Ppt. Uso Rocas 2013-II

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNAUNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA

FACULTAD DE INGENIERÍAFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONALESCUELA PROFESIONAL

INGENIERÍA CIVILINGENIERÍA CIVIL

CICLO 2013 IICICLO 2013 II

AULA: D - 202AULA: D - 202

Conceptos geológicos básicosConceptos geológicos básicos

• Geoquímica: analiza las rocas desde el punto de vista de la composición química, así como su migración de sus elementos químicos.

• Geofísica Aplicada: trata sobre la resistencia y el comportamiento físico de los materiales donde se han de asentar obras civiles e hidráulicas.

• Paleontología: Trata de la flora y fauna desde épocas geológicas pasadas.

• Petrología: la composición química y mineralógica de las Rº

Conceptos geológicos básicosConceptos geológicos básicos• Mineralogía: composición, estructura, propiedades físicas y

génesis de los minerales.• Estratigrafía: estratos y depositación de sedimentos• Geomorfología: formas del relieve terrestre, identificándolos y

ordenándolos.• Geol. Estructural: fallas, discordancias, diaclasas, pliegues y

cómo se originaron.• Hidrogeología: Trata del agua subterránea• Geotecnia: geología aplicada a la industria de la construcción.• Sedimentología: determinar su origen, propiedades y sus

efectos.• Geología Ambiental: determina áreas contaminadas, formas y

procesos de contaminación en agua, A.S. y suelos

MEDIO AMBIENTEMEDIO AMBIENTE

G E O T E C N I AG E O T E C N I A

P R E S A S P R E S A S

H I D R O L O G I A

ESTRUCTURAS

T

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S

P

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Ingeniería civil y la Geología

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INGENIERIA GEOLOGICA• LA INGENEIRIA GEOLOGICA ES LA CIENCIA APLICADA AL

ESTUDIO Y SOLUCIONES DE LOS PROBLEMAS INGENIERILES Y DEL MEDIO AMBIENTE PRODUCIDOS POR LA INTERACCIÓN ENTRE EL HOMBRE Y EL MEDIO GEOLÓGICO.

• LA INGENIERÍA GEOLÓGICA SURGE COMO CONSECUENCIA DEL DESARROLLO DE GRANDES OBRAS CIVILES, HIDRÁULICAS Y AL DESARROLLO URBANO.

• EL DESARROLLO DE LA MECÁNICA DE SUELOS Y MECÁNICA DE ROCAS CONFIGURARON LOS PRINCIPIOS DE LA MODERNA GEOTECNIA DONDE LA GEOLOGÍA REPRESENTA LA VISIÓN MÁS GEOLÓGICA A LA SOLUCIÓN DE PROBLEMAS CONSTRUCTIVOS

IMPORTANCIA DE INGENIERÍA GEOLÓGICA

• Dos grandes campos de acción:• Proyectos y obras de ingeniería donde el terreno

es el soporte, el material de excavación, de almacenamiento o de construcción.

• Incluye obras de infraestructura, edificación,, obras hidráulicas, marítimas, plantas industriales, explotaciones mineras y petroleras, centrales de energía, etc.

• Referido a la prevención, mitigación y control de riesgos geológicos, así como los impactos ambientales de obras publicas, industriales, mineras o urbanas

IMPORTANCIA DE INGENIERÍA GEOLÓGICA

• 1. Ubicar obras civiles o hidráulica en espacios geológicos seguros.

• 2. Ubicar por donde trazar vías de comunicación y que las condiciones geológicas sean favorables.

• 3. Ubicar condiciones geológicas-geotécnicas donde debe cimentarse un edificio.

• 4. Cómo excavar un talud para que sea estable y constructivamente económico.

• 5. Cómo excavar un túnel• 6. Con qué materiales geológicos puede construirse una presa,

un terraplén, carretera, etc.• 7. A qué tratamientos debe someterse el terreno para evitar o

corregir filtraciones, hundimientos, asientos, desprendimientos etc.

