CURSO: TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES

DOCENTE: ING FERNANDO GARNICA CUBA

TEMA: MATERIALES PETREOSALUMNO: DIEGO LEANDRO ALEGRE POLANCO

AREQUIPA-PERU

2014

MATERIALES PETREOS

Los materiales ptreos del latn petreus son lo que tienen origen de la roca de una piedra o de un peasco mayormente se encuentran en formas de bloques losetas o fragmentos de distintos tamaos principalmente de la naturaleza, de igual manera existen los procesados los cuales son fabricados por el hombreNaturales: localizados en yacimientos naturales

Artificiales: macizos rocosos para lograr obtener se utiliza materiales detonantes

PIEDRAS NATURALESLaPiedra se ha utilizado como Material de Construccin desde la era prehistrica. La utilizacin de la piedra natural en construcciones es tradicional en sitios donde la presencia de piedra es abundante debido a su durabilidad. Las condiciones que se tienen en cuenta a la hora de seleccionar como material estructural son el coste, diseo, valor ornamental y durabilidad.

La piedra ha perdido importancia debido al Cemento y Acero ya que la construccin con piedra requiere mucho ms tiempo de ejecucin. Sin embargo se puede ver su presencia y se debera de utilizar en pases empobrecidos por su altsima calidad. En la India se utiliza como Solados, y como Muros o paredes de edificios, etc..

La utilizacin de la piedra depende de la naturaleza del trabajo, tipo de estructura en la cual se va a utilizar, disponibilidad y coste del transporte. Como material estructural las piedras ms utilizables son: el granito, gneis, arenisca, caliza, mrmol, cuarcita y pizarra.

Se pueden distinguir diferentes aplicaciones como:

Cimentaciones y Paredes: Piedras de canteras, partidas y cortados mediante sierras se utilizan para construir estructuras subterrneas de los edificios. Las piedras partidas y cortadas como la calizas, areniscas, dolomitas y volcnicos se utilizan para paredes, pilares, etc.

Fachadas y Elementos Arquitectnicos: piedras de fcil pulido y agradable textura.

Elementos de Edificios: escaleras, descansillos, parapetos, etc. son fabricados de granito, mrmol, caliza etc. Las losas y piedras para los dinteles de puertas y ventanas, cornisas son hechos con las mismas losas que la fachada.

Estructuras Subterrneas y Puentes: se construyen con rocas de ignicin y sedimentacin. Tneles y partes inferiores de los puentes se construyen con granito, diorita, garbo y basalto. Las piedras vistas y de fachada para tneles y puentes son hechas con piedras con surcos y acabados onduladas.

ROCAS IGNEAS

Las rocas gneas se forman por el enfriamiento y la solidificacin de materia rocosa fundida, el magma. Segn las condiciones bajo las que el magma se enfre, las rocas que resultan pueden tener granulado grueso o fino.

Las rocas gneas se subdividen en dos grandes grupos:

Las rocas plutnicas o intrusivas fueron formadas a partir de un enfriamiento lento y en profundidad del magma. Las rocas se enfriaron muy despacio, permitiendo as el crecimiento de grandes cristales de minerales puros.

Las rocas volcnicas o extrusivas, se forman por el enfriamiento rpido y en superficie, o cerca de ella, del magma. Se formaron al ascender magma fundido desde las profundidades llenando grietas prximas a la superficie, o al emerger magma a travs de los volcanes. El enfriamiento y la solidificacin posteriores fueron muy rpidas, dando como resultado la formacin de minerales con grano fino o de rocas parecidas al vidrio. Ejemplos: basalto y riolita.

Existe una correspondencia mineralgica entre las rocas plutnicas y volcnicas, de forma que la riolita y el granito tienen la misma composicin, as como el gabro y el basalto. Sin embargo, la textura y el aspecto de las rocas plutnicas y volcnicas son diferentes. Las rocas gneas, compuestas casi en su totalidad por silicatos, pueden clasificarse segn su contenido de slice. Las principales categoras son cidas o bsicas. En el extremo de las rocas cidas o silceas estn el granito y la riolita, mientras que entre las bsicas se encuentran el gabro y el basalto. Son de tipo intermedio las dioritas y andesitas. El vidrio volcnico se llama obsidiana. Tiene color oscuro y un brillo vtreo caracterstico. Los magmas tambin pueden cristalizar en el interior de grietas o fracturas en las que las presiones y temperaturas no son tan elevadas como las que soportan las rocas plutnicas durante su formacin, ni tan bajas como las de las rocas volcnicas. En este caso las rocas resultantes se denominan ROCAS FILONIANAS.Se llaman prfidos a las rocas que presentan grandes cristales de un mineral envueltos en una "pasta" de pequeos cristales de otros minerales. Las pegmatitas se reconocen fcilmente por presentar grandes cristales de cuarzo, feldespatos y micas.

