FACULDAD DE INGENIERIA CIVIL

USO DE LAS ROCAS EN LA INGENIERIA CIVIL Y DISEÑO

1

INTEGRANTES:

• PAREDES GUTIERREZ , JACK u1210751• CORDOVA MATEO, ALCIDES u1211463• CAMARGO MORALES, ROSA u1210568• DELA CRUZ ESPINOZA, KAROL u1211402• HUERTA MORENO, KEVIN u1212113• CARHUAMACA LAZO, ALVARO u1210872

La palabra piedra se usa en el lenguaje común, en cantería, arquitectura e ingeniería para hacer referencia a cualquier material de origen natural caracterizado por una elevada consistencia. Los geólogos utilizan roca para referirse a estos materiales, aunque el concepto comprende otros más blandos. Como materia prima, las rocas se extraen generalmente de canteras, explotaciones mineras a cielo abierto. La cantería es uno de los oficios de más antigua tradición. .

2

INTRODUCCION

Ambiente sedimentario

3

marino

Continental

DesérticoGlaciarAluvialFluvialKársticoLacustre

Transición

DeltaicoPlayasEstuariosIsla Barrera – lagoon

MarinoPlataformaTaludLlanura abisal

Caliza del páramo continental

Travertino de origen hidrotermal

Travertino de origen continental

Arrecife coralino marino

Es uno de los materiales más utilizados y conocidos en la construcción de la provincia de Castellón que se han utilizado desde el siglo XVII como material de construcción en numerosos edificios históricos. Aunque comercialmente está clasificada como un único tipo de roca, en el afloramiento del Abeller es posible diferenciar dos litologías diferentes o “variedades” que representan cambios verticales en la serie del afloramiento, a las que en este trabajo denominamos “Borriol Ocre” (amarillo) y “Borriol Roja”. Actualmente se encuentra en explotación"Piedra de Borriol" es una roca carbonatada dolomitizada caracterizada por la presencia de placas y púas de equinodermos, orbitolinas, bivalvos y algas calcáreas. Caliza fosilífera recristalizada de edad Aptiense inferior (Cretácico) “Borriol Roja” es una roca carbonatada dolomítica de color rojizo, poco porosa, compuesta por calcita y dolomita mayoritariamente, y como minerales accesorios: cuarzo, iIlita, goethita y hematites (óxido de hierro) (Fe2O3) (oligisto)“Borriol Ocre” con tonalidades amarillentas y de porosidad superior: Está compuesta mayoritariamente por calcita y su contenido en dolomita es inferior que en “Borriol Roja”. Los minerales accesorios son cuarzo, illita y goethita (hidróxido de hierro) Fe2O3.n H2O (limonita). Presenta un comportamiento hídrico más desfavorable por lo que cabe esperar un mayor desarrollo de los procesos de deterioro favorecidos por la circulación de agua que en “Borriol Roja”

Algunas consideraciones sobre rocas sedimentarias de Castellón

Cantera del Abeller“Serie Ocre”

“Serie Roja”

La “Piedra de Borriol” Autor/es: M. Ovejero, I. Queralt, C. de la Fuente

4

Es una caliza micrítica – microcristalina, del Jurásico Superior de la Cordillera Ibérica. Se extrae en la localidad de Santa Magdalena de Pulpis (Sierra de Irta)Es una caliza de tonos oscuros que presenta algunas vetas de carbonato cálcico recristalizado y no se reconocen fósiles u otros componentes esqueléticos. En algunas de ellas se puede observar la presencia de estilolitos (estructuras serpenteantes) (planos de interpenetración, perpendiculares a la componente mayor de compresión)

Gris pulpis pulido con estilolitos y vetas de calcita

Cantera de Santa Magdalena de Pulpis

“Gris Pulpis”

5

Los Protozoos rizópodos son organismos unicelulares. El orden más importante es el de los Foraminíferos, seres marinos con esqueleto o caparazón calcáreo. Algunos foraminíferos son importantes formadores de rocas, y gracias a su abundancia es fácil encontrarlos; por ello son buenos fósiles estratigráficos. Orbitolinas, miliólidos, fusulinas, nummulites.

