Materiales de construcción

De EcuRed
Materiales de construcción
Información sobre la plantilla
Concepto:Un material de construcción es una materia prima o con más frecuencia un producto manufacturado, empleado en la construcción de edificios u obras de ingeniería civil.

Materiales de construcción. Por los siglos de los siglos el hombre ha utilizado materiales para construir. Este aprendió a trabajar y manejar la piedra natural como arma, como herramienta y como materia prima para la construcción de sus primeros refugios y monumentos.

Contenido

Antecedentes

Muchos de estos objetos y construcciones primitivas han llegado hasta nosotros, gracias a las condiciones excepcionales del material con que fueron realizadas.

Las rocas

Las rocas se encuentran en la naturaleza en formaciones de grandes dimensiones, sin forma determinada y constituyendo el principal componente de la parte sólida de la corteza terrestre. Por constituir un material natural, la piedra no precisa para su empleo más que la extracción y la transformación en elementos de forma adecuada. Sin embargo, es necesario que reúna una serie de cualidades que garanticen su aptitud para el empleo a que se destine. Estas cualidades dependen de su estructura, densidad, compacidad, porosidad, dureza, composición, durabilidad, resistencia a los esfuerzos a que estará sometida, etc.

Usos principales de las piedras en la construcción

Labra de las piedras

Una vez extraídos los bloques de piedra de las canteras o formaciones de roca en explotación, se procede a darles la forma en que han de ser colocados en la obra. A este trabajo se le da el nombre de labra. La labra de la piedra comprende dos trabajos primordiales: el desbaste y la labra propiamente dicha. El desbaste consiste en preparar el bloque en una forma aproximada por exceso a la que ha de recibir definitivamente.

Suele realizarse en la propia cantera dejando todas sus dimensiones unos cuantos centímetros mayores a las del elemento que de él debe obtenerse. Estos excesos llamados creces de cantera, tienen por objeto prevenir los posibles desperfectos que puedan producirse en el transporte y manipulación y asegurar el trabajo de la labra contra una eventual falta de material. Estas operaciones se venían haciendo manualmente mediante herramientas especiales. En la actualidad, a partir de explotaciones de cierta importancia se utilizan una diversidad de máquinas.

Conglomerantes

Cabe definir los Conglomerantes como los materiales capaces de adherirse a otros y dar cohesión al conjunto, por efectos de transformaciones químicas que se producen en su masa y que se originan un nuevo conjunto. Entre los más conocidos están el yeso y la cal.

Clasificación

Yeso

Este conglomerante se obtiene del aljez o piedra natural del yeso, constituida por sulfato de calcio deshidratado. Arrancando el aljez de las canteras, se tritura y se le somete a cocción para extraerle, total o parcialmente, el agua de cristalización que contiene un estado natural, convirtiéndolo en sulfato cálcico hemihidratado. Finalmente, se muele el producto resultante. Es por lo común, un material blanco, compacto, tenaz y tan blando que se raya con la uña. El yeso es un material que resiste mal la acción de los agentes atmosféricos, por lo que se usa preferentemente en obras interiores. Se adhiere poco a las piedras y madera, y oxida el hierro. Constituye un buen aislante del sonido y protege a la madera y al hierro contra el fuego.

Sus aplicaciones son múltiples: En albañilería: confección de morteros simples o compuestos, construcción de muros, tabiques y pilares, pavimentos, arcos y bóvedas, cielorrasos, etc. En la fabricación de piedras artificiales y prefabricados: ladrillos y bloques, baldosas, placas machihembradas para falsos techos, paredes de cerca, paneles en nido de abeja, etc. En decoración: artesonados, frisos, plafones, florones, motivos de adorno, etc. Los yesos se clasifican en semihidratados y anhidros, siendo los primeros los mas empleados en la construcción; los yesos negros y blancos pertenecen a este grupo. Mientras que a los anhidros pertenecen los yesos hidráulicos y alumbricos.

Cal

Mediante la calcinación o descomposición de las rocas calizas calentándolas a temperaturas superiores a los 900°C se obtiene la llamada cal viva, compuesta fundamentalmente por oxido de calcio. Desde el punto de su empleo en construcción, las cales se clasifican en: Dolomítica o cal gris, cal grasa y cal hidráulica.

La arena o árido fino

Es el material que resulta de la desintegración natural de las rocas o se obtiene de la trituración de las mismas, y cuyo tamaño es inferior a los 5mm. Para su uso se clasifican las arenas por su tamaño. A tal fin se les hace pasar por unos tamices que van reteniendo los granos más gruesos y dejan pasar los más finos.

