¡Descarga Los materiales pétreos naturales se definen como “aquellos que se encuentran en la natural y más Esquemas y mapas conceptuales en PDF de Ciencia de materiales solo en Docsity!
INTRODUCCIÓN A LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
1.1.- Definición
Jorge Saravia Valle, define a los materiales de construcción como “los diversos elementos o cuerpos que intervienen en las obras de construcción sea cual fuere su naturaleza, composición, forma, aplicaciones y usos a los que sean destinados”.
Para él Ingeniero Civil los materiales de construcción representan el fundamento de las edificaciones de cualquier tipo, es decir que para poder concretar cualquier tipo de proyecto desde la fase de idealización, el calculo estructural, los sistemas constructivos y finalmente la construcción y acabado, exige tener dominio de las propiedades físico mecánicas y mucho criterio en el uso adecuado que se debe dar a cualquier tipo de material en la construcción.
Por ejemplo si quisiéramos construir una represa de tierra sin duda alguna vamos a requerir del uso de un suelo arcilloso que presente ciertas características de impermeabilización, grado de cohesión y resistencia a la presión del agua, en la caso de la construcción de edificios tenemos varias opciones a elegir; una de ellas será el uso de perfiles metálicos, como también puede ser el uso de maderas estructurales o lo más común utilizar combinaciones adecuadas de materiales artificiales como el hormigón y acero, y así podríamos ir presentando varios ejemplos de usos específicos de materiales de construcción para distintos fines.
En nuestro medio es importante destacar que el uso de los materiales de construcción viene sujeto a un riguroso proceso de producción y certificación de calidad registrado por el “Instituto Boliviano de Normalización de Calidad” IBNORCA, institución creada con el propósito de difundir las normas que regulan los diferentes procesos de fabricación, provisión, transporte y colocado de cualquier tipo de material que sea utilizado en la construcción de cualquier tipo de obras civiles.
1.2.- Clasificación
Existen diferentes criterios de clasificación de los materiales construcción descritos por diferentes autores, sin embargo es posible adoptar la siguiente clasificación según el siguiente detalle:
a.- Según su origen
b.- Según la función que cumplen
c.- Según el lugar que ocupan en la obra
1.2.1.- Clasificación según su origen
o Materiales pétreos naturales
o Materiales aglomerantes
o Materiales artificiales
o Materiales artificiales aglomerados
o Materiales metálicos
o Materiales orgánicos
o Materiales plásticos
1.2.2.- Clasificación según la función que cumplen
o Materiales básicos o resistentes
o Materiales aglomerantes
o Materiales auxiliares
1.4. Ciclo de la formación del suelo y de la roca
El ciclo de formación de los suelos y las rocas es comprensible bajo un enfoque evolucionista de permanentes transformaciones y cambios, cuyo punto de partida se da con la presencia de una costra líquida viscosa la misa que con el transcurrir del tiempo se convirtió en roca ígnea la misma que fue aumentando por la presencia del magma plutónico que eventualmente iba saliendo desde las profundidades, es a partir de este proceso que se entiende la formación de la corteza terrestre la misma que por procesos de meteorización, agrietamientos y plegamientos en estas rocas, producen los suelos residuales como producto de la descomposición, solución, y desintegración que queda en el lugar; por efecto de la presencia de fenómenos naturales como son los vientos, y el agua, los suelos son transportados y depositados los mismos que se agrupan por tamaños y aparecen de esta manera los suelos depositados.
Roca Ïgnea
ResidualSuelo
Suelo Sedimentario SedimentariaRoca
Roca Metamorfica
Magma plutónico
CarbonatosSolubles semisolubles
Hidrotermal
Calor + presión + mineralización
Meteorización: química + física + solución
Transporte : Mezcla + degradación + clasificación,
deposición
Endurecimiento: presión + cementación
Metamorfismo: calor + presión + cortante Físico químicaBioquímica
Físico química
Bioquímica
Acción volcánica
Otros suelos endurecen por efecto de procesos de consolidación y cementación formando de esta manera las rocas sedimentarias , a su vez estos se convierten en sedimentos los mismos que junto a los suelos producidos por la meteorización y por efecto del procesos de consolidación y cristalización forman las rocas sedimentarias , estas al igual que las anteriores también se hallan sometidas a cambios y deformaciones debido a la presencia de movimientos
tectónicos los mismos que se meteorizan produciendo nuevos suelos residuales y por efecto de los fenómenos naturales de transporte los suelos depositados. Las rocas sedimentarias pueden también quedar enterradas de bajo de sedimentos, los mismos que ante la presencia de calor y presión generan las rocas metamórficas las mismas que también pueden ser sometidas a procesos de meteorización cuando se hallan expuestas a la intemperie formando de esta manera los suelos residuales los mismos que pueden ser nuevamente transportados y depositados formando suelos depositados.
