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Ingenieria de materiales
ING ARMANDO CALCINA SOTELO
INGENIERIA DE MATERIALES
Objetivo: Esta asignatura tiene por objeto lograr en el alumno la habilidad para que pueda analizar diversidad de problemas reales, propios de la ingeniería de los materiales.
Contiene: Generalidades, los materiales en la industria, cemento, puzolana y escoria, rocas ornamentales, agregados para concreto y morteros, cerámicos, vidrio, polímeros, metales, tratamiento térmico de los aceros, madera, materiales aglomerantes
EL CEMENTO
El cemento Historia Proceso de elaboración Composición química Clasificación Tipos de cemento
CEMENTO
El cemento es un material inorgánico finamente pulverizado, que al agregarle agua, ya sea sólo o mezclado con arena, grava u otros materiales similares, tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso bajo el agua, en virtud de reacciones químicas durante la hidratación y que una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad. Cuando el cemento es mezclado con agua y arena forma mortero, y cuando es mezclado con arena y piedras pequeñas forma una piedra artificial llamada concreto.
HISTORIA DEL CEMENTO
HISTORIA DEL CEMENTO
Prehistoria: Se utilizaron bloques de piedra de gran tamaño y cuya
estabilidad dependía de su colocación. Egipto: Se utilizan ladrillos adobe colocados en forma regular
pegándolos con una capa de arcilla del Nilo. Grecia y Roma: Se utiliza cal mezclada con arena para hacer mortero
en la isla de creta. Los romanos adaptaron y mejoraron esta técnica para lograr construcciones de gran durabilidad como son el Coliseo Romano y Panteón Roma
Los Griegos fueron los primeros en percatarse de las propiedades cementantes de los depósitos volcánicos al ser mezclados con cal y arena
ISLA DE CRETA
HISTORIA DEL CEMENTO
Siglos lX al Xl: Se pierde el arte de calcinar para obtener cal. Los morteros usados son de
mala calidad. Siglos XII al XIV: Revive el arte de preparar mortero con las técnicas usadas por los romanos. Siglos XIV al XVII: El mortero producido es excelente y empieza a utilizarse en un proceso
continuo. Siglo XVIII: Se erige el faro de Eddystone en Inglaterra. Se reconoce el valor de la arcilla
sobre las propiedades hidráulicas de la cal. 1756:
John Smeaton, un ingeniero inglés, encuentra las proporciones para el cemento.Aparecen los primeros concretos.
1800 - 1850:Este periodo fue caracterizado por la aplicación de tres materiales: el acero, el cristal y el concreto que permitirían la industrialización de la producción, la prefabricación, el rápido montaje y la pronta recuperación de capital.
HISTORIA DEL CEMENTO
1873: Se construye el primer puente haciendo uso de concreto.
1876: El Ing. Mazas aplica por primera vez el cálculo de los elementos de concreto, fundamentando las bases de las resistencias de materiales.
1877:Se funda la primera asociación para fijar especificaciones del Cemento Portland, en Alemania para controlar la calidad del producto.
1900:Las pruebas básicas del cemento son estandarizadas.
1903: Se comienzan a introducir las innovaciones del concreto
armado a la arquitectura e ingeniería
EL CONCRETO COMO LA EXPERSION DE LA ARQUITECTURA
PROCESO DE ELABORACION DEL CEMENTO
EXPLOTACIÓN DE MATERIAS PRIMAS
De las canteras de piedra se extrae la caliza y la arcilla
TRANSPORTE DE MATERIAS PRIMAS
Una vez que las piedras han sido extraídas se transportan en camiones
TRITURACIÓN
El material de las canteras es fragmentado y triturado a un tamaño máximo de una y media pulgadas.
PREHOMOGENIZACIÓN. Es la mezcla proporcional de arcilla,
caliza o cualquier otro material requerido
ALMACENAMIENTO DE MATERIAS PRIMAS
Cada una de las materias primas es transportada por separado a silos donde son dosificadas para la producción de distintos tipos de cemento.
MOLIENDA DE MATERIA PRIMA
Se realiza por medio de un molino vertical de acero mediante la presión que ejercen rodillos cónicos al rodar sobre una mesa giratoria. Se utilizan también molinos horizontales en cuyo interior hay bolas de acero que pulverizan el material
HOMOGENIZACIÓN DE HARINA CRUDA
Se realiza en los silos equipados para lograr una mezcla homogénea de material
CALCINACIÓN
Parte medular del proceso donde se utilizan grandes hornos rotatorios, en cuyo interior a 1400° la harina se transforma en clinker que son pequeños módulos gris de 3 a 4 cm.
MOLIENDA DE CEMENTO
El clinker es molido a través de bolas de acero de diferentes tamaños a su paso por las dos cámaras del molino agregando yeso para alargar el tiempo de fraguado del cemento
ENVASE Y EMBARQUE DEL CEMENTO
El cemento es enviado a los silos de almacenamiento; de los que se extrae por sistemas neumáticos o mecánicos, siendo transportado a donde será envasado en sacos de papel o surtido directamente a granel en ambos casos se puede despachar en camiones tolvas de ferrocarril o barcos
COMPOSICIONQUIMICA DEL CEMENTO
COMPOSICIONQUIMICA DEL CEMENTO
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 hierro y magnesio. Para retardar el proceso de endurecimiento se suele añadir yeso.
Los compuestos activos del cemento 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 (dióxido de silicio) 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.
CLASIFICACION DEL CEMENTO
DE ACUERDO A SU COMPOSICIÓN
Cemento con Escoria Granulada de alto horno
CEG
Cemento Pórtland con humo de síliceCPS
Cemento Pórtland CompuestoCPC
Cemento Pórtland con Escoria Granulada de alto hornoTPEG
Cemento Pórtland Puzolánico
CPP Cemento Pórtland Ordinario
CPP
Cemento Pórtland OrdinarioCPO
Denominación Tipo
DE ACUERDO A SUS CARACTERÍSTICAS ESPECIALES
BlancoB
Bajo calor de hidrataciónBCH
Baja reactividad álcali agregadoBRA
Resistente a los sulfatosRS
Características especiales de los cementos
Nomenclatura
TIPOS DE CEMENTO
TIPOS DE CEMENTO
TIPO NOMBRE APLICACIONES
I IA Normal Cuando no se necesitan propiedadesespeciales
II IIA Resistencia moderada a lossulfatos
III IIIA Alta resistencia inicial Construcciones Fast-track, reduccióndel tiempo de curado en climas fríos
IV Bajo calor de hidratación Se utiliza en el hormigonado degrandes volúmenes
V Resistencia V alta a los sulfatos
CEMENTO PORTLAND PUZOLÁNICO
Ideal para la construcción de zapatas, pisos, columnas, castillos, dalas, muros, losas, pavimentos, guarniciones, banquetas, muebles municipales (bancas, mesas, fuentes, escaleras), etc.
Especialmente diseñado para la construcción sobre suelos salinos. Es el mejor para obras expuestas a ambientes químicamente agresivos.
Alta durabilidad en prefabricados para alcantarillados como: brocales para pozos de visita, coladeras pluviales, registros y tubería para drenaje.
