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MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN

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Camila Villada Moreno

on 26 September 2016

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Transcript of MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN

Lina Maria Hurtado Delgado
Juan Sebastian Niño García
Sara Manuela Rios Sánchez
Luis Fernando Silva Betancurt
Maria Camila Villada Moreno
Un material de construcción es una materia prima o con más frecuencia un producto manufacturado, empleado en la construcción de edificios u obras de ingeniería civil.
Características
Los materiales de construcción se emplean en grandes cantidades, por lo que deben provenir de materias primas abundantes y de bajo costo.

MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN

Densidad:
relación entre la masa y el volumen.
Higroscopicidad:
capacidad de los materiales porosos para absorber el agua.
Coeficiente de dilatación:
variación de tamaño en función de la temperatura.
Conductividad térmica:
facilidad con que un material permite el paso del calor.
Resistencia mecánica:
capacidad de los materiales para soportar esfuerzos.
Elasticidad:
capacidad para recuperar la forma original al desaparecer el esfuerzo.
Plasticidad:
deformación permanente del material ante una carga o esfuerzo.
Rigidez:
la resistencia de un material a la deformación.
CLASIFICACIÓN DE MATERIALES PARA CONSTRUCCIÓN
Cada tipo de material posee una serie de características particulares; en función de esas propiedades se selecciona el más adecuado para cada aplicación.
Materiales naturales
Los materiales naturales son los que se encuentran en la naturaleza. Se clasifican según su origen, animal, vegetal o mineral.



Mármol:
Es una roca metamórfica compacta formada a partir de rocas calizas que sometidas a elevadas temperaturas y presiones.
Grava:
Son partículas granulares de material pétreo
Arena:
Es un tipo de agregado fino o árido que se utiliza para fabricar hormigón, concreto y mortero; se compone de partículas de rocas trituradas que pueden ser muy pequeñas y finas o un poco más grandes dependiendo del uso para el que sea destinada.
Pizarra:
Es una roca metamórfica homogénea formada por la compactación de arcillas a altas temperaturas.
Madera:
Es un material compuesto por fibras de celulosa de origen vegetal que se obtiene por medio de la tala, el serrado y por último el secado de los troncos de determinados árboles.
Cerámicas y vidrios
Cerámica
Se obtiene a partir de la mezcla de arcilla, feldespato y arena.
Vidrios
Es un material obtenido a partir de la fusión de arena, álcali y óxidos metálicos.

Vidrio Templado
Se denomina Vidrio Templado o Vidrio Tensionado al Vidrio que sometido a un proceso de templado, aumenta su resistencia a esfuerzos de origen térmico y mecánico.

Vidrio Impreso Templado
Sometido a un procedimiento especial consistente en el laminado entre dos rodillos de una masa de vidrio fundido, obteniendo una placa de vidrio plana, en la cual una de sus caras tiene un dibujo grabado.
Vidrio Antirreflectante
El vidrio antirreflectante o antirreflejo posee un tratamiento en ambas caras que le permite lograr una textura superficial tal que disminuye la reflexión de la luz sin distorsionar los colores.
Tipos de vidrios
Ladrillos y Tejas
Ladrillos
El ladrillo es una pieza cerámica muy utilizado en la construcción, fabricada a base de arcillas cocidas.
Tipos de ladrillos
Adobe de tierra
Está hecho de barro crudo, y se ha usado desde la antigüedad Habitualmente se utiliza en construcciones
Ladrillo cocido de tierra
Es un ladrillo cocido de tierra o arcilla, fabricado de forma artesanal.
Ladrillo macizo
Su manera de construcción, extrusionado o prensado, hace que tenga mejor acabado y que sus dimensiones sean exactas.
Ladrillo macizo con cazoleta
También conocido como ladrillo con rebaje, sirven para rellenar con mortero y son muy útiles para construir tabiques con o sin juntas.

