UNIVERSIDAD CATLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJOFACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA CIVIL AMBIENTAL

Aplicacin de las rocas en ingeniera civil

Chiln Zrate, Eder Alexis Chamba Dejo, Luigui Rand Mays Farro, ngel Francisco Moiss Torres Nuez, Josep Gardini Tuesta Vasquez, Marco Antonio Valdez Castaeda, Valentn

Chiclayo, 25 de marzo de 2014

AGRADECIMIENTO

Primero, dar a gracias a Dios por darnos salud e inteligencia, por estar con nosotros en cada paso que damos, por fortalecer nuestros corazones e iluminar nuestras mentes, adems de haber sido nuestro soporte y compaa durante todo el periodo de realizacin de este trabajo.Agradecer a nuestra familia por el esfuerzo que realizan da a da para nuestra superacin profesional. El apoyo emocional que nos brindan para seguir adelante y no rendirnos.A nuestros amigos que siempre estuvieron para animarnos y alentarnos, y as culminar este trabajo.

INTRODUCCIN

En toda construccin, el estudio y conocimiento de los materiales a emplear resultan indispensables. Las razones son variadas teniendo en cuenta cun complejas son las obras de construccin civiles, pues este estudio involucra desde la eleccin de un lugar adecuado hasta la prevencin y reduccin de los riesgos geolgicos. De esta manera, cabe resaltar la preponderancia de estos estudios en las rocas debido a su influencia como estructura, como soporte de otras estructuras o como material de construccin.Ciertamente, la gran mayora de las excelsas edificaciones antiguas como la Muralla China, Chichn Itz, Machu Picchu o las Pirmides de Egipto; han sido construidas a base de piedra. As, en el transcurso del tiempo, la roca ha sido y es hasta hoy un elemento imprescindible en toda construccin. Prueba de ello es el vigente desarrollo de tcnicas sofisticadas e incluso el surgimiento de nuevas ciencias aplicadas (Mecnica de rocas, etc.) a las rocas; fieles contribuyentes a la optimizacin y al mximo aprovechamiento de este material para la construccin.En este documento se ha considerado la siguiente secuencia: En primer lugar, se expondrn conceptos variados sobre las rocas y se utilizarn trminos geolgicos para hablar de su clasificacin. En segundo lugar, se detallar sobre sus mltiples usos y aplicaciones, tema ncleo de nuestra investigacin. En ltima instancia se vern las conclusiones y las fuentes de informacin respectivas.As pues, la intencin de este trabajo es brindar una nocin sobre los mltiples usos y aplicaciones de la roca y a la vez sealar cun importante es que un ingeniero civil conozca a cabalidad este material y de esta manera pueda seleccionar adecuadamente sus materiales de acuerdo a los requerimientos de la obra civil.

NDICELAS ROCAS4CLASIFICACIN DE LAS ROCAS5Rocas gneas o eruptivas:5Rocas sedimentarias:6Rocas metamrficas:6USO ESPECFICO DE LAS ROCAS6APLICACIN81)Fbricas de sillares:82)Muros de mampostera:83)Revestimientos:94)Repisas de ventanas:95)Puentes:96)Cubiertas:97)Materia prima para fabricar otros materiales:98)En carreteras y ferrocarriles.109)En pavimentos:1110)Obras hidrulicas:1111)Muros de tierra armada:11Entrevista sobre aplicacin de las rocas en ingeniera civil11Bibliografa12

LAS ROCASUna roca es un agregado slido de minerales de origen natural. Las rocas se encuentran en la corteza terrestre, formadas por minerales con composicin qumica definida y en un estado slido. Estas constituyen uno de los principales materiales de construccin y uno de los primeros en ser empleados por el hombre.Segn Gonzales et. Al.: las rocas son agregados naturales duros y compactados de partculas minerales con fuertes uniones cohesivas permanentes que habitualmente se consideran un sistema continuo. La proposicin de diferentes minerales, la estructura granular, la textura y el origen de la roca sirven para su clasificacin geolgica.Segn el ing. Gelogo Juan Puig, define a las rocas como una masa de material natural compacta, de semidura a dura, compuesta por uno o ms minerales. Adems, la palabra roca se usa en el lenguaje comn de arquitectura e ingeniera para hacer referencia a cualquier material de origen natural caracterizado por una elevada consistencia. Como materia prima, las rocas se extraen generalmente de canteras, explotaciones mineras a cielo abierto. La cantera es uno de los oficios de ms antigua tradicin.Las rocas se emplean para pisos (lajas), pavimentos (adoquines, gratinullos), revestimientos de edificios (mrmoles), techos (pizarras), paredes y muros, etc. Adems, las rocas tambin son utilizadas como material granular, formando los denominados agregados gruesos y finos, por ejemplo, la piedra y la arena forman la base del empleo para la elaboracin de hormigones y concretos asfalticos.Las rocas se forman: Por enfriamiento de magma Por desintegracin transporte y deposicin Por precipitacin de sales inorgnicas contenidas en las aguas Por la condensacin de pases que contienen partculas minerales Por deposicin de restos animales y vegetales Por re cristalizacin parcial o total de los minerales de una roca debida a elevadas temperaturas y fuertes presiones

