Trabajo Materialaes De Contruccion

Materiales De Construcción Paula García Pardo y Andrea Jiménez Gil 3B

Materiales De Construcción Apartado 1: clasificación de los materiales de construcción Apartado 2: propiedades Apartado 3: Tipo de materiales y aplicaciones Apartado 4: cerámicas y vidrios Apartado 5: materiales compuestos (diferencias entre el hormigón en masa y el hormigón armado

1-Clasificación de los materiales de construcción -Los materiales empleados en la construcción de viviendas, edificios y grandes obras de ingeniería se pueden clasificar en cinco grupos principales: a) Pétreos. b) Cerámicas y vidrios. c) Aglutinantes. d) Compuestos. e) Metálicos.

2-Propiedades Algunas de las propiedades más importantes de los materiales para la construcción son la densidad, la resistencia a la compresión y la resistencia a la tracción. Densidad Se puede decir que, en general, los materiales de construcción son de densidad media. Son menos pesados que metales como el acero o el cobre. Resistencia a la compresión Los materiales pétreos y cerámicos son muy resistentes a la compresión, en algunos casos, más que el acero, como por ejemplo el vidrio. Los pilares de una vivienda deben ser resistentes a esfuerzos de compresión. El acero es un material resistente a este esfuerzo, pero es caro y pesado. El hormigón resulta ser un material más débil, pero también resulta más ligero y económico. Resistencia a la tracción El comportamiento de un material cuando actúan sobre él fuerzas que tienden a estirarlo es importantísimo en muchas aplicaciones. Los materiales pétreos, en general, son poco resistentes a la tracción. Soportan mucho mejor los esfuerzos de compresión que los de tracción. Sin embargo, los perfiles laminados de acero, empleados en la construcción de edificios, son muy resistentes a la tracción.

Los materiales pétreos se rompen cuando sobrepasan el límite de resistencia a la tracción; en cambio, los metales, debido a su ductilidad, solo sufren un estrechamiento de la sección central. Otras propiedades Además, los materiales empleados en construcción en general son también: • • • •

Duros: es decir, no se rayan fácilmente, por lo que son muy resistentes al desgaste y a la fricción. Frágiles: se rompen con facilidad al recibir un golpe seco. Es el caso del vidrio, que es muy frágil. Resistentes a la corrosión: aguantan muy bien condiciones medioambientales agresivas, como humedad, cambios de temperatura, etc., y son muy duraderos. Económicos: la materia prima empleada es muy abundante. Es el caso del yeso natural, la arena o la arcilla. El transporte a largas distancias, sin embargo, es lo que más encarece el precio de la materia prima.

3-Tipo de materiales y aplicaciones Materiales pétreos, aglutinantes, compuestos, cerámicas y vidrios. A continuación iremos descubriendo las diferentes aplicaciones de los materiales de construcción. Desde los más duros a los más frágiles, de los más a los menos consistentes... Empezamos por los materiales denominados pétreos. MATERIALES PROPIEDADES APLICACIONES PÉTREOS Roca caliza (carbonato Permeable al agua. Menos resistencia y durabilidad Muros de edificios. Fabricación de cálcico) que el resto de los materiales pétreos. cemento. Presenta una gama muy variada de colores. Se Suelos. Recubrimiento de paredes. Mármol puede tallar, tornear o pulir, por lo que adquiere un Ornamentación en paredes y bonito acabado. fachadas. Fabricación de hormigón. Granito (cuarzo, Puede tener varias coloraciones: gris, negro, Pavimentos. Muros de edificios. feldespato y mica) amarillo, rojizo o verde. Encimeras de cocina. Estructura laminar, por lo que se corta bien en Pizarra (arcilla, cuarzo, forma de losetas. Se presenta en diferentes colores: Cubiertas de edificios. mica y feldespato) negro, verde, gris o azul. Impermeable. Pavimentos de carreteras. Áridos En este grupo entran las arenas y las gravas. Elaboración de mortero y hormigón.

Materiales aglutinantes AGLUTINANTES

PROPIEDADES APLICACIONES Muy abundante. Al mezclarse con agua, se Recubrimiento de techos y paredes. Yeso endurece (fragua) en poco tiempo. Buen Molduras (escayola). Tabiques. acabado (en forma de escayola) Muebles. Fabricación de mortero y hormigón. Cemento (yeso, caliza y Al mezclarse con agua, se endurece (fragua) en Recubrimiento de paredes (enfoscados). arcilla) poco tiempo. Suelos.

Cerámicas y vidrios CERÁMICAS Y PROPIEDADES APLICACIONES VIDRIOS Baldosas y azulejos Buen acabado, con superficie lisa. Duros. Suelos. Recubrimiento de paredes. Ladrillos refractarios Duros. Resistentes a las elevadas temperaturas. Hornos. Chimeneas. Loza sanitaria Dura. Muy resistente a la corrosión. Saneamientos de baños. Transparente. Muy resistente a la compresión. Ventanas, puertas Fachadas de edificios. Vidrio Resistente a la corrosión. Aislante eléctrico. Laboratorios. Vasos, platos. Decoración. Frágil. Excelente aislante térmico. Excelente aislante Lana de vidrio Capa aislante en muros. acústico. Ladrillos Duros. Baratos. Muros. Fachadas. Bovedillas Resistentes a la flexión. Baratas. Entresuelos. Tejas Duras. Baratas. Impermeables. Tejados.

