Protafolio de Ciencia de Los Materiales 2015

UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍCreada mediante Registro Oficial Nº 261 del 7 de Febrero de 2001

UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS TECNICAS

CARRERA DE INGENIERÍA CIVILASIGNATURA:

CIENCIA DE LOS MATERIALES

PORTAFOLIO

DOCENTE:

ARQ. BETSY FIENCO SÁNCHEZ

INTEGRANTES:

PINCAY NONURA ÉDISON EDUARDO

LINO PIONCE BYRON ALFREDO

GUARANDA CAJAPE JASÓN NIXON

NIVEL:

SEGUNDO SEMESTRE A1

PERIODO:

MAYO – NOVIEMBRE 2015



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILASIGNATURA:

CIENCIA DE LOS MATERIALES

PORTAFOLIO

DOCENTE:

ARQ. BETSY FIENCO SÁNCHEZ

INTEGRANTES:

PINCAY NONURA ÉDISON EDUARDO

LINO PIONCE BYRON ALFREDO

NIVEL:

SEGUNDO SEMESTRE A1

PERIODO:

MAYO – NOVIEMBRE 2015



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

ÍNDICE

Introducción...........................................................................................................................................7

Objetivo general:....................................................................................................................................8

Objetivos específicos:.............................................................................................................................8

Unidad 1.................................................................................................................................................9

1. INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LOS MATERIALES...........................................................................9

1.2 ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES. .......................................................16

1.2.1. ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA DE LOS MATERIALES....................................................................19

1.2.2 MATERIALES CRISTALINOS...........................................................................................................21

1.2.3 Materiales Amorfos....................................................................................................................23

1.2.4 Materiales semicristalinos...........................................................................................................26

1.2.5 Estudio de la relación entre la estructura y las propiedades.......................................................31

1.2.6 Estudio del procesamiento de los materiales..............................................................................33

Estructura.......................................................................................................................................42

Clasificación...................................................................................................................................43

Materiales Compuestos reforzados con partículas...............................................................43

1.3 EL SUELO........................................................................................................................................45

1.3.1 CLASIFICACION DEL SUELOS........................................................................................................48

Por características físicas.....................................................................................................49

Clasificación de los suelos...................................................................................................49

Estructura del suelo....................................................................................................................53

1.3.2 CIMENTACIÓN.............................................................................................................................54

Tipos de cimentación....................................................................................................................56

Cimentaciones superficiales o directas......................................................................................56

Cimentaciones ciclópeas..............................................................................................................57

Zapatas aisladas............................................................................................................................58

Zapatas corridas............................................................................................................................59

Zapatas combinadas.....................................................................................................................59

Losas de cimentación...................................................................................................................60

Cimentaciones semiprofundas.....................................................................................................61

Cimentaciones profundas.............................................................................................................61

Cimentaciones de máquinas........................................................................................................62



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL1.3.3 Gravas..........................................................................................................................................62

Aplicación.......................................................................................................................................63

Obtención.......................................................................................................................................64

Áridos-Arena molida Mortero 0,3 mm.........................................................................................66

Áridos-Arena Lavada Hormigón 0/4 mm....................................................................................66

1.4 MATERIALES PÉTREOS UTILIZADOS EN LAS OBRAS Y EDIFICACIÓN................................................69

Clasificación...................................................................................................................................69

1.4.1 Tipos de rocas..............................................................................................................................70

1.4.2 Ciclo litológico.............................................................................................................................73

EL CICLO.......................................................................................................................................74

Transición a ígneas.......................................................................................................................74

Transición a metamórfico.........................................................................................................75

Transición a sedimentaria........................................................................................................76

1.4.3 Utilidades de las rocas: tajadas, terraplenes, enroscamiento, terraplenes de roca....................76

Partes de unos terraplenes..........................................................................................................77

1.4.4. Yeso............................................................................................................................................77

Etimología.....................................................................................................................................78

Afloramientos yesíferos.............................................................................................................78

Usos del yeso triturado..............................................................................................................81

1.4.4.1 Naturaleza del yeso..................................................................................................................82

1.4.4.2 Proceso de fabricación.............................................................................................................84

Mezclado....................................................................................................................................85

1.4.4.3 Propiedades del yeso................................................................................................................86

1.4.4.4 Ensayos del yeso.......................................................................................................................88

1.4.4.5 Utilización del yeso...................................................................................................................92

1.5 Cales.............................................................................................................................................94

Construcción............................................................................................................................96

1.5.1 Utilización de las cales.................................................................................................................97

En el sector de la agrícola.....................................................................................................97

En el sector de industrial.......................................................................................................97

1.5.2 Proceso de fabricación................................................................................................................98

1.5.3 Propiedades de las cales............................................................................................................100

1.5.4 Ensayos de las cales...................................................................................................................101

1.5.5 Clasificación...............................................................................................................................103

UNIDAD 2...........................................................................................................................................104



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL2. Conglomerantes Hidráulicos..........................................................................................................104

2.1 Cementos.....................................................................................................................................105

2.1.1. Constituyentes del cemento.....................................................................................................106

2.1.2 Fabricación del cemento...........................................................................................................108

2.1.3 Clasificación de los Cementos....................................................................................................111

2.1.4 Comportamiento de los cementos............................................................................................118

2.1.5 Propiedades del cemento..........................................................................................................119

Propiedades físicas del cemento de aluminato de calcio..................................................121

2.1.6 Empleo del cemento..................................................................................................................123

2.2 MORTEROS Y HORMIGONES........................................................................................................125

2.2.1 Diferencia entre hormigón y mortero.......................................................................................130

2.2.2 Componentes del Hormigón......................................................................................................130

2.2.3 Dosificación del hormigón.........................................................................................................132

2.2.4 Fabricación del Hormigón.........................................................................................................136

2.2.5 Propiedades del hormigón fresco..............................................................................................138

2.2.6 Trasporte del Hormigón............................................................................................................140

2.2.7 PUESTA EN OBRA Y CONSOLIDACIÓN DEL HORMIGÓN...........................................................143

2.2.8 Normativas................................................................................................................................146

2.2.9 Hormigones especiales..............................................................................................................149

2.2.10 Hormigón armado y pretensado.............................................................................................152

2.2.11 Prefabricados a base de cemento...........................................................................................153

2.3. MATERIALES CERÁMICOS...........................................................................................................155

2.3.1 NATURALEZA Y MATERIAS PRIMAS...........................................................................................158

2.3.2. Proceso de fabricación.............................................................................................................161

2.3.3. Propiedades de los materiales cerámicos.................................................................................168

2.3.4 Utilización de los materiales cerámicos.....................................................................................171

2.4 Vidrios.........................................................................................................................................173

2.4.1 Estructura, composición y clasificación de los vidrios...............................................................176

2.4.2 Proceso de fabricación..............................................................................................................179

2.4.3 Propiedades...............................................................................................................................182

Propiedades ópticas.....................................................................................................................184

2.4.4 Aplicaciones y utilizaciones del vidrio........................................................................................186

2.5 Materiales metálicos....................................................................................................................197

2.5.1 Generalidades: metalurgia y siderurgia.....................................................................................198

2.5.2 Propiedades Metálicas..............................................................................................................199



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL2.5.3. Procesos generales metalúrgicos.............................................................................................202

2.6 El acero y sus alcances..................................................................................................................207

2.6.1. Características mecánicas y tecnológicas del acero..................................................................215

2.6.2 Propiedades físicas y químicas..................................................................................................222

2.6.4 Protección del acero.................................................................................................................224

2.7 MATERIALES BITUMINOSOS........................................................................................................226

Tipos..............................................................................................................................................227

Betunes.....................................................................................................................................227

Alquitranes................................................................................................................................232

Transporte y almacenamiento de los betunes asfálticos.......................................................233

2.7.1GENERALIDADES, EVOLUCIÓN DE SUS APLICACIONES...............................................................237

2.7.2 Clasificación y mezclas asfálticas...............................................................................................238

2.7.3 EMPLEO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN LA CONSTRUCCIÓN.......................................................240

Propiedades requeridas..............................................................................................................241

Fórmulas de mezcla....................................................................................................................241

Degradación Y Restauración Del Hormigón Asfáltico............................................................243

Prevención Y Reparación De Mezclas Asfálticas...............................................................244

2.8 Pinturas, siliconas, resinas epóxicas, plásticas y polímeros.......................................................245

2.8.1 POLÍMEROS.........................................................................................................................246

2.8.2 Materiales de sellado................................................................................................................247

Selladores de silicona..............................................................................................................248

Selladores de poliuretano.......................................................................................................248

Selladores acrílicos..................................................................................................................249

2.8.3 Propiedades de la pintura.........................................................................................................249

2.8.3.1 Comportamiento químico......................................................................................................251

2.8.3.2 Comportamiento físico...........................................................................................................252

2.8.3.3 Resistencia a la abrasión.........................................................................................................253

2.8.3.4 Clases de pintura....................................................................................................................255

2.8.3.5 Riesgos y normas sobre pinturas............................................................................................258

2.8.3.6 Pinturas y el medio ambiente.................................................................................................265

Unidad 3.............................................................................................................................................266

3. MATERIALES COMPUESTOS............................................................................................................266

3.1 TIPOS DE MATERIALES COMPUESTOS..........................................................................................266

Tipos.............................................................................................................................................266

Ladrillos de lodo........................................................................................................................267



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILConcreto......................................................................................................................................267

Fibra de vidrio............................................................................................................................267

Compuestos naturales.............................................................................................................267

Estructura....................................................................................................................................268

3.2. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES...........................................................................................269

Materiales compuestos reforzados con partículas.......................................................269

Materiales compuestos endurecidos por dispersión...................................................271

Materiales compuestos reforzados con fibras...............................................................271

Materiales compuestos estructurales..............................................................................273

Ejemplos de materiales compuestos...................................................................................274

Procesos de fabricación..........................................................................................................275

3.2.1Clasificación según la forma de los constituyentes....................................................................275

3.2.2 Clasificación según la naturaleza de los constituyentes............................................................276

3.2.3 Clasificación según el tamaño de la fase dispersa.....................................................................277

3.3 Aplicaciones y limitaciones de los materiales compuestos..........................................................278

3.4 Materiales compuestos de matriz orgánica..................................................................................281

3.4.1 FIBRAS.......................................................................................................................................287

3.4.2 Tipos de fibras...........................................................................................................................288

Fibras de acero......................................................................................................................288

Fibras de acero según proceso de fabricación..............................................................288

Fibras de acero según su forma........................................................................................288

Fibras poliméricas según proceso de fabricación...............................................................289

Fibras poliméricas según su diámetro..................................................................................290

3.6 Materiales compuestos de matriz inorgánica...............................................................................295

Bibliografía.........................................................................................................................................304

ANEXO................................................................................................................................................309




Introducción

La Ciencia de Materiales se encarga del estudio de la preparación, los

conocimientos básicos acerca de la composición estructura cristalina y propiedades

físicas y químicas de los materiales, y de cómo adaptarlos a usos específicos.

La Ingeniería de Materiales tiene por objeto la aplicación de los conceptos básicos

sobre los materiales, de modo que estos puedan ser convertidos en productos útiles

a la ingeniería, y las construcciones.

El objetivo de esta orientación es proveer una capacitación intensiva en la

interrelación existente entre los materiales y sus propiedades, consolidando y

ampliando conocimientos tanto experimentales como teóricos, con énfasis en

metales, cerámicos y compositor. La finalidad de los cursos es por un lado dar una

formación experimental y teórica en la diversidad de materiales existentes en la

naturaleza, con una mayor profundización acorde a la tesis de maestría elegida, y en

segundo lugar estudiar aquellos fenómenos que permitan comprender las

propiedades de los materiales existentes y avanzar en la generación de nuevos

materiales.




Objetivo general:

Es investigar la relación entre la estructura y las propiedades de los materiales y

conviene matizar que la ingeniera es relacionada con las propiedades, estructura y

funcionamiento de estos materiales.

Objetivos específicos:

A base de estas investigaciones se conozca las relaciones estructura y

funcionamiento para proyectar o construir un proyecto a fin.

Conseguir que estos materiales se aplican en obras o maquinarias y en

herramientas diversas, o convertidos en productos necesario o requerido por

la sociedad.




Unidad 1

1. INTRODUCCIÓN A LA CIENCIA DE LOS MATERIALES.

La Ciencia de Materiales se encarga del

estudio de la preparación, los conocimientos

básicos acerca de la composición estructura

cristalina y propiedades físicas y químicas de

los materiales, y de cómo adaptarlos a usos

específicos.

La Ingeniería de Materiales tiene por objeto

la aplicación de los conceptos básicos sobre

los materiales, de modo que estos puedan

ser convertidos en productos útiles a la ingeniería, y las construcciones.

El objetivo de esta orientación es proveer una capacitación intensiva en la

interrelación existente entre los materiales y sus propiedades, consolidando y

ampliando conocimientos tanto experimentales como teóricos, con énfasis en

metales, cerámicos y compositor. La finalidad de los cursos es por un lado dar una

formación experimental y teórica en la diversidad de materiales existentes en la

naturaleza, con una mayor profundización acorde a la tesis de maestría elegida, y en

segundo lugar estudiar aquellos fenómenos que permitan comprender las

propiedades de los materiales existentes y avanzar en la generación de nuevos

materiales.

Los materiales, a la hora de diseñar un componente, presentan diferentes

alternativas de entre las que debe seleccionarse como más adecuada la que resulte

de las consideraciones siguientes:

Que material reúne las propiedades físicas y químicas más adecuadas

Que material puede ser procesado con la forma y dimensiones diseñadas

Que material y proceso son los más económicos



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl material y proceso que más se ajuste a las tres condiciones citadas será el que el

ingeniero debe elegir.

Entre las actividades experimentales en desarrollo se incluye: la preparación y

caracterización de aleaciones formadoras de hidruros para almacenamiento de

hidrogeno y uso nuclear. El desarrollo de biomateriales para implantes quirúrgicos.

La investigación y desarrollo de cerámicas avanzadas y materiales porosos con

propiedades particulares (superconductividad, magneto resistencia colosal,

conductividad mixta) o aplicaciones específicas (soportes para catalizadores,

separación isotópica). Las propiedades mecánicas y de alta temperatura de

compositor de matriz metálica y sistemas con gradiente de composición. El

desarrollo tecnológico para la gestión y acondicionamiento de residuos nucleares e

industriales. El estudio de las transiciones de fase difusivas y no difusivas; efecto

memoria de forma. La preparación de materiales por aleado mecánico. La

determinación de los mecanismos de reacciones heterogéneas sólido-gas. Los

trabajos teóricos involucran el modelado de transiciones de fase en sistemas

metálicos, el modelado fisicoquímico y simulaciones computacionales de sistemas

metal-hidrógeno y el modelado fisicoquímico de reacciones sólido-gas.

Los materiales son necesarios para la fabricación de productos. En el diseño de un

objeto ha de emplearse el material que mejor se adapta a sus exigencias de uso y

que resulta más económico.

Es necesario conocer los tipos de materiales susceptibles de ser empleados.

El ser humano viene utilizando diversos materiales desde épocas ancestrales,

aprovechando los recursos disponibles de su entorno, como madera, arcilla,

metales, etcétera.

Para designar las edades prehistóricas los historiadores utilizan el nombre del

material que se usaba predominantemente en ellas.

Tetraedro de la ciencia de materiales, que refleja las diferentes disciplinas de esta

ciencia: Estructura, proceso, funcionamiento y propiedades.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLa ciencia de materiales es el campo científico encargado de investigar la relación

entre la estructura y las propiedades de los materiales. Paralelamente, conviene

matizar que la ingeniería de materiales se fundamenta en esta, las relaciones

propiedades-estructura-procesamiento-funcionamiento, y diseña o proyecta la

estructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado de

propiedades.

La ciencia de materiales es, por ello mismo, un campo multidisciplinar que estudia

los conocimientos fundamentales sobre las propiedades físicas macroscópicas de

los materiales y los aplica en varias áreas de la ciencia y la ingeniería, consiguiendo

que éstos puedan ser utilizados en obras, máquinas y herramientas diversas, o

convertidos en productos necesarios o requeridos por la sociedad. Incluye

elementos de la química y física, así como las ingenierías química, mecánica, civil y

eléctrica o medicina, biología y ciencias ambientales. Con la atención puesta de los

medios en la amada ciencia y la nanotecnología en los últimos años, la ciencia de

los materiales ha sido impulsada en muchas universidades.

A pesar de los espectaculares progresos en el conocimiento y en el desarrollo de los

materiales en los últimos años, el permanente desafío tecnológico requiere

materiales cada vez más sofisticados y especializados.

Con objeto de averiguar si un material es más adecuado para soportar alguno o

varios de los esfuerzos estudiados anteriormente, se le somete a una serie de

pruebas en las que se determinan cada una de las propiedades mecánicas, así

como la resistencia a un determinado esfuerzo.

Historia:

Históricamente, el desarrollo y la evolución de las sociedades han estado

íntimamente vinculados a la capacidad de sus miembros para producir y conformar

los materiales necesarios para satisfacer sus necesidades. Los prehistoriadores han

encontrado útil clasificar las primeras civilizaciones a partir de algunos materiales

usados: Edad de Piedra, Edad del Cobre, Edad de Bronce o Edad del Hierro. Esta

última secuencia parece universal en todas las áreas, ya el uso del hierro requiere



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILuna tecnología más compleja que la asociada a la producción de bronce, que a su

vez requiere mayor tecnificación que el uso de la piedra.

Edad de Piedra (hace, aproximadamente, un millón de años)

Se utilizaba piedra y huesos para elaborar: herramientas, hachas, arpones, flechas,

hoces, etc. Edad de Bronce (comienza aproximadamente en el año 3000 AC)

Se utiliza el bronce a partir de cobre y estaño, dos minerales relativamente fáciles de

obtener y fundir.

Las herramientas fabricadas en bronce eran más duras y más sencillas de fabricar

que las realizadas sólo con cobre. Edad de Hierro (entre los años 1200 y 700 AC

aprox)

Para la obtención de hierro había que calentar el minera la una temperatura mucho

mayor para fundirlo.

Tenía grandes ventajas: la materia prima era abundante y más duras las

herramientas obtenidas.

Para fundir el hierro se colocaba sobre un agujero hecho en el suelo y se calentaba

por la parte inferior. Posteriormente, se empleó una «bomba» de pieles y madera

para insuflar aire del exterior, avivar el fuego y aumentar la temperatura. Época

actual

Bien podría denominarse Edad del Silicio, por el cambio provocado por la electrónica

basada en el silicio en la sociedad.

Las primeras civilizaciones tuvieron una disponibilidad bastante más reducida de

diferentes materiales que las civilizaciones más tecnificadas. Inicialmente sólo se

disponía de materiales naturales o se mi naturales como piedras, madera, arcilla,

pieles, etc. Los metales no-preciosos raramente se encuentran en la naturaleza, sino

que están en formas de minerales y se requiere un proceso de separación del metal

puro a partir del mineral correspondiente. Con el transcurso del tiempo, en diversas



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILáreas del planeta se llegó a técnicas para producir materiales con nuevas

propiedades superiores a las de los naturales (principalmente aleaciones).

Hace relativamente poco tiempo que los científicos llegaron a comprender la relación

entre elementos estructurales de los materiales y sus propiedades. Este

conocimiento, adquirido en los últimos 200 años aproximadamente, los ha

capacitado, en alto grado, para modificar o adaptar las características de los

materiales. Quizá uno de los científicos más relevantes en este campo haya sido

Willard Gibbs al demostrar la relación entre las propiedades de un material y su

microestructura.

Se han desarrollado decenas de miles de materiales distintos con características

muy especiales para satisfacer las necesidades de nuestra moderna y compleja

sociedad, se trata de metales, plásticos, vidrios y fibras. Una de las grandes

revoluciones de esta ciencia fue el descubrimiento de las diferentes fases térmicas

de los metales y, en especial, del acero. Actualmente los adelantos electrónicos más

sofisticados se basan en componentes denominados materiales semiconductores.

La historia de la humanidad ha estado ligada estrechamente al tipo de materiales

que cada sociedad ha desarrollado. Es por esto que

se conocen varias etapas históricas en este sentido,

sin que necesariamente exista una fecha exacta, o

incluso, dándose en diferentes momentos en las

diferentes sociedades humanas.

La edad de piedra se refiere entonces al periodo en

el que un grupo humano en particular empleaba

este material junto con otros de origen natural como

la madera o el hueso de

forma preponderante. Normalmente se asocia a una

etapa poco desarrollada tecnológicamente, lo cual no es

necesariamente cierto, ya que culturas que lograron

importantes avances culturales como los aztecas o

los mayas no superaron formalmente la edad de piedra,



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILno por falta de avances sino por la enorme variedad de materiales pétreos con los

que estas sociedades contaban los cuales suplían ampliamente las necesidades que

enfrentaron.

La edad de bronce, a la cual algunos se refieren como "edad de los metales" se

refiere al uso de metales y aleaciones, cuya importancia radica en que la obtención

de ellos requiere de la adquisición de tecnologías metalúrgicas complejas. El bronce

es la más famosa de las aleaciones a las que se refiere la historia para referirse a la

aparición de culturas clásicas y el acero para la era de la revolución industrial.

Las eras más recientes se conocen como "era de los polímeros", debido a que el uso

de los mismos definitivamente se debe a avances en la química de gran

complejidad. Los polímeros pueden tener virtualmente cualquier propiedad física, así

que su uso se hizo tan masivo que define muy bien a las sociedades modernas

(sociedades plásticas).

No obstante la historia, como el desarrollo de materiales, no se detiene. Actualmente

se imponen los materiales compuestos, o composites. Formados por la unión de

otros.

La elección adecuada de un material para una aplicación concreta no es una tarea

fácil. Exige un gran conocimiento de las propiedades de un elevado número de

materiales, el tipo de esfuerzos a que pueden estar sometidos y cómo se deben

diseñar las piezas del conjunto para que resistan mejor esos esfuerzos.

Propiedades que deben cumplir los materiales

Los ingenieros y diseñadores deberán tener un profundo conocimiento sobre las

propiedades de los distintos materiales que puedan emplear para la fabricación de

objetos. De esta manera, en un momento determinado, sabrán elegir mejor cuál es

el material idóneo para una aplicación concreta.

Por ejemplo, en el sector textil la elección de un material para la fabricación de

pantalones deberá contemplar varias propiedades: elasticidad, que no se deteriore a



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILtemperaturas medias o elevadas (cuando se lave), resistencia al rozamiento, que

sea agradable al tacto, etcétera.

Pero esto no acaba aquí, porque, además, deberá tenerse en cuenta a quién va

dirigido el producto. Así, si el pantalón va dirigido a niños de corta edad o bebés,

deberán prevalecer las propiedades de agradabilidad al tacto frente a las de

resistencia y durabilidad, que serían más adecuadas para edades superiores.

A lo largo del siglo xx, la cantidad de productos fabricados por persona y año se

incrementó en más del 2500%. En la actualidad, en muchos casos se fabrican

productos que se utilizan solamente una vez.

Todo ello puede acarrear dos tipos de problemas: agotamiento prematuro de

materiales (materias primas) y un excesivo deterioro del medio ambiente.

Agotamiento prematuro de materiales Los materiales que se emplean para construir

productos pueden ser de dos tipos:

Renovables.

Son aquellos materiales en los que un uso racional no provocará su agotamiento, ya

que, pasado cierto tiempo, se obtendrán otros.

No renovables.

Se trata de aquellos que proceden del interior de la Tierra y que, una vez usados, si

no se reciclan pueden acabar agotándose. Éste es el caso de todos los metales:

cobre, aluminio, hierro, etcétera

TIPOS DE MATERIALES

Desde un punto de vista de la Ciencia de Materiales los materiales se agrupan

dentro de los tres grupos siguientes:

MATERIALES METÁLICOS

MATERIALES POLIMÉRICOS

MATERIALES CERÁMICOS



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILAdemás de los tipos indicados suelen considerarse otros dos:

MATERIALES COMPUESTOS

MATERIALES ELECTRÓNICOS

Otra clasificación seria en función de sus propiedades, y seria

MATERIALES ESTRUCTURALES

MATERIALES FUNCIONALES

Estos últimos comprenden los materiales utilizados en las industrias eléctrica,

electrónica, informática y de las telecomunicaciones:

CONDUCTORES

SEMICONDUCTORES

DIELÉCTRICOS

MAGNÉTICOS

ÓPTICOS

1 .2 ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES.

Las propiedades de los materiales se clasifican en propiedades físicas, químicas y

tecnológicas. Dentro de las propiedades físicas se estudian las propiedades

mecánicas, térmicas y eléctricas, además de otras propiedades como la densidad.

Las propiedades químicas más representativas son la resistencia a la oxidación y a

la corrosión.

Las propiedades tecnológicas más comunes son la soldabilidad y la fusibilidad.

De todas ellas centraremos nuestro estudio principalmente en las propiedades

mecánicas que son las más interesantes a la hora de ser evaluadas mediante

ensayos.

Materiales naturales



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILSon utilizados como están en la naturaleza, sin proceso de transformación, salvo el

de su extracción (ej: arena, mármol, algunas rocas, agua). No se alteran sus

propiedades en el proceso de extracción

de los mismos.

Se encuentran en la naturaleza.

Constituyen los materiales básicos para

fabricar los demás productos.

En ocasiones estos recursos son limitados

y se pueden agotar, en otras ocasiones pueden reciclarse o reutilizarse.

El reciclado o reciclaje es una buena solución para preservar el medio natural y

ahorrar recursos naturales, al mismo tiempo que se reducen costes.

Son naturales la madera, la lana, el esparto, la arcilla, el oro, etc.

Elaborados o artificiales

Para su utilización en la construcción deben sufrir modificaciones (ej: cemento,

vidrio, acero). Sus propiedades se alteran durante el proceso de elaboración.

Se obtienen a partir de otros materiales que se encuentran en la naturaleza y no han

sufrido transformación previa. También reciben este nombre los productos

fabricados con varios materiales que sean en su mayoría de origen natural.

Son artificiales el hormigón y los

bloques de hormigón, que son

productos artificiales, fabricados a partir

de arena (en un 50%; material natural),

grava (en un 30%; material natural),

cemento (en un 20%; material artificial)

y agua (material natural).

¿Qué son las Propiedades de los

Materiales?



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILSon las cualidades intrínsecas de los materiales, por las cuales reaccionan de

determinada manera ante: Fuerzas que actúan sobre él. Calor. Agua. Agentes

naturales (atmósfera, sol, lluvia, viento).

Conocer las Propiedades de los materiales nos permite evaluar: Qué material

utilizar. Cómo utilizar ese material. Cuánto material utilizar. Con qué otros materiales

puedo utilizarlo. Conocer las propiedades de los materiales permite adquirir una

metodología de estudio de cualquier material existente o futuro.

Clasificación de las Propiedades: Para un mejor análisis de las propiedades de los

materiales los clasificaremos para su estudio de la siguiente manera:

Propiedades físicas: estudian las propiedades que se pueden evaluar con la simple

observación del material.

Propiedades térmicas: estudian el comportamiento del material ante los cambios

de temperatura.

En líneas generales, se puede afirmar que no existe ningún material perfecto que se

pueda emplear para la fabricación de cualquier producto. Cada aplicación necesita

de un material que cumpla unas características determinadas. Ingenieros y

diseñadores necesitan sopesar las ventajas e inconvenientes de cada uno de los

materiales y elegir adecuadamente aquel que mejor se adapte a las necesidades

requeridas.

Para elegir adecuadamente un material es necesario conocer, entre otras, su pro-

piedad sensorial, óptico, térmico, magnético, químico, mecánico, etcétera. La

elección de un material se debe hacer cuidadosamente desde el punto de vista de

sus propiedades, dependiendo de la aplicación a la que se destine.

Propiedades sensoriales

A menudo elegimos los materiales dependiendo del efecto que puedan producir en

alguno de nuestros sentidos. Más o menos agradables al tacto, el olor, la forma, el

brillo, la textura y el color.

Propiedades ópticas



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Se refieren a la reacción del material cuando la luz incide sobre él. Así

tenemos:

materiales opacos, que no permiten que la luz los atraviese

materiales transparentes, que dejan pasar la luz

materiales translúcidos, que permiten que penetre la luz pero no dejan ver

nítidamente a través de ellos.

Existen otros materiales sensibles a la luz que reaccionan de alguna manera

cuando la luz incide sobre ellos como los semiconductores (LDR, placas

solares) o que sufren reacciones químicas como las películas fotográficas,

etcétera.

Propiedades químicas: estudian las modificaciones del material al entrar en

contacto con agentes químicos (oxígeno, agua, ácidos, entre otros).

Propiedades eléctricas: estudian el comportamiento del material ante los efectos

de la corriente eléctrica. Propiedades mecánicas: estudian el comportamiento del

material ante los efectos de fuerzas que actúan sobre él.

Propiedades tecnológicas: determinan las posibilidades de transformación del

material por distintos métodos.

-Otras propiedades:

-Viscosidad: Resistencia que tienen los líquidos a fluir a través de una superficie. Es

la mayor o menor facilidad que tiene un líquido a las tensiones de contacto. La

unidad es el Poisse aunque se usa el Centipoisse que equivale a la viscosidad del

agua a 20 °C en el sistema C.G.S.

-Incombustibilidad: No se inflaman ni se descomponen a altas temperaturas.

-Autoextinguibilidad: Se inflaman con dificultad y se caracterizan porque cuando

acercamos una llama arden y cuando la separamos dejan de arder.

-Combustibilidad: Sometidos a altas temperaturas arden y cuando retiramos la

llama el proceso de descomposición continua.

-Inflamablilidad: Son combustibles, la velocidad de propagación de la llama es muy

rápida a lo largo de su masa.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL1.2.1. ESTUDIO DE LA ESTRUCTURA DE LOS MATERIALES.

La manera típica en que introducimos la estructura de los materiales en 3º de

la ESO es a partir de analizar las propiedades que caracterizan y diferencian

los estados de la materia: sólido, líquido y gas (más los estados de plasma y el

condensado de Bose-Einstein).

Pero esta clásica clasificación no ayuda a explicar muchos materiales de uso

cotidiano como son los llamados nuevos materiales.

Pensemos en un bisté de carne, en una pantalla de cristal líquido (usado en

pantallas de televisión, pantallas LCD), en el famoso Blandiblup y en distintos tipos

de plásticos, detergentes, fibras, vidrios, etc. En muchos de estos casos es difícil

hablar de ellos como sólidos o de líquidos.

¿Qué tal sin lo planteamos de otra manera? ¿Por qué no diferenciar los

materiales entre sistemas ordenados y sistemas desordenados y,

posteriormente, pasar a estudiar los que situaríamos entre el orden y el

desorden?

Solemos relacionar demasiado los estados de agregación con la temperatura, que

mide el estado de agitación de las partículas. Pero sabemos que el estado de

agregación depende de más factores como son la intensidad de uniones entre las

partículas que lo componen, de la presión y de la temperatura.

Podríamos plantearlo de la siguiente forma:

Que un sistema material esté más ordenado o menos ordenado depende de:

La intensidad de las uniones entre sus partículas.

De la presión, que cuanto mayor sea más compactado estará el sistema y,

por tanto, más ordenado.

De la temperatura, que cuanto menor sea, menor será la agitación de las partículas

y más ordenado estará dicho sistema.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILSi cambiamos una de estas tres variables, el estado de orden varía y un material

puede cambiar de estado de agregación.

De esta manera, como cada sustancia está formada por átomos o moléculas

distintas, la intensidad con que se unen dichas partículas será diferente dependiendo

de su naturaleza. Y a una misma temperatura y presión un material puede estar más

ordenado que otro.

Por ejemplo, a 25ºC y 1 atmósfera el agua está más ordenada que el oxígeno a la

misma temperatura y presión (la primera es líquida y la segunda gaseosa). De este

modo, dos materiales pueden tener la misma temperatura aunque estén en estado

de agregación distintos. Idea que no está muy clara, sobre todo en estos niveles,

donde el alumnado suele tener la concepción alternativa de que el hierro está más

frío que la madera, y que la madera está más fría que el aire, ya que una es sólida y

otra es líquida.

Hablando de orden y desorden se puede intuir que un material puede estar en

un estado intermedio entre sólido y líquido y no obligatoriamente en uno de

los dos. Del mismo modo que un dormitorio se desordena poco a poco y pasa por

estados intermedios desde que está perfectamente ordenado hasta el desordenado

(¿Cuándo un dormitorio se puede decir que está desordenado? Tranquilo, tus

padres se darán cuenta y te lo comunicarán.)

1.2.2 MATERIALES CRISTALINOS

La estructura cristalina es la forma sólida de cómo se ordenan y empaquetan los

átomos, moléculas, o iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y con

patrones de repetición que se extienden en las tres

dimensiones del espacio. La cristalografía es el

estudio científico de los cristales y su formación.

El estado cristalino de la materia es el de mayor

orden, es decir, donde las correlaciones internas

son mayores. Esto se refleja en sus propiedades

antrópicas y discontinuas. Suelen aparecer como



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILentidades puras, homogéneas y con formas geométricas definidas (hábito) cuando

están bien formados. No obstante, su morfología externa no es suficiente para

evaluar la denominada cristalinidad de un material.

Los minerales se

caracterizan, entre otras

cualidades, por poseer una

estructura cristalina. Los

materiales cristalinos son

aquellos materiales sólidos,

cuyos elementos

constitutivos se repiten de

manera ordenada en las tres

direcciones del espacio.

Cada celda unidad viene

definida por la magnitud de sus traslaciones y de los ángulos que forman entre ellas.

Por repetición de esta celda unidad podemos reconstruir la red cristalina.

Así, la propiedad característica y definidora de la materia cristalina es ser periódica.

Quiere esto decir que, a lo largo de cualquier dirección, los elementos que la forman

se encuentran repetidos a la misma distancia (traslación). Este principio es válido

partiendo desde cualquier punto de la estructura. Si tomamos las traslaciones

mínimas en un cristal (traslaciones fundamentales) y desarrollamos el

paralelepípedo que generan, obtendremos la celda unidad.

Diferencia entre vidrio y cristales

En ocasiones la repetitividad se rompe o no es

exacta, y esto diferencia los vidrios y los

cristales, los vidrios generalmente se denominan

materiales amorfos (desordenados o poco

ordenados).

No obstante, la materia no es totalmente

ordenada o desordenada (cristalina o no cristalina) y nos encontramos una

http://practicatufisica.wordpress.com/corte-3/magnetismo/aplicaciones/aleaciones-y-compuestos-cristalinos/



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILgradación continua del orden en que está organizada esta materia (grados de

cristalinidad), en donde los extremos serían materiales con estructura atómica

perfectamente ordenada (cristalinos) y completamente desordenada (amorfos).

1.2.3 Materiales Amorfos

Los materiales amorfos no son algo nuevo de nuestra vida diaria. La misión del

Apolo recuperó uno de esos materiales desde la superficie lunar, que data de

millones de años, por lo cual no nos debe extrañar que los hombres hayan podido

crear materiales vítreos (principalmente de silicio) por cientos de años.

Surgirá aquí la pregunta de saber: ¿por qué hoy se habla tanto de estos materiales?

Su respuesta radica en el estudio científico de los mismos, en las nuevas formas de

obtención y en las considerables características y promesas tecnológicas, que en el

futuro, prometen quizás un rol más protagónico en el desarrollo de materiales.

Quizás lo más importante de este tipo de materiales se pueden resumir en dos

cosas:

El sólido amorfo es un estado sólido de

la materia, en el que las partículas que

conforman el sólido carecen de una

estructura ordenada. Estos sólidos

carecen de formas bien definidas. Esta

clasificación contrasta con la de sólidos

cristalinos, cuyos átomos están

dispuestos de manera regular y ordenada formando redes cristalinas.

Muchos sólidos amorfos son mezclas de moléculas que no se pueden apilar bien.

Casi todos los demás se componen de moléculas grandes y complejas. Entre los

sólidos amorfos más conocidos destaca el vidrio.

Un mismo compuesto superado, según el proceso de solidificación, puede formar

una red cristalina o un sólido amorfo. Por ejemplo, según la disposición espacial de



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILlas moléculas de sílice (SiO2), se puede obtener una estructura cristalina (el cuarzo)

o un sólido amorfo (el vidrio).

Propiedades de los amorfos

Las moléculas de los sólidos amorfos están distribuidas al azar lo que se traduce en

que las propiedades físicas macroscópicas del sólido son isótropas, idénticas en

todas las direcciones .

Los sólidos amorfos tienen una temperatura característica a la cual sus propiedades

experimentan cambios importantes. Esta temperatura se conoce como temperatura

de transición vítrea (Tg). La temperatura de transición a vidrio de un material amorfo

puede reducirse añadiendo moléculas pequeñas, denominadas "plastificadores", que

se adaptan entre las moléculas vítreas y les proporciona mayor movilidad.

Una consecuencia directa de la disposición irregular de las partículas en un sólido

amorfo, es la diferencia de intensidad que toman las fuerzas intermoleculares entre

las mismas, de ahí que la fusión se alcance a distintas temperaturas, según la

proporción de las distintas partículas que forman la muestra. De ello se deduce que

un sólido amorfo no tiene un punto de fusión definido, sino que dicha transformación

acontece en un intervalo de temperatura. Cuando se calienta un sólido amorfo, la

sustancia no manifiestan un punto de fusión, aunque se ablandan progresivamente

aumentando su tendencia a deformarse. En contraste, la temperatura de fusión de

un sólido cristalino es precisa y está bien definida. La distribución de los átomos y

superficies de un sólido es variada, la distribución de los electrones provoca que las

fuerzas de atracción o enlaces tengan algunas características de cada tipo de

objeto.

1. En cuanto a sus propiedades elásticas, se puede afirmar que los sólidos

amorfos manifiestan las propiedades de los cristales. Por ejemplo, al aplicar

una carga a un material amorfo en un intervalo racionado de tiempo, la

sustancia desarrollará una deformación pseudo-permanente, es decir, fluirá

como si fuera un líquido de viscosidad muy alta.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILRespecto al magnetismo, los metales amorfos presentan las propiedades

magnéticas más notables, comportándose como materiales ferromagnéticos

(aquellos en los que se produce un ordenamiento magnético de todos los momentos

magnéticos en la misma dirección y sentido).

Aplicaciones

Debido a sus propiedades mecánicas no tiene la necesidad , hay un gran número de

sólidos amorfos que se emplean como materiales para la industria y la construcción.

Los óxidos amorfos, gracias a su transparencia, solidez y facilidad para darle forma

en láminas grandes, se emplean profusamente como vidrio de ventana. Ciertos

polímeros orgánicos, en

virtud de su resistencia y peso

ligero y fácil procesamiento,

se emplean como materiales

estructurales (plásticos).

Existen semiconductores

amorfos que se emplean en las

memorias de ordenador y en

células solares gracias a sus

propiedades ópticas

fotovoltaicas y en la facilidad para

crear películas delgadas de gran

superficie. Los metales amorfos

se emplean en núcleos de

transformadores gracias a su

ferromagnetismo, bajas pérdidas y

la posibilidad de formar cintas

largas. El calcogenuro

amorfo se emplea en xerografía en

virtud de su fotoconductividad y la posibilidad de formar películas de gran área.

Sustancia amorfa Tipo de enlace Tg (K)

SiO2 covalente 1430

GeO2 covalente 820

Si, Ge metálico -

Pd0.4 Ni0.4 P0.2 iónico 580

BeF2 covalente 570

Poliestireno covalente 370

Se covalente 310

Au0.8 Si0.2 metálico 290

H2O enlace de H 140

C2H5OH enlace de H 90

Isopentano Van der Waals 65

Fe, Co, Bi metálico




Existen otras clases de Amorfos

Como los vidrios metálicos, los vidrios de espín, los vidrios calcogenoides, los

cristales líquidos y los semiconductores amorfos. En general, para un físico la

palabra "vidrio" denota a una estructura desordenada, formada al enfriar una mezcla

líquida, y en este texto usaremos esa convención, aunque existen algunas

excepciones que pasaremos por alto. Debemos agregar que en 1984 fue

descubierta otra clase de sólidos, cuya estructura no es ni de tipo cristalino ni

tampoco desordenada, sino que constituye por sí misma una nueva clase. A estos

materiales se les llamó "cuasicristales". Su orden interno es de largo alcance

pero casi-periódico, el cual les permite tener simetrías prohibidas para un cristal (la

periodicidad de un cristal sólo le permite tener simetrías de rotación de 60, 90, 120 y

180 grados. Los cuasicristales pueden tener simetrías exóticas, como la de

invariancia ante rotaciones de 72 grados, CORREPONDIENTES A LA SIMETRIA

DE UN PENTAGONO).

1. Aspecto científico del material. Una gran diversidad de materiales pueden

ser reconocidos como amorfos. Pero existe una gran discusión en la definición

científica de los materiales amorfos y el conocimiento popular de este tipo de

materiales. Existe una confusión entre la propiedad de ser amorfo y materiales

amorfos por definición. El apodo de "amorfo" se asocia a una característica

exclusiva del mundo de los vidrios, por eso suelen llamar a los materiales

amorfos como vidrios. Mientras que otros critican esta visión, ya que sostienen

que los vidrios son simplemente materiales transparentes ubicados en las

ventanas.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL2. Fundamento físico de estos materiales, es decir, sus propiedades físicas.

Por ejemplo: su banda energética, sus propiedades eléctricas y magnéticas.

Características que son únicas de ellos y no son claras en los sólidos

cristalinos.

1.2.4 Materiales semicristalinos

Un polímero semicristalino es un polímero que contiene dos regiones claramente

definidas en su estado sólido. Una de estas regiones es amorfa y la otra es

cristalina.

Los polímeros están formadas por cadenas muy largas de unidades repetitivas

llamadas monómeros, esto diferencia a este tipo de materiales de los formados por

moléculas pequeñas, como el Agua o el octano.

Un polímero amorfo es un material cuyas moléculas no presentan ningún orden de

acomodo físico, esto se suele explicar comparando con un plato de Spaghetti

después de hervir, donde cada cadena de moléculas toma una forma de cuerda

aleatoria y estas se enredan entre sí. Un ejemplo de estos materiales es el vidrio y

por ello a estos polímeros se les conoce también como vítreos.

Un cristal es un material sólido en el cual las moléculas se arreglan de forma

ordenada siguiendo un mismo patrón de acomodo para todo el material, los

acomodos posibles de un cristal o sistema cristalino han sido descritos en las

llamadas celdas o Redes de Bravais, y su estudio corresponde a la cristalografía.

Son ejemplos de cristales no poliméricos la sal común y el diamante.

Para que un polímero presente semicristalinidad, deben cumplirse ciertas

condiciones, como lo son la regularidad de los

monómeros, es decir que la cadena contenga

unidades que se repitan de forma constante.

También debe formarse una hélice con respecto

a los substituyentes (el PE y el PP son

parcialmente excepción de esta regla) y además

debe cumplirse la condición de tactilidad.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Esferulitas-de-un-poli(urea)uretano-son-seg-cristalino.tif



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILPropiedades Físicas

Las propiedades físicas son

aquellas que logran cambiar la

materia sin alterar su

composición. Por ejemplo,

cuando moldeas un trozo de

plastilina, sus átomos no se ven alterados de ninguna manera, pero exteriormente

cambia su forma.

Estas propiedades pueden variar en tres estados distintos como: Estado Sólido,

Líquido y Gaseoso.

Estado Sólido

Se producen cuando los materiales se encuentran a una

baja temperatura provocando que sus átomos a menudo

se entrelazan formando estructuras cristalinas definidas,

lo que les permite soportar fuerzas sin deformación. Los

sólidos son calificados como duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción

son mayores que las de repulsión.

Las sustancias en estado sólido tienen las siguientes características:

Forma definida.

Incompresibilidad (no pueden comprimirse)

Resistencia a la fragmentación.

Volumen tenso.

Estado Líquido

Se produce cuando dicho material adquiere el

punto de fusión y su principal característica es la

capacidad de fluir y adaptarse a la forma del

recipiente que lo contiene.

El estado líquido presenta las siguientes características:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Fuerza de cohesión menor.

Toma la forma del envase que lo contiene.

En frío se comprime.

Posee fluidez.

Estado Gaseoso

Se alcanza esto punto aumentando la temperatura de dicho material para llegar hasta su ebullición. Los átomos o moléculas del gas se encuentran libres de modo que son capaces de ocupar todo el espacio del recipiente que lo contiene,

aunque con mayor propiedad debería decirse que se distribuye o reparte por todo el espacio disponible

El estado gaseoso presenta las siguientes características:

Fuerza de cohesión casi nula.

Sin forma definida.

Toma el volumen del envase que lo contiene.

Se puede comprimir fácilmente.

Ejerce presión sobre las paredes del recipiente que los contienen.

Los gases se mueven con libertad.

Ejemplos: los cambios de estado, cortar, picar, romper, pintar de otro color, etc.

Propiedades Químicas




Una propiedad química es cualquier propiedad en que la materia cambia de

composición. Cuando se enfrenta una sustancia química a distintos reactivos o

condiciones experimentales puede o no reaccionar con ellos. Las propiedades

químicas se determinan por ensayos químicos y están relacionadas con

la reactividad de las sustancias químicas. Si no experimentan reacciones de

descomposición, son elementos químicos y si lo hacen son compuestos químicos.

Su importancia reside en que casi la totalidad de los procesos químicos que ocurren

en la naturaleza, no solo en organismos vivos sino también en la superficie no

organizada de la tierra, así como los que se llevan a cabo en laboratorios y en la

industria tienen lugar entre sustancias disueltas en agua. El agua es disolvente

universal puesto que todas las sustancias son de alguna manera solubles en ella.

• No posee propiedades ácidas ni básicas.

• Con ciertas sales forma hidratos.

• Reacciona con los óxidos de metales formando bases.

• Es catalizador en muchas reacciones químicas

Ejemplos: La oxidación de hierro, la fermentación, la putrefacción, la digestión de

los alimentos, la producción de una sustancia nueva, etc.

Los procesos físicos y químicos se diferencian fundamentalmente en los siguientes

aspectos:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Los cambios químicos van acompañados por una modificación profunda de las

propiedades del cuerpo o cuerpos reaccionantes; los cambios físicos dan lugar a

una alteración muy pequeña y muchas veces parcial de las propiedades del

cuerpo.

Los cambios químicos tienen casi siempre carácter permanente mientras que, en

general, los cambios físicos persisten únicamente mientras actúa la causa que

los origina.

Los cambios químicos van acompañados por una variación importante de

energía mientras que los cambios físicos van unidos a una variación de energía

relativamente pequeña. Así, por ejemplo, la formación de 1.0 g de agua a

temperatura ambiente, a partir de hidrógeno y oxígeno, Ase desprenden cerca de

3800 calorías, mientras que la solidificación a hielo de 1.0 g de agua o la

condensación a agua líquida a 100 ºC de 1.0 g de vapor de agua desprende tan

sólo, respectivamente, cerca de 80 ó de 540 calorías.

En algunos casos, tal como en la disolución del cloruro de hidrógeno gaseoso o

incluso del cloruro sódico en agua o la simple dilución del ácido sulfúrico

concentrado, parece difícil decidir claramente si un proceso es químico o físico, ya

que ofrece aspectos de uno y otro tipo de transformaciones.

1.2.5 Estudio de la relación entre la estructura y las propiedades.

Estructura es la forma en que está compuesta u organizada la materia, ya que una

molécula se forma gracias a la intervención de fuerzas, cargas y energía en los

átomos y enlaces de esta. Por lo tanto, los átomos y enlaces, dependiendo de los

valores de estas magnitudes físicas, ocuparán cierta posición en el espacio y los

enlaces tendrán un determinado ángulo, longitud y energía.

Las propiedades de la materia se refieren a magnitudes específicas de ciertas

características físicas y químicas como solubilidad, densidad, punto de fusión y

ebullición.

La ciencia de materiales implica investigar la relación entre la estructura y las

propiedades de los materiales. Por el contrario, la ingeniería de materiales se

fundamenta en las relaciones propiedades-estructura y diseña o proyecta la



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILestructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado de

propiedades. Conviene matizar esta diferencia, puesto que a menudo se presta a

confusión.

La estructura de un material puede considerarse a distintos niveles

Atómico (eléctrico, magnético, térmico, óptico)

Microscópico

Macroscópico (simple vista)

Relación ternaria entre estructura interna del material, procesado y

propiedades finales



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILProcesos de fabricación:

Moldeo

Soldadura, atornillado, roblonado

Forjado, trefilado, extrusión, laminado,...

Sinterizado

Mecanizado

Cuando el ingeniero cambia uno de los tres aspectos, cualquiera de los otros

también se verá alterado

Efectos ambientales sobre el comportamiento

Esfuerzo: estático, dinámico...

Medio ambiente: oxidación, corrosión...

Temperatura: Resistencia

Radiación ultravioleta: polímeros

Radiación neutrónica: aceros de vasijas

1.2.6 Estudio del procesamiento de los materiales

La ciencia de materiales es el campo científico encargado de investigar la relación

entre la estructura y las propiedades de los materiales. Paralelamente, conviene

matizar que la ingeniería de materiales se fundamenta en esta, las relaciones

propiedades-estructura-procesamiento-funcionamiento, y diseña o proyecta la



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILestructura de un material para conseguir un conjunto predeterminado de

propiedades.

La ciencia de materiales es, por ello mismo, un campo .multidisciplinar que estudia

los conocimientos fundamentales sobre las propiedades físicas macroscópicas de

los materiales y los aplica en varias áreas de la ciencia y la ingeniería, consiguiendo

que éstos puedan ser utilizados en obras, máquinas y herramientas diversas, o

convertidos en productos necesarios o requeridos por la sociedad. Incluye

elementos de la química y física, así como las ingenierías química, mecánica, civil y

eléctrica o medicina, biología y ciencias ambientales. Con la atención puesta de los

medios en la nanociencia y la nanotecnología en los últimos años, la ciencia de los

materiales ha sido impulsada en muchas universidades.

A pesar de los espectaculares progresos en el conocimiento y en el desarrollo de los

materiales en los últimos años, el permanente desafío tecnológico requiere

materiales cada vez más sofisticados y especializados.

Hace relativamente poco tiempo que los científicos llegaron a comprender la relación

entre elementos estructurales de los materiales y sus propiedades. Este

conocimiento, adquirido en los últimos 200 años aproximadamente, los ha

capacitado, en alto grado, para modificar o adaptar las características de los

materiales. Quizá uno de los científicos más relevantes en este campo haya sido

Willard Gibbs al demostrar la relación entre las propiedades de un material y su

microestructura.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILSe han desarrollado decenas de miles de materiales distintos con características

muy especiales para satisfacer las necesidades de nuestra moderna y compleja

sociedad, se trata de metales, plásticos, vidrios y fibras. Una de las grandes

revoluciones de esta ciencia fue el descubrimiento de las diferentes fases térmicas

de los metales y, en especial, del acero. Actualmente los adelantos electrónicos más

sofisticados se basan en componentes denominados materiales semiconductores.

APLICACIONES Y RELACIÓN CON LA INDUSTRIA

El avance radical en la tecnología de

materiales puede conducir a la creación

de nuevos productos o al florecimiento de

nuevas industrias, pero las industrias

actuales a su vez necesitan científicos de

materiales para incrementar las mejoras y

localizar las posibles averías de los

materiales que están en uso. Las aplicaciones industriales de la ciencia de

materiales incluyen la elección del material, su coste-beneficio para obtener dicho

material, las técnicas de procesado y las técnicas de análisis.

Además de la caracterización del material, el científico o ingeniero de materiales

(aunque exista diferencia, muchas veces el ingeniero es científico o viceversa)

también debe tratar la extracción y su posterior conversión en materiales útiles. El

moldeo de lingotes, técnicas de fundido, extracción en alto horno, extracción

electrolítica, etc., son parte del conocimiento requerido en un ingeniero metalúrgico o

bien un ingeniero industrial para valorar las capacidades de dicho material.

Dejando aparte los metales, los polímeros y las cerámicas son también muy

importantes en la ciencia de materiales. Los polímeros son un material primario

usado para conformar o fabricar plásticos. Los plásticos son el producto final

después de que varios polímeros y aditivos hayan sido procesados y conformados

en su forma final. El PVC, polietileno, etc., son ejemplos de plásticos.

En lo que respecta a los cerámicos, se puede citar la arcilla, así como su modelado,

secado y cocido para obtener un material refractario.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Casting.jpg



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILÁmbitos

La ciencia de materiales abarca muchísimos temas, desde la estructura atómica,

propiedades de los diferentes materiales, procesos y tratamientos. Este sería un

resumen a gran escala:

Estructura atómica y enlaces interatómicos

Estructura de sólidos cristalinos

Imperfecciones en estructuras cristalinas

Procesos de difusión atómica

Propiedades de los materiales

Dislocaciones y mecanismos de endurecimiento

Rotura

Diagramas de fases

Transformaciones de fases

Tratamientos térmicos

Aleaciones

Clasificaciones de los materiales

Metales

Se denomina metal a los elementos químicos caracterizados por ser buenos

conductores del calor y la electricidad. Poseen alta densidad y son sólidos en

temperaturas normales (excepto el mercurio); sus sales forman iones

electropositivos (cationes) en disolución.

La ciencia de materiales define un metal como un material en el que existe un

solapamiento entre la banda de valencia y la banda de conducción en su estructura

electrónica (enlace metálico). Esto le da la capacidad de conducir fácilmente calor y

electricidad, y generalmente la capacidad de reflejar la luz, lo que le da su peculiar

brillo. En ausencia de una estructura electrónica conocida, se usa el término para

describir el comportamiento de aquellos materiales en los que, en ciertos rangos de

presión y temperatura, la conductividad eléctrica disminuye al elevar la temperatura,

en contraste con los semiconductores.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl concepto de metal se refiere tanto a elementos puros, así como aleaciones con

características metálicas, como el acero y el bronce. Los metales comprenden la

mayor parte de la tabla periódica de los elementos y se separan de los no metales

por una línea diagonal entre el boro y el polonio. En comparación con los no metales

tienen baja electronegatividad y baja energía de ionización, por lo que es más fácil

que los metales cedan electrones y más difícil que los ganen.

En astrofísica se llama metal a todo elemento más pesado que el helio.

Cerámicas

La cerámica técnica se ocupa de la utilización de materiales cerámicos en

aplicaciones tecnológicas. La palabra cerámica deriva del vocablo griego keramos,

cuya raíz sánscrita significa "quemar". En su sentido estricto se refiere a la arcilla en

todas sus formas. Sin embargo, el uso moderno de este término incluye a todos los

materiales inorgánicos no metálicos que se forman por acción del calor (ver

sinterización).

Hasta los años 1950, los materiales más importantes fueron las arcillas tradicionales,

utilizadas en alfarería, ladrillos, azulejos y similares, junto con el cemento y el vidrio.

El arte tradicional de la cerámica se describe en alfarería. También puede buscarse

la historia del rakú, singular técnica milenaria oriental.

Históricamente, los productos cerámicos han sido duros, porosos y frágiles. El

estudio de la cerámica consiste en una gran extensión de métodos para mitigar

estos problemas y acentuar las potencialidades del material, así como ofrecer usos

no tradicionales. Esto también se ha buscado incorporándolas a materiales



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILcompuestos como es el caso de los cermets, que combinan materiales metálicos y

cerámicos.

Polímeros

Los polímeros (del Griego: poly: muchos y mero: parte, segmento) son

macromoléculas (generalmente orgánicas) formadas por la unión de moléculas más

pequeñas llamadas monómeros.

El almidón, la celulosa, la seda y el ADN son ejemplos de polímeros naturales, entre

los más comunes de estos y entre los polímeros sintéticos encontramos el nailon, el

polietileno y la baquelita.

Clasificación

Existen varias formas posibles de clasificar los polímeros, sin que sean excluyentes

entre sí.

Según su origen

Polímeros naturales. Existen en la naturaleza muchos polímeros y las

biomolecular que forman los seres vivos son macromoléculas poliméricas. Por

ejemplo, las proteínas, los ácidos nucleicos, los polisacáridos (como la

celulosa y la quitina), el hule o caucho natural, la lignina, etc.

Polímeros semisintéticos. Se obtienen por transformación de polímeros

naturales. Por ejemplo, la nitrocelulosa, el caucho vulcanizado, etc.

Polímeros sintéticos. Muchos polímeros se obtienen industrialmente a partir

de los monómeros. Por ejemplo, el nailon, el poliestireno, el Policloruro de

vinilo, el polietileno, etc.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILSegún su mecanismo de polimerización

En 1929 Carothers propuso la siguiente clasificación:

Polímeros de condensación. La reacción de polimerización implica a cada

paso la formación de una molécula de baja masa molecular, por ejemplo

agua.

Polímeros de adición. La polimerización no implica la liberación de ningún

compuesto de baja masa molecular. Ésta polimerización se genera cuando un

"catalizador", inicia la reacción. Este catalizador separa la unión doble

carbono en los monómeros, luego aquellos monómeros se unen con otros

debido a los electrones libres, y así se van uniendo uno tras uno hasta que la

reacción termina.

Clasificación de Flory (modificación a la de Carothers para considerar la cinética de

la reacción):

Polímeros formados por reacción en cadena. Se requiere un iniciador para

comenzar la polimerización; un ejemplo es la polimerización de alquenos (de

tipo radicalario). En este caso el iniciador reacciona con una molécula de

monómero, dando lugar a un radical libre, que reacciona con otro monómero

y así sucesivamente. La concentración de monómero disminuye lentamente.

Además de la polimerización de alquenos, incluye también polimerización

donde las cadenas reactivas son iones (polimerización catiónica y aniónica).

Polímeros formados por reacción por etapas. El peso molecular del

polímero crece a lo largo del tiempo de manera lenta, por etapas. Ello es

debido a que el monómero desaparece rápidamente, pero no da

inmediatamente un polímero de peso molecular elevado, sino una distribución

entre dímeros, trímeros, y en general, oligómeros; transcurrido un cierto

tiempo, estos oligómeros empiezan a reaccionar entre sí, dando lugar a

especies de tipo polimérico. Esta categoría incluye todos los polímeros de

condensación de Carothers y además algunos otros que no liberan moléculas

pequeñas pero sí se forman gradualmente, como por ejemplo los

poliuretanos.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILSegún su composición química

Polímeros orgánicos. Posee en la cadena principal átomos de carbono.

Polímeros orgánicos vinílicos. La cadena principal de sus moléculas está

formada exclusivamente por átomos de carbono.

Dentro de ellos se pueden distinguir:

Poliolefinas, formados mediante la polimerización de olefinas.

Ejemplos: polietileno y polipropileno.

Polímeros estirénicos, que incluyen al estireno entre sus monómeros.

Ejemplos: poliestireno y caucho estireno-butadieno.

Polímeros vinílicos halogenados, que incluyen átomos de halógenos

(cloro, flúor...) en su composición.

Polímeros orgánicos no vinílicos. Además de carbono, tienen átomos de

oxígeno o nitrógeno en su cadena principal.

Algunas sub-categorías de importancia:

Poliésteres

Poliamidas

Poliuretanos

Polímeros inorgánicos. Entre otros:

Basados en azufre. Ejemplo: polisulfuros.

Basados en silicio. Ejemplo: silicona.

