MATERIALES MAS MATERIALES MAS

UTILIZADOS EN FUNCION UTILIZADOS EN FUNCION

DE LAS TECNICAS DE LAS TECNICAS

CONSTRUCTIVAS (1)CONSTRUCTIVAS (1)CONSTRUCTIVAS (1)CONSTRUCTIVAS (1)

Clase No. 5Clase No. 5

ELECCION DE MATERIALES DE CONSTRUCCION ELECCION DE MATERIALES DE CONSTRUCCION

APROPIADOS APROPIADOS

LaLa adecuaciónadecuación dede unun materialmaterial oo tecnologíatecnología constructivaconstructivanuncanunca puedepuede generalizarsegeneralizarse. Las siguientes preguntas indicanlos principales factores que determinan su adecuación:

1. ¿El material se produce localmente o se importa total oparcialmente?

2. ¿Es barato, disponible en abundancia y/o fácilmente renovable?2. ¿Es barato, disponible en abundancia y/o fácilmente renovable?3. ¿Son climáticamente aceptables, tanto el material como la

técnica constructiva?4. Proporcionan el material y la técnica constructiva una seguridad

suficiente ante los riesgos naturales mas comunes (fuego,agentes biológicos, huracanes, sismos, etc.?

5. ¿Pueden usarse y comprenderse tanto por los trabajadoreslocales o requieren conocimientos y experiencias especiales?

6. ¿Son posibles las sustituciones y reparaciones con los medioslocales?

7. ¿Es socialmente aceptable el material?

INFORMACION FUNDAMENTAL SOBRE INFORMACION FUNDAMENTAL SOBRE

MATERIALES DE CONSTRUCCIONMATERIALES DE CONSTRUCCION

PIEDRAPIEDRA

Es quizás el mas antiguo, abundante y duradero material ¨preparado¨ paraconstruir. Algunos tipos de piedras naturales pueden transformarse, a suvez, para producir otros materiales de construcción.

Se clasifican geológicamente en:

Rocas ígneas granito

Rocas sedimentarias areniscas y calizas

Rocas metamórficas pizarras, cuarcitas y mármolesRocas metamórficas pizarras, cuarcitas y mármoles

APLICACIONES:

• rajón para cimentaciones, suelos, paredes y cubiertas

• bloques tallados para mampostería, dinteles, escalones y pavimentos

• barreras para la humedad (granito)

• pizarras para cubiertas

• en forma de grava y áridos para hormigones y terrazzo

• para obtención de cal y cemento (calizas)

VENTAJAS:VENTAJAS:

• Disponible en abundancia, concostos y aporte energéticoreducidos

• Gran resistencia y durabilidady poca necesidad deconservación

• Impermeabilidad

PROBLEMAS:PROBLEMAS:

• Pueden deteriorarse por lacontaminación atmosférica

• Eflorescencias (sales y aguasmarinas)

• Las dilataciones ycontracciones producen dañossi están unidas rígidamente a• Impermeabilidad

• Apropiadas para diversosclimas

si están unidas rígidamente aotros materiales concaracterísticas diferentes(hormigón)

• Baja resistencia a los sismos

Ejemplo de muro rustico de piedras para la contención de tierra

Muro a base de piedras

Muros portantes de piedra Muros de contención para evitar deslizamientos

TIERRA, SUELO, LATERITATIERRA, SUELO, LATERITA

Cuando nos referimos a la ¨tierra¨ o al ¨suelo¨ en edificación, nos estamosrefiriendo al mismo material.

SueloSuelo:: material suelto que resulta de la transformación del sustrato de rocapor la interacción simultanea de factores climáticos (sol, viento, lluvia, hielo)y alteraciones químicas ocasionados por agentes biológicas (flora y fauna)y por las sustancias químicas transportadas por la lluvia, evaporación,aguas superficiales y subterráneas.

LateritasLateritas:: son de especial interés en la construcción. Se encuentran en lostrópicos y subtrópicos. Son suelos muy erosionados, con contenido variablede óxido de hierro y de aluminio, así como cuarzo y otros minerales. Estossuelos blandos endurecen al aire, mientras mas oscuros mas duros,pesados y resistentes a la humedad y mezclados con cal tienen unareacción puzolánica.