CEMENTO PORTLAND PUZOLÁNICO
Tabla de resistencias
Tiempo Mínimo Máximo
3 días 204 kg/cm2 --
28 días 306 kg/cm2 306 kg/cm2
CEMENTO PORTLAND COMPUESTO
Presenta excelente durabilidad en prefabricados para alcantarillados y a los concretos les proporciona una mayor resistencia química y menor desprendimiento de calor.
Este cemento es compatible con todos los materiales de construcción convencionales como arenas, gravas, piedras, cantera, mármol, etc.; siempre que se usen con los cuidados y dosificaciones que recomienden sus fabricantes.
CEMENTO PORTLAND ORDINARIO
El Cemento Portland Ordinario es excelente para construcciones en general, zapatas, columnas, trabes, castillos, dalas, muros, losas, pisos, pavimentos, guarniciones, banquetas, muebles municipales (bancas, mesas, fuentes, escaleras), etc. Ideal en la elaboración de productos prefabricados (tabicones, adoquines, bloques, postes de luz, lavaderos, balaustradas, piletas, etc.).
Este cemento es compatible con todos los materiales convencionales tales como arenas, gravas, piedras, cantera, mármol, etc., así como con los pigmentos (preferentemente los que resisten la acción solar) y aditivos, siempre que se usen con los cuidados y dosificaciones que recomienden sus fabricantes
CEMENTO BLANCO
El cemento blanco es una variedad de cemento que se fabrica a partir de materias primas cuidadosamente seleccionadas de modo que prácticamente no contengan hierro u otros materiales que le den color. Sus ingredientes básicos son la piedra caliza, base de todos los cementos, el caolín (una arcilla blanca que contiene mucha alúmina) y yeso
El cemento Portland blanco se usa en obras de arquitectura que requieren mucha brillantez, o para realizar acabados artísticos de gran lucimiento; también sirven para vaciar esculturas que requieren de una buena dosis de blancura.
Aunque algunos piensan que los cementos blancos son más frágiles que los grises, en realidad tienen las mismas capacidades mecánicas y una elevada resistencia a la compresión.
CEMENTO BLANCO
510kg/cm2306 kg/cm228 días
--204 kg/cm23 días
MáximoMínimoTiempo
Tabla de resistencias
MORTERO
El mortero, también llamado cemento de albañilería, es un cemento Portland mezclado con materiales inertes finamente molidos. En otras palabras, es cemento con arena y agua; y lo que lo distingue del concreto armado es la ausencia de agregados gruesos (las gravas).
Nuestros clientes utilizan el cemento de albañilería o mortero para propósitos múltiples, incluyendo bloques de concreto, plantillas, superficies carreteras, acabados, zarpeados y para recubrir el ladrillo rojo horneado. Este tipo de cemento no debe usarse en concreto estructural.
MORTERO
AGLOMERANTES
Aglomerante - Material que se usa para unir otros con cierto grado de estabilidad en las circunstancias usuales de resistencia a las fuerzas externas y cambios de temperatura.
- Es de origen inorgánico - Ejms. Yeso, cemento Aglutinante. - Une a otros materiales pero con cierta inestabilidad. - Es de origen orgánico y requiere ser transformado para adquirir su
estado operacional(calentamiento, fusión, ó disolución en líquidos orgánicos).
Ejm. : Asfalto, alquitrán, cola animal, polímeros. "lechada" (mucha agua) tiempo Aglomerante + H2O = pasta endurece, "fragua" Empastado: Aplicación de pasta sobre una superficie.
AGLOMERANTES
HAY MEZCLAS QUE COMO AGLOMERANTES LLEVAN SOLO CEMENTO
AGLOMERANTES INORGÁNICOS
pueden ser aéreos, hidráulicos y de solidificación en autoclave. Aéreos. - Fraguan solo al aire. - Mantienen su resistencia mecánica largo tiempo. Ejm. Yeso, cal aérea, magnesia cáustica, dolomita cáustica. Hidráulicos. - Fraguan no solo al aire, sino también en agua. - Pueden elevar su resistencia mecánica. - Composición química constituida por 4 óxidos: Ca O - Si O2 - Al2 O3 - Fe2O3 De solidificación en autoclave. ocurre en un medio de vapor de agua saturado
Grupos : Cementos silíceos: 75% de silicatos de calcio, Ejm. cemento Pórtland y sus variedades. Cementos de aluminatos: su base aglomerante son
los aluminatos de calcio. Ejm. cemento aluminoso y sus variedades.
Cal hidráulica y el cemento romano.
YESO
Yeso vivo ó simplemente yeso: deshidratación hidratación
Piedra de yeso ----------> yeso ----------> se cristaliza, "fragua"
(Algez) cocción (polvo) H2O
roca gipso Roca Sedimentaria, blanca. Se puede rayar con la uña. CaSO4 , 2H2O bihidrato cálcico
Sulfato de calcio "anhidrita"
Variedades: . Selenita: el yeso en cristales grandes, separados. . Alabastro: piedra de yeso semejante al mármol
blanco.
DECORACION DE TECHOS DE YESO
CLASES DE YESO
De acuerdo a la temperatura de cocción 1. De cochura baja T < 200 oC (110-180 oC) Yeso para construcción ("de empastados"). Yeso de alta resistencia mecánica 2. De cochura alta T > 200 oC (600-900 oC) Yeso para pisos.
Yeso al alumbre, al bórax, etc.
FRAGUA
Disolución - Transf. Química -- Saturación - Cristalización
Ca SO4, 1/2 H2O + 3/2 H2O = CaSO4, 2H2O Fenómenos adicionales durante la fragua: - Aumento de temperatura (hasta 20 oC) - Aumento del volumen del yeso Retardadores de fragua: - Productos orgánicos: glicerina, harina, azúcar, alcohol,
sangre, cola de carpintero. - En la industria se usa un retardador en base a pelos, soda
cáustica y cal viva (la soda cáustica reduce el pelo a cola y la cal actúa como secante).
Aceleradores de fragua: Alumbre, sal de cocina.
RENDIMIENTOS
DESCRIPCION M2 Cielo raso de caña de Guayaquil con estucado de 15 KG yeso puro. Empastado de cielo raso con yeso puro. Empastado con pasta de yeso puro sobre tarrajeo 13 Kg.
primario e = 5 mm 7KG
Cal
CaCO3 + calor = CaO + CO2 + Mg O Oxido de Ca Por Disoc. del Calviva Carbonato de¨ Sal blanco aforma Mg
Carbonato de calcio “Caliza” ó “creta” 900-1,200°C -Carbonato de Mg Huayronas -Dolomita con < 6% Hornos Interm Arcilla Hornos continuos
Cal hidráulica
Índice hidráulico de la cal: Relación de la sílice y alúmina, a la cal y magnesia, de que
está formada.
SiO2 + Al2 O3 i = ---------------- CaO + MgO
Cal hidráulica: Además de las características de la cal grasa, que se endurece en el aire, posee la de fraguar o solidificarse bajo el agua, ó en un medio húmedo.