EXCAVACIONES EN TIERRA Y ROCA

• La facilidad de excavación tanto en roca y suelo están relacionadas con la resistencia del terreno y la magnitud de

los esfuerzos internos, asimismo con la estructura geológica del terreno, el nivel freático, el almacenaje del terreno y su permeabilidad, entre otros.• En excavaciones demasiados profundas la temperatura de la roca

y gases son importantes.• Es muy importante el conocimiento de la geología del terreno que se va a excavar previendo accidente bajo superficie.• Los métodos más comunes para excavar o hacer un agujero son

la perforación mediante taladros, sondeos (barrenos) tuneladoras, voladuras, excavación mecánica en terrenos blandos.

CORTEZA TERRESTRE

*Capa externa sólida que cubre la superficie terráquea de espesor medio 35 Km. y una densidad entre 5 y 3.•El límite inferior de separación con el Manto se denomina discontinuidad de Mohorovicic.•*La CT se diferencia en regiones continentales y marinas.Mientras la continental está formada por una capa superior granítica y otra inferior basáltica separadas por la discontinuidad de Conrad, la Oceánica varía en diferentes regiones como en llanuras: capas sed. lavas basálticas, etc.

USO DE ROCAS EN INGENIERÍA

Sí consideramos las características texturales y mineralógicas de las diversas rocas a emplearse con fines prácticos, podríamos dividirlas en dos grandes grupos:Grupo 1:CONSTRUCCIONES * 1.1 Obras civiles (diques, puentes, edificios en genera * 1.2 Obras via * 1.3 Enrocados y terraplenes.Grupo 2:REVESTIMIENTOS Y ORNAMENTACIONES

* 2.1 Revestimientos exteriores.* 2.2 Revestimientos interiores.* 2.3 Ornamentación

USO DE ROCAS IGNEAS EN INGENIERÍA

• Las rocas ígneas son el producto del magmatismo sea extrusivas como intrusivas.

• * Los intrusivos tipo GRANITO presentan minerales esenciales de cuarzo, feldespato (ortosa) y biotita y otros minerales se presentan como accesorios.

• La alteración a tener en consideración es la química.• En edificaciones es muy utilizado por gran resistencia,

trabajabilidad y fácil labra. Presenta buena resistencia al desgaste y su rugosidad excelente para recibir aglomerantes.

• Para evitar la caolinización rápida se pule para eliminar poros.

USO DE ROCAS IGNEAS EN INGENIERÍA

• En CANTERAS se debe de considerar la alteración a la que está sometido especialmente sus fracturas que la hacen a veces irregulares.

• Debe elegirse áreas donde no aflore el jabre, centrando la investigación en las zonas de fracturas.

• La presencia de áreas alteradas en la misma masa rocosa puede implicar áridos contaminados por feldespatos alterados, caolín y micas que originarían lavado.

• Como ARIDO PARA HORMIGONES del granito sano es resistente, rugoso y buena adherencia la cemento. Debe evitarse el granito con contenido de gneis.

ROCAS MÁS EMPLEADAS EN CONSTRUCCIÓN • Las ROCAS constituyen uno de los materiales más

antiguos, utilizados de tres maneras distintas en construcción:

• Como elemento resistente,• Como elemento decorativo, y• Como materia prima para la fabricación de otros

materiales. • Cada aplicación determina los factores a tener en

cuenta para la elección del material, atendiendo a razones de tipo estético, técnico y económico, por lo que es necesario que las rocas presentes las características siguientes:

ROCAS MÁS EMPLEADAS EN CONSTRUCCIÓN

• Ser homogéneas, compactas y de grano uniforme.

• Carecer de grietas, cangrejeras y restos orgánicos, etc. lo que se puede apreciar fácilmente porque al golpearlas con un martillo deben tener un sonido claro.

• Ser resistentes a las cargas que han de soportar: 500 kg./cm ² las eruptivas, y 250 kg./cm² las sedimentarias y metamórficas


• No deben alterarse por los agentes atmosféricos (humedad, agua hielo,...).