Hay que señalar que en contra de lo que se cree, la construcción con tierrano es una técnica sencilla. La falta de destreza es sin dudas la queorigina construcciones pobres que dan al material una mala reputación.

APLICACIONES:APLICACIONES:

• Las construcciones con tierra se encuentran en todas las partes delmundo, aunque en menor extensión en zonas extremadamentelluviosas.

• Las construcciones pueden ser completa o parcialmente de tierra,• Las construcciones pueden ser completa o parcialmente de tierra,dependiendo de la localización, clima, medios disponibles, costo yuso de las mismas.

• Se adecuan mejor a zonas donde la variación de temperaturadiurna es grande (zonas áridas elevadas) con muros gruesos degran inercia térmica.

ESTABILIZADORES DEL SUELO:ESTABILIZADORES DEL SUELO:

Los suelos que no poseen determinadas características paraconstruir pueden mejorarse añadiendo uno o mas estabilizadores.La función de estos estabilizadores es la siguiente:

• Aumentar la resistencia a compresión o al impacto y también

reducir su tendencia al aumento y disminución de volumen

• Reducir o eliminar la absorción de agua• Reducir o eliminar la absorción de agua

• Reducir al agrietamiento logrando flexibilidad (estiramiento y

contracción hasta ciertos limites)

El efecto de la estabilización se incrementa cuando el suelo se

compacta. A veces la simple compactación es suficiente paraestabilizarlo, sin embargo, sin un estabilizador apropiado el efectopuede no ser permanente.

TIPOS DE ESTABILIZADORESTIPOS DE ESTABILIZADORES

NATURALES:NATURALES:

• Arena y arcilla• Paja y fibras vegetales• Líquidos vegetales (savia,

látex, aceites)

MANUFACTURADOS:MANUFACTURADOS:

• Cal y puzolanas• Cemento Portland• Yeso (no muy común su uso)• Betúnlátex, aceites)

• Cenizas de la madera• Excrementos animales

(excremento de vaca y orinade caballo)

• Otros productos animales(sangre, pelo, colas, nido determitas y otros)

• Betún• Estabilizadores comerciales

(impermeabilizantes)• Silicato de sodio (cristal

liquido)• Suero lácteo• Miel de caña• Resinas

VENTAJAS:VENTAJAS:

• Disponibilidad en la mayoría delas regiones del planeta

• Fácil de trabajar. No requiereequipamiento especial.

• Se adecua a la mayoría de laspartes de un edificio

• Resistencia al fuego• Buen comportamiento climático en

PROBLEMAS:PROBLEMAS:

• El suelo no estabilizado absorbedemasiada agua, causandogrietas, roturas y desintegración(lluvias e inundaciones)

• Baja resistencia a la abrasión y alimpacto (roedores e insectos)

• Baja resistencia a tracción. Muysensibles a terremotos

• Baja aceptación entre la mayoría• Buen comportamiento climático en

la mayoría de las regiones• Bajo costo o nulo, principalmente

por extracción y transporte, si seencuentra en el lugar de laconstrucción

• Ilimitada reutilización del suelo noestabilizado

• Bajo aporte energético en latransformación y manejo de suelono estabilizado (1% de la energíanecesaria para producir hormigón)

• Baja aceptación entre la mayoríade los grupos sociales, por suutilización mayormente enviviendas para personas de bajosingresos

• Carece de aceptación institucionalen muchos países, por lo que amenudo no existen patrones ynormas de construcción ocomportamiento

Construcción de muros de tierra por medio de compactación (estabilización)

Producción de ladrillos de tierra (adobe)

Edificación en varios niveles en base a ladrillos de adobe revestidos

Construcción contemporánea con muros de tierra estabilizada

Viviendas construidas con tierra en África

Edificaciones de varios niveles en tierra en el África subsahariana

ARCILLA COCIDAARCILLA COCIDA

La técnica de cocer arcilla para producir ladrillos y baldosas tiene mas de4000 años. Se basa en que los suelos arcillosos (que contienen entre 20 y50% de arcilla) experimentan reacciones irreversibles cuando se calientana mas de 850ºC.

La producción de ladrillos cocidos ha alcanzado un alto grado demecanización y automatización, pero los métodos tradicionales deproducción a pequeña escala están todavía muy extendidos en la mayoríade los países en desarrollo.de los países en desarrollo.