ROCAS IGNEAS EXTRUSIVAS

ORIGEN:

PIROCLASTOS fragmento solido de mineral volcnico expulsado por una columna eruptiva fragmentos de roca gnea volcnica solidificada

LAVA es el magma que durante el periodo de ascenso a travs de la corteza terrestre alcanza a la superficie

ROCAS PIROCLASTICAS como su nombre lo indica es la combinacin de rocas con el piroclasto un ejemplo seria la ceniza o las ignimbritasCLASIFICACION TEXTURAL DE LOS PIROCLASTOS CENIZAS Partculas de menos de 2mm de dimetro. Pueden ser microscpicas. LAPILLIS Trmino de origen italiano, plural, (el singular sera lapillo). Se trata de fragmentos de entre 2 y 64 mm. BOMBAS Fragmentos de ms de 64 mm de dimetro. BLOQUES

ROCAS SEDIMENTARIASLas rocas originadas a partir de la consolidacin de fragmentos de otras rocas, de restos de plantas y animales o de precipitados qumicos, se denominan ROCAS SEDIMENTARIAS.

ROCAS SEDIMENTARIAS DETRTICAS son las formadas a partir de la sedimentacin de trozos de otras rocas despus de una fase de transporte. La clasificacin de estas rocas se basa en los tamaos de los trozos que las componen. Las constituidas por trozos de tamao grande son los conglomerados, las areniscas poseen granos de tamao intermedio y los limos y arcillas poseen trozos muy pequeos.

ROCAS SEDIMENTARIASQUMICAS Y ORGNICAS son las formadas a partir de la precipitacin de determinados compuestos qumicos en soluciones acuosas o bien por acumulacin de substancias de origen orgnico. Un tipo muy comn es la roca caliza, formada en su mayor parte por restos de organismos como corales, algas, etc. aunque tambin puede originarse por precipitacin de cementos calcreos. Las tobas calcreas son rocas muy porosas y con abundantes restos vegetales que se originan en los ros cuando el carbonato de calcio precipita sobre la vegetacin.

Los carbones y petrleos son rocas sedimentarias orgnicas originadas a partir de la acumulacin de restos de materia orgnica. Poseen un enorme inters econmico.

ROCA METAMORFICA

Cualquier roca cuando se somete a intensas presiones y temperaturas sufre cambios en sus minerales y se transforma en un nuevo tipo que llamamos ROCA METAMRFICA.

El proceso metamrfico se realiza en estado slido, es decir las transformaciones se producen sin que la roca llegue a fundirse. La mayora de las rocas metamrficas se caracterizan por un aplastamiento general de sus minerales que hace que se presenten alineados. Esta estructura caracterstica que denominamos foliacin se ve muy bien en rocas como las pizarras, los esquistos y los gneises.

Las pizarras son arcillas metamorfizadas. Presentan foliacin muy recta, paralela y prxima. Generalmente son oscuras y con frecuencia contienen fsiles.

Los esquistos son rocas que han sufrido un metamorfismo ms intenso. Presentan foliacin algo deformada y los fsiles que pudiera haber en la roca original desaparecen durante el proceso metamrfico.

El Gneis es una roca que ha sufrido un metamorfismo muy intenso. Sus principales minerales son el cuarzo, los feldespatos y las micas (como el granito) pero se presentan orientados en bandas claras y oscuras.

Otras rocas metamrficas muy comunes son:

El mrmol: se trata de rocas carbonatadas (como las calizas) que han sufrido metamorfismo y presentan un aspecto cristalino caracterstico.

La cuarcita: son areniscas ricas en cuarzo metamorfizadas.

El metamorfismo puede ocurrir en diferentes ambientes terrestres, por ejemplo a ciertas profundidades las rocas sufren cambios debidos al peso de los materiales que hay por encima y a las grandes temperaturas. Tambin se produce metamorfismo en los bordes de las placas tectnicas debido fundamentalmente a las grandes presiones que actan y tambin en los alrededores de los magmas gracias a las grandes temperaturas reinantes.