• No ser absorbentes o permeables en una proporción del 4-5 % de su volumen

• Tener adherencia a los morteros.• Dejarse labrar fácilmente • Las rocas eruptivas mas empleadas son el granito, el

pórfido, el basalto y la traquita


• El granito: Rº de grano grueso mediano o fino constituida por una mezcla de feldespato, cuarzo y mica como elementos principales.

• Generalmente son de color gris, aunque también las hay en tonos rosas verdes o amarillos coloración variable según la abundancia de los minerales que lo componen.

• Se trata de un material de construcción de gran calidad, apto para resistir grandes cargas pero no admite una labra complicada.


• Sus usos son diversos, para grandes construcciones arquitectónicas, fragmentado en cimientos, machacado en hormigones para pavimentos adoquines etc.

• Si se pule bien aumenta su resistencia a los agentes atmosféricos, no es refractario, pero resiste altas temperaturas, y se encuentra en grandes masas, por lo que se pueden obtener piedras de gran tamaño


• Basalto • Son rocas muy compactas compuestas de feldespato,

augita, olivino y minerales de hierro. Su color es gris negruzco que a veces adquiere un brillo metálico, Son piedras muy duras que impiden su empleo en trabajos tallados y resisten muy poco al fuego. Los basaltos se utilizan en construcción, para cimientos, peldaños y obras de ingeniería, y en pavimentación, instalándose en forma de adoquines muy pequeños debido a lo resbaladizos que son en presencia de la humedad.


• Traquita • Son piedras rugosas, ásperas al tacto y muy porosas,

se adhieren bien a los morteros pero no son muy resistentes. Las rocas sedimentarias más empleadas son las de sedimentación mecánica, como las gravas, las arenas y las arcülas; las de sedimentación mecánica compacta, como los conglomerados y las areniscas; las de sedimentación química, como el yeso o algez, la caliza, la dolomía y las margas; y las de sedimentación orgánica, como las calizas, las silíceas y los carbones.


• Gravas • Se consideran como gravas los fragmentos de

roca con un diámetro inferior a 15 cm; tienen aplicación en manipostería, confección de hormigones y para pavimentación de líneas de ferrocarriles y carreteras. Además de las rocas que se encuentran ya troceadas en la naturaleza, se pueden obtener gravas a partir de rocas machacadas en las canteras.


• Arenas • Son rocas incoherentes, cuyos granos son

inferiores a 5 mm. y proceden del desmenuzamiento de diversas rocas; se utilizan en la confección de morteros y hormigones y, de acuerdo con su composición, reciben las denominaciones de cuarzosas, calcáreas o micáceas.


• Arcillas • Son partículas finísimas menores de 0,06

mm. de diámetro, procedentes de la descomposición de rocas feldespáticas. Están constituidas fundamentalmente por silicatos hidratados de aluminioínicos y se encuentran en o sobre la corteza terrestre.


• Conglomerados

• Son fragmentos de rocas duras, aglomeradas entre si por un cemento. Se llaman brechas cuando los fragmentos son da aristas vivas y se han cementado en el sitio de la destrucción, y se llaman pudings cuando los fragmentos son redondos por haber sufrido un acarreo.


• Areniscas

• Son rocas coherentes, compuestas por granos de arena de cantos vivos unidos por aguas cementosas. En general, es una buena piedra para la construcción, a excepción de la arenisca arcillosa, que es porosa y se desmenuza al absorber agua. Las areniscas se emplean en mampostería, sillería y escultura por su fácil labra, pero no son apropiadas para los hormigones.


• Yeso o algez• Este material es el sulfato de calcio cristalizado con dos

moléculas de agua. Es muy abundante en la naturaleza y se encuentra formando yacimientos de gran espesor por acumulación durante muchos años.

• Puede ser de estructura compacta, granular, laminar o fibrosa, incoloro y transparente cuando es puro, pero generalmente lo acompañan arcilla y hierro, dándole un color amarillento o rojizo Es poco pesado, blando y algo soluble en agua por lo que no puede usarse en el exterior, además de su débil resistencia (60 kg.-'cm ') a la compresión.


• Una variedad del yeso cristalizado es el alabastro yesoso de grano fino, empleado en ornamentación y escultura.