USO: Construcción: hacer morteros, concretos de marcas bajas OBS. 1. Almacenar la cal hidráulica en locales cerrados; durante el
transporte, protegerla de la humectación. 2. De los residuos de la calcinación de las calizas que dan
cales hidráulicas se obtiene
cementos GRAPPIER, de propiedades también hidráulicas.
PUZOLANAS
Puzolana -------- cal ; ésta adquiere propiedades hidráulicas Sust. Naturales o artif. Reducidas a polvo Se amasan con la cal Las puzolanas pueden ser naturales o artificiales.
Naturales - Tobas volcánicas que han tomado la consistencia de rocas
deleznables. - Silicatos alumínicos hidratados (análogo a arcillas vitrificadas o
cristalizadas) Artificiales - Calcinando arcillas o pizarras a temperaturas de 600 a 900 ºC
MORTEROS DE CAL HIDRAULICA NATURAL CON PUZOLANAS
CEMENTO PORTLAND(1,824, Inglaterra)
Materia prima Mat calcáreos Y arcillosos + calor = clinckers ----------------------- cemento + aditivos 1450 ºC Granular de 2 Cm Polvo Gris verduzco Hornos Color gris negruzco Mat. Estructural - Petróleo - Carbón - Gas natural
- Caliza (75%) con alto contenido de carbonato de calcio (creta, caliza compacta, margas, etc).
- Rocas arcillosas (25%): arcillas, esquistos arcillosos que contienen SiO2 , AlO3 , y Fe2O3
- Aditivos : para corregir la composición química y así regularizar la temperatura de sinterización de la mezcla y la cristalización de los minerales del clinker.
CLINKER
Composición química Comp. Principales: en la cocción forman los silicatos, aluminatos, y el ferrito aluminato tetracálcico en forma de minerales de estructura cristalina; son los siguientes: Oxido cálcico CaO (63-66%) Sílice SiO2 21-24 Alúmina Al2O3 4-8 Oxido férrico Fe2O3 2-4
Comp. Secundarios: en pequeñas cantidades en forma de diferentes agregados: Magnesia MgO Anhídrido sulfúrico SO3 Álcalis Na2O, K2O Bióxido de titanio TiO2 Oxido de cromo Cr2O3 Anhidrido fosfórico P2O5
Obtencion del clinker
Cocción de la mezcla cruda hasta la sinterización, en un tiempo de 4 ó 5hrs.
- Se utiliza horno ya sea vertical o giratorio. - Los hornos giratorios tienen las siguientes zonas: de
evaporación o secado; de calentamiento; de calcinación; de reacciones exotérmicas; de sinterización y de enfriamiento.
- Del horno el material sale a temperaturas de 1000°C para ser conducido a refrigeradores de tambor, donde se enfría hasta la temperatura de 100 a 200°C; posteriormente pasa al almacén donde permanece de uno a dos semanas.
FRAGUA DE LA PASTA DE CEMENTO
Tiene lugar en dos etapas: Tiempo Pasta ----------- fragua -------------------- endurecimiento Pérdida de plasticidad o fluidez de la pasta - Inicio: hasta que pierde mayor resistencia estructural
o parcialmente plasticidad va adquiriendo la pasta con el - Final: hasta que adquiere tiempo consistencia para resistir para para resistir determinada presión - agujas de Vicat y de Gilmore
Propiedades fisicas del cemento
Fineza : Se determina por el análisis granulumétrico. Más del 78% en peso, debe pasar la malla N°
200. Firmeza: Durante y después de la fragua no aumenta
de volumen Peso Específico :Debe ser superior a 3.10 (el portland
blanco hasta 3.07)
Aridos -agregados
ARENAS - Conjunto de partículas o granos de roca. - Pueden ser : Naturales : producidas por acción mecánica o química natural,
acumulada por los ríos en estratos aluviales; o que se forman insitu por descomposición.
Artificiales : producidas por acción mecánica artificial. Clasificación Por su procedencia : - De río (o dulces) - De playa de mar (ó saladas) - De mina (ó de banco) - De duna
Quimica
- Silíceas : las mejores por su pureza y estabilidad química.
- Graníticas : son buenas cuando presentan abundancia de cuarzo; son poco homogéneas
y poco alterables. Las arenas, micáceas son objecionables (porque las laminillas de mica son blandas y desintegrables).
- Calcáreas : son buenas si son suficientemente duras. - Arcillosas: se usan si la cantidad de arcilla es menor
al 6% en peso.
Granulumétrica
a) Para construcción general Arena flor de roca 0.005 - 0.05 mm Arena fina 0.05 - 0,5 mm Arena media 0.5 - 2.0 mm Arena gruesa 2.0 - 5.0 mm
Obs : diámetros menores a 0.005 mm corresponden a sedimentos finos terrosos, cienos y arcillas.
b) En concreto de cemento Pórtland Ejm.: de curva granulumétrica Material fino: si pasa la malla ¼” ó No.4
Propiedades fisicas de las Arenas
Forma y tamaño En morteros y concretos: Los granos deben ser duros, compactos y de diferentes
tamaños. Si los granos fueran de iguales dimensiones, son
preferibles los redondeados a los de forma alargada (los redondeados a igualdad de tamaños producen mezclas más compactas, conteniendo menos vacíos).
En morteros : - Los preparados con arenas finas son menos densos que con
arenas gruesas. Causas : - dificultad que las partículas de arena puedan ser envueltas
por las de cemento del mismo tamaño. - Las arenas finas presentan mayor porcentaje de vacíos. - La forma de los granos influye en la resistencia. - Los de superficie áspera y angulosos se adhieren mejor y dan
más resistencia que los lisos y redondeados. - Los ásperos y angulosos necesitan más agua que los lisos y redondeados para la misma consistencia. - Los granos en forma de agujas, o lajas no sirven.
Peso específico: 2.50 – 2.80 (según su composición. mineralógica)
Arenas cuarzosas 2.65 Arenas dolomíticas 2.65 – 2.75 Arenas
calcáreas 2.60 – 2.70 Prom 2,65
Grava
- Fragmentos pequeños de piedra provenientes de rocas disgregadas por la acción de agentes atmosféricos ( ejm.: hielo), y que han sido arrastrados por los ventisqueros o por las corrientes de agua.
- Cada fragmento ha perdido sus aristas vivas y se presenta con formas más o menos redondeadas.
- Hormigón :Grava con abundante proporción de arena.
Canteras
- Lecho de ríos y esteros - Playas de lagos y mares - Depósitos abiertos en zonas de la época glacial. - Lechos de antiguos cursos de agua Especificaciones Técnicas - Su composición mineralógica es semejante al de las arenas - Peso: 1600 a 1700 k/m3 - Entre dimensiones ¼” a 1½” en forma suelta: 35-40% vacíos Grava de banco bien graduada = 28% vacíos (hormigón) - Dureza: prueba del molino de los ángeles ( EE.UU.);
obteniéndose 30% pérdida de peso (pisos de concreto) y 40% pérdida de peso (estructuras que no
trabajan al frotamiento).
Piedra partida
Material obtenido triturando mecánicamente rocas duras y tenaces.
Uso: como agregado grueso en la preparación de concretos.