Según sus aplicaciones

Atendiendo a sus propiedades y usos finales, los polímeros pueden clasificarse en:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Elastómeros. Son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta

extensibilidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo pero

recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo. En cada ciclo de extensión y

contracción los elastómeros absorben energía, una propiedad denominada

resiliencia.

Plásticos. Son aquellos polímeros que, ante un esfuerzo suficientemente

intenso, se deforman irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma

original. Hay que resaltar que el término plástico se aplica a veces

incorrectamente para referirse a la totalidad de los polímeros.

Fibras. Presentan alto módulo de elasticidad y baja extensibilidad, lo que

permite confeccionar tejidos cuyas dimensiones permanecen estables.

Recubrimientos. Son sustancias, normalmente líquidas, que se adhieren a la

superficie de otros materiales para otorgarles alguna propiedad, por ejemplo

resistencia a la abrasión.

Adhesivos. Son sustancias que combinan una alta adhesión y una alta

cohesión, lo que les permite unir dos o más cuerpos por contacto superficial.

Según su comportamiento al elevar su temperatura

Para clasificar polímeros, una de las formas empíricas más sencillas consiste en

calentarlos por encima de cierta temperatura. Según si el material funde y fluye o por

el contrario no lo hace se diferencian tres tipos de polímeros:

Termoplásticos, que fluyen (pasan al estado líquido) al calentarlos y se

vuelven a endurecer (vuelven al estado sólido) al enfriarlos. Su estructura

molecular presenta pocos (o ningún) entrecruzamientos. Ejemplos: polietileno

(PE), polipropileno (PP), cloruro de polivinilo PVC.

Termoestables, que no fluyen, y lo único que conseguimos al calentarlos es

que se descompongan químicamente, en vez de fluir. Este comportamiento

se debe a una estructura con muchos entrecruzamientos, que impiden los

desplazamientos relativos de las moléculas.

Elastómero, plásticos con un comportamiento elástico que pueden ser

deformados fácilmente sin que se rompan sus enlaces o modifique su

estructura.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILMateriales compuestos

En ciencia de materiales reciben el

nombre de materiales compuestos

aquellos materiales que se forman

por la unión de dos materiales

para conseguir la combinación de

propiedades que no es posible obtener en los materiales originales. Estos

compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales de

rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión,

dureza o conductividad [1]. Los materiales son compuestos cuando cumplen las

siguientes características:

Están formados de 2 o más componentes distinguibles físicamente y

separables mecánicamente.

Presentan varias fases químicamente distintas, completamente insolubles

entre sí y separadas por una interface.

Sus propiedades mecánicas son superiores a la simple suma de las

propiedades de sus componentes (sinergia).

No pertenecen a los materiales compuestos, aquellos materiales polifásicos;

como las aleaciones metálicas, en las que mediante un tratamiento térmico se

cambian la composición de las fases presentes[2]

Estos materiales nacen de la necesidad de obtener materiales que combinen las

propiedades de los cerámicos, los plásticos y los metales. Por ejemplo en la

industria del transporte son necesarios materiales ligeros, rígidos, resistentes al

impacto y que resistan bien la corrosión y el desgaste, propiedades éstas que rara

vez se dan juntas.

A pesar de haberse obtenido materiales con unas propiedades excepcionales, las

aplicaciones prácticas se ven reducidas por algunos factores que aumentan mucho

su costo, como la dificultad de fabricación o la incompatibilidad entre materiales.

La gran mayoría de los materiales compuestos son creados artificialmente pero

algunos, como la madera y el hueso, aparecen en la naturaleza.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEstructura

Aunque existe una gran variedad de materiales compuestos, en todos se pueden

distinguir las siguientes partes:

Agente reforzante: es una fase de carácter discreto y su geometría es

fundamental a la hora de definir las propiedades mecánicas del material.

Fase matriz o simplemente matriz: tiene carácter continuo y es la

responsable de las propiedades físicas y químicas. Transmite los esfuerzos al

agente reforzante. También lo protege y da cohesión al material.

Clasificación

Los materiales compuestos se pueden dividir en tres grandes grupos:

Materiales Compuestos reforzados con partículas.

Están compuestos por partículas de un material duro y frágil dispersas discreta y

uniformemente, rodeadas por una matriz más blanda y dúctil

Tipos: Compuestos endurecidos por dispersión Compuestos con partículas

propiamente dichas

Compuestos endurecidos por dispersión El tamaño de la partícula es muy pequeño

(diámetro entre 100 i 2500 μ). A temperaturas normales, estos compuestos no

resultan más resistentes que las aleaciones, pero su resistencia disminuye con el

aumento de la tempertura. Su resistencia a la termofluencia es superior a la de los

metales y aleaciones.

Sus principales propiedades son:

La fase es generalmente un óxido duro y estable.

El agente debe tener propiedades físicas óptimas.

No deben reaccionar químicamente el agente y la fase.

Deben unirse correctamente los materiales.

Materiales Compuestos reforzados con fibras.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILUn componente suele ser un agente reforzante como una fibra fuerte: fibra de vidrio,

cuarzo, kevlar, Dyneema o fibra de carbono que proporciona al material su fuerza a

tracción, mientras que otro componente (llamado matriz) que suele ser una resina

como epoxy o poliéster que envuelve y liga las fibras, transfiriendo la carga de las

fibras rotas a las intactas y entre las que no están alineadas con las líneas de

tensión. También, a menos que la matriz elegida sea especialmente flexible, evita el

pandeo de las fibras por compresión. Algunos compuestos utilizan un agregado en

lugar de, o en adición a las fibras.

En términos de fuerza, las fibras (responsables de las propiedades mecánicas)

sirven para resistir la tracción, la matriz (responsable de las propiedades físicas y

químicas) para resistir las deformaciones, y todos los materiales presentes sirven

para resistir la compresión, incluyendo cualquier agregado.

Los golpes o los esfuerzos cíclicos pueden causar que las fibras se separen de la

matriz, lo que se llama delaminación.

Materiales semiconductores

Los semiconductores son materiales cuya conductancia eléctrica puede ser

controlada de forma permanente o dinámica variando su estado desde conductor a

aislante.

Debido a su uso en dispositivos tales como los transistores (y por tanto en

computadoras) y en los láseres, la búsqueda de nuevos materiales semiconductores

y la mejora de los materiales existentes es un importante campo de estudio en la

ciencia de materiales.

Tipos de semiconductores

Semiconductores intrínsecos

Es un cristal de silicio o germanio que forma una estructura tetraédrica similar a la

del carbono mediante enlaces covalentes entre sus átomos, en la figura

representados en el plano por simplicidad. Cuando el cristal se encuentra a

temperatura ambiente algunos electrones pueden absorber la energía necesaria

http://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_covalente

http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono

http://es.wikipedia.org/wiki/Tetraedro



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILpara saltar a la banda de conducción dejando el correspondiente hueco en la banda

de valencia (1). Las energías requeridas, a temperatura ambiente, son de 1,12 eV y

0,67 eV para el silicio y el germanio respectivamente.

Obviamente el proceso inverso también se produce, de modo que los electrones

pueden caer, desde el estado energético correspondiente a la banda de conducción,

a un hueco en la banda de valencia liberando energía. A este fenómeno se le

denomina recombinación. Sucede que, a una determinada temperatura, las

velocidades de creación de pares e-h, y de recombinación se igualan, de modo que

la concentración global de electrones y huecos permanece constante. Siendo "n" la

concentración de electrones (cargas negativas) y "p" la concentración de huecos

(cargas positivas), se cumple que:

ni = n = p

Semiconductores extrínsecos

Si a un semiconductor intrínseco, como el anterior, se le añade un pequeño

porcentaje de impurezas, es decir, elementos trivalentes o pentavalentes, el

semiconductor se denomina extrínseco, y se dice que está dopado. Evidentemente,

las impurezas deberán formar parte de la estructura cristalina sustituyendo al

correspondiente átomo de silicio. Hoy en día se han logrado añadir impurezas de

una parte por cada 10 millones, logrando con ello una modificación del material.

1.3 EL SUELO

El suelo es considerado como uno de los recursos naturales más importantes, de ahí

la necesidad de mantener su productividad, para que a través de él y las prácticas

agrícolas adecuadas se establezca un equilibrio entre la producción de alimentos y

el acelerado incremento del índice demográfico.

El suelo es esencial para la vida, como lo es el aire y el agua, y cuando es utilizado

de manera prudente puede ser considerado como un recurso renovable. Es un

elemento de enlace entre los factores bióticos y abióticos y se le considera un

hábitat para el desarrollo de las plantas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Dopaje_(semiconductores)

http://es.wikipedia.org/wiki/Banda_de_valencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Banda_de_valencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Hueco_de_electr%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Banda_de_conducci%C3%B3n



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILGracias al soporte que constituye el suelo es posible la producción de los recursos

naturales, por lo cual es necesario comprender las características físicas y químicas

para propiciar la productividad y el equilibrio ambiental (sustentabilidad).

¿Qué es el suelo?

La palabra suelo se deriva del latín solum, que significa suelo, tierra o parcela.

Los suelos se forman por la combinación de cinco factores interactivos: material

parental, clima, topografía. Organismos vivos y tiempo.

Los suelos constan de cuatro grandes componentes: materia mineral, materia

orgánica, agua y aire; la composición volumétrica aproximada es de 45, 5, 25 y 25%,

respectivamente.

Los constituyentes minerales (inorgánicos) de los suelos normalmente están

compuestos de pequeños fragmentos de roca y minerales de varias clases. Las

cuatro clases más importantes de partículas inorgánicas son: grava, arena, limo y

arcilla.

La materia orgánica del suelo representa la acumulación de las plantas destruidas y

resintetizadas parcialmente y de los residuos animales. La materia orgánica del

suelo se divide en dos grandes grupos:

a. Los tejidos originales y sus equivalentes más o menos descompuestos.

b. El humus, que es considerado como el producto final de descomposición de

la materia orgánica.

Para darse una idea general de la importancia que tiene el agua para el suelo es

necesario resaltar los conceptos:

a. El agua es retenida dentro de los poros con grados variables de intensidad,

según la cantidad de agua presente.

b. Junto con sus sales disueltas el agua del suelo forma la llamada solución del

suelo; ésta es esencial para abastecer de nutrimentos a las plantas que en él

se desarrollan.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl aire del suelo no es continuo y está localizado en los poros separados por los

sólidos. Este aire tiene generalmente una humedad más alta que la de la atmósfera.

Cuando es óptima, su humedad relativa está próxima a 100%. El contenido de

anhídrido carbónico es por lo general más alto y el del oxígeno más bajo que los

hallados en la atmósfera.

La arcilla y el humus son el asiento de la actividad del suelo; estos dos

constituyentes existen en el llamado estado coloidal. Las propiedades químicas y

físicas de los suelos son controladas, en gran parte, por la arcilla y el humus, las que

actúan como centros de actividad a cuyo alrededor ocurren reacciones químicas y

cambios nutritivos.

Perfil del suelo.

Un perfil de suelo es la exposición vertical, de horizontes o capas horizontales, de

una porción superficial de la corteza terrestre. Los perfiles de los suelos difieren

ampliamente de región a región, en general los suelos tienen de tres a cinco

horizontes y se clasifican en horizontes orgánicos (designados con la letra O) y

horizontes minerales (con las letras A, B, C).

Sistemas de clasificación de suelos.

Los suelos son clasificados de acuerdo con su estructura y composición en órdenes,

subórdenes, grandes grupos, subgrupos, familias y series. Se ha visto que las

características del suelo varían enormemente de un lugar a otro; los científicos han

reconocido estas variaciones en los diferentes lugares y han establecido distintos

sistemas de clasificación.

Las diferencias que presentan los suelos se utilizan para clasificarlos en diez

órdenes principales, como se observa en el siguiente cuadro.

Los alfisoles (suelos ricos en hierro y aluminio) y molisoles (suelos de pastizales)

son los mejores suelos agrícolas.




1.3.1 CLASIFICACION DEL SUELOS

Existen dos clasificaciones para los tipos de suelo, una según su estructura y otra de

acuerdo a sus formas físicas.

POR SU FUNCIONALIDAD

Suelos arenosos: No retienen el agua, tienen muy poca materia orgánica y no

son aptos para la agricultura.

Suelos calizos: Tienen abundancia de sales calcáreas, son de color blanco,

secos y áridos, y no son buenos para la agricultura.

Suelos humíferos (tierra negra): Tienen abundante materia orgánica en

descomposición, de color oscuro, retienen bien el agua y son excelentes para

el cultivo.

Suelos arcillosos: Están formados por granos finos de color amarillento y

retienen el agua formando charcos. Si se mezclan con humus pueden ser

buenos para cultivar.

Suelos pedregosos: Formados por rocas de todos los tamaños, no retienen el

agua y no son buenos para el cultivo.

Suelos mixtos: Tiene características intermedias entre los suelos arenosos y

los suelos arcillosos.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILPor características físicas

Litosoles: Se considera un tipo de suelo que aparece en escarpas y

afloramientos rocosos, su espesor es menor a 10 cm y sostiene una

vegetación baja, se conoce también como leptosoles que viene del griego

leptos que significa delgado.

Cambisoles: Son suelos jóvenes con proceso inicial de acumulación de

arcilla. Se divide en vértigos, gleycos, eutrícos y crómicos.

Luvisoles: Presentan un horizonte de acumulación de arcilla con saturación

superior al 50%.

Acrisoles: Presentan un marcado horizonte de acumulación de arcilla y bajo

saturación de bases al 50%.

Gleysoles: Presentan agua en forma permanente o semipermanente con

fluctuaciones de nivel freático en los primeros 50 cm.

Fluvisoles: Son suelos jóvenes formados por depósitos fluviales, la mayoría

son ricos en calcio.

Rendzina: Presenta un horizonte de aproximadamente 50 cm de profundidad.

Es un suelo rico en materia orgánica sobre roca caliza.

Vertisoles: Son suelos arcillosos de color negro, presentan procesos de

contracción y expansión, se localizan en superficies de poca pendiente y

cercanos escurrimientos superficiales.

Clasificación de los suelos

Estructura de un suelo ránker. Tomada en La Pola de Gordón. León. España.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Suelo_ranker1.jpg



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl suelo se puede clasificar según su textura: fina o gruesa, y por su estructura:

floculada, agregada o dispersa, lo que define su porosidad que permite una mayor o

menor circulación del agua, y por lo tanto la existencia de especies vegetales que

necesitan concentraciones más o menos elevadas de agua o de gases.

El suelo también se puede clasificar por sus características químicas, por su poder

de absorción de coloides y por su grado de acidez (pH), que permite la existencia de

una vegetación más o menos necesitada de ciertos compuestos.

Los suelos no evolucionados son suelos brutos, muy próximos a la roca madre y

apenas tienen aporte de materia orgánica. Son resultado de fenómenos erosivos o

de la acumulación reciente de aportes aluviales. De este tipo son los suelos polares

y los desiertos, tanto de roca como de arena, así como las playas.

Los suelos poco evolucionados dependen en gran medida de la naturaleza de la

roca madre. Existen tres tipos básicos: ránker, rendzina y los suelos de estepa.

Los suelos ránker son más o menos ácidos, como los suelos de tundra y los

alpinos.

Los suelos rendzina se forman sobre una roca madre carbonatada, como la

caliza, suelen ser fruto de la erosión y son suelos básicos.

Los suelos de estepa se desarrollan en climas continentales y mediterráneo

subárido. El aporte de materia orgánica es muy alto. Según sea la aridez del

clima pueden ser de colores desde castaños hasta rojos.

En los suelos evolucionados encontramos todo tipo de humus, y cierta

independencia de la roca madre. Hay una gran variedad y entre ellos se incluyen los

suelos de los bosques templados, los de regiones con gran abundancia de

precipitaciones, los de climas templados y el suelo rojo mediterráneo. En general, si

el clima es propicio y el lugar accesible, la mayoría de estos suelos están hoy

ocupados por explotaciones agrícolas.

COMPOSICION

Los componentes del suelo se pueden dividir en sólidos, líquidos y gaseosos.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILSOLIDOS

Este conjunto de componentes representa lo que podría denominarse el esqueleto

mineral del suelo. Y entre estos, componentes sólidos, del suelo destacan:

Silicatos, tanto residuales o no completamente meteorizados, (micas,

feldespatos, y fundamentalmente cuarzo).

o Como productos no plenamente formados, singularmente los minerales

de arcilla, (caolinita, illita, etc.).

Óxidos e hidróxidos de Fe (hematites, limonita, goethita) y de Al (gibbsita,

boehmita), liberados por el mismo procedimiento que las arcillas.

Clastos y granos poliminerales como materiales residuales de la alteración

mecánica y química incompleta de la roca originaria.

Otros diversos compuestos minerales cuya presencia o ausencia y

abundancia condicionan el tipo de suelo y su evolución.

o Carbonatos (calcita, dolomita).

o Sulfatos (aljez).

o Cloruros y nitratos.

Sólidos de naturaleza orgánica o complejos órgano-minerales, la materia

orgánica muerta existente sobre la superficie, el humus o mantillo:

o Humus joven o bruto formado por restos distinguibles de hojas, ramas

y restos de animales.

o Humus elaborado formado por sustancias orgánicas resultantes de la

total descomposición del humus bruto, de un color negro, con mezcla

de derivados nitrogenados (amoníaco, nitratos), hidrocarburos,

celulosa, etc. Según el tipo de reacción ácido-base que predomine en

el suelo, éste puede ser ácido, neutro o alcalino, lo que viene

determinado también por la roca madre y condiciona estrechamente

las especies vegetales que pueden vivir sobre el mismo.

Líquidos

Esta fracción está formada por una disolución

acuosa de las sales y los iones más comunes

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Agua_en_el_suelo.PNG



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILcomo Na+, K+, Ca2+, Cl-, NO3

-,… así como por una amplia serie de sustancias

orgánicas. La importancia de esta fase líquida en el suelo estriba en que éste es el

vehículo de las sustancias químicas en el seno del sistema.

El agua en el suelo puede estar relacionada en tres formas diferentes con el

esqueleto sólido:

Tipos de líquido en el suelo.

La primera, está constituida por una partícula muy delgada, en la que la

fuerza dominante que une el agua a la partícula sólida es de carácter

molecular, y tan sólida que esta agua solamente puede eliminarse del suelo

en hornos de alta temperatura. Esta parte del agua no es aprovechable por el

sistema radicular de las plantas.

La segunda es retenida entre las partículas por las fuerzas capilares, las

cuales, en función de la textura pueden ser mayores que la fuerza de la

gravedad. Esta porción del agua no percola, pero puede ser utilizada por las

plantas.

Finalmente, el agua que excede al agua capilar, que en ocasiones puede

llenar todos los espacios intersticiales en las capas superiores del suelo, con

el tiempo percola y va a alimentar los acuíferos más profundos. Cuando todos

los espacios intersticiales están llenos de agua, el suelo se dice saturado.

Gases

La fracción de gases está constituida fundamentalmente por los gases atmosféricos

y tiene gran variabilidad en su composición, por el consumo de O2, y la producción

de CO2 dióxido de carbono. El primero siempre menos abundante que en el aire libre

y el segundo más, como consecuencia del metabolismo respiratorio de los seres

vivos del suelo, incluidas las raíces y los hongos. Otros gases comunes en suelos

con mal drenaje son el metano (CH4 ) y el óxido nitroso (N2O).

Estructura del suelo



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILArtículo principal: Estructura del suelo

Horizontes del suelo.

Se entiende la estructura de un suelo como la distribución o diferentes proporciones

que presentan los distintos tamaños de las partículas sólidas que lo conforman, y

son:

Materiales finos, (arcillas y limos), de gran abundancia con relación a su

volumen, lo que los confiere una serie de propiedades específicas, como:

o Cohesión.

o Adherencia.

o Absorción de agua.

o Retención de agua.

Materiales medios, formados por tamaños arena.

Materiales gruesos, entre los que se encuentran fragmentos de la roca madre,

aún sin degradar, de tamaño variable.

Los componentes sólidos, no quedan sueltos y dispersos, sino más o menos

aglutinados por el humus y los complejos órgano-minerales, creando unas divisiones

horizontales denominadas horizontes del suelo.

La evolución natural del suelo produce una estructura vertical “estratificada” (no en el

sentido que el término tiene en Geología) a la que se conoce como perfil. Las capas

que se observan se llaman horizontes y su diferenciación se debe tanto a su

dinámica interna como al transporte vertical.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Estructura-suelo.jpg



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl transporte vertical tiene dos dimensiones con distinta influencia según los suelos.

La lixiviación, o lavado, la produce el agua que se infiltra y penetra verticalmente

desde la superficie, arrastrando sustancias que se depositan sobre todo por

adsorción. La otra dimensión es el ascenso vertical, por capilaridad, importante

sobre todo en los climas donde alternan estaciones húmedas con estaciones secas.

Se llama roca madre a la que proporciona su matriz mineral al suelo. Se distinguen

suelos autóctonos, que se asientan sobre su roca madre, lo que representa la

situación más común, y suelos alóctonos, formados con una matriz mineral aportada

desde otro lugar por los procesos geológicos de transporte.

1.3.2 CIMENTACIÓN

Se denomina cimentación al conjunto de elementos estructurales cuya misión es

transmitir las cargas de la edificación o elementos apoyados a este al suelo

distribuyéndolas de forma que no superen su presión admisible ni produzcan cargas

zonales. Debido a que la resistencia del suelo es, generalmente, menor que la de los

pilares o muros que soportará, el área de contacto entre el suelo y la cimentación

será proporcionalmente más grande que los elementos soportados (excepto en

suelos rocosos muy coherentes).

Las Cimentaciones son las bases que sirven de

sustentación al edificio; se calculan y proyectan

teniendo en consideración varios factores tales

como la composición y resistencia del terreno, las

cargas propias del edificio y otras cargas que

inciden, tales como el efecto del viento o el peso

de la nieve sobre las superficies expuestas a los

mismos.

La cimentación es importante porque es el grupo de elementos que soportan a la

superestructura. Hay que prestar especial atención ya que la estabilidad de la

construcción depende en gran medida del tipo de terreno.




Generalidades

Siempre que sea posible, se preferirá que los cimientos estén solicitados por cargas

centradas, ya que las excéntricas pueden provocar empujes diferenciales.

Se buscará siempre que el terreno de apoyo sea resistente y, si eso no fuese

posible, habrá que buscar soluciones alternativas.

En muchos casos, los cimientos no solo transmiten compresiones, sino que

mediante esfuerzos de rozamiento y adherencia llegan a soportar cargas

horizontales y de tracción, anclando el edificio al terreno, si fuese necesario.

Además de estas funciones principales, los cimientos han de cumplir otros

propósitos:

Ser suficientemente resistentes para no romper por cortante.

Soportar esfuerzos de flexión que produce el terreno, para lo cual se

dispondrán armaduras en su cara inferior, que absorberán las tracciones.

Acomodarse a posibles movimientos del terreno.

Soportar las agresiones del terreno y del agua y su presión, si la hay.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILTipos de cimentación

La elección del tipo de cimentación depende especialmente de las características

mecánicas del terreno, como su cohesión, su ángulo de rozamiento interno, posición

del nivel freático y también de la magnitud de las cargas existentes. A partir de todos

esos datos se calcula la capacidad portante, que junto con la homogeneidad del

terreno aconsejan usar un tipo u otro diferente de cimentación. Siempre que es

posible se emplean cimentaciones superficiales, ya que son el tipo de cimentación

menos costoso y más simple de ejecutar. Cuando por problemas con la capacidad

portante o la homogeneidad del mismo no es posible usar cimentación superficial se

valoran otros tipos de cimentaciones.

Hay dos tipos fundamentales de cimentación: directas y profundas.

Cimentaciones superficiales o directas

Son aquellas que se apoyan en las capas superficiales o poco profundas del suelo,

por tener éste suficiente capacidad portante o por tratarse de construcciones de

importancia secundaria y relativamente livianas. En este tipo de cimentación, la

carga se reparte en un plano de apoyo horizontal.

En estructuras importantes, tales como puentes, las cimentaciones, incluso las

superficiales, se apoyan a suficiente profundidad como para garantizar que no se

produzcan deterioros. Las cimentaciones superficiales se clasifican en:

Cimentaciones ciclópeas.

Zapatas.

http://www.construmatica.com/construpedia/Cimentaciones_Superficiales



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILo Zapatas aisladas.

o Zapatas corridas.

o Zapatas combinadas.

Losas de cimentación.

Cimentaciones ciclópeas

En terrenos cohesivos donde la zanja pueda hacerse con paramentos verticales y

sin desprendimientos de tierra, el cimiento de concreto ciclópeo (hormigón) es

sencillo y económico. El procedimiento para su construcción consiste en ir vaciando

dentro de la zanja piedras de diferentes tamaños al tiempo que se vierte la mezcla

de concreto en proporción 1:3:5, procurando mezclar perfectamente el concreto con

las piedras, de tal forma que se evite la continuidad en sus juntas. El hormigón

ciclópeo se realiza añadiendo piedras más o menos grandes a medida que se va

hormigonado para economizar material. Utilizando este sistema, se puede emplear

piedra más pequeña que en los cimientos de mampostería hormigonada. La técnica

del hormigón ciclópeo consiste en lanzar las piedras desde el punto más alto de la

zanja sobre el hormigón en masa, que se depositará en el cimiento. Precauciones:

Tratar que las piedras no estén en contacto con la pared de la zanja.

Que las piedras no queden amontonadas.

Alternar en capas el hormigón y las piedras.

Cada piedra debe quedar totalmente envuelta por el hormigón.

http://www.laraglobalspain.com/construcci%C3%B3n-y-reformas/construcci%C3%B3n/cimentaci%C3%B3n/



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILZapatas aisladas

Las zapatas aisladas son un tipo de cimentación superficial que sirve de base de

elementos estructurales puntuales como son los pilares; de modo que esta zapata

amplía la superficie de apoyo hasta lograr que el suelo soporte sin problemas la

carga que le transmite. El término zapata aislada se debe a que se usa para asentar

un único pilar, de ahí el nombre de aislada. Es el tipo de zapata más simple, aunque

cuando el momento flector en la base del pilar es excesivo no son adecuadas y en

su lugar deben emplearse zapatas combinadas o zapatas corridas en las que se

asienten más de un pilar. La zapata aislada no necesita junta pues al estar

empotrada en el terreno no se ve afectada por los cambios térmicos, aunque en las

estructuras si que es normal además de aconsejable poner una junta cada 30 m

aproximadamente, en estos casos la zapata se calcula como si sobre ella solo

recayese un único pilar. Una variante de la zapata aislada aparece en edificios con

junta de dilatación y en este caso se denomina "zapata bajo pilar en junta de

diapasón".

Zapatas corridas

http://www.construmatica.com/construpedia/Zapata_Corrida



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLas zapatas corridas se emplean para cimentar muros portantes, o hileras de

pilares. Estructuralmente funcionan como viga flotante que recibe cargas lineales o

puntuales separadas.

Son cimentaciones de gran longitud en comparación con su sección transversal. Las

zapatas corridas están indicadas como cimentación de un elemento estructural

longitudinalmente continuo, como un muro, en el que pretendemos los asientos en el

terreno. También este tipo de cimentación hace de arriostramiento, puede reducir la

presión sobre el terreno y puede puentear defectos y heterogeneidades en el

terreno. Otro caso en el que resultan útiles es cuando se requerirían muchas

zapatas aisladas próximas, resultando más sencillo realizar una zapata corrida.

Zapatas combinadas

Una zapata combinada es un elemento que sirve de cimentación para dos o más

pilares. En principio las zapatas aisladas sacan provecho de que diferentes pilares

tienen diferentes momentos flectores. Si estos se combinan en un único elemento de

cimentación, el resultado puede ser un elemento más estabilizado y sometido a un

menor momento resultante.

Losas de cimentación

http://guiasconcreto.mex.tl/478527_2-3-1---ZAPATAS-AISLADAS-Y-CORRIDAS.html



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILUna losa de cimentación es una placa flotante apoyada directamente sobre el

terreno. Como losa está sometida principalmente a esfuerzos de flexión. El espesor

de la losa será proporcional a los momentos flectores actuantes sobre la misma. La

relación entre el espesor de la losa, los momentos flectores de la placa, las cargas

exteriores y las propiedades elásticas del hormigón de la losa viene dada por la

siguiente expresión:

Dónde:

Momentos flectores en las direcciones x e y.

Constantes elásticas del hormigón.

Carga superficial efectiva en cada punto en la cara superior de la

losa.

El coeficiente de balasto del terreno bajo la losa.

El descenso vertical en cada punto de la losa.

Cimentaciones semiprofundas

Pozos de cimentación o caissons: Son en realidad soluciones intermedias

entre las superficiales y las profundas, por lo que en ocasiones se catalogan

como semiprofundas. Algunas veces estos deben hacerse bajo agua, cuando

no puede desviarse el río, en ese caso se trabaja en cámaras presurizadas.

Arcos de ladrillo sobre machones de hormigón o mampostería .

Muros de contención bajo rasante: no es necesario anclar el muro al terreno.

http://www.argentina.generadordeprecios.info/rehabilitacion/Cimentaciones/Recalces/CZC_Ampliacion_del_cimiento_debajo/CZC020_Recalce_de_cimentacion_mediante_su_.html



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Micropilotes, son una variante basada en la misma idea del pilotaje, que

frecuentemente constituyen una cimentación semiprofunda.

Cimentaciones profundas

Se basan en el esfuerzo cortante entre el terreno y la cimentación para soportar las

cargas aplicadas, o más exactamente en la fricción vertical entre la cimentación y el

terreno. Deben ubicarse más profundamente, para poder distribuir sobre una gran

área, un esfuerzo suficientemente grande para soportar la carga. Algunos métodos

utilizados en cimentaciones profundas son:

Pilotes: son elementos de cimentación esbeltos que se hincan (pilotes de

desplazamiento prefabricados) o construyen en una cavidad previamente

abierta en el terreno (pilotes de extracción ejecutados in situ). Antiguamente

eran de madera, hasta que en los años 1940 comenzó a emplearse el

hormigón.

Pantallas: es necesario anclar el muro al terreno.

o pantallas isostáticas: con una línea de anclajes

o pantallas hiperestáticas: dos o más líneas de anclajes.

Cimentaciones de máquinas

A diferencia de las cimentaciones de edificación, que generalmente están sometidas

a cargas estáticas o cuasiestáticas, las cimentaciones de maquinaria están

sometidas frecuentemente a cargas cíclicas. La existencia de cargas cíclicas obligan

a considerar el estado límite de servicio de vibraciones y el estado límite último de

fatiga.

Algunos tipos de cimentación usados para maquinaria son:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Tipo bloque

Tipo celdas

De muros

Porticadas

Con pilotes

Sobre apoyos elásticos

De soporte

1.3.3 Gravas

En geología y en construcción, se denomina grava a las rocas de tamaño

comprendido entre 2 y 64 milímetros. Pueden ser producidas por el ser humano, en

cuyo caso suele denominarse «piedra partida» o «caliza», o resultado de procesos

naturales. En este caso, además, suele suceder que el desgaste natural producido

por el movimiento en los lechos de ríos haya generado formas redondeadas, en

cuyo caso se conoce como canto rodado. Existen también casos de gravas

naturales que no son cantos rodados.

Estos áridos son partículas granulares de material pétreo (es decir, piedras) de

tamaño variable. Este material se origina por fragmentación de las distintas rocas de

la corteza terrestre, ya sea en forma natural o artificial. En este último caso actúan

los procesos de chancado o triturado utilizados en las respectivas plantas de áridos.

El material que se procesa corresponde principalmente a minerales de caliza,

granito, dolomita, basalto, arenisca, cuarzo y cuarcita.




Aplicación

La grava se usa como árido en la fabricación de hormigones (véase grava

(hormigón)). También, como lastre y revestimiento protector en cubiertas planas no

transitables, y como filtrante en soleras y drenajes.

Se usa como árido en la fabricación de hormigones. También como lastre y

revestimiento protector en cubiertas planas no transitables, y como filtrante en

soleras y drenajes. Por lo general la grava es de diámetro reducido, generalmente

entre 6,4 y 9,5 mm (1/4 y 1/3 de pulgada) que ha sido cribada en condiciones

determinadas.

La arena y la gravilla se extraen y se tratan de diferentes maneras en todo el mundo.

Nuestras bombas de hierro resistentes para dragado y gravilla, las bombas para lodo

revestidas de goma y las válvulas para lodo se usan mucho en esta industria en todo

el mundo.

En todas partes del mundo donde se construyen caminos, edificios e infraestructura

se necesitan cantidades importantes de arena y gravilla en las cercanías del sitio de

la construcción. Esto a menudo implica el dragado y el lavado de la arena y/o gravilla

para eliminar impurezas indeseables del material y para satisfacer las

especificaciones requeridas.

http://www.ecured.cu/index.php/Goma

http://www.ecured.cu/index.php/Hierro

http://www.ecured.cu/index.php/Arena

http://www.ecured.cu/index.php/Hormig%C3%B3n



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILObtención

Como fuente de abastecimiento se pueden distinguir las siguientes situaciones:

Bancos de sedimentación: son los bancos construidos artificialmente para

embancar el material fino-grueso que arrastran los ríos.

Cauce de río: corresponde a la extracción desde el lecho del río, en donde se

encuentra material arrastrado por el escurrimiento de las aguas.

Pozos secos: zonas de antiguos rellenos aluviales en valles cercanos a ríos.

Canteras: es la explotación de los mantos rocosos o formaciones geológicas,

donde los materiales se extraen usualmente desde cerros mediante lo que se

denomina tronadura o voladura (rotura mediante explosivos).

¿De dónde sale la grava?

Está se puede obtener en los ríos, el choque de las piedras desprenden pedazos de

ellas, las que son arrastradas por las corrientes fluviales, estas llegan a oscilar entre

los 2mm a 20 mm, en tanto la piedra triturada tiene tamaños comprendidos entre los

rangos que van desde los 2mm a 64 mm de diámetro.

Está es mejor grava dada su uniformidad, ya que provienen de solo un tipo de roca,

generalmente de origen volcánico, La piedra de los ríos al ser arrastradas por el flujo

laminar de las corrientes, va tomando una forma circular o semi circular a lo que

llamamos canto rodado y es producto de la naturaleza, en cambio el otro tipo de

grava es fabricado por el hombre por medio de trituradoras.

Las piedras que se utilizan principalmente son minerales de caliza, granito,

dolomita, basalto, arenisca, cuarzo y cuarcita, que al ser trituradas (pulverizadas)

toman los nombres de piedra partida o chancada.

Los procesos para obtener grava son de orden natural o de forma artificial,

anteriormente explicados.




http://www.trateco.net/caracteristicas_grava.html



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILTipos de gravas

Áridos-Arena molida Mortero 0,3 mm.

Este árido procede del triturado y lavado del material rodado y calizo natural de

nuestra gravera, tiene un alto equivalente de arena de mas de 90 y alta limpieza. Los

principales usos de este árido son para la edificación y obra civil, se utiliza para

morteros de albañileria, revestimientos y enlucidos de fachadas, mortero para

cimentaciones y muros, rellenos en zanjas de tuberias y cables, etc. MARCADO CE

Norma EN 13139.

Áridos-Arena Lavada Hormigón 0/4 mm.

Este arido se elabora con material redondo natural lavado y tiene las propiedades

optimas para los hormigones mas resistentes. El principal uso es para la fabricación

de todo tipo de hormigones aunque tambien se utiliza para relleno de suelos, como

capa de protección de depósitos, etc. MARCADO CE Norma EN 12620.

Grava Triturada lavada 6/8 mm.

http://lostrincheras.com/wp-content/uploads/2013/11/aridos-Arena-molida-mortero-para-construccion.jpg

http://lostrincheras.com/wp-content/uploads/2013/11/aridos-Arena-Lavada-para-Hormig%C3%B3n.jpg




Esta grava se produce lavando y triturando nuestro material rodado procedente de

nuestra gravera. Este tipo de grava se utiliza principalmente para relleno de aceras y

adoquines.



nuestra gravera,tiene muy buena resistencia a la fragmentacion y gracias al

elaborado proceso conseguimos un indice muy bajo de lajas. Este tamaño de grava

se usa principalmente para la fabricación de hormigon, aunque tambien se utiliza

para rellenos de grava en suelos,drenajes, etc. MARCADO CE Norma EN 12620.

http://lostrincheras.com/wp-content/uploads/2013/11/Grava-Triturada-6-81.jpg

http://lostrincheras.com/wp-content/uploads/2013/11/Grava-Triturada-8-121.jpg






nuestra gravera, matiene una alta resistencia a la fragmentacion y a pesar de su

tamaño tiene un muy bajo indice de lajas. Este tamaño de grava también es el mas

utilizádo para la fabricación de hormigon, aunque tambien se utiliza para relleno para

drenajes, rellenos de cimentaciones, piscinas, etc. MARCADO CE Norma EN 12620.



nuestra gravera, es la grava de machaqueo de mayor tamaño que se produce. Este

tamaño de grava es el mas utilizado para rellenos de pistas, drenajes, relleno de

pozos, para cunetas de carreteras, etc.

http://lostrincheras.com/wp-content/uploads/2013/11/Grava-triturada-12-20.jpg

http://lostrincheras.com/wp-content/uploads/2013/11/Grava-Triturada-Granulometria-22-35.jpg



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILZahorra artificial

La Zahorra Artificial se compone de arena y grava que anteriormente han sido

producidas para el lavado y machaqueo del material todouno procedente de nuestra

gravera. La zahorra artificial se utiliza para la composición por capas de firmes de

carreteras u otras obras civiles. Las variantes de zahorra artificial que fabricamos

segun la granometria son 0/12 mm y 0/40 mm.

1.4 MATERIALES PÉTREOS UTILIZADOS EN LAS OBRAS Y EDIFICACIÓN

Son los materiales naturales, o estos adaptados por el hombre, que sirven como

base para elaborar elementos componentes de una obra civil o arquitectónica.

De acuerdo a la definición de la RAE, pétreo (del latín «petreus») es aquel material

proveniente de la roca, piedra o peñasco; regularmente se encuentran en forma de

bloques, losetas o fragmentos de distintos tamaños, esto principalmente en la

naturaleza, aunque de igual modo existen otros que son procesados e

industrializados por el hombre

Clasificación

Dentro de la clasificación de los materiales pétreos podemos encontrar 3 tipos:

Naturales.- Están localizados en yacimientos naturales, para utilizarlos sólo es

necesario que sean seleccionados, refinados y clasificados por tamaños.

Comúnmente se hallan en yacimientos, canteras y/o graveras.

http://lostrincheras.com/wp-content/uploads/2013/11/Zahorra-Artificial.jpg



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILArtificiales.- Estos se localizan en macizos rocosos, para obtenerlos se emplean

procedimientos de voladura con explosivos, posteriormente se limpian, machacan y

clasifican y con ello se procede a utilizarlos.

Industriales.- Son aquellos que han pasado por diferentes procesos de fabricación,

tal como productos de desecho, materiales calcinados, procedentes de demoliciones

o algunos que ya han sido manufacturados y mejorados por el hombre.

Usos y aplicaciones

Algunos ejemplos del uso de estos materiales incluyen el yeso, que mezclado con

agua se puede utilizar en la construcción de bóvedas, tabiques, placas y moldes, así

como el cemento y hormigón, que se emplean principalmente en el área de

ingeniería civil o arquitectura, ya que se usan para fabricación de estructuras,

columnas, elementos decorativos, etcétera. También se emplean en la elaboración

de carreteras, vías férreas, esculturas, recubrimiento de suelos y paredes. Así pues,

este tipo de materiales se han vuelto importantes en la industria ya que se utilizan en

todo tipo de proyectos, desde lo más sencillo como elaborar firmes de carretera,

revestimientos de pavimentos, hasta algo más complejo como pueden ser edificios

de grandes proporciones.

EJEMPLOS

Algunos tipos de materiales pétreos son el mármol, el granito, la pizarra, vidrio, yeso

y cemento entre una gran gama de materiales que se pueden procesar y crear, y

cada uno de ellos cumple una función importante y singular en el área de la

construcción.

1.4.1 Tipos de rocas

Las rocas se pueden clasificar atendiendo a sus propiedades, como la composición

química, la textura, la permeabilidad, entre otras. En cualquier caso, el criterio más

usado es el origen, es decir, el mecanismo de su formación. De acuerdo con este

criterio se clasifican en ígneas (o magmáticas), sedimentarias y metamórficas,



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILaunque puede considerarse aparte una clase de rocas de alteración, que se

estudian a veces entre las sedimentarias.

Rocas ígneas

Se forman gracias a la solidificación del magma, una

masa mineral fundida que incluye volátiles, gases

disueltos. El proceso es lento, cuando ocurre en las

profundidades de la corteza, o más rápido, si acaece en

la superficie. El resultado en el primer caso son rocas

plutónicas o intrusivas, formadas por cristales gruesos y

reconocibles, o rocas volcánicas o extrusivas, cuando el

magma llega a la superficie, convertido en lava por desgasificación.

Dependiendo de la composición del magma de partida, más o menos rico en sílice

(SiO2), se clasifican en ultramáficas (ultrabásicas), máficas (básicas), intermedias y

félsicas (ácidas), siendo estas últimas las más ricas en sílice. En general son más

ácidas las más superficiales.

Las estructuras originales de las rocas ígneas son los plutones, formas masivas

originadas a gran profundidad, los diques, constituidos en el subsuelo como rellenos

de grietas, y coladas volcánicas, mantos de lava enfriada en la superficie. Un caso

especial es el de los depósitos piroclásticos, formados por la caída de bombas

volcánicas, cenizas y otros materiales arrojados al aire por erupciones más o menos

explosivas. Los conos volcánicos se forman con estos materiales, a veces

alternando con coladas de lava solidificada (conos estratificados).

Rocas sedimentarias

Los procesos geológicos que operan en la superficie

terrestre originan cambios en el relieve topográfico

que son imperceptibles cuando se estudian a escala

humana, pero que alcanzan magnitudes

considerables cuando se consideran períodos de

decenas de miles o millones de años. Así, por



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILejemplo, el relieve de una montaña desaparecerá inevitablemente como

consecuencia de la meteorización y la erosión de las rocas que afloran en superficie.

En realidad, la historia de una roca sedimentaria comienza con la alteración y la

destrucción de rocas preexistentes, dando lugar a los productos de la meteorización,

que pueden depositarse in situ, es decir, en el mismo lugar donde se originan,

formando los depósitos residuales, aunque el caso más frecuente es que estos

materiales sean transportados por el agua de los ríos, el hielo, el viento o en

corrientes oceánicas hacia zonas más o menos alejadas del área de origen.

Se constituyen por diagénesis (compactación y cementación) de los sedimentos,

materiales procedentes de la alteración en superficie de otras rocas, que

posteriormente son transportados y depositados por el agua, el hielo y el viento, con

ayuda de la gravedad o por precipitación desde disoluciones.1 También se clasifican

como sedimentarios los depósitos de materiales organógenos, formados por seres

vivos, como los arrecifes de coral, los estratos de carbón o los depósitos de petróleo.

Las rocas sedimentarias son las que típicamente presentan fósiles, restos de seres

vivos, aunque éstos pueden observarse también en algunas rocas metamórficas de

origen sedimentario.

Las rocas sedimentarias se forman en las cuencas de sedimentación, las

concavidades del terreno a donde los materiales arrastrados por la erosión son

conducidos con ayuda de la gravedad. Las estructuras originales de las rocas

sedimentarias se llaman estratos, capas formadas por depósito, que constituyen

formaciones a veces de gran potencia (espesor).

Rocas metamórficas

En sentido estricto es metamórfica cualquier roca

que se ha producido por la evolución de otra

anterior al quedar está sometida a un ambiente

energéticamente muy distinto de su formación, mucho más caliente o más frío, o a

una presión muy diferente. Cuando esto ocurre la roca tiende a evolucionar hasta

alcanzar características que la hagan estable bajo esas nuevas condiciones. Lo más

común es el metamorfismo progresivo, el que se da cuando la roca es sometida a



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILcalor o presión mayores, aunque sin llegar a fundirse (porque entonces entramos en

el terreno del magmatismo); pero también existe un concepto de metamorfismo

regresivo, cuando una roca evolucionada a gran profundidad — bajo condiciones de

elevada temperatura y presión — pasa a encontrarse en la superficie, o cerca de

ella, donde es inestable y evoluciona a poco que algún factor desencadene el

proceso.

1.4.2 Ciclo litológico

El ciclo litológico o ciclo de las

rocas es un concepto de geología que

describe las transiciones de

material en el tiempo geológico que

permiten que toda roca pueda

transformarse en uno de estos tres

tipos: Rocas sedimentarias, Rocas

metamórficas y rocas ígneas. Las rocas pueden pasar por cualquiera de los tres

estados cuando son forzadas a romper el equilibrio. Una roca ígnea como el basalto

puede partirse y disolverse cuando se expone a la atmósfera, o volver a fundirse al

subducir por debajo de un continente. Debido a las fuerzas generadoras del ciclo de

las rocas, las placas tectónicas y el ciclo del agua, las rocas no pueden mantenerse

en equilibrio y son forzadas a cambiar ante los nuevos ambientes.

Desarrollo histórico

El concepto original del ciclo de las rocas es habitualmente atribuido al que se

considera "el padre de la geología", James Hutton (1726–1797). El ciclo de las rocas

fue una parte del uniformitarianismo (o uniformismo) y su famosa cita: 'no hay

vestigio del principio, y no hay una predicción de un fin', aplicado en particular al

ciclo de las rocas y al ciclo geológico. Este concepto de ciclo de las rocas se

mantuvo vigente hasta la revolución que supuso el descubrimiento de las placas

tectónicas en la década de 1960. Con el desarrollo y comprensión

Del motor de las placas tectónicas, el ciclo de las rocas cambió hasta como lo

conocemos hoy en día. El ciclo de Wilson desarrollado por J. Tuzo Wilson durante



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILlos años 50 del siglo XX, ayudó a entender el proceso de renovación de material

desde las zonas de subducción hasta los valles divergentes.

EL CICLO

Transición a ígneas

Cuando las rocas son levantadas del interior

de la Tierra hasta la superficie, éstas suelen

estar fundidas en magma. Si las condiciones

para que el magma permanezca líquido no

perduran, el magma se enfriará y solidificará en una roca ígnea. Una roca que se

enfría en el interior de la Tierra se denomina intrusiva o plutónica y su enfriamiento

será muy lento, produciendo una estructura cristalina de granos gruesos. Como

resultado de la actividad volcánica el magma puede llegar a enfriarse en la superficie

de forma muy rápida, dando lugar a las rocas extrusivas o rocas volcánicas. Estas

rocas tienen unos granos muy finos y algunas veces se enfrían tan rápido que no

forman cristales visibles, como el caso de la obsidiana (vidrio) o el basalto

(microcristalino). Cualquiera de los tres tipos de roca tiene su origen en magma

fundido y enfriado.

Cambios post-volcánicos

Las masas de rocas de origen ígneo

empiezan a cambiar tan pronto como

empiezan a enfriarse. Los gases que se

encuentran mezclados en el magma

empiezan a disiparse lentamente y los

flujos de lava pueden tardar muchos años en enfriarse. Estos gases atacan los

componentes de las rocas y depositan minerales en las cavidades y fisuras. La

zeolita es muy conocida por este origen. Incluso antes de los procesos post-

volcánicos hayan cesado la descomposición atmosférica y la meteorología empieza

a reaccionar con el mineral volcánico, especialmente aquellos que no sean estables

con nuestra atmósfera. La lluvia, el frío, el ácido carbónico, el oxígeno y otros

agentes operan continuamente sobre las rocas, arrastrando aquellos minerales



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILsolubles en agua o produciendo nuevos productos (como por ejemplo oxidando el

hierro). En la clasificación de rocas estos cambios son considerados generalmente

no esenciales: las rocas son clasificadas y descritas como si estuvieran frías, lo que

es habitual en la naturaleza

Cambios secundarios

El cambio epigenético (procesos secundarios) pueden ser tratados de diversas

maneras, cada una dependerá del grupo de rocas o de los minerales constituyente,

además usualmente hay más de un proceso involucrado en la alteración de la roca.

La silificación, que es reemplazar minerales por cristales o silicatos, es muy común

en materiales félsicos, como la riolita o la serpentinita. La kaolinización es la

descomposición del feldespato en rocas más comunes como el caolín (además de

cuarzo con arcillas). También el granito y la sienita sufren procesos similares. La

serpentinización es la alteración del olivino al grupo de la serpentina (con magnetita),

es típica de las peridotitas, pero ocurre sobre todo en rocas máficas. En la

uralitización secundaria la Hornblenda remplaza la augita. La cloritización es la

alteración de la augita hasta el grupo de las cloritas y dioritas. La epidotización

ocurre también en rocas de este grupo y consiste en el desarrollo de epidotita desde

biotita, hornblenda, augita o plagioclasa de feldespato.

Transición a metamórfico

Las rocas expuestas a altas

temperaturas y presiones pueden

cambiar física o químicamente para

formar un roca diferente, llamada

metamórfica. Los metamorfismos regionales se refieren a efectos de grandes masas

de rocas sobre una región amplia, generalmente asociada con una cordillera

montañosa, especialmente en procesos orogénicos. Estas rocas exhiben distintos

estratos de distinta mineralogía y colores, llamada foliación. Otro tipo de

metamorfismo está causado cuando un cuerpo de roca entra en contacto con una

intrusión ígnea que calienta la roca que lo rodea. Este contacto metamórfico da

como resultado una roca recristalizada por el calor extremo, o incluso con minerales

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rough_diamond.jpg



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILañadidos por los fluidos del magma que puede cambiar la química de la roca, lo que

se denomina metasomatismo.

Transición a sedimentaria

Las rocas expuestas a la atmósfera terrestre

están sujetas a procesos erosivos y

meteorológicos. El agua, el viento, la nieve, la

contaminación o la biología pueden cambiar su

química o su forma. La erosión y la

meteorología rompen la roca original en trozos más pequeños y lo acarrean hasta

otros lugares, donde pueden ir disolviéndolos poco a poco, disgregándolos. Este

material disgregado puede volver a asentarse en estratos y formar de nuevo una

roca, es el caso de la arenisca que está formada por granos de arena compactados.

Hay veces que la fusión puede ser tan fuerte que no parece claro que el material

venga de un disgregado, son el caso de lutitas. Otra fuente importante de rocas

sedimentarias son los restos biológicos que pueden formar rocas sedimentarias

cementadas, como el travertino. Todas las rocas calizas provienen de procesos de

sedimentación, generalmente biológica y las cuevas son lugares de nueva formación

continua de rocas sedimentarias.

1.4.3 Utilidades de las rocas: tajadas, terraplenes, enroscamiento, terraplenes de roca.

El ser humano ha utilizado las rocas como materia prima desde su aparición como

especie, primero como utensilio, posteriormente para construir sus viviendas y más

recientemente como elemento ornamental por su belleza y como fuente de energía.

Terraplenes

En ingeniería civil se denomina

terraplén a la tierra con que se

rellena un terreno para levantar su

nivel y formar un plano de apoyo

adecuado para hacer una obra.

http://es.wikipedia.org/wiki/Construcci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Plano_(geometr%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Solar_edificable

http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo

http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_civil



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILPartes de unos terraplenes

Las partes de un terraplén de carretera son:

Coronación: es la capa superior del terraplén, sobre la que se apoya el firme,

con un espesor mínimo de 2 tongadas y siempre mayor de 50 cm. En esta

parte se dispone los mejores suelos del terraplén, es decir, aquellos que no

sean plásticos o tiendan a resquebrajarse o a asentarse. En España la

normativa impone las características en función del número de vehículos que

circulen por la vía.

Núcleo: es la parte del relleno tipo terraplén comprendida entre el cimiento y

la coronación.

Espaldón: es la parte exterior del relleno tipo terraplén que, ocasionalmente

formará parte de los taludes del mismo. No se consideran parte del espaldón

los revestimientos sin función estructural en el relleno entre los que se

consideran plantaciones, cubiertas de tierra vegetal, protecciones anti

erosión, etc.

Cimiento: es la parte inferior del terraplén en contacto con la superficie de

apoyo. Su espesor será como mínimo de 1 metro.

1.4.4. Yeso.

El yeso, piedra de yeso, yeso crudo, yeso natural o

aljez, es un mineral compuesto de sulfato de calcio

hidratado; también, una roca sedimentaria de origen

químico. Son minerales muy comunes y pueden formar

rocas sedimentarias mono minerales.

El yeso mineral cristaliza en el sistema monoclínico, en

cristales de hábito prismático; tabular paralelo al segundo pinacoide; de forma

rómbica con aristas biseladas en las caras. Se presenta en cristales, a veces

grandes, maclados en punta de flecha y en punta de lanza; también en masas y

agregados espáticos. Con frecuencia fácilmente exfoliable (selenita); puede ser

sacaroideo y translúcido (alabastro), incoloro, blanco, grisáceo, amarillento, rojizo o

incluso negro.

http://es.wikipedia.org/wiki/Alabastro

http://es.wikipedia.org/wiki/Selenita

http://es.wikipedia.org/wiki/Exfoliaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Macla

http://es.wikipedia.org/wiki/Monocl%C3%ADnico

http://es.wikipedia.org/wiki/Roca_sedimentaria

http://es.wikipedia.org/wiki/Sulfato_de_calcio

http://es.wikipedia.org/wiki/Mineral

http://es.wikipedia.org/wiki/Espa%C3%B1a



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEtimología

Los términos yeso y aljez provienen del mismo étimo paleogreco, aunque por vías

distintas. Yeso está tomado del latín gypsum, mientras que aljez proviene del árabe

hispánico alǧiṣṣ, y este a su vez del árabe clásico جصص (ǧiṣṣ), del persa گچ (gač).

Tanto el persa como el latín provienen, en última instancia, del griego antiguo γύψος

(gýpsos).

Afloramientos yesíferos

El afloramiento yesífero de Sorbas es de extremada calidad debido al tipo y tamaño

de la cristalización del yeso, está libre casi por completo de impurezas, y se

encuentra depositado en estratos de más de veinte metros de espesor

perfectamente definidos, por lo que es muy apreciado en el sector minero y por ello

en la zona existen tres canteras a cielo abierto con diversos frentes de explotación

que suministran materia prima a gran parte del mundo.

En el Valle del Ebro, los suelos de yeso originan una vegetación esteparia de gran

valor ecológico llamada vegetación gipsófila. Plantas gispsófilas son la albada

(Gypsophila hispanica) y asnallo (Ononis tridentata).

Artesanales, tradicionales o multi-fases

El yeso negro es el producto que contiene más impurezas, de grano grueso,

color gris, y con el que se da una primera capa de enlucido.

El yeso blanco con pocas impurezas, de grano fino, color blanco, que se usa

principalmente para el enlucido más exterior, de acabado.

El yeso rojo, muy apreciado en restauración, que presenta ese color rojizo

debido a las impurezas de otros minerales.

Industriales o de horno mecánico

Yeso de construcción (bifase)

Grueso

Fino

http://es.wikipedia.org/wiki/Yeso_rojo

http://es.wikipedia.org/wiki/Yeso_blanco

http://es.wikipedia.org/wiki/Yeso_negro



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEscayola, que es un yeso de más calidad y grano más fino, con pureza mayor del

90 %.

Con aditivos

Yeso controlado de construcción

Grueso

Fino

Yesos finos especiales

Yeso controlado aligerado

Yeso de alta dureza superficial

Yeso de proyección mecánica

Yeso aligerado de proyección mecánica

Yesos-cola y adhesivos.

Establecidos en la Norma RY-85

Esta Norma española establece tipos de yeso, constitución, resistencia y usos.

1. Yeso Grueso de Construcción, designado YG

Constituido fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato y anhidrita II artificial

con la posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado.

Uso: para pasta de agarre en la ejecución de tabicados en revestimientos interiores

y como conglomerante auxiliar en obra.

2. Yeso Fino de Construcción, designado YF


con la posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado.

Uso: para enlucidos, refilos o blanqueos sobre revestimientos interiores (guarnecidos

o enfoscados)

3. Yeso de Prefabricados, designado YP


http://es.wikipedia.org/wiki/Escayola



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILcon mayor pureza y resistencia que los yesos de construcción YG e YF

Uso: para la ejecución de elementos prefabricados para tabiques.

4. Escayola, designada E-30

Constituida fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato

con la posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado

con una resistencia mínima a flexotracción de 30 kp/cm²

Uso: en la ejecución de elementos prefabricados para tabiques y techos.

5. Escayola Especial, designada E-35

Constituida fundamentalmente por sulfato de calcio semihidrato

con la posible incorporación de aditivos reguladores del fraguado

con una resistencia mínima a flexotracción de 35 kp/cm²

Uso: en trabajos de decoración, en la ejecución de elementos prefabricados para

techos y en la puesta en obra de estos elementos.

Nota: La anhidrita II artificial es un sulfato de calcio totalmente deshidratado,

obtenido por cocción, del aljez entre 300 °C y 700 °C aprox.

Uso odontológico

Yeso Corriente o Tipo I

Es el más débil de los yesos, debido al tamaño y forma de sus partículas. Se genera

calentando en horno abierto a más de 100 °C. Es el que necesita más cantidad de

agua, y por lo mismo es más poroso y débil. Anteriormente se usaba para la toma de

impresiones en pacientes edéntulos, pero fue reemplazado por materiales menos

rígidos como los hidrocoloides y elastomeros. Este yeso se utiliza principalmente

como impresión final(impresión de lavado) para la fabricación de prótesis completas.

Yeso París o Tipo II

Es un poco más compacto y duro que el Tipo I. Se genera horneando en autoclave

cerrado a 128 °C. Sus partículas son más pequeñas y regulares que el tipo I, por lo



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILmismo, menos poroso y frágil. También llamado "Taller" o Hemihidrato Beta. Es el

más utilizado en odontología, se utiliza para realizar montajes en articulador y para

realizar los enmuflados de cocción en la confección de prótesis.

Yeso Extraduro

Tipo III o Piedra: se calienta a más de 125 °C, bajo presión y en presencia de vapor.

Es aún más duro que el tipo II, con partículas más regulares y finas, por lo que

necesita menos agua para fraguar. Es mucho menos poroso que los otros dos,

menos frágil, por lo que se usa para modelos preliminares de estudio. También es

llamado Hemihidrato Alfa.

Tipo IV o Densita: Es igual al yeso tipo III, pero se le agregan algunas resinas que le

mejoran características como porosidad, porcentaje de absorción de agua, etc. Se

utiliza para trabajar directamente en él y para la realización de troqueles. Sus

partículas más finas le otorgan una mejor precisión en el copiado de superficies. El

agua de cristalización es eliminada hirviendo el mineral en una solución de Cloruro

de Calcio (CaCl) al 30 %. Posterirmente el CaCl es eliminado con agua a 100 °C. No

se produce Dihidrato ya que a esta temparatura la solubilidad es cero.

Tipo V o Sintético: Es el más duro de todos con un porcentaje resinoso alto, sus

características son óptimas, es decir, altamente duro y resistente, no es poroso y no

absorbe mucha agua. Es el más resistente de todos, pero su alto costo limita su uso

a la realización de modelos de exhibición.

Usos del yeso triturado

El yeso triturado se usa para mejorar las tierras agrícolas, pues su

composición química, rica en azufre y calcio, hace del yeso un elemento de

gran valor como fertilizante de los suelos, empleando el mineral pulverizado

para que sus componentes se puedan dispersar en el terreno.