Materiales compuestos COMPUESTOS

PROPIEDADES

APLICACIONES

Mortero (cemento, Aglutinante para pegar ladrillos, Fácil de elaborar. Se endurece (fragua) al poco tiempo. arena, y agua) baldosas, etc. Se endurece (fragua) al poco tiempo. Resistente al fuego. Fabricación de hormigón Hormigón (cemento, Duradero. Resistente a la compresión. Resistente a la armado. Vigas. Pilares. arena, agua y grava) tracción (hormigón armado). Muy resistente a la tracción Cimientos. Estructuras en (hormigón pretensazo). Se puede hacer en la obra. general. Aglutinantes. Pavimentos en Mezclas asfálticas Impermeables carreteras. Recubrimientos de (alquitrán y áridos) patios y tejados.

4-Cerámicas y vidrios Este nombre agrupa un gran número de materiales de carácter inorgánico, no metálicos ni polímeros, con diferentes propiedades y aplicaciones. Todos ellos se obtienen al hornear materiales naturales, como la arcilla o el caolín, junto con una serie de aditivos, como colorantes, desengrasantes, etc., todo ello mezclado y cocido en un horno sucesivas veces.

Características de los materiales cerámicos • • • •

Resistencia a las altas temperaturas, por lo que son buenos aislantes del fuego. Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes atmosféricos. Alta resistencia a casi todos los agentes químicos. Gran poder de aislamiento térmico y, también, eléctrico.

La arcilla puede tener diferentes composiciones y características, según el modo en que se trabaje la masa y la forma de cocción. Para fabricar porcelana, por ejemplo, se usa casi exclusivamente caolín. Los vidrios también se consideran un tipo de material cerámico

El vidrio El vidrio es un material que se obtiene de la fusión (a unos 1.500 °C) de arena con caliza y carbonato sódico (Na2co3), y que se enfría posteriormente a temperatura ambiente. Es una masa amorfa, homogénea, impermeable, resistente a la mayoría de agentes químicos, dura, frágil y excelente aislante de la electricidad. Sus principales cualidades son la transparencia y la facilidad con que se le puede dar forma. Tiene una estructura interna irregular y no posee simetría en la unión entre sus átomos, propiedad que le da su capacidad y brillo. En su fabricación tiene gran importancia la velocidad de enfriamiento del material. Si se enfría rápidamente, resulta muy quebradizo; y un enfriamiento demasiado lento lo vuelve opaco.

Cerámicas especiales y compuestas Pertenecen al grupo de las cerámicas especiales materiales muy diferentes, como: •

La alúmina, que se usa como soporte en circuitos electrónicos.

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La zirconita y el carburo de silicio, muy resistentes al desgaste y al impacto y que se emplean para fabricar herramientas de corte. La zirconita, además, se usa para fabricar joyas a bajo precio por su aspecto vítreo y brillante, muy parecido al del diamante. Las ferritas, que tienen cualidades magnéticas y se emplean para fabricar imanes, altavoces y varillas para antenas.

Las cerámicas compuestas o composites (no confundir con los composites plásticos) son materiales de estructura muy compleja. Requieren técnicas de fabricación complicadas y tienen propiedades especiales, como: • •

Las fibras de vidrio, que están compuestas por vidrio-polímeros y se usan en la formación de estructuras resistentes y como sustrato para circuitos impresos. Las cerámicas a base de titanato de magnesio, que, por sus notables características para la obtención de materiales dieléctricos, se usan para fabricar condensadores, materiales magnéticos y chips de circuitos integrados.

Algunos de estos materiales se encuentran todavía en proceso de investigación, como los superconductores, de los que solo se han obtenido muestras microscópicas en laboratorio que presentan esta propiedad, la superconductividad, a temperaturas muy bajas.

Tipos de vidrio Hay muchos tipos de vidrio, cada uno con diferentes propiedades. • • • •

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El vidrio impreso tiene marcas o dibujos producidos por rodillos. Se usa en decoración. El vidrio armado tiene varillas metálicas en su interior, lo que le protege contra las posibles roturas. El vidrio óptico es el de mayor calidad y pureza. Tiene aplicación en óptica y oftalmología. El vidrio de seguridad, que se emplea fundamentalmente en la industria del automóvil, sigue un proceso de enfriamiento especial, el templado, que le confiere su gran resistencia. El vidrio refractario, de gran resistencia térmica, se usa para fabricar utensilios de cocina.

El término cristal hace referencia, en general, a todos los vidrios transparentes, por su semejanza con el cristal de roca.

