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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 1.1. VIDRIOS……………………………………………………………………………..…41
3 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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INTRODUCCION El 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.
5 En cada una de estas partes se explicarán inicialmente los aspectos más elementales 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 materiales de los que utilizamos día a día, los que vemos en las ciudades o los que utilizamos en nuestro quehacer diario
8 “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 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
9 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. -
Yeso
10 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 agua y densidad,
que
una
de fraguado, resistencia, adherencia, vez amasado con
agua,
puede
ser
retención 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. 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.
11 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.
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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 hormigón fresco ideados por Juergen Heinrich Magens que patenta entre 1903 y 1907. Tipos de cemento Se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:
12 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. 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.
13 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. 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.
14 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.
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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: 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,
15 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).
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Madera 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.
16 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
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.
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-
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 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
18 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.
-
Ladrillo
Un 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). 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.
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La arcilla
19 La 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). 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
Químicamente es
un silicato
haber hidratado
partículas de
no
alúmina,
minerales,
los fitolitos.
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
20 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. 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
21 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".
-
Caliza
La 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 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.
22
- Hormigón La 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. 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 prereforzado 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,
colorantes,
aceleradores,
impermeabilizantes, fibras, etc.
existiendo
retardadores
una
gran
variedad
de
fraguado,
de
ellos:
fluidificantes,
23
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 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. - Granulometría La 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
24 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. 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:
25 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 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.
26 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.
- Densidad Esta 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. 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
27 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 absorción La 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 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 unitario Se 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
28 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 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
29 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 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
30 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.
- Tenacidad La 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.
- Adherencia Ya sea en el concreto hidráulico o en el concreto asfáltico la adherencia del agregado es una característica importante, porque la resistencia y durabilidad de 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.
- Dureza Es 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.
31 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 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
32 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 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.
33
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 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
35 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. 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).
36 “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 3015mm, 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 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
37 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 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 (21mm) 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
38 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 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
39 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 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.
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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 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
41 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. 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
42 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 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,
43 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 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
44 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. 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.
45 (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 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
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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 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.
47 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 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.
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MATERIALES ORGANICOS Y AGLOMERANTES
CAPITULO I:
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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 (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
50 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 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
51 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 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.
52 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 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%
53 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 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 (2448h), 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
54 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. 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,
55 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 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
56 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 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
57 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 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 Aglomerados Son 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
58 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). 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
59 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 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
60 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. 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.
61 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 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.
62
OTROS TIPOS DE MATERIALES
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CAPITULO MATERIALES DE CONSTRUCCION SOSTENIBLE 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
64 Aluminio.- fácil de producir, derivado de las arcillas, resistente al aire, usado en la decoración
1.2.
Materiales Artificiales
Los 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
- Caucho Es 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
- 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
65 - Permeabilidad al agua - Permeabilidad al vapor de agua - Permeabilidad al dióxido de carbono - Espesor de la capa - 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 producción, fácil manipuleo y reducción de las cantidades de materiales usados. ( ANEXO N ° 38)
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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 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
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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 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
68 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 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,
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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 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
70 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.
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
71
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 Crespo Escobar S. (2010). Materiales De Construcción Para Edificación Y Obra 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. Álvarez Palma A. (2012). Ciencia Y Tecnología Apuntes Para Su Reflexión En La Historia De México cuarta edición México. De la garza G. (2007). Materiales Y Construcción Gorchakov J.L. (1984).Materiales Construcción Y Propiedades Gutiérrez De López L. (2003).El Concreto Y Otros Materiales Para La Construcción Ilse Colombia. 2da edición: Universidad Nacional de Colombia. ESJ CEAC (2003).Materiales De Construcción. Dr. Andrade G. (10 de mayo del 2007). Revista de la Construcción.
72 GARCIA-LODEIROA J.G. PALOMOB, A. PALOMOA, A. FERNÁNDEZ-JIMÉNEZ (12 de marzo de 2014): Materiales de Construcción Escuela de Construcción Civil: Pontificia Universidad Católica de Chile Materiales De Construcción Sostenible http://www.construmatica.com/construpedia/Materiales_de_Construcci %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-construccionviviendas/evolucion-historica-materiales-construccionviviendas.shtml#ixzz32y4x5FyN Materiales Agregados http://www.alaobragente.com/2013/01/el-abc-de-los-materiales-de-construccionagregados/ Introducción A Los Materiales httpwww6.uniovi.esusrfblancoTema1.Introduccion.pdf\Tema1.Introduccion.pdf
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ANEXOS ANEXO N° 1 Rancho en el Llano Venezolano
ANEXO N° 2 Trama de Madera ( Progreso – Uruguay).
ANEXO N° 3 Yeso Molido
74
ANEXO N° 4 Fábrica de cemento, en Derbyshire, Inglaterra.
ANEXO N° 5 Fábrica de cemento en Contes (Alpes Marítimos), Francia.
ANEXO N° 6 Camión portador de hormigón.
75
ANEXO N° 7 Tipos de cemento
ANEXO N° 8 Imagen al microscopio del cemento portland férrico.
ANEXO N° 9 Dunas de arena.
76
ANEXO N° 10 Arena de playa.
ANEXO N° 11 Atributos físicos de la arena
ANEXO N° 12 Castillo hecho con arena.
77
ANEXO N° 13 Granulometría
ANEXO N° 14 Barro
ANEXO N° 15
78 Barro en la construcción
ANEXO N° 16 Enrejado de hierro forjado.
ANEXO N° 17 El ladrillo
ANEXO N° 18 Nomenclatura de las caras y aristas de un ladrillo.
79
ANEXO N° 19 La arcilla
ANEXO N° 20 Colocación de hormigón fresco en obra
80 ANEXO N° 21 Diferentes estados de saturación del agregado
ANEXO N°22 Tipos de masa unitaria
ANEXO N° 23
Resistencia a la compresión simple y módulo de elasticidad de algunas rocas.
81 ANEXO N° 24 Según su resistencia a la compresión simple, la roca se puede clasificar así:
ANEXO N° 25 Clasificación de rocas ígneas
(ANEXO N° 26) Clasificación de rocas sedimentarias
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ANEXO N° 27 Clasificación de rocas sedimentarias
83
ANEXO N° 28 Materiales cerámicos
ANEXO N° 29 vidrio
84 ANEXO N° 30 Madera
ANEXO N° 31 Organico artificial
ANEXO N° 32 Yeso
ANEXO N° 33 Cal
85
ANEXO N° 34 Cemento
ANEXO N° 35 Cemento portland
ANEXO N° 36 Hormigon
86
ANEXO N° 37 Mortero
ANEXO N° 38 Materiales metalicos
ANEXO N° 39 Materiales metalicos
87
ANEXO 40 Materiales mas desarrollados en los ultimos años
ANEXO N° 41 Materiales de Construcción Sostenibles
88
