrio.
El vidrio hueco no tiene especiales aplicaciones en construcción, y se emplea
fundamentalmente para fabricar recipientes como vasos, botellas, etc. Se puede
trabajar de forma artesanal o mecánica. En la forma artesanal, se introduce un tubo
de soplado en el interior de la masa de vidrio fundido y se toma una porción. A
continuación, soplando por el extremo opuesto y mediante movimientos de rotación
y balanceo se da la forma deseada. La forma mecánica es similar, sólo que ahora se
hace uso un molde en el que se introduce la porción de vidrio fundido, y mediante
abre tras enfriarse el vidrio para extraer la pieza.
El vidrio plano se trata del vidrio más empleado en la construcción, y para su
elaboración se emplea una mezcla de 72% de sílice, 14% de carbonato sódico y un
9% de cal, correspondiendo el resto hasta el 100% a diversos aditivos. Para su
fabricación existen dos métodos: el de flotación y el de estirado, siendo el primero
quizás el más empleado.
42
En el método de flotación, una vez obtenida la masa de vidrio fundido, se extrae del
horno de fusión a través de una abertura denominada garganta, que proporciona
una lámina del espesor adecuado. La lámina se desplaza a continuación sobre un
baño de estaño fundido, flotando ésta al ser tres veces menos densa que el estaño.
De esta forma, y gracias a procesos de re fusión, se logra que ambas caras de la
lámina queden perfectamente lisas y pulidas. El baño de estaño tiene una longitud
en torno a los 80m, y a l largo del mismo una serie de rodillos arrastran la lámina, a
la vez que le confieren el espesor deseado. Al final del proceso, el vidrio todavía
caliente, se somete a un proceso de recocido en el interior de un túnel de
temperatura decreciente, a fin de que se enfríe sin tensiones internas que lo
volverían demasiado frágil.
El otro método de obtención es el método de estirado, que puede llevarse a cabo en
horizontal, método Colburn, o en vertical, método Fourcault. En ambos casos, se
aproxima una lámina metálica, denominada cebo, a la masa de vidrio fundido para
después levantarla y hacerla pasar a través de unos rodillos que conforman la
lámina al espesor deseado. Mediante el método Colburn se logran espesores de
hasta 30mm, mientras que con el segundo los espesores son menores, entre 0.5 y
10mm. Mediante estos métodos, especialmente con el de Fourcault, se obtienen
láminas con algunas ondulaciones que posteriormente hay que eliminar por
esmerilado o pulido.
En el procedimiento de vidrio colado se obtienen láminas de diferentes espesor y
con diversas texturas en sus superficies. Para su fabricación podemos seguir dos
métodos, el de colada y el de laminado. En el método de colada, el vidrio fundido se
almacena en una cubeta giratoria, saliendo el vidrio por una abertura inferior. Al salir
el vidrio, éste se vierte sobre una mesa de colada provista de un rodillo laminador
refrigerado internamente por agua, que, por regulación de su altura respecto a la
mesa, proporcionará a la lámina el espesor deseado. En el método de laminado, el
vidrio se almacena igualmente en una cubeta giratoria, pero en este caso, a la salida
existen dos rodillos laminadores refrigerados, separados entre sí por la distancia que
se desea para el espesor. En ambos el o los rodillos pueden estar grabados con
objeto de marcar la huella en el vidrio. El vidrio colado presenta múltiples
aplicaciones, empleándose en suelos, planchas de mesa, etc.
El vidrio prensado se obtiene vertiendo el vidrio fundido en el interior de un molde
43
metálico, y comprimiéndolo mediante una estampa con el contramolde. Mediante
este procedimiento se obtiene objetos macizos, huecos o plano, como ladrillos,
baldosas, etc., con gran resistencia a la compresión, flexión y choques, no pudiendo
ser cortados por el diamante.
Por último, la fibra de vidrio se obtiene mediante extrusión de la masa de vidrio a
través de unas boquillas o hileras con diámetro inferior a 0.1mm. Los hilos obtenidos
se deshilachan con vapor recalentado y posteriormente se secan. Unos rodillos se
encargan de estirarlos para dotarlos de mayor resistencia, y finalmente, tras una
ligera torsión, se enrollan en bobinas. Con las fibras de vidrio se elaboran tejidos y
fieltros que se emplean posteriormente en la fabricación de aislantes térmicos y
acústicos, y para la obtención de paneles de yeso o escayola y de plástico
reforzados. Productos derivados.
A partir de los diferentes tipos de vidrio se obtienen un sinfín de productos de
aplicación en la industria de la construcción. Entre otros tenemos el vidrio de
ventana, el vidrio armado, los vidrios de seguridad, etc.
El vidrio de ventana se obtiene partir de vidrio plano, fabricándose en diferentes
espesores entre 2 y 19mm. Se trata de un vidrio bastante duro y transparente a la
luz visible pero no a la luz UV. Presenta una notable resistencia a la compresión,
mientras que a la tracción es bastante menor. Es un buen aislante acústico y resiste
bien la acción de los agentes atmosféricos, los ácidos y los álcalis.
El vidrio armado es un vidrio colado al que se le añade una malla metálica en el
interior durante el proceso de laminado. Esta malla no aumenta su resistencia, pero
en caso de rotura evita que los fragmentos se dispersen, empleándose
especialmente en lugares que puedan estar sometidos a la acción del fuego.
Los vidrios de seguridad se fabrican a partir de vidrios planos, que pueden estar
formados por una o varias capas. En los cristales de una sola capa, ésta está
pretensada de modo que al romperse se fragmenta en trozos muy pequeños y de
superficie roma. El proceso de pretensado consiste en someter al vidrio a un
templado térmico en el que se calientan el vidrio casi hasta el punto de
reblandecimiento, enfriándolo rápidamente con un chorro de aire o por inmersión en
un líquido. De esta forma, la superficie se endurece de inmediato, y la posterior
contracción del interior del vidrio, que se enfría con más lentitud, tira de ella y la
comprime; es decir, las capas exteriores quedan comprimidas mientras que las
interiores lo están sometidas a tracción, y al romper en una capa exterior, el esfuerzo
44
se transmite al interior a tracción evitando que se rompa. Con este método pueden
obtenerse compresiones de superficie de hasta 24.000 N/cm2 en piezas gruesas de
vidrio. En los cristales de seguridad de varias capas, éstas se unen entre sí por
láminas plásticas que mantienen adheridos los fragmentos en caso de rotura. Su
resistencia depende del grosor del conjunto de capas de vidrio y plástico. Los
cristales de una capa se emplean en acristalados de puertas, mesas, miradores,
etc., mientras que los de varias capas se emplean como elemento de seguridad en
bancos, joyerías, etc., y en las lunas de los coches.
1.2. Cerámicos
Se obtienen a partir de arcillas, que por la gran plasticidad que presentan en estado
húmedo, son fácilmente moldeables. La plasticidad de las arcillas depende
Fundamentalmente del contenido en agua que posean, y de las sustancias que la
acompañan como carbonatos, micas, cuarzo, (ANEXO N ° 28).
Las arcillas que se utilizan habitualmente para fabricar piezas de uso industrial están
compuestas por una mezcla de arcilla común y caolín, que constituyen la materia
plástica, junto con otros componentes no plásticos y que se añaden con diferentes
objetivos.
En cuanto a las materias plásticas, tanto la arcilla común como el caolín son
silicatos alumínicos hidratado, puro en el caso del caolín, e impuro por diversos
minerales procedentes de las rocas que la originaron en el caso de la arcilla.
En lo que se refiere a los componentes no plásticos, éstos se clasifican según su
función en: desgrasantes, cuya misión es disminuir la plasticidad de la masa
evitando el agrietamiento y contracción, siendo lo más importantes la sílice,
feldespatos y la chamota, que son restos cerámicos pulverizados; fundentes, que se
agregan para aumentar la plasticidad y disminuir el punto de fusión de las arcillas
con objeto de lograr durante la cocción el vitrificado de la pieza, lo que le confiere
mayor resistencia e impermeabilidad, siendo los más importantes las micas, fosfato
tricálcico y feldespatos; por último, tenemos los accesorios, que no son
fundamentales para la fabricación, sino que sirven para dar características
especiales como los vitrificantes, sílice, ácido bórico, borax, etc., y los colores de
decoración, óxidos y sales metálicas.