• La anhidrita, más pura que el yeso, pero al absorber rápidamente agua no puede tener aplicaciones constructivas.

• El yeso semihidratado o cocido se emplea mucho en construcción como material de revestimiento.


• Caliza (CO3Ca).

• Estas rocas están formadas principalmente por carbonato de calcio.

• Se encuentra muy extendidas en la naturaleza constituyen una excelente piedra de construcción que se emplea en mampostería, sillería, aplacados y como materia prima para la fabricación de aglomerantes.


• Dolomía• El mineral esencial de esta roca simple es la

dolomita (carbonato doble de calcio y magnesio). Raramente se presenta la dolomía en estado puro aunque es más dura y densa que la caliza, de color claro y estructura granular cristalina Se comporta bien en los exteriores, excepto en atmósferas acidas y. al ser refractaria, se utiliza en la construcción de hornos y generadores


• Margas

• Son rocas constituidas de carbonato calcico y arcilla, de estructura terrosa y compacta, calizas o arcillosas según el material que predomine No se pueden emplear como material de construcción porque la humedad las reblandece utilizándose para la fabricación de cementos Dentro de la sedimentación orgánica se encuentran las rocas formadas por la acumulación y descomposición de restos de animales y vegetales


• Margas• Las margas pueden ser calizas como la creta, el

trípoli y el sílex o pedernal, compacto y duro dando chispazos por percusión y por ultimo los carbones que aunque no tengan importancia desde el punto de vista constructivo se utilizan como combustible en la fabricación de materiales artificiales, cementos y ladrillos.

• Las rocas metamórficas más empleadas son el gneis las pizarras y el mármol


• Gneis

• Esta roca se compone de cuarzo feldespato y mica, con una estructura hoiosa y pizarrosa Se emplea mucho en pavimentación por su aspereza y por la facilidad de poderse dividir en planos o lajas


• Pizarras• Proceden del metamorfismo de las arcillas y, según su grado de

transformación se aprecian las siguientes vanedades. las arcillas pizarrosas, llamadas también «piedra de tejar». Es una pizarra refractaria, impermeable y resistente a los agentes atmosféricos, admite el pulimento y se emplea en pavimentación, lápidas, tableros aislantes y para tejar, aunque en este caso deben desecharse las que van acompañadas de pinta y hierroLa filita o pizarra satinada al tener sus caras muy lisas, de grano fino y de color gris, verdoso o negruzco, se divide fácilmente en láminas delgadas de brillo sedoso, empleándose para techar y revestir zócalos Las pizarras empleadas para techar se hallan en el comercio con forma cuadrada, rectangular y circular.


• Mármol• Este material de ongen sedimentario proviene de la

transformación de las rocas calizas y dolomíticas, cuya metamorfosis ha constituido una recristalización que determina el aumento de su dureza y resistencia Los mármoles son compactos y muy poco porosos, lo que les concede una gran resistencia a las heladas, son muy abundantes y se presentan en muchas variedades, según cuáles sean los materiales de la roca origen y los minerales accesorios que entren en su composición. También adquieren gran brillo una vez pulidos


• … Marmol• siendo muy apreciados en la construcción y la decoración,

tanto de interiores como de exteriores.• Por su estructura se clasifican en sencillos, si son de un

solo color uniforme, policromados, de varios colores, brechas cuando estén formados por fragmentos angulosos; arabescados, si tienen dibujos veteados, y fosilíferos, si tienen conchas o caracoles. Los mármoles no deben arrancarse con explosivos para evitar que se formen grietas; son aconsejables para su corte y arranque, por dar muy buenos resultados, las sierras de hilo helicoidal.

USO DE ROCAS EN CONSTRUCCIÓN

• Rocas industriales• Como materiales de construcción• Muchas rocas son las materias primas de

numerosos materiales de construcción: los ladrillos, la cerámica y las tejas se elaboran con arcillas y arcillitas; el cemento se hace con calizas de arcillas, y el vidrio se elabora con arenas y areniscas de cuarzo. También existen los áridos que se utilizan como material de construcción en, hormigones, pavimentos de carreteras, vías de ferrocarril, etc.