Una de las aplicaciones más

recientes del yeso es la

"remediación" de suelos, esto es, la



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILeliminación de elementos contaminantes de los mismos, especialmente

metales pesados.

Es utilizado para obtener ácido sulfúrico.

Se usa como material fundente en la industria cerámica.

El polvo de aljez se emplea en los procesos de producción del cemento

Portland, donde actúa como elemento retardador del fraguado.

El yeso es la materia prima que, molturada y cocida en hornos especiales,

sirve pera obtener el yeso para construcción, profusamente utilizado en

albañilería como pasta para guarnecidos, enlucidos y revocos, o como pasta

de agarre y de juntas.

También es utilizado para obtener estucados, paneles de yeso prefabricados

y escayolas.

1.4.4.1 Naturaleza del yeso

En estado natural el aljez, piedra de yeso o yeso crudo, contiene 79,07% de sulfato

de calcio anhidro y 20,93% de agua y es considerado una roca sedimentaria,

incolora o blanca en estado puro, sin embargo, generalmente presenta impurezas

que le confieren variadas coloraciones, entre las que encontramos la arcilla, óxido de

hierro, sílice, caliza, vermiculita, etc.

En la naturaleza se encuentra la anhidrita o karstenita, sulfato cálcico, CaSO4,

presentando una estructura compacta y sacaroidea, que absorbe rápidamente el

agua, ocasionando un incremento en su volumen hasta de 30% ó 50%, siendo el

peso específico 2,9 y su dureza es de 2 en la escala de Mohs.

Estado natural

En estado natural el aljez, piedra de yeso o yeso crudo, contiene 79,07% de sulfato

de calcio anhidro y 20,93% de agua y es considerado una roca sedimentaria,

incolora o blanca en estado puro, sin embargo, generalmente presenta impurezas



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILque le confieren variadas coloraciones, entre las que encontramos la arcilla, óxido de

hierro, sílice, caliza, vermiculita, etc.

En la naturaleza se encuentra la anhidrita o karstenita, sulfato cálcico, CaSO4,

presentando una estructura compacta y sacaroidea, que absorbe rápidamente

el agua, ocasionando un incremento en su volumen hasta de 30% ó 50%, siendo

el peso específico 2,9 y su dureza es de 2 en la escala de Mohs.

También se puede encontrar en estado natural la bassanita, sulfato cálcico

hemihidratado, CaSO4·½H2O, aunque raramente, por ser más inestable.

Proceso

El yeso natural, o sulfato cálcico bihidrato CaSO4·2H2O, está compuesto por sulfato

de calcio con dos moléculas de agua de hidratación.

Si se aumenta la temperatura hasta lograr el desprendimiento total de agua,

fuertemente combinada, se obtienen durante el proceso diferentes yesos empleados

en construcción, los que de acuerdo con las temperaturas crecientes de

deshidratación pueden ser:

Temperatura ordinaria: piedra de yeso, o sulfato de calcio bihidrato: CaSO4· 2H2O.

107 °C: formación de sulfato de calcio hemihidrato: CaSO4·½H2O.

107–200 °C: desecación del hemihidrato, con fraguado más rápido que el anterior:

yeso comercial para estuco.

200–300 °C: yeso con ligero residuo de agua, de fraguado lentísimo y de gran

resistencia.

300–400 °C: yeso de fraguado aparentemente rápido, pero de muy baja resistencia

500–700 °C: yeso Anhidro o extra cocido, de fraguado lentísimo o nulo: yeso

muerto.

750–800 °C: empieza a formarse el yeso hidráulico.

800–1000 °C: yeso hidráulico normal, o de pavimento.

1000–1400 °C: yeso hidráulico con mayor proporción de cal libre y fraguado más

rápido.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL1.4.4.2 Proceso de fabricación

A continuación se muestra el proceso de

fabricación del yeso.

Extracción

El sulfato de calcio dihidratado se extrae de

las minas. El tamaño de las piedras puede ser de hasta 50 cm de diámetro.

Selección de la materia prima

Se hace una minuciosa selección de la piedra

de yeso natural, posteriormente se almacena

para su uso en el proceso de calcinación

dependiendo del tipo de yeso a fabricar.

Calcinación

Una vez seleccionado el yeso crudo, se somete a

una deshidratación parcial con una técnica de

calcinación a altas presiones con un riguroso

control de tiempo y temperatura, obteniendo

cristales de mínima porosidad y forma regular, que

permitirán producir modelos de gran dureza y resistencia.

La estructura y propiedades del producto final dependen directamente de las

condiciones de calcinación empleadas.

Trituración

La primera trituración, reduce el tamaño de las

piedras para facilitar su manejo a una

dimensión inferior a 15 cm, la segunda

trituración por medio de quebradoras permite

reducir el tamaño de las piedras de 4 a 5 cm.

Molienda y cribado



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLa operación posterior a la trituración es la molienda, el yeso calcinado es llevado a

tolvas que dosifican la cantidad de material proporcionado a los molinos. La

proporción y distribución de los tamaños de partícula es un factor determinante con

respecto a las propiedades del producto.

Presentación

Se fabrica en colores azul, roza, verde

menta, ocre y blanco. Se envasa en

cubeta de polietileno de cierre hermético

con 25 Kg, envasados en bolsas de

polietileno de 1 Kg ó cajas de cartón

reforzado conteniendo 10 bolsas de 1 Kg.

Mezclado

Una vez que el yeso alfa está finamente

molido, se ajustan los detalles con aditivos

para que el producto responda a las

necesidades del cliente en lo que se refiere a tiempo de fraguado, viscosidad,

porosidad, resistencia mecánica, expansión de fraguado, color, entre otros factores.

Pruebas de estudio

Las pruebas y experimentos de laboratorio se llevan a cabo en etapas de producción

para cada lote, para garantizar que todos los productos cumplan las estrictas

especificaciones requeridas antes de ser envasados y expedidos.

Almacenamiento

Se selecciona el empaque correcto para cada uno de los productos, ofreciendo

envasado de óptima protección que mantenga la calidad del producto durante todo

su trayecto hasta llegar al usuario final.




1.4.4.3 Propiedades del yeso

El yeso tiene gran aplicación en las partes de la construcción preservadas de

humedad. Constituye un mineral blando, llamado químicamente sulfato de cal

hidratado que, calcinado, molido y amasado con agua consigue endurecer

rápidamente. Recibe normalmente el nombre de yeso una vez lista la piedra para

emplear, o bien la "piedra de yeso", antes de verificar dicha preparación.

El yeso está definido por determinadas propiedades físicas y químicas,

interrelacionadas entre sí directa o indirectamente. En función de estas propiedades,

intrínsecas o bien derivadas del proceso de fabricación (extracción, disposición del

hornete, grado de cocido o molido), vendrá dado su uso en construcción.

A su vez, el modo de hidratarlo también determinará el resultado final (temperatura

del agua, proporción de ésta con el yeso,..). Las propiedades que marcan el carácter

del yeso son principalmente:

Solubilidad.

El yeso es poco soluble en agua dulce (10 gramos por litro a temperatura ambiente).

Sin embargo, en presencia de sales su grado de solubilidad se incrementa

notablemente. Desgraciadamente, la salinidad siempre aparece al contacto con el

exterior. Por eso es recomendable el uso del yeso preferiblemente al interior, a

menos que se pueda impermeabilizar mediante algún procedimiento. La solubilidad

aumentará también por factores como la finura.

Finura del molido.

Como hemos comentado anteriormente, el yeso, una vez deshidratado debe ser

molido para su utilización. La finura de molido influye en gran parte en las



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILpropiedades que adquiere el yeso al volverlo a hidratar. La posibilidad de uso del

yeso para la construcción reside en que al amasarlo con agua, reacciona formando

una pasta que endurece constituyendo un conjunto monolítico. Se comprende

fácilmente que, cuanto mayor sea el grado de finura del yeso, más completa será la

reacción y, consecuentemente, la calidad del producto obtenido. La velocidad de

fraguado es proporcional al grado de disolución, con lo que podemos afirmar que el

yeso morirá antes (fraguado rápido). Este último factor limitará el tiempo del

trabajador. Si el yeso muere pronto es apropiado para enlucidos (lucidos), o bien

para acabados rápidos.

Velocidad de fraguado.

El yeso se caracteriza por fraguar con rapidez, por lo que es recomendable para su

uso hidratarlo en pequeñas cantidades. Esta propiedad depende de tres factores:

El propio yeso (grado de finura, pureza, punto de cocido,...

Las condiciones de hidratación (la temperatura del agua, la concentración del yeso

en el agua, el modo de amasar la pasta al hidratarlo).

Agentes externos como la humedad o la temperatura.

A su vez, la rapidez de fraguado del material, nos indica el grado de resistencia con

que concluirá una vez consolidado.

Resistencia mecánica.

Un yeso de alto grado en finura, velocidad de fraguado, concentración de yeso y

temperatura del agua y de atmósfera, será también de alta resistencia mecánica.

El grado de cocido

También afectará a todas estas propiedades. Es necesario encontrar el punto justo

de cocido, siendo perjudicial que esté tanto sobrecosido como falto. También es

conveniente no emplear el yeso recién cocido, se acentuaría la rapidez de fraguado,

impidiendo trabajar con comodidad.

Permeabilidad.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILQuizá el problema más difícil de resolver, sobre todo para su uso al exterior, es el de

su impermeabilización. La solubilidad se ve acentuada por el grado porosidad, y el

yeso posee un grado alto. Por esto, el agua puede penetrar cómodamente a través

de la red capilar, acelerando la disolución, y consecuentemente la pérdida del

material. En los Monegros el empleo del yeso ha sido tanto al interior como al

exterior de las viviendas. El tiempo se ha hecho cargo de demostrar la inadecuación

de yeso en paramentos expuestos a la intemperie. En paredes interiores el resultado

ha sido más duradero. Para los pavimentos, los trabajadores además le añadían una

última mano con cera de abeja, incrementando así su tiempo de vida útil. Todavía

ahora no termina de encontrarse un medio de impermeabilización del todo efectivo,

además de ser caros. Por ello, su ubicación es preferentemente interior.

Adherencia.

Disminuye en contacto con el agua, siendo buena en medio seco, tanto con

materiales pétreos como metálicos.

Corrosión.

Al igual que sucede con la adherencia, en presencia de agua este material reacciona

perjudicando.

Resistencia al fuego.

Es de destacar su buena resistencia al fuego, considerándose buen aislante.

1.4.4.4 Ensayos del yeso

Amasado a saturación. relación agua / yeso.

Para este ensayo se necesita un recipiente cilíndrico de vidrio (en nuestro caso

hemos utilizado un vaso de precipitados) de unos 66mm de diámetro y unos 66 mm

de altura, con marcas a los 16 mm y a los 32mm de altura sobre la superficie de la

base, un cronómetro y una balanza de precisión de +- 0,1g.

Se vierte en el recipiente de vidrio 100 g de agua

teniendo cuidado de no mojar la parte superior de

las paredes del recipiente cilíndrico. Se determina



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILla masa Mo con una precisión de +-0,5g. El tiempo total para realizar el ensayo debe

ser de (120+-5) s.

Primeramente se espolvorea el yeso uniformemente sobre la superficie del agua, de

forma que al cabo de 30 s la pasta de yeso haya alcanzado la primera marca y la

segunda al cabo de los 60 s. Se continúa espolvoreando yeso hasta que al cabo de

(90+-) s la pasta de yeso haya alcanzado unos 2 mm por debajo de la superficie del

agua. Durante los 20 a 40 s posteriores, la cantidad de yeso espolvoreada en la

superficie del agua y por los bordes del recipiente debe ser los suficientes para que

la capa de agua desaparezca. Su aparecieran pequeños grumos de yeso durante la

operación, éstos deberían haberse humectada al cabo de 3 a 5 s.

Determinación de tiempos de fraguado: (método del cuchillo)

El tiempo de principio de fraguado es el tiempo, en minutos, en que los bordes de

una hendidura producida por la hoja de un cuchillo sobre la pasta de yeso dejan de

acercarse.

Se utilizará para realizar este ensayo un cuchillo de longitud de filo de unos 100mm,

16mm de anchura y espesor del borde superior de la hoja de 1mm

aproximadamente, con sección transversal en forma de cuña, una espátula, placas

de vidrio listas, u cronómetro y un recipiente de amasa fabricado en material no

reactivo.

Se prepara la pasta de yeso con la consistencia determinada en el ensayo de

amasado a saturación del apartado anterior.

Se debe anotar el tiempo en se pone en contacto el yeso o el conglomerante a base

de yeso con agua (t0). La pasta de yeso se vierte entonces sobra la placa de vidrio,

agitando constantemente para formar tres galletas de unos 100 mm a 120 mm de

diámetro y de unos 5 mm de espesor.

El tiempo de principio de

fraguado debe

http://3.bp.blogspot.com/-n6gRxiVE4_E/USDlQ9TBS8I/AAAAAAAAANQ/dQDs5lwB9ic/s1600/DSC_0292.JPG



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILdeterminarse haciendo cortes en la galleta, tras cada corte, el cuchillo debe limpiarse

y secarse.

Para obtener el tiempo final de fraguado se ejerce con el dedo corazón una fuerza

de 55N +- 5N unos 5 kgf), sobre la superficie de las galletas, con intervalos de 30

segundos.

La aproximación al fin de fraguado se determina con pruebas sobre las galletas

primera y tercera y las huellas de ensayos, propiamente dichas, se harán sobre la

segunda galleta.

DETERMINACIÓN DEL PH: (RP 35.02 ANEXO G)

Se necesitan los siguientes aparatos:

Un pmentro comercial y disoluciones patrón de pH 4,7 y 10

Con las disoluciones patrón se establece la curva de calibrado del aparato siguiendo

las instrucciones indicadas en cada pHmentro. Igualmente se corrige el efecto de la

temperatura si el aparato no dispone del corrector adecuado.

http://2.bp.blogspot.com/-kL5Ef51h5k0/USUhRQhuS8I/AAAAAAAAAPg/iOMslBGHfNs/s1600/DSC_0370.JPG




Se prepara una disolución de escayola con relación agua / yeso igual a 2. (Por

ejemplo 50 g de yeso en 100 g de agua).

Se agita la mezcla durante 3 minutos y se deja reposar 2 minutos.

En el líquido sobrenadante se introduce los electrodos del pHmetro.

Se efectúa tres medidas en la misma disolución y se acepta como valor de pH el

valor medio de las tres medidas efectuadas.

Preparación de las probetas de ensayo.

El yeso que se va a ensayar a flexión y compresión, se debe amasar según el

procedimiento de la mesa de sacudidas que la norma UNE-EN 13279-2 determina,

con la relación agua / yeso determinada según los procedimientos descritos en la

misma norma en función del tipo de yeso.

Inmediatamente después de la preparación, con la ayuda de una espátula para

rellenar los huecos y las esquinas, se debe pasar la pasta de yeso a los moldes

previamente engrasados. Para eliminar la aparición de burbujas de aire, se debe

elevar el molde 10 mm desde su extremo superior y dejarlo caer.

Esta operación debe repetirse 5 veces. Todo el proceso de relleno de los moldes no

debe superior los 10 minutos desde el comienzo del amasado y su superficie no

debe ser alisada. Cuando la pasta halla fragua debe eliminarse el material sobrante

con una regla metálica o un cuchillo, mediante un movimiento de sierra. Se debe

prepara de esta manera tres probetas como mínimo.

http://4.bp.blogspot.com/-A9e6Y11RgIY/USEE0jiP6rI/AAAAAAAAAOA/m_yFwBHLFlw/s1600/gra.jpg




Cuando la pasta haya adquirido el grado adecuado de resistencia, se deben

desmoldar las probetas identificándolas.

Resistencia mecánica a flexión.

Se determina la carga necesaria para romper una probeta prismática de 160 mm x

40 mm x 40 mm apoyada sobre rodillos cuyos centros estén separados 100 mm.

La probeta debe colocarse sobre los rodillos del dispositivo de flexión y mediante un

rodillo central, debe aplicarse una carga hasta que se rompa la probeta. Se anota la

carga máxima, en Newton, que soporta la probeta.

1.4.4.5 Utilización del yeso

Es utilizado profusamente en construcción como pasta para guarnecidos, enlucidos

y revoques; como pasta de agarre y de juntas. También es utilizado para obtener

estucados y en la preparación de superficies de soporte para la pintura artística al

fresco.

Prefabricado, como paneles de yeso (Dry Wall o Sheet rock) para tabiques, y

escayolados para techos.

Se usa como aislante térmico, pues el yeso es mal conductor del calor y la

electricidad.

Para confeccionar moldes de dentaduras, en Odontología. Para usos quirúrgicos en

forma de férula para inmovilizar un hueso y facilitar la regeneración ósea en una

fractura.

En los moldes utilizados para preparación y reproducción de esculturas.

En la elaboración de tizas para escritura.

En la fabricación de cemento.

http://4.bp.blogspot.com/-1kzUX35HnS0/USEYxiv4D_I/AAAAAAAAAOk/mnRrz48XXYU/s1600/Reves4.png



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILFabricación de Jarrones decorativos.

Natural pulverizado

Para mejorar las tierras agrícolas, pues su composición química, rica

en azufre y calcio, hace del yeso un elemento de gran valor como fertilizante y

también en la corrección de suelos, aunque en este caso se emplea el mineral

pulverizado y sin fraguar para que sus componentes se puedan dispersar en el

terreno.

Asimismo, una de las aplicaciones más recientes del yeso es la "remediación

ambiental" en suelos, esto es, la eliminación de elementos contaminantes de los

mismos, especialmente metales pesados. Ayuda a sustitituir el sodio por calcio y

permite que el sodio drene y no afecte a las plantas. Mejora la estructura del terreno

y aporta calcio sin aumentar el pH, como haría la cal.

De la misma forma, el polvo de yeso crudo se emplea en los procesos de producción

del cemento Portland, donde actúa como elemento retardador del fraguado.

Es utilizado para obtener ácido sulfúrico.

También se usa como material fundente en la industria, bajo temperaturas

superiores a los 4000°C.

Es utilizado profusamente en construcción como pasta para guarnecidos, enlucidos

y revoques; como pasta de agarre y de juntas. También es utilizado para obtener

estucados y en la preparación de superficies de soporte para la pintura artística al

fresco.

Prefabricado, como paneles de yeso (Dry Wall o Sheet rock) para tabiques, y

escayolados para techos.

Se usa como aislante térmico, pues el yeso es mal conductor del calor y

la electricidad.

Para confeccionar moldes de dentaduras, en Odontología. Para usos quirúrgicos en

forma de férula para inmovilizar un hueso y facilitar la regeneración ósea en una

fractura.

En los moldes utilizados para preparación y reproducción de esculturas.

http://www.monografias.com/trabajos/reproduccion/reproduccion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/cari/cari.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/nofu/nofu.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/rock/rock.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/histarte/histarte.shtml



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEn la elaboración de tizas para escritura.

En la fabricación de cemento.

1.5 Cales

La relegada cal es uno de los materiales más reivindicados desde la bio

construcción, por sus grandes ventajas.

Existen dos tipos de cal: la cal viva (cao), la cal apagada (ca(oh)2) también existe la

lechada de cal que no es más que cal hidratada con un exceso de agua. La

fabricación de cales comprende dos procesos químicos: calcinación e hidratación.

La cal viva es obtenida a partir de la calcinación de la piedra caliza (CaCO3) por la

siguiente reacción:

CaCO3→CaO + CO2

La cal apagada se obtiene a partir dela cal viva haciendo una reacción con agua,

esta reacción es exotérmica:

CaO + H2O→Ca(OH)2

Por lo tanto la fabricación de cales comprende dos procesos químicos: calcinación

hidratación, a las cuales van asociados las operaciones de transporte, trituración y

pulverización de la caliza además de la separación por aire y el almacenamiento

adecuado de la cal obtenida para evitar los procesos de re carbonatación:

Ca(OH)2+ CO2→CaCO3+ H2O La cal expuesta al aire absorbe lentamente dióxido

de carbono y agua. Este material se llama cal aérea

Variedades de cal viva.

De acuerdo con el porcentaje dióxido de calcio las cales vivas de clasifican en dos

variedades.

http://www.monografias.com/trabajos4/concreto/concreto.shtml

http://www.monografias.com/trabajos16/metodo-lecto-escritura/metodo-lecto-escritura.shtml



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Cales Grasas: son las más blancas, fabricadas con piedras calizas de gran

pureza, que en presencia de agua reaccionan con fuerte desprendimiento de

calor.

Cales Magras: son más amarillentas, mas impuras porque poseen sustancias

como arcilla, óxido de magnesio, etc., que en presencia de agua reaccionan

con poco desprendimiento de calor

Industrial:

Siderurgia: Se utiliza como fundente y escorificante.

Metalurgia: Se utiliza en los procesos de flotación; en la fundición de cobre,

plomo y zinc; en la producción de magnesio (se pueden utilizar dos tipos de

procesos de fabricación: proceso electrolítico o proceso de reducción térmica,

en este último se utiliza cal viva); en la producción de aluminio; y como

escorificante de la sílice evitando la formación de compuestos de aluminio y

sílice.

Química: Se emplea en la producción de jabón, en la fabricación del caucho y

de carburo cálcico, en la industria petrolífera, en la industria del papel y en

cosmética.

Alimentaria: Se utiliza en la industria azucarera (en concreto en la

elaboración del azúcar de remolacha); en ostricultura; en piscicultura; en la

industria cervecera, en la industria lactea; en la fabricación de colas y

gelatinas, en el tratamiento del trigo y del maíz; en la industria vinícola y en la

conservación de alimentos en contenedores de alimentos “autocalentables”,

en la nixtamalización del maíz para obtener masa de maíz nixtamalizada para

hacer tortillas mexicanas y todos los derivados de ella.

Vidrio: Su utilización proporciona vidrios más brillantes y con mejor color. La

fusión es más rápida, lo cual supone un ahorro económico durante el proceso

de fabricación del vidrio.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Curtidos: Es una de sus aplicaciones más antiguas. Los baños de lechada de

cal permiten la extracción de pelos e hinchamiento de las pieles antes del

curtido.

Construcción

Infraestructuras: En estabilización de suelos:5 para secar suelos húmedos,

descongelar los helados y mejorar las propiedades de los suelos arcillosos.

Edificación: En la fabricación de prefabricados de cal: Hormigón celular ó

aireado, ladrillos silicocalcáreos y bloques de tierra comprimida.6

La cal es un producto de construcción más, con su Marcado CE7 y su

correspondiente normalización (UNE EN-459:1, 2 y 3).

Cal apagada.

Se dice que se obtiene “cal apagada” cuando los albañiles vierten agua sobre la cal

viva en las construcciones. El apagado es exotérmico: se desprende gran cantidad

de calor que evapora parte del agua utilizada. Simultáneamente la cal viva se

desterrona y expande. Es pastosa y como es cáustica, no debe tocarse con los

dedos. El apagado de la cal viva se practica en un hoyo excavado en el terreno o

dentro de una batea de madera. Mientras el albañil añade agua, remueve

constantemente la mezcla. Después cubre con agua el producto obtenido y lo

estaciona un mínimo de 48 horas. Con cal apagada, arena y en ocasiones polvo de

ladrillo se hace la mezcla, argamasa o mortero aéreo, para asentar ladrillos, fijar

baldosas y azulejos y revocar paredes.

Cal hidratada.

La cal hidratada es hidróxido de calcio, pero la cal viva no es apagada a pie de obra,

sino en condiciones cuidadosamente controladas. El óxido de calcio debe recibir una

cantidad estrictamente necesaria de agua, obteniéndose un hidróxido como polvo

seco, que se muele finamente. La cal hidrata dase expende en bolsas de papel

impermeable de 40 kilos. Se utiliza como la cal apagada pero reporta ventajas:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Transporte sencillo y almacenamiento en pilas.

Buena conservación, por no estar expuesta al aire.

Y aplicación inmediata, que no requiere estacionamiento previo bajo agua

durante 48 hs.

1.5.1 Utilización de las cales.

En el sector de la agrícola

La cal se usa generalmente para neutralizar los ácidos presentes en el suelo aunque

se usa mas la caliza directamente para estos fines en donde se requiere poca

pureza.

En el sector de la construcción

La cal se usa principalmente en enlucidos y estuco principalmente como cal

hidráulica la cual contiene gran cantidad de impurezas silíceas por que debido a

esto la cal hidráulica fragua bajo el agua y tiene propiedades plásticas, generalmente

se usa como sustituto del cemento, la cal hidratada se usa para la fabricación de

ladrillos de cal los cuales consisten en la cal hidráulica mas arena los cuales juntos

forman silicatos monocálcicos los cuales tienen propiedades aislantes, por esto

mismo se agrega a algunas carreteras de arena cal hidráulica para formar silicatos

sobre esta y así formar un “ cemento natural” donde obviamente no se requiere cal

de gran pureza.

En el sector de industrial

Gran parte de la caliza no sirve por problemas de pureza, por esta razón

gran parte de la cal se obtiene a partir de conchas de mar las cuales son

basadas en CaCO3 puro.

En el sector de metalurgía

La cal viva tiene un gran uso como fundente en la manufactura del acero donde se

requiere una cal de una gran pureza, además la cal se usa en el trefilado de

alambres como lubricante, también se usa en la fabricación de lingotes en moldes de



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILhierro para evitar la adherencia de estos lingotes, otro uso de la cal es para

neutralizar los ácidos con los que se limpian los productos del acero, en este sentido

se prefiere la cal para neutralizar que la caliza debido a que la caliza produce CO2 al

contacto con ácidos lo cual es un problema debido a que puede generar asfixias en

los que lo manipulan. La lechada de cal se usa como aislante temporal a la

corrosión, en el recocido del acero, se usa además en casi todos los procesos para

la extracción de Mg, también para recuperar la sílice de la bauxita, se emplea en la

flotación de minerales no férreos donde actúa como depresor y mantiene la

alcalinidad correcta, para todos estos usos metalúrgicos se requiere una cal de una

pureza superior a las anteriores y como consecuencia una caliza de una pureza

mayor de donde sintetizar esta cal.

1.5.2 Proceso de fabricación

El proceso de fabricación de las cales consta de las siguientes fases:

1. Materias primas

La materia prima para la fabricación de la cal es la piedra caliza, que, cuando es

pura, está constituida por carbonato cálcico con un 56% en peso de CaO y un 44%

de CO2.

Las calizas suelen tener impurezas casi siempre de arcillas y otras substancias

como sulfuros, álcalis y materias orgánicas. Al realizarse la cocción algunas se

eliminan volatilizándose o permanecen en pequeñas cantidades, que apenas

influyen en la calidad del producto.

La arcilla es la principal impureza que poseen las calizas y determina la

hidraulicidad de las mismas.

La fabricación de la cal comprende, en síntesis, el arranque de la piedra caliza del

yacimiento, la calcinación y el apagado.

1. Explotación de las canteras



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILSe efectúa en primer lugar un

desmonterado consistente en la extracción de

las tierras de labor que eventualmente

cubren los yacimientos calizos. Se abre

luego el frente de explotación mediante las

operaciones de perforación y barrenado.

El arranque de la piedra se realiza

empleando explosivos. Como resultado de la explosión se obtienen grandes bloques

que hay que reducir a un tamaño comprendido entre los 5 y los 10cm para hacerlos

manejables. Esta operación también se puede realizar mediante explosivos.

3. Trituración

Antes de introducir el producto en los hornos es necesario el machaqueo, el cual

puede ser seguido por una molienda según el tipo de horno del que se disponga.

Esta fase puede realizarse en cantera o en fábrica.

4. Calcinación

El calor que se suministra a la caliza para su transformación produce un primer

efecto que consiste en la evaporación del agua de cantera. Posteriormente sigue

aumentando la temperatura hasta conseguir la descomposición de la caliza.

5. Hornos

La transmisión de calor depende de la superficie de contacto, por lo que la piedra

debe tener un tamaño mínimo.

Si son piedras gruesas se necesitará más combustible y su núcleo no quedará bien

cocido, formándose así los caliches. Las piedras pequeñas en cambio dejarán poco



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILespacio para producir un tiro adecuado que lleve el CO2al exterior, pudiéndose

producir así una reversión en la reacción.

6. Sistemas de apagado

El apagado de la cal consiste en la combinación del óxido cálcico obteniéndose un

producto, el hidróxido cálcico, que aumenta de volumen respecto al producto inicial y

se desprende calor.

7. Reposo y almacenaje

En cuanto a los periodos de tiempo de reposo de una cal en pasta desde su

apagado hasta su utilización existen diferentes opiniones según la época y el autor.

Según Vázquez, por ejemplo, antes de emplear la cal apagada es conveniente

dejarla reposar 6 días. La antigua norma MV 201 establecía en cambio un periodo

de 2 semanas antes de su uso, y 20 días si la pasta de cal iba a ser empleada para

morteros para enlucidos.

1.5.3 Propiedades de las cales.

El mortero de cal es más poroso que los morteros de cemento, así, cualquier

contenido de sal en el agua se cristaliza en la cal, dañando la cal y por consiguiente

el ahorro de la mampostería. Por otra parte, el cemento evapora menos agua que el

ladrillo blando, estas cuestiones de humedad son susceptibles para provocar la

formación de la sal en las superficies de ladrillo y la consiguiente desintegración de

ladrillos.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEsta capacidad de evaporación de la humedad es ampliamente conocida como

“transpiración”. Por lo general, cualquier humedad en la pared hará que el mortero

de cal pueda cambiar el color, lo que indica la presencia de humedad.

Tradicionalmente, en las obras, antes de la utilización de mezcladores mecánicos, la

masilla de cal (cal apagada en el sitio en un pozo) se mezclaba con arena, la mezcla

se hacía con una “Larry” (una azada ancha, con agujeros grandes). Esto luego se

cubría con arena y se dejaba reposar por un tiempo (de días a semanas), un

proceso conocido como «acumulación». Este proceso no se puede hacer con OPC.

1.5.4 Ensayos de las cales

• Morteros para cimentaciones y asentamientos de piedra natural y bloques de

fábrica:

La cal aérea aporta la mayor trabajabilidad y flexibilidad debido a una mayor finura

frente a la cal hidráulica natural

Pero es preferible la cal hidráulica ya que aparte de buena trabajabilidad y

flexibilidad tiene mayor resistencia a la compresión y una mayor resistencia inicial,

con la ventaja de poder adelantar el trabajo rápido con ahorro de tiempo y dinero.

Además tolera las transferencias de humedades y sales minerales

Gracias a su mayor endurecimiento inicial la cal hidráulica natural permite al

constructor realizar trabajos en el exterior durante todo el año, también en los meses

del invierno, siempre que se proporciona una protección contra calores, hielo y

aguas pluviales durante las primeras 72 horas de cura.

• Construcción de piscinas naturales y estanques (almacenaje de aguas pluviales,

etc.):

Cal hidráulica natural (NHL 5), ya que es más impermeable, más resistente a la

compresión, más resistente a sales minerales y capaz de endurecerse incluso

debajo del agua, sin la presencia de aire.

• Revestimientos exteriores e interiores:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLos morteros para revestimientos exteriores, en todo caso serían a base de cal

hidráulica natural, ya que tiene la mayor resistencia mecánica, la mayor

impermeabilidad y la mejor resistencia a agresiones ambientales así como

influencias marítimas.

Los revestimientos interiores podrían ser compuestos de un revestimiento base de

mortero de cal hidráulica natural y un acabado fino (en una o varias capas) a base

de mortero de cal aérea, sin o con pigmento lo que en su totalidad es un estuco de

cal.

La elevada finura y máxima trabajabilidad de la cal aérea, que se puede aumentar

aún más trabajando con cal grasa en pasta, es necesaria para un buen resultado

final del acabado.

Su elevada porosidad es responsable para un efecto máximo de compensación de

vapores de agua en la vivienda así como un excelente aislamiento térmico.

• Lechadas y pinturas:

Para la fijación de una superficie con mala adherencia, se podrían aplicar una o

varias capas de lechada de cal aérea o cal hidráulica natural. Para la fijación de

superficies arenosas es aconsejable la cal hidráulica.

Para aumentar la adherencia de un soporte justo antes de revestir da más efecto la

lechada de cal aérea, la más grasa posible. Las pinturas serían a base de cal aérea

(color mas blanco), preferiblemente cal grasa en pasta, diluido con agua y si acaso

mezclado con pigmentos aptos para la cal. La cal en pasta, para pintar, debe estar

elaborada de las capas superiores (con ausencia de partículas gordas sin apagar)

de la cal que ha reposado bajo el agua durante un tiempo de meses o años.

Es aconsejable añadir a la pintura un estabilizante natural que entrará en reacción

con la cal, como la caseína por ejemplo, ya que de esta forma se aumenta su

resistencia al tacto.

La humidificación del soporte y el control de la desecación del filme de pintura es de

gran importancia ya que la falta de agua es incompatible con la carbonización de la

cal.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl ámbito de aplicación de pinturas de cal son más bien interiores ya que las pinturas

de cal son sensibles a las variaciones climáticas (hielo, sol, viento y humedad). Pues

exigen un alto grado de mantenimiento en exteriores.

• Fijación de tejas, solería (interior y exterior) y piezas de decoración y murales:

• Estabilizar tierra con cal:

Se puede estabilizar la tierra para la fabricación de adobes o tapial y conseguiremos

aumentar su resistencia mecánica así como su resistencia al agua. Los suelos muy

arcillosos (40% o más) se estabilizan mejor con cal aérea.

Los suelos muy arenosos se estabilizan mejor con cal hidráulica para ganar más

resistencia.

A parte de mezclarlo todo bien, para asegurar un buen proceso de endurecimiento,

las mezclas de tierra y cal hidráulica se deben poner en obra pronto, evitando el

secado rápido, ya que, si no se puede perder con facilidad el 50% de resistencia.

La cal viva en polvo puede ser utilizada para estabilizar pero tiene la desventaja de

producir mucho calor y puede dañar peligrosamente la piel. Por causa del calor de

hidratación tiende a secar el suelo rápidamente con el riesgo de dilatación. En

general se aplica un 5% de estabilizante ya que menos cal casi significa una pérdida

de resistencia. La estabilización no es una ciencia exacta por ello depende del

técnico o constructor, es mejor hacer bloques de prueba para realizar ensayos. El

propósito de estos ensayos es encontrar la menor cantidad de estabilizante que

satisfaga los requerimientos.

1.5.5 Clasificación




Cal grasa

Si la roca caliza original contiene menos del 5% de arcilla, al producto final después

del cocimiento se le conoce como cal grasa y es un producto que al hidratarse se

convierte en una pasta de color blanco, adherente, untuosa, trabada y que tiene la

propiedad de entrelazar los materiales pétreos endureciéndose en el aire, razón por

la cual se utiliza como aglomerante en la construcción de obras.

Cal magra

Si la roca caliza original contiene menos del 5% de arcilla pero más del 10% de

magnesia al producto final después del cocimiento se le conoce como cal magra y al

hidratarse, genera mayor cantidad de calor que las cales grasas, dando un producto

de color grisáceo, poco untuoso, poco adherente y poco trabado que al endurecerse

se convierte en polvo razón por la cual no se usa como aglomerante.

Cal hidráulica

Si la roca caliza original posee más del 5% de arcilla, al producto final después del

cocimiento se le conoce con el nombre de cal hidráulica y además de las

propiedades que posee la cal grasa tiene la propiedad de endurecer dentro y fuera

del agua, razón por la cual se utiliza en la construcción de obras hidráulicas.

UNIDAD 2

2. Conglomerantes Hidráulicos

En 1756 John Smeaton, descubrió que se podía producir un cemento hidráulico

quemando piedra caliza mezclada con arcilla.

En 1812 Louis Vicat demostró que la hidraulicidad (propiedad de fraguado el agua)

de estos conglomerante era el resultado de quemar conjuntamente piedra caliza y

arcilla.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEn 1824 Joseph Aspdin patento lo hoy se conoce como cemento Portland.

Alcanzaban gran estabilidad en este tipo de mezclas debido a una reacción que se

da entre la cal, la sílice y la alúmina contenidas en los materiales citados,

consiguiendo así una naturaleza comparable a la que se obtiene con la hidratación

de los conglomerantes hidráulicos modernos. Sin embargo; es a partir del S-XVIII

cuando se inicia la producción de conglomerantes hidráulicos, es decir; materiales

capaces de fraguar o endurecer en presencia del agua.

Los conglomerantes hidráulicos se remonta al año 1756.La influencia de la tradición

romana probablemente haya retrasado el descubrimiento de los conglomerantes

hidráulicos, ya que es común en la literatura romana que se insista en que para

tener una buena cal hay que procesar una caliza muy pura. Por lo tanto, las calizas

arcillosas eran rotundamente desechadas, quedando limitado su aprovechamiento a

otro tipo de tareas constructivas.

Los primeros conglomerantes producidos de esta forma, tenían las características de

los cementos rápidos actuales; poseían mucha adherencia lo que les facilitaba su

compactación, condición que no se debía al secado de la mezcla o a la

carbonatación de la cal, sino a la reacción que se daba entre los materiales que los

conformaban y el agua.

2.1 Cementos

El cemento es un conglomerante formado a partir de

una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y

posteriormente molidas, que tiene la propiedad de

endurecerse al contacto con el agua. Hasta este punto

la molienda entre estas rocas es llamada Clinker, esta

se convierte en cemento cuando se le agrega yeso,

este le da la propiedad a esta mezcla para que pueda

fraguar y endurecerse. Mezclado con agregados

pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que

fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón (en



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEspaña, parte de Suramérica y el Caribe hispano) o concreto (en México y parte de

Suramérica). Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil.

Desde la antigüedad los griegos aprendieron a crear mezclas resistentes al agua

añadiéndoles tierra y paja.

Asimismo, los romanos generalizaron el uso de las mezclas de cal con puzolana,

teniendo al día de hoy el vestigio de sus grandes obras.

Alcanzaban gran estabilidad en este tipo de mezclas debido a una reacción que se

da entre la cal, la sílice y la alúmina contenidas en los materiales citados,

consiguiendo así una naturaleza comparable a la que se obtiene con la hidratación

de los conglomerantes hidráulicos modernos. Sin embargo; es a partir del S-XVIII

cuando se inicia la producción de conglomerantes hidráulicos, es decir; materiales

capaces de fraguar o endurecer en presencia del agua.

2.1.1. Constituyentes del cemento.

Los cementos están compuestos de diferentes materiales (componentes) que

adecuadamente dosificadas mediante un proceso de producción controlado, le dan

al cemento las cualidades físicas, químicas y resistencias adecuadas al uso

deseado.

Existen, desde el punto de vista de composición normalizada, dos tipos de

componentes:

Componente principal: Material inorgánico, especialmente seleccionado,

usado en proporción superior al 5% en masa respecto de la suma de todos

los componentes principales y minoritarios.

Componente minoritario: Cualquier componente principal, usado en

proporción inferior al 5% en masa respecto de la suma d e todos los

componentes principales y minoritarios.

Descripción de los componentes

Caliza (L)



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEspecificaciones:

CaCO3 >= 75% en masa.

Contenido de arcilla < 1,20 g/100 g.

Contenido de carbono orgánico total TOC) <= 0,50% en masa.

Caliza (LL)

Especificaciones:

CaCO3 >= 75% en masa.

Contenido de arcilla < 1,20 g/100 g.

Contenido de carbono orgánico total TOC) <= 0,20% en masa.

Cenizas volantes calcáreas (W)

Las cenizas volantes se obtienen por precipitación electrostática o mecánica

de partículas pulverulentas arrastradas por los flujos gaseosos de hornos

alimentados con carbón pulverizado. La ceniza volante calcárea es un polvo

fino que tiene propiedades hidraúlicas y/o puzolánicas.

Composición: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos.

Especificaciones:

CaO reactivo > 10,0% en masa si el contenido está entre el 10,0% y el

15,0% las cenizas volantes calcáreas con más del 15,0% tendrán una

resistencia a compresión de al menos 10,0 Mpa a 28 días

SiO2 reactivo >= 25%

Expansión estabilidad) <= 10 mm

Pérdida por calcinación <= 5,0% en masa si está entre el 5,0% y 7,0%

en masa (pueden también aceptarse, con la condición de que las

exigencias particulares de durabilidad, y principalmente en lo que

concierne a la resistencia al hielo, y la ompatibilidad con los aditivos,

sean cumplidas conforme a las normas o reglamentos en vigor para

hormigones o morteros en los lugares de utilización)

Cenizas volantes silíceas (V)



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLas cenizas volantes se obtienen por precipitación electrostática o mecánica

de partículas pulverulentas arrastradas por los flujos gaseosos de hornos

alimentados con carbón pulverizado. La ceniza volante silícea es un polvo fino

de partículas esféricas que tiene propiedades puzolánicas.

Composición química: SiO2 reactivo, Al2O3, Fe2O3 y otros compuestos.

Especificaciones:

(SiO2) reactivo >= 25%

CaO reactivo < 10,0% en masa

CaO libre < 1,0% en masa si el contenido es superior al 1,0% pero

inferior al 2,5% es también aceptable con la condición de que el

requisito de la expansión (estabilidad) no sobrepase los 10 mm

Pérdida por calcinación < 5,0% en masa si el contenido está entre el

5,0% y 7,0% en masa pueden también aceptarse, con la condición de

que las exigencias particulares de durabilidad, y principalmente en lo

que concierne a la resistencia al al hielo, y la compatibilidad con los

aditivos, sean cumplidas conforme a las normas o reglamentos en

vigor para hormigones o morteros en los lugares de utilización.

2.1.2 Fabricación del cemento

El proceso de fabricación de cemento está compuesto principalmente de seis

etapas:

1.Explotación de Materia

Prima

2.Transportación de

Materia Prima

3.Trituración

4.Pre homogenización

5.Almacenamiento de

Materia Prima

6.Molienda de la Materia

Prima



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL7.Homogenización de Harina Cruda

8.Calcinación

9.Molienda de Cemento

10.Empaque y Despacho

En todas y cada una de estas etapas, se lleva un estricto control de calidad, para

asegurar y cumplir las normas internacionales para los cementos producidos, así

como un verdadero compromiso con la gestión ambiental.

1. Explotación de Materia Prima

De las canteras de piedra se extrae la caliza y la

arcilla a través de barrenación y detonación con

explosivos, cuyo impacto es mínimo gracias a la

moderna tecnología empleada.

El Proceso industrial comienza en la cantera con la extracción de las materia prima,

que se efectúa mediante a cielo abierto, con uso de perforadora especiales y

posteriores voladuras.

2. Transportación de Materia Prima

Una vez que las grandes masas de piedra han sido fragmentadas, se transportan a

la planta en camiones o bandas. Una vez extraído es encargado por una pala de

gran capacidad



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL3. Trituración

El material de la cantera es

fragmentado en los trituradores,

cuya tolva recibe las materias

primas, que por efecto de

impacto y/o presión son

reducidas a un tamaño máximo

de una y media pulgadas.

La planta de trituración de caliza

y arcillas, permite reducir el material con tamaño de hasta 1.2m a un tamaño final

comprendido entre 0/46mm. Este material triturado es transportado hasta el predio

de la planta, mediante una cinta transportadora.

4. Pre homogenización

La prehomogeneizacion es la mezcla proporcional de los diferentes tipos de arcilla,

caliza o cualquier otro material que lo requiera.

Una vez llegado a la planta, el materias primas, donde se efectua un adecuado

proceso de prehomogeneizacion.

5. Almacenamiento de Materia Prima

Cada una de las materias primas es transportada por separado a silos en donde son

dosificadas para la producción de diferentes tipos de cemento.

6. Molienda de la Materia Prima

Se realiza por medio de un molino vertical de acero, que muele el material mediante

la presión que ejercen tres rodillos cónicos al rodar sobre una mesa giratoria de

molienda. Se utilizan también para esta fase molinos horizontales, en cuyo interior el

material es pulverizado por medio de bolas de acero.

7. Homogenización de Harina Cruda



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILSe realiza en los silos equipados para lograr una mezcla homogénea del material.

8. Calcinación

La calcinación es la parte medular del proceso, donde se emplean grandes hornos

rotatorios en cuyo interior, a 1400°C la harina se transforma en clinker, que son

pequeños módulos gris obscuros de 3 a 4 cm.

9. 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 el yeso para alargar el tiempo de fraguado

del cemento.

Una vez más el análisis del producto saliendo del molino es prioritario, por lo que el

mismo también se lleva a cabo por medio de un analizador de rayos X, que permite

el ajuste en las proporciones de los materiales y así obtener las características del

cemento específico que se está produciendo. El control del tamaño de las partículas

de cemento molido es otra variable de gran importancia, pues afecta grandemente

sus propiedades; por lo que su medición frecuente es considerada.

10.Empaque y Despacho

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.

2.1.3 Clasificación de los Cementos

Se pueden establecer dos tipos básicos de cementos:

1. de origen arcilloso: obtenidos a partir de arcilla y piedra caliza en proporción 1

a 4 aproximadamente;

https://es.wikipedia.org/wiki/Caliza

https://es.wikipedia.org/wiki/Arcilla



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL2. de origen puzolánico: la puzolana del cemento puede ser de origen orgánico o

volcánico

Elemento, diferentes por su composición, por sus propiedades de resistencia y

durabilidad, y por lo tanto por sus destinos y usos.

Desde el punto de vista químico se trata en general de una mezcla de silicatos y

aluminatos de calcio, obtenidos a través del cocido de calcáreo, arcilla y arena. El

material obtenido, molido muy finamente, una vez que se mezcla con agua se

hidrata y solidifica progresivamente. Puesto que la composición química de los

cementos es compleja, se utilizan terminologías específicas para definir las

composiciones.

Cemento Natura

Se obtiene de rocas calizas muy arcillosas, se

endurece con rapidez y no son muy resistentes.

Cemento Portland

Producto que se obtiene por pulverización del Clinker

Portland con la edición de una o mas formas de

sulfato de calcio se admite la edición de otros

productos siempre que su inclusión no afecte las

propiedades del cemento resultante. Todos los

productos adicionales deben ser pulverizados

conjuntamente con Clinker.

Con el agregado de materiales particulares al cemento (calcáreo o cal) se obtiene el

cemento plástico, que fragua más rápidamente y es más fácilmente trabajable. Este

material es usado en particular para el revestimiento externo de edificios.

Normativa

https://es.wikipedia.org/wiki/Agua

https://es.wikipedia.org/wiki/Puzolana



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLa calidad del cemento portland deberá estar de acuerdo con la norma ASTM C 150.

En Europa debe estar de acuerdo con la norma EN 197-1. En España los cementos

vienen regulados por la Instrucción para recepción de cementos RC-08, aprobada

por el Real Decreto 956/2008 de 6 de junio.

Fabricación del Cemento Portland

El cemento esta compuesto principalmente por materiales calcáreos tales como

caliza, alúmina y sílice que se encuentran como arcilla o pizarra; también se utiliza

marga, que es un material calcáreo-arcilloso, por yeso, y en los últimos años la

edición de materiales puzolanico que puede ser en estados natural como tierra de

diatomeas, rocas opalinas, esquistos, cenizas volcánicas, o material calcinado (los

nombrados anteriormente y algunos como las arcillas y esquistos más comunes), o

de material artificial (oxido de silicio precipitado y cenizas volcánica).

Cemento Portland especiales

Los cementos portland especiales son los cementos que se obtienen de la misma

forma que el portland, pero que tienen características diferentes a causa de

variaciones en el porcentaje de los componentes que lo forman.

Portland férrico

El portland férrico está caracterizado por un

módulo de fundentes de 0,64. Esto

significa que este cemento es muy rico en

hierro. En efecto se obtiene introduciendo

cenizas de pirita o minerales de hierro en

polvo. Este tipo de composición comporta por

lo tanto, además de una mayor presencia de Fe2O3 (oxido ferroso), una menor

presencia de 3CaOAl2O3 cuya hidratación es la que desarrolla más calor. Por este

motivo estos cementos son particularmente apropiados para ser utilizados en climas

cálidos. Los mejores cementos férricos son los que tienen un módulo calcáreo bajo,

en efecto estos contienen una menor cantidad de 3CaOSiO2, cuya hidratación

produce la mayor cantidad de cal libre (Ca (OH)2). Puesto que la cal libre es el

https://es.wikipedia.org/wiki/ASTM



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILcomponente mayormente atacable por las aguas agresivas, estos cementos,

conteniendo una menor cantidad, son más resistentes a las aguas agresivas que el

plástico.

Tipos de cemento portland:

-Tipo I : normal es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general,

cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo.(Edificios,

estructuras industriales, conjuntos habitacionales) Libera mas calor de hidratación

que otros tipos de cemento

-Tipo II : de moderada resistencia a los sulfatos, es el cemento Pórtland destinado a

obras de concreto en general y obrasb expuestas a la acción moderada de sulfatos o

donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando así sea especificado.

(Puentes, tuberías de concreto).

-Tipo III : Alta resistencia inicial, como cuando se necesita que la estructura de

concreto reciba carga lo antes posible o cuando es necesario desencofrar a los

pocos días del vaciado

-Tipo IV : Se requiere bajo calor de hidratación en que no deben producirse

dilataciones durante el fraguado

-Tipo V : Usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada

de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras portuarias)

Cementos Blancos

Contrariamente a los cementos férricos, los cementos blancos tienen un módulo de

fundentes muy alto, aproximadamente 10. Estos contienen por lo tanto un porcentaje

bajísimo de Fe2O3. EI color blanco es debido a la falta del hierro que le da una

tonalidad grisácea al Portland normal y un gris más oscuro al cemento férrico. La

reducción del Fe2O3 es compensada con el agregado de fluorita (CaF2) y de criolita

(Na3AlF6), necesarios en la fase de fabricación en el horno. Para bajar la calidad del

tipo de cemento que hoy en día hay 4: que son tipo I 52,5, tipo II 52,5, tipo II 42,5 y

tipo II 32,5; también llamado pavi) se le suele añadir una cantidad extra de caliza



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILque se le llama clinkerita para rebajar el tipo, ya que normalmente el Clinker molido

con yeso sería tipo 1

Cemento de Mezclas

Los cementos de mezclas se obtienen agregando al cemento Portland normal otros

componentes como la puzolana. El agregado de estos componentes le da a estos

cementos nuevas características que lo diferencian del Portland normal.

Cemento Puzolanico

Se denomina puzolana a una fina ceniza volcánica que se extiende principalmente

en la región del Lazio y la Campania, su nombre deriva de la localidad de Pozzuoli,

en las proximidades de Nápoles, en las faldas del Vesubio. Posteriormente se ha

generalizado a las cenizas volcánicas en otros lugares. Ya Vitrubio describía cuatro

tipos de puzolana: negra, blanca, gris y roja.

entendido los romanos: El antiguo puerto de Cosa (puerto) fue construido con

puzolana mezclada con cal apenas antes de su uso y colada bajo agua,

probablemente utilizando un tubo, para depositarla en el fondo sin que se diluya en

el agua de mar. Los tres muelles son visibles todavía, con la parte sumergida en

buenas condiciones después de 2100 años.

La puzolana es una piedra de naturaleza ácida, muy reactiva, al ser muy porosa y

puede obtenerse a bajo precio. Un cemento puzolánico contiene aproximadamente:

55-70% de Clinker Portland

30-45% de puzolana

2-4% de yeso

Puesto que la puzolana se combina con la cal (Ca (OH)2), se tendrá una menor

cantidad de esta última. Pero justamente porque la cal es el componente que es

atacado por las aguas agresivas, el cemento puzolánico será más resistente al

ataque de éstas. Por otro lado, como el 3CaOAl2O3 está presente solamente en el

componente constituido por el Clinker Portland, la colada de cemento puzolánico

desarrollará un menor calor de reacción durante el fraguado. Este cemento es por lo



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILtanto adecuado para ser usado en climas particularmente calurosos o para coladas

de grandes dimensiones.

Cemento Siderúrgico

La puzolana ha sido sustituida en muchos casos por la ceniza de carbón proveniente

de las centrales termoeléctricas, escoria de fundiciones o residuos obtenidos

calentando el cuarzo. Estos componentes son introducidos entre el 35 hasta el 80%.

El porcentaje de estos materiales puede ser particularmente elevado, siendo que se

origina a partir de silicatos, es un material potencialmente hidráulico. Ésta debe sin

embargo ser activada en un ambiente alcalino, es decir en presencia de iones OH -.

Es por este motivo que debe estar presente por lo menos un 20% de cemento

Portland normal. Por los mismos motivos que el cemento puzolánico, el cemento

siderúrgico tiene mala resistencia a las aguas agresivas y desarrolla más calor

durante el fraguado. Otra característica de estos cementos es su elevada alcalinidad

natural, que lo rinde particularmente resistente a la corrosión atmosférica causada

por los sulfatos.

Cemento de fraguado rápido

El cemento de fraguado rápido, también conocido como "cemento romano ó prompt

natural", se caracteriza por iniciar el fraguado a los pocos minutos de su preparación

con agua. Se produce en forma similar al cemento Portland, pero con el horno a una

temperatura menor (1.000 a 1.200 °C).1 Es apropiado para trabajos menores, de

fijaciones y reparaciones, no es apropiado para grandes obras porque no se

dispondría del tiempo para efectuar una buena colada. Aunque se puede iniciar el

fraguado controlado mediante retardantes naturales (E-330) como el ácido cítrico,

pero aun así si inicia el fraguado aproximadamente a los 15 minutos (a 20 °C). La

ventaja es que al pasar aproximadamente 180 minutos de iniciado del fraguado, se

consigue una resistencia muy alta a la compresión (entre 8 a 10 MPa), por lo que se

obtiene gran prestación para trabajos de intervención rápida y definitivos. Hay

cementos rápidos que pasados 10 años, obtienen una resistencia a la compresión

superior a la de algunos hormigones armados (mayor a 60 MPa).

Cemento Aluminoso



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl cemento aluminoso se produce principalmente a partir de la bauxita con

impurezas de óxido de hierro (Fe2O3), óxido de titanio (TiO2) y óxido de silicio (SiO2).

Adicionalmente se agrega óxido de calcio o bien carbonato de calcio. El cemento

aluminoso también recibe el nombre de «cemento fundido», pues la temperatura del

horno alcanza hasta los 1.600 °C, con lo que se alcanza la fusión de los

componentes. El cemento fundido es colado en moldes para formar lingotes que

serán enfriados y finalmente molidos para obtener el producto final.

El cemento aluminoso tiene la siguiente composición de óxidos:

35-40% óxido de calcio

40-50% óxido de aluminio

5% óxido de silicio

5-10% óxido de hierro

1% óxido de titanio

Su composición completa es:

60-70% CaOAl2O3

10-15% 2CaOSiO2

4CaOAl2O3Fe2O3

2CaOAl2O3SiO2

Por lo que se refiere al óxido de silicio, su presencia como impureza tiene que ser

menor al 6 %, porque el componente al que da origen, es decir el (2CaOAl2O3SiO2)

tiene pocas propiedades hidrófilas (poca absorción de agua).

Hidratación

CaOAl2O3+10H2O → CaOAl2O310H2O (cristales hexagonales)

2(CaOAl2O3)+11H2O → 2CaOAl2O38H2O + Al (OH)3 (cristales + gel)

2(2CaOSiO2)+ (x+1) H2O → 3CaO2SiO2xH2O + Ca (0H)2 (cristales + gel)

Mientras el cemento Portland es un cemento de naturaleza básica, gracias a la

presencia de cal Ca (OH)2, el cemento aluminoso es de naturaleza sustancialmente

neutra. La presencia del hidróxido de aluminio Al (OH)3, que en este caso se



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILcomporta como ácido, provocando la neutralización de los dos componentes y

dando como resultado un cemento neutro.

El cemento aluminoso debe utilizarse en climas fríos, con temperaturas inferiores a

los 30 °C. En efecto, si la temperatura fuera superior, la segunda reacción de

hidratación cambiaría y se tendría la formación de 3CaOAl2O36H2O (cristales

cúbicos) y una mayor producción de Al (OH)3, lo que llevaría a un aumento del

volumen y podría causar fisuras.

2.1.4 Comportamiento de los cementos

Entre los cementos portland se pueden distinguir, a estos efectos, dos tipos

extremos que serían los tipos III y V ASTM los de alta saturación de cal, ricos en

C3S y relativa y circunstancialmente en C3A, con altas resistencias, de

endurecimiento rápido y gran calor de hidratación, y los de características contrarias,

especialmente por lo que se re-fiere al contenido de C3A.

Frente al ensayo de ANSTETT e incluso al ASTM cabe esperar, lógicamente, que

los segundos se comporten mucho mejor que los primeros, y así se ha podido

observar y confirnriar una vez más recientemente, en un caso particular

Frente a estos factores de carácter químico, los de naturaleza física, como puede

ser una mayor resistencia mecánica a toda edad de los cementos III frente a los de



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILtipo V por razón de su más rápido endurecimiento, o una posible mayor compacidad

—^menor porosidad, permeabilidad, penetrabilidad y succión capilar— de las

probetas ANSTETT del cemento III que haga más difícil y lenta la penetración de

agua en ellas, cuentan bastante menos.

La posible mayor compacidad de las probetas ANSTETT de un cemento III con

relación a las de un cemento V, podría ser debida a una mayor plasticidad de la

mezcla amasada de yeso y pasta hidratada, la cual al ser sometida a la presión de

compactación del ensayo, "se cerraría" más. Lo cual, a su vez, puede obedecer a

una finura inicial bastante mayor del cemento III, cuando su condición de alta

resistencia inicial se consigue exclusivamente o principalmente forzando en demasía

la finura de su clinker. Finura mayor que también contribuye a proporcionar en un

tiempo dado un grado más avanzado de hidratación y, por lo tanto, una mayor

consolidación -—resistencia mecánica.

Estas consideraciones de carácter físico cuentan en cambio mucho más, cuando se

trata

de explicar un comportamiento mejor de los cementos de tipo III ASTM en relación

con los cementos puzolánicos frente al ensayo de ANSTETT y al propio ensayo

ASTM.

2.1.5 Propiedades del cemento

Por la calidad del cemento se entiende el grupo de propiedades que caracterizan el

cemento en su uso final como aglomerante hidráulico en hormigones y morteros,

utilizados para actividades de construcción.

Dichas propiedades son importantes para la fabricación, la ejecución y la vida útil de

los productos de hormigón para los cuales el cemento es utilizado.

Los requisitos a la calidad del cemento vienen de los usuarios, y los aspectos

importantes pueden variar mucho, dependiente del producto de hormigón fabricado y

el método de producción utilizado. Un juego general de requisitos a cumplir son los

especificados en las normas nacionales o internacionales. El cumplimiento de las

normas mencionadas permite que el cemento sea comercializado y vendido bajo

una designación de tipo específica.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILPara la tarea de fabricar un cemento que cumple con los requisitos de las normas y

de los usuarios, los fabricantes de cementos disponen de una variedad de

materiales, equipos de producción y parámetros del proceso. Cuanto mejor

entiendan los fabricantes la relación básica entre dichos factores y las propiedades

con respecto al uso final del cemento, mejor podrá controlar las propiedades, por

ejemplo mantenerlas en un nivel deseado y reducir las variaciones alrededor de ese

nivel al mínimo posible.

