MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Son las materias primas o con más frecuencia son productos manufacturados, empleado en la construcción de edificios u obras de ingeniería civil.

Orígenes

Los tipos de materiales usados en la construcción son: Naturales Materias Primas Elaborados Materiales de Construcción

Los primeros materiales empleados por el hombre fueron el barro, la piedra, y fibras vegetales como madera o paja.

Los primeros "materiales manufacturados" por el hombre probablemente hayan sido los ladrillos de barro, que se remontan hasta el 13.000 a. C, mientras que los primeros ladrillos de arcilla cocida que se conocen datan del 4.000 a. C.

Características

Los materiales de construcción se emplean en grandes cantidades, por lo que deben provenir de materias primas abundantes y baratas.

Dentro de las características mas importantes en los materiales de construcción tenemos:

La dureza, La resistencia mecánica, La resistencia al fuego, La facilidad de limpieza.

Propiedades

Entre las distintas propiedades de los materiales se encuentran:DensidadHigroscopicidadCoeficiente de dilataciónConductividad térmicaResistencia mecánicaElasticidadPlasticidad

1.1 Suelos y Rocas

• El Suelo: es el material suelto no consolidado que resulta inicialmente de la alteración meteorológica o de la disgregación física de las rocas.

• El suelo forma la capa superior de la litosfera y habitan en él una infinidad de organismos. En la composición del suelo se distingue un componente vivo (microorganismos, animales y vegetales) y uno no vivo con una fracción orgánica (humus) y una inorgánica o mineral (agua, sales, silicatos, etc.).

Clasificación del Suelo

• Los suelos se dividen en clases según sus características generales. La clasificación se suele basar en la morfología y la composición del suelo, con énfasis en las propiedades que se pueden ver, sentir o medir por ejemplo, la profundidad, el color, la textura, la estructura y la composición química.

Calcificación de Baldwin Thorp y Kellog

Clasificación USDA

Rocas

• Por constituir un material natural, la piedra no precisa para su empleo más que la extracción y la transformación en elementos de forma adecuada.

Cualidades para su empleo

Su estructura, Densidad, Compacidad, Porosidad,

Dureza,Composición,Durabilidad, Resistencia a los

esfuerzos a que estará sometida.

Utilización de las rocas en la Construcción

Como elemento resistente. Como elemento decorativo.Como materia prima para la fabricación de

otros materiales.

Labra de Piedras

• Una vez extraídos los bloques de piedra de las canteras o formaciones de roca en explotación, se procede a darles la forma en que han de ser colocados en la obra. A este trabajo se le da el nombre de labra.

• La labra de la piedra comprende dos trabajos primordiales: El desbaste y La labra propiamente dicha.

1.2 Cerámicos

• Los materiales cerámicos provienen de arcillas sometidas a distintos procesos:Cerámica ordinaria: se utiliza a

temperatura ambiente. Cerámica refractaria: se utiliza a

temperatura elevada. Sus componentes fundamentales son: sílice, alúmina (le da el color y el aspecto determinado) y algunos óxidos metálicos.

Clasificación• Los cerámicos ordinarios se clasifican según su

aspecto en cuatro tipos Cerámicos porosos: poseen arcilla de grano

grueso, ásperos, permeables y absorben la humedad (ladrillos, tejas, etc.).

Cerámicos semicompactos: poseen arcilla de grano fino, poco permeable y no absorben la humedad.

Cerámicos compactos: poseen estructura microcristalina, impermeables (lozas finas, porcelanas), suaves y no absorben humedad.

Cerámicos tenaces: soportan altos esfuerzos y temperaturas elevadas.

Usos Comunes de los cerámicos

Tabiques o Ladrillos

• Fabricado con arcilla cocida, sirve para levantar paredes, muros, tabiques, revestir pozos y cisternas y que entra en otras muchas obras. Suele medir 28 cm. de largo, 14 de ancho y 7 de grueso. El color del ladrillo depende de la proporción de óxido de hierro que contienen las arcillas y de la temperatura de cocción y la calidad se basa en la elección de la tierra.