45
Propiedades, fabricación y conformado.
La acción del calor sobre la arcilla hace que ésta pierda su plasticidad y experimente
cambios en sus propiedades, las cuales dependerán del tiempo y temperatura de
cocción, así como de las sustancias añadidas. En general, las propiedades más
características de los materiales cerámicos son: elevado punto de fusión, mayor que
el de los metales; baja conductividad térmica, en general son duros pero frágiles;
resistentes al desgaste, sirviendo como materiales abrasivos; poseen una gran
estabilidad química y frente a los agentes medioambientales.
Dentro de las propiedades, la concentración de poros es especialmente importante
ya que, además de influir sobre las propiedades mecánicas y en la permeabilidad,
sirve como criterio de clasificación de los materiales cerámicos. Según esta
clasificación, los materiales cerámicos se dividen en: porosos, ladrillos, tejas,
bovedillas, y lozas; compactos, porcelana, gres; y vitrificados, vidrio (que será
estudiado en otro apartado). Otra clasificación de los materiales cerámicos los divide
en: permeables, que coinciden con los porosos; impermeables, que coinciden con
los compactos y vitrificados; y refractarios, que se encuentran dentro de los porosos.
El proceso de fabricación de los diferentes materiales cerámicos puede variar de
unos a otros, sin embargo, todos ellos constan de una serie de pasos comunes.
(ANEXO N° 30) En primer lugar se deben preparar las materias primas mediante
una serie de procesos mecánicos, como la molienda, y de depuración como la
limpieza y eliminación de elementos extraños.
A continuación se realiza la mezcla de las materias primas, plásticas y no plásticas,
junto con la cantidad adecuada de agua a fin de dotar a la mezcla de la plasticidad
idónea.
Seguidamente se procede al moldeo de las piezas, que puede realizarse de
diferentes formas según la pieza deseada y el grado de plasticidad de la mezcla.
Dentro de las técnicas de moldeo tenemos las técnicas manuales mediante tornos o
gradillas. Moldeado mediante torno es quizás la técnica más compleja, y se emplea
hoy en día sólo para la elaboración de piezas huecas de artesanía (platos, botijos,
jarrones, etc.). El moldeado en gradilla se emplea fundamentalmente para la
fabricación de ladrillos macizos, y consiste en comprimir la pasta dentro de gradillas,
pasando posteriormente un listo para alisar la superficie, y dejar secar en superficies
planas. En la actualidad, la mayoría de las piezas cerámicas se moldean mediante
técnicas mecánicas como extrusión a través de boquillas que le dan la forma de la
46
sección y cortados por alambres, por prensado sobre moldes, por colada sobre
moldes, para lo que la pasta debe estar licuada, etc.
Las piezas moldeadas contienen cantidades de agua que oscilan entre el 15 y el
50% en peso, cantidad que debe de reducirse lo más posible (hasta ~5%). Este
proceso de secado debe llevarse a cabo de forma gradual y lenta a fin de evitar la
aparición de grietas y contracciones. El secado se puede llevar a cabo de forma
natural, depositando las piezas moldeadas en lugares aireados y cálidos, o bien de
forma artificial en cámaras cerradas por donde circulan las piezas a contracorriente
de aire aliente forzado por ventiladores.
Después del secado se procede a la cocción de las piezas, durante la cual
adquieren la consistencia pétrea y la inalterabilidad de su forma. La temperatura y
tiempo de cocción determinan la resistencia del material. Así, un material poco
cocido será menos frágil, menos resistente pero más permeable que uno muy
cocido, que será más frágil, mas resistente pero menos permeable.
Finalmente, los objetos cocidos pueden recibir diferentes tratamientos superficiales
como vidriado, esmaltado, pintado, etc.
- El ladrillo
Un ladrillo es una pieza de construcción, generalmente cerámica y con
forma ortopédica, cuyas dimensiones permiten que se pueda colocar con una sola
mano por parte de un operario. Se emplea en albañilería para la ejecución
de fábricas en general.
Vitrubio Polion afirma:
Los ladrillos son utilizados como elemento para la construcción desde hace
unos 11.000 años. Los primeros en utilizarlos fueron los agricultores del
neolítico pre cerámico del Levante hacia 9500 a. c., ya que en las áreas donde
levantaron sus ciudades apenas existía la madera y la piedra (p. 127).
Los sumerios y babilonios secaban sus ladrillos al sol; sin embargo, para reforzar
sus muros y murallas, en las partes externas, los recubrían con ladrillos cocidos, por
ser estos más resistentes. En ocasiones también los cubrían con esmaltes para
47
conseguir efectos decorativos. Las dimensiones de los ladrillos fueron cambiando en
el tiempo y según la zona en la que se utilizaron.
- Azulejos y gres
Los azulejos son materiales cerámicos que constan de dos capas: una gruesa de
arcilla denominada galleta, y otra fina de esmalte vitrificado, que le proporciona
impermeabilidad, resistencia al desgaste y una buena adherencia. Las galletas se
fabrican introduciendo a presión arcilla fresca dentro de un molde, o mediante
vaciado de barbotina, proceso que consiste en verter barbotina (arcilla líquida)
dentro de un molde poroso y dejar que seque. Si las galletas no se recubren de la
capa vitrificada se comercializan como baldosas cerámicas.
Una vez que se tiene la baldosa, si el esmalte es de un solo color se aplica sobre la
baldosa, con silicato diluido en agua al que se agregan los óxidos que le darán color.
Si tiene diversos colores o dibujos se emplean plantillas que van tapando las
diferentes partes par ir aplicando los diferentes colores. Los azulejos se emplean
para el revestimiento de paredes, adhiriéndose con mortero de cemento.
El gres se obtienen por cocción hasta vitrificación, obteniéndose un material muy
compacto, impermeable a los líquidos y gases, inatacable por los ácidos, hongos y
bacterias, muy duro, no siendo rallado por el acero y rallando al vidrio, muy
resistente al desgaste, y con sonido metálico por percusión. La pasta empleada en
su fabricación está compuesta por un 30-70% de arcilla, 30-60% de cuarzo y 5-25%
de feldespato.
Se presenta en dos variantes, el gres común y el gres fino, sometiendo en ambos
casos las pasta a un solo proceso de cocido a unos 1.300º. El gres común se
obtiene a partir de arcillas ordinarias, mientras que el gres fino se obtiene a partir de
arcillas refractarias a las que se añaden fundentes a fin de rebajar el punto de fusión.
Cuando está a punto de finalizar la cocción se impregnan las piezas con sal común,
que reacciona con la arcilla formando una capa delgada de silicoaluminato alcalino
vitrificado, que le confiere al gres su vidriado característico.
- Porcelanas y lozas
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La loza es un material de fractura blanquecina después de cocidos, ligero, poroso y
Absorbente, teniendo que ser recubierta con un esmalte para hacerlas
impermeables y duraderas. La loza más importante en construcción es la loza
sanitaria, que se fabrica con una pasta formada por un 40-50%
de arcilla, 32-54% de cuarzo y 8-15% de feldespato. La
porcelana se obtiene a partir de arcillas muy puras, en especial
caolín, a la que
se añade cuarzo como desgrasante y feldespato como fundente.
Se trata de un
material muy duro pero frágil, de color blanco o traslúcido. Para
que un producto pueda considerarse como porcelana es
necesario que haya sufrido dos procesos de cocción, uno
primero a unos 1.000-1.200º, y un segundo a temperatura más
alta, que puede alcanzar varios miles de grados. Realmente no
se suele emplear en construcción, salvo en la industria química
por su gran resistencia a los ácidos o en aislantes eléctricos,
dedicándose fundamentalmente a la fabricación de vajillas y
objetos decorativos.