Ladrillo perforado
Es un ladrillo que tiene perforaciones en más del 10% de su superficie, en caso de ser menos se lo considera un ladrillo macizo.
Ladrillo refractario
Generalmente está constituido de los mismos materiales que un ladrillo común pero en distintas proporciones.
Ladrillo gresificado o clinker
Están compuestos de arcillas especiales cocidas a altas temperaturas, con lo que se obtiene un ladrillo de mayor densidad y baja absorción de agua.
Ladrillo cara vista
Ladrillo gresificado, especial para fachadas y zonas donde el tabique estará al descubierto.
Ladrillo hueco
Con perforaciones en el canto o en la testa, lo que reducen el volumen del material utilizado y con esto su peso.
Tejas
La teja es una pieza con la que se forman cubiertas en los edificios, para recibir y canalizar el agua de lluvia, la nieve, o el granizo. Hay otros modos de formar las cubiertas, pero cuando se hacen con tejas, reciben el nombre de tejados.
Tipos de tejas
Tejas de alfarería (cerámica)
Es la usada en las zonas superiores de la construcción, pues ofrece buena protección y es de bajo mantenimiento
Tejas de cemento o mortero
Son más resistentes y más económicas, ya que se producen en moldes y en sólo una pieza que une la cobija y el canal.


Tejas de asfalto
Son muy económicas y funcionales, pues cuentan con refuerzos de vidrio u orgánicos.
Tejas de madera
Realizadas con madera aserrada o fragmentada, estas tejas son tratadas para impedir el desarrollo de moho, hongos y algas.
Tejas de pizarra
Realizadas a partir de rocas, son algo más costosas y pesadas, pero también más duraderas.
Tejas de metal
Son ideales para construcciones en climas de tormentas (lluvias, granizos). Su lámina de piedra y acrílico.
Tejas de vidrio
Es la utilizada en zonas de poca luz, pues permiten el ingreso de esta.
Tejas fotovoltaicas
No son la opción más económica al momento de la compra, pero sí a largo plazo. Estas tejas son las utilizadas en la colocación de paneles solares, que aprovechan la luz solar para producir energía eléctrica y calorífica.
Materiales conglomerantes
Son los cuerpos que tienen la propiedad de adherirse a otros, empleándose en construcción para unir o enlazar los materiales, generalmente pétreos, recubrirlos con enlucidos y revoques o formar pastas más o menos plásticas, llamadas Mortero y Hormigones, que permiten ser extendidas y moldeadas convenientemente, adquiriendo, después de endurecidas, el estado sólido.
Tipos de conglomerantes
Según su naturaleza
Yesos y escayolas
El yeso es un mineral constituido por sulfato cálcico que al mezclarse con agua, forma una masa plástica que se endurece al secarse. La escayola es un producto industrial que se obtiene de aljez del yeso natural constituidos por sulfato cálcico.
Cales
Son materiales procedentes de la deshidratación de la piedra de yeso o aljez, obtenidas por des carbonatación de calizas.
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.


Según su composición
Primarios
Los procedentes de la cocción, por procesos diferentes, de rocas o mezclas de rocas:
Secundarios
Los elaborados a partir de los primarios mezclados con otros componentes ( Agua y Áridos )
Mortero
Es un compuesto de conglomerantes inorgánicos, agregados finos y agua, y posibles aditivos que sirven para pegar elementos de construcción.
Hormigon
Es una mezcla de áridos, cemento, aditivos y agua. El hormigón es el material de construcción más común y más utilizado.
Según su capacidad de fraguar en distintos ambientes
Aéreos
Son los que, mezclados con agua, solo fraguan y endurecen en el aire, y no son resistentes al agua.
Hidráulicos
Después de haber sido previamente amasados con agua, fraguan y endurecen tanto al aire como sumergidos en agua; siendo los productos resultantes estables en ambos medios.
Materiales metálicos
Son aquellos materiales que son buenos conductores del calor y la electricidad, poseen alta densidad, tienen una elevada capacidad de reflexión de la luz, y son sólidos en temperaturas normales (excepto el mercurio).
Propiedades:
Maleabilidad: facilidad de un material para extenderse en láminas o planchas.
Ductilidad: propiedad de un material para extenderse formando cables o hilos.
Dureza: es la resistencia que opone un material a dejarse rayar por otro.
Tenacidad: es la resistencia que ofrece un material a romperse cuando es golpeado.
Fragilidad: seria lo contrario a tenaz