APLICACIONESAPLICACIONES::

•• LadrillosLadrillos macizosmacizos oo perforadosperforados dede todastodas laslas formasformas yy tamañostamaños parapara

construccionesconstrucciones dede albañileríaalbañilería

•• TejasTejas dede diversosdiversos tamañostamaños yy formasformas

•• BaldosasBaldosas parapara pisospisos yy ladrillosladrillos caracara vistavista parapara superficiessuperficies

impermeablesimpermeables yy dede acabadoacabado duraderoduradero

•• ProductosProductos especialesespeciales comocomo ladrillosladrillos refractarios,refractarios, baldosasbaldosas antiácidosantiácidos

•• BloquesBloques dede arcillaarcilla aligeradosaligerados (bovedillas)(bovedillas) parapara forjadosforjados dede hormigónhormigón

VENTAJAS:VENTAJAS:

• Gran resistencia a la compresión,abrasión y al impacto

• La porosidad de la arcilla cocidapermite el paso de humedad singrandes cambios dimensionales,o sea, ¨respiran¨

• Los ladrillos macizos tienen unagran inercia térmica, se adaptan ala mayoría de los climas conexcepción de las zonas

PROBLEMAS:PROBLEMAS:

• Consumo de combustiblerelativamente alto durante elproceso de producción. Losladrillos de arcilla cocida de buenacalidad tienden a ser caros

• Un defecto común de los ladrillosde arcilla cocida son los¨caliches¨, los cuales los debilitany rompen

• Otro defecto son lasexcepción de las zonaspredominantemente húmedas

• Tienen gran resistencia al fuego• Ladrillos y baldosas resisten la

erosión climática y puedenpermanecer sin protecciónsuperficial reduciendo costos. Sinembargo la obra a vista seconsidera a menudo inacabada yno siempre es aceptada

• Los ladrillos rotos o de malacalidad son reciclables

• Otro defecto son laseflorescencias que aparecentemporalmente en la superficie yson causadas por las salessolubles inherentes de la arcilla odel agua

Diferentes tipos de elementos de arcilla cocida: ladrillos y bovedillas

Ejemplo de uso de ladrillos cocidos de manera ornamental (Babilonia)

Edificación contemporánea con muros de ladrillos a cara vista

HORMIGON (ALVEOLAR, ARMADO Y PRETENSADO)HORMIGON (ALVEOLAR, ARMADO Y PRETENSADO)

La técnica del hormigón, en cualquiera de sus variantes requiere demuchísimo conocimiento y experiencia. Debe tenerse especial cuidado enla preparación de la mezcla, el encofrado, el vertido y curado del hormigónpara asegurar una buena calidad del material y de su función constructiva.

APLICACIONESAPLICACIONES::

• En cimentaciones, pisos, pavimentación, paredes monolíticas,ladrillos, bloques, huecos, tuberías.

• Hormigón aireado o alveolar obtenido introduciendo aire o gas en unamezcla de cemento-arena (sin árido grueso) par aislamiento térmico,mezcla de cemento-arena (sin árido grueso) par aislamiento térmico,bloques ligeros, cubiertas y otros elementos.

• Hormigón armado, incorpora barras de acero en las seccionessometidas a esfuerzos de tracción y para elementos estructurales,pisos, vigas, dinteles, pilares, escaleras, estructuras porticadas,grandes cerchas, laminas curvas o plegadas, etc. tanto in situ comoprefabricadas.

• Hormigón pretensado, acero de refuerzo sometido a tensión paraalcanzar rigidez, resistencia al agrietamiento y construcciones masligeras de componentes, como vigas, losas, celosías, escaleras yotros elementos de grandes luces, Se necesita menos acero y elhormigón se mantiene comprimido resistiendo cargas mayores.Puede ser pretensado o postensado. Esta es una operaciónesencialmente industrial.