49
MATERIALES ORGANICOS Y
AGLOMERANTES
CAPITULO I:
MATERIALES ORGÁNICOS
1.1.Orgánicos Naturales.Los materiales orgánicos es todo aquel elemento de cualquier ser vivo en el planeta,
aunque también pueden sintetizarse artificialmente en laboratorios o fabricas
50
(ANEXO N ° 31). Los materiales ecológicos deben cumplir lo siguientes Aislamiento
acústico y térmico.
Transpiración natural de los muros
Rapidez en la ejecución de obra
Resistencia
Biodegradable
Los de materiales, orgánicos son aquellos que la naturaleza proporciona y que se
han venido utilizando en la construcción de viviendas durante miles de años, he aquí
los principales materiales: madera, bambù, algodón, paja, cáñamo, caucho, lana, e
incluso pieles de animales.
Gutiérrez De López (2003), afirma:
La materia orgánica es producto de la descomposición de los vegetales y
sustancias carbonosas, cuya composición química es ácido tánico y sus
derivados conocidos con el nombre de humus. Cuando la presencia de humus
es alta, especialmente en las arenas que por su tamaño suelen retener más
materia orgánica, se impide total o parcialmente el fraguado del cemento. (p.
13)
Para determinar el contenido de materia orgánica de las arenas, se ejecuta un
ensayo cualitativo, comparando la coloración que produce la muestra de arena al
agregarle una solución de hidróxido de sodio al 3%, con una tabla de colores cuyo
resultado es un número que indica el color de referencia.
- Madera La madera es un material duro y resistente que se produce mediante la
Transformación del árbol. La madera es uno de los elementos constructivos más
antiguos que el hombre ha utilizado para la construcción de sus viviendas y otras
edificaciones. (Pero para lograr un resultado excelente en Sutra baja vialidad hay
que tener presente ciertos aspectos relacionados con la forma de corte, curado y
secado.)
Características De La Madera
51
La característica externa de la madera constituye un factor muy importante puesto
que influye en la selección de esta para su empleo en la construcción, ambientación
de interiores o ebanistería, ellas son:
El Color: es originado por la presencia de sustancias colorantes y otros
Compuestos secundarios. Tiene importancia en la diferenciación. De las maderas y,
además, sirve como indicador de su durabilidad. Son en general, maderas más
durables y resistentes aquellas de color oscuro.
Olor: es producido por sustancias volátiles como resinas y aceites esenciales, que
en ciertas especies producen olores característicos.
Textura: está relacionada con el tamaño de sus elementos anatómicos de la madera,
teniendo influencia notable en el acabado de las piezas.
Veteado: son figuras formadas en la superficie de la madera debido a la disposición,
tamaño, forma, color y abundancia de los distintos elementos anatómicos. Tiene
importancia en la diferenciación y uso de las maderas.
Orientación de fibra o grano: es la dirección que siguen los elementos leñosos
longitudinales.
Vitrubio Polion afirma:
Los árboles ofrecen propiedades diferentes y variadas, como por ejemplo, el
roble, el olmo, el álamo, el ciprés, el abeto..., que proporcionan una madera
muy adecuada para la construcción. No tiene las mismas propiedades el roble
que el abeto, ni el ciprés que el olmo; ningún árbol posee las mismas
cualidades que otros debido a su propia naturaleza, sino que cada clase de
árbol, en relación con los demás, sobresale por unas propiedades específicas
de su clase (p. 31).
1.2.Orgánicos Artificiales
Los plásticos son materiales orgánicos. Compuestos principalmente por carbono, y
otros como azufre, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. También se denominan plásticos
a los materiales sintéticos.
Se obtienen mediante la "Polimeración" que es la multiplicación artificial
de los átomos de carbono en largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos
52
derivados del petróleo y otras sustancias. Son maleables y dúctiles, por lo que se
pueden deformar en láminas e hilos, respectivamente.
(PVC): Es el plástico que en la ferretería se conoce como PVC. Se usa en
revestimientos "vinílicos" en las casas, linóleo para los pisos, techos
vinílicos, cañerías, impermeables y cortinas para baño.
Poli cloruro de vinilo (pvc) “estructura unidad 2” “ propiedades unidad 3” propiedades
térmicas: rango de temperatura de trabajo -15ºc +60ºc.propiedades mecánicas
eléctricas: resistencia, rigidez y dureza mecánicas elevadas buen aislante eléctrico.
Propiedades químicas: elevada resistencia a sustancias químicas autoextensible
impermeable a gases y líquidos mínima absorción de agua resistente a la acción de
hongos, bacterias, insectos y roedores fácil de pegar y soldar resistente a la
intemperie (sol, lluvia, viento y aire marino) cuerpos de bombas y de válvulas juntas
bridas cubetas tuberías cuerpos de cepillos piezas odontológicas listones de bancos
separadores en cajas tubos para el alojamiento de núcleos de perforación
Cajas de lámparas
CAPITULO II:
MATERIALES AGLOMERANTES AGLOMERADOS
1.1. Materiales Aglomerantes.
Los materiales aglomerantes son aquellos materiales que, mezclados con agua,
forman una masa plástica capaz de adherirse a otros materiales, y que al cabo del
tiempo, por efectos de transformaciones químicas, fraguan, es decir, se endurecen
reduciendo su volumen y adquiriendo una resistencia mecánica.
Los materiales aglomerantes se suelen clasificar en aéreos e hidráulicos. Los
aglomerantes aéreos son los que fraguan y endurecen en el aire, siendo incapaces
de adquirir cohesión en un medio húmedo. Dentro de este grupo se encuentran el
yeso y la cal grasa o aérea. Por su parte, los aglomerantes hidráulicos son aquellos
53
que fraguan y endurecen en el aire y en un medio húmedo. Dentro de este grupo
están el cemento y la cal hidráulica, así como los morteros y hormigones.
- Yeso.
Se trata de uno de los aglomerantes más conocidos y utilizados desde la
antigüedad. Se obtiene por la deshidratación parcial o total de la piedra de yeso o
algez, que es un mineral cuya composición química es sulfato cálcico dihidratado, y
también de la anhidrita, que es el sulfato cálcico anhidro, aunque este mineral
absorbe rápidamente agua convirtiéndose en algez.(ANEXO 32)
Entre las principales características del yeso tenemos: gran velocidad de
fraguado, aunque se puede retardar añadiéndole aceites o alcohol; se adhiere a
todos los materiales salvo la madera; Es tenaz y blando; buen aislante térmico y
acústico; resistencia a la tracción y compresión variable según las impurezas y la
cantidad de agua empleada en el amasado. El principal inconveniente del yeso es
ser un material muy higroscópico, impidiendo su uso en ambientes exteriores, en
donde terminaría disolviéndose. Otro efecto de su avidez por el agua es que oxida
rápidamente a los materiales ferrosos, por lo que no debe emplearse en la sujeción
de materiales férricos.
Para obtener el yeso, se tritura el mineral y se somete a una temperatura de 180ºC.
Una vez deshidratado se muele hasta reducirlo a polvo. Tal y como se ha indicado,
la deshidratación puede ser parcial o total, hecho que se emplea para clasificar a los
Yesos. Así, tendremos yesos semihidratados, que contienen media molécula de
agua, y los yesos anhidros.
Dentro de los yesos semihidratados, que son los más empleados en la construcción
tenemos tres variantes: yeso negro, yeso blanco y escayola. El yeso negro es el que
se obtiene con el algez impuro directamente calcinado, con una pureza en yeso
semihidratado del 60%, siendo de baja calidad y sólo se emplea cuando no va a
quedar a la vista. El yeso blanco se obtiene del algez purificado y contiene un 80%
de yeso semihidratado, es de color blanco y es el empleado para enlucir paredes
interiores, en estucos y en blanqueos. La escayola es un yeso blanco de mejor
calidad, contiene un 90% de yeso semihidratado, finamente molido, empleándose en
54
la elaboración de elementos decorativos como cenefas, falsos techos, y también en
molduras y vaciados.