Tipos de ladrillos

Tejas

• Pieza de barro cocido, de forma acanalada, que se usa para cubrir y resguardar los techos, armaduras o cubiertas de los edificios. Para fabricarlas, cualquiera que sea su clase, se amasa la arcilla formando láminas delgadas que luego prensan y moldean para ser cocidas finalmente, en los hornos o tejares, en un proceso semejante a la fabricación del ladrillo. Se les puede dar un acabado, tornando suave y brillante su superficie. También existen tejas decorativas, con las cuales puede lograrse bonitos efectos artísticos. Las tejas se clasifican en curvas o planas.

Baldosas

• Son ladrillos delgados, pulimentados, finos y duros que sirven para pavimentar patios, aceras y azoteas o recubrir techos. Se fabrican con arcilla más puras y de tratamiento más delicado, a excepción de esto el proceso es igual al ladrillo. Muchas veces se les aplica barniz o esmalte y se deja una cara áspera, con el fin de lograr mejor adherencia con los morteros. Las baldosas de barro cocido, en los siglos X y XI, se adornaban con dibujos geométricos, heráldicos o históricos. Generalmente son cuadradas, rectangulares o hexagonales. Baldosa Vainilla. Baldosa 14 x 28 cm.

1.3 Metales

• Entre los metales más utilizados en la construcción tenemos:AceroCobreZincPlomo AluminioEstaño

AceroAcero al carbono: Más del 90% de todos los

aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre, estos se usan en estructuras en la industria de la construcción.

Aceros de baja aleación ultra resistentes: reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas pueden ser más delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios.

Acero Aceros inoxidables: Los aceros inoxidables contienen

cromo, níquel y otros elementos de aleación, que los mantienen brillantes y resistentes a la herrumbre y oxidación a pesar de la acción de la humedad o de ácidos y gases corrosivos se utiliza para las tuberías y tanques de refinerías de petróleo, cocinas y zonas de preparación de alimentos .

Acero de refuerzo. El acero para reforzar concreto se utiliza en distintas formas; la más común es la barra o varilla que se fabrica tanto de acero laminado en caliente, como de acero trabajado en frío. Los diámetros usuales de barras producidas en México varían de ¼ pulg. a 1 ½ pulg. (algunos productores han fabricado barras corrugadas de 5/16 pulg, 5/33 pulg y 3/16 pulg.) usan diámetros aún mayores.

Cobre

Es un material de color rojizo. Es blando, maleable y tenaz. No se oxida al contacto del aire seco, Tiene muy poca aplicación en la construcción debido a su costo. Su mayor uso es en la mecánica debido a sus propiedades químicas, eléctricas y térmicas. Se emplea en electricidad en la obtención de bobinados pararrayos y cables. Las principales formas comerciales son en tubos y alambres de diferentes diámetros y espesores.

Zinc

• Es de color blanco azulado, de brillo metálico. Es resistente a los agentes atmosféricos al recubrirse con una capa delgada de hidróxido que lo protege de la oxidación. Tiene buena resistencia mecánica, por lo que se podría emplear en construcción como elemento resistente. Sin embargo, su mayor uso esta como elemento protector su aplicación más típica en al construcción es el revestimiento de techos. También se emplea en el revestimiento del hierro y de la madera.

Plomo

• Es un metal de color blanco azulado, pero en contacto con el aire adquiere un color gris al recibiese de una capa de óxido. Es maleable, dúctil, flexible y muy blando, al extremo que es rayado por la uña. . Se utiliza en la fabricación de fusibles eléctricos y tubos.

Aluminio

• Tiene muy buena conductividad tanto eléctrica como térmica. Se emplea por sus buenas propiedades eléctricas en la fabricación de alambres destinadas a construcción eléctrica. El aluminio también se emplea en forma de plancha, en el recubrimiento de techos. Y para fabricar ventanas y puertas.

Estaño

• En construcción el estaño se usa en el descubrimiento de objetos metálicos, principalmente en las plancha de hierro para formar la hojalata. También se utiliza en soldaduras y en formas de tubos, aunque estos resultan de alto costo..