CLASIFICACIN DE LAS ROCASLos ptreos naturales se utilizan sin apenas transformarlos, tal y como se extraen de la cantera. Rocas gneas o eruptivas: Se han creado por solidificacin del magma.

Ilustracin 1.Rocas gneas (granito)Rocas sedimentarias: Se han creado por acumulacin de fragmentos que se desprendieron de otras rocas por efecto de los agentes atmosfricos.

Ilustracin 2. Rocas sedimentariasRocas metamrficas: Se han creado a partir de rocas gneas o eruptivas y sedimentarias por igual, como consecuencia de grandes presiones y temperaturas altas en la litosfera.

Ilustracin 3. Rocas metamrficas

USO ESPECFICO DE LAS ROCASGranito Es una roca gnea compuesta principalmente por cuarzo, feldespato y mica. Es muy abundante en la corteza terrestre, presenta tamaos de grano diferentes y resiste la accin de los agentes atmosfricos. Uso:Revestimientos, pavimentos, zcalos, encimeras, columnas, escaleras, etc.BasaltoEs una roca gnea compuesta. Es muy abundante en la corteza terrestre, de grano fino, color oscuro y resiste la accin de los agentes atmosfricos. Uso:Pavimentacin, revestimientos, decoracin, monumentos, etcGrava Es una roca sedimentaria, se obtiene por fragmentacin natural o artificial de otras rocas, como el granito, caliza, basalto, cuarzo, etc. Uso Cubrimiento, allanamiento y drenaje del suelo, fabricacin de hormign, etc. Arenisca Es una roca sedimentaria, se obtiene por fragmentacin natural o artificial de otras rocas, como el cuarzo, yeso, coral, feldespato, etc. Es muy porosa y puede almacenar una gran cantidad de humedad. UsoFabricacin de hormign, sillera y mampostera.ArcillaLa arcilla es una roca sedimentaria, se crea a partir de la descomposicin natural de rocas que contienen feldespato. Es de grano diminuto y su color depende de las impurezas. En contacto con el agua aumenta de volumen y se vuelve plstica, adems tiene una gran capacidad para absorberla. UsoFabricacin de cemento y cermica.

CalizaLa caliza es una roca sedimentaria, est compuesta por calcita e impurezas y los cidos la atacan fcilmente. UsoFabricacin de cemento, sillera y mampostera.PizarrasEs una roca sedimentara que procede de arcillas metamorfoseadas. Es de grano fino, resiste la accin de los agentes atmosfricos y permite la divisin en placas delgadas. UsoRevestimiento, principalmente de tejados.MrmolEs una roca sedimentaria que procede normalmente de las calizas, compuesta por calcita e impurezas. Resiste la accin de los agentes atmosfricos y presenta una gran variedad de colores y manchas. UsoEscultura, encimeras, etc.