El clinker de cemento portland es el factor más importante en cuanto a las

propiedades del cemento. Para comprender la relación entre las características del

clinker y las propiedades del cemento es importante darse cuenta de que el clinker

está compuesto de un grupo de diferentes minerales que difieren con respecto a sus

propiedades. De esta manera, la cantidad de relación es importante para las

resultantes propiedades del clinker. A continuación se presentan la individualidad de

los constituyentes mineralógicos y su influencia cualitativa y cuantitativa en las

propiedades básicas del cemento.

Buena resistencia al ataque químico.

Resistencia a temperaturas elevadas. Refractario.

Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo.

Se ha de evitar el uso de armaduras. Con el tiempo aumenta la porosidad.

Uso apropiado para bajas temperaturas por ser muy exotérmico.

Está prohibido el uso de cemento aluminoso en hormigón pretensado. La vida útil de

las estructuras de hormigón armado es más corta.

El fenómeno de conversión (aumento de la porosidad y caída de la resistencia)

puede tardar en aparecer en condiciones de temperatura y humedad baja.

El proyectista debe considerar como valor de cálculo, no la resistencia máxima sino,

el valor residual, después de la conversión, y no será mayor de 40 N/mm2.

Se recomienda relaciones A/C ≤ 0,4, alta cantidad de cemento y aumentar los

recubrimientos (debido al pH más bajo).

https://es.wikipedia.org/wiki/Refractario



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILDensidad

La densidad del cemento Portland varia generalmente entre 2.90 y 3.20 g/cm3

dependiendo básicamente de la cantidad y densidad del material puzolanico que se

adiciones. La densidad de un cemento no indica la cantidad del mismo; su uso

principal radica en dosificación y control de mezclas.

Fraguado

Se refiere al paso de la mezcla del estado del fluido o plástico al estado sólido.

Aunque durante el fraguado la pasta adquieres alguna Resistencia para efectos

prácticos.

Propiedades físicas del cemento de aluminato de calcio

Fraguado: Normal 2-3 horas. Similar al del cemento Portland.

Endurecimiento: muy rápido. En 6-7 horas tiene el 80 % de la resistencia.

Estabilidad de volumen: No expansivo.

Calor de hidratación: muy exotérmico.Desprende rápidamente una gran

cantidad de calor.

Muy resistente a sulfatos y muy buena durabilidad y resistente a compuestos

ácidos

Buenas propiedades refractarias, aguanta 1500-1600 ºC manteniendo

resistencias y propiedades físicas.

Expuesto a condiciones de ata temperatura y alta humedad (Por ejemplo una

zona costera) sufre una alteración en su composición química:

Propiedades físicas y mecánicas

Mediante análisis empíricos, definimos las siguientes propiedades, que nos

ayudan a elegir y conformar un cemento en función del uso que le queremos dar:

La finura o superficie específica: Una de las etapas del proceso de

fabricación del cemento es la molienda del Clinker con el yeso. La hidratación

de los granos de cemento ocurre desde el interior, por lo que el área

superficial constituye el material de hidratación. Al reducir el espesor de esta




capa aumenta la velocidad de hidratación lo que posteriormente conlleva a

una menor resistencia a la fisura. En definitiva, el tamaño de los granos

definirá la posterior resistencia a fisura del cemento.

Definimos como firmeza la capacidad que tiene el cemento de conservar su

volumen después de fraguar. Esta propiedad puede verse afectada por la

presencia de cantidades excesivas de cal libre.

El paso del estado plástico al estado endurecido de una masa de cemento se

denomina tiempo de fraguado, es un proceso muy exotérmico y depende de

varios factores:

La composición química del cemento

La cantidad de agua ( a mayor cantidad mayor rápidez)

La temperatura ambiente: A menor temperatura se produce un

ralentizamiento del proceso. Sin embargo por encima de los 32

grados el aumento de velocidad se invierte

La finura del material

Llamamos falso fraguado a la rigidez prematura que se presenta en los

primeros minutos tras la adición de agua. Se diferencia de la anterior en que

no despide calor de forma apreciable y desaparece al mezclar nuevamente la

pasta. Se debe a la parcial deshidratación del yeso en los hornos.

La resistencia a la compresión es, en términos estructurales la capacidad

más destacable de los cementos, y puede verse afectada por el paso del

tiempo, la incidencia de las inclemencias meteorológicas y el mal

almacenamiento del Clinker. Aumenta de manera elevada en los primeros

días tras la conformación y en algunos cementos, paulatinamente durante

largos periodos de tiempo.

El peso especifico que se define como la relación entre la cantidad dada y el

volumen absoluto es una propiedad fundamentalmente usada para determinar

la mezcla y es muy similar en todos los cementos Portland




La consistencia normal se define como aquella fluidez determinada por una

cierta cantidad de agua. Tiene relación con la calidad del cemento y el tiempo

de fraguado. EL requerimiento de agua varía entre distintos cementos y

puede llegar a suponer una variación de un 20-30%

2.1.6 Empleo del cemento

Con cemento portland se hace el cemento armado, hormigón o concreto, una

asociación de cemento con arena y pedregullo. Los ingredientes se amasan con

agua y vierten en un “encofrado” de madera en cuyo interior hay varillas de hierro.

En columnas, vigas y losas para techo o para piso, se unen la resistencia a la

compresión dada por el cemento y la resistencia a la tracción, derivada del metal. El

hormigón se prepara en obra, si bien hay fabricas que lo venden a granel, listo para

ser utilizado. El cemento portland para monumentos y detalles ornamentales no es

apropiado debido a su color gris. Para tales usos se fabrica cemento blanco, con

menor contenido de óxidos de hierro y dentro de hornos alimentados con gas

natural, para que el clinquer no sea contaminado con cenizas.

El agregado de pigmentos al cemento blanco lo colorea a voluntad. Los cementos de

endurecimiento rápido , o super cementos, tienen un porcentaje más alto de silicato

tricálcico. Las piedras calizas utilizadas para la pasta cruda son de gran pureza.

Además el clinquer se muele muy finamente. Estos cementos alcanzan, a los 3 días,

la resistencia lograda por el portland a los 28 días. Son de costo mas elevado pero

aceleran la construcción. Los cementos aluminosos, o cementos fundidos, se

elaboran con hornos eléctricos, a elevada temperatura. Contienen mayor porcentaje

de óxido de aluminio que el portland. Endurecen con velocidad y no son afectados

por el agua de mar, que disgrega al cemento común. Los cementos aluminosos se

emplean en instalaciones portuarias. El fibrocemento es cemento portland mezclado

con fibras de amianto. Es liviano y aislante del calor. Las chapas lisas de

fibrocemento sirven para tabiques; las corrugadas, para techos de depósitos y

galpones.

Aplicaciones



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl cemento de aluminato de calcio resulta muy adecuado para:

Hormigón refractario.

Reparaciones rápidas de urgencia.

Basamentos y bancadas de carácter temporal.

Cuando su uso sea justificable, se puede utilizar en:

Obras y elementos prefabricados, de hormigón en masa u hormigón no estructural.

Determinados casos de cimentaciones de hormigón en masa.

Hormigón proyectado.

No resulta nada indicado para:

Hormigón armado estructural.

Hormigón en masa o armado de grandes volúmenes.(muy exotérmico)

Es prohibido para:

Hormigón pretensado en todos los casos.

Usos comunes del cemento de aluminato de calcio

Alcantarillados.

Zonas de vertidos industriales.

Depuradoras.

Terrenos sulfatados.

Ambientes marinos.

Como mortero de unión en construcciones refractarias.

Carreteras.

Con cemento portland se hace el cemento armado, hormigón o concreto, una

asociación de cemento con arena y pedregullo. Los ingredientes se amasan con

agua y vierten en un “encofrado” de madera en cuyo interior hay varillas de hierro.

En columnas, vigas y losas para techo o para piso, se unen la resistencia a la



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILcompresión dada por el cemento y la resistencia a la tracción, derivada del metal. El

hormigón se prepara en obra, si bien hay fabricas que lo venden a granel, listo para

ser utilizado. El cemento portland para monumentos y detalles ornamentales no es

apropiado debido a su color gris. Para tales usos se fabrica cemento blanco, con

menor contenido de óxidos de hierro y dentro de hornos alimentados con gas

natural, para que el clinquer no sea contaminado con cenizas.

El agregado de pigmentos al cemento blanco lo colorea a voluntad. Los cementos de

endurecimiento rápido , o super cementos, tienen un porcentaje más alto de silicato

tricálcico. Las piedras calizas utilizadas para la pasta cruda son de gran pureza.

Además el clinquer se muele muy finamente. Estos cementos alcanzan, a los 3 días,

la resistencia lograda por el portland a los 28 días. Son de costo mas elevado pero

aceleran la construcción. Los cementos aluminosos, o cementos fundidos, se

elaboran con hornos eléctricos, a elevada temperatura. Contienen mayor porcentaje

de óxido de aluminio que el portland. Endurecen con velocidad y no son afectados

por el agua de mar, que disgrega al cemento común. Los cementos aluminosos se

emplean en instalaciones portuarias. El fibrocemento es cemento portland mezclado

con fibras de amianto. Es liviano y aislante del calor. Las chapas lisas de

fibrocemento sirven para tabiques; las corrugadas, para techos de depósitos y

galpones.

2.2 MORTEROS Y HORMIGONES

Mortero

Se define como mortero a un producto plástico obtenido por la mezcla de uno o

varios aglomerantes, arenas, agua y en su caso aditivos. Tienen la propiedad de

fraguar y endurecer en contacto con el aire y en algunos casos con el agua. Se

emplean en construcción para unir elementos y revestir paramentos (verticales:

pared; horizontal: techo y suelo) (áridos finos: morteros; áridos gruesos: hormigón)

Hormigón



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl hormigón o concreto es un material compuesto empleado en construcción,

formado esencialmente por un aglomerante al que se añade partículas o fragmentos

de un agregado, agua y aditivos específicos..

El concreto convencional, normalmente

usado en pavimentos, edificios y otras

estructuras, tiene un peso específico

(densidad, peso volumétrico, masa unitaria)

que varía de 2200 hasta 2400 kg/m³ (137

hasta 150 libras/piés3). La densidad del

concreto varía dependiendo de la cantidad

y la densidad del agregado, la cantidad de

aire atrapado (ocluido) o intencionalmente incluido y las cantidades de agua y

cemento. Por otro lado, el tamaño máximo del agegado influye en las cantidades de

agua y cemento. Al reducirse la cantidad de pasta (aumentándose la cantidad de

agregado), se aumenta la densidad En el diseño del concreto armado (reforzado), el

peso unitario de la combinación del concreto con la armadura normalmente se

considera 2400 kg/m³ (150 lb/ft³).

Dependiendo de las proporciones de cada uno de sus constituyentes existe una

tipología de hormigones. Se considera hormigón pesado aquel que posee una

densidad de más de 3200 kg/m³ debido al empleo de agregados densos (empleado

protección contra las radiaciones), el hormigón normal empleado en estructuras que

posee una densidad de 2200 kg/m³ y el hormigón ligero con densidades de

1800 kg/m³

La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien

los esfuerzos de compresión, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos

de esfuerzos (tracción, flexión, cortante, etc.), por este motivo es habitual usarlo

asociado a ciertas armaduras de acero, recibiendo en este caso la denominación

de hormigón armado, o concreto pre-reforzado en algunos lugares; comportándose

el conjunto muy favorablemente ante las diversas solicitaciones. Cuando se proyecta

una estructura de hormigón armado se establecen las dimensiones de los

elementos, el tipo de hormigón, los aditivos y el acero que hay que colocar en

https://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n_armado

https://es.wikipedia.org/wiki/Acero

https://es.wikipedia.org/wiki/Armadura_(construcci%C3%B3n)

https://es.wikipedia.org/wiki/Tracci%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_de_compresi%C3%B3n



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILfunción de los esfuerzos que deberá soportar y de las condiciones ambientales a

que estará expuesto.

Características mecánicas

La principal característica estructural del hormigón es resistir muy bien los esfuerzos

de compresión. Sin embargo, tanto su resistencia a tracción como al esfuerzo

cortante son relativamente bajas, por lo cual se debe utilizar en situaciones donde

las solicitaciones por tracción o cortante sean muy bajas. Para determinar la

resistencia se preparan ensayos mecánicos (ensayos de rotura) sobre probetas de

hormigón.

Características físicas del hormigón

Las principales características físicas del hormigón, en valores aproximados, son:

Densidad: en torno a 2350 kg/m³

Resistencia a compresión: de 150 a 500 kg/cm² (15 a 50 MPa) para el

hormigón ordinario. Existen hormigones especiales de alta resistencia que

alcanzan hasta 2000 kg/cm² (200 MPa).

Resistencia a tracción: proporcionalmente baja, es del orden de un décimo de

la resistencia a compresión y, generalmente, poco significativa en el cálculo

global.

Tiempo de fraguado: dos horas, aproximadamente, variando en función de la

temperatura y la humedad del ambiente exterior.

Tiempo de endurecimiento: progresivo, dependiendo de la temperatura,

humedad y otros parámetros.

De 24 a 48 horas, adquiere la mitad de la resistencia máxima; en una

semana 3/4 partes, y en 4 semanas prácticamente la resistencia total

de cálculo.

Dado que el hormigón se dilata y contrae en magnitudes semejantes al acero, pues

tienen parecido coeficiente de dilatación térmico, resulta muy útil su uso simultáneo

https://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_de_rotura

https://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_cortante

https://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_cortante

https://es.wikipedia.org/wiki/Tracci%C3%B3n



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILen obras de construcción; además, el hormigón protege al acero de la oxidación al

recubrirlo.

Fraguado y endurecimiento.

Diagrama indicativo de la

resistencia (en %) que adquiere el

hormigón a los 14, 28, 42 y 56

días.

La pasta del hormigón se forma

mezclando cemento artificial y

agua debiendo embeber totalmente a

los áridos. La principal cualidad de esta pasta es que fragua y endurece

progresivamente, tanto al aire como bajo el agua.

El proceso de fraguado y endurecimiento es el resultado de reacciones químicas de

hidratación entre los componentes del cemento. La fase inicial de hidratación se

llama fraguado y se caracteriza por el paso de la pasta del estado fluido al estado

sólido. Esto se observa de forma sencilla por simple presión con un dedo sobre la

superficie del hormigón. Posteriormente continúan las reacciones de hidratación

alcanzando a todos los constituyentes del cemento que provocan el endurecimiento

de la masa y que se caracteriza por un progresivo desarrollo de resistencias

mecánicas

Tipos de hormigón

En la Instrucción española (EHE), publicada en 1998, los hormigones están

tipificados según el siguiente formato siendo obligatorio referirse de esta forma en

los planos y demás documentos de proyecto, así como en la fabricación y puesta en

obra:

Hormigón T – R / C / TM / A

T: se denominará HM cuando sea hormigón en masa, HA cuando sea hormigón

armado y HP cuando sea hormigón pretensado.

R: resistencia característica del hormigón expresada en N/mm².

C: letra inicial del tipo de consistencia: S Seca, P plástica, B Blanda, F Fluida y L

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ConcreteHardening.JPG



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLíquida.

TM: tamaño máximo del árido expresado en milímetros.

A: designación del ambiente a que estará expuesto el hormigón.

Tipos de morteros

Según el aglomerante:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Morteros de yeso

Morteros de cal (para unir piedras y ladrillos mejor que el cemento por sus

propiedades)

Morteros de cemento

Morteros de cemento-cola

Morteros mixtos o bastardo, en los que se mezclan dos aglomerantes:

Yeso y cal

Cal y cemento

2.2.1 Diferencia entre h ormigón y mortero

De forma general el mortero es una mezcla de cemento y arena o cemento yeso y

arena. El hormigón además de cemento y arena contiene gravas de diversa

granulometría.

El hormigón por su parte es un elemento de uso estructural bien en masa

(elementos estructurales de hormigón en masa) o bien armado (cuando en su

interior disponemos armaduras).

2.2.2 Componentes del Hormigón

a) Cemento:

El conglomerante habitualmente utilizado es el cemento pudiéndose utilizar mezclas

de cemento y cal. Lo normal es utilizar los cementos del tipo CEM-II, con adiciones,

sobre todo los tipos mixtos y cementos blancos correspondientes a los mismos. La

clase resistente de los cementos es aconsejable que sea como máximo de 32,5

N/mm2 , utilizándose a veces cementos de clases resistentes 22,5 y 42,5 en el caso

de utilizar cementos blancos.

Hay que tener en cuenta que cuanto mayor es la clase resistente del cemento menor

es la plasticidad del mortero. En el caso de utilizar morteros blancos o coloreados se

utiliza cemento blanco con o sin cal y áridos blancos procedentes normalmente de

mármoles machacados, o calizas caoliníticas.

b) Cales:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLa cal se utiliza en la fabricación de los morteros bastardos, es decir, con dos

conglomerantes, cemento y cal, con lo que se mejoran la plasticidad del mortero y la

retención de agua, dando una mezcla de color más claro. Lo habitual es la utilización

de cales aéreas dada la escasa producción de cales hidráulicas.

c) Arenas:

Las arenas utilizadas habitualmente son las de río, naturales o de machaqueo. En

este último caso hay que proceder al lavado de las mismas para evitar un alto

contenido en finos que pudiera dificultar la adherencia de la pasta de cemento.

Deben de carecer de materia orgánica. La granulometría de los áridos debe estar

conforme con los requisitos que se citan a continuación, en función del tamaño del

árido (d/D), excepto cuando para usos especiales se especifiquen otros límites.

Además el tamaño máximo de la arena deber ser menor o igual que un tercio del

espesor de la junta.

d) Granulometría.

Es el estudio de los áridos en función de su tamaño y la relación que existe entre los

distintos tamaños y su forma

Huso granulométrico del árido fino

Es importante que la granulometría del árido permanezca constante durante la

ejecución de la obra, ya que los cambios en dicha granulometría pueden obligar a

realizar ajustes en la composición del hormigón por su repercusión sobre la cantidad

de cemento y de agua.

e) Aguas:

Se pueden utilizar para el amasado de morteros las aguas sancionadas como

aceptables por la práctica. No se utilizarán aguas de mar dado que su uso puede

producir eflorescencias en las fábricas.

f) Aditivos:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEn el caso de utilizar aditivos debe comprobarse que no afecten de forma

desfavorable a la calidad del mortero, de la fábrica, y a la durabilidad. Los aditivos se

clasifican según el efecto principal es decir, la característica que se quiera mejorar,

en plastificantes, incluso res de aire, hidrófugos etc. También se utilizan aditivos

para modificar los tiempos de fraguado.

2.2.3 Dosificación del hormigón

Los métodos de dosificación de hormigones tienen por finalidad encontrar las

proporciones en que hay que mezclar a los diferentes componentes de los mismos

para conseguir mezclas que posean determinadas características de consistencia,

compacidad, resistencia, durabilidad, etc.

El cálculo teórico de las proporciones en que hay que mezclar a los componentes no

exime de la comprobación experimental para la puesta a punto de la composición a

adoptar. Esto es debido a que ningún método de dosificación puede tener en cuenta

la gran cantidad de factores que influyen en las propiedades del hormigón a

conseguir.

No existe un método único de dosificación, sino que, dependiendo de las

condiciones que deba reunir el hormigón, el proyectista podrá elegir uno entre varios

de los muchos existentes y los resultados que se consigan con él serán buenos

cuando éste se haya elegido convenientemente y se hayan realizado las

correcciones oportunas mediante masas de prueba en lo referente a la cantidad y

proporción de los componentes, la EHE indica las siguientes limitaciones:

- La cantidad mínima de cemento y la máxima relación agua/cemento serán las

establecidas en la siguiente tabla.

Dosificación de un hormigón en volumen

Este tipo de dosificación es el más antiguo, fácil y cómodo, a todos los efectos, en

aquellas pequeñas obras donde la precariedad de medios precise su realización



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILmanual y a pie de obra. La Tabla siguiente permite calcular de manera sencilla los

materiales necesarios para la confección de 1 m3 de este material, así como prever

las materias precisas para el conjunto o volumen de hormigón que requiera la obra.

Cálculo de la dosificación

Se considera como tamaño máximo del árido al que corresponde al tamiz más

pequeño de la serie utilizada que retenga menos del 15 por 100 del peso total del

árido. Dado que la granulometría del árido conjunto no se conoce hasta haber

realizado la composición de todas las fracciones del árido, y a fin de evitar tanteos,

se considera como tamaño máximo la abertura del menor tamiz que retiene menos

del 25 por 100 al cribar por él la grava, es decir, el árido de mayor tamaño, no

entrando en esta determinación los gránulos de grandes dimensiones la cantidad de

cemento a introducir en el diseño de la mezcla será la real que se vaya a emplear en

la fabricación del hormigón.

La cantidad de agua se elige de acuerdo con el tipo de árido utilizado, su tamaño

máximo y la consistencia que deba tener el hormigón. Si los hormigones han de

colocarse mediante bombeo o en secciones estrechas es conveniente emplear

consistencia blanda. Si se van a consolidar por vibración la consistencia más

adecuada es la plástica y si estos van a consolidarse con vibración enérgica e

incluso compresión, puede emplearse consistencia seca




Consistencia del hormigón.

Depende del contenido en agua de la mezcla, se determinan con el cono de

ABRAMS y el docilímetro de IRIBARREN, se clasifica en:

Seca

Plástica

Blanda

Fluida.

Líquida

Parámetros o propiedades más importantes del hormigón.

Relación agua-cemento. Es el volumen de cemento empleado respecto al

volumen de agua.

Tipo del árido. Granulometría.

Peso específico. Oscila entre 2.000-4000 Kp/m3, aunque se considera como

media 2.500Kp/m3).

Impermeabilidad. La permeabilidad aumenta cuando la relación agua-cemento es

mayor de 0’8.

Consistencia. No ofrece la facilidad de trabajo.

Resistencia mecánica. Es aproximadamente de 20 N/mm2= 200 kp/cm2. HM para

soleras y rellenos, 100 kp/cm2. HA para vigas, pilares o zapatas 175

-200 kp/cm2y HP 200 kp/cm2.

Amasado del hormigón

A mano, se utiliza para pequeñas obras (En seco se mezcla el cemento y los

áridos, añadiéndose el Agua poco a poco).

Hormigonera intermitente (De tambor basculante o fijo), son las más utilizada en

obras.

Hormigonera continua (Los constituyentes entran por un lado y salen por otro).



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILHormigonera de eje vertical (empleadas en laboratorios y talleres)

Vertido y colocación del hormigón

Generalmente el hormigón se fabrica a pie de obra, debe de ser colocado

antes de una hora en verano y dos horas en invierno, desde que procede a su

amasado.

El hormigón debe ser apisonado en los moldes o encofrados, para evitar

huecos o coqueras, para ello se utilizan pisones, el picado con barras de

hierro, vibradores o per vibradores.

Precauciones en tiempo de frio y calor

-En tiempo frio se suspenderá el hormigonado si la temperatura desciende a 2º C, a

no ser que se caliente el agua de amasado a 30ºC.

Si la temperatura desciende a -4ºC, además de calentar el agua, se deberá regar

con agua a 30ºC cada dos horas y proteger la superficie.

Para las bajas temperaturas se puede suministrar calor al hormigón a través de

vapor de agua o corriente eléctrica (al ser el hormigón conductor), asimismo está

indicado el cemento aluminoso, que permite trabajar a -15ºC.

-En tiempo caluroso, no conviene hormigonera con temperaturas superiores a 40ºC

con portland y superiores a 35º C con aluminoso.

En caso necesario, se protegerán los ingredientes del sol y el viento y se regara

frecuentemente el hormigón, para evitar la desecación. Además se deberá mantener

húmeda la superficie durante los 15 días siguientes en tiempo seco y 7 días en

tiempo húmedo.

-Para el curado del hormigón se emplean actualmente emulsiones resinosas, que

se pulverizan sobre la superficie a las dos horas de su colocación, reaccionando con

la cal liberada al fraguar, formando un glaseado, que obtura los capilares e impiden

la evaporación del agua durante un mes.

3.6. Desencofrado del hormigón.

Se realiza cuándo el hormigón ha alcanzado el grado suficiente de resistencia para

soportar el triple de la carga que haya de resistir.

Retirada de encofrados laterales.......................................7 días.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILRetirada de encofrados de suelo y puntales......................28 días.

Si las temperaturas son menores de 5ºC, se prorrogaran prudencialmente estos

plazos y en caso de grande luces o dimensiones, se duplicaran los mismos.

2.2.4 Fabricación del Hormigón

El objetivo del diseño y fabricación del hormigón es obtener una mezcla que posea

un mínimo de determinadas propiedades tanto en estado fresco como endurecido, al

menor costo de producción posible. Es muy importante conseguir la mezcla óptima

en las proporciones precisas de áridos de distintos tamaños, cemento y agua. Sin

embargo, no hay u na mezcla óptima que sirva para todos los casos. Para

establecer la dosificación adecuada en cada caso se debe tener en cuenta la

resistencia mecánica, factores asociados a la fabricación y puesta en obra, así como

el tipo de ambiente a que estará

sometido.

Las materias primas, tras haber sido

sometidas a los pertinentes controles de

calidad se almacenan en silos y tolvas

especialmente diseñadas. La dosificación

de estas materias primas se hace de forma automática. La unidad central remite las

órdenes a los sistemas de pesado que dosifican el material en las proporciones

adecuadas según su aplicación. Esto permite garantizar la homogeneidad entre los

distintos pedidos de hormigón suministrados. Determinada la dosificación más

adecuada, en la planta de hormigón hay que medir los componentes, el agua en

volumen, mientras que el cemento y áridos se miden en peso.

El amasado del hormigón puede realizarse por amasadoras fijas o móviles. Este

amasado se podrá realizar por alguno de los siguientes procedimientos: totalmente

en amasadora fija, iniciado en amasadora fija y terminado en amasadora móvil o

bien iniciado en amasadora fija y terminado en amasadora móvil, antes de su

transporte.

https://es.wikipedia.org/wiki/Planta_de_hormig%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEs muy importante conseguir la mezcla óptima en las proporciones precisas de

áridos de distintos tamaños, cemento y agua.

La resistencia característica se fija en el proyecto.

La selección del tipo de cemento

El tamaño máximo del árido

La consistencia del hormigón

La cantidad de agua

La relación agua/cemento

La cantidad de cemento.

El resto serán áridos.

Determinar la composición granulométrica del árido.

Determinada la dosificación más adecuada, en la planta de hormigón hay que medir

los componentes, el agua en volumen, mientras que el cemento y áridos se miden

en peso.

Los materiales se amasan en hormigonera o amasadora para conseguir una mezcla

homogénea de todos los componentes. El árido debe quedar bien envuelto por la

pasta de cemento. Para conseguir esta homogeneidad, primero se vierte la mitad de

agua, después el cemento y la arena simultáneamente, luego el árido grueso y por

último el resto de agua.

Para el transporte al lugar de empleo se deben emplear procedimientos que no

varíen la calidad del material, normalmente camiones hormigonera. El tiempo

transcurrido no debe ser superior a hora y media desde su amasado. Si al llegar

donde se debe colocar el hormigón, este ha empezado a fraguar debe desecharse.

El proceso de fabricación del hormigón en central puede ser de dos tipos:

Fabricación en amasadora. En esta modalidad las materias primas

constituyentes del hormigón se pesan en seco mediante básculas y se introducen en

la amasadora, donde se mezclan con el agua y se homogeniza la pasta.

Posteriormente se vierte en el camión hormigonera que realizará su trasporte hasta

la obra.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Dosificación en planta y mezcla en camión hormigonera. En este caso las

materias primas se pesan y son vertidas directamente en la cuba del camión

hormigonera que en este caso será responsable tanto de la mezcla de los

componentes y homogenización de la masa como de su transporte hasta la obra.

Las materias primas se introducen en la amasadora o camión hormigonera,

dependiendo del proceso empleado, y se mezclan y homogenizan mediante el

movimiento giratorio de las aspas de la amasadora o la cuba del camión. El

mezclado debe hacerse de tal forma que asegure la homogeneidad del hormigón.

Se recomienda el uso de hormigoneras en obras pequeñas y solicitarlos a una

planta de fabricación de hormigones para obras medianas y grandes. En caso de

que se realice manualmente deben extremarse los cuidados durante su elaboración,

el agua debe dosificarse por volumen, el cemento y los áridos por peso. Para el

transporte al lugar de empleo se emplean medios que no varíen la calidad del

material, sin experimentar variación sensible en las características que poseían

recién amasadas. El tiempo transcurrido no debe ser superior a hora y media desde

su amasado.

2.2.5 Propiedades del hormigón fresco

El hormigón fresco es un material esencialmente heterogéneo, puesto que en él

coexisten tres fases: la sólida (áridos y cemento), la líquida (agua) y la gaseosa (aire

ocluido). A su vez, la fase sólida es heterogénea entre sí, ya que sus granos son de

naturaleza y dimensión variables.

Entre las propiedades del hormigón fresco podemos citar, como más importantes, la

consistencia, la docilidad, la homogeneidad y la masa específica o densidad.

Consistencia Es la menor o mayor facilidad que tiene el hormigón fresco para

deformarse. Varía con multitud de factores: cantidad de agua de amasado, tamafio

máximo, granulometría y forma de los áridos, etc.; el que más influye es la cantidad

de agua de amasado.

Existen varios procedimientos para determinar la consistencia, siendo los más

empleados el cono de Abrams, la mesa de sacudidas y el consistómetro Vebe.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl cono de Abrams es un molde troncocónico de 30 cm de altura que se rellena con

el hormigón objeto de ensayo. La pérdida de altura que experimenta la masa fresca

del hormigón una vez desmoldada, expresada en centímetros, da una medida de su

consistencia.

La mesa de sacudidas sirve para someter a una masa de hormigón fresco, de forma

determinada, a una serie de sacudidas normalizadas, midiéndose el escurrimiento

experimentado. Es un método más preciso que el anterior y, por tanto, preferible

cuando se trata de instalaciones fijas.

Trabajabilidad.- Es la facilidad con la que puede distribuirse

el Hormigón dentro de los encofrados.

Homogeneidad.- Se dice del material que tiene las mismas propiedades en

todos los puntos. En el Hormigón se consigue mediante un buen amasado.

Y las que afectan al Hormigón Endurecido:

Densidad.- Es la cantidad de peso por unidad de volumen

(densidad=peso/volumen) Variará con la clase de áridos y con la forma de

colocación en obra.

Resistencia Mecánica.- Es la capacidad que tiene el Hormigón para soportar

las cargas que se apliquen sin agrietarse o romperse.

Durabilidad.- Es la capacidad para resistir el paso del tiempo.

Porosidad.- La porosidad se considera la proporción de huecos respecto de la

masa total. Influye en la resistencia, la densidad, y

la permeabilidad del Hormigón.

Permeabilidad.- Es la capacidad de un material de ser atravesado por

líquidos o gases.

Fabricación del hormigón fresco

Áridos

Agua

http://www.construmatica.com/construpedia/Hormig%C3%B3n



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Cemento

Encofrado

Mezclado

Colocación

Curado.- El Hormigón alcanzará toda su resistencia si la mezcla no pierde humedad

rápidamente, para lo cual debe protegerse su superficie para impedir que seque

antes de tiempo.

Desencofrado.- Se realiza cuando el Hormigón ha alcanzado el grado

de resistencia suficiente como para soportar el triple de la carga que haya de resistir.

En losas será recomendable mantenerlo durante al menos 15 días, dejando los

apuntalamientos necesarios.

Resistencia.- Se realizan pruebas de resistencia después de transcurridos 28 días.

Con ello se verifica la calidad del Hormigón.

2.2.6 Trasporte del Hormigón

Los hormigones deben ser puestos en obras inmediatamente después del amasado.

Por ello el transporte del hormigón debe realizarse entre, el final del amasado, y

antes de que empiece a fraguarse el hormigón

Así mismo debemos saber que el tiempo que tarda en fraguar el hormigón, depende

sobre todo de las condiciones atmosféricas, y de las temperaturas:

Con calor, y tiempo seco se da un fraguado rápido, antes esas condiciones el

hormigón debe estar empleado en la obra (en los encofrados), en un plazo de

una hora.

Con tiempo húmedo, y frío ese plazo aumenta hasta dos horas en definitiva,

el hormigón debe ser transportado inmediatamente después del amasado,

protegerse del viento, y del sol para que no se nos seque.

El Medio De Trasporte:

Con respecto al medio de trasporte, decir que éstas deben de evitar mezclar, o

separar la masa plástica, sobre todo evitar las vibraciones, y sacudidas pues, los



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILelementos pesados irían al fondo (gravas), mientras que los morteros, y elementos

finos quedarían en la superficie.

* Tipos De Trasportes:

Carretillas: Evita las sacudidas.

Canalones: Para el trasporte aprovechando la gravedad, las caídas, pueden

provocar la separación de los materiales, si excede de 2m de caída del

hormigón.

Cinta Transportadora: Para el hormigón poco plástico.

Cubeta para el transporte de hormigón mediante grúa o apiladora.

Silos previos móviles con una o varias cámaras, también con unidad de

elevación para superar diferentes alturas de transporte.

Aire Comprimido, Y Bombas: Para el transporte vertical (100m), u horizontal

(500m), a través del sistema de válvulas. Evita la segregación.

Cubetas volantes de uno o dos rieles.

Camiones: Utilizado cuando las distancias son grandes. Deben tenerse en

cuenta:

Si la distancia de transporte es inferior a 15km, se pueden trasportar en camón

menos cubiertas, pero cubriéndolas con encerados, y toldos según la climatología.

Si se transporta a mas de 15km, se usaran vehículos con tambores especiales que

conservarían el hormigón hasta la obra. En cualquier caso, deben respetarse los

tiempos de transporte del hormigón en función de las condiciones atmosféricas.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cami%C3%B3n_en_Miranda_de_Ebro.jpg

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cami%C3%B3n_hormigonera.jpg



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl camión hormigonera es un camión especializado en el transporte de hormigón.

La diferencia con otros camiones, se basa en que sobre el bastidor del camión tiene

una cuba de forma aproximadamente cilíndrica. Esta cuba va montada sobre un eje

inclinado con respecto al bastidor, de forma que pueda girar. El principio de

funcionamiento es muy simple, se trata de mantener

El hormigón en movimiento con el fin de retrasar su fraguado y lograr homogeneidad

en la mezcla. Este movimiento se consigue a través de un motor auxiliar o por

transmisión del propio motor del camión de forma mecánica o hidráulica. Dentro de

la cuba hay unas palas en una posición determinada y soldadas a las paredes de la

cuba. De forma que cuando la cuba gira en un sentido lo que hace es mezclar el

hormigón y si gira en sentido contrario expulsará el hormigón por la abertura del

extremo opuesto a la cabina.

Según el tipo de hormigonera estas pueden ser:

Fijas (o semifijas). Suelen colocarse de forma permanente o semipermanente

en el lugar donde se va construir o en un punto desde donde servir a diversas

obras en un tiempo no crítico para el fraguado de la masa de hormigón.

Móviles o portátiles. Son aquellas dotadas de ruedas y que se transportan al

lugar donde va a elaborarse el hormigón. Dentro de este tipo podemos destacar

los Camiones hormigonera.

Proceso de producción para

sistemas de transporte de

hormigón

Vía de fabricación

Bandeja plegable

Volteador

Sistema de paletas de tipo rotativo

Encofrado de batería

Maquinaria del circuito de moldeado.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL2.2.7 PUESTA EN OBRA Y CONSOLIDACIÓN DEL HORMIGÓN

Vertido y colocación.

El vertido no debe efectuarse desde gran altura (uno a dos metros como máximo en

caída libre), procurando que su dirección sea vertical y evitando desplazamientos

horizontales de la masa. El hormigón debe ir dirigido durante el vertido, mediante

canaletas u otros dispositivos que impidan su choque libre contra el encofrado o las

armaduras.

Colocación de armaduras

Las armaduras deben estar limpias y

sujetarse al encofrado y entre sí de

forma que mantengan la posición

prevista sin moverse en el vertido y

compactación del hormigón. Para ello se

colocan calzos o distanciado res en

número suficiente que permitan

mantener la rigidez del conjunto.

De igual manera el espacio libre entre las barras de acero y el encofrado, llamado

recubrimiento, debe mantener una separación mínima, también normalizada, que

permita el relleno de este espacio por el hormigón. Este espacio se controla por

medio de separadores que se colocan entre la armadura y el encofrado.

Encofrado

El encofrado debe contener y soportar el hormigón fresco durante su endurecimiento

manteniendo la forma deseada sin que se deforme. Suelen ser de madera o

metálicos y se exige que sean rígidos, resistentes, estancos y limpios. En su montaje

deben quedar bien sujetos de forma que durante la consolidación posterior del

hormigón no se produzcan movimientos.

Antes de reutilizar un encofrado debe limpiarse bien con cepillos de alambre

eliminando los restos de mortero que se hayan podido adherir a la superficie. Para

facilitar el desencofrado se suelen aplicar al encofrado productos desencofran tés;

estos deben estar exentos de sustancias perjudiciales para el hormigón.

Colocación y compactación

http://www.google.com.ec/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.empolime.com/productos/puestaobra_tecowob.htm&ei=MjG7VJXiNcLXgwTL7oLIBw&bvm=bv.83829542,d.eXY&psig=AFQjCNGozMsOyVilaDhurpzQ3bCUm_Yaaw&ust=1421640162704779



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl vertido del hormigón fresco en el interior del encofrado debe efectuarse

evitando que se produzca la segregación de la mezcla. Para ello se debe evitar

verterlo desde gran altura, hasta un máximo de dos metros de caída libre y no se

debe desplazar horizontalmente la masa.

Se coloca por capas o tongadas horizontales de espesor reducido para permitir una

buena compactación (hasta 40 cm en hormigón en masa y 60 cm en hormigón

armado). Las distintas capas o tongadas se consolidan sucesivamente, trabando

cada capa con la anterior con el medio de compactación que se emplee y sin que

haya comenzado a fraguar la capa anterior.

Para conseguir un hormigón compacto, eliminando sus huecos y para que se

obtenga un completo cerrado de la masa, hay varios sistemas de consolidación. El

picado con barra, que se realiza introduciéndola sucesivamente, precisa hormigones

de consistencias blandas y fluidas y se realiza en obras de poca importancia

resistente. La compactación por golpeo repetido de un pisón se emplea en capas de

15 o 20 cm de espesor y mucha superficie horizontal. La compactación por vibrado

es la habitual en hormigones resistentes y es apropiada en consistencias secas.

Curado

El curado es una de las operaciones más

importantes en el proceso de puesta en

obra por la influencia decisiva que tiene en

la resistencia del elemento final. Durante el

fraguado y primer endurecimiento se

producen pérdidas de agua por

evaporación, formándose huecos capilares en el hormigón que disminuyen su

resistencia. En particular el calor, la sequedad y el viento provocan una evaporación

rápida del agua incluso una vez compactado. Es preciso compensar estas pérdidas

curando el hormigón añadiendo abundante agua que permita que se desarrollen

nuevos procesos de hidratación con aumento de la resistencia.

Puesta en obra con bomba.

http://www.revistavivienda.com.ar/destacadas/curing-a-ecologico



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl hormigón bombeado requiere un contenido de cemento no menor de 300 kg/m3 y

utilizar arena y árido grueso que no sea de machaqueo. La dosificación del hormigón

debe hacerse en peso. Conviene utilizar un plastificante o fluidificante y emplear

consistencias plástico-blandas.

Resulta adecuado el empleo de cemento puzolánico, por la plasticidad que confiere

al hormigón.

Desencofrado y acabados

La retirada de los encofrados se realiza cuando el hormigón ha alcanzado el

suficiente endurecimiento. En los portland normales suele ser un periodo que oscila

entre 3 y 7 días.

Una vez desencofrado hay que reparar los pequeños defectos superficiales

normalmente huecos o coqueras superficiales. Si estos defectos son de grandes

dimensiones o están en zonas críticas resistentes puede resultar necesaria la

demolición parcial o total del elemento construido.

Es muy difícil que queden bien ejecutadas las aristas vivas de hormigón, por ello es

habitual biselarlas antes de su ejecución. Esto se hace incorporando en las esquinas

de los encofrados unos biseles de madera llamados berenjenas.

Consolidación del Hormigón

La vibración mueve las partículas del concreto recién mezclado, reduce el

rozamiento (fricción) entre ellas y les da la movilidad de un fluido denso. La acción

vibratoria permite el uso de mezclas más rígidas con mayores proporciones de

agregado grueso y menores proporciones de agregados finos. Si el agregado es

bien graduado, cuanto mayor es su tamaño máximo, menor es el volumen para

llenarse por la pasta y menor es el área superficial para ser cubierta por la pasta, así

menos agua y cemento son necesarios. El concreto con la granulometría óptima del

agregado es más fácil de consolidarse y colocarse. La consolidación del agregado

grueso, bien como de mezclas más rígidas mejoran la calidad y la economía. Por

otro lado, la mala consolidación puede resultar en un concreto poroso y débil con

poca durabilidad



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Efecto de los vacíos, resultantes de la carencia de consolidación, sobre el módulo

de elasticidad, resistencia a compresión y resistencia a flexión del concreto.

La vibración mecánica tiene muchas ventajas. Los vibradores permiten una

colocación económicamente viable de mezclas que no se pueden consolidar

manualmente bajo muchas condiciones.

Presenta un concreto con consistencia rígida (bajo revenimiento). Este concreto se

vibró mecánicamente en las cimbras, contiendo armadura poco espaciada. Para una

consolidación con vara manual, sería necesaria una consistencia bien más húmeda.

2.2.8 Normativas

Introducción

En el siglo XVIII, la resistencia de los elementos estructurales de hormigón armado

era calculada experimentalmente. Navier, a principios del siglo XIX, planteó la

necesidad de conocer y establecer los límites hasta donde las estructuras se

comportaban elásticamente, sin deformaciones permanentes, para poder obtener

modelos físico-matemáticos fiables y fórmulas coherentes. Posteriormente, dada la

complejidad del comportamiento del hormigón, se requirió utilizar métodos basados

en el cálculo de probabilidades para lograr resultados más realistas. En la primera

mitad del siglo XX, se calculaban los elementos estructurales por el método de las

Tensiones admisibles.

Norma EHE.

Es una norma para la mejora de la calidad de las obras de hormigón, tanto en lo que

se refiere a su ejecución, como a su conservación.

Entró en vigor 01.07.1999, unificando las normas EP93 (HP) y EH91 (HM y HA),

derogando estas instrucciones, además de la EH88 y EF88.

Se mantiene vigente la normas EF96, sobre proyecto y ejecución de forjados

unidireccionales de HA y HP.

Esta norma se aplica al hormigón en masa (HM), hormigón armado (HA) y hormigón

pretensado (HP), tanto en obras de promoción pública como en privadas.

https://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XX

https://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1lculo_de_probabilidades

https://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XIX

https://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XVIII



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILNotación

Generalmente en este texto se empleará la notación de la Instrucción EHE, que se

supone conocida del estudio del hormigón armado. La única variación importante es

la introducción del subíndice p que se aplica a lo que es específico del hormigón

pretensado.

A pI = Sección total de las armaduras activas.

A p = Sección total de las armaduras activas en zona de compresión.

Ep = Módulo de deformación longitudinal de la armadura activa.

P = Fuerza del pretensado, carga de rotura.

Pk = Valor característico de la fuerza de pretensado .

Pki = Valor característico inicial de la fuerza de pretensado.

Pkf = Valor característico final de la fuerza de pretensado.

Po = Fuerza de tesado.

Vpd = Valor de cálculo de la componente de la fuerza de pretensado paralela a la

sección en estudio.

fmax,k = Carga unitaria de rotura del acero de las armaduras activas.

fpd = Resistencia de cálculo de las armaduras activas.

fpk = Límite elástico característico de las armaduras activas.

fpy = Límite elástico aparente de las armaduras activas.

fyp,d = Resistencia de cálculo de la armadura A p

p γ = Coeficiente parcial de seguridad de la acción de pretensado.

cp ε = Deformación del hormigón bajo la acción del pretensado total.

p ε = Deformación de las armaduras activas.

p0 ε = Deformación de la armadura activa adherente bajo la acción del pretensado

total.

rf ε = Valor final de la retracción del hormigón a partir de la introducción del

pretensado.

ρ = Cuantía geométrica c ρ = As / A . Relajación del acero.

f ρ = Valor final de la relajación del acero.

p σ = Tensión en las armaduras activas.

pi σ = Tensión inicial en las armaduras activas.

p,PO σ = Tensión de la armadura activa debida al valor característico del pretensado

en el momento en que se realiza la comprobación del tirante.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILsp σ = Tensión de cálculo de armaduras activas.

i ΔΡ = Pérdidas instantáneas de fuerza.

dif ΔΡ = Pérdidas diferidas de fuerza.

Δσpd = Incremento de tensión debido a las cargas exteriores.

pr Δσ = Pérdida por relajación a longitud constante.

1 ΔΡ = Pérdidas de fuerza por rozamiento.

2 ΔΡ = Pérdidas de fuerza por penetración de cuñas.

3 ΔΡ = Pérdidas de fuerza por acortamiento elástico del hormigón.

4f ΔΡ = Pérdidas finales por retracción del hormigón.

5f ΔΡ = Pérdidas finales por fluencia del hormigón.

6f ΔΡ = Pérdidas finales por relajación del acero.

Seguridad estructural

Las estructuras de los edificios, cuya función es resistir las acciones a que están

sometidos, suelen ser de hormigón armado. En los años 1960, se inició el desarrolló

la teoría de la seguridad estructural respecto de los Estados límites, estableciéndose

valores máximos en las flechas y en la fisuración de los elementos estructurales,

acotando los riesgos.

Estados límites

El concepto de Estado límite tuvo su auge en los años 1970, como conjunto de

requerimientos que debía satisfacer un elemento estructural para ser considerado

apto. Los reglamentos se centraron en dos tipos: los Estados límites de servicio y los

Estados límites de solicitación.

Coeficientes de seguridad

Los reglamentos de los años 1970, para poder simplificar los complejos cálculos de

probabilidades, establecieron los Coeficientes de seguridad, en función de la calidad

de los materiales, el control de la ejecución de la obra y la dificultad del proyecto. Se

introdujeron los Coeficientes de mayoración de cargas o acciones, y los Coeficientes

de minoración de resistencia de los componentes materiales.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL2.2.9 Hormigones especiales

Hormigón Liviano

Se designa convencionalmente como hormigones livianos a aquellos que producen

una densidad inferior a 1.9 kg/dm3.

Los hormigones livianos tienen un amplio campo de uso en los casos en que se

desea obtener aislación térmica y secundariamente acústica y también para rebajar

el peso muerto actuante sobre los elementos estructurales resistentes.

Tienen como principal limitación su baja resistencia y su alta retracción hidráulica,

aspectos que deben ser debidamente considerados al contemplar su uso.

Densidades como las indicadas para los hormigones livianos se obtienen con la

incorporación de aire en el hormigón, lo cual puede efectuarse introduciendo por dos

caminos distintos a través de los áridos, es decir, empleando áridos livianos, o bien

directamente en la masa del hormigón.

Hormigones de Áridos Livianos

Los áridos livianos pueden ser de origen natural o bien producido artificialmente.

Áridos livianos de origen natural.- Corresponden a materiales en los cuales ha

quedado aire atrapado en su interior durante su proceso de formación. Esta

situación de presenta, por ejemplo, en las rocas de origen volcánico, como ser las

lavas y las piedras pómez, siendo este ultimo el árido liviano mas utilizado.

Con estos materiales de origen natural, el rango de densidades obtenidos es más

bien alto, cercano al límite superior de la densidad definida como máxima para los

hormigones livianos.

Otro tipo de áridos de origen natural constituye los originados mediante deshechos

de la madera, entre los cuales se cuentan las virutas y el aserrín.

La obtención de hormigones livianos con este tipo de áridos debe considerar

especialmente el efecto retardador que algunos tipos de madera ejercen sobre el

fraguado de la pasta de cemento, debiendo preverse en algunos casos el

tratamiento de estos materiales para atenuar o inhibir los efectos señalados.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILÁridos Livianos de Origen Artificial.- Los áridos de origen artificial corresponden a

materiales especiales, tales como pizarras, arcillas, esquistos, los que al ser tratados

mediante calor hasta su fusión incipiente y producirse en su interior desprendimiento

de gases de los materiales que los constituyen, se expanden, disminuyendo su

densidad. La producción de este tipo de áridos requiere de una metodología muy

estudiada para definir si un determinado material tiene características que lo

transformen en expandible y las condiciones en que esta expansión puede

producirse.

Se cuentan también en este tipo de áridos los provenientes de la escoria granulada

de alto horno, la cual en condiciones apropiadas de enfriamiento puede producir

áridos de baja densidad. En este tipo de árido debe examinarse con cuidado su

contenido de cenizas, pues estas pueden ejercer efectos nocivos sobre la pasta de

cemento.

Los áridos livianos de origen artificial permiten obtener hormigones de menor

densidad y mayor resistencia que los de origen natural.

Hormigones con aire incorporado en su masa

La incorporación de aire en la masa del hormigón puede efectuarse por dos métodos

principales: mediante una Granulometría cavernosa o bien por el uso de aditivos

incorporadores.

Hormigones cavernosos

Los hormigones cavernosos se constituyen empleando áridos con una granulometría

que tenga un contenido mínimo de granos finos. Para ello es frecuente emplear un

solo árido grueso, cuyas partículas se ligan mediante la cantidad estrictamente

necesaria de pasta de cemento como para recubrirlas y adherirlas entre sí.

El rango densidades posible de obtener con este tipo de áridos es mas bien alto, del

orden de 1.8 a 1.9 kg/dm3. Estos hormigones tienen la ventaja de poseer baja

retracción hidráulica.

Hormigones con aire incorporado mediante aditivos

Para este objeto se emplean aditivos similares a los descritos anteriormente para

incorporar aire en el hormigón con fines de protección de los procesos de hielo –



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILdeshielo, solo que en este caso la proporción empleada es significativamente más

alta.

Los aditivos más empleados son principalmente de dos tipos: aditivos que producen

su acción mediante reacciones químicas con los componentes del cemento y

aditivos que producen su acción por efectos físicos.

Propiedades de los Hormigones Livianos

Retracciones Hidráulicas: No existen estudios sistemáticos al respecto, pudiendo

señalarse que su valor es aproximadamente del orden del doble de los hormigones

convencionales.

Durabilidad: Tampoco ha sido estudiada, pero se puede señalar que los hormigones

livianos son más susceptibles a los ataques agresivos externos y a los fenómenos

de corrosión que los hormigones convencionales. En cambio, su resistencia a los

procesos de hielo-deshielo es similar al de los hormigones convencionales con aire

incorporado.

Ventajas y su influencia en la construcción

Su baja densidad y conductividad térmica.

Resistencias a solicitaciones mecánicas: acción de hielo-deshielo, acción del fuego.

De acuerdo a lo anterior se puede ver que es básicamente su densidad la que se

traduce en bajo peso, y su baja conductividad que influye directamente en su

capacidad como aislante térmico.

El bajo peso resulta ser un factor ventajoso si consideramos su influencia directa en

aspectos tales como transporte, montaje de elementos y estructuras. El hecho de

lograrse con este hormigón, elementos de menor peso, en comparación con el

hormigón tradicional, hace disminuir el costo en el transporte de estos. Se produce

además economía en los elementos resistentes ya que estos pueden lograrse de

menores secciones, ahorrando material.

Su capacidad como aislante térmico, así como las obras de ingeniería requieren

generalmente un hormigón particularmente resistente y compacto, en la edificación y

en las construcciones rurales, etc. Se necesitan mas bien materiales con buena

capacidad de aislamiento térmico. Es un hecho conocido que la capacidad de

aislamiento térmico de un material aumenta a medida que disminuye su densidad,

esto es en general, cuando aumenta su porosidad. Por lo tanto lo más favorable



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILseria que tuviese los poros más pequeños y en mayor numero, sin embargo esto

significaría un aumento de la absorción capilar por lo que ambas propiedades de los

agregados se deben manejar muy bien.

2.2.10 Hormigón armado y pretensado

Hormigón armado (HA), contiene en su interior una armadura metálica y trabaja

también a la flexión.

En la mayoría de los trabajos de construcción, el hormigón se refuerza con

armaduras metálicas, sobre todo de acero; este hormigón reforzado se conoce como

‘hormigón armado’. El acero proporciona la resistencia necesaria cuando la

estructura tiene que soportar fuerzas longitudinales elevadas. El acero que se

introduce en el hormigón suele ser una malla de alambre o barras sin desbastar o

trenzadas. El hormigón y el acero forman un conjunto que transfiere las tensiones

entre los dos elementos.

Hormigón pretensado (HP), es un hormigón armado a cuyas armaduras se las

tensa para que compriman.

El hormigón pretensado ha eliminado muchos obstáculos en cuanto a la

envergadura y las cargas que soportan las estructuras de hormigón para ser viables

desde el punto de vista económico. La función básica del acero pretensado es

reducir las fuerzas longitudinales en ciertos puntos de la estructura. El pretensado se

lleva a cabo tensando acero de alta resistencia para inducir fuerzas de compresión

al hormigón. El efecto de esta fuerza de compresión es similar a lo que ocurre

cuando queremos transportar una fila de libros horizontalmente; si aplicamos

suficiente presión en los extremos, inducimos fuerzas de compresión a toda la fila, y

podemos levantar y transportar toda la fila, aunque no se toquen los libros de la

parte central.

Estas fuerzas compresoras se inducen en el hormigón pretensado a través de la

tensión de los refuerzos de acero antes de que se endurezca el hormigón, aunque

en algunos casos el acero se tensa cuando ya se ha secado. En el proceso de

pretensado, el acero se tensa antes de verter el hormigón. Cuando el hormigón se

ha endurecido alrededor de estos refuerzos tensados, se sueltan las barras de

acero; éstas se encogen un poco e inducen fuerzas de compresión al hormigón. En



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILotros casos, el hormigón se vierte alrededor del acero, pero sin que entre en

contacto con él; cuando el hormigón se ha secado se ancla un extremo del refuerzo

de acero al hormigón y se presiona por el otro extremo con gatos hidráulicos.

Cuando la tensión es la requerida, se ancla el otro extremo del refuerzo y el

hormigón queda comprimido.

2.2.11 Prefabricados a base de cemento

Definición de Prefabricación

La Prefabricación se define como el intento de sistematización y coordinación entre

los distintos elementos constructivos destinado a facilitar su puesta en obra, lo cual

de una forma u otra siempre a estado presente en la construcción.

La aparición masiva recibe su gran impulso debido a la gran necesidad de construir

viviendas de una forma numerosa, barata y rápida, necesidades originarias en las

guerras, migraciones, centros urbanos y la explosión demográfica.

Los ensayos realizados hasta la fecha han alcanzado resultados no satisfactorios o

contradictorios, ya que la necesidad de crear grandes infraestructuras y la

imposibilidad de que la prefabricación total tenga cabida fuera de grandes

operaciones edificatorias, “pone en evidencia la imposibilidad de generalizar los

sistemas e incluso la economía de los métodos”.

El desarrollo de estos elementos ha llevado a un gran avance en cuanto a la

industrialización de elementos y a la incorporación de técnicas a la edificación

convencional. La construcción almacenes y naves industriales se hace casi

enteramente a través de la puesta en obra de este tipo de materiales.

La tendencia en otro tipo de edificaciones es creciente a la hora de incorporar

http://www.construmatica.com/construpedia/Archivo:Compomam19.png



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILelementos estandarizados y coordinados, lo cual no repercute en los aspectos de

calidad y versatilidad de la edificación.

Conglomerante, (Cemento)

Existe una gran variedad de cementos, los cuales poseen distintas características

atendiendo a su composición, la cual consiste principalmente en SC3 (silicato

tricalcico también conocido como ALITA) SC2 (silicato bicalcico) en un 75%-80%, y

el FaC4 (ferrito aluminato tricálcico) AC3 (aluminato tricálcico) que se encuentran

formando entre el 25% y 20%.

Cada uno de estos componentes tiene su repercusión en las características y

comportamiento del cemento, como por ejemplo la Velocidad de Hidratación, el

Calor de Hidratación, la Estabilidad de Volumen o la Estabilidad Química frente a

agentes agresivos.

En el caso que nos ocupa (Prefabricados), la elección del cemento debe ser

estudiada con detenimiento, debido a la necesidad de una serie de características y

comportamientos que vamos a exigir al mismo.

En primer lugar habría que analizar algunas condiciones que el mismo proceso de

fabricación y destino del producto nos impone:

Al tratarse de una fabricación en serie, y con la intención de que el material no

repose demasiado tiempo en los moldes, que deben seguir siendo utilizados, se

precisa de un cemento que aporte unas resistencias medio-altas tempranas.

En elementos como las viguetas prefabricadas que poseen un pretensado de

cables de acero, también hay que exigirle al cemento que aporte una buena

protección hacia el metal.

El cemento no puede producir grandes efectos de retracción y fisuración en

su volumen, siempre y cuando el elemento a producir sea de gran magnitud, para

elementos de mediana entidad estos efectos no son relevantes en la configuración

final de dicho elemento.

Atendiendo a las exigencias anteriores, podemos deducir que el mejor cemento a

utilizar en nuestro caso sería un cemento rico en SC3 (Silicato tricálcio o ALITA),

debido a las características y comportamientos que este compuesto aportan

cemento, las principales son:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Alto calor de hidratación

Rapidez de hidratación

Alta resistencia inicial, para no retardar en exceso el desmoldeo.

Gran protección de las armaduras.

En este caso la característica negativa de este tipo de cemento es:

Las variaciones de volumen, retracciones y fisuraciones, aunque debido a la medio-

baja entidad de nuestros elementos a fabricar no es algo de lo que nos debamos

preocupar en exceso

Es recomendable y aconsejable la utilización de cementos ricos en SC3 (Silicato

tricálcico o ALITA), en la construcción de Prefabricados en general, en elementos

pretensados y en hormigonados en tiempos fríos. Podrían ser por tanto un CEM I

(portland) ó CEM II ( portland con escoria o humo de sílice).

2.3. MATERIALES CERÁMICOS

Los materiales cerámicos son aquellos

obtenidos a partir de la desecación y cocción

de arcillas, a las cuales son añadidas algunas

sustancias aditivas.

Un material cerámico es un tipo de material

inorgánico, no metálico, buen aislante y que

además tiene la propiedad de tener una

temperatura de fusión y resistencia muy elevada. Asimismo, su módulo de Young

(pendiente hasta el límite elástico que se forma en un ensayo de tracción) también

elevado, además presentan un modo de rotura frágil.

Existen materiales cerámicos cuya tensión mecánica en un ensayo de compresión

puede llegar a ser superior a la tensión soportada por el acero. La razón, viene dada

por la compresión de los poros/agujeros que se han creado en el material. Al

comprimir estos poros, la fuerza por unidad de sección es mayor que antes del

colapso de los poros.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILOtras características que separan estas categorías. Las cerámicas tradicionales son

normalmente basadas en la arcilla y sílice

Clasificación

El producto obtenido dependerá de la naturaleza de la arcilla empleada, de la

temperatura y de las técnicas de cocción a las que ha sido sometido. Así tenemos:

Materiales Cerámicos Porosos

No han sufrido vitrificación, es decir, no se llega a

fundir el cuarzo como la arena. Su fractura (al

romperse) es terrosa, siendo totalmente permeables

a los gases, líquidos y grasas. Los más importantes:

Arcilla cocida. De color

rojizo debido al óxido de hierro de las arcillas que la

componen. La temperatura de cocción es de entre 700 a

1.000 °C. Si una vez cocida se recubre con óxido de estaño

(similar a esmalte blanco), se denomina loza estannífera.