CARACTERSTICAS DE LA BUENA PIEDRA PARA CONSTRUIRPara la adecuada utilizacin de la piedra se han de conocer algunas de sus Propiedades Bsicas tales como: la apariencia, estructuras, resistencia, peso, dureza, tenacidad, porosidad y absorcin (un parmetro de gran influencia en la durabilidad), erosin, trabajabilidad, Resistencia al fuego, densidad, conductividad trmica.

Caractersticas de la buena piedra para construir Las propiedades que han de tener las piedras son:

Apariencia: para trabajos de fachada (piedra vista), debe de tener una textura adecuada y compacta. El color claro es ms adecuado ya que es ms durable.

Estructura: La piedra partida no debe tener un color apagado y debe tener una textura libre de cavidades, fisuras, y libre de material blando. Las estratificaciones no han de ser visibles a la vista.

Resistencia: La piedra ha de ser fuerte y durable a la resistencia a la accin de desintegracin del tiempo. La resistencia a la compresin de las piedras de los edificios, en la prctica oscila entre 60 y 200 N/m2.

Peso: Es el indicativo de la porosidad y densidad. Para la estabilidad de una estructura como un dique, represa, etc... Se requieren piedras ms densas, sin embargo para la construccin de cpulas, arcos, etc... Se necesitan menos densas.

Dureza: Esta propiedad es muy importante para suelos, pavimentos, carril (pista) de puentes, etc. Se determina por la escala de Mosh.

Tenacidad: La resistencia al impacto que tiene la piedra.

Porosidad y absorcin: La porosidad depende de la componente mineral, tiempo de enfriamiento y forma estructural. Una piedra porosa se desintegra o de producen fisuras internas al congelarse el agua que tiene absorbida debido al aumento del volumen.

La capacidad de absorcin mxima admitida para algunas piedras est definidas en la siguiente tabla,Absorcin de Agua por Volumen a 24 Horas Sumergida

NmeroTipo de PiedraAbsorcin de Agua (%)

1Arenisca10

2Caliza10

3Granito1

4Trap6

5Esquisto10

6Gneis1

7Pizarra1

8Cuarcita3

Erosin: La resistencia a la erosin a causas naturales debe ser alta.

Trabajabilidad: Ha de ser econmicamente viable a cortar, darle la forma y tamao adecuado.

Resistencia al fuego: Las piedras han de estar libre de carbonato clcico, xidos de hierro, y minerales con coeficiente de expansin trmica. Las rocas de ignicin presentan desintegracin debido al cuarzo el cual se desintegra en pequeas partculas a temperaturas de 575 C. La caliza, sin embargo, puede resistir temperaturas un poco ms elevabas: alrededor de 800 C se desintegra.

Densidad: la densidad de todas las piedras es de 2.3 a 2.5 Kg/dm3.

Movimiento trmico: pueden causar problemas por ejemplo en uniones cuando aparece la lluvia. El mrmol tiene variaciones cuando est expuesto al calor se expande, al enfriarse no vuelve al estado inicial.

Entre los ensayos se podran destacar la densidad, absorcin de agua, resistencia a la heladas, resistencia al ambiente (podra ser cida), determinacin de la cristalizacin y la resistencia a compresin que se debern de determinar para evitar el deterioro de la piedra y ampliar su durabilidad.DETERIORO Y DURABILIDAD DETERIORO DE LA PIEDRALluvia: La lluvia afecta tanto fsicamente como qumicamente a la piedra. La accin fsica es debido a la erosin y capacidad de transporte de la descomposicin, oxidacin e hidratacin de los minerales presentes en la piedra.

Heladas: el agua interna de las piedras se congela y al expandirse produce fisuracin.

Viento: El arrastre de partculas slidas produce abrasin.

Cambio de Temperaturas: Si las rocas estn producidas con minerales de diferentes coeficientes lineales de expansin, puede ocurrir un deterioro.

Vegetales: los materiales orgnicos e inorgnicos en contacto con humedad o agua de lluvia puede producir el comienzo de un proceso bacteriolgico, lo que produce una descomposicin.

Descomposicin Mutua: la utilizacin de diferentes tipos de piedras a la vez, produce la descomposicin mutua. Por ejemplo, la arenisca de utiliza bajo la caliza, el agua de lluvia que cae sobre la caliza es arrastrado a la arenisca y se descompone.

Agentes Qumicos: hongos, cidos, hongos cidos en la atmsfera deterioran la piedra. Las piedras compuestas de CaCO3, MgCO3 son afectadas negativamente.

Lichens: Destruye la piedra caliza, sin embargo protege el resto de las piedras.