1.4 Madera

• La madera para uso estructural se clasifica de acuerdo con su resistencia a la carga y capacidad de carga tanto en sistemas de entramado como en aplicaciones en la construcción pesada y en usos comerciales y residenciales ligeros. Entre los usos mas destacados de la madera se encuentran las cimbras.

Cimbras

• Cimbras de madera: Son las más comúnmente utilizadas. Pueden ser más o menos utilizadas, según las dimensiones del arco o la bóveda, la forma que estas presentan y la carga que hayan de soportar. Por lo general, las cimbras de madera se componen de dos o más cuchillos, unidos entre sí por medio de correas y un entablado.

• Cimbras para concreto aparente: Para obtener un perfecto acabado de las piezas colocadas con madera pueden seguirse varios procedimientos según el efecto final que se desea obtener.

1.5 Aglomerantes

• Se llaman materiales aglomerantes aquellos materiales que, en estado pastoso y con consistencia variable, tienen la propiedad de poderse moldear, de adherirse fácilmente a otros materiales, de unirlos entre sí, protegerlos, endurecerse y alcanzar resistencias mecánicas considerables.

Clasificación de los Aglomerantes

• Materiales aglomerantes pétreo: pueden ser yeso, cal, magnesia.

• Materiales aglomerantes hidráulicos: como pueden ser el cemento, cal hidráulica, hormigón, baldosa hidráulica.

• Materiales aglomerantes hidrocarbonados: como pueden ser alquitrán, betún, etc.

Yeso

• Es el producto resultante de la deshidratación total o parcial del aljez o piedra pómez. Esta piedra se muele y se lleva a un horno giratorio en cuyo interior se deshidrata, calcina y cristaliza entre 400º y 500º C, con posterioridad el producto obtenido se enfría y se reduce a polvo en molinos de bolas. Este polvo amasado con agua fragua y endurece con extraordinaria rapidez (mortero de yeso).

• Se clasifica en : Yeso gris, negro y blanco.

Cal• Es un producto resultante de la

descomposición de las rocas calizas por la acción del calor. Estas rocas calentadas a mas de 900º C producen o se obtienen el óxido de calcio, conocido con el nombre de cal viva, producto sólido de color blanco. Esta cal viva puesta en contacto con el agua se hidrata (apagado de la cal) con desprendimiento de calor, obteniéndose una pasta blanda que amasada con agua y arena se confecciona el mortero de cal o estupo, muy empleado en enfoscado de exteriores. Esta pasta limada se emplea también en pintado de paredes y techos de edificios y cubiertas.

Cemento• Es el material aglomerante más importante de los empleados en la

construcción. Se presenta en estado de polvo, obtenido por cocción a 1550º C una mezcla de piedra caliza y arcilla, con un porcentaje superior al 22% en contenido de arcilla. Estas piedras, antes de ser trituradas y molidas, se calcinan en hornos especiales, hasta un principio de fusión o vitrificación. La piedra caliza en una proporción del 75% en peso, triturada y desecada, junto a la arcilla en una proporción del 25% se muele y mezcla homogéneamente en molinos giratorios de bolas. El polvo así obtenido es almacenado en silos a la espera de ser introducidos en un horno cilíndrico con el eje ligeramente inclinado, calentado a 1600º C por ignición de carbón pulverizado, donde la mezcla caliza arcilla, sufre sucesivamente un proceso de deshidratación, otro de calcinación y por ultimo el de vitrificación. El producto vitrificado es conducido, a la salida del horno a un molino-refrigerador en el que se obtiene un producto sólido y pétreo conocido con el nombre de clinker, que junto a una pequeña proporción o pequeña cantidad de yeso blanco o escayola es reducido a un polvo muy fino, homogéneo y de tacto muy suave en molinos de bolas giratorias, como es el cemento, que es almacenado en silos para su posterior envasado y transporte.

Concreto• Es un producto aglomerado constituido

por una mezcla de grava, gravilla, arena, cemento y agua. Es la piedra artificial por excelencia, toda vez que su uso en la construcción moderna se ha hecho así imprescindible tanto en cimentaciones como en estructura y forjados. La composición y dosificación del concreto juegan un papel transcendental puesto que de ellos depende las propiedades o características generales (mecánicas o fisico-quimicas) del futuro.