Para Sowers & Sowers el ciclo es un permanente hacer y deshacer continuo sin puntos definidos de comienzo y tampoco de terminación los suelos vienen a ser producto del intempersimo, es decir, por el rompimiento y fractura de varios tipos de rocas, algunos suelos permanecen donde se forman sin haber sufrido efectos climatológicos naturales como es el viento, entonces estos cubren la superficie rocosa formando de esta manera los suelos residuales , pero si nos damos cuenta en la mayoría de la formación de suelos intervienen los agentes de transporte y los procesos físicos depositando los suelos en otros lugares. Según el agente de transporte, estos se pueden subdividirse en:
o Aluviales o fluviales: depositados por agua en movimiento o Glaciales: depositados por acción glacial o Eólicos: depositados por acción del viento
1.4.1. Rocas ígneas
Estas rocas se forman al enfriarse (proceso de solidificación o cristalización) el magma (materiales fundidos a elevadas temperaturas en el interior de la tierra), también se llaman rocas magmáticas, ocupan gran parte de la corteza terrestre, están compuestos por silicatos magnésicos. Las rocas ígneas se subdividen en tres grupos: plutónicas o intrusivas, las filoneadas y las volcánicas o efusivas. Las rocas plutónicas o intrusivas se forman en el interior de la corteza terrestre y entre ellas se encuentran: el granito, y la sienita compuesta de feldespato y mica, y la diorita; las rocas filoneadas se forman a poca profundidad rellenando grietas y filones, entre ellas se encuentran el pórfido granítico y el pórfido diorítico. Las rocas volcánicas o efusivas son las que afluyeron a la superficie durante las convulsiones de la corteza terrestre, o después de ellas, esparciéndose en forma de lavas, entre estas rocas se hallan, el basalto y la traquita.
1.5. Propiedades físico mecánicas de los materiales pétreos
En el área de la construcción nos interesa conocer algunos parámetros de carácter físico y propiedades mecánicas para dar el uso correcto a cada tipo de material entre los cuales podemos describir: peso específico, porosidad, la absorción, la dureza, y la resistencia mecánica entre otras.
1.5.1. Peso específico
Es la propiedad que permite medir la compacidad de los diversos materiales y se obtiene dividiendo el valor del peso del cuerpo entre su volumen, es importante tomar en cuenta que se obtiene el peso específico aparente, cuando se considera el volumen de huecos o poros y el peso específico real cuando se excluyen.
V
W
Donde: = Peso específico (Kg/m^3 )
W = Peso (kg)
V = Volumen (m^3 )
TABLA 1.1.
Densidades aparentes usadas en la construcción (Kg/m^3 )
FUENTE: BIBLIOTECA ATRIUM DE LA CONSTRUCCIÓN
1.5.2. Porosidad
Viene definida por la relación existente entre el volumen de huecos o poros abiertos en la piedra y el volumen total de ésta y se expresa en porcentaje
Porosidad = solido aire agua
aire agua
v v v
v v
1.5.3. Absorción de agua
Es la cantidad de fluido absorbido hasta antes de saturar la piedra, se realiza a presión y temperatura ambiente, esta propiedad tiene relación con la permeabilidad o sea la propiedad de los cuerpos de dejarse atravesar por los fluidos
Descripción Densidad
Arenisca Arenisca porosa y caliza
Basalto, diorita Calizas compactas y mármoles
Granito, sienita, diabasa, pórfido Gneis
Pizarra de tejados
2600 2400
3000 2800
2800 3000
2800
1.6. Clasificación de los áridos según su tamaño
Varias organizaciones han intentado desarrollar límites de tamaño para gravas, arenas, limos y arcillas con base en los tamaños de las partículas de los suelos. La tabla No. 1.3. Presenta los límites de tamaño recomendados en el sistema de la American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) y en el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos
TABLA No. 1.3.
Límites de tamaño para la división de suelos
Sistema de clasificación Tamaño del grano (mm)
Unificado Grava: 75 mm a 4,75 mm
Arena: 4,75 mm a 0,075 mm
Limo y arcilla: < 0,075 mm
AASHTO Grava: 75 mm a 2 mm
Arena: 2mm a 0,05 mm
Limo: 0,05 mm a 0,002 mm
Arcilla: < 0,002 mm FUENTE: PRINCIPIOS DE INGENENIERIA DE CIMENTACIONES DE BRAJA
1.7. Piedras empleadas en la construcción
Para poder utilizar las piedras (tamaños > 75 mm) en la construcción de obras civiles, es importante considerar los siguientes requisitos:
- Ser homogéneos, compactos
- Carecer de grietas y coqueras
- Ser resistentes a las cargas: Piedras de origen ígneo 500 Kg/cm^2 , y piedras de origen sedimentario o metamórfico 250 Kg/cm^2.
- No deben alterarse ante la presencia de agentes atmosféricos
- No ser absorbentes o permeables en una proporción del 4 al 5 % de su volumen.
1.7.1. Granito
El granito se presenta como tamaño grueso, mediano o fino esta constituido por una mezcla de feldespato, cuarzo y mica la mayoría de las veces es de color gris, se trata de un material de construcción de gran calidad apto para resistir grandes construcciones.
1.7.2. Basalto
Son piedras muy compactas compuestas de feldespato, augita, olivino y minerales de hiero. Su color es gris negruzco que a veces adquiere un brillo metálico. Son muy duras que impiden su empleo en trabajos tallados y resisten muy poco al fuego se utilizan en la construcción de cimientos, peldaños y obras de pavimentación instalándose en forma de adoquines muy pequeños.
1.7.3. Traquita
Son piedras rugosas, ásperas al tacto y muy porosas se adhiere bien a los morteros pero no son muy resistentes.
1.7.4. Gravas
Se consideran como gravas los fragmentos de roca con un diámetro inferior a 75 mm, tienen aplicación en mampostería, fabricación de hormigones y construcción de carpetas de ripio, además de la existencia natural de este agregado en los ríos, es posible también obtener gravas a partir de machaqueo de agregados de cantera utilizando plantas chancadoras.