DURABILIDAD DE LA PIEDRA.Piedras con capacidad muy alta de absorcin de agua no deben utilizarse, o estar expuestas a ambientes de hielo-deshielo. La piedra porosa es menos durable que la piedra densa. Las piedras con poros tortuosos son ms perjudiciales que los que tienen la misma porosidad pero con los poros rectos.

La pirita, magnetita y el xido de hierro carbonatado causan decoloracin de las piedras en las cuales estn presentes.PRESERVACIN DE LA PIEDRALa piedra se debe de trabajar en seco con la ayuda de un soplete, y entonces se le aplica en la superficie un revestimiento de parafina, aceite, pintura clara, etc. Este revestimiento es temporal y no permanente.

La estructura de piedra para mantenerlo en condiciones se ha de limpiar. La mejor manera para preservar la piedra es limpiar con una suave solucin de silicato sdico o potsico y una vez seco se aplica la solucin CaCl2. A estas dos soluciones se le llama lquido de Szerelmy. La solucin de silicato de calcio forma una insoluble capa que protege la piedra.

SELECCIN DE LA PIEDRALa condicin de eleccin es el coste, diseo, valor ornamental y la durabilidad. En el caso de su eleccin el coste es en general la condicin ms importante. El trabajo que requiere la piedra en tallarlo etc. es ms costoso que el valor de la piedra en s.

Los trabajos que se han de realizar son:

Corte:Se realiza a pie de cantera para evitar bloques excesivamente grandes y de difcil transporte. Con sierras de dientes en las rocas blandas y helicoidales en las duras.

Desbaste:Para dar a las piezas unas dimensiones aproximadas a su perfil definitivo, se procede al desbaste, debido a su irregularidad.

Acabado:consiste en dar a la piedra las medidas exactas y el aspecto exterior deseado antes de su colocacin en obra.

Talla:Le da un aspecto exterior totalmente acabado. Mediante punteros o dosis de pulir.

Es muy importante elegir la piedra sabiendo al ambiente que estar expuesto. Se ha de tener claro la clasificacin de las piedras y sus propiedades.LAS APLICACIONES GENERALES DE LOS MATERIALES PTREOSAdoptan la denominacin del tipo de pieza utilizada en su realizacin.

Dividimos esta aplicacin en cuatro tipos distintos, segn la funcin a cumplir en una obra:

Fbricas (elementos que aguantan cargas)

Pavimentos (sueles tanto interiores como exteriores)

Cubiertas

Aplacados (revestimientos verticales en paramentos exteriores, cuya misin es de proteccin a los agentes atmosfricos).

FBRICAS DE PIEDRALas fbricas de piedra, son los elementos constructivos realizados con piezas aparejadas en seco o con mortero y que resisten mecnicamente a Compresin (Muros, pilares, arcos, bvedas,...) Se realizan con Piedra, Ladrillos, bloques... limitndonos en este apartado al estudio de la piedra, actualmente en desuso, pero de importancia fundamental en las historia de la construccin

Morfologa. Existen tres tipos bsicos de piezas para fbricas segn el grado de labra y tamao:

Mampuesto: Piedra sin labra y labrada de forma tosca solo a una cara y manejable a mano. Se utiliza para la realizacin de muros procurando que encajen entre ellos o rellenando los huecos con piedra pequea o ripios.

Sillarejo: Son piedras labradas a esquina viva, de forma ms o menos paraleleppedo, regularmente trabajadas y manejables a mano. Se disponen en obra en aparejos de igual altura.

Piedras muy trabajadas, normalmente de forma paraleleppedo aunque pueden adoptar otras muy diversas segn su disposicin en obra (cilndrica, hexagonal,...) Su manejo no puede realizarse a mano debiendo utilizarse medios mecnicos como gras para su manipulacin y colocacin.

Su cara vista se llama paramento, las laterales juntas, el superior sobrelecho y el inferior lecho. Su volumen es variable pero superior a los 50 dm3 y sus dimensiones a los 40 cm en dos de ellas como mnimo.

Exigencias

Fsicas: Cierta dureza pero fcil labra, adherencia amorteros, no ser heladizas.

Mecnicas: Resistir a compresin superior a 500 Kg / cm 2

Qumicas: Resistir agentes atmosfricos.

Materiales

Calizas y tobas compactas: Dan buena labra y resistencia mecnica. Dbiles qumicamente

Areniscas: Buena adherencia al mortero. Las de alta porosidad son heladizas. Buena labra.

Silceas: Gran resistencia qumica. Duras y poco adherentes a morteros.