1.6 Vidrio y Plástico

• Los plásticos son materiales que pueden deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de extrusión, moldeo o hilado. Estos se caracterizan por una relación resistencia/densidad alta, unas propiedades buenas para el aislamiento térmico y eléctrico y una excelente resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes. plásticos para la construcción: Geotextil, lamina drenante y plásticos para protección e impermeabilización.

Plásticos• Polietileno: es probablemente el polímero que más se ve en

la vida diaria. Es el plástico más popular del mundo. Una molécula del polietileno no es nada más que una cadena larga de átomos de carbono, con dos átomos de hidrógeno unidos a cada átomo de carbono.

• Polipropileno es uno de esos polímeros versátiles que andan a nuestro alrededor. Cumple una doble tarea, como plástico y como fibra.

• Poliestireno es un plástico económico y resistente. También se presenta en forma de espuma para envoltorio y como aislante. usado para hacer ventanas inastillables,

• PVC (Poli Cloruro de Vinilo): con el cual se hacen los caños, para hacer techos vinílicos. porque resiste dos cosas que se odian mutuamente: fuego y agua.

• Poliuretanos son los polímeros mejor conocidos para hacer espumas

Vidrio

• El vidrio se fabrica a partir de una mezcla compleja de compuestos vitrificantes, como sílice, fundentes, como los álcalis, y estabilizantes, como la cal.

1.7 ImpermeabilizantesLos Impermeabilizantes son sustancias que detienen el agua,

impidiendo su paso. Sus usos van desde cubiertas y muros, hasta las cimentaciones.

• IMPERMEABILIZACIÓN DE MUROS: Cuando las condiciones ambientales y el diseño de las edificaciones someten a riesgos los muros de la misma, los elementos que los conforman, se deben pegar horizontal y verticalmente con mortero húmedo de cemento y arena adicionada de impermeabilizante integral aplicado en la forma y cantidad que estipule la casa fabricante. El costo de este tipo

• IMPERMEABILIZACIÓN DE VIGAS - CANALES, JARDINERAS Y ALEROS DE CONCRETO O LADRILLO

• Estos elementos llevarán como mínimo la siguiente impermeabilización: se humedecerán y pañetarán con mortero de cemento y arena lavada fina en la proporción 1:3 adicionado de impermeabilizante integral en la forma indicada por la casa fabricante

• IMPERMEABILIZACIÓN DE MUROS DE CONTENCIÓN La cara interior de los muros de contención construidos en cualquier clase de material, y los elementos que por contener tierra, recebo, arena, o cualquier otro material, no se encuentran protegidos contra el agua, deben aislarse de posibles humedades con la siguiente especificación mínima: por la mencionada cara se construirá un pañete liso de cemento gris y arena semilavada al cual se le adicionará un impermeabilizante integral, terminando su parte inferior en media caña con pendiente hacia los drenajes.

• IMPERMEABILIZACION DE PLACAS DE BAÑOS, COCINAS, ZONAS DE ROPAS, BALCONES Y TERRAZAS DE ENTREPISOS Todas las placas de entrepiso destinadas a los ambientes descritos y demás zonas sometidas a la acción del agua se impermeabilizarán con dos capas de tela de fibra de vidrio u otro material aceptado por el Interventor, pegadas con el compuesto bituminoso apropiado. Este tratamiento asfáltico se ejecutará una vez la placa haya sido recubierta con mortero de cemento y arena en la proporción 1:4 estableciéndose con esta mezcla las pendientes hacia los sifones o canales que se anoten en los planos correspondientes.

• IMPERMEABILIZACIÓN DE CUBIERTAS EN PLACAS DE CONCRETO Antes de ejecutar estas impermeabilizaciones, las placas deben afinarse y resanar las grietas y desperfectos que se presenten de tal manera que el agua corra libremente hacia los sitios de desagüe con una pendiente mínima del 2%. Es necesario que todos aquellos elementos que perforen las placas o se apoyen en ellas, estén terminados antes de iniciar la impermeabilización. Para cubiertas con pendientes menores al 5% se colocarán tres (3) capas de tela de fibra de vidrio.