En concreto armado : ½ “, ¾”,1”, 1 ¼”, 1 ½” En concreto simple : 2”, 2 ½”, 3” En concreto ciclópeo: mayor 3” Especificaciones Técnicas Peso : 1,450 – 1500 k/m3 % vacíos : 30 – 55%
Mortero
Da resis. A la masa Da “cuerpo”
Aglom. + agr. Fino + H2O mortero (Arena) en cant. mín. (*)
Tarrajeo o revoque: aplicación de mortero sobre una superficie.(*) Un exceso de agua:- Retarda la fragua.- Deja poros en la masa al evaporarseVol. (mortero) Vol (aglom, y arena)(debido a los vacíos que poseen los componentes)
CONCRETO DE CEMENTO
C A P agua potable Cemento + arena + piedra + H2O C0
Tabla : Materiales para preparar 1 m3 de concreto.
Proporción Cem. (bls) Arena (m 3 ) Piedra(m 3 ) Agua (lt)
1:2:4 7.0 0.48 0.95 204
Dosificación Un concreto será más resistente e
impermeable, si : a = % de cemento : el más denso a = densidad : el de mayor porcentaje de
cemento
Propiedades del concreto
La relación agua cemento afecta el comportamiento del concreto
1.- debe agregarse una cantidad mínima de agua al cemento para asegurar que la totalidad del mismo experimenta la reacción de hidratación
2.- una proporción mayor de agua mejora la trabajabilidad esto es que que la lechada o pasta aguada pueda llenar todos los espacios de un encofrado
3.- si se incrementa la relación agua cemento mas allá del mínimo requerido para su trabajabilidad se reduce la resistencia a la compresión del concreto
4.- las proporciones elevadas de agua cemento elevan la contracción del concreto durante el fraguado creando un riesgo de agrietamiento
Dosificacion: metodo de las proporciones arbitrarias
1 : 1 : 2 Muy rico, resistencia excepcional, gran impermeabilidad.
1 : 1.5 : 3 Menos rico “ “ “ 1 : 2 : 4 Buena resistencia, estructuras de concreto armado,
cimentaciones sujetas a vibraciones, calzadas de concreto desnudo. 1 : 2.5 : 5 Mediana resistencia, pisos, muros de
sostenimiento, estribos de puente, obras similares. 1 : 3 : 6 Pobre, estructuras sencillas, calzadas de concreto
con cubierta asfáltica. 1 : 4 : 8 Muy pobre, rellenos de concreto, obras secundarias.
PRODUCTOS ELABORADOS A BASE DE MORTEROS YCONCRETOS
LOSETAS-BALDOSAS-MOSAICOS Son elementos planos de espesor reducido,
fabricados con mortero o concreto de cemento.
Uso: revestimiento de pisos y muros
Clases :
1) Loseta : Su superficie tiene color natural del cemento. Dimensión usual: 20 x 20 cm . Baldosa: de mayor dimensión 2) Loseta de color : Superficie de color uniforme o blancas. Mosaico : Si presenta un dibujo coloreado de varios tonos. 3) Loseta Veneciana : Su superficie está formada por trozos de mármoles
cementados. 4) Zócalos : pieza usada para revestimiento inferior de
muros.
PIEDRA ARTIFICIAL
Revestimientos de albañilería empleados con fines decorativos.
Revestimientos ornamentales.- Se aplican directamente a la albañilería en forma de
pastas, ó también por chapas premoldeadas. Ejm.: Fachada Escuela de Aviación Jorge Chávez “Las
Palmas” - Granito amarillo 2 partes (en volumen) - Cuarzo blanco 2 partes - Cal fina 2 partes - Cemento blanco 1 parte
LA CERÁMICA
La cerámica es una de las actividades más antiguas del ser humano, quizás antecesora de muchas otras formas de arte. Cerámica en griego significa ‘sustancia quemada’ o ‘sustancia calentada’, por lo cual podríamos describir a esta actividad como la que se encarga de cocinar determinados tipos de materiales con el objetivo tal de solidificarlos y darles consistencia permanente.
EN CONSTRUCCIONES
CALLES EN COLOMBIA
CERAMICA DECORATIVA
Cerámica
Existen dos características fundamentales para la fabricación de materiales cerámicos con arcilla: •
Plasticidad: que es la capacidad de formar una masa plástica, fácil de moldear cuando añadimos agua.
Comportamiento frente al calor: soporta muy bien el calor, y su acción lo convierte en un producto muy resistente y durable.
ARCILLA
Sustancias provenientes de la descomposición de las rocas; cuando se las humedece adquieren plasticidad y que si se las moldea, después de secas conservan la forma que han recibido; pero que además si son sometidas luego al fuego, a temperatura del rojo o mayores, adquieren dureza y resistencia similar al de las rocas
naturales.
TIPOS DE CERAMICA
Los materiales cerámicos provienen de arcillas sometidas a distintos procesos:
• Cerámica ordinaria: se utiliza a temperatura ambiente.
• Cerámica refractaria: se utiliza a temperatura elevada. Sus componentes fundamentales son: sílice, alúmina (le da el color y el aspecto
determinado) y algunos óxidos metálicos.
Los cerámicos ordinarios se clasifican según su aspecto en cuatro tipos:
Cerámicos porosos: poseen arcilla de grano grueso, áspera, permeable y absorben la humedad (ladrillos, tejas, etc.).
• Cerámicos semicompactos: poseen arcilla de grano fino, poco permeable y no absorben la humedad.
• Cerámicos compactos: poseen estructura micro cristalina, impermeables (lozas finas, porcelanas), suaves y no absorben humedad.
• Cerámicos tenaces: soportan altos esfuerzos y temperaturas
elevadas.
MATERIALES CERAMICOS
Siempre se hay pensado que el hierro y sus aleaciones son unos materiales muy fuertes resistentes, pero estos materiales tienen una gran desventaja: no soportan las altas temperaturas y son sensibles a la corrosión. Esto da pie a buscar la alternativa con otros materiales que resistan temperaturas muy elevadas. Esto sólo es posible para los nuevos materiales cerámicos. Las uniones atómicas de las cerámicas son mucho más fuertes que la de los metales. Por eso un pieza cerámica es muy eficaz, tanto en dureza como en resistencia a las altas temperaturas y choques térmicos. Además, los componentes cerámicos resisten a los agentes corrosivos y no se oxidan
Los azulejos de cerámica de las naves espaciales tiene que ser capaces de soportar una enorme variación térmica, desde -120º C en el frío espacio exterior, hasta los 1650 ºC al volver a entrar en la atmósfera terrestre.
Este enorme calor es causado por la fricción y es lo suficientemente elevado como para licuar el metal. Sin embargo, los azulejos (en un número aproximado de 27.000) son resistentes a estas altas temperaturas porque están hechos de sílice, lo cual evita que el calor se propague
NAVES ESPACIALES
LAS PROPIEDADES MÁS IMPORTANTES EN LOS MATERIALES CERÁMICOS : • Color y aspecto: el color depende de las impurezas (óxido de hierro) y de
los aditivos que se empleen con la finalidad de ornamentar en la construcción.
• Densidad y porosidad: son en todo análogas en lo definido para piedras naturales. La densidad real es del orden de 2g/cm3.