APLICACINDado que las rocas son una materia prima bsica e imprescindible en la construccin, de forma directa o manufacturada, es lgico que su uso y empleo sea grande y variado. Entre sus diversos ejemplos se encuentran los siguientes:Fbricacin de sillares: Son muros de piedra realizados con sillares o sillarejos. Se realizan unas veces con rocas labradas y otras al natural, cuya manipulacin conocemos con el nombre de cantera o tcnica de las obras de piedra.Muros de mampostera: Son muros de piedra realizados con mampuestos. Pueden ser Mampostera ordinaria, con mampuestos irregulares donde las caras del muro no son ni planas ni paralelas Mampostera careada, con mampuestos irregulares pero las caras vistas del paramento estn talladas y labradas para que queden planas y paralelas. Mampostera concertada, con mampuestos que se aproximan a la forma prismtica recta y las caras del paramento planas y paralelas.Revestimientos: Operacin que consiste en forrar o cubrir una superficie. Pueden ser De suelos, con losas de piedra. De paredes o fachadas, que son los chapados de piedra. Rodapis, en el borde inferior de las paredes. Columnas, realizadas con hormign y revestidas de piedra. Chimeneas, revestidas con placas, etc.Repisas de ventanas: Empleando el alfeizar o vierteaguas.Puentes: Realizados con dovelas de diferentes tipos.Los puentes ayudan a los vehculos y peatones a evitar obstculos. Los puentes pueden atravesar ros, barrancos o caminos, y a menudo acortan drsticamente el tiempo de viaje, proporcionando una ruta ms directa. Los puentes son estructuras complejas y deben ser cuidadosamente diseados usando materiales fuertes, de larga duracin, que sean tambin lo suficientemente livianos para su uso prctico. Piedra: La piedra natural es uno de los materiales ms antiguos usados en la construccin de puentes. Es fuerte y capaz de resistir la erosin causada por el viento y el agua. Los materiales como elgranitoy la piedra caliza son naturalmente atractivos y durarn durante siglos con poco o ningn mantenimiento. Al mismo tiempo, la piedra es pesada y tiene altos costos de instalacin. A menudo se utiliza para construir pilares de puentes ysoportes, que permiten que las porciones superiores sean construidas a partir de materiales ms asequibles y ligeros. Cemento: El concreto es popular para todos los tipos de construccin de puentes, debido a su asequibilidad y fuerza. El concreto requiere poco mantenimiento, aunque tiende a ser ms dbil frente al agua salada y la erosin. A pesar de que puede ser fcilmente moldeado y formado, el concreto es a menudo considerado como poco atractivo debido a su acabado mate, gris. Cuando se utiliza en palmos ms largos, el concreto puede ser reforzado con barras de acero o estar sujeto a un tratamiento conocido como "pretensado" para ayudar a aumentar su fuerza.

Cubiertas: Con placas de pizarra, aprovechando su impermeabilidad y capaces de exfoliacin.Materia prima para fabricar otros materiales:Aglomerantes: Llamamos aglomerante a un material que se emplea para unir otros materiales. Los aglomerantes utilizados en la construccin son materiales que, una vez mezclados con agua, tienen la propiedad de endurecerse (fragua), por lo que son muy usados en las obras para formar parte de estructuras, unir materiales cermicos, etc.Cermicos: tejas, azulejos. Estos productos se obtienen a partir de la arcilla ordinaria de color rojizo mate.Cemento: Se fabrica mezclando y triturando arcilla y caliza, cociendo la mezcla. Se le aade un poco de yeso a La mezcla y se obtiene un polvo grisceo, el cemento. Mezclado con agua, se forma una pasta fcil de trabajar que fragua y adquiere gran dureza y resistencia. Se utiliza como mortero y aglomerante de otros materiales de construccin, como ladrillos, bloques, pavimentos y tubos.Ladrillo: Laarcillacon la que se elaboran los ladrillos es un material sedimentario de partculas muy pequeas de silicatos hidratados de almina, agua, xido de hierro y magnesio as como de calcio y otros materiales alcalinos.Vidrio: Es un material transparente o translcido de diferentes colores, es impermeable y duro. Resiste bien las condiciones medioambientales y los agentes qumicos. Su tacto es suave pero es frgil. Es un buen aislante trmico, elctrico y acstico. Se obtiene a partir de una mezcla de arena de cuarzo, sosa y cal fundida a muy alta temperatura. Con esto se obtiene una pasta a la que se le aplican diversas tcnicas de conformacin.Hormign: Es una mezcla de grava, arena, agua y cemento, que fragua y se endurece. Es muy resistente a la compresin. Su densidad es variable. Se adhiere al hierro, obteniendo as el hormign armado. Se utiliza como aglomerante para la construccin de cimientos estructuras y vigas.