Las Arenas de granos gruesos dan, por lo general, morteros más resistentes que las finas, si bien tienen el inconveniente de necesitar mucha pasta de conglomerante para rellenar sus huecos y ser adherentes. En contra partida, el mortero sea plástico, resultando éste muy poroso y poco adherente. El amasado de los morteros se realiza removiendo y agitando los componentes de la mezcla las veces necesarias para conseguir su uniformidad.

Esta operación se llama batir la mezcla. Preferentemente, el amasado se efectúa en amasadoras o hormigoneras, batiendo la mezcla con un mínimo de un minuto. El amasado a mano debe hacerse sobre una plataforma impermeable y limpia, realizándose como mínimo tres batidos.

Gravas

Se consideran como gravas los fragmentos de roca con un diámetro inferior a 15 cm. Agregado grueso resultante de la desintegración natural y abrasión de rocas o transformación de un conglomerado débilmente cementado. Tienen aplicación en mampostería, confección de concreto armado y para pavimentación de líneas de ferrocarriles y carreteras. Además de las rocas que se encuentran ya troceadas en la naturaleza, se pueden obtener gravas a partir de rocas machacadas en las canteras.

Como las arenas o áridos finos, las gravas son pequeños fragmentos de rocas, pero de mayor tamaño. Por lo general, se consideran gravas los áridos que quedan retenidos en un tamiz de mallas de 5mm de diámetro. Pueden ser el producto de la disgregación natural de las rocas o de la trituración o machaqueo de las mismas.

Todas las condiciones que señalábamos que las arenas debían reunir para los morteros, son aplicables a las gravas. En cuanto a la forma, se prefiere los áridos rodados, esto es, los procedentes de ríos y playas. Los áridos naturales, de forma más o menos redondeada, dan hormigones más dóciles y de más fácil colocación que los obtenidos con piedra machacada.

Aditivos

Se denominan aditivos a una serie de productos que se añaden al concreto con objeto de mejorar algunas de sus características; normalmente algunos aditivos se agregan al agua del amasado, pero es de suma importancia controlar la dosificación necesaria ya que de lo contrario distorsiona el resultado apetecido; por lo general se recomienda solo la utilización de aquellos aditivos garantizados por empresas de reconocida solvencia; según la normatividad vigente, se autoriza el empleo de aditivos siempre que se justifique, mediante ensayos que la sustancia agregada en las proporciones previstas y disueltas en el agua produce el efecto deseado.

Acero

Los diferentes tipos de acero se agrupan en:

  1. Aceros al carbono: más del 90% de todos los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas o pasadores para el pelo.
  2. Aceros de baja aleación ultra resistentes. Esta familia es la más reciente de las cinco grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Por ejemplo, los vagones de mercancías fabricados con aceros de baja aleación pueden transportar cargas más grandes porque sus paredes son más delgadas que lo que sería necesario en caso de emplear acero al carbono. Además, como los vagones de acero de baja aleación pesan menos, las cargas pueden ser más pesadas. En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas pueden ser más delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios.
  3. Aceros inoxidables. Los aceros inoxidables contienen cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases corrosivos. Algunos aceros inoxidables son muy duros; otros son muy resistentes y mantienen esa resistencia durante largos periodos a temperaturas extremas. Debido a sus superficies brillantes, en arquitectura se emplean muchas veces con fines decorativos. El acero inoxidable se utiliza para las tuberías y tanques de refinerías de petróleo o plantas químicas, para los fuselajes de los aviones o para cápsulas espaciales. También se usa para fabricar instrumentos y equipos quirúrgicos, o para fijar o sustituir huesos rotos, ya que resiste a la acción de los fluidos corporales. En cocinas y zonas de preparación de alimentos los utensilios son a menudo de acero inoxidable, ya que no oscurece los alimentos y pueden limpiarse con facilidad.

Ladrillos

Los ladrillos se clasifican entre los materiales que se obtienen mediante la colocación de arcillas naturales previamente moldeadas, o materiales cerámicos.
Las operaciones que comprende la fabricación de ladrillos pueden resumirse como sigue:

El moldeo se efectúa con unas máquinas llamadas galleteras o con prensas. La cocción se lleva a cabo en hornos fijos o intermitentes, continuos, etc.

Cemento

A diferencia del yeso y la cal, raras veces se utiliza el cemento solo, amasado con agua y formando una pasta pura. Su uso más propio es, en combinación de otros materiales, en la confección de conglomerados, especialmente morteros y concretos armados. Amasado con agua, el cemento fragua, y endurece tanto en el aire como sumergido en agua. Se trata, por consiguiente, de un conglomerante hidráulico por excelencia.
Una primera división de las diferentes variedades de cemento se establece entre cementos naturales y cementos artificiales.

