Materiales de construccion

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN

Wilson Flores Chacapacha 2015-129004 RESISTENCIA DE MATERIALES Pág. 1

Contenido CAPÍTULO I: PRINCIPALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES DE

CONSTRUCCIÓN 4 TRABAJO DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN EN LA ESTRUCTURA 4

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES.- 4

CLASIFICACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES 4

Estandarización de las Propiedades 5

COMPOSICIÓN QUÍMICA, MINERALÓGICA Y DE FASE DE UN MATERIAL 6

PARÁMETROS DEL ESTADO DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN 6

CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN 7

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN 10

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN 18

1. PROPIEDADES DE DEFORMACIÓN 18

2. RESISTENCIA MECÁNICA 19

DURABILIDAD Y FIABILIDAD 22

CAPÍTULO II: MATERIALES DE ALBAÑILERÍA 24 1. AGLOMERANTES 24

YESO 25

CLASES DE YESO 26

USOS DE LA PASTA DE YESO: 28

CAL 29

APAGADO DE LA CAL 29

EMPLEO DE LA CAL 30

MERCADO DE LA CAL 31

CEMENTO ROMANO 32

PUZOLANAS 33

CEMENTO PORTLAND 33

CLINKER 33

FABRICACIÓN DEL CEMENTO 34

FRAGUA DE LA PASTA DE CEMENTO 35

2. ÁRIDOS 37

ARENAS 37

GRAVA 40

PIEDRA PARTIDA 41

3. MORTEROS Y CONCRETOS 41

4. PRODUCTOS ELABORADOS A BASE DE MORTEROS Y CONCRETOS 49



5. PRODUCTOS CERÁMICOS 54

CAPÍTULO III : MADERAS 62 1. CARACTERÍSTICAS DE LA MADERA 62

PROPIEDADES QUÍMICAS DE LA MADERA 63

PROPIEDADES FÍSICAS DE LA MADERA 64

PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DE LA MADERA 66

2. EXPLOTACIÓN Y MANUFACTURA 67

DESTRUCCIÓN DE LA MADERA 70

Métodos de preservación 71

MADERAS USADAS EN INGENIERÍA 73

CAPÍTULO IV : METALES 76 1.METALES FERROSOS 76

MANUFACTURA DEL ACERO 81

SOLDADURA DEL HIERRO O DEL ACERO 87

OXIDACIÓN DE HIERROS Y ACEROS 89

Resistencia a la tensión 94

ACEROS DE ALEACIÓN 95

CHAPAS 96

ALAMBRES Y CABLES 98

2. METALES NO FERROSOS 100

PLOMO 101

ESTAÑO 104

ALUMINIO 104

3. ALEACIONES 105

latones 105

BRONCES 106

ALEACIONES DE ALUMINIO 107

METALES BLANCOS 108

CAPÍTULO V : MATERIALES DIVERSOS 109 VIDRIO DE CONSTRUCCIÓN 109

Clases de vidrios 110

Uso: Ventanas, mamparas 110 ASBESTO CEMENTO 113

ETERNIT (Lima , 1942) 113

MATERIALES PARA REVESTIMIENTO Y AISLAMIENTO 114

ASFALTOS Y ALQUITRANES 115

ALQUITRÁN 117



PLÁSTICOS 118

POLÍMEROS ELABORADOS POR POLIMERIZACIÓN 118

POLÍMEROS ELABORADOS POR POLICONDENSACIÓN 119

CAUCHOS Y GOMAS 120

MATERIALES PARA PISOS 122

MATERIALES HIDRÓFUGOS, DE CUBIERTA Y DE HERMETIZACIÓN 123

PINTURAS ACEITES Y BARNICES 124

PINTURA 124



CAPÍTULO I: PRINCIPALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

TRABAJO DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN EN LA ESTRUCTURA

Toda estructura está solicitada por cargas y se somete a la acción del medio ambiente.

Las cargas provocan en el material deformaciones y tensiones internas; por lo tanto es necesario

conocer las propiedades mecánicas del material (resistencia mecánica).

El medio ambiente tiene influencia física y química mediante:

- Aire, vapores y gases.

- Agua y de las sustancias disueltas en ella.

- Variación de temperatura y humedad.

- Acción conjunta del agua y del frío durante la congelación y descongelación repetidas, por

ello los materiales deben poseer estabilidad.

CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES.- Partiendo de las condiciones en que trabaja el material y

ateniéndose a su uso:

1er. Grupo: Materiales de tipo universal, aptos para las estructuras portantes.

1. Materiales de piedra naturales.

2. Materiales de piedra artificiales:

A base de aglomerantes sin cocción (morteros concretos)

Obtenidos por tostación de materia prima mineral (materiales de cerámica, vidrio, sitales)

3. Metales (acero, fundición, aluminio, aleaciones)

4. Plásticos de construcción (plástico de fibra de vidrio, etc.)

5. Madera

2do Grupo: Materiales de destino especial, para proteger las estructuras contra las influencias dañinas del

medio ambiente, así como elevar las propiedades operacionales de los edificios y crear confort.