En carreteras y ferrocarriles. Basalto: Para obras de vias frreas. Son las piedras que se colocan en las vas del tren. Terrapln: Es un relleno con tierras cuya seccin transversal tiene forma de trapecio. Eningeniera civilse denominaterraplna latierracon que se rellena unterrenopara levantar su nivel y formar unplanode apoyo adecuado para hacer unaobra.Los terraplenes son estructuras construidas siguiendo un diseo previamente elaborado, en sitios definidos, con suelos seleccionados y utilizando mtodos y recursos determinados. Pedrapln: Es un relleno con piedras cuya seccin transversal tiene forma de trapecio. Se suelen usar fragmento de rocas procedentes de alguna excavacin cercana o del mismo proyecto. Las formas de las rocas que se utilicen deben ser adecuadas. El contenido de rocas con forma inadecuada no puede sobrepasar, salvo que se diga lo contrario, el 30% del relleno. Bases y subbases de firmes: Empleando ridos en capa granulares y en capas formadas con materiales tratados con cemento como el suelo-cemento y la grava-cemento. De acuerdo con el criterio usado en la actualidad se tiene que para carreteras con un trnsito menor a 1000 vehculos pesados, se recomienda que el espesor de la bases sea de 12 cm. Y cuando el trnsito sea mayor, se recomienda que el espesor mnimo sea de 15cm. Para las sub-bases la SCT recomienda un espesor mnimo de 10 cm.En pavimentos: Se emplea la piedra en grandes losas, peldaos, bordillos y adoquines de grandes luces y alturas, siendo el granito y la pizarra sus mejores ejemplos por lo primitivo de su uso. Obras hidrulicas: En la construccin de las grandes obras pblicas como las presas de materiales sueltos, se emplean ncleos a base de materiales impermeabilizantes como las arcillas y espaldones a base de tierras y gravas de diferentes tipos y tamaos. Los bloques y grandes cantos rodados naturales son empleados en la confeccin de gaviones, que son elementos de contencin para contener riadas (crecidas de agua). Muros de tierra armada: Son capas de tierra, sobre las que se colocan armaduras o flejes de acero o de polister reforzado con fibra de vidrio y todo el conjunto se coloca entre unos paneles de hormign.

Entrevista sobre aplicacin de las rocas en ingeniera civilPAVIMENTACIN CALLE ALFONSO UGARTE MERCADO MODELO (Jos Luis Bustamante-maestro de obra encargado)En la pavimentacin la piedra over (piedra de base) se utiliza para los terrenos donde hay presencia de pantano o lodo (como en la obra de pavimentacin de la calle Alfonzo Ugarte). En este tipo de terrenos, se rellena con una capa de 20 a 30 cm de espesor, y dicho suelo se compacta con el rodillo (depende tambin del comportamiento del suelo, es decir, si se zambulle toda la piedra, se agrega ms cantidad para que se compacte por completo).Adems de la capa compacta de over, que ciertamente le da estabilidad, tambin se agrega otra capa de afirmado hmedo extrado de las canteras. Estos materiales se utilizan para la pavimentacin de las calles de una ciudad.

INMOBILIARIA CELLERINI Av. LIBERTAD (Ing. Carlos Baca)La roca pude ser utilizada para las diferentes actividades de ingeniera civil por ejemplo: en obras hidrulicas (Canales y puentes), en edificaciones (cimientos, y piedra chancada en columnas y techos), pavimentos (carreteras, trochas y pistas). Por ejemplo: Puente de reque: Utilizacin de la roca: Se utiliza la roca para reforzar los costados del talud y adems de proteccin. Reforzamiento en los puentes, debajo de los pilares para que la corriente del agua no pueda golpear la columna y destruirla. Rocas gneas, sedimentarias y rocas volcnicas que hay en Arequipa pero no en Lambayeque, en este departamento las rocas se extraen rocas desde los lechos de los ros. Proceso de las rocas chancadas: Son las rocas que caen del lecho del ro o del cerro por medio de la dinamita, son recogidas y trasladas por medio de volquetes y lo llevan a un chancadora (camino a Ferreafe). La chancadora es un plato rectangular, donde se pone las piedras. La chancadora pasee mallas donde separa a la piedra de medio, la piedra tres cuartos, la piedra de una pulgada, etc. Usos de la piedra en una edificacin: Para la cimentacin, bases, sobre base: Piedras de 4 plg de dimetro. Para columnas, vigas, techos, placas de ascensores: Piedra chancada.BibliografaBeach, E. (s.f.). Acerca de nosotros: eHow espaol. Recuperado el 21 de Marzo de 2014, de sitio web de eHow espaol: http://www.ehowenespanol.com/cuales-son-materiales-mas-comunmente-utilizados-construccion-puentes-sobre_177739/Crespo, S. (2004). Materiales de construccion para edificacion y obra civil. Editorial club Universitarios.Duda, w. (2001). Cemento manual tecnolgico. Mexico D.F: Editores tecnicos asociados S.A.Gonzales, L. (2002). Ingenieria Geolgica. Madrid: Pearson eduacin.Puig, J. (1984). Geologia aplicada a la ingenieria civil y fotointerpretacion. Mexico: Editorial limusa.