• Rocas industriales• Como ornamento• Hay rocas que, por su resistencia y belleza, se

utilizan como bloques de cantería en la construcción de edificios, murallas, etc. Destacan el granito, el mármol y la caliza. El mármol también es un material muy preciado en escultura porque se talla y se pule con facilidad. Las pizarras se utilizan para recubrir tejados porque son materiales impermeables.


• Rocas industriales• Se definen como rocas industriales aquellas

sustancias minerales utilizadas en procesos industriales, directamente o mediante un tratamiento adecuado según sus propiedades fisicoquímicas.

• Las rocas industriales no se extraen cuando se encuentran en profundidad por cuestiones económicas, solo cuando se hallan en superficie, en sistemas a cielo abierto


• Rocas industriales• Las rocas industriales se clasifican en:

• Áridos,

• Aglomerados,

• Rocas de construcción,

• Vidrio, y

• Productos Cerámicos.


• Rocas industriales• Los áridos están constituidos por piedras o fragmentos de

diferentes medidas. Las proporciones de dimensiones determinaran sus propiedades y aplicaciones. Una de las principales aplicaciones es su uso como componente del hormigón o la grava de las vías de los trenes.

• Los aglomerados están formados por una masa compacta de materiales finos, arenas y gravas (áridos), cohesionada con una materia aglomerante. Son materiales que , cuando entran en contacto con el aire se endurecen. Por ejemplo: resinas, cal, yeso o cemento.

USO DE ROCAS EN CONSTRUCCIÓN• Rocas industriales• La cal (cal apagada: (OH)2Ca) proviene de las calcáreas, y es

un aglomerado potente, más que el cemento. El cemento es una mezcla de calcita triturada y barro; se extrae de las calcáreas. El yeso se extrae directamente de las pedreras y solo necesita un proceso de purificación.

• Las Rocas de construcción se dividen en dos grupos: si pueden ser cortadas y pulidas se denominan rocas ornamentales y si solo pueden ser cortadas se denominan piedras de construcción. Las rocas ornamentales se utilizan en fachadas, cocinas, lavabos, etc. Mientras que las piedras de construcción se utilizan en elementos rústicos como paredes o tejados.


• Rocas industriales• El vidrio proviene básicamente del cuarzo, mineral

que se encuentra sobre todo en arenas.• Se encuentra también en filones y se extrae

cuando es suficientemente grueso y rentable.• Para facilitar la manipulación en la fábrica y para

aumentar la calidad se suele mezclar con otros productos como óxidos alcalinos (Na2O o K2O), cal, fluor, etc.


• Rocas industriales• Los productos cerámicos se distribuyen en tres

grupos:• El barro y la porcelana.• Las baldosas utilizadas en construcción.• Los productos refractarios, utilizados en la

industria pues varían muy poco sus propiedades mecánicas a altas temperaturas y por su resistencia a la fusión y su baja conductividad térmica.

ROCAS

• Las rocas Igneas se clasifican en :

• Rocas Volcánicas y Rocas Plutónicas.

• Las rocas volcánicas se forman cuando la lava de un volcán se enfría en la superficie Ej. Las rocas del Cerro Intiorko y Cerro Arunta

ROCAS

• Las rocas Plutónicas, son rocas que se han enfriado dentro de la corteza terrestre, es decir que no salieron a la superficie, cuando el volcán trataba de expulsarla.

• Ej. El granito, monzonita, etc.

ROCAS

• Las rocas sedimentarias cuando se endurece forman rocas compactas pero porosa como la caliza que está compuesto de restos orgánicos de conchas marinas.

• Otro ejemplo son las rocas tipo dolomita compuesto de carbonato de calcio

ROCAS

• Las rocas sedimentarias no compactas, son las que observamos en la superficie terrestre como la arena, la grava, y las arcillas, que sirven como material para la construcción de edificios

ROCAS

• En conclusión la rocas que observamos cubren casi toda la corteza terrestre, en el que vivimos y permite que el hombre se desarrolle en todos sus aspectos como: industria, agricultura, viviendas, etc etc.

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