Clasificacion de Los Materiales Petreos 2012

8/18/2019 Clasificacion de Los Materiales Petreos 2012

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MATERIALES PÉTREOS

1.- GENERALIDADES

1.1. Defniciones

Son aquellos materiales que se extraen directamente de la naturaleza nonecesitando para su empleo nada más que darles la forma adecuada.

Dentro de estos materiales tenemos dos tipos. Aquellos materiales que seextraen de los macizos rocosos, es decir, las rocas, que aparecen en ciertaextensión. La erosión de las rocas, transporte de materiales, sedimentaciónde los mismos da lugar al otro tipo de materiales, a los denominadosmateriales o sustancias granulares o granos, lo que conocemos comoarcillas, arenas, gravas, etc.

Aunque dentro de este concepto se incluye lo que se conoce por suelos yrocas, el estudio que aquí se ace va encaminado so!re todo al estudio de

las rocas y materiales granulares como material de construcción.

"anto las rocas como los materiales granulares están constituidas por laasociación de minerales o cuerpos de la misma composición química yforma cristalina. #sos minerales pueden ser minerales principales $en mayorproporción% y minerales secundarios.

Las rocas, a lo largo del tiempo, se an utilizado de tres formas distintas enla construcción&

' (omo elemento resistente.

' (omo elemento decorativo.

' (omo materia prima para la fa!ricación de materiales de construcción

La piedra natural es el )nico material de construcción que a encontradosiempre nuevas aplicaciones y se a manifestado insustitui!le. #xisten ennuestra *poca nuevos materiales de construcción, sin em!argo, ninguno deellos re)ne las cualidades de la piedra natural, so!re todo en el sentidoest*tico.

1.2. Propiedades de los a!eriales p"!reos

1.- Densidad. S#ele es!ar coprendida en!re 2-$ %&c$

. #n la densidad van a in+uir los minerales integrantes del material así comoel del volumen de uecos.

-.' Dura!ilidad. #s el período de uso sin deteriorarse y perder suspropiedades. La dura!ilidad es alta y pueden durar inaltera!les durantecientos de aos. La estructura del material no se altera por la acción de losagentes exteriores $lluvia, viento, eladas, (/-%, solo se modi0ca la capamás super0cial.

1.' Dureza. #s la resistencia al rozamiento, rayadura, penetración. La durezade los materiales p*treos depende de la dureza de los minerales que tengan

y de la coesión de la masa de dicos materiales. 2ara determinar la dureza


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de los materiales se utiliza la escala de 3os, ordenándolos del más !landoal más duro.

4. "alco

-. 5eso

1. (alcita

6. 7luorita

8. Apatito

9. 7eldespato

:. (uarzo

;. "opacio


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' ranito. >oca plutónica muy a!undante, constituida fundamentalmentepor cuarzo, feldespato, ortosa y mica. De coloración varia!le, se alterafácilmente con la umedad, ya que el anídrido car!ónico ataca alfeldespato y a la mica, provocando su disgregación. Sin em!argo es unaroca de gran duración y muy resistente, cuyas !uenas cualidades pueden

me?orarse mediante el pulido, que realza el colorido e impide sudescomposición. Eo admite la!ras complicadas y puede soportartemperaturas elevadas, aunque no es refractario. Se emplea principalmentepara sillerías, mamposterías, pavimentación con losas y adoquines,plaqueados de facadas e interiores decorativos, !ordillos, molduras, pilas,lavaderos, etc.

' Sienita. 3uy parecida al granito pero con muy poca cantidad de cuarzo.Sus aplicaciones son parecidas, pero so!re todo para decoración.

' Diorita y ga!ro. De colores variados, so!re todo !lancos, grises y verdes,empleadas en ornamentación y en carreteras.

' 2ór0dos. >oca parecida al granito, con similares aplicaciones.

' @asalto. >oca volcánica. De color oscuro, compacto, denso, duro, muyresistente, suele emplearse en adoquines.

2.2.2. 'lasifcaci+n de las rocas sedien!arias

Se an formado de!ido al transporte, acarreo, depósito y acumulación demateriales, principalmente provienen de rocas ígneas y metamór0cas.Lasrocas sedimentarias, de acuerdo con su procedencia, se pueden clasi0car endetríticas, intermedias y no detríticas, $"a!la 4.4.%. Dentro del grupo de las

detríticas están incluidas todas aquellas rocas formadas por productos dealteración de otras, que an sido transportados y depositados pudiendo noestar todavía consolidados $rocas sueltas% o a!er sufrido procesos deconsolidación $rocas compactas%.