Se fabrican: baldosas, ladrillos, tejas, jarrones, cazuelas, etc.

Refractarios. Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas

proporciones grandes de óxido de aluminio, torio, berilio y circonio. La cocción se

efectúa entre los 1.300 y los 1.600 °C. El enfriamiento se debe realizar lenta y

progresivamente para no producir agrietamientos ni tensiones internas. Se obtienen

productos que pueden resistir temperaturas de hasta 3.000 °C. Las aplicaciones más

usuales son:

Ladrillos refractarios, que deben soportar altas temperaturas en el interior de

hornos.

Electrocerámicas: Con las que en la actualidad se están llevando a cabo

investigaciones en motores de automóviles, aviones, generadores eléctricos, etc.,

con vistas a sustituir elementos metálicos por refractarios, con los que se pueden

obtener mayores temperaturas y mejor rendimiento. Una aplicación no muy lejana

fue su uso por parte de la NASA para proteger la parte delantera y lateral del

Challenger en el aterrizaje.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILMateriales Cerámicos Impermeables Y Semi-Impermeables

Se los ha sometido a temperaturas bastante altas

en las que se vitrifica completamente la arena de

cuarzo. De esta manera se obtienen productos

impermeables y más duros. Los más destacados:

Gres cerámico común.- Se obtiene a partir de

arcillas ordinarias, sometidas a temperaturas de

unos 1.300 °C. Es muy empleado en pavimentos.

Gres cerámico fino.- Obtenido a partir de arcillas refractarias (conteniendo óxidos

metálicos) a las que se le añade un fundente (feldespato) con objeto de rebajar el

punto de fusión. Más tarde se introducen en un horno a unos 1.300 °C. Cuando está

a punto de finalizar la cocción, se impregnan los objetos de sal marina. La sal

reacciona con la arcilla y forma una fina capa de silicoalunminato alcalino vitrificado

que confiere al gres su vidriado característico.

Porcelana. Se obtiene a partir de una arcilla muy pura, denominada caolín, a la que

se le añade fundente (feldespato) y un desengrasante (cuarzo o sílex). Son

elementos muy duros soliendo tener un espesor pequeño (de 2 a 4 mm), su color

natural es blanco o translucido. Para que el producto se considere porcelana es

necesario que sufra dos cocciones: una a una temperatura de entre 1.000 y 1.300 °C

y otra a más alta temperatura pudiendo llegar a los 1.800 °C. Teniendo multitud de

aplicaciones en el hogar (pilas de cocina, vajillas, etc.) y en la industria (toberas de

reactores, aislantes en transformadores, etc.). Según la temperatura se distinguen

dos tipos:

Porcelanas blandas. Cocidas a unos 1.000 °C, se sacan se les aplica esmalte y se

vuelven a introducir en el horno a una temperatura de 1.250 °C o más.

Porcelanas duras. Se cuecen a 1.000º C, a continuación se sacan, se esmaltan, y se

reintroducen en el horno a unos 1.400 °C o más. Si se decoran se realiza esta

operación y luego se vuelven a introducir en el horno a unos 800 °C.

Materiales refractarios.- Según la norma Europea DIN 51060/ISO/R 836, considera

resistente al calor aquel material que se reblandece a una temperatura inferior de



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL1,500°C; y refractario, aquel material que se reblandece con un mínimo de

temperatura de 1,500°C y alta refractariedad para aquel material que se reblandece

a un temperatura mínima de 1,800;°C.

En general, los materiales cerámicos usados para aplicaciones en ingeniería pueden

clasificarse en dos grupos: materiales cerámicos tradicionales y materiales

cerámicos de uso específico en ingeniería. Normalmente los materiales cerámicos

tradicionales están constituidos por tres componentes básicos: arcilla, sílice

(pedernal) y feldespato.

2.3.1 NATURALEZA Y MATERIAS PRIMAS

En las cerámicas tradicionales se utilizan materias primas de depósitos naturales

Arcillas, feldespatos y cuarzo poco purificadas. Se forman múltiples fases en la

cocción para cada composición se dan muchas aplicaciones en las cerámicas

técnicas. Las materias primas son de pureza alta presentan fase única cada

composición tiene una aplicación específica.

Conformación de las cerámicas.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILMateriales cerámicos – Colaje - Extrusión (calibrado, torneado) – Prensado -

Materiales vítreos – Extrusión – soplado – Estirado.

Cocción.

Reacciones químicas que den lugar a fases determinadas de interés, procesos de

sintetización (densificación, crecimiento de grano, disminución de porosidad)

La cerámica es la industria más antigua de la humanidad, es una idea genial del

hombre y fecunda pues se ha desarrollado ampliamente a lo largo de la historia no

sólo en cantidad sino en la variedad de productos, algunos de ellos, de importancia

trascendental para las tecnologías modernas.

Se dividen en dos ramas:

La Tejería: elabora materiales de construcción (ladrillos, tejas, tubos, etc..)

La Alfarería: elabora cerámica fina (loza, porcelana)

Las materias primaspara la obtención de estos productos son:

Arcillas

La arcilla es la principal materia prima para la fabricación de ladrillos, tejas, piezas

especiales, etc. Se trata de una roca que procede de la desintegración de otras

rocas formadas por "minerales arcillosos" que, químicamente son silicatos de

aluminio hidratados, los cuales se diferencian unos de otros en la relación

sílice/alúmina, en la cantidad de agua de constitución y en la estructura que

contienen. La acción continuada y perseverante de los agentes atmosféricos sobre

estas rocas las descompone y dan lugar a las arcillas que, frecuentemente, son

transportadas por el agua o el viento a distancias más o menos largas.

A veces entre las arcillas se encuentran fragmentos de la roca de procedencia; otras

veces se hallan minerales o rocas que entraron en contacto con la arcilla durante su

transporte hasta el lugar de sedimentación. Con frecuencia se ven alteradas por

acciones (temperatura, presión, etc.) ejercidas sobre ellas durante la consolidación.

Puede comprenderse por ello que la variedad de arcillas es muy grande y con una

gran gama de coloraciones, plasticidades, composición química, etc. En general no

se encuentran arcillas puras de cada tipo, sino mezcladas, aunque predomine un

mineral determinado. Las arcillas más puras son las caoliníticas, las cuales, por



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILpresentar un elevado porcentaje de alúmina y, por lo tanto, un elevado punto de

fusión, tienen después de cocidas propiedades refractarias. Las arcillas son las

menos empleadas en cerámica. Las ilíticas son las más utilizadas, por ser las más

abundantes.

Una de las principales características de las arcillas es la plasticidad. Se entiende

por tal la propiedad de un cuerpo que puede deformarse bajo la acción de un

esfuerzo y que permanece deformado después de retirada la causa que ha

producido dicho cambio. La plasticidad depende de muchas propiedades de las

arcillas, y una de ellas es el contenido en agua. Si la arcilla está totalmente seca, no

es plástica. Si se le añade agua, se observa un incremento de la plasticidad, que

llegará a un máximo para un contenido de agua determinado. Si seguimos

añadiendo agua, se obtiene un líquido más o menos viscoso pero toda idea de

plasticidad habrá desaparecido.

Desgrasantes

Se puede reducir la plasticidad mediante la adicción de materias no plásticas que

reciben el nombre de desgrasantes y que disminuyen la contracción y facilitan la

salida del agua del interior de la masa, plásticas para hacer perder plasticidad

evitando que se adhieran objetos en contacto con ellas y permita el moldeo correcto

de los productos Entre los desgrasantes normalmente usados figura el ladrillo molido

procedente de los ladrillos rotos y que no debe ser extremadamente fino ni todo del

mismo tamaño, las cenizas que quedan en el horno y con frecuencia arena, la cual

debe ser de naturaleza silícea, exenta de

Granos calizos y bastante finos.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL2.3.2. Proceso de fabricación

Preparación de materiales.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILComo se ha explicado en epígrafes precedentes la mayoría de los productos

cerámicos están fabricados por aglomeración de partículas. Las materias primas

para estos productos varían dependiendo de las propiedades requeridas por la pieza

cerámica terminada. Las partículas y otros ingredientes, tales como aglutinantes y

lubricantes, pueden ser mezclados en seco o en húmedo. Para productos cerámicos

que no necesitan tener propiedades muy "exigentes", tales como lacrillos comunes,

tuberías para alcantarillados y otros productos arcillosos es una práctica común

mezclar los ingredientes con agua. Para otros materiales cerámicos, las materias

primas son partículas secas con aglutinantes y otros aditivos. Algunas veces se

combinan ambos procesos –húmedo y seco-. Por ejemplo, para producir un artículos

cerámicos con gran proporción de Al2O3 que sea buen aislante, las partículas de

materia prima se mezclan con agua y junto con un aglutinante de cera para formar

una suspensión que posteriormente se atomiza y seca para obtener pequeñas

partículas esféricas

Conformación.

La producción de cerámicos fabricados por aglomeración de partículas pueden

conformarse mediante varios métodos en condiciones secas, plásticas o liquidas.

Los procesos de conformado en frío son predominantes en la industria cerámica,

aunque se usan también es un cierto grado los procesos de conformado en caliente.

Compactación, moldeo en barbotina y extrusión son los métodos de modelado de

cerámicos que se utilizan mas comúnmente.

Antes de examinar las vasijas encontradas en un yacimiento arqueológico es

necesario conocer el proceso por el que la materia prima se transforma en un

producto cerámico.

Si queremos establecer un sistema para clasificar la cerámica hemos de conocer las

características físicas de la materia prima y entender cómo les afectan todas las

etapas del proceso de fabricación, así como reconocer e identificar correctamente

las huellas que dejan estas actividades.

Las fases principales en la fabricación de la cerámica son:

1. Obtención de la materia prima

http://www.monografias.com/trabajos14/costosbanc/costosbanc.shtml#MATER

http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtml



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL2. Preparación de la materia prima

3. Modelado de la vasija

4. Tratamientos anteriores a la cocción

5. Secado

6. Cocción

7. Tratamientos posteriores a la cocción

Estos pasos están unidos por complejas interrelaciones debidas, por una parte, al

carácter de la materia prima y de las herramientas, la habilidad del ceramista y al

entorno productivo y, por la otra, al tipo de producto deseado.

Materias Primas Para La Fabricación De La Cerámica

Las materias primas esenciales de un producto de cerámica son la arcilla y el agua.

Se pueden añadir productos no plásticos (“desgrasantes”) a la mezcla de arcilla y

puede que se necesiten engobes, pinturas o barnices para el acabado de las vasijas.

Para cocerlas, es preciso disponer de combustible.

Arcilla

Es un material complejo, pero sus dos características principales son el pequeño

tamaño de sus partículas y la elevada proporción de “minerales de arcilla” en la

mezcla. El componente mineral de la arcilla deriva de la erosión de las rocas. El

tamaño de sus partículas y las características de estos minerales proporcionan a la

arcilla las propiedades físicas y químicas que permiten modelarla y cocerla, creando

la cerámica.

Agua

La mezcla de arcilla y agua da lugar a un medio plástico moldeable, que se puede

tornear y cocer. Se incorporan a la arcilla, además, sales solubles disueltas en agua

mezclando agua salada con la arcilla antes de moldear la pieza o sumergiendo la

vasija ya hecha en agua de mar antes de cocerla.

Combustible

Para cocer las cerámicas se necesita combustible, así como para facilitar el secado

y ahumado de las piezas, procesos estos últimos cuyo propósito consiste en extraer



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILel exceso de humedad de la pasta. Los combustibles varían en cantidad y calidad

del calor y humo que producen, por lo que pueden ser más adecuados para una

parte del proceso de cocción que para otra o que afecten al producto de distintas

maneras. Incluso la variación estacional del combustible produce cambios en el color

del barniz. Para clasificar la cerámica arqueológica hay que tener en cuenta estas

variaciones.

La madera tenía un uso extendido como combustible en la manufactura de la

cerámica tradicional, si bien ésta no suele ser de mucha calidad. Más bien se suelen

usar productos resultantes de procesos agrícolas, como la poda de árboles frutales u

olivos, cáscaras de coco, fibras o virutas arrancadas de la madera al cepillarla. Otro

combustible habitual es el estiércol.

Preparación De La Arcilla

La preparación de la arcilla entra en dos categorías. En primer lugar debemos

mencionar la purificación: la extracción de materiales no deseados, como las raíces

y otras sustancias orgánicas, o de guijarros grandes. En segundo lugar, puede que

sea necesario alterar las propiedades del material. El objetivo es obtener un

producto regular y uniforme, un material cuyas propiedades sean predecibles y

controlables y las adecuadas para los procesos de formación y cocción que se

vayan a emplear. Según la función a que se vayan a dedicar las vasijas se

necesitarán distintas mezclas de arcilla para su producción. Se pueden mezclar dos

o más tipos de arcilla, añadiendo quizás desgrasantes no plásticos.

Modelado

Los ceramistas disponen de una amplia gama de técnicas para realizar su obra y

pueden combinar varios métodos.

Hay que distinguir bien entre los métodos de modelado primarios, que nos

proporcionan la forma básica de la vasija, y los secundarios, que definen los

detalles. Se pueden dividir los métodos de modelado primarios en dos, a mano y por

rotación, este último con un torno.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILTécnicas De Trabajo A Mano Y De

Moldeado

Las vasijas más sencillas se hacen

ahuecando el centro de una bola de arcilla y

dándole forma entre el pulgar y los dedos.

Esta técnica se suele usar sólo para hacer

pequeñas vasijas redondeadas o como

técnica secundaria para realizar elementos

adicionales que se añaden a la pieza

elaborada.

También se pueden juntar tiras planas de arcilla apretando o pinchando los bordes.

Aunque es más adecuada para hacer vasijas rectangulares, con esta técnica se

pueden fabricar vasijas circulares. También se pueden hacer vasijas uniendo series

de rollos como si fuesen anillos o formando una espiral continua.

Una vez la vasija ha alcanzado cierto tamaño es necesario moverla. Se la puede

colocar sobre un soporte móvil, como una estera, o una base fija hecha

especialmente para la fabricación de cerámica.

Uso Del Torno

El proceso de fabricación de vasijas a torno es el

que la cultura popular asocia más con el de

producción de la cerámica. La mayoría de los

autores distinguen dos clases de tornos:

El torno más sencillo, también denominado torno

de manubrio o rueda simple, es un sencillo volante

que gira sobre un pivote central. La superficie más elevada tiene una pequeña

depresión en un punto cerca del perímetro; en esta oquedad se inserta un manubrio,

con ayuda del cual se inicia la rotación del torno o se le acelera cuando ésta

disminuye.

El torno tipo pozo está compuesto por dos volantes unidos a un largo eje central y

sostenidos por una agarradera abajo y un soporte arriba. El disco inferior es más



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILgrande y pesado y es el que mantiene el impulso aplicado por la persona que

imprime el movimiento de rotación con el pie.

Tratamiento De La Superficie

Las operaciones de desbarbado y raspado sirven para alisar las irregularidades que

deja la fabricación con anillos o tiras de barro, así como para unir las distintas partes,

pero al mismo tiempo alteran la apariencia de la vasija.

Uno de los tratamientos de la superficie más comunes es el bruñido, que consiste en

frotar la vasija con un guijarro liso o con alguna otra herramienta para que la

superficie se vuelva compacta y quede una serie de facetas y cierto lustre sobre la

superficie. Hay otros tipos de decoración de la superficie. Muchos de ellos implican

la necesidad de horadar, comprimir o cortar la superficie de la vasija con una

herramienta.

Secado

Antes de cocerla, hemos de secar la vasija ya acabada, con el fin de eliminar el agua

acumulada junto a las partículas de arcilla. Este proceso se puede llevar a cabo al

aire libre o en cobertizos calentados especialmente.

Durante el secado la vasija se encogerá, lo que causa una presión que puede

acabar en grietas. La forma y posición de estas grietas refleja en cierto modo los

procedimientos empleados en la manufactura de la vasija; uno de los ejemplos más

frecuentes es la grieta en forma de S en la base de las vasijas hechas a torno.

El proceso de secado concentra también las sales disueltas y las partículas finas de

arcilla en la superficie debido al movimiento de del agua a través de la pared. Es

importante distinguir esto de los efectos producidos por los engobes, las pinturas y

otros tratamientos de la superficie.

Cocción

El propósito de la cocción es transformar los minerales de arcilla en un material

nuevo, la cerámica. En algunas arcillas los cambios se producen al alcanzar los 550-

600ºC. La cerámica que no alcanza esta temperatura durante la cocción suele

desintegrarse cuando se le sumerge en agua.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILPodemos reconocer dos modalidades de cocción:

La cocción abierta, también denominada cocción en montón o en hoguera, en la que

las vasijas y el combustible entran en contacto directo y se amontonan sobre el

suelo o en un hoyo excavado en el terreno.

Cocción A Fuego Abierto

El método habitual consiste en amontonar las vasijas sobre una capa de combustible

además de mezclarlo dentro y alrededor de la cerámica, cubriendo incluso todo el

montón con más combustible y\o con una capa de fragmentos de cerámica

procedentes de cocciones anteriores. Se prende el combustible y se quema todo.

Puede que la característica más notable de la cocción abierta sea el rápido

incremento de la temperatura desde el primer momento y su corta duración. La

temperatura tarda unos pocos minutos en alcanzar su intensidad máxima; al cabo de

poco rato se pueden retirar las vasijas ya cocidas.

El más simple de los fuegos abiertos únicamente permite la cocción de un número

reducido de vasijas, tal vez sólo una o dos, en un hoyo excavado en el suelo. Una

vez retiradas estas, la ceniza que queda se puede emplear como fertilizante.

Cocción En Horno Cerrado

Se pueden utilizar hornos domésticos, como los empleados para el pan, para cocer

cerámica, aunque es más frecuente construir una estructura especial. La cocción en

horno tiene como característica principal que la combustión se produce en un

espacio distinto al lugar en que se depositan los recipientes a cocer, pero ambos

están en comunicación. Esta cocción, a altas temperaturas, es más regular y evita

fracturas por cambios fuertes de temperatura.

Técnicas De Decoración.

Impresión: se aplica un objeto duro sobre la superficie aún blanda de la arcilla.

Objetos para la impresión: cestería, dedos, uñas, conchas, punzones, etc...

Incisión: Se aplica un objeto sobre el recipiente y se desplaza o arrastra por éste. El

perfil de las incisiones suele ser en “uve” o “u” (acanaladas)



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEsgrafiado: incisión poco profunda que se realiza cuando el recipiente está seco,

incluso cocido.

Escisión: decoración con zonas en altorrelieve (motivo) y otras en bajorrelieve

(negativo del motivo como consecuencia de la extracción de material.

Plástica: aplicación sobre la superficie de la cerámica de mamelones, cordones,

conchas, piedras, buscando una decoración.

Pintado: los motivos decorativos se realizan con algún tipo de pigmento.

Todas estas técnicas también se pueden combinar entre sí.

La decoración tiene una variada localización en el recipiente, apareciendo en todas

sus partes: labio, borde, cuello, galbo, base y elementos de sujección. También se

dan casos de decoraciones internas.

También son variados los motivos: líneas horizontales, verticales, oblicuas, cuadros,

rectangulos, ajedrezado, triángulos, rombos, zig-zag, espigas, dientes de sierra,

motivos circulares, espirales, etc.

2.3.3. Propiedades de los materiales cerámicos.

Los materiales cerámicos se caracterizan por:

Presentar gran resistencia, tanto química como térmica.

Tener gran dureza, es decir, poseen resistencia a ser rayados, perforados,

deformados... Por ello son frecuentemente empleados en la construcción.

Ser bastante frágiles.

Poseer capacidad aislante, tanto térmica como eléctrica.

Ser ligeros, es decir, tienen una densidad considerablemente baja.

En algunas ocasiones, estas propiedades se ven variadas por el uso de sustancias

aditiva

Las propiedades de los materiales cerámicos cubren un amplio intervalo de

necesidades.

Propiedades mecánicas, Propiedades térmicas, Propiedades ópticas, Propiedades

eléctricas, Propiedades magnéticas, Propiedades químicas.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEstructura de las cerámicas

Los materiales cerámicos suelen estar compuestos por al menos dos elementos

unidos formando óxidos, carburos, nitruros o boruros, mediante enlaces iónicos o

covalentes, dependiendo del tipo de cerámico. Por otra parte, suelen formar

microestructuras cristalinas en los que cada grano es un cristal aproximadamente

perfecto, pero con una estructura mucho más complicada que en los metales. La

estructura cristalina de cada grano, orientado de forma diferente, puede producir un

incremento de resistencia a la propagación de defectos a través del material.

La forma más usual en la que se fabrican estos materiales es en forma monolítica,

aunque también se encuentran en forma de compuestos de dos o más

componentes. El procesado de estos cerámicos se puede hacer de múltiples formas,

partiendo de polvos, a veces añadiendo alguna pequeña cantidad de un aglutinante,

y finalmente comprimiéndolos casi siempre a altas temperaturas. Con un buen

procesado se llega a obtener una porosidad prácticamente nula. La pureza de los

materiales puede llegar a ser muy elevada, encontrándose por ejemplo, alúminas

desde el 85% al 99.9%.

Durante el proceso, los pequeños granos no se orientan en ninguna dirección

predeterminada, sino de una forma aleatoria. Esta distribución al azar hace que a

escala macroscópica, las propiedades mecánicas que presentan sean isotrópicas.

El proceso de compactación y prensado de polvos puede dar lugar a cierta

porosidad en el producto final. Maximizar las propiedades mecánicas implica reducir

la porosidad al mínimo, pues los poros son pequeños defectos que pueden actuar

como concentradores de tensión e iniciadores del fallo prematuro del material No

obstante, la porosidad global de estos materiales suele ser casi nula y en

consecuencia la densidad aparente es prácticamente igual a su densidad teórica.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILPropiedades Mecánicas

Son duros y frágiles a temperatura ambiente debido a su enlace iónico/covalente (al

aplicarles una fuerza los iones de igual carga quedan enfrentados provocando la

rotura del enlace), este hecho supone una gran limitación en su número de

aplicaciones. Esta fragilidad se intensifica por la presencia de imperfecciones.

Son deformables a elevadas temperaturas ya que a esas temperaturas se permite el

deslizamiento de bordes de grano.

Propiedades Magnéticas

No suelen presentar propiedades magnéticas, sin embargo podemos encontrar

cerámicas con propiedades magnéticas de gran importancia como ferritas y

granates. Éstas son las llamadas cerámicas ferromagnéticas. En estas cerámicas

los diferentes iones tienen momentos magnéticos distintos, esto conduce a que al

aplicar un campo magnético se produzca como resultado una imantación neta.

Propiedades Eléctricas

Son en su mayoría aislantes eléctricos debido a que tienen una alta resistencia

dieléctrica y baja constate dieléctrica.

Algunos de ellos presentan otras propiedades dieléctricas como es la facilidad de

polarizarse.

Propiedades Térmicas

La mayoría de los materiales cerámicos tienen bajas conductividades térmicas

debido a sus fuertes enlaces iónico/covalentes. La diferencia de energía entre la

banda de covalencia y la banda de conducción en estos materiales es demasiado

grande como para que se exciten muchos electrones hacia la banda de conducción,

por este hecho son buenos aislantes térmicos. Debido a su alta resistencia al calor

son usados como refractarios, y estos refractarios son utilizados en las industrias

metalúrgicas, químicas cerámicas y del vidrio.

Propiedades químicas.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl análisis por vía húmeda ha sido la técnica que más se ha empleado para la

determinación de la mayoría de los elementos en los materiales cerámicos. Sin

embargo en la actualidad la determinación de las impurezas (microelementos) y de

la mayoría de los elementos químicos se realiza usando técnicas instrumentales que

son más rápidas y precisas. Análisis químicos a microescala son determinados

usando técnicas de haz de electrones.

Esta técnica permite realizar una caracterización de la pureza y calidad de las

materias primas iniciales así como la composición química. Durante el proceso

permite controlar el estado de ocurrencia de la reacción y su completamiento y al

finalizar el proceso comprueba la composición química resultante según el cálculo

realizado.

2.3.4 Utilización de los materiales cerámicos .

Su uso inicial fue, fundamentalmente, la elaboración de recipientes empleados para

contener alimentos o bebidas. Más adelante se utilizó para modelar figurillas de

posible carácter simbólico, mágico, religioso o funerario. También se empleó como

material de construcción en forma de ladrillo, teja, baldosa o azulejo, conformando

muros o revistiendo paramentos. La técnica del vidriado le proporcionó gran

atractivo, se utilizó también en escultura. Actualmente también se emplea como

aislante eléctrico y térmico en hornos, motores y en blindaje.

Utensilios

El torno y el horno son los elementos fundamentales e

importantes para la fabricación de la cerámica. Se

necesita además pinceles y varillas para la decoración.

Las principales herramientas o utensilios son:

Palillos de madera para modelar

Vaciadores

Herramientas de metal para esculpir

Medias lunas de metal o cuchillas de metal

Cortador de barro

Tornitas

http://www.monografias.com/trabajos7/caes/caes.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/conge/conge.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml#ANALIT



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Tornos para ceramistas

Extrusoras

Buriles variados

Jeringa con varias puntas

Marcadores

Cortadores con formas

Pinceles punta de goma

Compás de escultor

Bancos de decoración de cerámica avanzada

Técnicas y materiales

Las distintas técnicas que se han ido utilizando han dado como resultado una gran

variedad de acabados:

Loza

Terracota

Terracota vidriada

Terracota esmaltada

Fayenza

Mayólica

Porcelana

Gres

Biscuit

La materia prima es la arcilla. Se emplea agua, sílice, plomo, estaño y óxidos

metálicos. Para la cerámica llamada gres se utiliza una arcilla no calcárea y sal. Otro

material importante para otro tipo de cerámica es el caolín mezclado con cuarzo y

feldespato. También se emplea el polvo de alabastro y mármol. Para las porcelanas

se utilizan los óxidos de potasio, magnesio y aluminio.

Decoración

Tanto antes como después de ser cocida, la pieza de alfarería puede ser adornada

sometiéndola a diferentes técnicas de decoración:

Impresa (cerámica cardial y cultura de la cerámica cordada).



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Incisa, como el esgrafiado

Bruñida

En relieve

Pintada

A lustre, identificada con algunas técnicas como la Loza dorada.

Los materiales cerámicos presetan las siguientes aplicaciones:

- Fabricación de productos de alfarería, debido a su dureza y resistencia al

calor.

-Losetas térmicas (transbordadores espaciales) por su baja conductividad

térmica.

-Fabricación de materiales de construcción (ladrillos,

cemento.azulejos,baldosas, etc), por su dureza y baja conductividad térmica y

eléctrica.

-Aislantes en aparatos electrónicos.

-Materiales refractarios, por su punto de fusión tan elevado.

- Sirven para pulir o afilar otros materiales de menor dureza.

2.4 Vidrios

El vidrio es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se

encuentra en la naturaleza, aunque también puede ser producido por el ser humano.

El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de

productos. El vidrio es un tipo de material cerámico amorfo.

El vidrio se obtiene a unos 1500 °C a partir de arena de sílice (Si O 2), carbonato de

sodio (Na2C O 3) y caliza (Ca C O 3).

El término "cristal" es utilizado muy frecuentemente como sinónimo de vidrio, aunque

es incorrecto en el ámbito científico debido a que el vidrio es un sólido amorfo (sus

moléculas están dispuestas de forma irregular) y no un sólido cristalino.

https://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido_cristalino

https://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido_amorfo

https://es.wikipedia.org/wiki/Cristal

https://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno

https://es.wikipedia.org/wiki/Carbono

https://es.wikipedia.org/wiki/Calcio

https://es.wikipedia.org/wiki/Carbonato_de_calcio


https://es.wikipedia.org/wiki/Carbono

https://es.wikipedia.org/wiki/Sodio

https://es.wikipedia.org/wiki/Carbonato_de_sodio

https://es.wikipedia.org/wiki/Carbonato_de_sodio


https://es.wikipedia.org/wiki/Silicio

https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93xido_de_silicio

https://es.wikipedia.org/wiki/Amorfo

https://es.wikipedia.org/wiki/Material_cer%C3%A1mico

https://es.wikipedia.org/wiki/Botella

https://es.wikipedia.org/wiki/Lente

https://es.wikipedia.org/wiki/Amorfo

https://es.wikipedia.org/wiki/Transparencia

https://es.wikipedia.org/wiki/Fragilidad

https://es.wikipedia.org/wiki/Dureza



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl vidrio es una de las descubiertas más sorprendentes del hombre y su historia es

llena de misterios. Aunque los historiadores no dispongan de datos precisos sobre

su origen, fueron descubiertos objetos de vidrio en las necrópolis egipcias, por eso,

se imagina que el vidrio ya era conocido hace por lo menos 4.000 años antes de la

Era Cristiana, y que fuera descubierto de forma casual.

Algunos autores apuntan los navegadores

fenicios como los precursores de la

industria del vidrio. Anclados en una playa

de la costa de Siria, los fenicios

improvisaron una higuera utilizando

bloques de salitre y soda y, algún tiempo

después, notaron que del fuego escurría

una sustancia brillante que se solidificaba inmediatamente. Allí nacía el vidrio.

Apenas próximo al año 100 a.C., las técnicas de fabricación se desarrollaron. Fue

cuando los romanos comenzaron a utilizar el soplo, dentro de moldes, en la

fabricación del vidrio, lo que posibilitó su producción en serie. El apogeo de este

proceso se dio en el siglo XIII, en Venecia. Tras incendios provocados por los hornos

de vidrio de la época, la industria de vidrios fue transferida para Murano, isla próxima

de Venecia. Las vidrierías de Murano producían vidrios en diversos colores, un

marco de la historia del vidrio, y la fama de sus cristales y espejos perduran hasta

hoy. Hasta 1900, la producción de esta materia prima aún era considerada un arte

casi secreto.

Francia ya fabricaba el vidrio desde la época de los romanos. Sin embargo, solo a

fines del siglo XVIII fue que la industria prosperó y alcanzó un grado de perfección

notable. A mediados de este siglo, el rey francés Luis XIV reunió algunos maestros

vidrieros y montó la Compañía de Saint-Gobain, para que fuesen hechos los espejos

del Palacio de Versalles en Francia, una de las más antiguas empresas del mundo,

hoy, una empresa privada.

La industria moderna del vidrio surgió con la revolución industrial y la mecanización

de los procesos. En 1952, en Inglaterra, Pilkington desarrolló el proceso para

http://www.google.com.ec/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0CAcQjRw&url=http://www.guimun.com/ecuador/secciones/3656/tecnialglass-aluminio-y-vidrio-en-lago-agrio/blog&ei=EHKcVcD0HsioNs7egoAK&bvm=bv.96952980,d.cWw&psig=AFQjCNE2BSOj1P5F5V1OBn9aCSR1WgAMOQ&ust=1436402513291014



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILproducción del vidrio Float, conocido también como cristal, que revolucionó la

tecnología de esta próspera industria.

Definición

El vidrio es una sustancia inorgánica, homogénea y amorfa, obtenida a través del

enfriamiento de una masa en fusión. Sus principales calidades son la transparencia

y la dureza. El vidrio tiene incontables aplicaciones en las más variadas industrias,

dada sus características de inalterabilidad, dureza, resistencia y propiedades

térmicas, ópticas y acústicas, volviéndose uno de los pocos materiales aún

insustituible, estando cada vez más presente en las investigaciones de desarrollo

tecnológico para el bienestar del hombre.

El vidrio es el nombre dado a todos los cuerpos amorfos que se obtienen mediante

la reducción de la temperatura de una masa fundida independientemente de su

composición química y el rango de temperatura de solidificación, que como resultado

del aumento gradual de la viscosidad adopta las propiedades mecánicas de un

cuerpo sólido.

El vidrio se funde a una temperatura entre 1000 y 2000 °C.

Cualidades y características:

Reciclable

Transparencia (permeable a la luz)

Dureza

No absorbencia

Óptimo aislador dieléctrico

Baja conductividad térmica

Recursos abundantes en la naturaleza

Durabilidad

Curiosidad sobre el vidrio

1) Con 1kg de pedazo de vidrio se puede hacer 1kg de vidrio nuevo

2) El mismo vidrio puede ser reaprovechado cuantas veces precise

3) Un vidrio tirado en la naturaleza lleva 4 mil años para desaparecer



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL4) Brasil alcanzó un índice del 45% en el reaprovechamiento de embalajes en

relación a la producción total en el país que es de 1.280 toneladas/año, según la

Asociación Brasileña de las Industrias de Vidrio (Abividro).

2.4.1 Estructura, composición y clasificación de los vidrios.

Estructura del vidrio.

Durante más de 50 años, los científicos han intentado entender algo en apariencia

tan sencillo como qué es el vidrio. Hasta ahora, el trabajo se ha concentrado en

intentar comprender el atasco, pero ahora PaddyRoyall, de la Universidad de Bristol,

y sus colegas en Canberra y Tokio, han demostrado que el problema realmente está

en el destino y no en el atasco.

El equipo ha revelado que el vidrio "fracasa" en su intento de convertirse en un

sólido normal debido a las estructuras atómicas especiales que se forman cuando se

enfría (esto es, cuando los átomos llegan a su destino).

Algunos materiales se cristalizan cuando se enfrían, posicionándose sus átomos en

un modelo muy regular, comparable en cierto modo a una celosía. Pero aunque el

vidrio "quiere" ser un cristal, cuando se enfría sus átomos se bloquean unos a otros

en una distribución casi aleatoria, impidiéndole formar una celosía regular.

El problema es que no se puede observar lo que sucede con los átomos cuando se

enfrían porque simplemente son demasiado pequeños. Valiéndose de partículas

especiales llamadas coloides, que imitan a los átomos en muchas cosas pero son lo

bastante grandes para resultar visibles utilizando la microscopía más avanzada,

Royall enfrió una serie de coloides y observó lo que sucedió.

Composición de los vidrios.

El vidrio es un mal conductor del calor y la electricidad, por lo que resulta práctico

para el aislamiento térmicoy eléctrico. En la mayoría de los vidrios, la sílice se

combina con otras materias primas en distintas proporciones. Los fundentes

alcalinos, por lo general carbonato de sodio o potasio, disminuyen el punto de fusión

y la viscosidad de la sílice. La piedra caliza o la dolomita (carbonato de calcio y



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILmagnesio) actúan como estabilizante. Otros ingredientes, como el plomo o el bórax,

proporcionan al vidrio determinadas propiedades físicas.

Vidrio soluble y vidrio sodocálcico

El vidrio de elevado contenido en sodio que puede disolverse en agua para formar

un líquido viscoso se denomina vidrio soluble y se emplea como barniz ignífugo en

ciertos objetos y como sellador. La mayor parte del vidrio producido presenta una

elevada concentración de sodio y calcio en su composición; se conoce como vidrio

sodocálcico y se utiliza para fabricar botellas, cristalerías de mesa, bombillas

(focos), vidrios de ventana y vidrios laminados.

Vidrio al plomo

El vidrio fino empleado para cristalerías de mesa y conocido como cristal es el

resultado de fórmulas que combinan silicato de potasio con óxido de plomo. El

vidrio al plomo es pesado y refracta más la luz, por lo que resulta apropiado para

lentes o prismas y para bisutería. Como el plomo absorbe la radiación de alta

energía, el vidrio al plomo se utiliza en pantallas para proteger al personal de las

instalaciones nucleares.

Vidrio de borosilicato

Este vidrio contiene bórax entre sus ingredientes fundamentales, junto con sílice y

álcali. Destaca por su durabilidad y resistencia a los ataques químicos y las altas

temperaturas, por lo que se utiliza mucho en utensilios de cocina, aparatos de

laboratorio y equipos para procesos químicos.

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

http://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCE

http://www.monografias.com/trabajos10/restat/restat.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/fuper/fuper.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/enuclear/enuclear.shtml

http://www.monografias.com/trabajos5/natlu/natlu.shtml



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILde 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 Este procedimiento presenta la particularidad de doblar la

hoja de vidrio hasta la horizontal después del pulido a fuego y antes de entrar en el

horno horizontal de recocido.

Vidrio pulido El vidrio en fusión sale del horno y es prensado entre dos

cilindros. Después de atravesar él horno de recocido, donde la lámina va

enfriándose lentamente de manera controlada, la cinta pasa en el «twin» que

es una máquina que desbasta simultáneamente las dos caras del vidrio. El

vidrio desbastado obtenido a la salida del «twin» tiene sus dos caras planas y

paralelas. El vidrio pasa luego debajo de las pulidoras que le dan su

transparencia.

Vidrio rolado Es el vidrio 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).

Vidrio grabado En el proceso del vidrio rolado, uno de los rodillos o ambos

pueden tener dibujos o grabados, lo que permite obtener el vidrio grabado o

impreso. El vidrio grabado o también llamado catedral, trasmite la luz en forma

difusa e impide la visión clara, brindando según el dibujo, diferentes grados de

translucidez e intimidad.




2.4.2 Proceso de fabricación

El vidrio se fabrica a partir de una mezcla compleja de compuestos vitrificantes,

como sílice, fundentes, como los álcalis, y estabilizantes, como la cal. Estas materias

primas se cargan en el horno de cubeta (de producción continua) por medio de una

tolva. El horno se calienta con quemadores de gas o petróleo. La llama debe

alcanzar una temperatura suficiente, y para ello el aire de combustión se calienta en

unos recuperadores construidos con ladrillos refractarios antes de que llegue a los

quemadores.

El horno tiene dos recuperadores cuyas funciones cambian cada veinte minutos: uno

se calienta por contacto con los gases ardientes mientras el otro proporciona el calor

acumulado al aire de combustión. La mezcla se funde (zona de fusión) a unos

1.500 °C y avanza hacia la zona de enfriamiento, donde tiene lugar el recocido. En el

otro extremo del horno se alcanza una temperatura de 1.200 a 800 °C. Al vidrio así

obtenido se le da forma por laminación (como en el esquema superior) o por otro

método.

Vidrio (industria), sustancia amorfa fabricada sobre todo a partir de sílice (SiO2)

fundida a altas temperaturas con boratos o fosfatos. También se encuentra en la

naturaleza, por ejemplo en la obsidiana, un material volcánico, o en los enigmáticos

objetos conocidos como tectitas.

1. Materia prima

http://www.monografias.com/trabajos36/naturaleza/naturaleza.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/metods/metods.shtml

http://www.monografias.com/trabajos54/modelo-acuerdo-fusion/modelo-acuerdo-fusion.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/termodi/termodi.shtml#teo

http://www.monografias.com/trabajos7/mafu/mafu.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/impacto-ambiental/impacto-ambiental.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#pe

http://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtml

http://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/vidrio/vidrio.shtml



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl vidrio destinado al acondicionamiento se compone de materia abundante y

naturales:

• 71% de arena

• 14% de sosa procedente de carbonato sódico

• 11% de cal procedente de carbonato de calcio

• 4% de constituyentes varios, en especial colorantes.

A esta mezcla se le añade calcin, vidrios rotos provenientes de los residuos de

fabricación, de la recogida selectiva de residuos o de los contenedores de reciclaje.

El uso de calcin permite aprovechar los residuos de los envases y ahorrar energía y

materia prima.

2. Horno

La mezcla de materia prima y calcin se funde en continuo en unos hornos a una

temperatura que roza los 1.500ºC. Estos hornos funcionas ininterrumpidamente las

24 horas del dia y los 7 dias de la semana.

Su vida útil varia entre 8 y 10 años. Entre la introducción de la materia prima y la

salida del vidrio en fusión, transcurren unas 24 horas.

El vidrio en función es transportado luego por unos canales de distribución,

conocidos como feeders, hasta las maquina de conformado. En el extremo del

feeders el flujo de vidrio en función se corta en gotas. El peso, la forma y la

temperatura de la gota se controlan con mucha precisión

Cada año, el polo acondicionamiento de Saint-Gobain produce alrededor de 8,3

millones de toneladas de vidrio, o sea, unos 30.00 millones de botellas y de tarros

3. Conformación

La conformación consiste en dar forma a un articulo de vidrio hueco por moldeo con

la ayuda de un punzón metálico o de aire se efectúa por lo general en dos etapas y

es son:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLa gota se transforma por soplado o prensado en una preforma hueca de forma

intermedia que ya tiene la embocadura final.

A continuación, la preforma se transmite mediante un brazo a un molde terminador

que, por soplado, confiere su forma final a la botella o al tarro. El envase de vidrio se

extrae del molde de acabado con una pinza, colocándose en una placa de

enfriamiento, antes de pasar a la cinta transportadora.

Las botellas y los tarros de vidrio salen de la maquina a unas temperaturas que

superan los 500 ºC. la totalidad del ciclo de conformado no dura mas que unos

segundo.

4. Archa de recocido

Para garantizar la solidez de los envases de vidrio, deben calentarse y después

enfriarse progresivamente en un túnel llamado horno (o archa) de recocido. La

duración de este proceso oscila entre 30 minutos y dos horas. Con objeto de

aumentar su resistencia al rayado, las botellas y los tarros reciben, generalmente, un

tratamiento de superficie aplicado en caliente (antes de su paso por el horno) y en

frio después de su salida.

Los envases de vidrio hueco están ya determinados.

5. Máquina de control

Para asegurar la calidad de sus productos, Saint-Gobain controla todos y casa uno

de ellos con ayuda de instrumento perfeccionado de funcionamiento mecánico, por

video o mediante un haz luminoso.

De esta manera, el cierre, las dimensiones, el grosor de vidrio y las cualidades

estéticas se someten a procesos de control.

Todos los envases de vidrio no satisfactorios se eliminan automáticamente,

fundiéndose de nuevo en el horno.

6. Expedición

Antes de expedición, las botellas y los tarros se reagrupan en embalajes industriales,

confeccionados o reciclables. Una vez formado el pale de envases de vidrio, se



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILcubre totalmente con una funa de plástico para proteger los productos de de Saint-

Gobain durante las operaciones de manutención y almacenamiento.

A continuación, las botellas y los tarros se expiden para ser llenado o bien para ser

llenados o bien decorados mediante destintos proceso que aumentan asi su valor

añadido.

2.4.3 Propiedades

Se disuelve en ácido fluorhídrico formando el gas tetrafluoruro de silicio, SiF4 , y es

atacado por los ácidos nítrico, clorhídrico y sulfúrico, aunque el dióxido de silicio

formado inhibe la reacción. También se disuelve en hidróxido de sodio, formando

silicato de sodio y gas hidrógeno. A temperaturas ordinarias el silicio no es atacado

por el aire, pero a temperaturas elevadas reacciona con el oxígeno formando una

capa de sílice que impide que continúe la reacción. A altas temperaturas reacciona

también con nitrógeno y cloro formando nitruro de silicio y cloruro de silicio

respectivamente.

El silicio constituye un 28% de la corteza terrestre. No existe en estado libre, sino

que se encuentra en forma de dióxido de silicio y de silicatos complejos. Los

minerales que contienen silicio constituyen cerca del 40% de todos los minerales

comunes, incluyendo más del 90% de los minerales que forman rocas volcánicas. El

mineral cuarzo, sus variedades (cornalina, crisoprasa, ónice, pedernal y jaspe) y los

minerales cristobalita y tridimita son las formas cristalinas del silicio existentes en la

naturaleza.

El dióxido de silicio es el componente principal de la arena. Los silicatos (en concreto

los de aluminio, calcio y magnesio) son los componentes principales de las arcillas,

el suelo y las rocas, en forma de feldespatos, anfíboles, piroxenos, micas y ceolitas,

y de piedras semipreciosas como el olivino, granate, zircón, topacio y turmalina.

Tipos de Propiedades.

Propiedades Mecanicas.

Densidad 2500 kg/m3

http://www.monografias.com/trabajos6/elsu/elsu.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/histoconcreto/histoconcreto.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/geologia/geologia.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/fimi/fimi.shtml

http://www.monografias.com/trabajos34/hidrogeno/hidrogeno.shtml

http://www.monografias.com/trabajos5/aciba/aciba.shtml




Un panel de 4 mm de espesor de vidrio pesa 10kg/m2

Dureza 470 HK

La dureza del vidrio flotado se establece conforme a

Knoop. La base es el método de ensayo dado en la norma

DIN 52333 (ISO 9385).

Resistencia a la

comprensión

800 - 1000 MPa

La resistencia a la compresión define la capacidad de un

material para soportar una carga aplicada verticalmente a

su superficie.

Módulo de

elasticidad

70 000 MPa

El módulo de elasticidad se determina a partir del

alargamiento elástico de una barra fina, o bien doblando

una barra con una sección transversal redonda o

rectangular.

Resistencia a la

flexión

45 MPa

La resistencia a la flexión de un material, es una medida

que valora su resistencia durante la deformación. Se

determina por ensayos de flexión en la placa de vidrio,

utilizando el método del anillo doble, de acuerdo a la

norma EN 1288-5.

Propiedades Térmicas.

Rango de

transformación

520 - 550 °C

Temperatura para su

emblandecimiento

aprox. 600 °C

Contrariamente a los cuerpos sólidos de estructura

cristalina, el vidrio no tiene punto de fusión definido.

Se transforma continuamente desde el estado sólido




al estado plástico viscoso. El rango de transición se

denomina rango de transformación y de acuerdo con

DIN 52324 (ISO 7884), se encuentra entre 520 °C y

550 °C. El templado y el curvado, requieren una

temperatura suplementaria más de 100 °C.

Calor específico 0,8 J/g/K

El calor específico (en Julios) define la cantidad de

calor necesaria para elevar la temperatura de 1 g de

vidrio flotado en 1K. El calor específico del vidrio

aumenta ligeramente la temperatura, que va

aumentando hasta el intervalo de transformación.

Conductividad

térmica:

0,8W/mK

la cantidad de calor requerido para fluir a través del

área de sección transversal de la muestra de vidrio

flotado en el tiempo en que disminuye la

temperatura.

Expansión termal 9.10-6 K-1

Encontramos un diferente comportamiento en la

expansión del cuerpo bajo efecto de calor, en caso

de expansión lineal y expansión volumétrica. Con los

cuerpos sólidos, la expansión volumétrica es tres

veces el de la expansión lineal. El coeficiente de

temperatura de expansión del vidrio flotado se

administra de acuerdo a DIN 52328 e ISO 7991.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILPropiedades ópticas

El vidrio tiene varios puntos fuertes en cuanto a sus propiedades ópticas:

- Puede ser producido en paneles grandes y homogéneos

- Sus propiedades ópticas no se ven afectadas por el paso del tiempo

- Esta producido con superficies perfectamente planas y paralelas

Índice de

refracción

n = 1.52

Si la luz de un medio ópticamente menos denso (aire)

se encuentra con un medio ópticamente más denso

(vidrio), entonces el rayo de luz se divide en las

interfaces de superficie. La medida de la desviación

determina el índice de refracción. Para el vidrio flotado,

este índice de refracción es n = 1,52.

Propiedades Técnicas.

Resistencia frente: Agua = clase 3 (DIN 52296)

Ácido = clase 1 (DIN 12116)

Alcalino = clase 2 (DIN 52322 e ISO 695)

Pruebas de

desgaste:

Ensayos de abrasión (DIN 52347 e ISO 3537) Se

evalúa la dispersión de la luz que impacta directamente

la superficie.

El aumento de la dispersión de la luz en el vidrio

flotado es de aprox. 1% (después de 1 000 ciclos de

abrasión). El aumento de la dispersión de la luz

permitida para el vidrio de seguridad del vehículo




(parabrisas) es de 2% en Europa (ECE R43) y EE.UU.

(ANSI Z 26.1) .

Proceso de goteo de arena (DIN 52348 e ISO 7991).

Para esta prueba la abrasión por impacto diagonal, se

hicieron gotear 3 kg de arena con un tamaño de partícula

0,5/0,71mm sobre la superficie a ensayar, con una

inclinación de 45 y, desde una altura de 1600 mm. La

medición del desgaste es la densidad luminosa reducida

(según la norma DIN 4646 parte 2).

La densidad luminosa reducida para el vidrio flotado es

de aprox. 4cd/m2lux.

La dureza al rayado de vidrio flotado es de aprox. 0,12N

El ensayo se diseñó originalmente para determinar la

dureza al rayado de los plásticos. Una punta de

diamante con ángulo 50 y 15 mm de radio, se dibuja

sobre la superficie del vidrio mediante la aplicación de

diferentes cargas. La carga a la cual se produce un

rasguño en la superficie, es una medida de la dureza al

rayado. Esto no es un método preciso, debemos tener

en cuenta la influencia del probador.

2.4.4 Aplicaciones y utilizaciones del vidrio

Existe una aleación de acero, el durirón, que contiene un 15% de silicio y es

dura,frágil y resistente a la corrosión; el durirón se usa en los equipos industriales

http://www.monografias.com/trabajos3/corrosion/corrosion.shtml



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILque están en contacto con productos químicos corrosivos. El silicio se utiliza también

en las aleaciones de cobre, como el bronce y el latón.

El silicio es un semiconductor; su resistividad a la corriente eléctrica a temperatura

ambiente varía entre la de los metales y la de los aislantes. La conductividad del

silicio se puede controlar añadiendo pequeñas cantidades de impurezas llamadas

dopantes. La capacidad de controlar las propiedades eléctricas del silicio y su

abundancia en la naturaleza han posibilitado el desarrollo y aplicación de los

transistores y circuitos integrados que se utilizan en la industria electrónica.

La sílice y los silicatos se utilizan en la fabricación de vidrio, barnices, esmaltes,

cemento y porcelana, y tienen importantes aplicaciones individuales. La sílice

fundida, que es un vidrio que se obtiene fundiendo cuarzo o hidrolizando tetracloruro

de silicio, se caracteriza por un bajo coeficiente de dilatación y una alta resistencia a

la mayoría de los productos químicos.

El gel de sílice es una sustancia incolora, porosa y amorfa; se prepara eliminando

parte del agua de un precipitado gelatinoso de ácido silícico, SiO2·H2O, el cual se

obtiene añadiendo ácido clorhídrico a una disolución de silicato de sodio. El gel de

sílice absorbe agua y otras sustancias y se usa como agente desecante y

decolorante.

El silicato de sodio (Na2SiO3), también llamado vidrio, es un silicato sintético

importante, sólido amorfo, incoloro y soluble en agua, que funde a 1.088 °C. Se

obtiene haciendo reaccionar sílice (arena) y carbonato de sodio a alta temperatura, o

calentando arena con hidróxido de sodio concentrado a alta presión.

La disolución acuosa de silicato de sodio se utiliza para conservar huevos; como

sustituto de la cola o pegamento para hacer cajas y otros contenedores; para unir

gemas artificiales; como agente incombustible, y como relleno y adherente en

jabones y limpiadores. Otro compuesto de silicio importante es el carborundo, un

compuesto de silicio y carbono que se utiliza como abrasivo.

Métodos de conformado de vidrio:

http://www.monografias.com/trabajos11/presi/presi.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml#circuito

http://www.monografias.com/trabajos11/trans/trans.shtml

http://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/medio-ambiente-venezuela/medio-ambiente-venezuela.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBRE

http://www.monografias.com/trabajos12/elproduc/elproduc.shtml



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLos productos de vidrio se fabrican primeramente calentando el vidrio a una

temperatura alta para producir un líquido viscoso que seguidamente se moldea,

contorna o lamina en la forma deseada.

Conformado de vidrio en hojas y láminas.

Aproximadamente el 85 % del vidrio plano producido en países como Estados

Unidos está fabricado mediante procesos de flotado en el cual una tira de vidrio

sale del horno de fusión y flota sobre la superficie de un baño de estaño

fundido y bajo una atmósfera controlada químicamente.

Cuando su superficie está suficientemente dura, la lámina de vidrio se saca del

horno sin

ser marcado mediante rodillos y pasa a través de un largo horno de recocido

llamado “lehr” donde se eliminan las tensiones residuales.

Aplicación del vidrio.

Algunos productos, como artículos huecos

(botellas, jarras, y envolturas de tubos

luminosos) se fabrican soplando aire para

ajustar el vidrio fundido dentro de los

moldes.

Etapas de producción de botellas.

a) calentamiento del vidrio.

b) soplado de aire de tal forma que el vidrio alcance las paredes del molde en forma

constante.




Materias primas.

La mayoría de las materias primas para la producción del vidrio se encuentran

disponibles en el mundo en abundancia; arena de silica pura, piedra caliza,

cenizas de soda, y por supuesto, el cullet. Los materiales son almacenados en

el depósito en compartimientos o silos que los mantienen secos y limpios.

Estos materiales son entonces llevados al área para pesar y mezclar, y luego

vertidos en tanques que, a su vez, alimentan los hornos.

La fundición de las materias primas para la producción de vidrio requiere de un

monitoreo y una supervisión constante además de sofisticados sistemas de

control computarizados. Dependiendo de su tamaño, los hornos tienen la

capacidad de producir de 50 a 600 toneladas de vidrio por día. La mayoría de

los hornos utilizan gas natural en sus mecheros laterales y la temperatura de

fundición es de 2200-2400 grados Fahrenheit o 1200-1300 grados Celsius. El

vidrio derretido fluye fuera del horno a través de tuberías hacia la máquina

moldeadora.




Vidrio templado.

Este tratamiento de “templado” aumenta la

resistencia del vidrio porque las fuerzas

de tensión aplicadas deben de sobrepasar

las fuerzas de compresión de la

superficie antes de que se produzca la

fractura. El vidrio templado tiene una

mayor resistencia a los impactos que el vidrio recocido y es alrededor de cuatro

veces más fuerte. Las ventanas de los automóviles y el vidrio de seguridad

para las puertas son artículos que han sido templados térmicamente.

Aplicaciones habituales.

La gran resistencia del vidrio templado a los esfuerzos mecánicos y sus

consiguientes posibilidades estructurales lo convirtieron en protagonista

infaltable de frentes de locales comerciales en los últimos 40 años.

También su condición de vidrio de seguridad para áreas susceptibles de

impacto humano ha permitido el desarrollo de sistemas de cerramiento y

mamparas de baño. Para estos usos es posible templar vidrios translúcidos.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILSu gran resistencia a los cambios bruscos de temperatura permite su uso en

lugares con exposición a altas temperaturas, como visores y tapas de hornos.

En la actualidad, el desarrollo apunta hacia los sistemas de fijación puntual

(tipo “Planar”), donde el vidrio es tomado a través de perforaciones realizadas

en sus esquinas por rótulas o “arañas” (spiders) metálicos que, a su vez, se

fijan a columnas estructurales o costillas de vidrio templado ubicadas por

detrás.

Vidrio termo endurecido.

Se trata de un proceso similar al de temple, pero con un enfriamiento menos a

menor presión. El resultado es un vidrio menos resistente que el templado

(aproximadamente la mitad, pero el doble de resistente que un vidrio sin tratar),

pero que presenta un patrón de rotura mucho más grande y menor nivel de

deformación. Su uso es muy recomendado en paños que estén expuestos muy

directamente a la radiación solar, sobre todo si son coloreados en su masa o

reflectivos.




Vidrio templado laminado

Vidrio de protección

Se denomina así aquel tipo de vidrio que en caso de rotura accidental o

intencional es difícil de traspasar o atravesar.

Laminado es considerado el vidrio de seguridad y protección por excelencia.

Brinda seguridad a las personas y protección a bienes materiales ante intentos

de robo y vandalismo, impidiendo el ingreso fácil a una propiedad por rotura de

vidrios en puertas o ventanas.Su aplicación es obligatoria en techos vidriados.

Compuesto por dos hojas de vidrio íntimamente unidas entre sí mediante la

interposición de una o más láminas de polivinil de butiral (PVB), aplicadas con

calor y presión en un autoclave. Para satisfacer requerimientos de control solar

puede estar compuesto por cualquier tipo de vidrio, incoloro, de color y/o

reflectivo.El vidrio laminado es utilizado también por su aptitud para el control

acústico, resguardo de temperatura y filtro ultravioleta.

El vidrio templado y posteriormente laminado con PVB o resinas, resulta un

producto con altísima resistencia al impacto, a los esfuerzos de flexión y a las



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILsolicitaciones de origen térmico. En general se utiliza vidrio termoendurecido,

ya que por su bajo nivel de ondulaciones se lamina más fácilmente, y su patrón

de rotura más grande le da mayor adherencia al PVB. Su uso es muy difundido

en techos y balaustradas de vidrio estructural empotrado.

Vidrio Esmaltado.

Antes de someterlo al proceso de templado, el vidrio puede ser tratado con

esmaltes cerámicos vitrificables, que luego de dicho proceso quedarán

incorporados definitivamente a la masa del cristal. Según como se realice este

tratamiento, el producto final puede ser:

Vidrio templado opaco Una de las caras del vidrio está completamente

revestida con esmalte, dando como resultado un cristal opaco del color del



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILmismo, utilizado como revestimiento. Es muy común su utilización como

revestimiento de antepechos en sistemas de muro cortina o piel de vidrio,

debido a que la cercanía de una viga de hormigón o muro impide la disipación

de calor, sobrecargando la temperatura del paño.

Vidrio serigrafiado: Una de las caras del vidrio se le aplica, por estampado

serigráfico, un motivo a uno o varios colores. este motivo puede ser un diseño

repetitivo o una trama de puntos o líneas, que además de dar al vidrio una

imagen estética única, permiten controlar la incidencia de la luz solar y la

privacidad. También pueden estamparse motivos unitarios, letras, logotipos,etc.

Doble Vidriado Hermético

Como cualquier otro tipo de vidrio plano, el templado puede ser utilizado en

compuestos con cámara de aire. Es muy común su utilización como cara

exterior de DVH para techos, por su alta resistencia al impacto, combinado con

un vidrio laminado como cara interior.

También en los sistemas de fijación puntual (Planar) pueden colocarse paneles

de DVH con ambas caras templadas. En esos casos se utilizan separadores

especialmente diseñados para garantizar el espesor de la cámara y la

estanqueidad en los agujeros.




Vidrio reforzado químicamente

La resistencia de un vidrio puede incrementarse mediante tratamientos

químicos especiales. Por ejemplo, si un vidrio de alumino-silicatos de sodio se

sumerge en un baño de nitrato de potasio a una temperatura de

aproximadamente 50 °C por debajo de su punto de ten sión (~ 500 °C) durante

6 a 10 horas los iones más pequeños, de sodio, junto a la superficie del vidrio

son reemplazados por iones potasio más grandes. La introducción de los iones

potasio mas grandes en la superficie del vidrio produce fuerzas compresivas en

la superficie y las correspondientes fuerzas de tensión en su centro. Este

proceso de templado químico puede ser usado en las secciones transversales

mas delgadas que puedan templarse térmicamente ya que la capa compresiva

es muy fina, el vidrio templado químicamente reforzado se usa para aeronaves

supersónicas distribución de las fuerzas residuales a través de las secciones de

vidrio templado térmicamente y químicamente reforzado.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL1 Usos del vidrio

Se hace un moldeado del vidrio para darle formas variadas, según su aplicación:

Vidrio plano

Este vidrio plano producido en grandes planchas (de hasta 6 m x 3,5 m), en

espesores que van desde 2 mm hasta 25 mm, es a su vez materia prima para

diferentes manufacturas:

Vidrios de acristalamiento.