Los yesos anhidros son, en general, poco empleados y se obtienen al someter el
algez a temperaturas más elevadas. Así, tenemos diferentes tipos según la
temperatura de deshidratación: Anhidrita soluble que se obtiene a 180-300ºC, es
muy higroscópica formando yeso semihidratado rápidamente; Anhidrita insoluble que
se obtiene a 300-600º, también denominada yeso muerto porque reacciona tan
lentamente con el agua que ésta se evapora antes; Yeso hidráulico, también llamado
yeso de pavimento, se forma a 900-1000º, y fragua muy lentamente bajo agua (24-
48h), pero al aire lo hace sólo en 5h; Yeso alambrito, también llamado cemento
keene’s, se obtiene a partir del yeso semihidratado sumergiéndolo en una solución al
12% de alumbre a una temperatura de 35º. Es de fraguado lento (1-4h), no
presentando expansión ni contracción, pudiendo ser pulido asemejándose al
mármol.
- Cal.
La cal se obtiene por la calcinación de rocas calizas trituras, a temperaturas
superiores a los 900ºC, formándose la denominada cal viva que es óxido cálcico.
Para usar la cal viva es necesario añadirle agua, operación que se denomina
apagado de la cal, y en la que el óxido de calcio se convierte en hidróxido cálcico,
que es la denominada cal apagada (ANEXO 33). Esta operación debe realizarse con
precaución ya que la reacción química que tiene lugar es fuertemente exotérmica, y
puede realizarse de diversa formas como son: Apagado espontáneo, que consiste
simplemente en dejar los terrones de cal viva al aire, siendo el proceso lento además
de absorber CO2; Apagado por aspersión, en el que se riega con aproximadamente
un 25-50% de agua la cal viva, tapándose posteriormente con arena, de forma que
puede conservarse durante algún tiempo; Apagado por inmersión de los fragmentos
de cal viva en agua durante un minuto, depositándolos posteriormente en cajas para
que se disgreguen; Apagado por fusión, que es el empleado normalmente en la obra
y que consiste en mezclar la cal viva con arena y agua; Apagado en autoclave con
vapor de agua inyectado a presión, se trata de un método rápido que da pastas más
plásticas, lo que permite enlucidos más fáciles de extender con la llana.
55
La cal apagada se presenta en forma de polvo, que al añadirle agua se convierte en
pasta de cal. Esta pasta fragua y endurece al aire, pero su resistencia mecánica no
es muy grande. El endurecimiento se debe primero a la evaporación del agua de la
pasta, y después a la reacción del hidróxido de calcio con el CO2 para regenerar el
carbonato de calcio.
Normalmente, las calizas contienen impurezas y que seguirán presentes en la cal
obtenida, lo que le confieren a ésta propiedades particulares. Así se tiene: Cal grasa,
que se obtiene de calizas con un contenido en arcillas inferiores al 5%, y que al
apagarse dan pasta fina trabada y untuosa de color blanco, y que al fraguar
aumentan hasta 3.5 veces su volumen. Cal árida, magra o dolomítica, que se
obtiene de calizas con menos del 5% en arcilla y más del 10% de óxido de
magnesio; es de color gris y no se emplea en construcción. Cal hidráulica, que se
obtiene de calizas con un contenido suficiente de sílice y alúmina para permitir la
formación de silicatos de calcio, lo que le confiere propiedades de aglomerante
hidráulico.
“La cal que resulte de piedra dura y compacta sera muy util en la construccion y
la que resulte de piedra mas porosa sera mejor para los enlucidos”( Vitruvio Polion,
p. 27)
- Cementos.
El término cemento se aplica, con carácter general, a cualquier producto que
presente propiedades adhesivas y sea capaz de unir partes o piezas de un objeto o
construcción (ANEXO N° 34) Así con esta denominación se engloban productos de
muy diversa índole constituidos por sílice, alúmina, resinas sintéticas, etc. Tal y
como se señaló anteriormente, los cementos empleados en construcción son
aglomerantes hidráulicos formados por una mezcla de caliza, arcilla y otras
sustancias, que cuando se les añade agua forman una masa de elevada plasticidad,
y al perderla sufren un proceso de fraguado y endurecimiento, permaneciendo
prácticamente estables.
A lo largo de la historia se han empleado diversos tipos de cementos, que
actualmente han caído en desuso. Uno de los más conocidos es el denominado
56
cemento natural o romanos, que se obtenían por calcinación en horno de las
margas, que son depósitos de carbonato de calcio amorfo, arcilla y arena en
diversas proporciones. En la actualidad se emplean diferentes tipos de cementos,
que serán abordados brevemente, siendo el más importante por su uso el llamado
cemento Portland, y en el cual centraremos nuestro estudio.
Cemento Portland.
Los cementos Portland típicos consisten en mezclas de silicato tricálcico
(3CaO·SiO2), aluminato tricálcico (3CaO·Al2O3) y silicato dicálcico (2CaO·SiO2) en
diversas proporciones, junto con pequeñas cantidades de compuestos de magnesio
y hierro (AÑEXO 35). En la industria cementera, las materias primas empleadas para
la obtención de los cementos son la piedra caliza y arcillas, en una proporción de 3 a
1, junto con otros productos que contengan óxido de aluminio y óxido de silicio. De
todo ello resulta una composición final del cemento de: un 60% de cal, 19% de óxido
de silicio, 8% de óxido de aluminio, 5% de hierro, 5% de óxido de magnesio y 3% de
trióxido de azufre.
La obtención por vía seca del cemento Portland puede dividirse en tres grandes
fases: operaciones previas, obtención del clinquer y molienda del cemento. Las
operaciones previas incluyen las operaciones de secado, molienda y dosificación a
las que se someten las materias primas antes de introducirlas dentro del horno. En
el
secado se elimina el exceso de humedad, para lo que pueden aprovecharse los
gases procedentes del horno de calcinación, y en la molienda se trituran los
materiales hasta fragmentos de diámetro inferior a 0.1mm.
El clinquer es el término con que se designa el producto granulado que se obtiene
por la fusión parcial o total de una mezcla suficientemente fina y homogénea de
caliza y arcilla. Para la obtención del clinquer se hace uso de hornos rotativos que
pueden alcanzar los 150m de largo y 3m de diámetro. Estos hornos están
ligeramente inclinados, presentando un gradiente de temperaturas a lo largo de su
longitud, debido a que la fuente de calor se encuentra sólo en la parte inferior del
mismo. Las materias primas se introducen por su parte superior, ya sea en forma de
polvo seco de roca o como pasta húmeda hecha de roca triturada y agua (método de
obtención por vía húmeda). A medida que desciende la mezcla a través del horno,
llevándose a cabo lossiguientes procesos: secado hasta una temperatura de 150ºC,
deshidratación de la arcilla a una temperatura próxima a los 500º, descarbonatación
57
por eliminación de CO2, hacia los 1.100ºC, clinquerización del material entre los
1.250º y 1500º. El material tarda unas seis horas en pasar de un extremo a otro del
horno. Posteriormente, el clinquer se somete a un proceso de enfriamiento, durante
el cual se le suele añadir una pequeña cantidad de yeso que permite regular el
tiempo de fraguado del cemento. En los hornos modernos se pueden obtener de 27
a 30 kg. de cemento por cada 45 kg. de materia prima. La diferencia se debe sobre
todo a la pérdida de agua y dióxido de carbono.
El clinquer, una vez enfriado, sufre un proceso de molienda, y cuando se ha
alcanzado el tamaño de grano adecuado, se homogeneiza y se almacena en silos
para su empaquetado y distribución. El cemento debe conservarse en lugares
cerrados, sin corrientes de aire y elevados del suelo, ya que el cemento es muy
higroscópico.