Lana de vidrio La lana de vidrio es un aislante térmico excelente. Se obtiene haciendo pasar hilos de vidrio fundido por un horno de aire frío. Luego, las fibras son aglutinadas con resinas formando un fieltro o colchón.

Las cerámicas vítreas Por efecto de la cocción, la arcilla sin aditivos se agrieta, se contrae y se deforma. Resulta, además, porosa y permeable. Por eso se le agregan otras sustancias que disminuyan estos efectos, o se le da una capa de esmalte o barniz que la impermeabilice. Así, las cerámicas vítreas se obtienen mediante arcillas hidratadas, aluminosilicatos y otras sustancias inertes, como en el caso de la porcelana y el barro de alfarería. •

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La porcelana es de color blanco, muy duro y frágil. Entre sus propiedades destaca la de ser un buen aislante de la electricidad, por lo que se emplea en la industria eléctrica. También se utiliza para fabricar vajillas y figuras decorativas. El barro de alfarería se utiliza para fabricar distintos tipos de recipientes, figuras, tejas, baldosas, azulejos y sanitarios.

5-Materiales compuestos (diferencia entre hormigón en masa y entre hormigón armado) Son productos formados por la mezcla de materiales con diferentes propiedades que siguen distintos procesos de fabricación y requieren diversas técnicas de aplicación. Algunos de estos materiales son el yeso, el mortero, el hormigón, el asfalto y el cemento.

El mortero También llamado popularmente pasta o argamasa de albañilería, se elabora a partir de la mezcla de arena, cemento y agua. Se emplea como aglomerante de ladrillos y baldosas, a los que les confiere mayor resistencia a los esfuerzos. La resistencia a las agresiones de los agentes atmosféricos (como el agua y el viento) de una construcción depende, en gran medida, de la calidad del mortero y de que el proceso de endurecimiento se haya realizado óptimamente.

El hormigón

El hormigón es una masa formada por cemento, arena, agua y grava (trozos de roca de mayor tamaño que la arena). Es uno de los materiales más empleados en la construcción. Debido a su carácter pastoso, hay que rodear (generalmente con madera) la zona donde se quiere echar hasta que el material pierde toda su humedad y se seca completamente. Una vez fraguada, la masa es muy resistente a la compresión, a los agentes atmosféricos y al fuego. Otra de sus características principales es su impermeabilidad. Si en el interior de la masa de hormigón se han incorporado armaduras a base de varillas de acero, se obtiene el hormigón armado, que es mucho más resistente a determinados esfuerzos. Este tipo de hormigón es especialmente importante en la construcción de edificios. El hormigón pretensado es aún más resistente a la tracción. En este caso se incluyen cables de acero, que se tensan con gatos, antes de verter el hormigón en el encofrado. A continuación se deja fraguar el hormigón y después se liberan los tensores de las sujeciones. De esta forma se aprovecha la ligera contracción que experimenta el hormigón al fraguar.

El cemento

El cemento se fabrica con yeso, caliza y arcilla mediante un proceso de calcinación. Cuando la mezcla resultante se enfría, se muele y se convierte en un polvo de color gris. Existen diferentes clases de cemento, con sus características y aplicaciones particulares. El cemento se comercializa a un precio muy razonable, porque las materias primas que se necesitan para su producción son muy abundantes y baratas. Su uso es, además, muy simple y versátil, y es uno de los principales elementos de la construcción tal y como hoy la conocemos. Los edificios de muchas plantas y otras estructuras no serían posibles sin este material. El fraguado (endurecimiento) del cemento se produce por efecto del agua, y puede durar varias horas según se trate de cemento rápido o no. El total endurecimiento se produce con el paso del tiempo, cuando se evapora toda el agua de la mezcla. Antiguamente, cuando no se conocían las leyes y principios de la Física, el proceso de secado se hacía de manera incorrecta, de forma que las estructuras no adquirían la estabilidad y la resistencia necesarias.

El asfalto

El asfalto es una mezcla de minerales e hidrocarburos de color negro, que se suele mezclar con cal. Su principal característica es su alto poder de impermeabilidad, y se aplica fundido sobre la arena y la grava para compactarlas e impermeabilizarlas. Mezclado con arena y cal, se emplea sobre todo para el recubrimiento de pavimentos, hasta el punto de que llamamos genéricamente asfalto a las carreteras y calzadas. El asfaltado de las vías y calles es una técnica que se conoce desde el siglo XIX, época en que comenzaron a aparecer los vehículos a motor con ruedas neumáticas, de modo que podemos decir que coches y asfalto son dos inventos que van de la mano.

Elementos prefabricados

Además de los materiales que ya hemos visto, con los que podemos obtener los elementos para distintos tipos de construcciones, existen elementos prefabricados con diferentes formatos y tamaños, y con diversos materiales. Podemos destacar las tejas, las baldosas, los ladrillos, las vigas, los paneles, etc.

Diferencias: El hormigón armado es aquel que lleva varillas de acero para ser más resistente. El hormigón en masa es el que se vierte en moldes directamente.