Acero
Es una aleación de hierro y carbono. Es un material dúctil, tenaz, maleable, se puede soldar fácilmente, conductor térmico y eléctrico.
Tipos de acero
Acero Aleado
Acero que en su constitución posee el agregado de varios elementos que sirven para mejorar sus propiedades físicas, mecánicas o químicas especiales.


Acero Corten
Es un Acero común al que no le afecta la corrosión.
Acero Calmado
El Acero Calmado o Reposado es aquel que ha sido desoxidado por completo, por medio de la adición de metales.
Acero Galvanizado
El Acero Galvanizado es un producto que combina las características de resistencia mecánica del Acero y la resistencia a la corrosión generada por el Zinc.
Acero Inoxidable
Se denomina Acero Inoxidable a cualquier tipo de Acero aleado cuyo peso contenga como mínimo 10,50 % de Cromo, pero no más de 1,20 % de Carbono, con cualquier otro elemento de aleación o sin él.
Acero Laminado
Es una barra de acero sometida a tracción, con los esfuerzos se deforma aumentando su longitud.


Acero Dulce o Acero Suave
Tipo de acero cuyos niveles de carbono se sitúan entre el 0,15% y el 0,25%; es casi hierro puro, de gran ductilidad y resistencia a la corrosión.
Acero Negro
Es un acero con un contenido bajo de carbono, y sin ningún tratamiento superficial adicional.
Materiales compuestos
Están conformados por dos o más elementos, de manera que las propiedades del material final resulten superiores a las de cada componente de forma individual.

El concreto
El concreto u hormigón es un material empleado en construcción, formado esencialmente por un aglomerante (cemento) al que se añade partículas o fragmentos de un agregado (rocas), agua y aditivos específicos (componentes de naturaleza orgánica o inorgánica).
El hormigón o concreto convencional, normalmente usado en pavimentos, edificios y otras estructuras. 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.)

Fraguado y Curado
El fraguado:
es el proceso de endurecimiento y pérdida de plasticidad del concreto.


El curado:
se realiza durante el proceso de fraguado del concreto para asegurar su adecuada humedad. El método ideal es usar el agua para ayudar a la hidratación de la pasta de cemento.
Tipos de concreto
Existen varios tipos de concreto, en los que cabe destacar, tenemos:
Hormigones estructurales
Hormigones especiales
Hormigones no estructurales

Hormigones estructurales
Hormigón armado
El hormigón forzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras.
Hormigón pretensado
Hormigón en el que, previamente a su endurecimiento, sus armaduras de acero especial están sometidas a un esfuerzo de tracción.
Hormigón postensado
En este caso el esfuerzo de tracción se aplica una vez endurecido concreto.
Hormigones especiales
Hormigón autocompactante
Se caracteriza por su propiedad de fluir y rellenar cualquier parte del encofrado solamente por la acción de su propio peso, de ahí su denominación auto-compactante.
Hormigón aireado o celular
Hormigón destinado a la obra gruesa. Se compone de agua, arena, cemento y aire.
Hormigones no estructurales
Hormigón ordinarios
Es obtenido al mezclar íntimamente cemento, agua y áridos de tamaños no mayores de 5mm.

