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Los materiales orgánicos que son utilizados en el campo de ing. Civil, son muy importantes conocer estructuradamente cada aspecto con el fin de investigar y utilizar eficientemente las materias primas de la naturaleza.
Tipo: Monografías, Ensayos
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El presente trabajo va dedicado a nuestros padres que nos brindan el apoyo en todo momento para lograr nuestros objetivos. Y a los docentes que, gracias a su capacidad de educarnos y enseñarnos, aprendemos de ellos, no solo por enseñarnos de una respectiva área sino por contarnos su experiencia vivida, para así ser nosotros una persona culta y cultivar los valores éticos en todo momento.
Introducción En el siguiente trabajo monográfico trataremos los temas de “materiales orgánicos” Son aquellos materiales que en su composición tienen principalmente carbono, junto con otros elementos en menor proporción. Los materiales orgánicos que son utilizados en el campo de ing. Civil, son muy importantes conocer estructuradamente cada aspecto con el fin de investigar y utilizar eficientemente las materias primas de la naturaleza.
1.1. Definición Son aquellos materiales que en su composición tienen principalmente carbono, junto con otros elementos en menor proporción. 1.2. Tipos Madera. Formada por el conjunto de tejidos que forman la masa del tronco de los árboles sin corteza. Es un material ligero, resistente y de fácil manejo. Corcho. Es un material que se obtiene de la corteza del alcornoque. Productos bituminosos. Son un conjunto de hidrocarburos que provienen del petróleo (sobre todo) o del carbón, acompañados de materias inertes de muy distinto origen. Plásticos. Son cuerpos orgánicos macromoleculares constituidos por C, H, O y N principalmente. Generalmente están en estado sólido. Los plásticos usados en construcción suelen ser poco elásticos. Su gran inconveniente es que son muy combustibles. Fibras naturales de origen vegetal. Son productos con los que se pueden obtener hilados, cuerdas, mallas y otras manufacturas que proceden de los tallos vegetales de determinadas plantas tales como el lino, el yute, el cáñamo y el esparto. Estos tallos son de diámetros reducidos de milímetros o pocos centímetros. Cuerdas. Son ligamentos de fibras naturales, a base de torsión o trenzado de hilos formados de las fibras de lanas, lino, esparto, yute, cáñamo, etc. Linóleo. Producto artificial formado por yute en forma de tela y una pasta formada por corcho en polvo, serrín, aceite de linaza (que se obtiene de las semillas del lino), resinas y colorantes. Otros productos: la caña, el bambú y el mimbre. Son plantas que, en general, tienen el tallo con mayor longitud y diámetro más grueso que las plantas con las que se obtienen fibras naturales de origen vegetal (lino, yute, cáñamo, esparto).
La resistencia a tracción es alta si la dirección de aplicación de la carga es paralela a las fibras, entre 6-25 N/mm2, pero, en cambio, esta resistencia es baja si la dirección de aplicación de la carga es perpendicular a las fibras, entre 0,5- N/mm2. La resistencia al esfuerzo cortante es algo inferior a la resistencia a compresión con la dirección de aplicación de la carga perpendicular a las fibras, varía entre 2- 5 N/mm2. La resistencia a flexión es elevada, mayor cuanto mayor es la densidad de la madera y varía entre 15-30 N/mm2. 1.3.2. Corcho Densidad. Debido a que el 88% de su volumen es aire, la densidad varía entre 0,170 - 0,240 g/cm3. Densidad media: 0,214 g/cm3. Es un material elástico. Recupera su forma primitiva cuando cesa de actuar una carga quedando una pequeña deformación remanente. Alta impermeabilidad. Es un material impermeable al agua y casi impermeable al vapor de agua. Bajo coeficiente de conductividad térmica. Presenta una resistencia al paso del calor 30 veces superior a la del hormigón gracias a su estructura alveolar. Buen absorbente acústico (en cambio no es buen aislante acústico). Es un material que amortigua muy bien los impactos, por lo que se emplea para absorber el ruido, ya que, aunque éste incida sobre una superficie es absorbido y repartido por toda la masa del material. También es un material ideal para absorción de vibraciones. Elevada resistencia a la intemperie. Lo que hace que resista bien la pudrición, la humedad, debido a que solo se humedece un 5% a temperatura ambiente, lo que hace que tenga también baja capacidad de absorción de agua. Resistencias mecánicas. Cuando el material aparece como corcho aglomerado con otros productos (corcho mezclado con resinas, etc.) o como aglomerado compuesto (capas de corcho simple o aglomerado y capas de otros materiales)