Dentro del grupo de las no detríticas se encuentran aquellas formadasfundamentalmente por precipitación de sustancias que se encontra!an endisolución en las cuencas de sedimentación, y que luego an sufrido losprocesos de consolidación. "am!i*n en ellas se incluyen, y en ocasionesconstituyen la mayor parte, rocas formadas por concas y caparazones deorganismos vivos. #n este caso se encuentran rocas calizas y algunas rocas

silíceas.2or )ltimo, existe un tercer grupo de rocas que están formadas pormateriales con los dos orígenes, y que se denominan de rocas intermedias,en el que se encuentran las margas.

DENDRITI'AS

SELTAS'OMPA'TAD

AS

>AFAS(/EL/3#>A

D/S

A>#EAS A>#ES(AS

L3/S L3/E"AS

A>(LLAS A>(LL"AS


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INTERMEDIAS 3A>AS

NODENDRITI

'AS

(A>@/EA"ADAS

(ALGAS

D/L/3AS

#FA2/>"AS

5#S/S

(L/>H>/S

/">AS

Tabla 1.1. Clasifcación de las rocas sedimentarias

La distinción o separación entre gravas, arenas, limos y arcillas es por eltamao del grano&

ravas& I - mm

Arenas& J - mm y I =,=91 mm

Limos& J =,=91 mm y I =,==- mm

Arcillas& J =,==- mm

5a veremos que en el ormigón las gravas son partículas de tamao I 6mm.

Las cuatro fracciones de partículas, pueden presentarse sueltas o agrupadascon?untamente, y seg)n predomine una u otra, se llaman gravas arenosas,arenas arcillosas, etc.

(ada fracción tiene sus minerales en la composición& gravas calizas, gravas

silíceas, arenas calizas, arenas silíceas, etc. Los conglomerados son gravascompactadas o cementadas. Las areniscas son arenas compactadas ocementadas. Las limonitas pueden ser limos cementados o no. Las arcillitasson arcillas cementadas.

Principales rocas sedien!arias

- eso o al/e0. >oca sedimentaria de origen químico, muy a!undante en lanaturaleza, formada por la cristalización del sulfato cálcico idratado condos mol*culas de agua, al desecarse mares interiores y lagunas. #s !lando yalgo solu!le en agua. #l yeso se aplica principalmente para la o!tención de

yesos !lancos y negros de revestir, escayolas, piezas prefa!ricadas ymoldes. "am!i*n se utiliza como pasta para la formación de ta!iques,enrasillados y colocación de otros elementos.

- 'ali0as. De sedimentación química por insolu!ilidad, formadas a !ase decar!onato cálcico con numerosos accesorios& arcilla, sílice, car!ón, etc. Sucoloración es muy variada. Son atacadas por los ácidos y se descomponenpor la acción de la umedad. #s la roca, ?unto con el granito, que mayorutilización tiene, tanto en o!ras p)!licas como en edi0cación, como rocasornamentales, en áridos para el ormigón, terraplenes, materia prima parafa!ricar cemento, etc.

- Mar%as. (omo son rocas arcillosas con car!onatos, de ellas se o!tiene lamateria prima para fa!ricar el cemento, que es su principal aplicación.


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2.2.$. 'lasifcaci+n de las rocas e!a+rfcas

Las rocas metamór0cas se originan por metamor0smo fundamentalmentede las rocas sedimentarias. >eci!e el nom!re de metamor0smo el procesopor el que se producen ciertas modi0caciones de la composiciónmineralógica y de la estructura de una roca a consecuencia principalmentede los incrementos de presión y temperatura que aquella experimentacuando alcanza niveles profundos de la corteza terrestre.

#sto ocurre, por e?emplo, cuando se depositan espesores considera!les derocas sedimentarias por el proceso general de acumulación, que puedenalcanzar asta -= Bm de potencia. Hna roca situada a estas profundidadesde rocas sedimentarias por el proceso general de acumulación, que puedenalcanzar asta -= Bm de potencia. Hna roca situada a estas profundidades.