VENTAJAS:VENTAJAS:

• Se adapta a cualquier forma y alcanzaresistencia a la compresión superioresa 600kg/cm2

• Los hormigones armados combinanuna gran resistencia a la tracción y ala compresión, lo que los haceadaptables a cualquier diseño deedificación y a casi todas lasnecesidades estructurales. Sonidóneos para la prefabricación y parala construcción en zonas difíciles(sísmicas y de suelos expansivos)

PROBLEMAS:PROBLEMAS:

• El cemento, el acero y la madera deencofrado son caros

• Difícil control de calidad en obras.Vertido incorrecto y curado deficientepueden producir agrietamiento ydeterioro gradual

• En climas húmedos y en regionescosteras el acero se corroe si no estasuficientemente protegido

• Resistencia al fuego tan solo hasta500ºC. El acero comienza a fallar ypor lo general deben se demolidas(sísmicas y de suelos expansivos)

• La energía para producir 1 kg dehormigón en masa es la menor detodos los materiales de construcciónmanufacturados, igualando a lamadera, mientras que el hormigónarmado necesita 8 veces la mismacantidad.

• El hormigón ejecutado correctamentees muy duradero, libre demantenimiento, resistente a lahumedad, al ataque químico, fuego,insectos.

• Es socialmente muy aceptado

por lo general deben se demolidas• Difícil de demoler y los escombros

solo son reciclables como áridos paranuevos hormigones

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Principios de comportamiento del hormigón armado y pretensado

Construcción de hormigón armado

Piso de hormigón armado Refuerzo de acero para muro de hormigón armado

Combinación de estructura portante de hormigón armado y cierres de ladrillos de cerámica

Estructura portante porticada de hormigón armado

Edificio Torres Petronas, estructura principal de hormigón armado

Superficie del hormigon celular o alveolar

El hormigón celular puede ser cortado

Construcción de un muro de bloques de hormigón celular

Vivienda en construcción con bloques de hormigón celular

Losas de cubierta de hormigón celular

Equipo para producir el estiramiento o tension de los cables de refuerzo

Secciones de vigas de hormigón pretensado

Viguetas de hormigón pretensado

Estructura de hormigón pretensado

FERROCEMENTOFERROCEMENTO

Básicamente es lo mismo que el hormigón armado, pero con lassiguientes diferencias:

• Su espesor no suele exceder de 25mm, mientras que loscomponentes del hormigón armado raramente miden menos de100mm.

• Se emplea un mortero rico en cemento Portland sin áridos gruesos.• Se emplea un mortero rico en cemento Portland sin áridos gruesos.

• Comparado con el hormigón armado el ferrocemento tiene unmayor porcentaje de armado, consistente en cables de pequeñodiámetro muy unidos y malla metálica distribuida uniformemente enla sección transversal.

• La resistencia a tracción en relación al peso es mayor que la delhormigón armado y su resistencia al agrietamiento es superior.

• Puede construirse sin encofrar, adoptando casi cualquier forma.

APLICACIONES:APLICACIONES:

• Construcción de embarcaciones (uno de los usos con mas éxito)

• Construcción de canales de regadío, sistemas de drenaje

• Silos, sobre el suelo o enterrados para almacenar granos u otrosproductos

• Tanques de almacenamiento de agua de hasta 150m3• Tanques de almacenamiento de agua de hasta 150m3

• Fosas sépticas, retretes e incluso módulos sanitarios completos

• Tuberías, tejas, canalones, bañeras y similares

• Paredes, cubiertas y otros elementos constructivos o edificioscompletos, in situ o prefabricados

• Aparatos de juegos infantiles

VENTAJAS:VENTAJAS:

• Puede tomar cualquier forma yadaptarse a casi cualquier diseñotradicional

• Es un sustituto muy útil donde lamadera escasea y es cara

• Como material de cubierta es unaalternativa mas barata y apropiadaclimáticamente y ambientalmente quelas laminas de chapa galvanizada yamianto cemento

• La manufactura de sus componentesno requiere equipamiento especial, es

PROBLEMAS:PROBLEMAS:

• Es todavía un material relativamentenuevo, puesto que su comportamientoa largo plazo no es suficientementeconocido

• Aunque el trabajo manual paraproducir sus componentes, el diseñoestructural, calculo de los refuerzos yla determinación del tipo yproporciones correctas de losmateriales constituyentes requieren unconocimiento y experienciaconsiderablesno requiere equipamiento especial, es

muy laborioso y fácil de aprender porpersonal poco calificado

• Comparado con el hormigón armadoel ferro cemento es mas barato, norequiere encofrado, es mas ligero ytiene una superficie especifica dearmado 10 veces superior, alcanzandomucha mas resistencia a la fisuracion