formando, por ejemplo, baldosas, tiene una elevada resistencia a flexión, pero por sí solo tiene poca capacidad resistente. 1.3.3. Productos bituminosos Densidad. Entre 0,9 y 1,6 t/m3. Penetración. Con la penetración se mide la consistencia del producto. Se determina por medio de la penetración en mm de una aguja. A menor penetración más viscosidad. Con la penetración se establece si el material es líquido, semisólido o sólido. La penetración de un producto bituminoso disminuye cuando la densidad del mismo aumenta. Viscosidad. Es la resistencia a la fluidez (movimiento entre las moléculas del fluido) de un fluido mediante una fuerza transversal. También se podría relacionar con el rozamiento entre las supuestas capas del fluido. Si un fluido se coloca en un recipiente tendrá mucha viscosidad si se queda más o menos fijo sin adaptarse a la forma geométrica de dicho recipiente, y se queda como sin movimiento o deformación. Por el contrario, si el fluido se esparce por todo el recipiente según le echamos tomando la forma del mismo, su viscosidad será muy baja o nula. La viscosidad depende de la densidad y de la penetración. A mayor densidad, menor penetración y mayor viscosidad. Ductilidad. Es la deformación que experimenta el material antes de la rotura mediante una fuerza de tracción. Es una propiedad importante. Por efecto de la temperatura el material se dilata o contrae y la ductilidad ha de ser alta para evitar el agrietamiento del material. Adherencia. Se establece la adherencia de los productos bituminosos mezclados con áridos, esto es en las mezclas bituminosas. Viene representada por la resistencia a despegarse uno del otro, para lo cual los áridos deben estar sumamente recubiertos por el betún.
temperatura, ya que cuanto mayor es esta última, menor es la resistencia. Llegado el punto crítico de temperatura a partir del cual el material empieza a fluir, las resistencias mecánicas se reducen hasta hacerse prácticamente nulas. Las resistencias a flexión y a compresión son elevadas y varían entre 70 y 250 N/ mm2, mientras que la resistencia a tracción es de menor magnitud, variable entre 30 y 60 N/mm2. Gran capacidad de transmisión de la luz. Sobre todo si son transparentes, dejando pasar la luz solar al interior de un local y produciendo el efecto invernadero en su interior. Si son de color, su capacidad de transmisión disminuye y se vuelven traslucidos o incluso prácticamente opacos con determinados tipos y colores. Impermeables al agua y casi impermeables al vapor de agua. Aislamiento térmico y acústico. Su coeficiente de conductividad térmica es muy bajo. Esto hace que tengan muchas aplicaciones como materiales aislantes térmicos. Los plásticos producen un aislamiento igual o incluso mayor que los materiales tradicionales, colocando unos espesores mucho menores. Esta propiedad es variable según los tipos de plásticos, pero, en general, se puede decir que 5 cm de espesor de un plástico produce el mismo aislamiento térmico que una pared de madera de 15 cm de espesor y que un muro de LHD de 30 cm. Respecto al aislamiento acústico, se emplean en menor medida, combinados con otros materiales, como el corcho. 2.- CLASIFICACIÓN 2.1. Maderas Existen numerosas clasificaciones de la madera. Desde el punto de vista de la madera como material de construcción, la clasificación más importante es la que divide a la madera en maderas macizas naturales y maderas industriales aglomeradas. La madera maciza es aquella que se obtiene del árbol y únicamente se la elimina parte de la humedad hasta que sea la adecuada al fin perseguido y se le da la forma geométrica necesaria, pero en ningún caso sufre ninguna combinación ni