Hormigón en masa
Hormigón destinado a revestir esfuerzos de compresión, sin armaduras de ningún tipo.
Hormigón ciclópeo
Se realiza añadiendo piedras (30cm aproximadamente), a medida que se va hormigonando para economizar material; se van llenando los intersticios entre las rocas hasta conseguir homogeneizar el conjunto.
Mortero
Está compuesto por cemento, agua y arena (árido fino), es un hormigón normal, no contiene árido grueso.
Hormigón sin finos
Solo se compone por árido grueso, no tiene (árido menor a 5mm).
Diseño de mezclas de concretos
Diseñar el concreto consiste en determinar la dosificación de sus componentes de modo que se logre una resistencia a compresión para una edad determinada del concreto así como la manejabilidad apropiada para un tiempo determinado, de tal forma que sea económico. Para el proceso de diseño de mezclas se deben tener en cuenta 3 aspectos importantes:

La resistencia a compresión/flexión
La manejabilidad deseada en la mezcla
El tiempo de fraguado

Resistencia y durabilidad del concreto
Hace referencia a la resistencia a compresión del concreto endurecido. Puede tener algunas limitaciones cuando se especifica con una máxima relación agua/cemento lo cual se convierte en la característica más importante por tema de durabilidad.
Manejabilidad
Es la facilidad con que el concreto puede ser mezclado, manejado, transportado, compactado, colocado y terminado, sin que pierda su homogeneidad.
La economía de en las mezclas de concreto
El costo de la elaboración de una mezcla de concreto está constituido básicamente por el costo de los materiales, equipo y mano de obra.
Dosificación de una mezcla de concreto
Las proporciones de la mezcla de concreto que cumpla con dichas características con los materiales disponibles, se logra mediante el sistema de prueba y error o el sistema de ajuste y reajuste.

Aditivos
Son componentes de naturaleza orgánica (resinas) o inorgánica, cuya inclusión tiene como objeto modificar las propiedades físicas de los materiales conglomerados en estado fresco.
Aditivo reductor de agua/plastificante
Aditivo que, sin modificar la consistencia, permite reducir el contenido de agua de un determinado hormigón, o que, sin modificar el contenido de agua, aumenta el asiento/escurrimiento, o que produce ambos efectos a la vez.
Aditivo reductor de agua de alta actividad/aditivo superplastificante
Aditivo que, sin modificar la consistencia del hormigón, o que sin modificar el contenido de agua, aumenta considerablemente el asiento/escurrimiento, o que produce ambos efectos a la vez.
Aditivo reductor de agua
Reduce la pérdida de agua, disminuyendo la exudación
Aditivo inclusor de aire
Permite incorporar durante el amasado una cantidad determinada de burbujas de aire, uniformemente repartidas, que permanecen después del endurecimiento.
Aditivo acelerador de fraguado
Reduce el tiempo de transición de la mezcla para pasar del estado plástico al rígido.
Aditivo acelerador del endurecimiento
Aumenta la velocidad de desarrollo de resistencia iníciales del hormigón.
Aditivo retardador de fraguado
Aumenta el tiempo del principio de transición de la mezcla para pasar del estado plástico al estado rígido.
Aditivo hidrófugo de masa
Reduce la absorción capilar del hormigón endurecido.
Aditivo multifuncional
Afecta a diversas propiedades del hormigón fresco y/o endurecido actuando sobre más de una de las funciones principales definidas en los aditivos mencionados anteriormente.
Asfalto
El asfalto es una mezcla sólida y compacta de hidrocarburos y de minerales que mayormente es empleada para construir el pavimento de las calzadas.

Tipos de asfalto
Entre la variada gama de tipos de asfalto, podemos nombrar los siguientes:


Asfaltos Oxidados o Soplados
Estos son asfaltos que han sido sometidos a un proceso de des-hidrogenación, posteriormente a un proceso de proliferación.
Asfaltos Fillerizados
Asfaltos en cuya composición hay materias minerales finamente molidas.
Asfaltos Líquidos
Son materiales asfálticos de consistencia blanda o fluida.


Diseño de mezclas asfálticas
Las mezclas asfálticas están formadas por un material pétreo bien graduado y cemento asfáltico como ligante.