Es una roca carbonatada caracterizada por estar formado por orbitolinas, miliólidos, fragmentos de corales y rudistas, donde los rudistas (Toucasia, Hippurites, Radiolites) constituyen los componentes más representativos. Presenta un color crema característico que le confiere su apreciado valor estético. "Piedra de Borriol“ y "Crema Jaspe“ " han presentado un proceso de dolomitización y dedolomitización que tiene notable influencia sobre la configuración de su sistema poroso y por ende, sobre su durabilidad. El proceso de dedolomitización ha generado la presencia de óxidos e hidróxidos de hierro, causante del apreciado valor estético de estas rocas. Rudistas: fueron moluscos bivalvos (pelecípodos con una valva muy desarrollada) marinos sésiles, los cuales tuvieron su más amplio desarrollo durante el Cretácico, en el ambiente de las plataformas carbonatadas del mar del Tethys.

Orbitolinas

MiliólidosToucasia

Cantera de Xert actualmente inactiva

"Crema Jaspe"

6

Pertenecen al grupo de las Rocas sedimentarias detríticas

• Arenisca silícea De color gris, blanco, rojo (Rodeno) dura y resistente a los agentes atmosféricos, pudiéndose emplear en toda clase de obras.

• Arenisca calcárea (Calcarenitas) De color mantecoso o verde pálido, produce efervescencia con los ácidos; le atacan los agentes atmosféricos en las ciudades industriales, se calcina al fuego y no es muy resistente.

• Arenisca ferruginosa Contiene óxido de hierro que le tiñe de un color pardo-rojizo. Dura y muy estimada. Construcción

Arenisca silícea “Rodeno”

Arenisca silícea ferruginosaCalcarenita

Las Areniscas

7

Travertino es la denominación de una roca formada en zonas kársticas por depósitos del carbonato de calcio que va disuelto en el agua y que es utilizado ampliamente como piedra ornamental en construcción, tanto de exterior como de interior.En las zonas kársticas formadas por roca caliza, el agua disuelve la roca y se carga de carbonato de calcio, razón fundamental de la formación de simas y cuevas, pero dicho mineral se puede depositar posteriormente en distintas formaciones, entre ellas las conocidas estalactitas y estalagmitas. En determinadas condiciones, como en aguas termales o en cascadas, estos depósitos forman el travertino, una roca compuesta de calcita, aragonito y limonita, de capas paralelas con pequeñas cavidades, de color amarillo y blanco, traslúcida y de aspecto suave y agradable.

Las aguas termales que están debajo de ese monte, provocan el derrame de carbonato de calcio, que se solidifica como “mármol” travertino. Turquía 8

Metamórfismo estático

1. Caliza metamorfizada , generalmente de grano grueso, equigranular de aspecto sacaroideo; blanco, rosado o cualquier otro color.

2. Durante el metamorfismo se perdieron las estructuras interiores de la caliza. Completamente recristalizada.

3. Es una roca monomineral, formada de calcita. A partir de 80% de CaCO3 se habla de un mármol

4. No hay fósiles visibles. 5. Todos los mármoles están recubiertos mediante una capa de

poliéster transparente que crea una superficie no porosa para prevenir posibles manchas asociadas al uso. La capa de poliéster suele amarillear con el paso del tiempo

6. En la industria de rocas ornamentales o en canteras regionales la gente hablan de un “mármol”, pero muchas veces se trata de una caliza afectada por un evento térmico.

7. En los bordes de rotura la cristalinidad de los mármoles «auténticos» permite reconocerlos perfectamente.

En geología se entiende por mármol una roca metamórfica originada a partir de rocas calcáreas

Mármol

9

Los componentes extraños alteran el color original de la roca, que es blanco de nieve, y lo transforman en mármol de varios colores, bandeado, flameado, jaspeado, manchado o veteado. Raras veces el mármol tiene color uniforme: 1. El óxido de hierro lo colorea de rojo2. Finas partículas de sulfuro de hierro le dan color negro azulado3. Los hematites y el carbonato de hierro y de manganeso, así como el hidróxido de hierro, le

confieren coloraciones de tonos amarillos y pardos; 4. Los silicatos de hierro (como clorita, epidota, glauconita y olivino) le dan coloración verde.5. Las coloraciones grises, azuladas o negras pueden ser debidas al contenido en grafito o

sustancias bituminosas.

El límite entre los mármoles cristalinos y las calizas marmóreas es muy impreciso, y, para el no especialista, imposible de limitar. A continuación, se exponen algunas características para distinguir los mármoles metamórficos:

a) Mármoles cristalinos: Grano cristalino grueso, como el azúcar En láminas delgadas son translúcidos Sin cavidades. Sin fósiles

b) Calizas marmóreas: Grano cristalino fino No son translúcidas A veces con cavidades A menudo con fósiles

10

A pesar de ser una roca metamórfica, a veces conserva restos de fósiles. Muchas crucianas (huellas fósiles de artrópodos marinos: trilobites) se conservan en cuarcitas.