• Absorción: recibe el nombre de absorción específica al % en peso de agua absorbida respecto de una pieza seca. Con ella está relacionada la permeabilidad.
• Heladicidad: es la capacidad de recibir las bajas temperaturas sin sufrir deterioros en las caras expuestas al frío.
• Resistencia mecánica: usualmente la exigencia se refiere a la resistencia a compresión y módulo de elasticidad, magnitudes muy relacionadas con la porosidad. Cabe así mismo señalar la aceptable resistencia a tracción del material cerámico
APLICACIONES
Cerámicos porosos: Fábrica de ladrillos Divisiones interiores. Divisiones exteriores. Estructurales. Cubiertas. Estructuras planas. Azulejería. Conducciones. Pavimentos. Elementos auxiliares.
APLICACIONES
Cerámicos impermeables:
Cerámicos vidriados.
Cerámicos impermeables:
Gres. Loza y porcelana.
Cerámica refractaria:
Ladrillos refractarios
ALGUNOS EJEMPLOS
ladrillos: utilizados en construcción carburo de silicio : en hornos microondas oxido de zinc: material semiconductor esteatita : aislante eléctrico oxido de uranio : como combustibles de reactores oxido de itrio, bario ,cobre : súper conductor de
temperatura
COMPOSICION
Mineral básico: caolina (silicato hidratado) H4 Al2 Si2 O9 ó Al2O3, 2SiO2 , 2H2O de
color blanco, estructura terrosa, grano fino, encontrándose en yacimientos sedimentarios.
Cerámicos impermeables.
Cerámicos vidriados: Se aplica en esmaltadoras sobre una de las caras y en algunas de las piezas de esquina en el canto. Se realiza por cortina, pulverizando con aire o pulverizado mecánico. Cerámicos impermeables: • Gres: material cerámico obtenido por mezcla de arcillas muy vitrificables, las cuales le proporciona compacidad, impermeabilidad, dureza y resistencia a la abrasión. Se utiliza principalmente en pavimentos interiores, en revestimientos de paredes y en revestimientos de piscinas (el llamado gresite). También se utiliza en fregaderos y duchas. •
PORCELANAS
fabricados con productos de alta calidad, grano muy fino y bien seleccionado. Se utiliza para fabricar piezas de pequeño espesor de pared. Según la impermeabilidad se clasifican en: Loza sanitaria. Gres sanitario. Porcelana vitrificada. Cerámica refractaria. Ladrillos refractarios: Son materiales que han de soportar altas temperaturas y cambios bruscos de la misma. Poseen una baja conductividad térmica como aisladores térmicos y en construcción se utiliza sobre todo en chimeneas
AISLADORES TERMICOS
DIVERSOS TIPOS DE AISLADORES TERMICOS
AISLADOR DE CERÁMICATIPO TENSOR PARA RETENIDA
SÓCATE DE PORCELANA – FOCOS AHORRADORES
MATERIALES ELECTRICOS MADERPLAST CON LAS MEJORES PROPIEDADES: aislantes, piro resistentes, para exteriores, con protector U.V. livianos, térmicos, y mas económicos por sus nuevas tecnologías.
CORTA CIRCUITOS
CORTA CIRCUITO TIPO V
RESISTORES CAPACITORES
RESISTORES CERAMICOS
BUJIAS
COJINETES DE CERAMICA
PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS
Plasticidad - Se produce humedeciendo la arcilla. - Es mayor cuanto menor es la dimensión de los granos. - La cantidad de agua para obtener un buen producto cerámico:
15-35% - No hay métodos para determinar a priori la plasticidad (se usa
el tacto) Resistencia a la Tensión - Las piezas deben soportar los esfuerzos desarrollados en ellas
en su manipulación durante las operaciones de moldeado y secado.
Molturación La textura de las arcillas se determina por análisis
granulométricos.
MOLTURACION
PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS
Contracción - De ella depende la dimensión definitiva de las piezas. - Es usual distinguir la contracción de la arcilla moldeada, o sea la producida por la
evaporación del agua de la pasta, y aquella que se realiza por la cocción en el horno.
Porosidad Influye en la cantidad de agua necesaria para preparar las pastas. Fusibilidad - Sometidas a temperatura elevada se ablanda suavemente y se funden después,
paulatinamente. Color - Blancas ,Amarillo, pardo, rojizo y verde : por los óxidos de hierro. - Gris o negro : por las materias carbonosas. Ocre : arcilla que contiene peróxido anhidro ó hidrato de peróxido de fierro. Peso - Arcilla plástica : 2,000 kgr/m3 - Arcilla compacta o estratificada : 2,200 a 2,300 kgr/m3
PROCESO DE PREPARACION
El material básico es la arcilla de diversas clases con mezclas de margas esquistos y arena de acuerdo con las materias primas y necesidades locales, para obtener las propiedades requeridas de textura, plasticidad regularidad contracción y color.
El tratamiento ulterior de la arcilla varia de acuerdo con su constitución y el producto acabado, pero en general comprende trituración, molturación ,tamizado y mezclado
PREPARACION DE LA MATERIA PRIMA : ARCILLA
homogenización de la arcilla: Triturala tamizado madurarla: dejar remojar en agua para que se disuelva
bien Pudrirla: el maximo tiempo, se descompone y forma
humus. Laminación : con rodillo laminador Mezcla: Moldeo: Secado: Cocción: mono cocción. bicoccion
LADRILLOS CERAMICOS ( COCIDOS)
Bloques de arcilla endurecidos por el fuego. Clases Macizos corrientes: se usa en cualquier muro. Huecos: en pisos altos; techos aligerados de concreto
armado. King-kon: en muros de relleno (no soportan cargas
apreciables) Pasteleros: revestimiento; impermeabilizar azoteas; pisos
rústicos y de poco tránsito. Pandereta: con huecos para aligerar el peso de los muros Nota: “pintones” cuando han quedado crudos. “recochos” si la quema ha sido excesiva.
LADRILLOS KING-KON
CARACTERISTICAS DE UN BUEN LADRILLO
a) Grano compacto y fuerte (que no se desmorone fácilmente)
b) Golpeados “en el aire” deben ofrecer sonido metálico. Los que emiten sonido “sordo” son de mala calidad.
En el caso de ladrillos huecos, el sonido de callana indica que deben ser rechazados.
c) Los rojizos son mejores que los amarillentos. d) En la fractura, no deben presentar trozos
blanquecinos ó crudos. Toda fractura debe ser de grano uniforme.
e) No deben absorber agua en más del 7% de su peso.
PROPIEDADES MECANICAS
- Resistencia a la compresión : 240 kgr/cm2 (puede llegar al doble en los ladrillos macizos
prensados y bien quemados). - Coeficiente de trabajo fm = 10 kgr/cm2 - Densidad 1.6 a 2.5 (promedio 2.0) - Densidad del polvo de ladrillo 2.5 a 2.9
FABRICACION DEL LADRILLO
Amasado Moldeado Secado Horneado
mojar con agua la tierra(pico
y barreta para desprender la
tierra; rastrillo para eliminar
piedras; lampas ó paletas
para revolver la pasta)
- Con máquina: cilindro
giratorio con paletas
(MALAXADOR) pulverización
amasado
A mano: molde para 4ladrillos a la vez- A máquina: 3 tipos1) De barro húmedo; en losmoldes se aplica presiónpor mandriles2) De barro semihúmedo; seproduce una pieza de granlongitud y se corta sobreuna mesa3) De barro seco; colocado enlos moldes, se somete apresión para formar laspiezas.