Cuando el cemento se mezcla con agua, tienen lugar una serie de reacciones
químicas en las que intervienen los componentes activos del cementos, silicato
tricálcico, aluminato tricálcico y silicato dicálcico. Estos componentes son inestables,
y en presencia de agua reorganizan su estructura. El endurecimiento inicial del
cemento se produce por la hidratación del silicato tricálcico, el cual forma una sílice
hidratada gelatinosa e hidróxido de calcio. Estas sustancias cristalizan, uniendo las
partículas de arena o piedras siempre presentes en las mezclas de argamasa de
cemento para crear una masa dura. El aluminato tricálcico actúa del mismo modo en
la primera fase, pero no contribuye al endurecimiento final de la mezcla, y la
hidratación del silicato dicálcico actúa de modo semejante, pero mucho más
lentamente, endureciendo poco a poco durante varios años.
Otros tipos de cementos.
Además del cemento Portland, pueden elaborarse otros tipos de cementos con
propiedades particulares, si bien muchos de estos cementos especiales se obtienen
a partir del Portland por variación del porcentaje de sus componentes habituales o la
adición de otros nuevos. Entre los cementos especiales por variación de las
proporciones del cemento Portland tenemos: Los cementos de fraguado rápido, a
veces llamados cementos de dureza extrarrápida, se consiguen aumentando la
proporción de silicato tricálcico, de forma que algunos de estos cementos se
endurecen en un día al mismo nivel que los cementos ordinarios lo hacen en un
mes. Sin embargo, durante la hidratación producen mucho calor y por ello no son
apropiados para grandes estructuras en las que ese nivel de calor puede provocar la
58
formación de grietas. Para los grandes vertidos suelen emplearse cementos
especiales de poco nivel de calor, que por lo general contienen mayor cantidad de
silicato dicálcico. En obras de hormigón expuestas a agentes alcalinos (que atacan
al hormigón fabricado con cemento Portland común), suelen emplearse cementos
resistentes con bajo contenido de aluminio. En estructuras construidas bajo el agua
del mar suelen utilizarse cementos con un contenido de hasta un 5% de óxido de
hierro, y cuando se precise resistencia a la acción de aguas ricas en sulfatos se
emplean cementos con una composición de hasta 40% de óxido de aluminio.
Entre los cementos especiales por adición de nuevas sustancias al cemento
Portland tenemos: Los cementos siderúrgicos o de alto horno, obtenidos por mezcla
de escorias de alto horno, clinquer o cemento Portland y sulfato cálcico, que se
caracterizan por resistir las aguas corrosivas. Cementos puzolánicos, que se
obtienen por mezcla de cemento Portland y puzolanas en un 15%-40%, y se
caracterizan por resistir las aguas selenitosas y marinas. Cemento aluminoso
(porcentaje en alúmina mayor del 32%), obtenido por fusión de un mezcla de caliza y
bauxita o arcillas ricas en compuestos de aluminio, que se caracteriza por resistir los
agentes químicos, aguas ácidas y sulfatadas. Cemento blanco que es un cemento
Portland cuyas materias primas no contenían hierro y manganeso, que son los que
dan el color grisáceo.
1.2. Materiales AglomeradosSon aquellos materiales que mezclados con materiales aglutinantes como son la cal,
cemento y yeso son capaces de unirse con otros materiales.
- Morteros.
El mortero es la mezcla de uno o más aglomerantes junto con agua y arena,
pudiéndose añadir también otros componentes o aditivos para mejorar las
propiedades, y que sirve como elemento de unión entre materiales, y como
revestimientos en enlucidos o enfoscados. Cada tipo de mortero se nombra con el
nombre del aglomerante empleado en su elaboración, hablándose de mortero de
yeso, de cemento (ANEXO 37).
59
Y cuando hay dos aglomerantes se denominan morteros bastardos. La arena
empleada puede ser de grano fino, medio o grueso, y su naturaleza geológica no
afectará a la resistencia del mortero, siempre que sean duras y no reacciones con el
aglomerante de forma desfavorable, como ocurre con las arcillas, escorias,
carbones, limos y materia orgánica, sustancias que sólo se admiten en porcentajes
inferiores al 3%. Sin embargo, si afectará a la resistencia la forma de los granos de
arena, produciendo morteros más resistentes las arenas de grano anguloso que las
de grano redondeado. Por su parte, el agua ha de ser limpia, sin aceites, ácidos,
álcalis o materia orgánica, ya que estas sustancias pueden alterar el fraguado del
aglomerante. En la dosificación de los diferentes ingredientes sólo se señala la
relación de aglomerante : arena (en volumen), ya que la cantidad de agua varía.
El mortero de yeso admite poca arena, no más de un tercio del volumen de la pasta.
La cantidad de agua a añadir varía según el trabajo a realizar, entre un 50% para los
trabajos corrientes y un 70% para moldeo. El mortero de cal se prepara en
relaciones de 1:2 a 1:4, empleándose generalmente cal grasa para su elaboración.
El mortero bastardo de yeso y cal se emplea en enlucidos en proporciones variables
según se trate de paredes (1:3:1) o techos (2:3:1). Los morteros de cemento se
preparan en relación 1:3 – 1:5, pudiéndose añadir una pequeña cantidad de cal, y
puede considerarse una variante de hormigón que carece de grava.
- Hormigones.
En la actualidad, la mayor parte del cemento que se produce se emplea en la
fabricación de hormigón por el gran número de aplicaciones que tiene, empleándose
encimientos, forjados, columnas, etc (ANEXO 36).
Componentes y propiedades.
Entre las propiedades del hormigón destacan: su facilidad para construir
elementos de cualquier forma; su gran estabilidad química; su gran resistencia a la
compresión, aunque poca a la tracción; su resistencia mecánica, que depende de la
dosificación de los componentes y del tamaño de grano de la arena y grava; gran
adherencia al hierro, importante para fabricar el hormigón armado y pretensado; y su
bajo coste y larga duración.
Los componentes del hormigón son cemento, arena y grava, y agua en diferentes
proporciones, según el tipo de hormigón que se desee obtener, es decir, según sus
60
condiciones de dureza, tiempo de fraguado y resistencia a los agentes
medioambientales.
El cemento empleado suele ser tipo Portland. La cantidad empleada influye
directamente en la impermeabilidad y en la resistencia mecánica, pero aumenta la
contracción durante el fraguado provocando grietas. La arena y grava denominadas
áridos fino y grueso respectivamente, deben estar limpias, especialmente de
sustancias terrosas. Los áridos se distinguen por criterios de tamaño, origen
geológico y por su textura superficial. Por último, el agua debe ser limpia y exenta de
aceites, ácidos, etc., evitándose el empleo de aguas carbonatadas.
Además de estos componentes, pueden añadirse diferentes aditivos a fin de mejorar
o alterar las propiedades del hormigón. Entre estos aditivos tenemos: aceleradores
del fraguado como el carbonato sódico; aceleradores del endurecimiento como el
cloruro sódico; plastificantes que fluidifican el hormigón como la cal grasa; aireantes
que producen una red de conductos llenos de aire, que evitan la rotura del hormigón
al congelarse el agua que haya penetrado, pero que disminuyen su resistencia;
impermeabilizantes, colorantes, etc. La dosificación de los diferentes componentes
se especifican en forma de relación entre los volúmenes de cemento, arena y grava
utilizados, así, una mezcla consiste en una parte por volumen de cemento, dos
partes de arena y tres partes de grava. Según su aplicación, las proporciones varían
a fin de conseguir cambios específicos en sus propiedades, sobre todo en cuanto a
resistencia y duración. La cantidad de agua que se añade a estas mezclas varía de
1 a 1,5 veces el volumen de cemento, influyendo en las propiedades finales del
hormigón. En general, cuanta más agua se añada a la mezcla, más fácil será
trabajarla, pero más débil será el hormigón cuando se endurezca, así, para obtener
hormigón de alta resistencia el contenido de agua debe ser bajo, sólo el suficiente
para humedecer toda la mezcla.
Elaboración y puesta en obra.