Un pavimento de concreto asfáltico debe cumplir los siguientes objetivos principales:
- Suficiente estabilidad en la mezcla.
- Suficiente asfalto para asegurar la obtención de un pavimento durable.
- Suficiente trabajabilidad.
- Suficientes vacíos en la mezcla compactada.
Factores que deben controlarse en las mezclas asfálticas:
- Influencia del asfalto - agregado en las características del concreto asfáltico
- Efecto del asfalto en la estabilidad (Cantidad de asfalto).
- Características del asfalto.
- Efecto del agregado mineral en la estabilidad.
- Efecto de la densidad de la mezcla asfáltica en la estabilidad.
- Durabilidad de la mezcla asfáltica.
- Efecto del asfalto y del agregado mineral en la durabilidad de la mezcla.
- Temperatura de mezcla y Cantidad de asfalto en la mezcla.

Aditivos
Son materiales diferentes al agua, agregados para modificar las propiedades del asfalto.
Para que un aditivo modificador sea efectivo para ser utilizado debe ser práctico y económico, entonces debe ser:

- Fácilmente aplicable
- Resistente a la degradación a altas temperaturas
- Mezclable con el asfalto
- Que mejore la resistencia a la fluencia a altas temperaturas de los pavimentos sin hacer que el asfalto sea demasiado viscoso a las temperaturas de mezcla y de compactación o demasiado "liviano" o quebradizo a bajas temperaturas.
- Un costo efectivo
Los aditivos cuando son mezclados con el asfalto deberían tener las siguientes características:
- Mantener sus propiedades durante el almacenamiento, aplicación y servicio
- Ser capaz de ser procesado con equipamiento convencional
- Ser física y químicamente estable durante el almacenamiento, aplicación y servicio
- Asegurar un recubrimiento o viscosidad de aplicación a condiciones normales de temperatura
ENSAYOS DE LABORATORIO
Concreto
El concreto es un producto desarrollado técnicamente y bajo estrictos controles de calidad que deben verse en obras con durabilidad y servicio adecuado, para el cual se pueden realizar los siguientes ensayos:
Granulometría de los agregados
Los análisis granulométricos tienen por objetivo determinar las cantidades en las que están presentes partículas de distintos tamaños en los agregados, tanto finos (arena) como gruesos (grava).

Desgaste del concreto
Los pisos, pavimentos y estructuras hidráulicas son expuestos a abrasión o al desgaste, por lo que en estas aplicaciones el concreto necesita tener alta resistencia a abrasión.
Relación agua/cemento (a/c)
La relación agua/cemento, es la proporción utilizada para obtener las diferentes mezclas tanto para la obtención de morteros como de hormigones.
Plasticidad
Es la propiedad que presentan los suelos hasta cierto límite sin romperse.
Es fundamental conocer el rango de humedades que presenta el suelo, para lo cual el suelo presenta un comportamiento plástico, es decir, acepta deformaciones sin romperse.

Acero
Ensayo de tracción del acero
Permite medir, tanto la ductilidad, como la resistencia. Este ensayo consiste en someter una barra, de sección uniforme y conocida, a una fuerza de tracción que va aumentando progresivamente. En los alargamientos que va presentando la barra se diferencian varias etapas o deformaciones:
- Deformaciones elásticas
- Fluencia o cedencia
- Deformaciones plásticas
- Estricción
Ensayo de compresión del acero
Es un ensayo de materiales utilizado para conocer su comportamiento ante fuerzas o cargas de compresión. Se aplica en probetas de materiales que van a trabajar a compresión pero de forma acelerada hasta llegar al punto de ruptura, con el objetivo de analizar la resistencia máxima que el mismo puede alcanzar.
Ensayo de flexión del acero
Se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal.

Ensayo de torsión del acero
La torsión en si se refiere a un desplazamiento circular de una determinada sección transversal de un elemento cuando se aplica sobre este un momento torsión o una fuerza que produce un momento torsión alrededor del eje.
El ensayo de torsión consiste en aplicar un par torsor a una probeta por medio de un dispositivo de carga y medir el ángulo de torsión resultante en el extremo de la probeta.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS




Física
Química
Cálculo
Plan de estudios
Los ensayos realizados en el acero, se caracterizan por la capacidad de los materiales de reaccionar a la deformación o rotura por solicitación de acciones externas.
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