tratamiento con otros materiales, obteniéndose productos como tableros, listones, vigas y otros elementos que se usan directamente. En cambio, las maderas industriales aglomeradas , son aquellas que se obtienen sometiendo a la madera a una serie de tratamientos especiales de corte, triturado, etc. obteniendo virutas, serrines, astillas, celulosa y otros elementos que se mezclan entre sí y/o con otros materiales como resinas, otras fibras vegetales y sintéticas o incluso metales, obteniendo diversos productos como los tableros aglomerados, los tableros contrachapados y los tableros de fibras, entre otros. Otra clasificación es según su estructura anatómica, y se distinguen tres grupos: Coníferas o resinosas : pino y abeto. Empleadas en elementos resistentes o estructurales. Frondosas : roble, haya, castaño, eucalipto, nogal, etc. Empleadas, en general, en elementos decorativos y elementos no resistentes. Exóticas : caoba, en elementos decorativos y no resistentes. Son maderas más caras que las anteriores. También se pueden distinguir por su utilización y calidad: Madera de pino: 1ª, 2ª, 3ª y 4ª clase.1. Madera de pianete o pinsapo: 1ª, 2ª, 3ª y 4ª clase.2. Madera de haya: 1ª, 2ª y 3ª clase.3. Madera de roble y de castaño: 1ª, 2ª, 3ª, 4ª y 5ª clase.4. Madera de chopo: 1ª, 2ª y 3ª clase.5. Por último, también se distinguen las maderas duras y las maderas blandas: Maderas blandas : son ligeras y más baratas. Se las llama blandas, no tanto por la dureza, sino más por su facilidad de trabajo. Son las más empleadas en mobiliario y estructuras. Son sobre todo de maderas coníferas como pino o abeto. Maderas duras: por lo general son más resistentes y más caras. Presentan mayor complicación a la hora de trabajar con ellas y son de mayor calidad.
procedentes de la destilación del petróleo y que se emplea en carreteras para la impermeabilización de capas granulares no estabilizadas. Betunes fluxados. Se definen como betunes fluxados los productos resultantes de la incorporación a un betún asfáltico de fracciones líquidas, más o menos volátiles, procedentes de la destilación del alquitrán. Betunes mezclados con impurezas o cargas minerales en porcentaje menor del 5%. Su utilización cada vez es menor.
Lechadas bituminosas. Son mezclas fabricadas a temperatura ambiente con un ligante hidrocarbonado (emulsión bituminosa), áridos, agua y, eventualmente, polvo mineral de aportación y adiciones. Mezclas bituminosas. Productos formados por la mezcla de un producto bituminoso (normalmente betún o emulsión bituminosa), áridos (gruesos y finos, en granulometría continua con bajas proporciones de árido fino o con discontinuidad granulométrica en algunos tamices), polvo mineral y, eventualmente, aditivos, de manera que todas las partículas del árido queden recubiertas por una película homogénea de ligante. Las mezclas bituminosas, a su vez, se pueden clasificar de varias maneras: Por la temperatura de puesta en obra:
Microaglomerados. - Son mezclas con un tamaño máximo de árido inferior a 10 mm, por lo que se suelen usar en capas de pequeño espesor. Mezclas bituminosas de alto módulo. - Son mezclas bituminosas en caliente tipo hormigón bituminoso, pero con un elevado módulo de elasticidad, superior a 11.000 N/mm2 a 20 ºC, mientras que las mezclas normales suelen tener un módulo del orden de 6.000 N/mm2 a la misma temperatura. Mezclas sin esqueleto mineral-. Con gran proporción de betún y que trabajan solamente por la cohesión entre las partículas del betún. 2.4. Plásticos Se pueden clasificar según varios criterios. La clasificación más tradicional es aquella que los identifica según su temperatura de fusión y su comportamiento a la intemperie y establece tres tipos de plásticos: Termoplásticos. Fluyen al ser calentados por encima de cierta temperatura (no muy alta). Por calentamiento y/o presión se vuelven deformables, adquieren plasticidad y adoptan un estado viscoso-líquido. Son fusibles y solubles. Son termo conformables o remoldeables por calor.