Una de las ventajas del hormigón es que puede elaborarse directamente en obra,
bien de forma manual si se trata de pequeñas cantidades, o de forma mecánica
mediante hormigoneras si se trata de grandes cantidades. También puede
elaborarse en plantas de hormigonado y transportarse posteriormente. En este
último caso, debe tenerse en cuenta que el hormigón debe revolverse
constantemente para evitar su fraguado, y que el tiempo transcurrido entre su
fabricación y puesta en obra no debe sobrepasar 60-90 minutos.
61
En el amasado de la mezcla, los componentes deben mezclarse de forma minuciosa
para obtener una masa homogénea. Si la mezcla está bien hecha, los compuestos
del cemento reaccionan y forman una pasta aglutinadora que envuelve cada trozo
de grava, que soporta los esfuerzos, y cada partícula de arena, que rellena los
huecos. Cuando la pasta se seca y se endurece, todos estos materiales quedan
ligados formando una masa sólida. En general, cuando un hormigón está sometido a
esfuerzos de tracción, los procesos de rotura se inician en las superficies de unión
entre la grava y el cemento. En consecuencia, la presencia de tierra, que impide el
adecuado recubrimiento de los áridos, introduce puntos débiles en la estructura.
Además, este comportamiento supone que los áridos de aristas vivas den lugar a
hormigones de mayor resistencia que los de grano redondeado, al “agarrar” mejor el
cemento. Una vez elaborado el hormigón se debe verter en moldes de la forma que
deba adoptar finalmente. Estos moldes son los denominados encofrados, los cuales
pueden ser de tablones de madera o de planchas de hierro, y que se retiran cuando
el hormigón se ha secado. También pueden utilizarse encofrados deslizantes para
formar columnas y los núcleos de los edificios, los cuales se van moviendo hacia
arriba, de 15 a 38 cm por hora, mientras se vierte el hormigón y se colocan los
refuerzos. Por último, en ciertas aplicaciones, el hormigón puede aplicarse por
inyección. Con este método el hormigón se pulveriza a presión con máquinas
neumáticas sin necesidad de utilizar encofrados, y se puede aplicar hormigón en
lugares donde los métodos convencionales serían difíciles o imposibles de emplear.
Una vez depositado el hormigón en el encofrado, se lleva a cabo la compactación o
consolidación del mismo. Esta fase consiste en una serie de operaciones cuyo fin es
compactar el hormigón para que éste adquiera la máxima densidad, eliminando el
aire que pueda haber en su interior.
En obras pequeñas se realiza mediante picado con barras, que consiste en pinchar
el hormigón con una barra. En estructuras de poco espesor se puede realizar
mediante pisones manuales o neumáticos. Por último, para hormigones secos, a los
cuales se les exige mucha resistencia, se realiza mediante vibradores, que se
introducen en el hormigón lanzando sacudidas para que se asiente y se rellenen los
huecos.
Por último, se realiza el curado que consiste en mantener húmedo el hormigón,
durante unos 10 días, ya que en el proceso de fraguado se desprende calor, por las
reacciones químicas que tienen lugar. La reacción química entre el cemento y el
62
agua, que produce el endurecimiento de la pasta y la compactación de los
materiales que se introducen en ella, es rápida al principio pero después es mucho
más lenta. Así, la resistencia del hormigón puede pasar de 70 kg./cm2 al día
siguiente del vertido a 316 kg./cm2 una semana después, 422 kg./cm2 al mes
siguiente, y si hay humedad, el hormigón puede seguir endureciéndose durante
años.
Tipos de hormigón.
Los diferentes de hormigón más importantes son:
Hormigón armado: Se trata de un hormigón al que se le introducido una armadura de
varillas o barras de acero. De esta forma se logra un material resistente tanto a la
compresión, aportada por el hormigón, como a la tracción, aportada por la estructura
metálica. Para la construcción de elementos con hormigón armado, se introduce la
armadura en el interior del encofrado y a continuación se vierte el hormigón. Si se
trata de un elemento horizontal como una viga, la armadura metálica se sitúa en la
parte inferior del elemento, que es la sometida a tracción al aplicar un esfuerzo de
flexión.
Hormigón pretensado: Es una variedad de hormigón armado, cuyas barras metálicas
han sido tensadas antes de que se produzca el fraguado del hormigón,
manteniéndolas tensadas hasta el endurecimiento del hormigón. De este modo, se
crea una compresión previa del hormigón, de forma que, además de las
características mecánicas del hormigón armado, se logra mejorar sustancialmente la
resistencia a la tracción.
Hormigón ciclópeo: Es un hormigón en el que se introducen mampuestos o bloques
de piedra, empleándose sólo en obras de poca importancia.
Hormigón de cascotes: Es el elaborado con restos de ladrillos y hormigones como
áridos.
Hormigón ligero: Se prepara empleando rocas volcánicas, piedra pómez o grava
volcánica, como árido. Su densidad es menor, pero poco resistente aunque es buen
aislante térmico.
Hormigón percollado: Se elabora colocando primero la grava en la obra, y a
continuación se vierte o inyecta el mortero de cemento.
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OTROS
TIPOS DE
MATERIALES
CAPITULO
MATERIALES DE CONSTRUCCION SOSTENIBLE
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1.1. Materiales Metalicos
Los metales que se emplean en la construcción deben de cumplir una serie de
características como lo son su fácil obtención, el ser moldeables y con ciertas
resistencias químicas y físicas, Entre lo materiales metálicos utilizados en la obra
podemos citar al hierro, plomo, cobre , zinc, estaño, aluminio (ANEXO N ° 38).
Obtención.- muy pocas veces se encuentra con abundancia los metales puros en
la naturaleza y mas aun, para ser empleados industrialmente ya que por lo regular
se hallan como unas combinaciones químicas con otros cuerpos para obtener un
metal se requiere hacer un tipo de operación con los minerales conocidos como
metalurgia que se define como una serie de operaciones químicas y mecánicas
necesarias para extraer de los minerales y estudiar sus propiedades con relación a
sus aplicaciones como son densidad, dureza, elasticidad, tenacidad, conductividad,
etc. (ANEXO N° 39).
Hierro.- usado en la cimentación y estructuras por su alta resistencia
Acero.- uso decorativa y estructuras
Cobre.- usado con mayor antigüedad para ornamentación por su alta resistencia
Aluminio.- fácil de producir, derivado de las arcillas, resistente al aire, usado en la
decoración
1.2. Materiales ArtificialesLos materiales plásticos artificiales son sustancias de origen orgánico que son
producidos por medios químicos, capaces de adquirir forma por el calor y presión
para después conservar su gran Resistencia mecánica
- CauchoEs considerado el polímero plástico más utilizado ya que tiene excelentes
propiedades mecánicas, aislante de temperatura, de electricidad, repelente al
agua y es soluble con facilidad.
Se destina principalmente en puentes, bardas, membranas y para lugares que
serán expuestos al agua
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- Pinturas Y Barnices
La pintura es un material de construcción con tres funciones básicas: embellecer
aportando color o brillo, proteger al soporte frente al medio evitando su deterioro,
y permitir el mantenimiento y la limpieza de los paramentos.
Los componentes básicos de las pinturas son:
Aglutinante o ligante: mineral, polimérico, vegetal, proteínas.
Disolvente: agua, disolventes orgánicos.
Pigmentos o colores: naturales o artificiales, minerales u orgánicos.
Cargas, rellenos, aditivos, de naturaleza variada.
La clasificación propuesta por la norma UNE 1062-1:2004 es en función del tipo
de ligante o aglutinante: cal, cemento, silicato, aceite, resina: acrílica, vinílicas,
epoxídicas, etc., betún, silicona, poliéster, etc.
Además esta norma diferencia dos grandes grupos en función del estado de
disolución o dispersión del ligante en la pintura:
Pinturas diluibles en el agua: los ligantes y pigmentos están disueltos o dispersos
en agua.
Pinturas diluibles en disolventes: los ligantes se diluyen o dispersan en
disolventes orgánicos.