La estructura de las rocas metamór0cas puede manifestar todavía losplanos de estrati0cación, pero presenta planos de esquistosidad o

exfoliación, que se forman perpendiculares a la dirección de la presión a quese ve sometida la roca, y al extraerlas en cantera, les da un carácter la?oso,que disminuye su calidad respecto a los materiales p*treos procedentes delas rocas sedimentarias o de las rocas ígneas.Las rocas metamór0cas sepueden clasi0car en tres grupos, en función de la composición de las rocassedimentarias de que proceden&

K Derivadas de rocas arcillosas& 3icacitas

neis

3igmatitas

2izarras

#squistos

K Derivadas de rocas cuarcíferas& (uarcitas

K Derivadas de rocas car!onatadas& 3ármoles

Principales rocas e!a+rfcas

- Pi0arras. Son arcillas metamór0cas y tienen estructura foliácea oesquistosa. Su coloración es varia!le y oscura y no se alteran por la acciónde la intemperie. Son refractarias, omog*neas, compactas, impermea!lesy untuosas al tacto. Además, se pueden cortar y taladrar. Las !uenaspizarras admiten el pulimento, la pintura al esmalte y el !arniz. Se empleanpara tecar, para pavimentos y tam!i*n para plaqueados imitando almármol. #s uno de los materiales p*treos más importantes para laconstrucción y la decoración.

- Mroles. /riginalmente son calizas metamór0cas, con numerososminerales accesorios que determinan su coloración y veteadoscaracterísticos. Atendiendo a su coloración, los mármoles se clasi0can en!lancos y de color estos )ltimos monocolores y polícromos. >esultaprácticamente imposi!le o!tener una clasi0cación resumida de los

mármoles, dada su enorme variedad de coloridos, disposición de las vetas,forma de las !recas, etc., empleados para capeados, pavimentación y


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Fig. 1.2. Denominación y disposición de mampuestos.

$.. Losa o c3apa

2iedra en la que una dimensión es muco menor que las otras dos.Seemplea en revestimiento de otros tipos de fá!rica, en pavimentación y encu!iertas. De este tipo suelen ser las piedras de carácter ornamental ydecorativo, tales como el mármol u otras que admiten pulimento ycondiciones resistentes su0cientes.

"am!i*n de este tipo son las pizarras para cu!iertas. Dicas pizarras tienenformas derivadas del cuadrado, rectángulo o círculo $7ig. 4.1.%, pero las másfrecuentes son las rectangulares. Las medidas normales de longitud yancura de las capas rectangulares de pizarra son 9=x1=, 8=x-8, 6=x-=,6=x48, 1=x-=, 1=x48 y -=x-= cm.

Fig. 1.3. Formas geométricas de las placas de pizarra.

#l espesor oscilará entre 6 y 9 mm.

Las pizarras para cu!iertas serán exfolia!les, con relativa facilidad, en o?asdel espesor citado, perfectamente planas y se podrán perforar y cortar sin

que se produzcan escamas ni grietas.

La pizarra se 0?a a la cu!ierta mediante clavos de ierro galvanizado o pormedio de gancos de zinc en los que se apoya la capa.

$.4. Ado5#,n

Se utilizarán para adoquines las rocas de grano medio o 0no.

Se disponen varios tipos, con diferentes medidas, pero se distinguiránprincipalmente tres.

Los adoquines tradicionales son aquellos que tienen forma de tronco de

pirámide, con las aristas vivas o redondeadas, con radios varia!les $N4,8cm%.


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Sus medidas oscilarán de 4; a -= cm en el largo y de < a 44 cm en el anco.Su altura variará de 46 a 49 cm. Las dimensiones de las aristas de la carainferior serán 8C9 de las correspondientes de la cara superior. 7ig. 4.6.

"am!i*n se disponen otros adoquines con forma prismática recta, llamadosrectangulares, y con dimensiones de -=x4=x9 y -=x4=x; cm. 7ig. 4.8

Fig. 1.. !do"uín troncopiramidal de material pétreo con aristas

redondeadas.

Fig. 1.#. !do"uines rectangular y $%& de material pétreo.

$.6. 7ordillo o encin!ado

#n este tipo de piedra una dimensión es muco mayor que las otras dos. Seemplea para marcar el límite de un pavimento o la separación depavimentos de distinto tipo o uso. 7ig. 4.9.

#n el cuadro siguiente se indican las medidas recomenda!les en milímetros&


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Fig. 1.'. ()emplos de bordillos de material pétreo.

#n estas medidas se admitirá una tolerancia de OC' 4= mm.

#stas medidas se corresponden con !ordillos de material p*treo. 5a veremosque los !ordillos tam!i*n son de ormigón, que incluye más tipos con estas

y otras medidas.

#n los suministros grandes se admitirá que un 4= del total de las piezastengan una longitud comprendida entre 9== y 4.=== mm.