Cuarcita Roca metamórfica compuesta por granos de cuarzo, que proviene del metamorfismo de areniscas ricas en cuarzo. En algunos casos, las estructuras sedimentarias de las areniscas (estratificaciones cruzadas,...) se conservan dando lugar a bandeados

Esquisto con cruzianas

Cuarcita bandeada

Cuarcita cristalina

11

Metamórfico dinámico

Pizarra

Esquisto

Gneis

Aumenta la presión y temperatura con

la profundidad

12

Ambiente Magmático y texturas

13

Afanítica (no presentan cristales reconocibles a

simple vista, considerando aparte algunos individuos

aislados). Grano fino. Volcánicas

Fanerítica: su grano es perceptible o visible a simple vista. Grano grueso o granuda

Porfídica: presenta cristales de gran tamaño dispersos en el seno de

una pasta afanítica

Vítrea: enfriamiento demasiado rápido para

formar cristales

ROCAS ÍGNEAS: CLARAS Y OSCURAS

2020

60 60

1010

6060

Monzosienita Nefelínica

El granito es una roca plutónica constituida esencialmente por cuarzo, feldespato y mica.Los granitos habitualmente se dividen en tres grandes grupos, cada uno de los cuales además tiene distinto valor comercial:

• Granitos claros. Incluye granitos de colores grises, blancos y azulados, corresponden a composiciones graníticas o granodioríticas. 

• Granitos negros. Incluye granitos de colores oscuros y negros, corresponden habitualmente a monzodioritas, cuarzodioritas, dioritas, gabros, basaltos, algunas fonolitas, etc. 

• Granitos de color especial. Con colores como rosa, rojo, crema, verde, azul, que corresponden por lo general, a facies dentro de un granito claro (sienita)

La granodiorita es una roca de

transición entre granito y diorita

Diorita

Granito

Feldespato K

CUARZO

Plagioclasas

Normalmente asociadas a un aumento de los ferromagnesianos

14

ROCAS ORNAMENTALES METAMÓRFICAS

ROCAS ORNAMENTALES MAGMÁTICAS

ROCAS ORNAMENTALES SEDIMENTARIAS

15

Extracción y corte del bruto Corte: aserrado

Tipo de acabado: FlameadoObtención de tableros en bruto16

1. Se consigue una superficie lisa, plana y brillante sin ningún tipo de raya o arañazo visible2. Con porosidad casi nula que proporciona a la piedra mayor resistencia al ataque de

agentes externos, resistencia que se puede aumentar con diversos tratamientos de protección.

3. Se aplica principalmente en mármoles y granitos, ya que son rocas muy compactas y con alto grado de cristalinidad

4. El tono que se obtiene es más oscuro que el logrado con otros tratamientos superficiales5. El pulido se consigue mediante abrasión,  pasando por diferentes granulometrías cada

vez mas finas, que dan a la piedra ese aspecto de "brillante“6. En la actualidad se utiliza principalmente el abrasivo diamantado, que permite acortar

tiempos y conseguir resultados espectaculares

PULIDO

17

APOMAZADO (mate)

1. Proporciona un superficie similar a la del pulido pero sin brillo, utilizándose sucesivamente abrasivos (como el carburo de silicio) de grano progresivamente decreciente, no empleando los de grano más fino, la superficie queda lisa, pero completamente mate. Podríamos decir que el apomazado es el paso previo a la consecución del brillo

2. Se suelen emplear en piedras que no admiten pulido por no llegar al grado de cristalización necesarios, caso de muchas calizas.

Algunos se hacen mediante ácidos o productos

químicos, posteriormente se aplican pátinas que dan ese

aspecto desgastado.

ENVEJECIDO

18

SERRADO

1. Es casi siempre un paso obligado dentro de cualquier línea de producción2. El serrado deja una superficie lisa muy porosa y rugosa al tacto, la piedra queda mate, de

tono blanquecino y  normalmente está muy arañada con la huella de la herramienta utilizada para serrar. Estas herramientas suelen ser: hilo de acero, hilo diamantado o disco diamantado.

3. Esta operación, de serrado de bloques para la obtención de las tablas, casi siempre es un paso previo a otras terminaciones superficiales

19

1. Es una antigua forma de tratamiento superficial de todos los materiales pétreos para revestimientos de exteriores y otros trabajos artesanales.