Existen en el mercado pinturas con funciones específicas que se clasifican aparte:
Anticorrosiva
Ignifuga
Protección y tratamiento de la madera
Las propiedades de las pinturas que se deben controlar para asegurar el
cumplimiento de sus prestaciones en su vida útil son en general:
- Adherencia al soporte
- Poder cubriente
- Permeabilidad al agua
- Permeabilidad al vapor de agua
- Permeabilidad al dióxido de carbono
- Espesor de la capa
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- Densidad
- Compatibilidad química con el soporte y el ambiente.
En el caso de las pinturas y barnices, el impacto ambiental de mayor grado se
produce con los disolventes compuestos por compuestos orgánicos volátiles, y
algunos pigmentos y cargas que contienen metales pesados (cadmio, plomo,
mercurio, arsénico, etc). Algunas pinturas además pueden contener formaldehido
y ftalatos.
Las pinturas más respetuosas con el medioambiente son las pinturas al agua o
aquellas con ligantes compuestos por resinas, pigmentos y cargas naturales. Las
que contribuyen a la mejora de las condiciones higrotérmicas interiores,
saludables y durables son las mejores alternativas.
Tenemos en Europa una Directiva que regula la concesión de la Etiqueta
ecológica para pinturas, controlando los siguientes aspectos:
fomentar un uso eficaz del producto y disminuir la cantidad de residuos
reducir los riesgos medioambientales disminuyendo las emisiones de disolventes,
compuestos orgánicos volátiles (COV), Hidrocarburos aromáticos volátiles (HAV),
Metales pesados, formaldehidos, Ftalatos, etc.
disminuir los vertidos de sustancias tóxicas o contaminantes en las aguas
Además deberá promoverse el uso de:
Productos con menor contenido en pigmentos blancos (aplicable a pinturas
blancas y claras).
Productos que empleen pigmentos de dióxido de titanio en cuya fabricación se
hayan tenido en cuenta ciertos límites de emisiones y vertidos.
1.3. Materiales De Construcción Sostenible
Nuevas tecnologías y materiales para sistemas constructivos convencionales
los avances tecnológicos en la industria de la construcción presentan con
frecuencia nuevos sistemas constructivos, pero también se han desarrollado nuevos
materiales para sistemas convencionales como el de la albañilería confinada y el de
ductibilidad limitada. Estas nuevas opciones se perfilan como soluciones con
ventajas como la reducción del peso de las estructuras, menores costos de
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producción, fácil manipuleo y reducción de las cantidades de materiales usados.
( ANEXO N ° 38)
Álvarez Palma y Pichardo Arellano (2012) señalaron que:
Uno de los materiales más desarrollados en los últimos tiempos es el
concreto, parte fundamental de la construcción moderna. En los últimos 10
años se ha investigado el mejoramiento de su comportamiento y la reducción
de la contaminación en su elaboración. Como resultado se están haciendo
pruebas y estructuras con concretos de ultra altas performances, ultra
durables, elaborados con materiales reciclados y más económicos.(p.43)
Este es el caso del concreto UHPC (Ultra High Performance Concrete), un concreto
de extraordinarias prestaciones que está ganando la confianza de las constructoras
en los países del primer mundo por sus increíbles bondades. Por lo general
presentan resistencias extremadamente altas que permiten muros más delgados y
elementos con mayor capacidad autoportante. Como resultado se necesita de
menor cantidad de material. Además se elabora con agregados económicos y de
desecho como las cenizas volantes del carbón, escoria de alto horno, y el humo de
sílice. Además, reduciendo la cantidad de metros cúbicos de concreto para construir
se reduce el uso del cemento que deriva en la reducción de las emisiones de
dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera. Se estima que la producción de cemento
aporta entre el 5% y el 8% de las emisiones globales de CO2.
Los nuevos concretos también tienen mayores tiempos de vida útil, que ya no se
cuentan en décadas, sino en siglos.
Además presentan tensiones y resistencias a la flexión más altas que el concreto
convencional, como el concreto con fibras denominado BSI, por sus siglas en
francés. Fue desarrollado en Francia ante la necesidad de renovar las estructuras
que albergaban reactores nucleares y por los que circulaba el refrigerante de estos,
lo cual era sumamente agresivo por su composición salina y con cloro, además de
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las continuas etapas de hielo y deshielo.
Este concreto es mucho más denso que el convencional, pero reduce la necesidad
de material hasta en 80% y elimina la necesidad del acero de refuerzo. Además
este concreto se puede colar in situ y no necesita de vibrado y su extrema fluidez
garantiza la estética de las superficies. Sus resistencias a la compresión se
encuentran en los 150 MPa y a la tracción en los 10 MPa.
Japón, con su tradición de investigación, se encuentra en la carrera por el uso de
nuevos materiales. La empresa Kajima desarrolló fibras de carbono para refuerzo
de concreto. Normalmente los refuerzos de acero son pesados y le agregan carga a
los elementos de los pisos inferiores, como alternativa la compañía japonesa ofrece
plásticos reforzados con fibra o materiales FRP (Fiber Reinforced Plastics) para
perfiles estructurales transversales como secciones W o secciones tubulares. Este
material puede tomar cualquier forma con buenas características de resistencia,
livianos y requieren poco mantenimiento. Como refuerzo de estructuras de
concreto, la empresa japonesa asegura que puede reemplazar al acero y puede ser
usado en aplicaciones que requieren de refuerzo en uno, dos o tres dimensiones.
Otro material que se perfila como una alternativa a los materiales de construcción
convencionales como el acero de refuerzo son las varillas de fibra de vidrio. Estas
son fabricadas mediante el proceso de pultrusión en el que hebras de fibra de vidrio
pasan a través de un recipiente con resina a altas temperaturas. Uno de los
fabricantes de este material es la israelí Pas Gon, quien asegura que su producto
es muy fuerte, totalmente inerte, no corrosivo y resistente a los álcalis. Está
disponible en diámetros de 5 mm a 25 mm y se están convirtiendo en una
alternativa al acero inoxidable, acero galvanizado o las varillas revestidas de epoxy.
El principal uso y aplicación es el refuerzo de concreto en ambientes agresivos,
corrosivos y donde el radar y la transparencia de radio frecuencia que se necesita.
Además es resistente a productos químicos, impermeable a los iones de cloruro,
tiene una resistencia a la tracción mayor que el acero con sólo la cuarta parte del
peso, no conduce electricidad ni las temperaturas, tiene una excelente resistencia a
la fatiga en situaciones de carga cíclica, se expande menos que el acero por
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cambios de temperatura, y es fácil de manipular.
La construcción de suelos o pavimentos también cuenta con nuevas opciones en
materiales y revestimientos, al menos en países como Francia, donde la empresa
Kerneos aplica agregados como aluminatos de calcio. Estos materiales para pisos
han sido diseñados para responder a las necesidades específicas del sector de la
construcción, dado que reúnen un amplio abanico de argamasas a base de
aluminatos de calcio. Sus características controladas permiten obtener propiedades
claves en la formulación de los productos finales: rapidez, estética, durabilidad,
prestaciones mecánicas, solidez y facilidad de aplicación, etc. Además, a través de
sus coadyuvantes/aditivos (súper plastifica dores en polvo, agentes antíope mantés
y reductores de retirada) comercializados bajo la marca Paraman, Kerneos
proporciona a los químicos verdaderas herramientas que mejoran las propiedades,
y por tanto, las aplicaciones, de los morteros listos para usar.
Un ejemplo es la argamasa Termal EV que permite desarrollar una gama completa
de cementos autonivelantes y autoalisantes con unas excelentes y fiables
propiedades. Al ser fraguados a partir de una única «argamasa de base», que
combina Termal EV y sulfatos de calcio, la reducción de costes es muy importante.
Basta con variar su cantidad y adaptar el índice de cargas en una formulación
estándar de cementos. La gama habitual de aditivos debe utilizarse para ajustar con
precisión las propiedades.
Para el acero de refuerzo usado en la construcción de edificios la empresa
española fabricante de pinturas, Izabal, desarrolló una pintura que protege al acero
de la acción del fuego con lo que los ocupantes de un edificio tienen, en caso de
sismo, más tiempo para evacuar la estructura.