Las secciones extremas de!erán ser normales al e?e de la pieza.

.- Ma!eriales cericos

Se o!tienen a partir de arcillas, que por la gran plasticidad que presentan enestado )medo, son fácilmente moldea!les. La plasticidad de las arcillas

depende fundamentalmente del contenido en agua que posean, y de lassustancias que la acompaan como car!onatos, micas, cuarzo, etc.

Las arcillas que se utilizan a!itualmente para fa!ricar piezas de usoindustrial están compuestas por una mezcla de arcilla com)n y caolín, queconstituyen la materia plástica, ?unto con otros componentes no plásticos yque se aaden con diferentes o!?etivos.

#n cuanto a las materias plásticas, tanto la arcilla com)n como el caolín sonsilicatos alumínicos idratado, puro en el caso del caolín, e impuro pordiversos minerales procedentes de las rocas que la originaron en el caso dela arcilla.

#n lo que se re0ere a los componentes no plásticos, *stos se clasi0canseg)n su función en& desgrasantes, cuya misión es disminuir la plasticidadde la masa evitando el agrietamiento y contracción, siendo lo másimportantes la sílice, feldespatos y la camota, que son restos cerámicospulverizados fundentes, que se agregan para aumentar la plasticidad ydisminuir el punto de fusión de las arcillas con o!?eto de lograr durante lacocción el vitri0cado de la pieza, lo que le con0ere mayor resistencia eimpermea!ilidad, siendo los más importantes las micas, fosfato tricálcico yfeldespatos por )ltimo, tenemos los accesorios, que no son fundamentalespara la fa!ricación, sino que sirven para dar características especiales comolos vitri0cantes, sílice, ácido!órico, !orax, etc., y los colores de decoración,óxidos y sales metálicas.

.1.- Propiedades8 9a:ricaci+n ; con9orado.

La acción del calor so!re la arcilla ace que *sta pierda su plasticidad yexperimente cam!ios en sus propiedades, las cuales dependerán del tiempoy temperatura de cocción, así como de las sustancias aadidas. #n general,las propiedades más características de los materiales cerámicos son&elevado punto de fusión, mayor que el de los metales !a?a conductividadt*rmica, en general son duros pero frágiles resistentes al desgaste,

sirviendo como materiales a!rasivos poseen una gran esta!ilidad química yfrente a los agentes medioam!ientales.


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2ágina ; de -4Dentro de las propiedades, la concentración de poros esespecialmente importante ya que, además de in+uir so!re las propiedadesmecánicas y en la permea!ilidad, sirve como criterio de clasi0cación de losmateriales cerámicos. Seg)n esta clasi0cación, los materiales cerámicos sedividen en& porosos, ladrillos, te?as, !ovedillas, y lozas compactos,

porcelana, gres y vitri0cados, vidrio $que será estudiado en otro apartado%./tra clasi0cación de los materiales cerámicos los divide en& permea!les,que coinciden con los porosos impermea!les, que coinciden con loscompactos y vitri0cados y refractarios, que se encuentran dentro de losporosos. #l proceso de fa!ricación de los diferentes materiales cerámicospuede variar de unos a otros, sin em!argo, todos ellos constan de una seriede pasos comunes. #n primer lugar se de!en preparar las materias primasmediante una serie de procesos mecánicos, como la molienda, y dedepuración como la limpieza y eliminación de elementos extraos.

A continuación se realiza la mezcla de las materias primas, plásticas y no

plásticas, ?unto con la cantidad adecuada de agua a 0n de dotar a la mezclade la plasticidad idónea. "ras realizar la mezcla, *sta se de?a reposar paraque sufra una especie de fermentación, me?orando la calidad de la misma.

Seguidamente se procede al moldeo de las piezas, que puede realizarse dediferentes formas seg)n la pieza deseada y el grado de plasticidad de lamezcla.

Dentro de las t*cnicas de moldeo tenemos las t*cnicas manuales mediantetornos o gradillas. 3oldeado mediante torno es quizás la t*cnica máscomple?a, y se emplea oy en día sólo para la ela!oración de piezas uecasde artesanía $platos, !oti?os, ?arrones, etc.%. #l moldeado en gradilla se

emplea fundamentalmente para la fa!ricación de ladrillos macizos, yconsiste en comprimir la pasta dentro de gradillas, pasando posteriormenteun listo para alisar la super0cie, y de?ar secar en super0cies planas. #n laactualidad, la mayoría de las piezas cerámicas se moldean mediantet*cnicas mecánicas como extrusión a trav*s de !oquillas que le dan laforma de la sección y cortados por alam!res, por prensado so!re moldes,por colada so!re moldes, para lo que la pasta de!e estar licuada, etc.