En construcciones: acristalamientos sencillos, vidrio aislante y vidrios con

tratamientos de superficie para darles diferentes capacidades de absorción y

reflexión de la luz. Todos ellos, a su vez, pueden ser templados, con lo que se

aumenta su resistencia mecánica, o superpuestos en diferentes capas mediante

polímeros adecuados (vidrio laminado). A estos dos últimos se les denomina como

vidrios de seguridad debido a sus propiedades.

Vidrios para acristalamiento de vehículos.

Vidrio decorativo (mesas, espejos, etc.).

Vidrio hueco: se denomina así al vidrio moldeado con formas tales que permiten

contener

productos. Estas formas se suelen clasificar en:

.Botellas

.Tarros

.Frascos

.Otras aplicaciones artísticas o decorativas.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL2.5 Materiales metálicos

Podemos encontrar como materiales

metálicos los metales y sus aleaciones,

como también sustancias inorgánicas

que están constituidas por uno o más

elementos metálicos; por ejemplo:

hierro cobre, aluminio, níquel y titanio.

Obtención de los metales

Los metales son materiales que se

obtienen a partir de minerales que forman parte de las rocas.

La extracción del mineral se realiza en minas a cielo abierto, si la capa de mineral se

halla a poca profundidad, por el contrario si es profundo recibe el nombre de mina

subterránea.

En ambos tipos de explotaciones se hace uso de explosivos, excavador, taladrador y

otra maquinaria, a fin de arrancar el mineral de la roca.

Técnicas de separación

Tamizado. Consiste en la separación de las partículas sólidas según su tamaño

mediante tamices.

Filtración. Es la separación de partículas sólidas en suspensión en un líquido a

través de un filtro.

Flotación. Se trata de la separación de una mezcla de partículas sólidas de un

líquido.

Tipos de metales

Metales ferrosos. Son aquellos cuyo componente principal es el hierro.

Metales no ferrosos. Son materiales metálicos que no contienen hierro o que lo

contienen en muy pequeñas cantidades.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL2.5.1 Generalidades: metalurgia y siderurgia

La metalurgia.

Es la técnica de la obtención y tratamiento de

los metales desde minerales metálicos hasta los no

metálicos. También estudia la producción

de aleaciones, el control de calidad de los procesos vinculados así como su control

contra la corrosión. Además de relacionarse con la industria metalúrgica.

Metalurgia extractiva

Área de la metalurgia en donde se estudian y aplican operaciones y procesos para el

tratamiento de minerales o materiales que contengan una especie útil

(oro, plata, cobre, etc.), dependiendo el producto que se quiera obtener, se

realizarán distintos métodos de tratamiento.

Objetivos de la metalurgia extractiva

Utilizar procesos y operaciones simples; alcanzar la mayor eficiencia posible;

Obtener altas recuperaciones (especie de valor en productos de máxima pureza); No

causar daño al medio ambiente.

La Siderurgia.

Se denomina siderurgia (del griego, síderos,

"hierro") a la técnica del tratamiento

del mineral de hierro para obtener diferentes tipos de

éste o de sus aleaciones. El proceso de

transformación del mineral de hierro comienza desde

su extracción en las minas. El hierro se encuentra

presente en la naturaleza en forma

de óxidos, hidróxidos, carbonatos, silicatos y sulfuros. Los más utilizados por la

siderurgia son los óxidos, hidróxidos y carbonatos. Los procesos básicos de

transformación son los siguientes: Óxidos -> hematita (Fe2O3) y

la magnetita (Fe304)

Hidróxidos -> Limonita

http://www.cnnexpansion.com/negocios/2007/7/26/siderurgicas-pierden-400-mdp-por-epr



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILCarbonatos -> Siderita o carbonato de hierro (FeCO3)

Estos minerales se encuentran combinados en rocas, las cuales contienen

elementos indeseados denominados gangas. Parte de la ganga puede ser separada

del mineral de hierro antes de su envío a la siderurgia, existiendo principalmente dos

métodos de separación:

Imantación: consiste en hacer pasar las rocas por un cilindro imantado de modo

que aquellas que contengan mineral de hierro se adhieran al cilindro y caigan

separadas de las otras rocas, que precipitan en un sector aparte. El inconveniente

de este proceso reside en que la mayoría de las reservas de minerales de hierro se

encuentra en forma de hematita, la cual no es magnética.

Separación por densidad: se sumergen todas las rocas en agua, la cual tiene una

densidad intermedia entre la ganga y el mineral de hierro. El inconveniente de este

método es que el mineral se humedece siendo esto perjudicial en el proceso

siderúrgico.

2.5.2 Propiedades Metálicas

La gran cantidad de aplicaciones que presentan los metales se debe a sus notarias

propiedades, principalmente las mecánicas, térmicas y eléctricas.

Propiedades físicas

Las propiedades físicas se ponen de manifiesto ante estímulos como la aplicación

de fuerzas, la electricidad, calor o la luz.

Propiedades mecánicas

Son las relativas a la aplicación de fuerzas.

Dureza: los metales son duros no se rayan ni pueden perforarse fácilmente; además

resisten los esfuerzos a los que son sometidos.

Plasticidad y elasticidad: algunos metales se deforman permanentemente cuando

actúan sobre ellos fuerzas externas. Otros muestran un fuerte carácter elástico y son

capaces de recuperar su forma original

Tras la aplicación de una fuerza externa.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILMaleabilidad: ciertos metales pueden ser extendidos en láminas muy finas si llegar

a romperse.

Tenacidad: muchos metales presentan una gran resistencia a romperse cuando son

golpeados.

Ductilidad: algunos metales pueden ser estirados en hilos largos y finos.

Propiedades térmicas

Las propiedades térmicas son las relativas a la aplicación del calor.

Conductividad eléctrica: todos los metales presentan una gran conductividad

térmica.

Fusibilidad: los metales tienen la propiedad de fundirse, aunque cada metal lo hace

a temperatura diferente.

Dilatación y contracción: los metales se dilatan cuando aumenta la temperatura se

contraen si disminuye la temperatura.

Soldabilidad: muchos metales pueden soldarse con facilidad a otras piezas del

mismo metal o de otro diferente.

Propiedades eléctricas y magnéticas

Los metales permiten el paso de la corriente eléctrica con facilidad; son, por tanto

buenos conductores de la electricidad.

Algunos metales presentan un característico comportamiento magnético, que

consiste en su capacidad de atraer a otros metales.

Propiedades químicas

La propiedad química más importante de los metales es su elevada capacidad de

oxidación, que consiste en su facilidad para reaccionar con el oxígeno y cubrirse de

una capa de

Óxido al poco tiempo de estar a la intemperie.

Propiedades ecológicas



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl impacto medioambiental de los materiales tecnológicos puede llegar a ser muy

grave; aunque la mayoría de ellos son reciclables.

Propiedades generales:

Sus propiedades dependen de la naturaleza de sus componentes y la técnica

seguida a su producción.

En general las propiedades de las aleaciones no son intermedias entre la de sus

componentes:

- La densidad es prácticamente la única propiedad intermedia.

- El color

- La resistencia eléctrica de una aleación de los metales que la constituyen incluso

pequeñas de una impureza hacen que su resistencia aumente bastante.

Minerales de hierro

Los minerales del hierro son:

-Oligisto

-Limonita

Proceso siderúrgico (Obtención del arrabio)

Los hornos en los se obtiene el arrabio son de tipo vertical.

El mineral de hierro, una vez desprovisto de ganga y tostado se somete a un ofibado

donde se seleccionan los trozos del tamaño adecuado. Los trozos muy grandes se

trituran y los que son muy pequeños se aglomeran , formando pedazos de tamaño

medio y así se aprovecha mejor el mineral evitando perdida.

El carbón de coque utilizado como agente reductor y calefactor tiene que ser de

buena calidad con poca humedad, reducido el contenido en cenizas y azufre, es

suficiente resistencia al aplastamiento, el tamaño de sus trozos tiene que ser entre 4

y 8 cm.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl fundente tiene que ser de naturaleza acida, cuando es

básica la ganga del mineral y si ésta es acida el fundente debe

de ser básico.

Como fundente básico se utiliza caliza, y como fundente ácido

el silicio.

Proceso químico. En el alto horno, a alta temperatura se realiza

la reducción de les minerales de hierro en forma de óxidos, se representa

esquemáticamente así:

FeO + C --} CO + FE

El carbono reacciona con el oxígeno para formar monóxido de carbono, fase que

recibe el nombre de reducción directa. Esta reacción tiene lugar a otra.

FeO + CO --} CO2 + Fe

En esta fase denominada reducción indirecta el monóxido de carbono actúa como

reductor pasando a bióxido de carbono.

La última fase es que el hierro en estado líquido obtenido según las reacciones

anteriores, dióxido de carbono en una proporción aproximada del 7 % formando el

arrabio.

2.5.3. Procesos generales metalúrgicos

Concentración del mineral: Consiste en separar de éste la mayor cantidad posible

de ganga mediante distintos métodos.

Levigación: Se utiliza la mena y la ganga tienen muy diferente densidad. El mineral

es sometido a una corriente de agua que arrastra a las partes menos pesadas, y las

más pesadas (mena) van al fondo.

Separación magnética: Se utiliza cuando la mena presenta propiedades

magnéticas (hierro).El mineral se pasa por una cinta en la cual hay un electroimán,

la ganga cae al suelo y la mena queda pegada a la cinta.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILFlotación: Procedimiento que se utiliza cuando la mena no es mojada por agua pero

si por el aceite, el mineral finalmente triturado se mete en un depósito con agua

agitando la mezcla, la mena flota y la ganga se hunde.

Tostación o calcinación: Tiene por objeto transformar el mineral en oxido para

después proceder a su reducción.

Tostación: se realiza cuando el metal es un sulfuro.

Calcinación: se realiza cuando el metal es un carbono o un hidróxido.

Reducción: Una vez está el mineral en forma de óxido, la reducción tiene por objeto

separar el metal, en estado libre, los óxidos correspondientes a los metales de

pequeño potencial de oxidación, se reduce mediante carbón, hidrógeno o otro metal.

Los óxidos de los alcalinos, de aluminio, tienen potencial de oxidación muy elevada,

son difícilmente reducibles por lo que se emplea la vía electrónica partiendo sus

sales.

Afino: Proceso destinado a eliminar las impurezas de los metales y purificarlos del

todo.

Siderúrgica (preparación, generalidades, característica del hierro contenido).

Los hornos en los se obtiene el arrabio son de tipo vertical.

El mineral de hierro, una vez desprovisto de ganga y tostado se somete a un afinado

donde se seleccionan los trozos del tamaño adecuado. Los trozos muy grandes se

trituran y los que son muy pequeños se aglomeran, formando pedazos de tamaño

medio y así se aprovecha mejor el mineral evitando perdida.

El carbón de coque utilizado como agente reductor y calefactor tiene que ser de

buena calidad con poca humedad, reducido el contenido en cenizas y azufre, es

suficiente resistencia al aplastamiento, el tamaño de sus trozos tiene que ser entre 4

y 8 cm.

Proceso químico

FeO + C --} CO + FE



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl carbono reacciona con el oxígeno para formar monóxido de carbono, fase que

recibe el nombre de reducción directa. Esta reacción tiene lugar a otra.

FeO + CO --} CO2 + Fe

En esta fase denominada reducción indirecta el monóxido de carbono actúa como

reductor pasando a bióxido de carbono.

La última fase es que el hierro en estado líquido obtenido según las reacciones

anteriores, dióxido de carbono en una proporción aproximada del 7 % formando el

arrabio.

Fases del proceso siderúrgico (breve descripción de cada una)

Tratamiento del mineral por un disolvente de extracción.

Extracción: cuando se coge el cobre

Retracción: se vuelve a coger el cobre

Cobre puro: cuando ya se obtiene el cobre

Tratamiento del mineral (agitación)

Filtración: cuando se pasa el oro por un filtro

Clasificación: cuando se aclara el oro.

Des aeración y filtración

Calcinación: cuando se quema el oro.

Colada del lingote y del oro cuando se obtiene el lingote y el oro.

Forja

Para otros usos de este término, véase Forja (desambiguación).

La forja, al igual que la laminación y la extrusión, es un proceso de conformado por

deformación plástica que puede realizarse en caliente o en frío y en el que la

deformación del material se produce por la aplicación de fuerzas de compresión.

Este proceso de fabricación se utiliza para dar una forma y unas propiedades

determinadas a los metales y aleaciones a los que se aplica mediante grandes

presiones. La deformación se puede realizar de dos formas diferentes: por presión,

de forma continua utilizando prensas, o por impacto, de modo intermitente utilizando

martillos pilones.

http://es.wikipedia.org/wiki/Prensa_mec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_de_fabricaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_de_compresi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Material

http://es.wikipedia.org/wiki/Deformaci%C3%B3n_pl%C3%A1stica

http://es.wikipedia.org/wiki/Extrusi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Laminaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Forja_(desambiguaci%C3%B3n)



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLos principales tipos de forja que existen son:

Forja libre

Forja con estampa

Recalcado

Forjado isotérmico

Forja libre

Es el tipo de forja industrial más antiguo y se caracteriza porque la deformación del

metal no está limitada (es libre) por su forma o masa. Se utiliza para fabricar piezas

únicas o pequeños lotes de piezas, donde normalmente éstas son de gran tamaño.

Además este tipo de forja sirve como preparación de las preformas a utilizar en

forjas por estampa.

También puede encontrarse como forja en dados abiertos.

Forja con estampa

Antes y después de aplicar el proceso de forja con

estampa

Este tipo de forja consiste en colocar la pieza entre

dos matrices que al cerrarse conforman una cavidad

con la forma y dimensiones que se desean obtener

para la pieza. A medida que avanza el proceso, ya sea empleando martillos o

prensas, el material se va deformando y adaptando a las matrices hasta que

adquiere la geometría deseada. Este proceso debe realizarse con un cordón de

rebaba que sirve para aportar la presión necesaria al llenar las zonas finales de la

pieza, especialmente si los radios de acuerdo de las pieza son de pequeño tamaño y

puede estar sin rebaba, dependiendo de si las matrices llevan incorporada una zona

de desahogo para alojar el material sobrante (rebaba) o no. Se utiliza para fabricar

grandes series de piezas cuyas dimensiones y geometrías pueden variar

ampliamente.

En efecto así se presentan estos forjados.

Forjado isotérmico



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILArtículo principal: Forjado isotérmico

El forjado isotérmico es un tipo especial de forja en la cual la temperatura de los

troqueles es significativamente superior a la utilizada en procesos de forja

convencional.

Efectos que produce la forja en caliente y el forjado isotérmico

Orientación de la fibra: Las propiedades mecánicas del producto variarán,

mejorándolas si el esfuerzo se aplica en la dirección de la fibra formada por el

proceso y empeorándolas si se aplica en dirección perpendicular.

Afinamiento del grano: Esto se produce a temperaturas superiores a la de

recristalización pero inferiores a la de equicohesión y la forja se realiza con martillos

pilones, de modo intermitente. En cambio, el afinamiento no se producirá si se

supera la temperatura de equicohesión y la forja se realiza utilizando prensas, de

forma continua.

Forja artesanal

En este caso, la forja es el arte y el lugar de trabajo del forjador o herrero, cuyo

trabajo consiste en dar forma al metal por medio del fuego y del martillo.

Un herrero trabajando una pieza de metal al

rojo sobre un yunque.

Una forja contiene básicamente una fragua

para calentar los metales (normalmente

compuestos de hierro), un yunque y un

recipiente en el cual se pueden enfriar

rápidamente las piezas forjadas para

templarlas. Las herramientas incluyen tenazas para sostener el metal caliente y

martillos para golpearlo.

En la forja se modela el metal por deformación plástica y es diferente de otros

trabajos del metal en los que se elimina parte del material mediante brocas,

fresadoras, torno, etc., y de otros procesos por los que se da forma al metal fundido

vertiéndolo dentro de un molde (fundición).

http://es.wikipedia.org/wiki/Fundici%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Molde

http://es.wikipedia.org/wiki/Tenaza

http://es.wikipedia.org/wiki/Yunque

http://es.wikipedia.org/wiki/Hierro

http://es.wikipedia.org/wiki/Fragua

http://es.wikipedia.org/wiki/Herrero

http://es.wikipedia.org/wiki/Martillo

http://es.wikipedia.org/wiki/Fuego

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

http://es.wikipedia.org/wiki/Perpendicular

http://es.wikipedia.org/wiki/Forjado_isot%C3%A9rmico

http://es.wikipedia.org/wiki/Troqueles_y_troquelado_(metalmec%C3%A1nica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Forjado_isot%C3%A9rmico



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILAl tratarse de un oficio casi en extinción, hay muy pocos artistas forjadores que

realmente utilizan el hierro de forma artesanal.

Materiales a los que se aplica

Este proceso puede aplicarse a:

Metales puros: aluminio, cobre, titanio y zinc.

Aleaciones: acero, de aluminio, de cobre, de magnesio y bronces.

Aplicaciones

La forja tiene multitud de aplicaciones en distintos campos, algunas de ellas son las

siguientes:

Bielas, cigüeñales, ejes, rejas, barandillas, cabezas de tornillos, de pernos,

remaches, clavos, etc.

Laminación

Esquema del proceso de laminación.

Se conoce como laminación o laminado al proceso industrial por medio del cual se

reduce el espesor de una lámina de metal o de materiales semejantes con la

aplicación de presión mediante el uso de distintos procesos, como la laminación de

anillos o el laminado de perfiles. Por tanto, este proceso se aplica sobre materiales

con un buen nivel de maleabilidad. La máquina que realiza este proceso se le

conoce como laminador.

2.6 El acero y sus alcances

El acero es una aleación de hierro y carbono, donde

el carbono no supera el 3.5% que le otorga mayor

resistencia y pureza, alcanzando normalmente

porcentajes entre el0.2% y el 0.3% para aceros de

bajo carbono, que son los utilizados para las

construcciones. Porcentajes mayores al 3.5% de

carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones que al ser frágiles y no poderse

http://es.wikipedia.org/wiki/Laminador

http://es.wikipedia.org/wiki/Maleabilidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Laminado_de_perfiles

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Laminaci%C3%B3n_de_anillos&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Laminaci%C3%B3n_de_anillos&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Metal

http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_industrial

http://es.wikipedia.org/wiki/Remaches

http://es.wikipedia.org/wiki/Perno

http://es.wikipedia.org/wiki/Tornillos

http://es.wikipedia.org/wiki/Barandillas

http://es.wikipedia.org/wiki/Cig%C3%BCe%C3%B1al

http://es.wikipedia.org/wiki/Biela

http://es.wikipedia.org/wiki/Bronce

http://es.wikipedia.org/wiki/Magnesio

http://es.wikipedia.org/wiki/Acero

http://es.wikipedia.org/wiki/Aleaciones

http://es.wikipedia.org/wiki/Zinc

http://es.wikipedia.org/wiki/Titanio

http://es.wikipedia.org/wiki/Cobre

http://es.wikipedia.org/wiki/Aluminio



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILforjar, se moldean. Algunas veces otros elementos de aleación específicos tales

como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel) se agregan con propósitos determinados.

Dado el caso de que los materiales más usados en la construcción no se encuentran

en la naturaleza en estado puro, por lo que para su empleo hay que someterlos a

una serie de operaciones metalúrgicas cuyo fin es separar el metal de las impurezas

u otros minerales que lo acompañen.

El acero, como material indispensable de refuerzo en las construcciones, es una

aleación de hierro y carbono, en proporciones variables, y pueden llegar hasta el 2%

de carbono, con el fin de mejorar algunas de sus propiedades, puede contener

también otros elementos. Una de sus características es admitir el temple, con lo que

aumenta su dureza y su flexibilidad.

En las décadas recientes, los ingenieros y arquitectos han estado pidiendo

continuamente aceros cada vez más sofisticados, con propiedades de resistencia a

la corrosión, aceros más soldables y otros requisitos. La investigación llevada a cabo

por la industria del acero durante este periodo ha conducido a la obtención de

varios grupos de nuevos aceros que satisfacen muchos de los requisitos y existe

ahora una amplia variedad cubierta gracias a las normas y especificaciones

actuales.

El acero ha jugado un papel relevante en el desarrollo tecnológico de la humanidad:

desde los hititas que aprendieron a fundir el hierro para fabricar armas más duras y

resistentes, hasta los modernos arquitectos e ingenieros que construyen edificios

más esbeltos o vehículos más seguros.

El objetivo de esta actividad es conocer el proceso siderúrgico y las características

que los productos que se obtienen.

No se debe confundir el hierro con el acero, dado que el hierro es un metal en

estado puro al que se le mejoran sus propiedades físico-químicas con la adición de

carbono y demás elementos.

La gran variedad de aceros llevó a Siemens a definirlo como un compuesto de hierro

y otra sustancia que incrementa su resistencia.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILPor la variedad y disponibilidad de los elementos primordiales que abundan en la

naturaleza ayudan facilitando de su producción en cantidades industriales, los

aceros son las aleaciones más utilizadas en la construcción de maquinarias,

herramientas, edificios y obras públicas, habiendo contribuido al alto nivel de

desarrollo tecnológico de las sociedades industriales.

El acero

El acero es una aleación (=una mezcla con base atómica) del elemento hierro con

otros elementos que pueden ser tanto metálicos como no-metálicos. Elementos no-

metálicos que se utilizan normalmente en los aceros son, entre otros, carbono y

silicio. Por otro lado, manganeso y cromo son elementos metálicos que también son

usualmente utilizados. El elemento de aleación más importante para el acero es el

carbono. Dependiendo de la cantidad y el tipo de los elementos de aleación de un

acero se pueden obtener o resaltar características deseables y evitar aquellos que

sean indeseables en ciertas aplicaciones.

Originariamente se utilizó la templabilidad como característica esencial para el

término acero. Hoy en día este criterio no se utiliza más en ese sentido y se

denominan como aceros a todos aquellos materiales de hierro, cuya parte de masa

de hierro sea mayor que la de todos los otros elementos. Con la excepción de los

aceros ricos en cromo, el acero contiene hasta un máximo de aproximadamente 2%

en peso de carbono. Aceros con mayor contenido de carbono son designados como

hierro fundido.

El acero es un material muy versátil y adaptable lo cual se demuestra sobre todo en

su relativa facilidad de conformación tanto en caliente como en frío, su idoneidad

para ser usados en aplicaciones donde se requiera soldadura, la posibilidad de ser

maquinados mediante diferentes métodos, su buena resistencia a la corrosión, la

posibilidad de crear piezas directamente desde la fundición, su resistencia térmica e

incluso sus buenas propiedades mecánicas a altas temperaturas. Las propiedades

de los aceros pueden ser, además, adaptadas a las exigencias de un componente

mediante la adición de elementos de aleación y por su subsecuente procesamiento.

Estas características convierten al acero en uno de los materiales más importantes,

variables y adaptables. Por estas razones el acero se mantiene en el centro del



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILinterés tanto científico como tecnológico y seguramente seguirá jugando un papel

muy importante en el futuro.

Tipos de acero

Los aceros se clasifican en cinco grupos principales:

Aceros Corten

Aceros galvanizados

Aceros laminados

Aceros estirado en frio

Aceros negros

Aceros al carbono

Aceros aleados

Aceros de baja aleación ultra resistente

Aceros inoxidables

Aceros de herramientas.

Acero Corten: El Acero Corten es un Acero común al

que no le afecta la corrosión

. Es una aleación de Acero con níquel, cromo, cobre y

fósforo que, tras un proceso de humectación y

secado alternativos forma una delgadísima película de óxido de apariencia rojizo-

púrpura.

Aplicaciones: Se utiliza en la Industria cementera, silos, tolvas, cribadoras,

chimeneas, tuberías, lavaderos de carbón, depósitos de agua, petróleo, fuel-oil, etc.

Construcciones metálicas, puentes, estructuras, fachadas de edificios, puertas

metálicas, hormigoneras, grúas, palas excavadoras. Vagones ferrocarril, chasis de

camiones, basculantes, cisternas, semirremolques.

Acero Galvanizado: El Acero Galvanizado por inmersión en caliente es un producto

que combina las características de resistencia mecánica del Acero y la resistencia a

la corrosión generada por el Cinc.

Propiedades del Acero Galvanizado:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Resistencia a la abrasión

Resistencia a la corrosión

Aplicaciones: El acero galvanizado se utiliza para la Edificación, Instalaciones

Industriales, Grandes Estructuras, Automoción, Armaduras galvanizadas para

hormigón, Agricultura y Ganadería, Equipamientos de Carreteras, Elementos de

unión, Mobiliario Urbano, estructuras para el deporte y tiempo libre, Electricidad y

comunicaciones, Transporte.

Acero Laminado: una barra de acero sometida atracción, con los esfuerzos se

deforma aumentando su longitud. Si se quita la tensión, la

barra de acero recupera su posición inicial y su longitud

primera, sin sufrir deformaciones remanentes.

Todo esto dentro de ciertos márgenes, es decir dentro de

cierto límite al que de nominamos Límite Elástico.

Aceros al carbono: El acero al carbono, constituye el

principal producto delos aceros que se producen,

estimando que un 90% dela producción total producida

mundialmente corresponde a aceros al carbono. Estos

aceros son también conocidos como aceros de

construcción, La composición química de los aceros al carbono es compleja,

además del hierro y el carbono que generalmente no supera el 1%, hay en la

aleación otros elementos necesarios para su producción, tales como silicio y

manganeso. El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a

la tracción, incrementa el índice de fragilidad en frío y hace que disminuya la

tenacidad y la ductilidad.

Aceros aleados:

Estos aceros están compuestos por una proporción

determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos;

además de cantidades mayores de manganeso, silicio y

cobre que los aceros al carbono. Estos aceros se emplean

para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILAceros de baja aleación ultra resistentes:

Es la familia de aceros más reciente de las cinco. Estos

aceros son más baratos que los aceros convencionales

debido a que contienen menor cantidad de materiales

costosos de aleación. Sin embargo, se les da un

tratamiento especial que hace que su resistencia sea mucho mayor que la del acero

al carbono. Este material se emplea para la fabricación de vagones porque al ser

más resistente, sus paredes son más delgadas, con lo que la capacidad de carga es

mayor. Además, al pesar menos, también se pueden cargar con un mayor peso.

También se emplea para la fabricación de estructuras de edificios.

Aceros inoxidables: Estos aceros contienen cromo, níquel, y

otros elementos de aleación que los mantiene brillantes y

resistentes a la oxidación. Algunos aceros inoxidables son

muy duros y otros muy resistentes, manteniendo esa

resistencia durante mucho tiempo a temperaturas extremas.

Debido a su brillo, los arquitectos lo emplean mucho con fines decorativos. También

se emplean mucho para tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por su

resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o

sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales. Además

se usa para la fabricación de útiles de cocina, como pucheros, gracias a que no

oscurece alimentos y es fácil de limpiar.

Aceros de herramientas:

Estos aceros se emplean para fabricar herramientas y

cabezales de corte y modelado de máquinas. Contiene

wolframio, molibdeno y otros elementos de aleación que le

proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.

Según su Clasificación

Según el modo de fabricación

acero eléctrico

acero fundido

acero calmado

acero efervescente



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL acero fritado

Según el modo de trabajarlo

acero moldeado

Según la composición y la estructura

aceros ordinarios

aceros aleados o especiales

Según los usos

acero para imanes o magnético

acero autotemplado

acero de construcción

acero de corte rápido

acero de decoletado

acero indeformable

acero inoxidable

acero para muelles

acero refractario

acero de rodamientos.

Tratamientos del acero

Tratamientos superficiales

Debido a la facilidad que tiene el acero para oxidarse cuando entra en contacto con

la atmósfera o con el agua, es necesario y conveniente proteger la superficie de los

componentes de acero para protegerles de la oxidación y corrosión. Muchos

tratamientos superficiales están muy relacionados con aspectos embellecedores y

decorativos de los metales.

Los tratamientos superficiales más usados son los siguientes:

Cincado : tratamiento superficial antioxidante por proceso electrolítico o mecánico

al que se somete a diferentes componentes metálicos.

Cromado : recubrimiento superficial para proteger de la oxidación y embellecer.

Galvanizado : tratamiento superficial que se da a la chapa de acero.

Niquelado : baño de níquel con el que se protege un metal de la oxidación.

http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADquel

http://es.wikipedia.org/wiki/Niquelado

http://es.wikipedia.org/wiki/Galvanizado

http://es.wikipedia.org/wiki/Cromado

http://es.wikipedia.org/wiki/Cincado_mec%C3%A1nico

http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3lisis

http://es.wikipedia.org/wiki/Cincado

http://es.wikipedia.org/wiki/Corrosi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Oxidaci%C3%B3n



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Pavonado : tratamiento superficial que se da a piezas pequeñas de acero, como

la tornillería.

Pintura : usado especialmente en estructuras, automóviles, barcos, etc.

Tratamientos térmicos

Un proceso de tratamiento térmico adecuado permite aumentar significativamente

las propiedades mecánicas de dureza, tenacidad y resistencia mecánica del acero.

Los tratamientos térmicos cambian la microestructura del material, con lo que las

propiedades macroscópicas del acero también son alteradas.

Los tratamientos térmicos que pueden aplicarse al acero sin cambiar en su

composición química son:

Templado.

Revenido.

Recocido.

Normalizado

Tratamientos termoquímicos

Son tratamientos térmicos en los que, además de los cambios en la estructura del acero, también se producen cambios en la composición química de la capa superficial, añadiendo diferentes productos químicos hasta una profundidad determinada. Estos tratamientos requieren el uso de calentamiento y enfriamiento controlados en atmósferas especiales. Entre los objetivos más comunes de estos tratamientos están aumentar la dureza superficial de las piezas dejando el núcleo más blando y tenaz, disminuir el rozamiento

aumentando el poder lubrificante, aumentar la resistencia al desgaste, aumentar la resistencia a fatiga o aumentar la resistencia a la corrosión.

Cementación (C): aumenta la dureza superficial de una pieza de acero dulce,

aumentando la concentración de carbono en la superficie. Se consigue teniendo

en cuenta el medio o atmósfera que envuelve el metal durante el calentamiento y

enfriamiento. El tratamiento logra aumentar el contenido de carbono de la zona

periférica, obteniéndose después, por medio de temples y revenidos, una gran

dureza superficial, resistencia al desgaste y buena tenacidad en el núcleo.

http://es.wikipedia.org/wiki/Pintura_anticorrosiva

http://es.wikipedia.org/wiki/Pavonado



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Nitruración (N): al igual que la cementación, aumenta la dureza superficial,

aunque lo hace en mayor medida, incorporando nitrógeno en la composición de

la superficie de la pieza. Se logra calentando el acero a temperaturas

comprendidas entre 400 y 525 °C, dentro de una corriente de gas amoníaco, más

nitrógeno.

Cianuración (C+N): endurecimiento superficial de pequeñas piezas de acero. Se

utilizan baños con cianuro, carbonato y cianato sódico. Se aplican temperaturas

entre 760 y 950 °C.

Carbonitruración (C+N): al igual que la cianuración, introduce carbono y

nitrógeno en una capa superficial, pero con hidrocarburos como metano, etano o

propano; amoníaco (NH3) y monóxido de carbono (CO). En el proceso se

requieren temperaturas de 650 a 850 °C y es necesario realizar un temple y un

revenido posterior.

Sulfinización (S+N+C): aumenta la resistencia al desgaste por acción del azufre.

El azufre se incorporó al metal por calentamiento a baja temperatura (565 °C) en

un baño de sales.

Entre los factores que afectan a los procesos de tratamiento térmico del acero se

encuentran la temperatura y el tiempo durante el que se expone a dichas

condiciones al material. Otro factor determinante es la forma en la que el acero

vuelve a la temperatura ambiente. El enfriamiento del proceso puede incluir su

inmersión en aceite o el uso del aire como refrigerante.

El método del tratamiento térmico, incluyendo su enfriamiento, influye en que el

acero tome sus propiedades comerciales.

Según ese método, en algunos sistemas de clasificación, se le asigna un prefijo

indicativo del tipo. Por ejemplo, el acero O-1, o A2, A6 (o S7) donde la letra "O" es

indicativo del uso de aceite (del inglés: oil quenched), y "A" es la inicial de aire; el

prefijo "S" es indicativo que el acero ha sido tratado y considerado resistente al

golpeo (shock resistant)



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL2.6.1. Características mecánicas y tecnológicas del acero

Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero debido a

que estas varían con los ajustes en su composición y los diversos tratamientos

térmicos, químicos o mecánicos, con los que pueden conseguirse aceros con

combinaciones de características adecuadas para infinidad de aplicaciones, se

pueden citar algunas propiedades genéricas:

Su densidad media es de 7850 kg/m³.

En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir.

El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación y los porcentajes de

elementos aleantes. El de su componente principal, el hierro es de alrededor

de 1.510 °C en estado puro (sin alear), sin embargo el acero presenta

frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1.375 °C, y en

general la temperatura necesaria para la fusión aumenta a medida que se

aumenta el porcentaje de carbono y de otros aleantes. (excepto las

aleaciones eutécticas que funden de golpe). Por otra parte el acero rápido

funde a 1.650 °C.15

Su punto de ebullición es de alrededor de 3.000 °C.16

Es un material muy tenaz, especialmente en alguna de las aleaciones usadas

para fabricar herramientas.

Relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres.

Es maleable. Se pueden obtener láminas delgadas llamadas hojalata. La

hojalata es una lámina de acero, de entre 0,5 y 0,12 mm de espesor,

recubierta, generalmente de forma electrolítica, por estaño.

Permite una buena mecanización en máquinas herramientas antes de recibir un

tratamiento térmico.

Algunas composiciones y formas del acero mantienen mayor memoria, y se

deforman al sobrepasar su límite elástico.

La dureza de los aceros varía entre la del hierro y la que se puede lograr mediante

su aleación u otros procedimientos térmicos o químicos entre los cuales quizá el

más conocido sea el templado del acero, aplicable a aceros con alto contenido en

carbono, que permite, cuando es superficial, conservar un núcleo tenaz en la pieza



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILque evite fracturas frágiles. Aceros típicos con un alto grado de dureza superficial

son los que se emplean en las herramientas de mecanizado, denominados aceros

rápidos que contienen cantidades significativas

de cromo, wolframio, molibdeno y vanadio. Los ensayos tecnológicos para medir la

dureza son Brinell,Vickers y Rockwell, entre otros.

Se puede soldar con facilidad.

La corrosión es la mayor desventaja de los aceros ya que el hierro se oxida con

suma facilidad incrementando su volumen y provocando grietas superficiales que

posibilitan el progreso de la oxidación hasta que se consume la pieza por completo.

Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendo mediante tratamientos

superficiales diversos. Si bien existen aleaciones con resistencia a la corrosión

mejorada como los aceros de construcción «corten» aptos para intemperie (en

ciertos ambientes) o los aceros inoxidables.

Normalización de las diferentes clases de acero

Para homogeneizar las distintas variedades de acero que se pueden producir,

existen sistemas de normas que regulan la composición de los aceros y las

prestaciones de los mismos en cada país, en cada fabricante de acero, y en muchos

casos en los mayores consumidores de aceros.

Existen otras normas reguladoras del acero, como la clasificación de AISI (de uso

mucho más extendido internacionalmente), ASTM, DIN, o la ISO 3506.

Mecanizado del acero

Acero laminado



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl acero que se utiliza para la construcción de estructuras metálicas y obras

públicas, se obtiene a través de la laminación de acero en una serie de perfiles

normalizados.

El proceso de laminado consiste en calentar previamente los lingotes de acero

fundido a una temperatura que permita la deformación del lingote por un proceso de

estiramiento y desbaste que se produce en una cadena de cilindros a presión

llamado tren de laminación. Estos cilindros van formando el perfil deseado hasta

conseguir las medidas que se requieran. Las dimensiones de las secciones

conseguidas de esta forma no se ajustan a las tolerancias requeridas y por eso

muchas veces los productos laminados hay que someterlos a fases de mecanizado

para ajustar sus dimensiones a la tolerancia requerida.

Acero forjado

La forja es el proceso que modifica la forma de los metales por deformación plástica

cuando se somete al acero a una presión o a una serie continuada de impactos. La

forja generalmente se realiza a altas temperaturas porque así se mejora la calidad

metalúrgica y las propiedades mecánicas del acero.

El sentido de la forja de piezas de acero es reducir al máximo posible la cantidad de

material que debe eliminarse de las piezas en sus procesos de mecanizado. En la

forja por estampación la fluencia del material queda limitada a la cavidad de la

estampa, compuesta por dos matrices que tienen grabada la forma de la pieza que

se desea conseguir.

Acero corrugado

El acero corrugado es una clase de acero laminado

usado especialmente en construcción, para emplearlo

en hormigón armado. Se trata de barras de acero que

presentan resaltos o corrugas que mejoran la

adherencia con el hormigón. Está dotado de una gran

ductilidad, la cual permite que a la hora de cortar y doblar no sufra daños, y tiene

una gran soldabilidad, todo ello para que estas operaciones resulten más seguras y

con un menor gasto energético.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Trebar.jpg



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLas barras de acero corrugado están normalizadas. Por ejemplo, en España las

regulan las normas: UNE 36068:1994- UNE 36065:2000 –UNE36811:1998.

Las barras de acero corrugados se producen en una gama de diámetros que van de

6 a 40 mm, en la que se cita la sección en cm² que cada barra tiene así como su

peso en kg.

Las barras inferiores o iguales a 16 mm de diámetro se pueden suministrar en barras

o rollos, para diámetros superiores a 16 siempre se suministran en forma de barras.

Las barras de producto corrugado tienen unas características técnicas que deben

cumplir, para asegurar el cálculo correspondiente de las estructuras de hormigón

armado. Entre las características técnicas destacan las siguientes, todas ellas se

determinan mediante el ensayo de tracción:

límite elástico Re (Mpa)

carga unitaria de rotura o resistencia a la tracción Rm (MPa)

alargamiento de rotura A5 (%)

alargamiento bajo carga máxima Agt (%)

relación entre cargas Rm/Re

módulo de Young E.

Estampado del acero

La estampación del acero consiste en un proceso de mecanizado sin arranque de

viruta donde a la plancha de acero se la somete por medio de prensas adecuadas a

procesos de embutición y estampación para la consecución de determinadas piezas

metálicas. Para ello en las prensas se colocan los moldes adecuados.

Troquelación del acero: La troquelación del acero consiste en un proceso de

mecanizado sin arranque de viruta donde se perforan todo tipo de agujeros en la

plancha de acero por medio de prensas de impactos donde tienen colocados sus

respectivos troqueles y matrices.

Mecanizado blando

Las piezas de acero permiten

mecanizarse en procesos de

arranque de virutas en máquinas-

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:HwacheonCentreLathe_460x1000.jpg



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILherramientas (taladro, torno, fresadora, centros de mecanizado CNC, etc.) luego

endurecerlas por tratamiento térmico y terminar los mecanizados por procedimientos

abrasivos en los diferentes tipos de rectificadoras que existen.

Rectificado

El proceso de rectificado permite obtener muy buenas calidades de acabado

superficial y medidas con tolerancias muy estrechas, que son muy beneficiosas para

la construcción de maquinaria y equipos de calidad. Pero el tamaño de la pieza y la

capacidad de desplazamiento de la rectificadora pueden presentar un obstáculo.

Mecanizado duro

En ocasiones especiales, el tratamiento térmico del acero puede llevarse a cabo

antes del mecanizado en procesos de arranque de virutas, dependiendo del tipo de

acero y los requerimientos que deben ser observados para determinada pieza. Con

esto, se debe tomar en cuenta que las herramientas necesarias para dichos trabajos

deben ser muy fuertes por llegar a sufrir desgaste apresurado en su vida útil. Estas

ocasiones peculiares, se pueden presentar cuando las tolerancias de fabricación son

tan estrechas que no se permita la inducción de calor en tratamiento por llegar a

alterar la geometría del trabajo, o también por causa de la misma composición del

lote del material (por ejemplo, las piezas se están encogiendo mucho por ser

tratadas). En ocasiones es preferible el mecanizado después del tratamiento

térmico, ya que la estabilidad óptima del material ha sido alcanzada y, dependiendo

de la composición y el tratamiento, el mismo proceso de mecanizado no es mucho

más difícil.

Mecanizado por descarga eléctrica

En algunos procesos de fabricación que se basan en la descarga eléctrica con el

uso de electrodos, la dureza del acero no hace una diferencia notable.

Taladrado profundo

En muchas situaciones, la dureza del acero es determinante para un resultado

exitoso, como por ejemplo en el taladrado profundo al procurar que un agujero

mantenga su posición referente al eje de rotación de la broca de carburo. O por

ejemplo, si el acero ha sido endurecido por ser tratado térmicamente y por otro



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILsiguiente tratamiento térmico se ha suavizado, la consistencia puede ser demasiado

suave para beneficiar el proceso, puesto que la trayectoria de la broca tenderá a

desviarse.

Doblado

El doblado del acero que ha sido tratado térmicamente no es muy recomendable

pues el proceso de doblado en frío del material endurecido es más difícil y el

material muy probablemente se haya tornado demasiado quebradizo para ser

doblado; el proceso de doblado empleando antorchas u otros métodos para aplicar

calor tampoco es recomendable puesto que al volver a aplicar calor al metal duro, la

integridad de este cambia y puede ser comprometida.

Perfiles de acero

Para su uso en construcción, el acero se distribuye en perfiles metálicos, siendo

éstos de diferentes características según su forma y dimensiones y debiéndose usar

específicamente para una función concreta, ya sean vigas o pilares.

Aplicaciones

El acero en sus distintas clases está presente

de forma abrumadora en nuestra vida cotidiana

en forma de herramientas, utensilios, equipos

mecánicos y formando parte de

electrodomésticos y maquinaria en general así

como en las estructuras de las viviendas que habitamos y en la gran mayoría de los

edificios modernos. En este contexto existe la versión moderna de perfiles de acero

denominada Metalcón.

Los fabricantes de medios de transporte de mercancías (camiones) y los de

maquinaria agrícola son grandes consumidores de acero.

También son grandes consumidores de acero las actividades constructoras de

índole ferroviario desde la construcción de infraestructuras viarias así como la

fabricación de todo tipo de material rodante.

Otro tanto cabe decir de la industria fabricante de armamento, especialmente la

dedicada a construir armamento pesado, vehículos blindados y acorazados.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILTambién consumen mucho acero los grandes astilleros constructores de barcos

especialmente petroleros, y gasistas u otros buques cisternas.

Como consumidores destacados de acero cabe citar a los fabricantes de

automóviles porque muchos de sus componentes significativos son de acero.

A modo de ejemplo cabe citar los siguientes componentes del automóvil que son de

acero:

Son de acero forjado entre otros componentes: cigüeñal, bielas, piñones, ejes de

transmisión de caja de velocidades y brazos de articulación de la dirección.

De chapa de estampación son las puertas y demás componentes de la carrocería.

De acero laminado son los perfiles que conforman el bastidor.

Son de acero todos los muelles que incorporan como por ejemplo; muelles de

válvulas, de asientos, de prensa embrague, de amortiguadores, etc.

De acero de gran calidad son todos los rodamientos que montan los automóviles.

De chapa troquelada son las llantas de las ruedas, excepto las de alta gama que son

de aleaciones de aluminio.

De acero son todos los tornillos y tuercas.

Cabe destacar que cuando el automóvil pasa a desguace por su antigüedad y

deterioro se separan todas las piezas de acero, son convertidas en chatarra y son

reciclados de nuevo en acero mediante hornos eléctricos y trenes de laminación o

piezas de fundición de hierro.

2.6.2 Propiedades físicas y químicas

Propiedades Físicas

Propiedades de los cuerpos: encontramos entre otras, Materia, Cuerpo, Estado de

agregacion, Peso, Masa, Volumen, Densidad, pe... especifico (m/v).

Propiedades Térmicas: están referidas a los mecanismos de calor existen tres

mecanismos:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILConducción: se produce cuando la fuente emisora esta en contacto directo con el

que se desea aumenta Tº

Convección: para que ocurra transferencia de calor por convección es necesario que

exista un fluido quien sea el encargado de transmitir el calor de la fuente emisora

hacia el cuerpo o ambiente

Radiación: Se produce porque la fuente de calor se encuentra en contacto en forma

directa con el ambiente. Esta fuente emisora genera rayos infrarrojos que sirven de

medio de transferencia de calor.

Propiedades Eléctricas: Estan relacionadas con la capacidad de conducir la corriente

eléctrica.

Propiedades Ópticas: estan referidos a la capacidad que poseen los materiales para

reflejar o absorber el calor de acuerdo a las siguientes características: Color-Brillo-

Pulido.

Propiedades Magnéticas: Están referidas a la capacidad que poseen los materiales

metalicos para inducir o ser inducidos por un campo electromagnetico, es decir

actuar como iman o ser atraidos por un iman.

Propiedades químicas

El acero está compuesto principalmente por hierro, pero también contiene de 0,5 a 2

por ciento de carbono. Los átomos de carbono se intercalan entre los átomos de

hierro y mejoran notablemente su rigidez.

Propiedades Térmicas.

Están referidas a los mecanismos de calor existen tres mecanismos:

Conducción: se produce cuando la fuente emisora está en contacto directo con el

que se desea aumentar Tº.

Convección: para que ocurra transferencia de calor por conveccion es necesario

que exista un fluido quien sea el encargado de transmitir el calor de la fuente

emisora hacia el cuerpo o ambiente.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILRadiación: Se produce porque la fuente de calor se encuentra en contacto en forma

directa con el ambiente. Esta fuente emisora genera rayos infrarrojos que sirven de

medio de transferencia de calor.

Propiedades Eléctricas: Están relacionadas con la capacidad de conducir la

corriente eléctrica.

Propiedades Ópticas: están referidos a la capacidad que poseen los materiales

para reflejar o absorber el calor de acuerdo a las siguientes características: Color-

Brillo-Pulido.

Propiedades Magnéticas: Están referidas a la capacidad que poseen los materiales

metálicos para inducir o ser inducidos por un campo electromagnético, es decir

actuar como imán o ser atraídos por un imán.

2.6.4 Protección del acero

El acero es un producto muy versátil. Se produce de muchos tamaños y tipos y se

aplica en muchos usos, que incluyen los edificios de acero, los paneles

automotrices, las señales y los aparatos electrodomésticos. El bajo costo, resistencia

y formabilidad del acero son algunas de las razones por las que se usa

ampliamente. Desafortunadamente el acero tiene tendencia a herrumbrarse, un

fenómeno que causa que la superficie adquiera una apariencia desagradable y, que

con el tiempo, pude contribuir a que el producto falle. Por esta razón es que el acero

se protege utilizando una gran diversidad de métodos, que van desde la formación

de aleaciones internas (como en el caso del acero inoxidable) hasta el revestimiento

con pinturas y/o recubrimientos metálicos.

La corrosión es un proceso electroquímico que, en el caso del acero, oxida al hierro

que hay en el acero y causa que éste se vuelva más delgado con el tiempo. La

oxidación, o formación de herrumbre, ocurre como resultado de la reacción química

que hay entre el acero y el oxígeno. El oxígeno está presente siempre en el aire o

puede estar disuelto en la humedad que existe en la superficie del acero. Durante el

proceso de formación de herrumbre, el acero se consume verdaderamente durante

la reacción de corrosión, ya que el hierro se convierte en productos de corrosión, es



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILdecir, simplemente regresa a su forma original y de más baja energía de óxido de

hierro.

El acero es el metal más ampliamente utilizado para la fabricación de estructuras

como por ejemplo, puentes, estanques, casco de buques, etc. Si nos referimos al

origen electroquímico de la corrosión, veremos que en un mismo metal hay áreas

que poseen un distinto potencial eléctrico. Dicha diferencia de potencial es

atribuible, entre otros, a la capa de óxido remanente propia del proceso de

laminación del acero en donde esta herrumbre es catódica respecto del acero o

también a diferencias en el oxígeno disuelto en el agua u otro electrolito.

La protección catódica de estructuras de acero se basa en la aplicación de un metal

que sea anódico respecto del acero, de tal manera que proteja a este último

mediante el establecimiento de una celda galvánica intencional, en donde el acero

se convierte en cátodo, es decir en el metal protegido. Este mecanismo de

protección implica por lo tanto el aporte de un metal de sacrificio que se corroerá

preferencialmente. Si se analiza la serie galvánica de los metales, se puede ver que

tanto el Zn como el Al y el Mg, son anódicos respecto del hierro y del acero.

Se distinguen 2 sistemas de protección:

a) Aplicación de 3 a 10 mils de Zn o Al sobre la superficie en donde el revestimiento

protege al acero comportándose como ánodo y degradándose preferencialmente.

b) Aplicación de 3 a 10 mils de Zn o Al sobre la superficie, seguido de la aplicación

de un sellante.

El propósito del sellante es impedir la penetración de líquidos y/o gases hacia el

acero, imposibilitando la formación de una celda galvánica lo que permite alargar

considerablemente la vida útil del revestimiento metálico.

Los sellantes empleados varían en función del ambiente corrosivo que se desea

aislar. En general, se emplean pinturas del tipo vinílica, acrílicas, epóxica, uretanos,

siliconas, etc.

Como se ha demostrado fehacientemente a través de experiencias prácticas y

aplicaciones industriales, los sistemas de protección anticorrosivas por metalizado

muestran duraciones de 3 a 10 veces mayor que sistemas tradicionales de pintura.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILAun cuando el costo de aplicación inicial resulta en algunos casos superior al costo

de aplicar un sistema tradicional, dado su larga duración sin necesidad de

mantenimiento, los revestimientos metálicos por metalizado resultan a la larga

extremadamente económicos.

La extraordinaria resistencia a la corrosión de estos revestimientos se debe a que el

sistema:

Provee protección galvánica.

Actúa como paseador del metal base (acero).

Provee un inhibidor contra la oxidación (imprimante).

Provee una barrera impermeable (sellante).

2.7 MATERIALES BITUMINOSOS

Se consideran materiales bituminosos los que contienen en su composición asfaltos

naturales, betunes asfálticos de penetración, betunes asfálticos de oxidación,

alquitranes o breas.

Los materiales bituminosos pueden ser de los siguientes tipos: imprimadores, que se

utilizan para la preparación de superficies; pegamentos bituminosos y adhesivos,

que se utilizan para la unión de productos o elementos de la impermeabilización;

másticos y armaduras bituminosas, que se utilizan para la realización in situ de la

impermeabilización; materiales para el sellado de juntas; y productos prefabricados

tales como las láminas y las placas.

Los materiales bituminosos son sustancias de color negro, sólidas o viscosas,

dúctiles, que se ablandan por el calor y comprenden aquellos cuyo origen son los

crudos petrolíferos como también los obtenidos por la destilación destructiva de

sustancias de origen carbonoso.

El betún es uno de los materiales de construcción que existen; ya en Mesopotamia

en el valle de uno (3.800 a. de c.), se empleaba el betún natural aglomerante en

albañeria en la construcción de camino y en la impermeabilidad de estanque y

depósitos de agua.

http://es.wikipedia.org/wiki/Carbonoso

http://es.wikipedia.org/wiki/Destilaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/D%C3%BActil



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLos primeros productos que se emplearon fueron betunes naturales pero en la

actualidad del uso que se hace esto es muy reducido y casi la totalidad de los

productos bituminosos empleados en la construcción proceden de la destilación del

petróleo o de carbones, los materiales bituminosos pueden dividirde en dos grandes

grupos: betunes y alquitranes. Ambos presentan una serie de propiedades analógas

y de diferencias muy significativas: los dos son termoplásticos y poseen una buena

adhesividad con los aridos; sin embargo, laviscosidad de los alquitranes se

envejecimientos es mucho mayor que el de estos.

Reseña Histórica

Se trata de unos de los materiales de construcción más antiguos que existen;

usados ya en Mesopotamia y en el valle del Indo (3.800 a.C.). Se empleaba el betún

natural en construcciones de caminos, albañilería y otros usos.

Pese a que los primeros productos utilizados fueron los betunes naturales, con el

paso del tiempo y el avance de la ciencia, su uso se visto reducido en favor de

betunes químicos procedentes de la destilación del petróleo o de carbones.

Tipos

Los materiales bituminosos pueden dividirse en dos grandes grupos: betunes y

alquitranes.

Ambos presentan unas propiedades análogas y de diferencias muy significativas: los

dos son termoplásticos y poseen una buena adhesividad con los áridos; sin embargo

la viscosidad de los alquitranes se ve más afectada por las variaciones de

temperaturas y su envejecimiento es mucho más precoz que el de los betunes.

Betunes

Proceso en el que se puede visualizar el bitumen.

Son mezclas de hidrocarburos naturales, pirogenados (sometidos a tratamientos de

calor), o combinaciones de ambos. Pueden presentar diversos estados: gaseosos,

líquidos, semisólidos, y sólidos. Además y como ya hemos comentado pueden ser

naturales o artificiales. Los betunes naturales o nativos son líquidos viscosos o

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidrocarburos

http://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidad

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81ridos

http://es.wikipedia.org/wiki/Termopl%C3%A1sticos

http://es.wikipedia.org/wiki/Alquitr%C3%A1n

http://es.wikipedia.org/wiki/Petr%C3%B3leo

http://es.wikipedia.org/wiki/Bet%C3%BAn

http://es.wikipedia.org/wiki/Valle_del_Indo

http://es.wikipedia.org/wiki/Mesopotamia



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILcompuestos salidos constituidos por mezcla de hidrocarbono y sus derivados no

metálicos. Los betunes artificiales proceden del petróleo obteniéndose por.

Oxidación o Cracking.

Betunes naturales

Se encuentran en la naturaleza formando lagos, mezclados con arena o arcilla, y a

veces impregnando rocas. Son poco abundantes y su extracción no presenta gran

interés. El origen de estos betunes está en los petróleos que han subido a la

superficie a través de fisuras y se han depositado allí; con el tiempo los materiales

más ligeros se evaporaron, quedando los componentes de mayor viscosidad. Estos

lagos se siguen explotando. Si estos betunes, los unimos a betunes artificiales, pues

les confieren mejoras en cuanto a resistencia de durabilidad a veces estos betunes

impregnan rocas porosas y se las conoces como rocas asfálticas; y fueron el primer

material bituminoso utilizado en pavimentación.

Asfalto: es un producto natural o preparado en el que el betún asfaltico esta unido a

material mineral inerte.

Betunes artificiales

Se obtienen a partir del petróleo sometiendo al mismo, después de una destilación

fraccionada a temperatura ambiente, a otro proceso de destilación fraccionada en

caliente y vacío para obtener aceites pesados y grasas sin que se produzca el

cracking que se origina con temperaturas más altas. Este cracking consiste en

romper las cadenas de los hidrocarburos más largas y convertirlas en hidrocarburos

de cadenas más pequeñas.

Cabe destacar dentro de los diversos tipos de betunes, algunos de ellos de especial

interés como los betunes asfálticos. Estos betunes, preparados por destilación de

hidrocarburos naturales, se presentan como sólidos o semisólidos a temperatura

ambiente por lo que para poder usarlos en obra, es precisos calentarlos a fin de

reducir su viscosidad.

También conviene citar otros tipos de ellos, como los betunes fluidificados o las

emulsiones bituminosas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Craqueo

http://es.wikipedia.org/wiki/Fisura

http://es.wikipedia.org/wiki/Arcilla



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILBetunes fluidificados

Se obtienen mezclando betunes duros con aceites ligeros (queroseno, gasolina,

etc.). Tiene la ventaja de que no es preciso calentarlos para su utilización y los

disolventes empleados tienen como única misión facilitar el trabajo en obra, ya que

se eliminan en el proceso de curado. Si este betún lo emulsionamos con agua,

además de reducir su viscosidad, facilita su uso en condiciones de bajas

temperaturas, lluvias o humedad.

Las especificaciones españolas definen dos grupos de betunes fluidificados: RC

(curado rápido) y MC (curado medio). Los rápidos emplean como disolvente naftas o

gasolinas muy volátiles, mientras que los medios utilizan petróleo o queroseno.

Betunes Modificados con Polímeros:

Durante la ultima décadas ha sido objeto de constante interés la modificación de los

gigantes bituminosos con objetos de mejorar sus propiedades que en algunos casos

resultan insuficiente para cumplir las especificaciones exigidas a estos materiales en

sus numerosas aplicaciones tecnológicas. Los ligantes bituminosos son materiales

termoplásticos que presenta un intervalo de plasticidad reducido, comportándose a

baja temperatura moderadamente elevada como productos viscosos.

Para mejorar los ligantes se emplean los polímeros, compuestos orgánicos de

elevados peso molecular formado por la repetición sucesiva de uno vario grupos

estructurales.

- Termoplásticos

- Elastómeros

- Termoendurecibles

Termoplásticos: (PVC, polietileno, EVA) son macromoléculas lineales que por la

acción del calor se reblandecen de forma reversibles. Un nuevo enfriamiento les

devuelve de nuevo sus propiedades en estado sólido.

Elastómeros: son sustancias con un comportamiento similar al caucho, existiendo

dos tipos:

- Macromoléculas Lineales SBR

http://es.wikipedia.org/wiki/Vol%C3%A1til

http://es.wikipedia.org/wiki/Nafta

http://es.wikipedia.org/wiki/Gasolina

http://es.wikipedia.org/wiki/Queroseno



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL- Macromoléculas parcialmente tridimensionales. Caucho vulcanizado,

poliisopreno, etc.

Termoendurecibles: (resina epoxi, etc…) por la acion del calor se endurecen de

forma irreversible, descomponiéndose al fundir.

Además de estos tres grandes grupos de polímeros, han aparecido en el mercado

hace apenas una década los elastómeros, termoplásticos, que son polímeros que

poseen un carácter termoplásticos y además tienen propiedades elastómeras.

Emulsiones Bituminosas

Son mezclas de dos líquidos no miscibles, uno de los cuales se dispersa en forma

de gotas muy pequeñas por el otro. Si se mezclan y agitan betún fundido y agua

caliente se obtiene una emulsión, pero, en cuanto está en reposo las partículas

dispersas empiezan a unirse hasta que se produce la separación del betún y el

agua, lo que se denomina como emulsión rota. A fin de conseguir emulsiones

estables, se emplea un tercer producto llamado “emulsionante” cuya finalidad es

rodear las partículas del betún impidiendo su unión, y por consiguiente evitando que

la emulsión se rompa.

Si la emulsión se deja en reposo una vez fabrica, las partículas de betún se unen y

se separan del agua. Para evitar este problema se incorpora un gente emulsionante,

que envuelve las partículas de la fase dispersa y evita su unión y por tanto la

coagulación de la emulsión.

Al colocar en obra la emulsión y en contacto con los áridos, se produce la rotura de

la misma. Es decir, las partículas se vuelven a juntar formando una película continua

que une al árido. Por ello existen varios tipos de emulsiones de rotura: rápida (R),

media (M) y lenta (L). Además las especificaciones españolas distinguen dos grupos

de emulsiones: las aniónicas (A) y las catiónicas(C).

Algunos autores clasifican de diferente forma los tipos de betunes siendo otra

posible clasificación la siguiente: imprimadores, que se utilizan para la preparación

de superficies; pegamentos bituminosos y adhesivos, que se utilizan para la unión

de productos o elementos de la impermeabilización; másticos y armadura

bituminosas, que se utilizan para la realización in situ de la impermeabilización;

http://es.wikipedia.org/wiki/In_situ

http://es.wikipedia.org/wiki/Impermeabilizaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Cati%C3%B3nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Ani%C3%B3nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Emulsi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Miscible



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILmateriales para el sellado de juntas; y productos prefabricados tales como las

láminas y las placas.