Esta pintura se aplica como una convencional con los mecanismos manuales o
neumáticos. Pero frente a un incendio tiene u comportamiento muy particular.
Luego de haber secado y adoptado la forma de una capa sobre el acero, al calor
esta capa se convierte en una espuma aislante que actúa de separador frente al
calor y gana minutos valiosos mientras llegan los servicios de emergencia.
Este producto cumple con la nueva normativa del Código Técnico de Edificación
(CTE) española con la que se pretende mejorar la calidad de las edificaciones, la
71
protección del usuario y fomentar el desarrollo sostenible.
Se considera que los Materiales de Construcción Sostenibles a aquellos que sean
duraderos y que necesiten un escaso mantenimiento, que puedan reutilizarse,
reciclarse o recuperarse.(ANEXO N ° 39)
La importancia de los Materiales de Construcción Sostenibles al momento de idear
un modelo de construcción sustentable. El 40% de los materiales utilizados en la
Unión Europea está destinado a la construcción y mantenimiento de edificios.
Hemos pasado por cambios fundamentales en el desarrollo de la obtención de los
materiales, ya que tiempo atrás las poblaciones rurales los conseguían en las
proximidades con un bajo impacto sobre el territorio. Luego, con medios de
extracción y elaboración más poderosa y eficaz, y medios de transporte más
accesibles, la producción de materiales devino en una actividad de alto impacto.
CONCLUCIONES
1. En conclusión los materiales de construcción son muy importantes ya que son
empleados en obras de arquitectura e ingeniería como: edificaciones, monumentos,
viviendas, parques, hospitales, escuelas, colegios, etc. Dentro del ámbito de la
edificación y la obra civil, es muy útil el conocimiento de los materiales que forman
72
las construcciones. Se habla con frecuencia, incluso en conversaciones cotidianas,
de cosas como “los ladrillos”, “la madera”, “el cemento” y una larga serie de
nombres, relacionados todos con el sector de la construcción. Sin el estudio de los
materiales, no se podrían estudiar otra serie de aspectos
2.- Los materiales de construcción son los elementos empleados en la edificación
de residencias, monumentos y obras públicas. Los materiales junto con la energía
han sido utilizados por el hombre para mejorar su condición. Las primeras edades en
las que se clasifica nuestra historia llevan sus nombres de acuerdo al material
desarrollado y que significó una época en nuestra evolución. Hay muchos más
materiales de los que utilizamos día a día, los que vemos en las ciudades o los que
utilizamos en nuestro quehacer diario.
3.- Los materiales pétreos son rocas naturales que han sido, y todavía lo siguen
siendo, muy apreciadas en la construcción. Tienen, en general, la ventaja de ser
muy resistentes a las condiciones medioambientales y a los golpes. En relación con
las condiciones medioambientales, es de especial interés la resistencia a la rotura
por efecto de la dilatación del agua que penetra en la roca al helarse; en la
actualidad también es importante considerar la resistencia a los factores
contaminantes como la lluvia ácida, humos, etc.
4.- Los materiales pétreos son el vidrio que es un material duro pero muy frágil,
transparente o traslúcido, muy resistente a la tracción y a los agentes químicos,
salvo el ácido fluorhídrico que lo disuelve, y mal conductor del calor y la electricidad.
Los materiales cerámicos son aquellos que se utilizan habitualmente para fabricar
piezas de uso industrial están compuestas por una mezcla de arcilla común y caolín,
que constituyen la materia plástica, junto con otros componentes no plásticos.
73
5.- Los de materiales orgánicos son aquellos que la naturaleza proporciona y que se
han venido utilizando en la construcción de viviendas durante miles de años, he aquí
los principales materiales: madera, bambú, algodón, paja, cáñamo, caucho,etc.
6.- Los materiales aglomerantes son aquellos materiales que, mezclados con agua,
forman una masa plástica capaz de adherirse a otros materiales, y que al cabo del
tiempo, por efectos de transformaciones química, fraguan, es decir, se endurecen
reduciendo su volumen y adquiriendo una resistencia mecánica
7.- Los avances tecnológicos en la industria de la construcción presentan con
frecuencia nuevos sistemas constructivos, pero también se han desarrollado nuevos
materiales para sistemas convencionales como el de la albañilería confinada y el de
ductibilidad limitada. Estas nuevas opciones se perfilan como soluciones con
ventajas como la reducción del peso de las estructuras, menores costos de
producción, fácil manipuleo y reducción de las cantidades de materiales usados.
REFERENCIAS
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Civil (2010) San Vicente (Alicante): Editorial Club Universitario.
Gutiérrez De López L. (2003).El Concreto Y Otros Materiales Para La Construcción
Ilse Colombia. 2da edición: Universidad Nacional de Colombia.
74
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Historia De México cuarta edición México.
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Ilse Colombia. 2da edición: Universidad Nacional de Colombia.
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GARCIA-LODEIROA J.G. PALOMOB, A. PALOMOA, A. FERNÁNDEZ-JIMÉNEZ
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Materiales De Construcción Sostenible
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%C3%B3n_SosteniblesG:\
Materiales De Construcción
http://html.rincondelvago.com/materiales-de-construccion_29.html
Materiales De Construccion
http://www.monografias.com/trabajos94/evolucion-historica-materiales-construccion-
viviendas/evolucion-historica-materiales-construccion-
viviendas.shtml#ixzz32y4x5FyN
Materiales Agregados
http://www.alaobragente.com/2013/01/el-abc-de-los-materiales-de-construccion-
agregados/
75
Introducción A Los Materiales
httpwww6.uniovi.esusrfblancoTema1.Introduccion.pdf\Tema1.Introduccion.pdf
ANEXOS
ANEXO N° 1
Rancho en el Llano Venezolano
76
ANEXO N° 2
Trama de Madera ( Progreso – Uruguay).
ANEXO N° 3
Yeso Molido
ANEXO N° 4
Fábrica de cemento, en Derbyshire, Inglaterra.
77
ANEXO N° 5
Fábrica de cemento en Contes (Alpes Marítimos), Francia.
ANEXO N° 6
Camión portador de hormigón.
ANEXO N° 7
Tipos de cemento
78
ANEXO N° 8
Imagen al microscopio del cemento portland férrico.
ANEXO N° 9
Dunas de arena.
ANEXO N° 10
Arena de playa.
79
ANEXO N° 11
Atributos físicos de la arena
ANEXO N° 12
Castillo hecho con arena.
ANEXO N° 13
80
Granulometría
ANEXO N° 14
Barro
ANEXO N° 15
Barro en la construcción
ANEXO N° 16
Enrejado de hierro forjado.
81
ANEXO N° 17
El ladrillo
ANEXO N° 18
Nomenclatura de las caras y aristas de un ladrillo.
ANEXO N° 19
82
La arcilla
ANEXO N° 20
Colocación de hormigón fresco en obra
ANEXO N° 21
Diferentes estados de saturación del agregado
ANEXO N°22
Tipos de masa unitaria
83
ANEXO N° 23
Resistencia a la compresión simple y módulo de elasticidad de algunas rocas.
ANEXO N° 24
Según su resistencia a la compresión simple, la roca se puede clasificar así:
ANEXO N° 25
84
Clasificación de rocas ígneas
(ANEXO N° 26)
Clasificación de rocas sedimentarias
ANEXO N° 27
Clasificación de rocas sedimentarias
85
ANEXO N° 28Materiales cerámicos
ANEXO N° 29vidrio
86
ANEXO N° 30Madera
ANEXO N° 31Organico artificial
ANEXO N° 32Yeso
87
ANEXO N° 33Cal
ANEXO N° 34Cemento
ANEXO N° 35Cemento portland
ANEXO N° 36Hormigon
88
ANEXO N° 37Mortero
ANEXO N° 38Materiales metalicos
ANEXO N° 39Materiales metalicos
89
ANEXO 40Materiales mas desarrollados en los ultimos años
ANEXO N° 41Materiales de Construcción Sostenibles
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