- Al aire libre: en canchas,
cruzando los ladrillos de
una hilera con respecto a
la anterior - En cámaras de
aire caliente o vapor
- Montón - Huyronas - Hornos
intermitentes - Hornos
continuos
LADRILLLOS REFRACTARIOS
Fabricados para recibir fuego directo; a si mismo para evitar radiaciones excesivas de calor
Uso: en hornos y hogares Clasificación : ácidos, básicos y neutros a) L.R. ácidos.- pueden ser : - De arcilla refractaria : compuestos de tierra refractaria con un poco de arena (para disminuir la contracción y rajaduras al secarse). Las arcillas empleadas contienen: . Sílice . Alúmina (proporciona la mayor prop. refractaria) . Fundentes ( en proporción no mayor del 10%) - De sílice : se fabrican con polvo de cuarcita, areniscas o arena altamente
silicosa, sílice (en proporción del 95%), un poco de arcilla (para facilitar el moldeado) y cal viva(alrededor del 1.5%). Estos ladrillos se usan con juntas anchas, debido a su gran dilatación por el calor.
LADRILLOS REFRACTARIOS
LADRILLOS REFRACTARIOS
b) L.R. Básicos Fabricados para soportar las reacciones básicas de las cenizas
y escorias en ciertos procesos metalúrgicos. Pueden hacerse de:
- magnesita (carbonato de Mg) - Dolomita (carbonato doble de Mg y cal): de menor calidad. - Bauxita c) L.R. Neutros Fabricados con cromita (óxido de fierro y cromo) Fabricación Moldeado ----® secado ---® horneado (proceso semejante al de los ladrillos corrientes, pero de
manera más cuidadosa).
TEJAS CERAMICAS
Piezas de arcilla cocida que: 1. Ofrecen defensa contra la lluvia y nieve. 2. Protegen a las habitaciones del calor excesivo. 3. Pueden ser usadas como elemento decorativo. Tipos - Planas - Acanaladas: sección transversal, circular u ojival. Espesor: 1 a 2 cm Fabricación : similar al de los ladrillos cocidos. Preparación de la arcilla ----® moldeado ---® secado Obs.: - Teja para defensa contra la lluvia: la cocción llega hasta la vitrificación para
hacerlo menos absorbente de agua. - Teja para protección del calor: cocción a baja temperatura para hacerlo
porosa.
TEJAS DE CERAMICA
LOZETAS VIDRIADAS
Piezas cerámicas de superficie vidriada, obtenida por la aplicación de un barniz.
Uso : Revestimiento de muros o losas que requieran limpieza intensa.
Tipos : Loseta vidriada - Ladrillo de arcilla corriente mas o menos rojiza, de
dimensiones parecidas al pastelero. - El barnizado puede ser transparente u opaco;
incoloro o coloreado.
LOZETAS VIDRIADAS
LOZETAS VIDRIADAS
Mayólica - Es una de las especies de la porcelana, constituida por una
pasta porosa de arcilla blanca. - Se usa barniz plumbígero, generalmente transparente. Azulejo - Fabricados por economía de arcilla corriente o tierra. - De colores vivos y dibujos adecuados. - Uso en decoración de zócalos y motivos ornamentales: bancas,
etc. Obs.: En la manufactura de toda loseta vidriada, el horneado se
ejecuta en dos períodos: después de una primera cocción se aplica el barniz, esmaltes o
sustancias coloreantes que van a formar el barnizado; luego se las vuelve a cocer.
ENCHAPES DE MAYOLICA
Azulejería:
La azulejería se utiliza para revestimientos. Son productos de base porosa a los que se le aplica una capa de vidriado en una de sus caras, con el fin de darles impermeabilidad, dureza y decoración. Se aplica en zonas húmedas y con necesidad de higiene y decoración.
AZULEJOS VISTOSOS
AZULEJOS CON EL ENTORNO
NORMAS TECNICAS PERUANAS ( NTP)
Fuente: Indecopi
CODIGO NTP 339.010 : 1974
TITULO BALDOSAS VINILICAS PARA PISOS Y REVESTIMIENTOSclasificación
TITULO Vinilyc floor and coating tiles. classification
RESUMEN Establece la clasificación de las baldosas vinílicas para pisos y revestimientos
vidrios Es una sustancia sólida, sobrefundida, amorfa, dura,
frágil, que es complejo químico de silicatos sólidos y de cal que corresponde a la fórmula: SiO2
(Na2O) m (CaO ) n. El silicato SiO2 que constituye el elemento ácido
proviene de la arena silícia, limpia y seca. Los óxidos básicos provienen: - Para el Na2 O; del carbono o del sulfato de sodio - Para el CaO y MgO; de la caliza natural (carbonato
de calcio) y de la dolomita.
FACHADAS CON VIDRIOS
Vidrio de seguridad
Es el vidrio fabricado, tratado, combinado y/o complementado con otros materiales, de forma tal que aumente su resistencia a la rotura y que se reduzca el riesgo de lesiones a las personas, en comparación con el vidrio común.
Clasificación del vidrio VIDRIOS PRIMARIOS Son los que se obtienen directamente del horno de fundición. Por su proceso de fabricación Vidrio estirado Proceso por la cual una máquina estiradora levanta de la superficie del vidrio fundido del horno la masa viscosa, que se transforma en una lámina, mediante un enfriamiento progresivo y controlado en la chimenea de recocido. El espesor del vidrio depende de la velocidad de estiramiento y de la temperatura de la masa en fusión. Vidrio estirado vertical Hay dos métodos de fabricación, según el modo de estiramiento: - El procedimiento Fourcault utiliza para recoger la hoja un colector de refractario (debiteuse). - El procedimiento Pittsburgh levanta la hoja de vidrio a partir de un baño libre (drawbar). Vidrio estirado horizontal
Por su proceso de fabricación
Vidrio pulido Vidrio rolado Vidrio grabado Vidrio alambrado Vidrio decorativo Vidrio flotado (ASTM C-1036) Vidrio reflejante pyrolítíco Baldosa de vidrio
VIDRIOS CURVADOS DE CAMARA Y ESTRUCTURAL
Por su visibilidad
Vidrio transparente Se define al vidrio que permite el registro y la visibilidad
de un lado a otro. Vidrio translúcido Es aquel que no permite el registro ni la visibilidad de
un lado a otro. Se consideran dentro de este rubro a los vidrios que distorsionan a los objetos que se aprecian a través del elemento. (como es el caso de los vidrios grabados).
Por su coloración
Vidrio incoloro Es aquel que permite una transmisión de visibilidad entre
un 75% y 92% dependiendo del espesor. Vidrio coloreado en su masa Es aquel que permite una transmisión de visibilidad entre
un 14% y 83% dependiendo del color y del espesor. Los vidrios de color de alta performance deben sus excelentes propiedades de control solar a la selectividad del color empleado en su composición que permite obtener un excelente grado de control solar sin recurrir a la aplicación de revestimientos reflectivos.