Emulsiones de Betún Modificado

- Este tipo de emulsiones de reologia modificada viene a ocupar una parcela

importante en el campo de la pavimentación en frio dado que:

- Impulsa el empleo de emulsión, algo postergadas con la aparición de las

catiónicas.

- Hacen posible la realización de tratamiento superficiales económicas, pues

permite emplear áridos con curvas granulométricos notan bien conseguidas

como las exigidas por el PG-3

- Se pueden emplear áridos con un cierto porcentaje de finos ya que al tener

menos viscosidad afecte más tarde al comportamiento del tratamiento. Esto

dos últimos apartados se traducen en la posibilidad de utilizar materiales

locales baratos en carreteras de bajos tráfico.

- Son las emulsiones de rotura media especialmente indicados para utilizar

aridos calizos para realizar mezclas en frio, incluso en el caso de que los

arido contengan un cierto porcentaje de fino (>20%), situación en la que si s

emplean ECM dan lugar a los conocidos fenómenos de:

- Rotulado prematura

- Envuelta insuficiente

- Baja estabilidad de las mezclas.

Mortero bituminoso en caliente:

- Filler, arena y betún blando (o fluidificado)

- Huecos = 6 al 12%

- Filler = 3 al 10%

- Betun = 6 al 10%

A veces se añaden aditivos para mejorar la abhesividad arido ligante. Inicialmente

permeable, pero luego disminuye el contenido en hueco y pasa a ser impermeable.

Flexibles, buena resistencia a fatiga, duraderos, textura microrrugosa (bajo nivel

sonoro), elevada capacidad de autorreparacion. Bajo coeficiente de resistencia al



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILdeslizamiento, lo que hace que solo se puedan utilizar en vías de baja velocidad.

Cohesión insuficiente.

Alquitranes

Son productos bituminosos semisólidos o líquidos

que se obtienen por destilación en ausencia de

aire. Existen distintos tipos de alquitrán: de hulla,

lignito, esquistos o madera. Siendo el primero de

ellos el más utilizado en obra.

El alquitrán no se obtienen como producto sino

como subproducto normalmente estos carbones

vegetal (hulla, antracita) los calentamos para que

se desprenda los hidrocarburos que guardan en su interior y entonces obtenemos el

gas ciudad. Este gas va por una tubería, en la misma encontramos un residuo

viscoso que es a lo que llamamos alquitrán en bruto. Este alquitrán se le somete a

un proceso de destilación, donde vamos separando aceite de distintas finuras, al

final nos va a quedar solo la brea. Con la brea y con aceite de distintas densidades,

vamos a obtener el alquitrán con que vamos a trabajar.

Se denomina brea al residuo fusible, semisólido o sólido, de color negro o marrón

oscuro, que queda después de la evaporación parcial o destilación del alquitrán o

sus derivados. El alquitrán no se obtiene como producto, sino como subproducto.

Normalmente se calientan los carbones vegetales (hulla, antracita) para que se

desprendan los hidrocarburos que guardan en su interior y entonces obtenemos el

gas ciudad.

Penetración

Es una medida de la consistencia del producto. Se determina midiendo en décimas

de mm la longitud que entra una aguja normalizada en una muestra con unas

condiciones especificadas de tiempo, temperatura y carga. Esto mide si el producto

es líquido, semisólido o sólido. La consistencia varía con la densidad, disminuyendo

la consistencia al aumentar la densidad.

Susceptibilidad Térmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Gas_ciudad

http://es.wikipedia.org/wiki/Antracita

http://es.wikipedia.org/wiki/Brea

http://es.wikipedia.org/wiki/Esquistos

http://es.wikipedia.org/wiki/Lignito

http://es.wikipedia.org/wiki/Hulla



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEs la aptitud que presenta un producto para variar su viscosidad en función de la

temperatura. Los menos susceptibles son los oxidados, después los de penetración

y los que más susceptibles son los alquitranes.

Punto de reblandecimiento

Es una medida de la susceptibilidad térmica. El punto de reblandecimiento aumenta

cuando aumenta la densidad y la penetración disminuye. Un ensayo para su medida

es el de anillo y bola (A y B) que consiste en aumentar la temperatura, midiendo

cuando la bola llega al fondo del recipiente arrastrando el producto bituminoso.

Índice de Penetración

Valor que da la susceptibilidad térmica de los betunes y se obtiene de otros dos

ensayos: el punto de reblandecimiento y el de penetración.

Envejecimiento

Los betunes se ponen en obra en estado plástico. Luego van endureciendo,

aumenta la cohesión y crece la viscosidad y la dureza. Este fenómeno tiene lugar

hasta llegar a una dureza determinada. A partir de ahí, la cohesión disminuye y el

producto se vuelve frágil, muy sensible a los esfuerzos bruscamente aplicados y a

las deformaciones rápidas.

Punto de Fragilidad Fraas

El ensayo se aplica a los materiales sólidos o semisólidos y consiste en someter a

una película del material que recubre una placa de acero a ciclos sucesivos de

flexión a temperaturas decrecientes. Se define como Punto de Fragilidad Fraas la

temperatura en ºC a la que, a causa de la rigidez que va adquiriendo el material, se

observa la primera fisura o rotura en la superficie de la película.

Transporte y almacenamiento de los betunes asfálticos

El betún asfáltico será transportado en cisternas calorífugas y provistas de

termómetros situados en puntos bien visibles. Las cisternas deberán estar

http://www.carreteros.org/normativa/pg3/articulos/2/ii/a_211d.htm



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILpreparadas para poder calentar el betún asfáltico cuando, por cualquier anomalía, la

temperatura de éste baje para impedir su trasiego. Asimismo, dispondrán de un

elemento adecuado para la toma de muestras.

Se almacenará en uno o varios tanques, adecuadamente aislados entre sí, que

deberán estar provistos de bocas de ventilación para evitar que trabajen a presión y

que cuenten con los aparatos de medida y seguridad necesarios, situados en puntos

de fácil acceso.

Los tanques deberán ser calorífugos y estar provistos de termómetros situados en

puntos bien visibles y dotados de su propio sistema de calefacción, capaz de evitar

que, por cualquier anomalía, la temperatura del producto se desvíe de la fijada para

el almacenamiento en más de diez grados Celsius (10 °C). Asimismo, dispondrán de

una válvula adecuada para la toma de muestras.

Cuando los tanques de almacenamiento no dispongan de medios de carga propios,

las cisternas empleadas para el transporte de betún asfáltico estarán dotadas de

medios neumáticos o mecánicos para el trasiego rápido de su contenido a los

mismos.

Todas las tuberías directas y bombas, preferiblemente rotativas, utilizadas para el

trasiego del betún asfáltico, desde la cisterna de transporte al tanque de

almacenamiento y de éste al equipo de empleo, deberán estar calefactadas,

aisladas térmicamente y dispuestas de modo que se puedan limpiar fácil y

perfectamente después de cada aplicación o jornada de trabajo.

Por último, el Director de las Obras comprobará, con la frecuencia que crea

necesaria, los sistemas de transporte y trasiego y las condiciones de

almacenamiento en todo cuanto pudiera afectar a la calidad del material; y de no ser

de su conformidad, suspenderá la utilización del contenido del tanque o cisterna

correspondiente hasta la comprobación de las características que estime

convenientes.

La principal aplicación de los materiales bituminosos y a la que se destina el mayor

porcentaje de su producción, se realiza en el campo de la pavimentación de



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILcarreteras, formando lo que se ha dado en denominar firmes flexibles. Otra

aplicación importante, por el gran papel que desempeña en la construcción aunque

no por el consumo de productos, es la impermeabilización tanto de obras hidráulicas

como de edificios.

Pavimentos de carreteras

Se pueden considerar las siguientes aplicaciones de productos bituminosos a firmes

de carreteras: riegos sin gravilla (de imprimación, riegos de adherencia, de curado),

riegos con gravilla, lechadas bituminosas y mezclas bituminosas en frío o en

caliente.

Impermeabilizaciones

Una de las aplicaciones más antiguas de los productos bituminosos ha sido la

impermeabilización de obras frente al paso del agua procedente del terreno, de lluvia

o contenida en depósito o tanques, así como en la protección de estructuras frente a

la acción erosionante del agua en movimiento.

Impermeabilización de edificios

El agua puede penetrar en una construcción a través de juntas entre las piezas que

forman la cubierta, a través de fisuras, por paredes batidas por las lluvias y el viento,

y también las humedades pueden proceder del terreno y ascender por capilaridad en

los muros o en los cimientos. La protección contra las humedades debe realizarse

en la fase constructiva del edificio ya que "a posteriori" y una vez que han aparecido

goteras y humedades es más difícil y aventurado realizar esta protección. La

impermeabilización puede realizarse:

En masa

Mezclando con los demás componentes del hormigón tierra de diatomeas

impregnada de asfalto o emulsiones asfálticas.

Pinturas asfálticas

Pinturas aplicadas en caliente de alquitrán o de betún, o pinturas aplicadas en frío de

cutbacks o emulsiones. Es aplicable en superficies como: exteriores para la

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Cutbacks&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Emulsi%C3%B3n_asf%C3%A1ltica

http://es.wikipedia.org/wiki/Diatomita

http://es.wikipedia.org/wiki/Capilaridad

http://www.carreteros.org/normativa/pg3/articulos/5/iv/a_540d.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Gravilla

http://es.wikipedia.org/wiki/Edificios

http://es.wikipedia.org/wiki/Obras_hidr%C3%A1ulicas



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILimpermeabilización de terrazas, tejados, azoteas, paredes medianeras y en general

todas las zonas exteriores que no estén sometidas a tránsito significativo y que por

su situación se precise impedir el paso del agua. Puede aplicarse sobre cualquier

superficie de albañilería exterior, baldosas, cemento, fibrocemento, piedra, etc., y

sobre otros materiales como, espuma de poliuretano, galvanizados, zinc, aluminio,

PVC, etc.

Membranas asfálticas prefabricadas

Son telas orgánicas o inorgánicas saturadas de un betún fluido y recubiertas por

varias capas superficiales de un betún de mayor dureza pero que tenga la suficiente

flexibilidad para que las membranas puedan enrollarse y desenrollarse sin fisurarse.

En muchas ocasiones se terminan en la superficie exterior o vista con una lámina de

aluminio, o con un arenado.

Revestimiento e impermeabilización de canales

Tienen por finalidad impermeabilizar y proteger la superficie de la obra mediante la

creación de una membrana continua que evite la pérdida de agua, crear una

superficie resistente a la erosión que proporcione una pérdida de carga lo más

reducida posible y estabilizar los márgenes de la obra. Hay dos tipos de

impermeabilización de canales: uno consistente en la aplicación de hormigones

asfálticos y otro en la realización de tratamientos impermeables.

Impermeabilización de presas de tierra y escollera

Se reviste el paramento de aguas arriba por medio de una o dos capas de hormigón

asfáltico de modo que se cree un revestimiento impermeable de unos 20 a 25 cm.

2.7.1GENERALIDADES, EVOLUCIÓN DE SUS APLICACIONES

Se denomina ligantes bituminosos a una

amplia gama de productos que tienen

en común su aspecto, color y poder

aglomerante, debiéndose estas

similitudes al hecho de que están

http://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n_asf%C3%A1ltico

http://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n_asf%C3%A1ltico

http://es.wikipedia.org/wiki/PVC

http://es.wikipedia.org/wiki/Aluminio

http://es.wikipedia.org/wiki/Zinc

http://es.wikipedia.org/wiki/Galvanizado

http://es.wikipedia.org/wiki/Espuma_de_poliuretano

http://es.wikipedia.org/wiki/Fibrocemento

http://es.wikipedia.org/wiki/Baldosa



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILconstituidos por una mezcla compleja de hidrocarburos de distintos tipo. El termino

betún o bituminoso, es por ende genérico para todo los productos cuyas

propiedades y composición tengan características comunes.

Históricamente se puede señalar que algunos tipos de ligantes bituminosos se

empleaban desde más de 3.000 años A.C. en la Mesopotamia y en el valle del indo,

como aglomerantes para albañilería, mejorado de caminos e impermeabilización de

tanques y depósitos de agua. Su empleo en la construcción de las carreteras

modernas data de los primeros años del siglo xix, continuándose hasta nuestros días

donde su uso en pavimentos es amplio y difundido.

Si bien el uso de los ligantes bituminosos es como se a señalado, la construcción de

carreteras, sus aplicaciones son diversas y tales como impermeabilización de

cubiertas, tratamiento de juntas, pinturas, etc.

2.7.2 Clasificación y mezclas asfálticas.

Una mezcla asfáltica en general es una combinación de asfalto y agregados

minerales pétreos en proporciones exactas. Las proporciones relativas de estos

minerales determinan las propiedades físicas de la mezcla y, eventualmente, el

rendimiento de la misma como mezcla terminada para un determinado uso.

La mezcla asfáltica debe ser duradera, es decir, debe ser resistente a las acciones

tales como el despegue de la película de asfalto del agregado por efectos del

agua, abrasión del tránsito, etc. Debe ser resistente a las solicitaciones de tránsito a

través de su estabilidad. Una mezcla debe ser impermeable para que sus



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILcomponentes no estén bajo la acción directa de los agentes atmosféricos y debe ser

trabajable para su fácil colocación y compactación en terreno. Cada una de estas y

otras propiedades deseables de las mezclas asfálticas.

Estas mezclas asfálticas pueden ser confeccionadas en plantas y con los equipos

apropiados para esta labor. Según sus propiedades y espesores de capa, se

considera que aportan capacidad estructural al pavimento.

Las mezclas asfálticas se clasifican de acuerdo a diferentes parámetros, entre ellos:

Por Fracciones del Agregado Pétreo en la Mezcla

Masilla Asfáltica: Polvo mineral más el ligante.

Mortero Asfáltico: Agregado fino más masilla.

Concreto Asfáltico: Agregado grueso más mortero.

Macadam Asfáltico: Agregado grueso más ligante asfáltico.

Temperatura de la Mezcla en la Puesta en Obra

Mezclas Asfálticas en Caliente

Fabricadas con asfaltos a temperaturas elevadas, en el rango de los 150 grados

centígrados, según la viscosidad del ligante, se calientan también los agregados,

para que el asfalto no se enfríe al entrar en contacto con ellos. La puesta en obra se

realiza a temperaturas muy superiores a la ambiente, pues en caso contrario, estos

materiales no pueden extenderse y menos aún compactarse adecuadamente.

Mezclas Asfálticas en Frío

El ligante es una emulsión asfáltica (aunque en algunos lugares se usan los asfaltos

fluidificados), y la puesta en obra se realiza a temperatura ambiente.

Proporción de Vacíos en la Mezcla Asfáltica

Este aspecto es de importancia fundamental para que no aparezcan deformaciones

plásticas con el paso de las cargas y por las variaciones térmicas.

Mezclas Cerradas o Densas: Con una proporción de vacíos no mayor al 6 %.

http://www.construmatica.com/construpedia/Asfalto

http://www.construmatica.com/construpedia/Viscosidad



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILMezclas Semi–Cerradas o Semi–Densas: La proporción de vacíos está entre el

6 % y el 10 %.

Mezclas Abiertas: Con una proporción de vacíos mayor de 12 %.

Mezclas Porosas o Drenantes: Con una proporción de vacíos superior al 20 %.

Por el Tamaño Máximo del Agregado Pétreo

Mezclas Gruesas: el tamaño máximo del árido es mayor a 10 mm.

Mezclas Finas: son microaglomerados ó morteros asfálticos; éstas son mezclas

formadas básicamente por un árido fino incluyendo el polvo mineral y un ligante

asfáltico. El tamaño máximo del agregado pétreo determina el espesor mínimo con

el que se extiende la mezcla (del doble al triple del tamaño máximo).

Por la Estructura del Agregado Pétreo

Mezclas con Esqueleto Mineral:

Provistas de un esqueleto mineral resistente, su componente de resistencia debida

al rozamiento interno de los agregados es notable. Ejemplo, las mezclas abiertas y

los que genéricamente se denominan concretos asfálticos, aunque también una

parte de la resistencia de estos últimos, se debe a la masilla.

Mezclas sin Esqueleto Mineral:

No poseen un esqueleto mineral resistente, la resistencia es debida exclusivamente

a la cohesión de la masilla. Ejemplo, los diferentes tipos de masillas asfálticas.

Por Granulometría

Mezclas Continuas: Una cantidad muy distribuida de diferentes tamaños de

agregado pétreo en el huso granulométrico.

Mezclas Discontinuas: Una cantidad muy limitada de tamaños de agregado pétreo

en el huso granulométrico.

http://www.construmatica.com/construpedia/Masilla_Asf%C3%A1ltica



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL2.7.3 EMPLEO DE MEZCLAS ASFÁLTICAS EN LA CONSTRUCCIÓN

Las mezclas asfálticas se emplean en la construcción de firmes, ya sea en capas de

rodadura o en capas inferiores y su función es proporcionar una superficie de

rodamiento cómoda, segura y económica a los

usuarios de las vías de comunicación, facilitando la

circulación de

los vehículos, aparte de transmitir suficientemente

las cargas debidas al tráfico a la explanada para que

sean soportadas por ésta.

Se tienen que considerar dos aspectos fundamentales

en el diseño y proyecto de un firme:

1. La Función Resistente, que determina los

materiales y los espesores de las capas que

habremos de emplear en su construcción. La

Finalidad, que determina las condiciones de textura y

acabado que se deben exigir a las capas superiores

del firme, para que resulten seguras y confortables. A

estas capas superiores de le denomina pavimento.

Vista de un sección transversal del firme de

bituminoso. Como en muchas carreteras antiguas la capa de hormigón de cemento

se suavizaba encima con una capa de

mezcla bituminosa.

Una capa de hormigón asfáltico. En

construcción de carreteras se usa una capa

base de roca partida para incrementar la

durabilidad del firme

Hormigón asfáltico, también conocido como hormigón bituminoso , mezcla asfáltica o

concreto bituminoso consiste en un agregado de asfalto y materiales minerales

(mezcla de varios tamaños de áridos y finos) que se mezclan juntos, se extienden en

capas y se compactan. Debido a sus propiedades es el material más común en los

http://es.wikipedia.org/wiki/Asfalto



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILproyectos de construcción para firmes de carreteras, aeropuertos y aparcamientos. .

Debido a sus buenas propiedades como impermeabilizante también se usa en el

núcleo de ciertas presas como impermeabilizante.

Los términos "hormigón asfáltico", "cemento asfáltico bituminoso" y sus

abreviaciones "AC" (del inglés asphalt concrete) son generalmente usados sólo en

ingeniería y en documentos de construcción y literatura. El término más común es

"asfalto", que además por defecto tiende a incluir a los pavimentos de hormigón de

cemento aunque en realidad éstos no estén compuestos realmente de asfalto. La

definición ingenieril de hormigón incluye cualquier material compuesto por un

agregado cementado con un aglutinante, que puede ser cemento Portland, pero que

en el caso que nos ocupa es asfalto. Informalmente el hormigón asfáltico es

conocido en Norteamérica como "blacktop" (en referencia a su superficie negra)

Propiedades requeridas

Las mezclas asfálticas tienen que cumplir los siguientes criterios para ser utilizables

en firmes:

Resistentes a las cargas del tráfico (tanto a la abrasión, como al asentamiento

vertical, como al despegue por los neumáticos)

Impermeable, ya que si el agua penetra por debajo del firme se filtrará al

cimiento de la carretera, desestabilizandolo.

Debe poderse trabajar con facilidad y su puesta en obra factible.

Fórmulas de mezcla

Las mezclas asfálticas y agregados pueden realizarse de la siguiente forma:

Mezcla de hormigón en caliente: Son producidas por el calentamiento del

aglutinante asfáltico, lo que disminuye su viscosidad, y permite mezclar el

material con el agregado de áridos. La mezcla se realiza a 150 °C para el

asfalto puro, y a 160 °C si el asfalto está modificado con polímeros. La

extensión y el compactado tienen que realizarse mientras el material está

caliente. En muchos países el asfalto se restringe a los meses de calor

http://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Norteam%C3%A9rica

http://es.wikipedia.org/wiki/Asfalto

http://es.wikipedia.org/wiki/Firme



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILporque en invierno la base compactada puede estar demasiado fría para

realizar la operación. Es el material más empleado en carreteras, autopistas,

aeropuertos y pistas de carreras.

Superpave, abreviatura de superior "performing asphalt pavement", del inglés

se traduciría como Pavimento de altas prestaciones. Es un pavimento

diseñado para proporcionar tiempos de vida útil más largos que los

pavimentos habituales. Las claves son un sistema cuidadoso de selección de

ingredientes y una gran calidad de los materiales y del control de obra.

Hormigón asfáltico templado se produce por la adición de zeolita, ceras o

emulsiones asfálticas para realizar la mezcla. Esto permite bajar

significativamente la temperatura de mezcla y extendido y disminuir el

consumo de combustibles fósiles, además de disminuir la emisión de dióxido

de carbono, aerosoles y vapores. También permite reducir el tiempo de

construcción y ciertos aditivos facilitan sus características en la puesta.

Hormigón asfáltico frío se aplican en pequeñas reparaciones con materiales

capaces de alcanzar resistencias a temperatura ambiente.

Hormigón asfáltico cut-back se produce disolviendo el aglutinante en

queroseno u otro líquido que disminuya la fricción de los componentes y

permita la mezcla. Se usa para pequeñas reparaciones, cuando no resulta

rentable usar maquinaria a gran escala y calentar mezclas. Debido al uso del

queroseno es muy contaminante.5

Hormigón asfáltico mástico o capa asfáltica se produce mediante el

calentamiento del material y su oxidación en un mezclador, hasta que se lícua

y se puede agregar el árido. El agregado tiene entre 6 y 8 horas para ser

puesto. Una vez transportado en la obra donde se vierte hasta realizar una

capa fina de 2 a 3 centrímetros, y también para impermeabilización de techos

con una capa de 1 centímetro.

Hormigón asfáltico natural puede ser producido de rocas bituminosas, de

lugares muy puntuales del mundo, donde la roca sedimentaria ha sido

impregnada de betún natural.

Pista de aterrizaje del Aeropuerto de Barajas en

Madrid, España

http://es.wikipedia.org/wiki/Espa%C3%B1a

http://es.wikipedia.org/wiki/Madrid

http://es.wikipedia.org/wiki/Aeropuerto_de_Barajas

http://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3n_asf%C3%A1ltico#cite_note-5

http://es.wikipedia.org/wiki/Queroseno

http://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbono

http://es.wikipedia.org/wiki/Di%C3%B3xido_de_carbono

http://es.wikipedia.org/wiki/Cera

http://es.wikipedia.org/wiki/Zeolita



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILPrestaciones características

El hormigón asfáltico tiene diferentes prestaciones en términos de durabilidad de

superficie, soporte de neumático, eficiencia de frenado y disminución de ruido. Las

características necesarias del asfalto se obtienen en función de la categoría de

tráfico y el coeficiente de fricción deseado. En términos

generales el hormigón asfáltico genera es menos

ruidoso que el proveniente del cemento portland. Los

estudios de cinética y ruidos en firmes se remontan a

los años 1970s.

Asfalto dañado por efecto de una helada. Los países del

Norte de Europa gastan grandes cantidades de dinero en mantener su vías por el

efecto de las heladas.

Degradación Y Restauración Del Hormigón Asfáltico

El deterioro del asfalto puede incluir piel de cocodrilo, baches, roderas,

desconchones y hundimientos. En climas fríos el agua superficial puede congelarse

en las grietas y en los huecos del asfalto, presionando el firme y rompiéndolo. En los

climas cálidos la mezcla puede calentarse, fluyendo y generando huellas de

neumáticos (roderas) y baches.

Hay dos grupos de factores que pueden destrozar el asfalto:

Factores ambientales. Donde se incluye el calor, el frío, el agua y la radiación

solar (incluyendo la ultravioleta) que degradan el material de forma mecánica

o química.

Daño producido por el tráfico. El daño producido por el peso y el paso de

autobuses y camiones, que genera fatiga en el material.

También pueden haber accidentes puntuales por vertido de agentes químicos

(especialmente aceites) o quemas encima del asfalto que lo alteran.

http://es.wikipedia.org/wiki/Fatiga

http://es.wikipedia.org/wiki/Helada

http://es.wikipedia.org/wiki/Cemento_portland



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILPrevención Y Reparación De Mezclas Asfálticas

La vida de una carretera puede ser prolongada mediante un buen diseño y llevando

a cabo buenas prácticas de mantenimiento y construcción. Durante el diseño los

ingenieros miden el tráfico en la carretera, poniendo especial atención en el volumen

y tipo de vehículos pesados (camiones, autobuses ...). Esto permite estimar la carga

que soportará la carretera en el futuro. Tanto el pavimento como el grosor de la

subbase están diseñados para soportar las cargas de ruedas. Algunas veces se

usan para reforzar la subbase ciertos drenajes internos para liberar el agua que

debilitaría las capas internas del firme.

Buenas prácticas de mantenimiento se centran en mantener el agua fuera del

pavimiento, la subbase y el terraplén. Manteniendo las cunetas limpias y los

drenajes operativos se puede extender la vida de una carretera sin necesidad de un

sobrecoste. Las pequeñas roturas por donde puede entrar el agua deberían ser

reparadas con rapidez, para evitar que conlleven una rotura mayor que destroce la

vía. Si el número de roturas se incrementa se requerirán reparaciones a mayor

escala. En orden de menor a mayor coste, se incluyen parches de asfalto, capas de

firme superiores, reciclaje en el sitio o levantamiento y reconstrucción total.

Es mucho más barato mantener una carretera en buenas condiciones que tener que

reconstruirla entera una vez que se haya deterioradas. Esta es la razón por la cual

muchas agencias estatales estadounidenses prefieren gastar recursos en mantener

las vías en buenas condiciones que reconstruir aquellas que estén en peores

condicione.

2.8 Pinturas, siliconas, resinas epóxicas, plásticas y polímeros.

Pinturas.

La pintura es el arte de la representación gráfica utilizando pigmentos mezclados

con otras sustancias aglutinantes orgánicas o sintéticas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Pigmento



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEn este arte se emplean técnicas de pintura, conocimientos de teoría del color y de

composición pictórica, y el dibujo. La práctica del arte de pintar, consiste en aplicar,

en una superficie determinada una hoja de papel, un lienzo, un muro, una madera,

un recorte de tejido, etc.

Una técnica determinada, para

obteneruna composición de formas, colores, texturas, dibujo, etc. dando lugar a

una obra de arte según algunos principios estéticos.

Existen actualmente varios tipos de pintura, cada una con sus respectivas

caracteristicas de uso, es decir las pinturas usadas en la construccion deben de

tener un listado de caracteristicas como por ejemplo la resitencia a temperaturas

elevadas, humedad entre otros.

Forma parte de este material “Pintura” varios liquidos con los que podemos mezclar

y conseguir una pintura mas fina en densidad, ya que este proceso aumenta el

volumen de la pintura y sirve tambien como acelerante de sacado por ejemplo el

diluyente.

Uno de los compuestos o liquidos mas usados en la mezcla de pintura es el agua,

este liquido proporciona volumenes mas altos para un rendimiento mas benefactorio

de la pintura.

Silicona

La silicona es un polímero inodoro e incoloro hecho principalmente de silicio. La

silicona es inerte y estable a altas temperaturas, lo que la hace útil en gran variedad

de aplicaciones industriales, como lubricantes, adhesivos, moldes,

impermeabilizantes, y en aplicaciones médicas y quirúrgicas, como

prótesis valvulares cardíacas e implantes de mamas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A9tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Obra_de_arte

http://es.wikipedia.org/wiki/Dibujo

http://es.wikipedia.org/wiki/Textura_de_la_pintura

http://es.wikipedia.org/wiki/Colores

http://es.wikipedia.org/wiki/Figura_geom%C3%A9trica

http://es.wikipedia.org/wiki/Composici%C3%B3n_(artes_visuales)

http://es.wikipedia.org/wiki/Textil

http://es.wikipedia.org/wiki/Pintura_sobre_tabla

http://es.wikipedia.org/wiki/Pared

http://es.wikipedia.org/wiki/Lienzo

http://es.wikipedia.org/wiki/Papel

http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_del_color

http://es.wikipedia.org/wiki/T%C3%A9cnicas_de_pintura



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILTambién se denomina silicona a la familia de compuestos químicos sintetizados por

primera vez en 1938. Frederick Kipping es el químico pionero en el estudio de

compuestos orgánicos que contiene moléculas de carbono y silicio y fue quien acuñó

el término silicona.

Se deriva de la roca de cuarzo y al ser calentado en presencia de carbono produce

silicona elemental. Dependiendo de posteriores procesos químicos, la silicona puede

tomar una variedad de formas físicas que incluyen aceite, gel y sólido.

Resinas epoxica

Una resina epoxi o poliepóxido es un polímero termoestable que se endurece

cuando se mezcla con un agente catalizador o «endurecedor». Las resinas epoxi

más frecuentes son producto de una reacción entre epiclorohidrina ybisfenol A.

Los primeros intentos comerciales de producción tuvieron lugar en 1927 en los

Estados Unidos. El mérito de la primera síntesis de una resina basada en bisfenol-a

lo comparten el Dr. Pierre Castan de Suiza y el estadounidense Dr. S. O. Greenlee

en 1936.

2.8.1 POLÍMEROS

http://es.wikipedia.org/wiki/Suiza

http://es.wikipedia.org/wiki/Bisfenol_A

http://es.wikipedia.org/wiki/Resina

http://es.wikipedia.org/wiki/Cat%C3%A1lisis

http://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero_termoestable



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl estadounidense de origen belga L. H. Baekeland invento en 1909 la primera

sustancia plástica de fabricación sintética a la que se denominó “baquelita”. Este

descubrimiento señalo el principio de la industria de obtención de plásticos sintéticos

a gran escala cuya aplicación revoluciono la técnica y la vida cotidiana.

El termino Plástico, en su significación más general, se aplica a las sustancias de

distintas estructuras y naturalezas que carecen de un punto fijo de ebullición y

poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y

flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones.

Sin embargo, en sentido restringido, denota ciertos tipos de materiales sintéticos

obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación artificial de los

átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos

derivados del petróleo y otras sustancias naturales.

El vocablo plástico deriva del griego plásticos, que se traduce como moldeable. Los

polímeros, las moléculas básicas de los plásticos, se hallan presentes en estado

natural en algunas sustancias vegetales y animales como el caucho, la madera y el

cuero, si bien en el ámbito de la moderna tecnología de los materiales tales

compuestos no suelen encuadrarse en el grupo de los plásticos, que se reduce

preferentemente a preparados sintéticos.

2.8.2 Materiales de sellado

Un sellador, sellante o tapa poros es un material viscoso que cambia a estado sólido

una vez aplicado y que se utiliza para evitar la penetración de aire, gas, ruido, polvo,

fuego, humo o líquidos desde un sitio a otro a través de la barrera sellada.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLos selladores ayudan al mantenimiento y cuidado de los inmuebles, la correcta

elección permite obtener mayores beneficios del producto, como: impermeabilidad,

elasticidad, rendimiento, durabilidad, acabados estéticos, etc.

Selladores de silicona

Los selladores que utilizan como componente principal la silicona están

desarrollados para: el sellado estructural en fachadas, estructuras, muros cortina,

etc.; como sello secundario en vidrio doble o aislado; juntas de expansión térmica en

carreteras de concreto; juntas a tope y sellos perimetrales; en la unión entre

materiales distintos (concreto y vidrio, concreto y metal, concreto con cancelería,

vidrio con metal, vidrio con vidrio, etc.) y, especialmente tienen una excelente

adherencia sobre policarbonato y PVC.

Algunas de las características que les hacen destacar frente a otros sellos son:

evitan la formación de hongos, lo que le hace de especial interés en el sellado de

juntas de cocinas y baños; al ser un material inorgánico duran más ya que resisten

los rayos UV; mantienen sus propiedades con el paso del tiempo (elasticidad,

capacidad de movimiento, fuerza de adhesión, etc); y son más elásticos que la

mayoría de los demás sellantes.

Selladores de poliuretano

Están elaborados con poliuretano y diseñados especialmente para sellar juntas y

grietas con movimientos fuertes y moderados en muros, cancelería, cisternas,

marcos de puertas y entre elementos prefabricados.

Entre las características que destacan en este tipo de sellantes encontramos: que

ofrecen una excelente adherencia sobre todo tipo de materiales como: hormigón,

madera, asbesto, cemento, acero, aluminio, vidrio, entre otros; se pueden pintar;

duran más y resisten a la intemperie; y son elásticos en algunas de sus variedades.

Selladores acrílicos

Utilizan como base para su fabricación los polímeros obtenidos del ácido acrílico. Se

utilizan como sellador de juntas de conexión, alrededor de ventanas, puertas,



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILtuberías de PVC, domos, etc., o grietas con muy bajos movimientos, en interior y

exterior, también se pueden colocar como relleno en grietas interiores y exteriores

(no pueden estar permanentemente en inmersión de agua).

Una de la mayores ventajas de estos selladores es que se aplican fácilmente con

una pistola de calafateo, fácilmente manejable y muy económica, y también cuentan

con una boquilla que permite distribuir el producto uniformemente y del ancho

adecuado.

2.8.3 Propiedades de la pintura

Rendimiento: Es la superficie que puede cubrirse con cierta cantidad de pintura.

Generalmente se habla de metros cuadrados por litro. El rendimiento mucho tiene

que ver con el tipo de pintura y las condiciones de la superficie a pintar. ¿Es posible

hacer rendir más la pintura?

Secado entre manos: O tiempo de secado entre manos, es el tiempo que debe

transcurrir para que puede aplicarse una nueva mano o capa de pintura. Si no se

respeta el secado entre manos la pintura puede cubrir menos, tener una menor

duración o no lograr una buena terminación.

Secado al tacto: Es el tiempo en el que tarda la pintura en secar superficialmente

pero no se trata de un secado completo. Si tocamos la pared o la superficie pintada

parece seca, pero todavía no se encuentra en condiciones para una nueva mano de

material.

Poder cubritivo: Es la capacidad de la pintura de cubrir o tapar el color del material

o pintura anterior. Con una pintura con alto poder cubritivo serán necesarias menos

manos para terminar el trabajo, siempre y cuando se aplique de manera correcta.

Resistencia a la intemperie: Cualidad de algunas pinturas de resistir a los

fenómenos atmosféricos como el sol, la humedad o la lluvia. Es una propiedad que

se valora en pinturas especiales para exteriores.

Resistencia a la abrasión: Los distintos materiales que están preparados para

resistir productos abrasivos como detergentes y otros que causarían daños en

http://www.pintomicasa.com/categoria/pinturas-especiales

http://www.pintomicasa.com/2012/05/es-posible-hacer-rendir-mas-la-pintura.html

http://www.pintomicasa.com/2012/05/es-posible-hacer-rendir-mas-la-pintura.html



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILpinturas convencionales. Las pinturas con gran resistencia a

la abrasión generalmente se usan en ámbitos industriales.

Resistencia a altas temperatura: Tienen esta característica pinturas que deben

soportar temperaturas mayores a la ambiental. Hay pinturas que pueden resistir

hasta 500º C.

Resistencia al tráfico o tránsito: Es una propiedad que se destaca en pinturas

para piso o suelos, por el desgaste obvio del tránsito de personas. Son materiales de

gran dureza y desgaste prolongado.

Resistencia a la limpieza: La constante limpieza puede generar rápidamente un

desgaste en la pintura en ciertos sectores. En estos casos se utilizan pintura con

buena resistencia al roce y fregado continuo.

Durabilidad: Esta es una propiedad que presumen todos los envases de pintura,

diciendo que se trata de una pintura con gran durabilidad es decir que conservará

sus propiedades a lo largo del tiempo. Solo el mismo lo hará saber.

Labilidad: Una pintura lavable es una pintura que admite una limpieza con agua

y elementos no abrasivos periódicamente, para quitar suciedad adherida, pero no

significa que resista una limpieza constante.

Terminación: Cuando se habla de terminación se hace referencia a el aspecto que

tendrá la pintura una vez halla secado. Suave, rugoso, aterciopelado, piel de

naranja, todas son posibles terminaciones de la pintura que dependen del tipo de

material y forma de aplicación.

Acabado o brillo: Puede confundirse terminación con acabado. Generalmente se

denomina acabado al brillo que tendrá la pintura una vez haya secado, que va desde

el opaco hasta el súper brillante.

No todas las pinturas poseen todas estas características o propiedades, sino que

difieren de acuerdo al uso específico de cada una de ellas.

http://www.pintomicasa.com/2009/02/limpiar-paredes-pintadas-con-pintura.html

http://www.pintomicasa.com/2008/02/como-pintar-los-pisos-de-casa.html



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL2.8.3.1 Comportamiento químico

Una pintura debe proporcionar al sustrato una protección frente a la corrosión.

Muchos recubrimientos son resistentes al agua y productos químicos, pero pueden

fallar por discontinuidad de la película. Los agentes químicos presentes en el medio

ambiente son: ácidos, álcalis, sales, agua e intemperie.

Ácidos: por lo general:

Su corrosividad aumenta con la concentración y la temperatura

Suelen afectar bastante al acero

Para proteger al sustrato se recomienda:

En inmersión: revestimientos sólidos de resinas vinílicas

Para no inmersión: pinturas vinílicas de elevado espesor

Álcalis: gran variedad (sosa caústica, cal...)

Sales: se comportan como ácidos o álcalis

Sales ácidas

Para inmersión se recomiendan revestimientos sólidos vinílicos.

Para no inmersión, habrá que eliminar los cristales de sal depositados en la

superficie, seguido de un lavado con agua dulce y con un chorreado abrasivo.

Sales neutras: fuerte corrosividad para el acero.

Para inmersión se recomienda silicato inorgánico de zinc, recubierto con resina

epoxi. En ocasiones recubrimientos sólidos.

Para no inmersión, recubrimientos inorgánicos de zinc

Sales alcalinas: tienen el mismo comportamiento que las anteriores.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILDisolventes: tienen una tendencia muy pronunciada a disolver los recubrimientos y

penetrar en los mismos. Los convencionales no son corrosivos.

Los productos vinílicos de dos componentes (epoxi) dan buen resultado; siendo la

mejor recomendación los recubrimientos inorgánicos de zinc.

2.8.3.2 Comportamiento físico

Permeabilidad: velocidad con la que puede migrar el agua a través de la película. La

velocidad disminuye al aumentar el espesor de la película. Influye en la formulación

de las pinturas, siendo importante seleccionar el material menos permeable.

Adherencia: íntimo contacto a nivel molecular o atómico de dos productos.

Importante para que la corrosión no progrese por debajo del sustrato y se mantenga

en un ambiente corrosivo. Depende de la relación entre el recubrimiento y el sustrato

El agua constituye una fuente de fallos cuando penetra a través del recubrimiento.

Debido a un proceso químico llamado ósmosis la penetración se acelera.

Las fuerzas térmicas también atacan la adherencia, especialmente cuando se han

formado películas muy gruesas a lo largo de varios años (desconchamiento)

Flexibilidad: se requiere cierto grado para que el recubrimiento pueda soportar

vibraciones, cambios de temperatura y deformaciones de las estructuras. Es

fundamental la resistencia al impacto.

Dureza: es la conjunción de varias cualidades físicas. Los ensayos que se realizan

son la resistencia al rayado y la dureza péndulo.

2.8.3.3 Resistencia a la abrasión

Cuando la pintura se aplica sobre superficies que soportan un intenso tráfico:

arrastre de objetos pesados o superficies expuestas al flujo de un líquido que

contiene materias sólidas en suspensión.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLa resistencia a la abrasión, desgaste, o dureza de un agregado, es una propiedad

que depende principalmente de las características de la roca madre. Este factor

cobra importancia cuando las partículas van a estar sometidas a un roce continuo

como es el caso de pisos y pavimentos, para lo cual los agregados que se utilizan

deben estar duros.

índice de resistencia a la abrasión: Medida de la resistencia a la abrasión de un

material vulcanizado o un compuesto de goma sintética bajo condiciones

específicas.

resistencia a la abrasión: Propiedad que permite a un material resistir y mantener su

apariencia original al ser frotado con otro objeto; cualidad muy importante en

materiales de pavimentación y revestimiento.

linóleo: Material empleado para pavimentar suelos, a partir de aceite de linaza,

harina de corcho y colorante colocado sobre una base nivelada de arpillera o lona;

de bajo coste y poca resistencia a la abrasión.

pintura epoxi: Pintura que posee resina epoxídica como ligante, que incrementa la

resistencia a la corrosión, abrasión y a los productos químicos. También llamada

pintura epoxídica.

pintura epoxídica: Pintura que posee resina epoxídica como ligante, que incrementa

la resistencia a la corrosión, abrasión y a los productos químicos. También llamada

pintura epoxi.

resistencia a la flexión: Medida de la resistencia de un elemento o miembro

estructural a las fuerzas flectoras. También llamada resistencia a la tracción.

resistencia a la tracción: Medida de la resistencia de un elemento o miembro

estructural a las fuerzas flectoras. También llamada resistencia a la flexión.

abrasión: Proceso de desgaste y destrucción de la parte o del todo de un cuerpo u

objeto debido a su fricción.

aglomerante resinoso: Ligante que junto con otras resinas termoplásticas y, chinas o

lajas, forma un terrazo resistente a productos químicos y a la abrasión.

http://www.parro.com.ar/definicion-de-aglomerante+resinoso

http://www.parro.com.ar/definicion-de-abrasi%F3n

http://www.parro.com.ar/definicion-de-resistencia+a+la+tracci%F3n

http://www.parro.com.ar/definicion-de-resistencia+a+la+flexi%F3n

http://www.parro.com.ar/definicion-de-pintura+epox%EDdica

http://www.parro.com.ar/definicion-de-pintura+epoxi

http://www.parro.com.ar/definicion-de-lin%F3leo

http://www.parro.com.ar/definicion-de-resistencia+a+la+abrasi%F3n

http://www.parro.com.ar/definicion-de-%EDndice+de+resistencia+a+la+abrasi%F3n



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILbarniz de poliuretano: Barniz resistente a la abrasión y a los productos químicos, de

gran dureza.

capa de desgaste: Capa de árido que protege una lámina impermeable contra la

abrasión mecánica o la acción del viento.

ensayo de abrasión: Ensayo que se emplea para determinar el comportamiento de

cualquier material frente al desgaste que producirá un agente externo.

manguito aislador: Manguito fijado a la abertura de un conducto, empleado para

evitar la abrasión mecánica o el daño a un cable que pase a su través.

resistencia específica: En un conductor, resistencia por unidad de longitud de una

sección unitaria del mismo. También llamada resistividad.

resistividad: En un conductor, resistencia por unidad de longitud de una sección

unitaria del mismo. También llamada resistencia específica.

resistencia al cizallamiento: Propiedad de un terreno que le permite resistir el

desplazamiento entre las partículas del mismo al ser sometido a una fuerza externa.

También llamada resistencia al corte.

resistencia al corte: Propiedad de un terreno que le permite resistir el

desplazamiento entre las partículas del mismo al ser sometido a una fuerza externa.

También llamada resistencia al cizallamiento.

resistencia de aislamiento: Voltaje máximo al que puede exponerse un material sin

provocarle perforación alguna; expresado en voltios o kilovoltios por unidad de

grosor. También llamada resistencia dieléctrica.

resistencia dieléctrica: Voltaje máximo al que puede exponerse un material sin

provocarle perforación alguna; expresado en voltios o kilovoltios por unidad de

grosor. También llamada resistencia de aislamiento.

soldadura por resistencia: Soldadura realizada utilizando el calor producido por una

resistencia a la corriente eléctrica, y por aplicación de presión.

http://www.parro.com.ar/definicion-de-soldadura+por+resistencia

http://www.parro.com.ar/definicion-de-resistencia+diel%E9ctrica

http://www.parro.com.ar/definicion-de-resistencia+de+aislamiento

http://www.parro.com.ar/definicion-de-resistencia+al+corte

http://www.parro.com.ar/definicion-de-resistencia+al+cizallamiento

http://www.parro.com.ar/definicion-de-resistividad

http://www.parro.com.ar/definicion-de-resistencia+espec%EDfica

http://www.parro.com.ar/definicion-de-manguito+aislador

http://www.parro.com.ar/definicion-de-ensayo+de+abrasi%F3n

http://www.parro.com.ar/definicion-de-capa+de+desgaste

http://www.parro.com.ar/definicion-de-barniz+de+poliuretano



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL2.8.3.4 Clases de pintura

Las pinturas se denominan, generalmente, por la naturaleza del aglutinante o

vehículo y también por el nombre del pigmento; las más corrientes son: pinturas a la

cal, silicato, fresco, cola o temple, al aceite u óleo, cera, asfálticas y celulósicas.

Pinturas a la cal

La pintura corriente a la cal, está formada por una lechada de cal grasa o con

pigmentos en proporción no mayor de 10 a 15 %. Se emplean lechadas claras,

dándose, por lo menos, dos manos cruzadas, con brochas grandes de blanquear o

aerógrafo. Si el hidrato está en exceso, se agrieta y descascara.

Pinturas al fresco

Se ejecuta sobre enlucidos convenientemente preparados y sin secar empleando

colores a la cal puestos en suspensión en vehículos o aglutinantes.

Las superficies a pintar al fresco se preparan con un primer enlucido hecho con

mortero de cal hidráulica o cal grasa y puzolana y arena silícea en la proporción de 1

: 3 y cuando ha fraguado, se aplica otro enlucido formado por una parte de cal grasa

apagada en polvo y dos partes de arena silícea fina y consistencia plástica.

Pintura al silicato

El vehículo de esta pintura es el silicato potásico o sódico (vidrio soluble) en

disolución acuosa a partes iguales, pudiéndose emplear todos los colores o

pigmentos menos los de plomo. Las manos sucesivas deberán ser más ricas en

silicato, pero teniendo la precaución de que no se formen superficies brillantes

porque se descascaran, debiendo ser disueltas con agua antes de que se seque o

fragüe.

Pintura a la cola o temple

Sólo se aplica en interiores y en especial para decoración de paredes y techos

enlucidos de yeso. Las primeras manos de imprimación se dan con agua de cola

caliente ligeramente teñida y luego la de color, teniendo presente que al secar esta

pintura baja mucho de tono; que si tiene exceso de cola, se descascara, y se



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILdesprende en forma de polvo; apreciando fácilmente si tiene la cantidad precisa de

cola, pintando un trozo y. pasando la mano no debe desprenderse.

Pintura al óleo

Son las pinturas que se preparan con aceites vegetales como vehículo o aglutinante,

siendo el más usado el de linaza. Para diluir se utiliza aguarrás, y como pigmento o

colores, aquéllos más convenientes según el objeto a cubrir. Las primeras manos de

imprimación, tanto para interiores como para exteriores, se suelen diluir con

aguarrás, pero las finales, para exteriores, deberán ser tan sólo con aceite de linaza

puro sin diluir.

Pinturas al Barniz o esmalte

Cuando se emplea el barniz como vehículo, y en el que se ponen en suspensión los

colores. Las primeras manos se diluyen con aguarrás, y en la última, sólo barniz. Se

mejora mucho esta pintura puliendo cada mano con lija fina.

Pinturas bituminosas o asfálticas

Las superficies recubiertas con esta pintura quedan muy brillantes, pudiendo

obtenerse mates agregando negro de humo. Es una de las mejores pinturas

protectoras de la oxidación del hierro y fundición, por su resistencia al agua,

conservándose bien en ausencia de luz y enterradas, como las tuberías de agua y

gas, esclusas, etc, y son incompatibles con las de óleo y cola.

Pinturas a la celulosa o al "Duco"

Son suspensiones coloidales de éteres celulósicos (nitrocelulosa o acetilcelulosa) en

líquidos muy volátiles, y los que se agregan substancias plastificantes, resinas y

pigmentos, para darle flexibilidad, brillo, adherencia, dureza y color.

Las pinturas celulósicas para madera no se pueden aplicar directamente por

absorber rápidamente los líquidos volátiles, debiendo ser preparada con una masilla

tapaporos basado en barnices transparentes celulósicos, conteniendo algo de

aceites vegetales y colas, alisándose después la superficie con lija.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILPinturas resistentes al calor o ignífugas

Se preparan pinturas que pueden resistir hasta 600 ºC., empleando como pigmento

polvo de aluminio o grafito y vehículos basado en aceites minerales, que con el calor

se queman más o menos, y el pigmento se une sólidamente al soporte. Se emplean

también cuerpos amónicos que, por la acción del calor, desprenden amoníaco

gaseoso, formando una capa aislante y ácido bórico, fosfato y silicato, que dan una

costra incombustible.

Pinturas resistentes a los ácidos y bases

Se fabrican con aceite de madera y 30 a 40 % de resinas sintéticas.

Pinturas antioxidantes

Son las que se emplean para proteger el hierro de la oxidación. Corrientemente se

preparan con minio de plomo en proporción de un 50 a 80 %, y aceite de linaza

cocido o aceite de madera, aplicados por extensión con brocha como primera mano

de imprimación, y después se aplican las otras manos

Pinturas luminosas

Comprenden los siguientes tipos reflejantes, fosforescentes y fluorescentes.

a. Pinturas reflejantes: Son las constituidas por perlas de vidrio de pequeño

diámetro, pegadas con un adhesivo y lanzadas con soplete sobre una superficie.

b. Pinturas fosforescentes: Son las que, expuestas a la luz visible siguen luminosas

en la oscuridad, debido a que devuelven la luz absorbida anteriormente, estando

constituidas por pigmentos radiactivos generalmente el bromuro de sodio y sulfuro

de cinc.

c. Pinturas fluorescentes: Emiten luz bajo la acción directa de radiaciones invisibles,

como los rayos ultravioleta (luz negra), rayos X, como las pantallas de radiografía y

tubos de alumbrado, y la iluminación cesa cuando lo hace la energía excitadora.

Pinturas plásticas



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEstán constituidas por una emulsión acuosa de resinas o materias plásticas que

secan por polimerización y de pigmentos inalterables a la luz dispersados en ella.

Se caracterizan por su gran poder cubridor, aun en paramentos húmedos, lavables;

una vez secas, dan bellos tonos mates o satinados, que no cambian con el tiempo y

son de gran duración.

2.8.3.5 Riesgos y normas sobre pinturas

Riesgos

• Exposición a agentes químicos

• Caídas de personas al mismo nivel

• Caídas de objetos a diferentes niveles

• Proyección de partículas

• Descargas eléctricas

Medidas preventivas

1° Las pinturas deben almacenarse en un lugar específico con ventilación para evitar

riesgo de incendio e intoxicaciones. Los recipientes deben estar perfectamente

cerrados.

2° No almacenar pinturas de diversos tipos. Se deben ordenar y etiquetar por tipo de

pintura los compartimientos destinados para ello.

3° Se deben tener las fichas técnicas de los materiales químicos empleados, en las

cuales se indique los riesgos y medidas preventivas en su almacenamiento y

empleo.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL4° Colocar avisos de ubicación del almacén y señalamientos de prohibido fumar,

riesgo de incendio, ingresar utilizando el equipo de protección personal.

5° Instalar un extintor de polvo químico seco al lado de la puerta de acceso al

almacén de pinturas, el cual deberá cubrir con las normas de seguridad que

apliquen.

6° Prohibir realizar trabajos de soldadura y oxicorte próximos a las actividades con

pinturas que utilicen insumos inflamables.

7ºEvitar la formación de atmósferas nocivas manteniéndose siempre ventilado el

local que se está pintando (ventanas y puertas abiertas).

8° En el caso de aplicación de pintura en sitios con riesgo de caída desde altura, se

tomarán las medidas recomendadas para esos casos que incluyen el uso de

cinturones de seguridad

9° Las actividades de limpieza de polvos en muros, raspados y lijados se debe

ejecutar bajo ventilación por corriente de aire.

10° La elaboración de mezclas de pinturas y solventes debe realizarse desde la

menor altura posible evitando salpicaduras y emanaciones.

11° Prohibir fumar o comer en los lugares en que se pinte con mezclas que

contengan disolventes orgánicos o tóxicos.

12° Los trabajadores que tengan contacto con disolventes orgánicos o tóxicos al final

de la labor realizar medidas de higiene personal de manos y caras, de igual manera

antes de la ingestión de alimentos.

Riesgos

Pinturas en Aceite

Es el nombre común dado a las pinturas que vienen en solvente orgánico.

Dependiendo del tipo de pigmento o resina utilizada para recubrir las superficies, se

puede encontrar una amplia variedad de “pinturas en aceite” (anticorrosivos,

esmaltes, lacas, barnices).



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILIncendio: El solvente orgánico es un thinner (mezcla de varios solventes orgánicos

como hidrocarburos alifáticos, aromáticos, cetonas, etc). Su composición y

propiedades son variables, según las propiedades deseadas para cada pintura.

Toxicidad: Los solventes orgánicos son depresores del sistema nervioso central.

Cuando se aplican pinturas de aceite (con brocha o pistola), se evapora el solvente

con la consecuente acumulación de vapores tóxicos e inflamables en el ambiente.

La mayoría de ingredientes de estas pinturas son muy irritantes para los ojos.

La inhalación de estos vapores puede causar dolor de cabeza, irritación de las

vías respiratorias, dificultad respiratoria, mareo, náuseas, debilidad, incoordinación

motriz, palidez y desmayo.

La aspiración de las nieblas de pintura por el sistema respiratorio puede causar

edema pulmonar que requiere atención médica inmediata debido al riesgo de muerte

por fallo respiratorio.

Por contacto con la piel puede causar irritación, resequedad y escamado.

La exposición a largo plazo (diaria, semanal...) puede causar daños serios en

elhígado y en los riñones. Sobre la piel causa dermatitis (resequedad, grietas,

enrojecimiento o heridas). También pueden producir alergias cutáneas y

respiratorias (dependiendo de los ingredientes y de la sensibilidad de las personas).

Pinturas en Agua

Las pinturas en agua (generalmente contienen resinas vinílicas o acrílicas), son poco

tóxicas. Los polímeros son sólidos muy estables por lo cual, al diluirlos en agua, no

se descomponen ni reaccionan fácilmente.

El peligro radica en que la pintura es una suspensión de partículas muy pequeñas,

incluyendo las resinas y los pigmentos, que al ingresar al organismo por inhalación,

pueden causar problemas respiratorios o enfermedades pulmonares, en especial



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILcuando se aplica en aerosol, porque las partículas se hacen aún más pequeñas y es

más fácil inhalarlas.

Si la exposición es crónica (diaria o semanal) los efectos respiratorios pueden ser:

rinitis crónica, asma bronquial crónica, bronquitis espasmódica o infiltración

eosinófila pulmonar. Estas manifestaciones se deben a la acción mecánica de las

partículas depositadas en las membranas mucosas o que penetran en el sistema

respiratorio.

Pinturas Electrostáticas

La pintura electrostática es un sólido opaco cristalino prácticamente insoluble en

agua no inflamable, compuesta por resina epóxica poliestérica (95-99%) y éster

poliglicídico (1-5%).

Las pistolas de pintura electrostática tienen boquillas cargadas que transfieren la

carga eléctrica a las gotas de pintura; éstas son atraídas por el objeto conectado a

tierra que se va a pintar. Las gotas son atraídas también por las ranuras y la parte

posterior del objeto a pintar, presentando un efecto conocido como “efecto de

enrollar”. En algunos procesos es el objeto en lugar de la boquilla al que se le

transfiere la carga. Para cargar los objetos se utilizan fuentes de energía directas.

Riesgo de descargas eléctricas

Debido al principio con que actúan las pistolas electrostáticas, el primer riesgo a

considerar es el de descargas eléctricas. Las pistolas manuales tienen boquillas de

seguridad que transportan una corriente muy baja (150 mA) a voltajes altos (30-

90kV).

Riesgos por la naturaleza química de la pintura

Contacto con los ojos: Causa irritación

Contacto con la piel: No se han identificado efectos significativos para la salud

Inhalación: Causa irritación respiratoria.

Ingestión: En pruebas con animales de laboratorio se han observado efectos

adversos tras ingestión repetida. Causa irritación gastrointestinal.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILOtros efectos:

No se han efectuado pruebas de toxicidad sobre este producto. Contiene el grupo

funcional epóxido; otros productos que contienen este grupo han sido estudiados

como causantes de efectos cancerígenos y reproductivos.

Peligros de incendio

No es combustible, pero altas concentraciones de polvo presentan riesgo potencial

de combustión o explosión.

Clasificación según la NFPA:

Salud: 2. Materiales que tras exposición intensa o continúa pero no crónica pueden

causar incapacidad o daños temporales.

Inflamabilidad: 0. Materiales que no arden

Reactividad: 0. Materiales normalmente estables, aún en condiciones de fuego.

Normas de pinturas

Las pinturas y los revestimientos le ponen color a nuestro mundo y su calidad, como

también la de barnices, lacas, tintas de impresión y materiales de los artistas, está

garantizada por las normas que desarrolla un antiguo comité de ASTM International.

Entre los más de 600 miembros del Comité D01 sobre pintura y revestimientos,

materiales y aplicaciones afines, cuyo origen data desde los primeros años de ASTM

International, hay representantes de 36 países que supervisan más de 650 normas.

La globalización ha cambiado el mundo de los negocios de varias maneras, y uno de

los resultados es que las normas del Comité D01 de ASTM se usan en todo el

mundo, especificando los pigmentos y la preparación de las superficies, y que se

usan para probar los componentes de los revestimientos y las propiedades de las

pinturas.

Para muestra basta un pincelazo: la norma D562



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEntre las normas destacadas del Comité D01 que se usan a nivel internacional, está

la D562, Método de prueba para determinar la consistencia de las pinturas midiendo

la viscosidad en unidades Krebs (KU) con un viscosímetro del tipo Sormer, que

determina la carga necesaria para producir cierta cantidad de revoluciones para una

paleta sumergida en pintura. La información guía a la comunidad de los

revestimientos a especificar pinturas y revestimientos y a controlar su consistencia.

El viscosímetro de Krebs, llamado así por su inventor original estadounidense, se

usa en las normas de ASTM International para pruebas de viscosidad de la pintura.

"No hay otras normas internacionales para hacer esta prueba y se usa de manera

generalizada para caracterizar las pinturas, ya que la viscosidad influye en la forma

de aplicar la pintura", dice Fletcher. Peters mencionan que una amplia base de datos

con información histórica sobre el uso del método tiene la ventaja adicional de poder

seguir comparando datos. "Es un método que responde a las necesidades de todo

el mundo", dice Peters.

El MOU de pintura de ASTM y la ISO

En el mercado internacional actual, la industria de la pintura está tratando de

armonizar las normas sobre el mismo tema tratadas por diferentes organizaciones,

con el objetivo de hacer normas más equivalentes en cuanto al aspecto técnico.

Miembros del Comité D01 y sus equivalentes de la International Organization for

Standardization (ISO, Organización Internacional para la Normalización), el Comité

Técnico 35 sobre pinturas y barnices, han participado en el trabajo de ambos

agrupaciones dedicado a desarrollar y revisar normas similares.