Tipos de cementos artificiales

Cemento Portland: Es de color gris oscuro, es el más económico y el de mayor utilización. Son cementos hidráulicos compuestos principalmente de silicato de calcio hidráulicos, esto es, fraguan y endurecen al reaccionar químicamente con el agua. En el curso de esta reacción, denominada hidratación, el cemento se combina con el agua para formar una pasta y cuando le son agregados arena y grava, se forma lo que se conoce como "concreto". Comúnmente se encuentra envasados en sacos de 50 Kg. Cada saco lleva la denominación "CP" seguida de 2 números (ejemplo: 250/315) que indican la clase caracterizando su resistencia de 7 días y de 18 días de fraguado. Es el cemento hidráulico más frecuentemente usado, cuya composición incluye aproximadamente 95% de clinker y 5% de yeso (o algún otro componente).

Arcilla

Son partículas finísimas menores de 0.06 mm, de diámetro, procedentes de la descomposición de rocas feldespáticas. La arcilla pura recibe el nombre de caolín. Una de las principales propiedades de la arcilla es su plasticidad, además de ser refractaria. Desempeña un gran papel en la construcción por ser una materia prima en la fabricación de cementos y de cerámica.

Basalto

Son rocas muy compactas compuestas de feldespato, augita, olivino y minerales de hierro, su color es gris negruzco que a veces adquiere un brillo metálico. Son piedras muy duras que impiden su empleo en trabajos tallados y resisten muy poco al fuego.

Adobe

El adobe es un tabique de barro sin cocer, la tierra con que se hace debe ser limpia sin piedra y con la menor cantidad posible de arena. En una excavación mas hecha previamente en el suelo, se deja remojar la tierra de un día a otro para que pudra se amasa agregándole suficientemente agua para formar un lodo bien mezclado y macizo, se le revuelven algunos de los siguientes materiales: paja, sácate, estiércol, hojas de pino, crines y pelos de bestia en la proporción 1:5 para que sirva de amarre al material.

Tepetate

El tepetate es una arcilla se encuentra en mantos gruesas macizas. Es un material granuloso, grueso, ligero, color amarillento y de consistencia media. Resiste 3Kg/cm2, obteniéndose sillares para muros (40 x 60). Es material poroso y absorbente de agua. Es un buen aislante del frió y del calor por lo que conviene usarlos en climas extremosos, mezcla para la fabricación de ladrillos.

Teja

Teja flamenca

Es una teja de características parecidas a la árabe pero, en este caso, lleva en su parte posterior un resalte para facilitar el enganche con las siguientes.

Teja plana

La teja plana sin encaje puede ser moldeada en prensa de hilera o galletera. La masa empleada es la de encaje y esta debe ser moldeada en prensas de moldes metálicos; su desecación se efectúa colocándolas en estanterías destinadas a ese fin, de manera que el aire circule por ambas caras; su cocción es igual a la de los ladrillos.

Teja árabe

Tiene formas de canal cónico y sus dimensiones mas corrientes son 45cm de largo por 12 y 16 de ancho, 8cm de altura y 12mm de espesor. Se moldea generalmente a mano por una gradilla metálica de forma trapezoidal, y cuando la pasta moldeadora adquiere consistencia se le da forma curva. La desecación se realiza de la misma forma que en los ladrillos.

Azulejos

Es una pieza de pasta cerámica de poco espesor, recubierta por una capa de esmalte que puede ser lisa o con dibujos en diferentes colores. formas y tamaños: las formas preferidas son las cuadradas y las rectangulares sus dimensiones oscilan entre 10x10, 15x15, 20x20 y 20x30 cm. Actualmente se fabrican también con otras formas no rectangulares.

Funciones de los materiales de construcción

Las razones que llevan a un uso correcto de los materiales de construcción, provienen de la función o trabajo que deben realizar dichos materiales. Estas funciones se puedes agrupar de la siguiente manera: función física, función constructiva, función económica y función mecánica. A su vez cada función está modificada por una serie de factores

Función física

Los factores que modifican la función física son:

caso a que nos referimos.

Función constructiva

Los factores que modifican la función constructiva son:

Se refiere a la facilidad de trabajar con un material de un modo efectivo, simple y económico.

Función económica

Los factores que modifican la función económica son:

Función plástica

Los factores que modifican la función plástica son:

Función mecánica

Es la función que realizan los materiales que sometidos a la acción de fuerzas externas y a los efectos de su propio peso, tienen que tener los factores de resistencia necesarios para absorber los diferentes esfuerzos a que van estar sometidos.

Fuente

Matus Lazo,I. Materiales de construcción. Soporte digital.