• No es atacado por agentes biológicoscomo insectos, hongos

considerables• Las mallas galvanizadas pueden

originas gases disminuyendo lacohesión

• El uso excesivo del ferrocemento enedificios puede originar condiciones dehabitabilidad poco saludables, pues elalto porcentaje de armaduras tieneefectos electromagnéticosperjudiciales

Construcción de barco de ferrocemento

Losa de cubierta en ferrocemento

Tanques de agua y otros elementos de ferrocemento

Cubierta abovedada realizada en ferrocemento

FIBROCEMENTO, FIBROHORMIGON U HORMIGON DE FIBROCEMENTO, FIBROHORMIGON U HORMIGON DE

FIBRASFIBRAS

FIBROCEMENTO = ARENA + CEMENTO + FIBRAS + AGUAEs un material de construcción novedoso y muy usado en edificaciones de bajo costoy aun hoy es objeto de una intensa investigación en muchas partes del mundo.

El fibrohormigon mas conocido y hasta hace poco el de mayor éxito es el hormigónreforzado con amianto (asbesto cemento) el cual se invento en 1899. Los riesgosgraves para la salud que conllevan la explotación minera y el proceso de obtencióndel amianto han conducido a una sucesiva sustitución del amianto por una mezcla deotras fibras.otras fibras.

En la década del 60 se desarrollaron hormigones usando fibras de acero, fibra devidrio, polipropileno y algunas otras fibras sintéticas, pero esto es inadecuado parapaíses en vías de desarrollo lo mas adecuado es utilizar fibra natural.

Estas fibras naturales son en su mayoría orgánicas, ya que prácticamente el únicoejemplo de fibra natural inorgánica es el amianto. Las fibras orgánicas son vegetales(celulosa) o animales (proteínas).

Las fibras vegetales se pueden dividir en 4 grupos:

– Fibras de tallo (yute, lino, cáñamo)– Fibras de hoja (pita, henequén, aloe)– Fibras de piel de frutas (coco)– Fibras de madera (bambú, juncos, bagazo)

Las fibras animales incluyen: pelo, lana, seda, etc., pero no sonrecomendadas si no están perfectamente limpias.

APLICACIONESAPLICACIONES::

• Laminas onduladas y tejas para cubiertas• Baldosas planas para pisos y pavimentos• Paneles para paredes ligeras y cerramientos• Revestimientos para albañilería o paredes de hormigón• Jambas de puertas y ventanas, antepechos, parasoles, tuberías

VENTAJAS:VENTAJAS:

• Se pueden utilizar una gran variedad defibras naturales disponibles localmente

• Los productos de fibrocemento pueden serlos mas baratos y duraderos producidoslocalmente, si se fabrican y aplicancorrectamente

• Pueden sustituir a un gran numero deproductos de madera disminuyendo elpeligro de incendio y ayudando acontrarrestar la deforestación

• Se pueden fabricar elementos masdelgados y ligeros que con hormigón enmasa

PROBLEMAS:PROBLEMAS:

• En muchos países en desarrollo la limitadadisponibilidad u elevado precio del cementopuede hacer del fibrocemento un materialinadecuado frente a otros

• Productos de buena calidad solo se lograncon personal bien entrenado

• La introducción de este material ofrece grandesconfianza a causa de experienciasnegativas

• Hay que cuidar bien el transporte, manejo einstalación de estos productos para evitargrietas o roturasdelgados y ligeros que con hormigón en

masa• La técnica es adaptable a cualquier escala

de producción hasta unidades individuales• El comportamiento térmico y acústico de las

cubiertas de fibrocemento es superior a laslaminas de amianto cemento (asbestocemento) o de chapa de acero galvanizada

• La alcalinidad de la mezcla evita que lasfibras sean atacadas por hongos y bacterias

grietas o roturas

Paneles de fibrocemento PLYCEM (fibras naturales mineralizadas)

Paneles PLYCEM para exteriores

Modo de construcción con paneles de fibrocemento

Obra del Arq. Bruno Stagno realizada con paneles de fibrocemento (PLYCEM)