En 2001, para lograr más cooperación entre los dos grupos y eliminar la creación de

normas de la ISO y ASTM para la misma propiedad, el Comité Técnico 35 de la ISO

sobre pinturas y barnices y el Comité D01 firmaron un memorando de entendimiento

(MOU, por sus siglas en inglés). Según MOU, las normas similares, aunque no

necesariamente idénticas, propician la confusión del mercado, las contradicciones

entre las normas, aumenta los costos de las pruebas y de los recursos humanos y

exige una "actualización" constante para alinear las exigencias entre las dos normas.

Más normas del Comité D01 de uso internacional



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILFletcher menciona ejemplos de otras normas de ASTM con amplio uso internacional,

como aquellas para determinar la finura de grano (D1210 y D1316), para las copas

de viscosidad Ford y Zahn (D1200 y D4212) y para las máquinas revestidoras de

barra en espiral (D4147).1

Peters cita la norma D4400, Método de prueba para determinar la resistencia al

corrimiento de las pinturas usando un aplicador multicortes, que describe un

procedimiento simple y rápido para demostrar la resistencia al corrimiento en valores

numéricos para las observaciones. Dice que el aplicador es único y que la prueba de

ASTM les ayuda a los diseñadores de pinturas a equilibrar la resistencia al

corrimiento —la capacidad de la pintura de no correrse en la pared— con otro

atributo necesario llamado nivelación, que consiste en la capacidad de la pintura de

rellenar pequeñas imperfecciones.

Socios MOU de ASTM y Normas del D01

Una mirada al programa de memorandos de entendimiento de ASTM International,

que promueve la comunicación entre entes normalizadores nacionales y ASTM, y

alienta los sistemas de normalización y la facilitación del desarrollo de normas

nacionales, destaca aún más el uso de numerosas normas de pintura del D01 en el

mundo. A continuación brindamos algunos ejemplos.

Los socios MOU de ASTM en más de 30 países utilizan la D1613, Método de prueba

para determinar la acidez de solventes volátiles e intermediarios químicos utilizados

en las pinturas, barnices, lacas y productos relacionados. Desde los Países Bajos

hasta Nueva Zelanda, de Guatemala a Ghana y de Taiwán a Turquía, la norma

brinda un medio para evaluar el cumplimiento de las especificaciones a través de la

cuantificación de la acidez en compuestos orgánicos y mezclas de hidrocarburos.

2.8.3.6 Pinturas y el medio ambiente

Antes de pintar



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILPara que no sobren restos de pintura deberíamos calcular su cantidad, sin tener que

desechar restos innecesariamente. O de lo contrario, guardar correctamente lo que

sobre para utilizarlo en otra ocasión.

En general las pinturas al agua son mas convenientes, contienen menos

componentes químicos peligrosos, y no se utilizan diluyentes contaminantes durante

su manipulación o el lavado de las herramientas.

En lo posible deben evitarse pinturas que contengan plomo, mercurio o estaño de

tributyl. Éstas son consideradas desechos peligrosos y deben eliminarse de forma

responsable.

Durante el pintado

Evita lavar continuamente las herramientas de trabajo, para no arrojar demasiada

agua en desagües o alcantarillados.

Si se continuará con la tarea de pintura pueden guardarse brochas y rodillos, en una

bolsa plástica o sumergidos en diluyente, para mantenerlos húmedos y en

condiciones por unas horas.

Después de pintar Las pinturas al látex o plásticas pueden desecharse en la basura

siempre y cuando se encuentren secas. Para esto es posible acelerar el tiempo de

secado exponiéndola al sol destapada o mezclarla con arena.

Las pinturas al aceite, o con los contenidos de metales que se mencionaba

anteriormente, deben ser llevadas a un centro de residuos peligrosos.

Una de las mejores alternativas es donarla. En ciertas localidades hay centros de

recolección de pinturas, y allí se destinan a los sitios carenciados donde más se las

necesite.

http://www.pintomicasa.com/2008/11/calculo-de-la-cantidad-de-pintura.html



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILUnidad 3

3. MATERIALES COMPUESTOS

La combinación de materiales es con el objetivo de obtener la mejor combinación de

propiedades:

Ej.: La flexibilidad y peso de un polímero con la resistencia de una cerámica.

Principio de acción combinada.

Las mejores propiedades se obtienen por la combinación razonada de dos o

más materiales diferentes.

Materiales compuestos en la naturaleza:

Madera (fibras de celulosa flexible rodeadas y sostenidas por la lignina que es

rígida).

Huesos (Colágeno suave y el mieral duro y frágil apatita)

3.1 TIPOS DE MATERIALES COMPUESTOS

Tipos

Los materiales compuestos se suelen

clasificar por el tipo de refuerzo que usan.

Éste está incrustado en una matriz que une

los materiales. El refuerzo se usa para

fortalecer el compuesto. Por ejemplo, en

los ladrillos de lodo, el lodo es la matriz y la

paja el refuerzo. Los tipos de compuestos comunes incluyen aleatorio-fibra o

refuerzos de fibra corta, fibra continua o refuerzo de fibra larga, refuerzo particular,

refuerzo en escamas y refuerzo de relleno.

Ladrillos de lodo

Un tipo de material compuesto muy antiguo e inventado por los primeros humanos

es el ladrillo de lodo. Un ladrillo de lodo normal es fuerte y resistente a la

compresión, pero puede romperse al doblarse. La paja es un material con excelente



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILfortaleza de tensión, lo que significa que resiste los estiramientos. Al combinar

ambos, los primeros humanos pudieron crear bloques de lodo compuesto que

podían resistir el peso y la compresión, así como el estiramiento.

Concreto

El concreto es un material compuesto hecho con cemento, arena, piedras y agua.

Combinados, el concreto es más fuerte que cualquiera de estos materiales. El

concreto se usa mucho en la construcción de edificios y caminos.

Fibra de vidrio

La fibra de vidrio es un material hecho con pequeños trozos de vidrio sostenidos por

una resina u otro componente. En la industria automotriz, la fibra de vidrio es

importante para hacer parte de la carrocería. El cuerpo del auto se hace con varias

capas de fibra de vidrio, como la capa de cobertura de gel, la capa de tejido, esteras

y telas. El producto final es una carrocería fuerte y ligera a prueba de agua y

completa. La fibra de vidrio también puede ser un alternativa económica a otros

materiales.

Compuestos naturales

Los compuestos pueden encontrarse con facilidad en la naturaleza. La madera es un

ejemplo de un compuesto, pues las fibras de celulosa son unidas por una sustancia

llamada lignina. Estas fibras pueden encontrarse en el algodón y los hilos, pero el

poder de unión de la lignina hace que la madera sea mucho más fuerte. Otro

compuesto natural son las rocas y la arena, materiales que se usan en el concreto.

Las rocas son simplemente piedras más pequeñas unidas y la arena se forma con

granos pequeños.

Tejido de fibra de carbono.

En ciencia de materiales reciben el nombre de materiales compuestos aquellos

materiales que se forman por la unión de dos materiales para conseguir la

combinación de propiedades que no es posible obtener en los materiales originales.

Estos compuestos pueden seleccionarse para lograr combinaciones poco usuales



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILde rigidez, resistencia, peso, rendimiento a alta temperatura, resistencia a la

corrosión, dureza o conductividad [1]. Los materiales son compuestos cuando

cumplen las siguientes características:

Están formados de 2 o más componentes distinguibles físicamente y

separables mecánicamente.

Presentan varias fases químicamente distintas, completamente insolubles

entre sí y separadas por una interfase.

Sus propiedades mecánicas son superiores a la simple suma de las

propiedades de sus componentes (sinergia).

No pertenecen a los materiales compuestos, aquellos materiales polifásicos;

como las aleaciones metálicas, en las que mediante un tratamiento térmico se

cambian la composición de las fases presentes[2]

Estos materiales nacen de la necesidad de obtener materiales que combinen las

propiedades de los cerámicos, los plásticos y los metales. Por ejemplo en la

industria del transporte son necesarios materiales ligeros, rígidos, resistentes al

impacto y que resistan bien la corrosión y el desgaste, propiedades éstas que rara

vez se dan juntas.

A pesar de haberse obtenido materiales con unas propiedades excepcionales, las

aplicaciones prácticas se ven reducidas por algunos factores que aumentan mucho

su costo, como la dificultad de fabricación o la incompatibilidad entre materiales.

La gran mayoría de los materiales compuestos son creados artificialmente pero

algunos, como la madera y el hueso, aparecen en la naturaleza.

Estructura

Aunque existe una gran variedad de materiales compuestos, en todos se pueden

distinguir las siguientes partes:

Agente reforzante: es una fase de carácter discreto y su geometría es

fundamental a la hora de definir las propiedades mecánicas del material.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Fase matriz o simplemente matriz: tiene carácter continuo y es la

responsable de las propiedades físicas y químicas. Transmite los esfuerzos al

agente reforzante. También lo protege y da cohesión al material.

3.2. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES

Los materiales compuestos se pueden dividir en tres grandes grupos:

Materiales compuestos reforzados con partículas



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEstán compuestos por partículas de un material duro y frágil dispersas discreta y

uniformemente, rodeadas por una matriz más blanda y dúctil.

Tipos:

Compuestos endurecidos por dispersión.

Compuestos con partículas propiamente dichas.

Módulo elástico de materiales compuestos, Ec: -- dos aproximaciones.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILRegla de las mezclas: predice que el módulo elástico está comprendido entre un

máximo y un mínimo.

Materiales compuestos endurecidos por dispersión

El tamaño de la partícula es muy pequeño (diámetro entre 100 i 2500 μ). A

temperaturas normales, estos compuestos no resultan más resistentes que las

aleaciones, pero su resistencia disminuye con el aumento de la temperatura. Su

resistencia a la termo fluencia es superior a la de los metales y aleaciones.

Sus principales propiedades son:

La fase es generalmente un óxido duro y estable.

El agente debe tener propiedades físicas óptimas.

No deben reaccionar químicamente el agente y la fase.

Deben unirse correctamente los materiales.

Materiales compuestos reforzados con fibras

Son muy importantes tecnológicamente

Resistencia elevada y rigidez a baja densidad

Estas características se expresan mediante los parámetros

Resistencia específica – resistencia a la tracción/peso específico

Módulo específico – Módulo elástico/peso específico



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEj.: fibra de vidrio

Filamentos continuos de vidrio en una matriz polimérica

Resistencia debido a las fibras

El polímero únicamente las mantiene unidas.

Un componente suele ser un agente reforzante como una fibra fuerte: fibra de vidrio,

cuarzo, kevlar, Dyneema o fibra de carbono que proporciona al material su

resistencia a la tracción, mientras que otro componente llamado matriz, que suele

ser una resina como epoxy o poliéster, envuelve y liga las fibras, transfiriendo la

carga de las fibras rotas a las intactas y entre las que no están alineadas con las

líneas de tensión. También, a menos que la matriz elegida sea especialmente

flexible, evita el pandeo de las fibras por compresión. Algunos compuestos utilizan

un agregado en lugar de una matriz.

En términos de fuerza, las fibras (responsables de las propiedades mecánicas)

sirven para resistir la tracción, la matriz (responsable de las propiedades físicas y

químicas) para resistir las deformaciones, y todos los materiales presentes sirven

para resistir la compresión, incluyendo cualquier agregado.

Los golpes o los esfuerzos cíclicos pueden causar que las fibras se separen de la

matriz, lo que se llama delaminación.

Materiales en fibras

Filamentos – Mono cristales muy delgados – su largo es grande comparado con su

diámetro

grafito, SiN, SiC

Alta perfección cristalina– extremadamente fuertes

very expensive

Fibras

poli cristalinas or amorfas

generalmente polímeros o cerámicos



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL Ex: Al2O3 , Aramid, E-glass, Boron, UHMWPE

Alambres

Metales – acero, Mo, W

5Alineación de la fibras

Materiales compuestos estructurales

Laminas reforzadas con fibras apiladas y unidas

Secuencia de apilamiento: e.g., 0°/90°

Beneficios: balanceo, rigidez en el plano

Panel sándwich con núcleo en forma de

panal.

Baja densidad, núcleo de panal

Beneficio: bajo peso, rigidez de flexión

alta.

Están formados tanto por compuestos como por materiales sencillos y sus

propiedades dependen fundamentalmente de la geometría y de su diseño. Los más

abundantes son los laminares y los llamados paneles sándwich.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLos laminares están formadas por paneles unidos entre si por algún tipo de adhesivo

u otra unión. Lo más usual es que cada lámina esté reforzada con fibras y tenga una

dirección preferente, más resistente a los esfuerzos. De esta manera obtenemos un

material isótropo, uniendo varias capas marcadamente anisótropas. Es el caso, por

ejemplo, de la madera contrachapada, en la que las direcciones de máxima

resistencia forman entre sí ángulos rectos.

Los paneles sándwich consisten en dos láminas exteriores de elevada dureza y

resistencia, (normalmente plásticos reforzados, aluminio o incluso titanio), separadas

por un material menos denso y menos resistente, (polímeros espumosos, cauchos

sintéticos, madera balsa o cementos inorgánicos). Estos materiales se utilizan con

frecuencia en construcción, en la industria aeronáutica y en la fabricación de

condensadores eléctricos multicapas.

Ejemplos de materiales compuestos

Plásticos reforzados con fibra:

o Clasificados por el tipo de fibra:

Madera (fibras de celulosa en una matriz de lignina y

hemicelulosa)

Plástico reforzado de fibra de carbono o CFRP o

Plástico reforzado con vidrio (GRP, GFRP o, informalmente,

"fibra de vidrio")

o Clasificados por la matriz:

Termoplásticos reforzados por fibra larga.

Termoplásticos tejidos de vidrio.

Compuestos termoformados o termoestables.

Compuestos de matriz metálica o MMCs:

o Cermet (cerámica y metal).

o Fundición blanca.

Metal duro (carburo en matriz metálica)

o Laminado metal-intermetal.

Compuestos de matriz cerámica:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILo Hormigón/Concreto

o Carbono-carbono reforzado (fibra de carbono en matriz de grafito).

o Hueso (matriz ósea reforzada con fibras de colágeno)

o Adobe (barro y paja)

Compuestos de matriz orgánica/agregado cerámico

o Madreperla o nácar

o Concreto asfáltico

Madera mejorada

o Contrachapado

o Tableros de fibra orientada (OSB).

o Trex

o Weatherbest (fibra de madera reciclada en matriz de polietileno)

o Pycrete (aserrín en matriz de hielo)

Procesos de fabricación

Moldeo SMC

Moldeo por proyección

Moldeo por vía húmeda ó contacto

Apilado por bolsa de vacío

Resine Transfer Moulding, RTM

Vacuum Assisted Resine Transfer Moulding, VARTM

Resine Infusion Moulding, RIM

Filament Winding

Fiber Placement

Pultrusión

Automatic Tape Laying, ATL

Eb curing



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL3.2.1Clasificación según la forma de los constituyentes

Composites fibrosos: el refuerzo es una fibra, es decir, un material con una

relación longitud-diámetro muy alta. Las fibras pueden ser continuas o discontinuas

(estas últimas pueden ser aleatorias o unidireccionales). Ejemplo: epoxi con fibra de

vidrio.

Composites particulados: el refuerzo son partículas equiaxiales, es decir, las

dimensiones de las partículas son aproximadamente iguales en todas las

direcciones. Ejemplo: caucho reforzado con negro de humo.

Composites estructurales: son materiales constituidos por la combinación de

materiales compuestos y materiales homogéneos. Se clasifican a su vez en

materiales laminados (constituidos por apilamiento de láminas paralelas) o paneles

sándwich (compuestos de núcleo y tapas)

3.2.2 Clasificación según la naturaleza de los constituyentes

Composites de matriz orgánica (polímeros).

- presentan baja densidad

- posibilidad de obtención de piezas complicadas

- son los más utilizados en la actualidad

http://1.bp.blogspot.com/-JT1xfxp00U0/Thrnu0fCRVI/AAAAAAAAArw/Kf9hSXEzWlU/s1600/composite3.JPG

http://4.bp.blogspot.com/-HBdzaa61oRE/Thrn7B0S8lI/AAAAAAAAAr0/robmoo1R5c0/s1600/composite4.JPG



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEntre sus desventajas se incluye la poca resistencia frente al fuego.

Composites de matriz metálica (aleaciones de aluminio, titanio y magnesio)

- mayor duración

- elevada conductividad térmica y eléctrica

- no absorben humedad

- mayor resistencia al desgaste

Su principal desventaja es su alto precio

Composites de matriz mineral (cerámica): alúmina, CSi (carburo de silicio), etc.

Destacan porque resisten temperaturas elevadas y su principal desventaja su

fragilidad y baja resistencia a choques térmicos.

3.2.3 Clasificación según el tamaño de la fase dispersa

Microcomposites o composites convencionales: el tamaño del refuerzo es del

orden de la micra (10-6 m). A pesar de las mejores propiedades mecánicas de estos

composites, también presentan problemas:

- dificultad de procesado

- no se pueden procesar para obtener láminas o fibras

Estos problemas son consecuencia de la diferencia de tamaño entre el refuerzo y los

componentes de la matriz (cadenas de polímero en el caso de los composites de

matriz orgánica). Esta diferencia da lugar a interacciones débiles entre la matriz y la

interfase.

Para evitar este problema y mejorar las interacciones se ha desarrollado un nuevo

tipo de composite:

Nanocomposites: el tamaño del refuerzo es del orden del nanómetro (10-9 m=10-

3micras). En este caso, las interacciones matriz-refuerzo se dan a nivel molecular.




3.3 Aplicaciones y limitaciones de los materiales compuestos

Las aplicaciones actuales exigen materiales de baja densidad y buenas propiedades

mecánicas (elevada rigidez y resistencia). Esta combinación de propiedades no se

puede conseguir con los materiales convencionales: metales, polímeros y

cerámicos. El desarrollo de los composites ha permitido la mejora de las

propiedades de los materiales.

Ventajas que presentan los materiales compuestos

- Alta resistencia específica (resistencia/densidad) y rigidez específica

(rigidez/densidad)

- Posibilidad de adaptar el material el esfuerzo requerido gracias a la anisotropía

Los materiales compuestos de matriz polimérica se utilizan en la industria

automovilística, naval, aeronáutica, aeroespacial, electrónica, de material deportivo y

de la construcción, reemplazando a los metales y otros materiales en muchas

aplicaciones.

Perfiles

http://4.bp.blogspot.com/-dRF_VP35WFw/ThroHiAM9dI/AAAAAAAAAr4/6Ha72xabgPk/s1600/composite5.JPG

http://1.bp.blogspot.com/-O_l3de_aXcE/ThroSKUu1wI/AAAAAAAAAr8/FnbzjXQ22co/s1600/perfiles+pultrusion.JPG




Tubos

Techo de tractor (PP y fibra de vidrio)

Frente de camión (Resina poliéster y fibra de vidrio)

http://2.bp.blogspot.com/-KiFcF7iUrBo/Throf2IYrpI/AAAAAAAAAsA/KJtlQeNjdPw/s1600/Tubos.gif

http://1.bp.blogspot.com/-5OBYdwsO284/ThrovsZzMTI/AAAAAAAAAsE/JsB2NXtdCos/s1600/RIM_V1_1.png

http://3.bp.blogspot.com/-QdwgkJoJGRo/Thro6DRdrmI/AAAAAAAAAsI/gD_0OXUKlJo/s1600/frente+de+camion.JPG




Postes de tendido eléctrico (Resina poliéster y fibra de

vidrio)

Bote de fibra poliéster y fibra de vidrio

http://4.bp.blogspot.com/-KvhIeDqUwLg/ThrpCef-2DI/AAAAAAAAAsM/gz7QQhR3J_4/s1600/postes.JPG

http://3.bp.blogspot.com/-OnxE9rRB9Rs/ThrpLp6D3vI/AAAAAAAAAsQ/XUtAgIy6COE/s1600/imagen.php.jpg




Avión espía no tripulado (Resina epoxi y fibra de carbono)

3.4 Materiales compuestos de matriz orgánica

Las propiedades mecánicas de un material compuesto dependen de las propiedades

de sus componentes, fibra y matriz y de la unión entre ambas, es decir, de la

interfase. Es especialmente importante: a unión entre fibra y matriz

la transmisión de esfuerzos mecánicos entre ambas

Para obtener el material compuesto la matriz debe estar en estado fluido e

impregnar bien el refuerzo. De esta forma, se consigue una buena unión en la

interfase.

La impregnabilidad o mojado se define como la capacidad de un líquido para

extenderse por una superficie sólida. Una buena impregnabilidad significa que la

matriz fluirá perfectamente por la superficie del refuerzo y desplazará todo el aire.

Como medida matemática de la impregnabilidad se puede considerar el ángulo de

contacto, q, ángulo que forma con la superficie sólida.

Matrices. Generalidades

La matriz cumple varias funciones en el material compuesto:

Su función principal es soportar la carga aplicada y transmitirla al refuerzo a través

de la interfase. Para ello la matriz debe ser deformable

http://3.bp.blogspot.com/-ixMFzWVhKVA/ThrpWh0rwzI/AAAAAAAAAsU/ZlYwS8WrzMM/s1600/avion+espia+de+fibra+de+carbono+y+epoxi.JPG



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILProteger las fibras del medio externo y mantenerlas unidas. Esta función requiere

una buena compatibilidad entre matriz y refuerzo.

Las matrices poliméricas pueden ser termoestables o termoplásticas en función

de si presentan o no reticulaciones:

Las matrices termoestables presentan uniones covalentes formadas en la reacción

de reticulación o curado. Estas matrices presentan las siguientes características.

Son fáciles de procesar antes del curado debido al bajo peso molecular de las

resinas precursoras o prepolímeros.

Debido a la formación de reticulación son más tenaces.

Son más frágiles que las termoplásticas.

Las matrices termoplásticas no tienen uniones permanentes entre cadenas porque

no reticulan. Estas matrices presentan las siguientes características.

Son más difíciles de procesar ya que deben tener un alto peso molecular para

presentar buenas propiedades mecánicas.

Se pueden reciclar ya que se reblandecen al calentar y vuelven a la forma sólida al

enfriarlos.

Matrices termoestables

Las resinas termoestables son aquellas que sufren una serie de reacciones

químicas, llamadas de curado o reticulación, dando lugar a un producto rígido,

insoluble e infusible. La obtención de matrices termoestables se da en dos etapas:

a) En la planta química se polimeriza parcialmente el monómero formando cadenas

lineales.

b) En la planta de producción donde se completa la reticulación bajo calor y presión.

Resinas de poliéster insaturado

Son las más utilizadas en la fabricación de composites de uso general. La obtención

de estas resinas insaturadas se lleva a cabo en dos pasos:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL1) Policondensación: se produce por la reacción de un diol y dos ácidos

dicarboxílicos. Uno de los ácidos debe presentar instauraciones y si el otro es

saturado la resina tendrá mayor flexibilidad.

2) Reticulación con estireno. La resina preparada en la etapa anterior se impregna

con estireno que se adiciona a los dobles enlaces teniendo lugar la reticulación.

La reticulación se lleva a cabo con un iniciador (generalmente peróxidos) y un

acelerador (sales de cobalto). Los iniciadores son moléculas que se descomponen

por la acción del calor o de la luz dando especies muy reactivas denominadas

radicales. Estos radicales reaccionan con una molécula de poliéster o estireno

dando lugar a nuevos radicales produciéndose una reacción en cadena.

Estas matrices presentan las siguientes ventajas:

Son fáciles de procesar ya que se pueden reticular incluso a temperatura ambiente)

Poseen buena resistencia química

Tienen bajo precio

Entre sus desventajas destacan:

Su contracción en el curado es elevada

La reacción de curado es altamente exotérmica y esto puede generar daños en el

material.

En la reticulación se producen elevadas emisiones de estireno

Las propiedades mecánicas son medias

Resinas vinil-éster

La obtención de estas resinas insaturadas se lleva a cabo también en dos pasos:

http://2.bp.blogspot.com/-JJikug5NVhA/ThrqLMecNwI/AAAAAAAAAsY/kVV5nhg4Yws/s1600/condensacion.JPG



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL1) Policondensación: se produce por la reacción de una resina epoxi y ácidos

acrílicos o metacrílicos, que proporcionan la instauración.

2) Reticulación con estireno. La resina obtenida en la etapa anterior se hace

reaccionar con estireno que se adiciona a los dobles enlaces teniendo lugar la

reticulación.


Se caracterizan por su buena resistencia química y a la corrosión

Presentan una buena capacidad de adhesión


Su precio es más elevado que el de las resinas de poliéster

Resinas fenólicas

La reticulación se produce por condensación entre un grupo fenólico y formaldehído,

generándose agua como producto residual. El agua debe eliminarse ya que puede

dar lugar a defectos en la pieza final por formación de grietas o poros.

Existen dos grandes grupos de resinas fenólicas:



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILa) Novolacas: la relación molar entre fenol y formaldehído es mayor que uno, y se

trabaja en medio ácido.

b) Resoles: la relación molar entre fenol y formaldehído es menor que uno, y se

trabaja en medio básico.


Dan lugar al retardo de la llama y a una baja emisión de humo y gases tóxicos.


Se forma agua durante el curado que hay que eliminar para evitar defectos en las

piezas

Las propiedades mecánicas son bajas

Resinas epoxi

Una resina epoxi o poliepóxido es un polímero termoestable que se endurece

cuando se mezcla con un agente catalizador o «endurecedor». Las resinas epoxi

más frecuentes son producto de una reacción entre epiclorohidrina y bisfenol A. Los

primeros intentos comerciales de producción tuvieron lugar en 1927 en los Estados

Unidos. El mérito de la primera síntesis de una resina basada en bisfenol-a lo

comparten el Dr. Pierre Castan de Suiza y el estadounidense Dr. S. O. Greenlee en

1936. El trabajo del suizo fue licenciado por la compañía química Ciba-Geigy,

también suiza, que se convirtió rápidamente en uno de los tres mayores fabricantes

mundiales de resinas epoxi, comercializándolas bajo el nombre de Araldite; aunque

a finales de los años 1990 abandonó ese negocio. El trabajo del Dr. Greenlee fue a

parar a una compañía pequeña, que luego fue comprada por Shell.

https://es.wikipedia.org/wiki/Royal_Dutch_Shell

https://es.wikipedia.org/wiki/Novartis

https://es.wikipedia.org/wiki/Suiza

https://es.wikipedia.org/wiki/Bisfenol_A

https://es.wikipedia.org/wiki/Resina

https://es.wikipedia.org/wiki/Cat%C3%A1lisis

https://es.wikipedia.org/wiki/Pol%C3%ADmero_termoestable



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEstas matrices presentan las siguientes ventajas:

Las propiedades mecánicas son excelentes

El grado de contracción durante el curado es bajo

Su resistencia térmica es elevada


Su elevado precio

El curado de la resina es lento

Matrices termoplásticas

Están constituidas por moléculas lineales unidas por enlaces sencillos. Tienen una

temperatura por encima de la cuál empiezan a fluir y al enfriarlos por debajo de esa

temperatura vuelven a su estado sólido.

El procesado de los termoplásticos consta de una fase de calentamiento para

ablandar el material y realizar el moldeo y una fase de enfriamiento posterior para

endurecerlo una vez moldeado en su forma apropiada.

Las matrices termoplásticas se caracterizan por presentar las siguientes

propiedades mecánicas:

Ventajas:

Buena resistencia química

Baja absorción de humedad

Buenas propiedades mecánicas

Velocidad de producción elevada debido a la menor duración del ciclo de moldeo

Las piezas se pueden reparar fácilmente al reblandecer las piezas por efecto del

calor y unir las partes

Se pueden reciclar

Admiten el almacenamiento ilimitado frente a las termoestables que deben

almacenarse en condiciones controladas de temperatura y humedad.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEntre los inconvenientes de las matrices termoplásticas destacan:

Tendencia a la fluencia a temperaturas elevadas

Para tener buenas propiedades mecánicas el peso molecular debe ser elevado y por

lo tanto, la viscosidad también. Esto da lugar a que la impregnación de las fibras sea

difícil.

Requieren temperaturas y presiones elevadas para su moldeo

A pesar de sus desventajas, en la actualidad las matrices termoplásticas están

sustituyendo a las termoestables debido sobre todo a su reciclabilidad.

3.4.1 FIBRAS

La fibra se conforma de hebras delgadas hechas a base de sílice o de formulaciones

especiales de vidrio, extruidas a modo de filamentos de diámetro diminuto y aptas

para procesos de tejeduría. La técnica de calentar y elaborar fibras finas a partir de

vidrio se conoce desde hace milenios; sin embargo, el uso de estas fibras para

aplicaciones textiles es mucho más reciente: sólo hasta ahora es posible fabricar

hebras y fibras de vidrio almacenadas en longitudes cortadas y estandarizadas.

Generalidades

El gran desarrollo impulsado en la tecnología del hormigón se ha servido del uso de

fibras de distintos materiales (metálicos, vítreos y sintéticos) que incrementan en

gran medida la resistencia del material, aportándole una mayor tenacidad y

mejorando su comportamiento mecánico.

http://www.construmatica.com/construpedia/Tenacidad


http://es.wikipedia.org/wiki/Tejedur%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Extrusi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADlice



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLa incorporación de fibras sintéticas permite a los hormigones mayores

prestaciones, aumentando su módulo de elasticidad con estructuras más ligeras y

mejorando su resistencia a la tracción. Con ello se previenen posibles fisuras y se

aumenta la resistencia frente a los impactos.

3.4.2 Tipos de fibras

Fibras de acero

Fibras de acero según proceso de fabricación

Las fibras de acero pueden clasificarse según su proceso de fabricación, a saber:

Virutas de Acero

Fibras de acero Fundidas

Fibras Cortadas en Láminas

Fibras Trefiladas

Fibras de acero según su forma

Según su forma pueden ser:

Fibras Rectas

Fibras Corrugadas

Fibras Onduladas

Fibras Conformadas (adquiriendo formas diferentes según necesidades), otras.

La forma de las fibras de acero es muy importante para mejorar la adherencia con

el hormigón.

Las fibras más delgadas permiten que la distancia entre las mismas se reduzca

formando una red o trama densa que aumenta y mejora notablemente la resistencia.

Para su empleo es conveniente que tengan una longitud mínima dos veces mayor

que el árido de mayor tamaño. Las longitudes más usadas son de 2,5 a 3 veces ese

http://www.construmatica.com/construpedia/Resistencia

http://www.construmatica.com/construpedia/M%C3%B3dulo_de_Elasticidad



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILtamaño. También ha de considerarse que las fibras posean una longitud menor a 2/3

del diámetro del tubo de bombeo.

Fibras Poliméricas

Estas fibras sintéticas están formadas por diferentes materiales poliméricos

extrusionados y luego cortados, a saber:

Polipropileno

Polietileno de Alta Densidad

Alcohol de Polivinilo

Aramida

Poliamida

Poliéster

Estas fibras pueden adicionarse en forma homogénea a hormigones y morteros.

Fibras poliméricas según proceso de fabricación

Pueden clasificarse según su proceso de fabricación en:

Monofilamentos Extruídos

Láminas Fibriladas

http://www.construmatica.com/construpedia/Mortero

http://www.construmatica.com/construpedia/Poli%C3%A9ster

http://www.construmatica.com/construpedia/Poliamida

http://www.construmatica.com/construpedia/Aramida

http://www.construmatica.com/construpedia/Alcohol_de_Polivinilo

http://www.construmatica.com/construpedia/Polietileno_de_Alta_Densidad

http://www.construmatica.com/construpedia/Polipropileno



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILFibras poliméricas según su diámetro

Microfibras: diámetro menor a 0,30 mm.

Sirven en forma óptima para reducir las fisuras originadas en la retracción plástica

del hormigón (empleadas en soleras y pavimentos). Presentan mejor

comportamiento frente a las llamas, usando en estos casos, un mayor número de

fibras por unidad de peso.

Macrofibras: diámetro mayor a 0,30 mm.

Estas macrofibras pueden colaborar estructuralmente. Sus longitudes van entre 20 y

60 mm, teniendo en cuenta que deben ser 3 veces el tamaño del máximo árido.

Fibras de vidrio

Las fibras de vidrio se emplean con muy buenos resultados en medios alcalinos por

su elevada resistencia a los álcalis. Tienen muchas aplicaciones que van desde

paneles construidos con hormigón proyectado a prefabricados estructurales

diversos.

Las fibras de vidrio en el hormigón pueden generar reducciones notables en la

resistencia y tenacidad del material cuando son expuestas al medio ambiente, debe

protegerse tanto la fibra como su matriz cementosa. Al proteger las fibras en forma

superficial con un producto epoxídico, se consigue reducir la fragilidad de este

compuesto.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILA lo largo de la historia los vidrieros ensayaron la fibra de vidrio, pero la manufactura

masiva de este material sólo fue posible con la invención de máquinas herramienta

más refinadas. En 1893, Edward Drummond Libbey exhibió un vestido en

la Exposición Universal de Chicago que tenía fibra de vidrio con filamentos

del diámetro y la textura de una fibra de seda. Fue usado por primera vez

por Georgia Cayvan, una actriz de teatro muy conocida en aquella época. Las fibras

de vidrio también se pueden formar naturalmente y se les conoce como "Cabellos de

Pelé".

Sin embargo la lana de vidrio a la que hoy se llama comúnmente fibra de vidrio no

fue inventada sino hasta 1938 por Russell Games Slayter en la Owens-

Corning como un material que podría ser usado como aislante en la construcción de

edificios. Fue comercializado bajo el nombre comercial Fiberglas, que se convirtió

desde entonces en una marca vulgarizada en países de habla inglesa.

La fibra de vidrio se conoce comúnmente como un material aislante. También se usa

como un agente de refuerzo con muchos productos poliméricos; normalmente se

usa para conformar Plástico Reforzado con Vidrio (GRP) que por metonimia también

se denomina fibra de vidrio, una forma de material compuesto consistente

en Polímero Reforzado con Fibra (FRP). Por lo mismo, en esencia exhibe

comportamientos similares a otros compuestos hechos de fibra y polímero como

la fibra de carbono. Aunque no sea tan fuerte o rígida como la fibra de carbono, es

mucho más económica y significativamente menos quebradiza.

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CARRERA DE INGENIERÍA CIVILDe gran resistencia a tracción, dura, resistente a los ataques químicos y flexibles. Se

elaboran a partir de la sílice (del 50% al 70% de su composición) y se le añaden

otros componentes en función de las propiedades deseadas, distinguiéndose:

Vidrio-e: para aplicaciones generales.

Vidrio-s: para mayor resistencia y rigidez.

Vidrio-c: para estabilidad química.

Vidrio-m: para muy alta rigidez.

Vidrio-d: para muy baja constante dieléctrica.

Fibras de carbono: de muy alta resistencia y rigidez, por la estructura cristalográfica

del grafito. Se distinguen los siguientes tipos:

De muy alto módulo (para aplicaciones que requieran

rigidez,500 GPa de Módulo elástico)

De alto módulo (400 GPa)

De módulo intermedio (300 GPa)

De alta resistencia (200 GPa)

Fibras cerámicas: de cuarzo o sílice. Flexibles y con muy bajo alargamiento y gran

resistencia la choque térmico. Se utilizan en estructuras radio transparentes.

Fibras orgánicas: obtenidas a partir de polímeros. La más utilizada es el KEVLAR

(POLIARAMIDA) de fibras con las siguientes características:

Muy rígidas.

Coeficiente de dilatación térmica longitudinal nulo

Baja densidad.

Radio transparente.

Con excelente resistencia al impacto.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILFibras metálicas: de aluminio, acero y titanio, más densas que las anteriores, y de

elevado coste.

Presentación de las fibras Independientemente del tipo de material en que estén

hechas, las fibras pueden presentarse en forma de:

Hilos: conjunto de fibras asociadas en un cilindro de diámetro uniforme y longitud

indefinida.

Dos o más hilos se pueden retorcer sobre sí mismos y formar hilos más gruesos.

Su densidad se expresa como el peso en gramos de 9.000 metros de hilo

(DERNIER).

Su resistencia, denominada tenacidad, se mide en gramos por DERNIER.

Diversas formas de presentación de los hilos:

a) uno o más filamentos continuos

b) filamento no continuo o fibras cortadas

c) filamento continuo, unido sin torsión

d) hilos simples o doblados, retorcidos juntos

e) muchos hilos doblados juntos.

Cintas: hilos dispuestos paralelos en forma unidireccional.

Sólo se presentan en forma de pre impregnados, en los que el refuerzo viene

impregnado en resina sin polimerizar en estado semilíquido y sirve como ligante de

los hilos.

Fieltros: hilos continuos o cortados depositados de forma multidireccional,

aleatoriamente.

Tejidos: productos en los que los hilos se entrelazan perpendicularmente.

Según la forma de cruzarse, los tejidos se denominan:

TAFETÁN



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL ESTERILLA

SEMIESTERILA

SARGA

RASO

SATÉN DE ESPIGUILLA

Preimpregnados

Son materiales compuestos formados por el refuerzo, impregnado con una resina

termoestable que polimeriza bajo unas determinadas condiciones.

En estos casos, la resina se encuentra en un estado intermedio de curado y precisa

de un procesado final para su completa polimerización y reticulación.

En el pre impregnado, además de:

el tipo de resina que va a formar la matriz.

el tipo de refuerzo (material y presentación) es necesario conocer también:

Contenido, en porcentaje total de peso, de la resina.

Es un dato muy importante, pues durante el proceso de curado no se podrá añadir

más cantidad de resina y, aunque es posible eliminar parte de ella (lo que se conoce

como "sangrado siempre resulta poco conveniente debido a la dificultad de

determinar la cantidad exacta que realmente "sangra")

Estos materiales deben almacenarse en condiciones especiales de temperatura y

humedad (a temperaturas bajo cero) para evitar el curado de forma indeseada.



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL3.6 Materiales compuestos de matriz inorgánica.

La matriz cumple varias funciones en el material compuesto:

Su función principal es soportar la carga aplicada y transmitirla al refuerzo a través de la interface.

Para ello la matriz debe ser deformable

Proteger las fibras del medio externo y mantenerlas unidas. Esta función requiere una buena compatibilidad entre matriz y refuerzo.

Las matrices poliméricas pueden ser termoestables o termoplásticas en función de si presentan o no reticulación:

Las matrices termoestables presentan uniones covalentes formadas en la reacción de reticulación o curado. Estas matrices presentan las siguientes características.

Son fáciles de procesar antes del curado debido al bajo peso molecular de las resinas precursoras o pre polímeros.

Debido a la formación de reticulación son más tenaces.

Son más frágiles que las termoplásticas.

Las matrices termoplásticas no tienen uniones permanentes entre cadenas porque no reticulan. Estas matrices presentan las siguientes características.

Son más difíciles de procesar ya que deben tener un alto peso molecular para presentar buenas propiedades mecánicas.

Se pueden reciclar ya que se reblandecen al calentar y vuelven a la forma sólida al enfriarlos.

Introducción a los materiales compuestos. Un material compuesto es un sistema integrado por una mezcla o combinación de dos o más micro o macroconstituyentes que difieren en forma y composición química y que son esencialmente insolubles entre si. Es importante destacar la escala de longitudes donde se trata la microestructura (entre 10-7 y 10-4 m ≡ 0.1 μm y 100 μm), macroestructura (> 10-3 m ≡ >1 mm) y la nanoestructura (o estructura atómica) [< 10-8 m ≡ < 10 nm ≡ < 100 Å].



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLa importancia ingenieril de los materiales compuestos es muy grande ya que se combinan las propiedades y prestaciones de los materiales constituyentes cuando se diseña y se fabrica el material compuesto correctamente. La mayor parte de los materiales compuestos están formados por dos o más fases, una matriz continua que rodea a las demás fases que se denominan fases dispersas y que se clasifican en función de su microestructura o geometría. La microestructura de la fase dispersa incluye la forma, tamaño, distribución y orientación de las partículas. Cuando se dan las proporciones de material matriz y material disperso hay que distinguir claramente entre relaciones en peso o en volumen ya que las densidades de estas fases pueden ser muy diferentes. Por esto, concentraciones de material fibroso dispersado en una matriz del 50 % en volumen puede equivaler a una concentración muy diferente en % en peso.

Un ejemplo de material compuesto conocido por todos y presente universalmente en la naturaleza es la madera. Aunque hay maderas muy diferentes y con propiedades mecánicas y de conducción de fluidos muy variadas tienen en común una matriz celulósica reforzada con fibras de lignina (y otros compuestos orgánicos) que le dan las buenas propiedades de elasticidad y deformación sin ruptura, típica de la madera. En un sentido amplio, los aceros con microestructura perlítica (p. ej. matriz de ferrita proeutectoide con perlita) o las fundiciones grises (escamas de grafito en una matriz de ferrita y perlita) se pueden considerar como materiales compuestos.Basados en el criterio de la naturaleza de la microestructura de la fase dispersa para la clasificación de los materiales compuestos se pueden establecer tres grandes grupos: 1) compuestos reforzados con partículas, 2) compuestos reforzados con fibras, 3) compuestos estructurales. A su vez, estos grupos presentan subdivisiones. Los materiales compuestos estructurales presentan una combinación de materiales homogéneos y las propiedades dependen más de la geometría del diseño de los elementos estructurales que de la naturaleza de los materiales constituyentes. Estas capas de materiales suelen ser laminares o sandwiches y son muy anisotrópicos. Por ejemplo, la madera contrachapada es un ejemplo común. Un ejemplo de estructura laminar relativamente compleja son los esquís modernos. Existen otra clasificación de materiales compuestos en función de la naturaleza de la matriz: 1) Compuestos de matriz metálica (MMC); 2) Compuestos de matriz cerámica (CMC); 3) Compuestos de matriz polimérica (PMC). Estos últimos son los de mayor importancia tecnológica principalmente cuando están reforzados con fibras. Así hay diferentes acrónimos como: CFRP “Carbon Fiber Reinforced Plastic”, BFRP “Boron Fiber Reinforced Plastic”, GFRP “Glass Fiber Reinforced Plastic”, AFRP “Aramid Fiber Reinforced Plastic”. Para dar una idea del uso cada vez mayor de los materiales compuestos ligeros basta decir que el avión de combate F-14 construido en 1970 tenía ~ 4 % en peso de materiales compuestos mientras que el jet comercial Avtek 400, de 1985, tenía ~ 80 % en peso de materiales compuestos.Materiales compuestos reforzados con partículas.




A su vez estos materiales se clasifican en materiales reforzados con partículas grandes y otros consolidados por dispersión. El término “grande” se utiliza para indicar las interacciones entre la matriz y las partículas a un nivel ∼ macroscópico. El material compuesto reforzado con partículas grandes más común es el hormigón. Las partículas son la arena o grava en una matriz cerámica compuesto por silicatos y aluminatos hidratados. El proceso de fabricación de cemento, su mezcla e hidratación para dar hormigón y las propiedades mecánicas que se derivan se estudiaran en el apartado 7.4 debido a su gran importancia industrial y tecnológica.Algunos materiales poliméricos a los que se les ha añadido un aditivo de relleno (estudiados en el tema de polímeros) se comportan como materiales compuestos reforzados con partículas grandes. Las partículas pueden tener una gran variedad de geometría pero suelen tener aproximadamente las mismas dimensiones en todas las direcciones (equiaxiales) lo cual es la grandiferencia con las fibras. El reforzamiento es más efectivo cuanto menor tamaño tienen las partículas y más homogéneamente distribuidas están en la matriz. Las propiedades mecánicas mejoran con el contenido en partículas o lo que es lo mismo con el incremento de la relación partículas/matriz.Todos los materiales (metales, polímeros y cerámicas) se utilizan para fabricar este tipo de materiales. Los compuestos metal-cerámica, cermets. El cermet más común es un carburo cementado, por ejemplo WC o TiC embebidos en una matriz metálica de cobalto o níquel. Tienen gran aplicación en materiales para herramientas de corte en acero endurecidos con carburosprecipitados (cementados). Estas partículas extremadamente duras aportan el efecto de cortante a la superficie pero son frágiles por lo que estos carburos por si mismo no pueden soportar los grandes esfuerzos mecánicos en el corte. También se emplean cermets como ánodos en pilas de combustible. En el caso de los polímeros son comunes los materiales reforzados con negro de humoque son micropartículas (con diámetros entre 20 y 50 nm) esencialmente esféricas de carbono producidas por la combustión incompleta del gas natural u otros derivados del petróleo. La adición de este material (muy barato) al caucho vulcanizado aumenta la tenacidad y las resistencias a la tracción, torsión y desgaste. Los neumáticos de los vehículos contienen entre un 15 al 30 % en

http://patentados.com/invento/material-compuesto-reforzado-con-fibras-y-procedimiento-para-su-produc.html



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILvolumen de negro de humo. Otro ejemplo de refuerzo por dispersión de partículas pequeñas pueden ser la adición de ~ 3 % de toria (ThO2, cerámica) a las aleaciones de Ni lo que aumenta mucho la resistencia a altas temperaturas. Materiales compuestos reforzados con fibras.

Estos son los materiales compuestos más conocidos por sus altas prestaciones mecánicas y el alto valor añadido del material final. La fase dispersa consta de fibras que es una microestructura muy anisotrópica, hilos o cilindros de ∼ 2-10 μm de diámetro y ∼ 1 mm de longitud. Por tanto, tienen una longitud ∼ tres órdenes de magnitudmayor que el diámetro. Mientras que el módulo de elasticidad no cambia con el tamaño del material, solo depende de la naturaleza de las fuerzas que unen los átomos, la resistencia mecánica si cambia con la forma de la muestra. Probetas de menor tamaño (mas estrechas) presentan resistencias comparativamente más altas. La explicación se debe a que disminuye la probabilidad de encontrar defectos en la escala macro-microscópica que son principales responsables que aparezca la grieta y la fractura. Esto fue demostrado en 1920 por Griffith al ensayar con barras de vidrio de diámetro progresivamente inferior. Por esto las fibras presentan mejores prestaciones mecánicas porque la probabilidad de encontrar defectos disminuye y además se anclan en la matriz que rodea uniformemente a las ´fibrillas´. Por esto, desde el punto de vista de las propiedades mecánicas son aconsejables las fibras de diámetro lo menor posible. Sin embargo, por razones de coste y de seguridad se limita a ∼ 1 μm de diámetro porque fibras menores (con longitudes también menores) son más caras y se pueden liberar en el mecanizado de las piezas originando partículas fibrosas en suspensión (como los asbestos) que pueden causar problemas de salud. De forma general las matrices son resinas epoxi o poliéster. Las propiedades mecánicas son generalmente anisotrópicas y varían mucho según el grado de ordenamiento de las fibras en el interior del material: ordenadasuniaxialmente, parcialmente ordenadas y desordenadas.El alto valor añadido de estos materiales se puede comprobar en la Tabla 7.1 dónde se dan los valores por kilogramos de diferentes materiales. También se dan en la tabla las variaciones del módulo de Young y de la resistencia a la tracción para los diferentes tipos de materiales.

http://www.monografias.com/trabajos81/comportamiento-materiales-compuestos-fibra-carbono/comportamiento-materiales-compuestos-fibra-carbono2.shtml



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILLas matrices poliméricas para los materiales compuestos reforzados con fibras suelen ser plásticos temoestables del tipo resinas de poliéster insaturadas o resinas epoxi que fueron estudiadas en el tema dedicado a polímeros. Las primeras fueron las que se comenzaron a utilizar hace unos 40 años, son más baratas, fáciles de maquinar, fáciles de curar a temperatura ambiente (aunque se pueden curar de forma acelerada a alta temperatura). Las resinas epoxi son ahora más comunes por las ventajas que presentan: mayor resistencia, menores modificaciones en la etapa de curado, mejor adherencia a las fibras, y se pueden utilizar a temperaturas más altas que las resinas de poliéster.Las resinas epoxi son la base de los materiales compuestos basados en fibra de carbono o de poliaramida.

Fibra de vidrio. La matriz más común son las resinas de poliéster. Hay dos variedades típicas la normal (Vidrio E, composición: SiO2 55 %, CaO 16 %, Al2O3 15 %, B2O3 10 %) y la de alta resistencia (Vidrio S, composición: SiO2 65 %, Al2O3 25 %, MgO 10 %). Esta última tiene una excelente relación resistencia/precio por lo que es muy utilizada pero su bajo módulo elástico es su principal limitación, y son muy utilizadas en el reforzamiento de plásticos en general por su bajo precio. Estas composiciones son fácilmente hilables en fibras de alta resistencia. Tienen una densidad y propiedades a la tracción comparable a las fibras de carbono y aramida pero menor resistencia y modulo de tensión aunque pueden sufrir mayor elongación sin romperse. Las aplicaciones más comunes son: carrocerías de automóviles y barcos, recipientes de almacenaje, principalmente la industria del transporte en general. Recientemente ha aparecido un material de matriz de nailon reforzado con fibra de vidrio que es extraordinariamente fuerte y con gran resistencia al impacto.

Fibra de carbono. Matriz epoxi. Tiene tres variantes, alta resistencia, intermedio y alto módulo (Tabla 12.1). Son muy útiles para aplicaciones donde los factores críticos son la rigidez, resistencia y bajo peso pero donde el precio es un factor secundario. Es muy utilizada en la industria aeronáutica para disminuir el peso de los aviones. Su elevado precio limita las aplicaciones en laindustria del automóvil. Los precursores son el PAN o la brea. En general las fibras de carbono se obtienen a partir de las fibras de PAN en tres etapas: 1) estabilización [donde se estiran las fibras PAN y se oxidan a 200-220 oC mientras se mantiene la tensión]; 2) carbonización [calentamiento a 1000-1500 oC en atmósfera inerte para eliminar H, O, N, proceso en el que se forman algunas fibras de grafito pero no demasiadas]; 3) grafitizado [calentamiento a T > 1800 oC para aumentar el modulo de elasticidad a expensas de disminuir un poco la resistencia a la tracción, en esta etapa se transforma casi todas las fibras a estructura grafito y aumentan su orientación].

Fibra de polímeros. La fibra de poliaramida es una de las más comunes y el Kevlar49® es el nombre comercial más utilizado. Fueron introducidas por la Du Pont en 1972, también existe en Kevlar29®. El primero tiene baja densidad, alta solidez y alto módulo. La unidad química repetitiva de la cadena poliaramida es [-CO-φ1-4-CO-NH-φ1-4-NH-]n (para). Tienen matriz epoxi. Son muy comunes en la industria



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILaeronáutica y aeroespacial pero están ganando mercado en otras aplicaciones como equipos deportivo de alta resistencia y bajo peso (p. ej. tablas de ski), cascos de barcos, y otras aplicaciones más puntuales como asientos a la medida, etc. Son muy tenaces y permiten la absorción de energía en impactos sin romperse. El KEVLAR49® es más resistente en algunas propiedades que el acero con E ∼ 200 GPa y 210 para el acero, pero la resistencia a la tensión es mayor que la del acero, 3.6 GPa frente a 2.8 GPa. Descompone antes de fundir lo que hace que no se pueda procesar por las técnicas normales. El nomex® es otra fibra de poliaramida pero con la sustitución en meta. Es mucho menos resistente pero puede sufrir mas deformaciones plásticas sin romperse. Esto lo hace mucho mas flexible, E ∼ 20 Gpa, por lo que se puede deformar mucho más. Este polímero se utiliza, por ejemplo, para trajes de bomberos y trajes espaciales. Además de las fibras comunes, hay materiales compuestos reforzados con whiskers. Esta microestructura son pequeños filamentos (prácticamente monocristales) producidos de tal forma que están casi libre de defectos. Whiskers monocristalinos de cerámicas tienen un tamaño de unos pocos milímetros de longitud y varias micras de diámetro. Tienen superficies muy planas y al estarlibres de defectos las propiedades mecánicas son cercanas a las teóricas. Sin embargo, los costes de producción son altos y la unión con las matrices presentan dificultades técnicas. Hay whiskers de Al2O3, SiC, BeO, C grafito, etc.Actualmente, cada vez se utilizan más materiales reforzados con fibras que sean más baratos y de menor impacto medioambiental. Para ello se están reforzando muchos polímeros con fibras provenientes de productos naturales como el lino o la fibra de coco. Cada vez se utilizan más en la industria del automóvil donde según una directriz de la UE para el 2015 el 95 % de la masa de un coche debe ser reutilizable. Además, si las fibras de refuerzo vienen de vegetales, el impacto medioambiental total en la fabricación de las piezas es mucho menor.Propiedades de algunas fibras naturales que se utilizan en materiales compuestos.

Tabla 7.2. Propiedades de algunas fibras naturales que se utilizan en materiales compuestos.

En la tabla 7.2 se dan los valores de la densidad, contenido de humedad, elongación antes de la ruptura, resistencia a la ruptura y módulo de Young de diferentes fibras naturales. En la tabla 7.3 se dan ejemplos de resinas poliméricas biodegradables tanto naturales como artificiales. Se está dedicando mucho esfuerzo de investigación en la fabricación de materiales compuestos



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILcompletamente “ecológicos” o “verdes”. En ellos se refuerza la matriz del polímero natural (p. Ej. celulosa) con fibras de origen vegetal (p. Ej. fibra de lino). Ya existen polímeros comerciales completamente “verdes” y se prevé que su producción aumente en el futuro (aunque actualmente los precios son mayores que los análogos obtenidos del petróleo).

Tabla 7.3. Polímeros biodegradables naturales y artificiales.

Cementos y hormigones. Hay varios tipos de materiales compuestos para la construcción y desde el tiempo de los egipcios se conocía el adobe que consiste en una mezcal de fibra de paja en una matriz de arcilla (con agua) para dar una pasta moldeable de la que se hacían ladrillos (con la forma deseada) y que se ha utilizado como cemento en construcciones. Actualmente, el hormigón es un material más importante y más usado como componente estructural en la construcción. En 1982 se produjeron 50 107 T de hormigón en EEUU, cantidad bastante mayor de las 6 107 T de acero en el mismo año (en volumen la diferencia es mucho mayor por las distintas densidades).Tiene la ventaja de la flexibilidad de diseño puesto que en su estado pastoso inicial se puede verter y adquiere la forma que lo contiene, es muy barato (Tabla 12.1), alta dureza, resistencia al fuego, y puede ser fabricado en el lugar. Los inconvenientes son escasa resistencia a la tensión, baja ductilidad y sufre problemas de dilatación/contracción con las variaciones de temperatura.El hormigón es un material compuesto formado por partículas dispersas (grava y arena) de gran tamaño (0.5 – 20 mm) generalmente SiO2 en una matriz dura de silicatos y aluminatos (aglutinantes) que provienen de la hidratación del cemento



CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL(generalmente Portland, aunque hay otros como los de alto contenido en aluminio). La pasta moldeable original se forma por la agitación física de las cantidades adecuadas de cemento Portland (∼ 7-15 %), agua (∼ 14-21 %), agregado fino (arena 24-30 %) y agregado tosco (grava 31-51 %). La pasta del cemento actúa en el hormigón como aglutinante y mantiene unidas las partículas.El cemento Portland (que debe su nombre a una pequeña península en la costa sur de Inglaterra) puede tener composiciones variable pero dentro de unos rangos definidos. Las materias primas básicas son: 1) caliza CaO, realmente se recoge la calcita del yacimiento y se descarbonata en el horno de clinquerizado; 2) arena (sílice, SiO2); 3) alúmina (Al2O3) proveniente de yacimientos de alumino-silicatos (arcillas); 4) óxido de hierro (Fe2O3) generalmente provienen de la tostación de piritas. Una vez molturados, se introducen en el horno giratorio inclinado, horno de clinquerizado, junto con carbón y es la combustión de este carbón el que propicia la elevada temperatura (cercanas a 1500 oC) donde existen pequeñas fases líquidas que originan el producto de salida, clinquer, que contiene las siguientes fases cristalinas: 1) silicato tricálcico, 3CaO.SiO2 (C3S) ∼ 60 %; 2) silicato dicálcico, 2CaO.SiO2 (C2S) ∼ 20 %; 3) aluminato tricálcico, 3CaO.Al2O3 (C3A) ∼ 10 %; 3) aluminoferrato tetracálcico, 4CaO.Al2O3.Fe2O3 (C4AF) ∼ 10 %. Este clinquer puede tener composiciones ligeramente diferentes en función del uso a que se destine ya que se producen varios tipos de cementos Portland. Una vez molturado, el clinquer se mezcla con una pequeñas cantidades de agua y yeso (CaSO4.2H2O) para controlar el tiempo de preparación del hormigón, con valor total aproximado menor del 10 %. En función del tipo de cemento se le pueden añadir otros aditivos en la molienda final como cenizas volantes, etc.Se pueden modificar las condiciones de endurecimiento como tiempo y temperatura ajustando las fases que componen el clinquer y por tanto el cemento. Si se necesita un cemento con bajo calor de hidratación se baja la cantidad de C3S a ∼ 25 % y se eleva la del C2S a ∼ 50 %. Si se desea un endurecimiento rápido se eleva la de C3S a ∼ 65-70 % y se disminuye la de C2S a ∼ 10 %. Para resistir a los sulfatos se eleva la relación de C2S y C4AF.Las reacciones de hidratación de los cementos son bastante complicadas. La reacción inicial de los silicatos cálcicos da un silicato cálcico hidratado según las reacciones químicas (1) y (2) generando partículas extremadamente pequeñas (< 1μm) comportándose como un gel coloidal amorfo (gel C-S-H) y libera hidróxido cálcico “cristalino”. El C3S reacciona rápidamente y es el responsable del endurecimiento rápido del cemento Portland. El C2S reacciona más lentamente y es el responsable del endurecimiento del cemento Portland en periodos de grandes (los ensayos mecánicos típicos de dureza y resistencia a la tracción se hacen a los 28 días de la preparación de la mezcla). El C3A se hidrata rápidamente con la liberación de mucho calor. El C4AF se produce en el cemento porque el óxido de hierro reduce las temperaturas a la que se producen líquidos en el horno de clinquerizado por lo que se puede operar a temperaturas relativamente más bajas con el ahorro energético y económico que ello conlleva. 2C3S + 6H2O→C3S23H2O “gel” + 3Ca(OH)2 (1) 2C2S + 4H2O→C3S23H2O “gel”+ Ca(OH)2 (2)



CARRERA DE INGENIERÍA CIVILEl hormigón es un material compuesto formado por cerámicos y tiene una resistencia a la compresión mucho mayor que a la tensión (un orden de magnitud). La mejora de las propiedades de resistencia a la tracción se puede llevar a cabo mediante el refuerzo con barras de acero (que pueden estar pretensadas). Si las barras están tensadas en el momento del fraguado, el hormigón aumenta más la resistencia. El hormigón reforzado con acero se conoce como hormigón armado y constituye la etapa de encofrado de un edificio para construir la estructura básica de pilares.El alquitrán (o bitumen) es un polímero termoplástico que se obtiene a partir de la

destilación fraccionada del petróleo (última fracción). Sirve por su efecto adhesivo

para pavimentación de carreteras. El asfalto es un material compuesto con

agregado y aglutinante. El agregado suele ser arena (y grava fina). El aglutinante

suele ser alquitrán. Se están utilizando productos del reciclado vidrio como

agregado.

CONCLUSIÓN

En conclusión la ciencia de los materiales estudia en profundidad cada uno de los

materiales que se utiliza en una construcción o proyecto pero esta metería los brinda

el conociendo necesario para saber utilizado para el momento de su aplicación.




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ANEXO

Protafolio de Ciencia de Los Materiales 2015

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