Productos secundarios
Estos vidrios son el resultado de una segunda elaboración por parte de una industria transformadora, que utiliza como materia prima el vidrio producido por alguna industria primaria.
Vidrio templado Es un vidrio de seguridad, se produce a partir de un vidrio flotado el
cual es sometido a un tratamiento térmico, que consiste en calentarlo uniformemente hasta temperaturas mayores a los 650°C y enfriarlos rápidamente con chorros de aire sobre sus caras, en hornos diseñados para este proceso.
Este proceso le otorga una resistencia mecánica a la flexión (tensión) equivalente de 4 a 5 veces más que el vidrio primario, resiste cambios bruscos de temperatura y tensiones térmicas 6 veces mayores que un vidrio sin templar. Si se rompiera el vidrio templado se fragmenta en innumerables pedazos granulares pequeños y de bordes romos, que no causan daños al usuario.
Productos secundarios
Vidrio laminado Vidrio curvo recocido Vidrio curvo templado Vidrio curvo laminado Vidrio reflejante Vidrio insudado Vidrio acústico Vidrio térmico Vidrio opaco Vidrio traslucido Espejos de vidrios
Criterios para seleccionar vidrios y sistemas de aplicación en obras de arquitectura
La elección correcta de un vidrio para una aplicación concreta, debe considerar una serie de características diferentes, teniendo en cuenta por lo menos los siguientes aspectos:
1. Determinar cuales son los valores de transmisión de luz visible y factor solar que satisfagan las premisas de su proyecto.
2. Adoptar una decisión estética seleccionando las alternativas de color o aspecto deseado, vidrio reflejante o vidrio no reflejante.
3. Determinar los valores de transmitancia térmica K que satisfagan las necesidades del proyecto pudiendo variar en función de un solo vidrio o de un componente de doble vidriado hermético (vidrio aislante térmico)
4. Seleccionado el tipo de vidrio, determine el espesor adecuado verificando que su resistencia satisfaga la presión de diseño de viento.
5. Si el vidrio estará ubicado en un área de riesgo, adoptar el proceso más adecuado para satisfacer las normas de seguridad: templado laminado u otras opciones como dividir el paño.
6. Verificar que el acristalamiento elegido tenga un nivel de aislamiento acústico compatible con la función del edificio.
7. Efectuar otras verificaciones específicas con respecto a su proyecto como cristales especiales antifuego, antibalas, perfiles de vidrio, etc.
8. seleccionar el espesor adecuado.
MADERA
La madera es un material complejo, con unas propiedades y características que dependen no sólo de su composición sino de su constitución (o de la manera en que están colocados u orientados los diversos elementos que la forman).
El cómo están colocados u ordenados estos elementos nos servirá para comprender mejor el comportamiento, algunas veces poco lógico (aparentemente) de este material.
MADERA
En primer lugar se ha de recordar que la madera no es un material de construcción, fabricado a propósito por el hombre, sino que es un material obtenido del tronco y las ramas de los árboles cuya finalidad es la de facilitar el crecimiento y supervivencia de este elemento vegetal.
La madera no es un material homogéneo, está formado por diversos tipos de células especializadas que forman tejidos.
Estos tejidos sirven para realizar las funciones fundamentales del árbol; conducir la savia, transformar y almacenar los alimentos y por último formar la estructura resistente o portante del árbol.
Será interesante recordar algunos conceptos respecto a la composición, microestructura y sobre todo la macroestructura de la madera.
LA MADERA
COMPOSICION
Es una sustancia fibrosa, organizada, esencialmente heterogénea, producida por un organismo vivo que es el árbol.
Sus propiedades y posibilidades de empleo son, en definitiva, la consecuencia de los caracteres, organización y composición química de las células que la constituyen.
El origen vegetal de la madera, hace de ella un material con unas características peculiares que la diferencia de otros de origen mineral.
Elementos orgánicos de que se componen: - Celulosa: 40-50% - Lignina: 25-30% - Hemicelulosa: 20-25% (Hidratos de carbono) - Resina, tanino, grasas: % restante
Estos elementos están compuestos de: - Elementos esenciales (90%): - Carbono: 46-50% - Oxígeno: 38-42% - Hidrógeno: 6% - Nitrógeno: 1% - Otros elementos (10%): - Cuerpos simples (Fósforo y azufre) - Compuestos minerales (Potasa, calcio, sodio)
ESTRUCTIURA MACROSCOPICA
ESTRUCTURA MICROSCOPICA
Como se ha visto la madera no es un material homogéneo, está formado por diversos tipos de células especializadas que forman tejidos.
Estos tejidos sirven para realizar las funciones fundamentales del árbol; conducir la savia, transformar y almacenar los alimentos y formar la estructura resistente o portante del árbol.
La heterogeneidad de la madera será, en parte, la causa de sus propiedades.
Se puede considerar la madera como un conjunto de células alargadas en forma de tubos, paralelos al eje del árbol, muy variables, tanto en longitud y forma, como en el espesor de sus paredes y en las dimensiones interiores.
Estructura microscopica Estas células están unidas entre sí por una sustancia
llamada materia intercelular o laminilla media, y a su vez trabadas por otro tipo de células, colocadas perpendicularmente a las anteriores y en el sentido radial del tronco, formando los llamados radios leñosos.
La variedad de tipos de células y la forma de unirse, definen la infinidad de especies diferentes de madera que existen.
Todo ello hace de la madera un material resistente y ligero, que puede competir favorablemente con otros materiales utilizados en la construcción, en cuanto a la relación resistencia-peso específico
HUMEDAD DE LA MADERA,RELACIONES AGUA -MADERA
Es la propiedad más importante, pues influye sobre todas las demás, propiedades físicas, mecánicas, mayor o menor aptitud para su elaboración, estabilidad dimensional y resistencia al ataque de seres vivos.
El agua es el vehículo de transporte que utilizan las plantas para su alimento, esto, unido a la higroscopicidad de la madera, hace que esta tenga normalmente en su interior cierta cantidad de agua, que es necesario conocer antes de su uso, debido a las modificaciones que produce en las características físicas y mecánicas.
HUMIDIMETRO
El agua en la madera, puede estar presente de tres formas diferentes:
- Agua de constitución o agua combinada: Es aquella que entra a formar parte de los compuestos químicos que constituyen la madera. Forma parte integrante de la materia leñosa (de su propia estructura), y no se puede eliminar si no es destruyendo al propio material (por ejemplo, quemándola).
- Agua de impregnación o de saturación: Es la que impregna la pared de las células rellenando los espacios submicroscópicos y microscópicos de la misma. Se introduce dentro de la pared celular, siendo la causa de la contracción de la madera cuando la pierde (desorción) y de su expansión o hinchamiento cuando la recupera (sorción: retención de agua). Se puede eliminar por calentamiento hasta 100 - 110° C.
- Agua libre: Es la que llena el lumen de las células o tubos (vasos, traqueidas, etc.) Es absorbida por capilaridad.