2. Proporciona una superficie rugosa y homogénea, con pequeños cráteres uniformemente repartidos (1 - 3 mm de profundidad y anchura) y que aclaran el tono general de la roca.

3. La superficie de la roca se golpea repetidamente con un martillo (bujarda) con una o dos cabezas de acero que contienen pequeños dientes piramidales.

4. Existen varios tipos de bujardas, que dependiendo del número y tamaño de las puntas produce un abujardado fino o grueso. Hoy en día todavía se utiliza la bujarda manual.

5. En la actualidad se utilizan máquinas automáticas, que utilizan martillos neumáticos (de 8 o de 25 dientes) y carros automáticos para labrar tablas o grandes superficies.

ABUJARDADO O LABRADO

20

1. Podríamos considerar el arenado, un "mini abujardado", ya que en términos generales, las características de los dos procesos son muy similares, variando el método empleado.

2. El arenado consiste en golpear la superficie con arena de sílice o corindón, impulsada por aire a través de una boquilla que "dispara" la arena contra la piedra. En función de la presión que se aplique a la arena, la piedra presentará un punteado más o menos profundo, y siempre resaltando un poco el color de la piedra. 

ARENADO

APICONADO

1. Se realiza sobre una superficie proveniente del corte de disco, corte natural o serrado, sobre la que se producen unas muescas o incisiones alargadas paralelas que se obtienen mediante el golpeo con una pica o puntero de acero sobre la superficie de la piedra

2. Las muescas o incisiones alargadas proporcionan a la piedra rocosa un aspecto muy rústico, algo tosco

3. La forma de las muescas es la de un triángulo isósceles de lados iguales muy largos siendo la incisión más profunda en el extremo del lado de menor desarrollo

21

1. Proporciona un superficie rústica, rugosa con cierto relieve (apariencia de piedra labrada, algo craterizada) y de aspecto vitrificado

2. El flameado consiste en un tratamiento térmico a alta temperatura de la superficie de rocas graníticas, aplicando sucesivas pasadas de una llama con 45º de inclinación, mediante mecheros, sencillos o múltiples, de oxiacetileno (es un gas, altamente inflamable) que consiguen unos 2.800 º C lo que provoca un choque térmico con la superficie de la piedra y el posterior desprendimiento de pequeñas lajas y esquirlas

3. Este proceso no deja "quemaduras"  en la piedra y se consigue un alto grado de protección contra agentes atmosféricos

4. Se aplica a grandes superficies, no a bordes ni ángulos. 5. Al paso de la llama sobre las superficies de las tablas serradas, se produce un shock térmico

en los minerales, que decrepitan y se desprenden finas esquirlas y lajillas de los cristales

FLAMEADO

Granito Caliza de Ulldecona22

Minerales fundamentales de las rocas

CUARZO: dureza: 7

Sistema trigonal

BIOTITA: dureza: 2,5

Sistema monoclínico

MOSCOVITA: dureza: 2

Sistema monoclínico

Extinción ondulantePleocroísmo débil

(raras veces verde muy pálido)Pleocroísmo fuerte (gama de marrones)

23

Albita

Microclina blanca y verde (Amazonita)Dureza: 6

Sistema triclínico

Ortosa (AlSi3O8 ) K (monoclínico)

Feldepatos de K – Ortosas Dureza: 6 – 6.5

Sistema monoclínico

Macla polisintética albita y anortita (menos visible)

Macla zonada albita y anortitaMacla en enrejado microclina

(AlSi3O8 ) K (triclínico)

PLAGIOCLASAS Feldespatos Ca – Na

Frecuentemente blancasSistema Triclínico

FELDESPATOS POTÁSICOS

24

HornblendaNegro o verde

oscuro

124º

56º

Sección Hormblenda: exfoliación prismática paralela

al eje “c” 56º y 124º

Pleocroísmo nulo

Piroxeno: AUGITA dureza 6.5 - 7

Augita

OLIVINO: dureza 6.5 - 7

Nesosilicato. Sistema Rómbico Sección observada

a microscopio, paralela a (100)

Presenta, visto con un polarizador, un borde

oxidado

Olivino

Sección de la augita.