Las piezas moldeadas contienen cantidades de agua que oscilan entre el 48y el 8= en peso, cantidad que de!e de reducirse lo más posi!le $astaP8%. #ste proceso de secado de!e llevarse a ca!o de forma gradual y

lenta a 0n de evitar la aparición de grietas y contracciones. #l secado sepuede llevar a ca!o de forma natural, depositando las piezas moldeadas enlugares aireados y cálidos, o !ien de forma arti0cial en cámaras cerradaspor donde circulan las piezas a contracorriente de aire aliente forzado porventiladores.

Despu*s del secado se procede a la cocción de las piezas, durante la cualadquieren la consistencia p*trea y la inaltera!ilidad de su forma. Latemperatura y tiempo de cocción determinan la resistencia del material. Así,un material poco cocido será menos frágil, menos resistente pero máspermea!le que uno muy cocido, que será más frágil, mas resistente pero

menos permea!le..2.- A0#le/os ; %res


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Los azule?os son materiales cerámicos que constan de dos capas& unagruesa de arcilla denominada galleta, y otra 0na de esmalte vitri0cado, quele proporciona impermea!ilidad, resistencia al desgaste y una !uenaaderencia. Las galletas se fa!rican introduciendo a presión arcilla frescadentro de un molde, o mediante vaciado de !ar!otina, proceso que consiste

en verter !ar!otina $arcilla líquida% dentro de un molde poroso y de?ar queseque. Si las galletas no se recu!ren de la capa vitri0cada se comercializancomo !aldosas cerámicas.

Hna vez que se tiene la !aldosa, si el esmalte es de un solo color se aplicaso!re la !aldosa, con silicato diluido en agua al que se agregan los óxidosque le darán color. Si tiene diversos colores o di!u?os se emplean plantillasque van tapando las diferentes partes par ir aplicando los diferentes colores.Los azule?os se emplean para el revestimiento de paredes, adiri*ndose conmortero de cemento.

#l gres se o!tienen por cocción asta vitri0cación, o!teni*ndose un material

muy compacto, impermea!le a los líquidos y gases, inataca!le por losácidos, ongos y !acterias, muy duro, no siendo rallado por el acero yrallando al vidrio, muy resistente al desgaste, y con sonido metálico porpercusión. La pasta empleada en su fa!ricación está compuesta por un 1=':= de arcilla, 1='9= de cuarzo y 8'-8 de feldespato.

Se presenta en dos variantes, el gres com)n y el gres 0no, sometiendo enam!os casos las pasta a un solo proceso de cocido a unos 4.1==Q. #l grescom)n se o!tiene a partir de arcillas ordinarias, mientras que el gres 0no seo!tiene a partir de arcillas refractarias a las que se aaden fundentes a 0nde re!a?ar el punto de fusión. (uando está a punto de 0nalizar la cocción se

impregnan las piezas con sal com)n, que reacciona con la arcilla formandouna capa delgada de silicoaluminato alcalino vitri0cado, que le con0ere algres su vidriado característico.

.$.- Porcelanas ; lo0as

La loza es un material de fractura !lanquecina despu*s de cocidos, ligero,poroso y a!sor!ente, teniendo que ser recu!ierta con un esmalte paraacerlas impermea!les y duraderas. La loza más importante enconstrucción es la loza sanitaria, que se fa!rica con una pasta formada porun 6='8= de arcilla, 1-'86 de cuarzo y ;'48 de feldespato. Se trata deuna loza muy compacta, que se recu!re de un grueso esmalte,constituyendo un producto parecido a la porcelana que se denominasemiporcelana.

La porcelana se o!tiene a partir de arcillas muy puras, en especial caolín, ala que se aade cuarzo como desgrasante y feldespato como fundente. Setrata de un material muy duro pero frágil, de color !lanco o trasl)cido. 2araque un producto pueda considerarse como porcelana es necesario que ayasufrido dos procesos de cocción, uno primero a unos 4.==='4.-==Q, y unsegundo a temperatura más alta, que puede alcanzar varios miles degrados. >ealmente no se suele emplear en construcción, salvo en laindustria química por su gran resistencia a los ácidos o en aislantes

el*ctricos, dedicándose fundamentalmente a la fa!ricación de va?illas yo!?etos decorativos.


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