El agua libre, una vez perdida por la madera, ya no puede ser recuperada a partir de la humedad atmosférica. Para recuperarla, habrá de ser por inmersión directa en el agua. El agua libre no tiene mas repercusión que la ocupación física de los huecos, y por consiguiente no influye en la hinchazón o merma de la madera ni en las propiedades mecánicas.
CUADRO DE ESTADO DE LA MADERA SEGÚN % DE HUMEDAD
Madera empapada: Hasta un 150% de humedad aproximadamente
(sumergida en agua) Madera verde: Hasta un 70% de humedad (madera en pie o cortada en
monte) Madera saturada: 30% de humedad (sin agua libre, coincide con P.S.F.) Madera semi-seca: del 30% al 23% de humedad (madera aserrada)
HINCHAZON Y MERMA DE LA MADERA
Es la propiedad que posee la madera de variar sus dimensiones y por tanto su volumen cuando su contenido de humedad cambia.
Cuando una madera se seca por debajo de P. S. F., se producen unos fenómenos comúnmente llamados " movimientos, trabajo o juego de la madera
CONTRACCION Si el fenómeno es de aumento de volumen, se designa con el nombre de "
Hinchazón " y si ocurre el fenómeno inverso de disminución de volumen " Merma ".
El aumento de volumen con la humedad es, prácticamente, proporcional a la misma, hasta un punto que coincide aproximadamente con el 25% de humedad, sigue el aumento de volumen, pero con incrementos cada vez menores, hasta el Punto de saturación de las fibras (PSF) a partir del cual el volumen permanece prácticamente constante, (deformación máxima).
La contracción volumétrica total, mide la contracción volumétrica entre los estados de saturación y anhídro.
B%= Contracción volumétrica total.
Vs= Volumen de la probeta saturada de agua
Vo= Volumen de la probeta en estado anhídro.
PROPIEDADES MECANICAS
ELASTICIDAD – DEFORMABILIDAD Bajo cargas pequeñas, la madera se deforma de acuerdo con
la ley de Hooke, o sea, que las deformaciones son proporcionales a la las tensiones. Cuando se sobrepasa el límite de proporcionalidad la madera se comporta como un cuerpo plástico y se produce una deformación permanente. Al seguir aumentando la carga, se produce la rotura.
La manera de medir deformaciones es a través de su módulo de elasticidad, según la formula:
PROPIEDADES MECANICAS
FLEXIBILIDAD
Es la propiedad que tienen algunas maderas de poder ser dobladas o ser curvadas en su sentido longitudinal, sin romperse. Si son elásticas recuperan su forma primitiva cuando cesa la fuerza que las ha deformado.
DUREZA
Es una característica que depende de la cohesión de las fibras y de su estructura.
CORTADURA
Es la resistencia ofrecida frente a la acción de una fuerza que tiende a desgajar o cortar la madera en dos partes cuando la dirección del esfuerzo es perpendicular a la dirección de las fibras.
RESISTENCIA A LA FLEXION
HENDIBILIDAD Es la resistencia ofrecida frente a la acción de una fuerza que tiende a desgajar o cortar la
madera en dos partes cuando la dirección de los esfuerzos es paralela a la dirección de las fibras
DESGASTE
Las maderas sometidas a un rozamiento o a una erosión, experimentan una pérdida de materia (desgaste)
RESISTENCIA AL CHOQUE
Nos indica el comportamiento de la madera al ser sometida a un impacto. La resistencia es mayor, en el sentido axial de las fibras y menor en el transversal, o radiaL
RESISTENCIA A LA TRACCIÓN La madera es un material muy indicado para trabajar a tracción (en la dirección de las fibras),
viéndose limitado su uso únicamente por la dificultad de transmitir estos esfuerzos a las piezas. Esto significa que en las piezas sometidas a tracción los problemas aparecerán en las uniones
LA MADERA VERDE ES MAS HENDIBLE
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN
La madera, en la dirección de las fibras, resiste menos a compresión que a tracción, siendo la relación del orden de 0,50, aunque variando de una especie a otra de 0,25 a 0,75.
FLEXION ESTÁTICA El ensayo de flexión estática se suele realizar, como el de una viga apoyada
por los extremos y con una carga central. En este tipo de esfuerzo, la parte superior trabaja a compresión y la inferior a tracción.
TIPOS DE MADERA PARA CONSTRUCCIÓN
Los distintos tipos de madera para construcción se clasifican de diferentes formas. Distinguimos entre maderas macizas y aglomeradas; duras y blandas; angiospermas y gimnospermas. Cada clasificación atiende a distintos factores relacionados con las características de las maderas y sus usos.
Para realizar trabajos de bricolaje en madera debemos conocer los distintos tipos de madera, para conocer las ventajas y aplicaciones de cada una.
Una de las clasificaciones que tenemos en la madera de carpintería diferencia entre maderas macizas (las que provienen de la madera natural) y maderas aglomeradas (tablones aglomerados y contrachapados, la madera es sometida a un proceso industrial donde se emplean celulosa, serrines y cola.
SISTEMAS DE ENCOFRADOS
Este contenedor, denominado encofrado, posee como función primera dar al hormigón la forma proyectada, proveer su estabilidad como hormigón fresco, asegurar la protección y la correcta colocación de las armaduras, pero también proteger al hormigón de golpes, de la influencia de las temperaturas externas y de la perdida de agua, el ingrediente más fluido de los tres elementos que lo componen –cemento, áridos y agua- en el momento de su creación.
MUROS Y PILARES:
El encofrado en muros y pilares se realiza con tableros modulares de varios anchos (25, 50, 75 y 90 cm), y con alturas de 0’6 a 3 m, dos angulares diferentes para las esquinas interiores y exteriores y unas barras que se utilizan como pasantes sobre el ancho del muro (protegidas por un tubo de PVC para poder recuperarlas). Dichas barras están tensadas
por un tornillo de apriete conocido como mariposa.
LOSAS Y FORJADOS:
Los proyectos de arquitectura rara vez son repetitivos en planta, ya que se tiende a soluciones individualizadas y particulares, por lo que se hace necesario un sistema de encofrado firme, seguro y polivalente.
Con un sistema arriostrado de pórticos y cruces de San Andrés, sin necesidad de tableros, pueden unirse las cubetas recuperables o perdidas, llegando a soportar sin problemas –teniendo en cuenta el peso global que esto supone- forjados de más de un metro de canto.
manualmente, y se levanta con grúa.
Sistemas de al menos siete elementos permiten encofrar losas a diferentes alturas con cimbrados (puntales de aluminio unidos entre sí con bastidores que trasmiten los esfuerzos horizontales originados por las cargas o por el traslado de la cimbra) de altura variable –desde 1’70 hasta 11m- y con distancias de puntales de 1’25 a 3m. Su premontaje se realiza en el suelo,
LOSAS Y FORJADOS
encofrados de forjados y de muros
Vertido y vibrado del hormigón en un futuro forjado de viguetas y bobedillas de mortero, los operarios alisan y vibran el hormigón mientras otro lo vierte con ayuda de una manguera proveniente de un camión cisterna