Exfoliación paralela al eje “c” 93º y 87º

Inosilicato. Sistema Monoclínico

Anfibol: HORNBLENDAdureza 5 - 6

Inosilicato. Sistema Monoclínico

Pleocroísmo verde pálido a verde oscuro

Pleocroísmo amarillo verdoso

o verde oliva 25

Minerales fundamentales de las rocas sedimentarias estudiadas

Dolomita CaMg (CO3)2 Dureza : 3.7 Carbonato. Sistema trigonal

Calcita CaCO3 Dureza:3Carbonato. Sistema Trigonal

No tiene pleocroísmo No tiene pleocroísmo 26

27

USOS DE LAS ROCAS EN LA CONSTRUCCION CIVIL

Piedra de zanja y de cajón Las piedras de zanja, son piedras de forma angulosa o redondeada que se añaden al concreto de los cimientos. Pueden medir hasta 25 cm de lado o de diámetro. La piedra de cajón, se adiciona al concreto de los sobrecimientos. (10 cm como máximo). Ambas deben estar limpias y sin impurezas al ser utilizadas.

28

Es el agregado grueso obtenido por trituración artificial de rocas o gravas cuyas dimensiones son de ½”, ¾”,1” 1 ¼” ,2”, 2 1/2” y 3”. Para seleccionarlas por tamaños, se usa el tamizado. Ésta piedra debe ser de consistencia dura, es decir, no debe romperse fácilmente. No debe ser porosa ni tener arcilla, polvo o barro adherido a su superficie. Se usa para preparar el concreto.

Piedra Chancada

29

La Arena Gruesa y Arena Fina La arena gruesa debe estar libre de polvo o sales. Sus partículas pueden llegar hasta un tamaño máximo de 5 mm. La arena fina por su parte no debe contener tierra, polvo, mica, sales, ni presentar una apariencia muy oscura. Por ningún motivo debe usarse arena de mar. Sus partículas deben tener un tamaño máximo de 1 mm. Debe comprarse en canteras de garantía.

30

Hormigón Está compuesto por una mezcla de arena gruesa y piedra chancada en proporciones similares. Su costo es más barato que comprar los dos elementos por separado, pero su uso está restringido a concretos de baja resistencia, como cimientos y falso pisos.

31

Piedra de canto rodado Agregado grueso que pueda ser de río o de cantera, con un tamaño de 6” a 10” lo que aproximadamente equivale a 25 centímetros se le denomina “piedra grande” y a las de 1” a 2”, piedra mediana. Es usada en cimentaciones para albañilería confinada y rara vez como elemento decorativo. Una buena piedra de canto rodado es la que presenta tonalidades de azul.

32

BASALTO Roca de origen volcánico, constituido principalmente por sílice, hierro y magnesio, de resistencia dura. Esta piedra al ser fundida se usa como revestimiento en la construcción y pavimentación de calles y carreteras, ya que es un material resistente al desgaste, así como al ataque de químicos.

33

Roca aglomerada. Está formada por arenas unidas por un cemento de naturaleza variable. Es una roca constituida fundamentalmente por granos de cuarzo. Presenta valores de resistencia a compresión y flexión muy variables, desde los bajos e intermedios de las areniscas más deleznables, hasta los ciertamente altos de las areniscas bien cementadas. Estos valores son función de los constituyentes minerales, su distribución y procesos sufridos. La matriz y el cemento son en este sentido los más influyentes. Hay areniscas que, debido a las arcillas que traban los granos, son compactas cuando no contienen humedad pero se ablandan con la absorción de agua, prestándose excelentemente al corte y a la talla en este estado y endureciendo con el tiempo y el secado.

34

CUARCITA Es una roca aglomerada. Está constituida por granos cuarzosos unidos por un cemento también cuarzoso. Su color es blanquecino o amarillo claro. Roca silícea, compacta, constituida por cristales de cuarzo soldados entre sí. Provienen de la recristalización de areniscas, por lo que son más duras, menos porosas y más homogéneas, presentando altos valores resistentes. Son, por tanto, rocas muy consistentes, lo que conlleva a su difícil y costosa elaboración y, por el contrario, ofrecen gran resistencia frente a las agresiones. Suelen presentarse, en la naturaleza, tableadas o lajadas, lo cual es aprovechado para su extracción. Se comercializan normalmente como lajas irregulares de distintos grosores, en algunas ocasiones, cortadas, o dimensionadas, como tacos para la mampostería.

GRANITO El granito es una piedra frecuentemente utilizada en la construcción, siendo una roca ígnea consolidada lentamente a gran profundidad y que ha llegado a la superficie por plegamientos de la corteza terrestre y destrucción de las capas superiores.

35