2. Termoestables. Permanecen insolubles y sin fluir hasta su temperatura de descomposición. Su temperatura de fusión es superior a la de los termoplásticos. A temperatura ambiente son rígidos y más estables. A pesar del aporte calórico, no son moldeables, no adquieren plasticidad. 3. Elastómeros. Permanecen insolubles y sin fluir hasta su temperatura de descomposición. Su temperatura de fusión es superior a la de los termoplásticos. A temperatura ambiente se pueden deformar, son elásticos y deformables. No son termoconformables. Termoplásticos. - ésteres de celulosa - polimetacrilato de metilo - poliacrilonitrilo (fibras de carbono) - poliamida (nylon) - poliestireno - policloruro de vinilo - poliolefínicos (polietileno, polipropileno) - policarbonato - poliaramida - geotextiles (que pueden estar formados por polietileno, polipropileno, poliamida y aramidas)
Termoestables - resinas de silicona - resinas poliéster - resinas de poliuretano - resinas epoxi - resinas melamínicas - resinas fenólicas Elastómeros - caucho - látex - neopreno Algunos de los termoplásticos y los termoestables suelen mezclarse con otros materiales para obtener plásticos compuestos o reforzados. Entre ellos destaca la utilización de las resinas de poliéster, las resinas fenólicas, el policarbonato y las fibras de carbono, todos ellos reforzados con fibras de vidrio. Estos compuestos tienen unas propiedades mucho mejores que las que tienen los elementos simples por separado. 3.- FORMAS COMERCIALES 3.1. Madera Marcos o cercos. Altura = 1,80 - 2,50 m (variable) Sección = 3 x 3 - 10 x 10 cm
2. Nudillos (precercos). De medidas similares al cerco o marco. 3.Tapajuntas. (molduras) (tapa el nudillo y el marco o cerco). Altura = 1,90 - 2,60 m Ancho = 5 - 15 cm. Espesor = 0,5 - 2,5 cm 4. Vigas. Simples y compuestas (armadas). Las compuestas serían las que están formadas por dos o más vigas simples unidas con tornillos. Secciones transversales: 15 x 15 cm 15 x 20 cm 5. Viguetas, largueros y listones. Simples. Secciones transversales desde 8 x 8 hasta 15 x 15 cm. 6. Tableros contrachapados. Son varias hojas simples que se pegan con la dirección de las fibras perpendicularmente entre sí para formar elementos de mayor espesor. Mínimo tres hojas. Largo = 1 - 2 m Ancho= 1 - 2 m Espesor = 3 - 30 mm 7. Tableros blindados. Son tableros contrachapados pero la lámina central es metálica.
Planchas rectangulares muy finas de espesor 0,5 - 1 cm, de superficies variables: 1 x 1 m; 1 x 0,20 m; 0,50 x 0,20 m; etc. Es más barato que el entarimado y se usa, por ejemplo, en escenarios o pisos. Van pegadas al suelo. También se presentan en forma de láminas sueltas que se pegan al suelo y se unen lateralmente.
14. Tarima flotante. Láminas de madera que se unen lateralmente y se apoyan en el suelo (van apoyadas en el suelo, pero no van pegadas al suelo). Largo = 0,50 -1,00 m Ancho = 10 - 15 cm Espesor = 0,5 - 2 cm 15.Parqué. Tablillas de madera finas, que van pegadas al suelo. Medidas: Largo = 0,10 - 1,00 m Ancho = 3 - 15 cm Espesor = 0,5 cm Derivado de éste es el parqué hidráulico, que está formado por tablillas de madera colocadas sobre una capa base de mortero de cemento. Estructuras laminadas.16. Son dos o más láminas de madera, cada una con un espesor ≥ 2,5 cm, que se unen con adhesivos, tornillos o pernos. La dirección de las fibras de las láminas es paralela. 15. Paneles sándwich. Formados por láminas de madera en las caras exteriores y un núcleo de poliestireno, pvc, poliuretano, fibra de vidrio, etc. 16. Paneles simples y compuestos. Formados por una o dos capas: una capa de madera y las otras de fibra de vidrio, yeso laminado, poliestireno, pvc, etc. **3.2. Corcho
3. Planchas con celdillas (cavidades huecas) , preferentemente de corcho natural. Para absorción acústica en discotecas, cines, etc., en paredes y techos.