1. De aislamiento térmico

2. Acústicos

3. Hidropermeables, de techado y para hermetizar.

4. Para el acabado.

5. Anticorrosivos.

6. Refractarios.

CLASIFICACIÓN DE LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Las propiedades básicas y especiales de los materiales de construcción se dividen en los siguientes

grupos:

1. Propiedades de Estado y características estructurales.- Definen:

- Propiedades técnicas: composición química, mineral y de fase.

- Características específicas de la masa (densidad y masa volumétrica) y su porosidad.



- Dispersión de los materiales pulverulentos.

2. Propiedades Físicas: propiedades reológicas de los materiales que poseen plasticidad y

viscosidad; propiedades hidrofísicas, físico-térmicas, acústicas, eléctricas que determinan la

actitud del material frente a diferentes procesos físicos, estabilidad contra la corrosión física

(resistencia al frío, a la radiación, al agua)

3. Propiedades Mecánicas: se refieren al comportamiento del material al someterlo a la acción

deformativa y destructiva de cargas mecánicas (resistencia mecánica, dureza, elasticidad,

plasticidad, fragilidad, etc.)

4. Propiedades Químicas: capacidad para las transformaciones químicas y estabilidad contra la

corrosión química.

5. Durabilidad y Seguridad (fiabilidad)

Estandarización de las Propiedades

Las propiedades de los materiales se estiman recurriendo a índices numéricos establecidos mediante

ensayos de acuerdo con los estándares.

Los trabajos de estandarización en escala internacional están a cargo de la ORGANIZACIÓN

INTERNACIONAL DE ESTANDARIZACION ISO (1947), cuyo propósito es el de contribuir al

desarrollo favorable de la estandarización en el mundo entero, a fin de facilitar el intercambio

internacional de mercancías y desarrollar la colaboración mutua en el área de la actividad científica,

técnica y económica.

RELACIÓN ENTRE LA ESTRUCTURA Y LAS PROPIEDADES

El conocimiento de la estructura de un material de construcción es indispensable para conocer sus

propiedades, y en definitiva, para saber donde y como utilizarlo a fin de lograr el mayor efecto técnico

económico.

Niveles de estudio de la estructura:

1. La Macroestructura: La composición que se ve a simple vista. La macro estructura de los

materiales duros puede ser de los siguientes tipos:

a) De Conglomerados artificiales.- Es un grupo que reúne los concretos, una serie de

materiales cerámicos y otros.

b) La Estructura Celular.- Se caracteriza por la presencia de macro poros inherentes a los

concretos alveolares y celulares, así como a los plásticos celulares.

c) La Estructura de poros finos.- Es inherente, por ejemplo, a los materiales cerámicos,

cuya porosidad se obtiene aplicando los procedimientos de íntimo amasado con agua e

introduciendo adiciones que se queman durante la cocción.

d) La Estructura Fibrosa.- Es inherente a la madera, plásticos de fibra de vidrio, artículos

de algodón mineral, etc. Su particularidad consiste en que poseen gran diferencia de la

resistencia, conductibilidad térmica y de otras propiedades a lo largo y a través de las

fibras.

e) La Estructura Estratificada.- Está bien expresada en los materiales en rollo, en chapas



y en placas. En particular, la tienen los plásticos con relleno laminar (plástico basándose

en papel, texolita, etc.)

f) De granos mullidos (pulverulenta)- Son los áridos para el concreto, los materiales

granulares y pulverulentos para el mástique de aislamiento térmico, los rellenos, etc.

2. La Microestructura: La composición que se ve en microscopio óptico.

El micro estructura de las sustancias que integran el material puede ser cristalina o amorfa.

3. La Estructura Interna de las sustancias que integran el material a nivel molecular-iónico:

determina la resistencia mecánica, dureza, el carácter refractario y otras propiedades

importantes del material. Es estudiada recurriendo a los métodos del análisis por rayos X, de

la microscopía electrónica, etc.

COMPOSICIÓN QUÍMICA, MINERALÓGICA Y DE FASE DE UN MATERIAL

a. Composición química: Da una idea de ciertas propiedades del material:

- Resistencia al fuego

- Estabilidad biológica

- Características mecánicas y otras.

La composición química de los aglomerantes inorgánicos (cemento, cal, etc.) y de los

materiales de piedra resulta cómoda expresarla mediante la cantidad de óxidos (en %) que

contienen. Los óxidos básicos y ácidos están vinculados químicamente entre sí y forman

minerales que son los que definen muchas propiedades del material.

b. Composición Mineralógica: Muestra tipos y cantidades de minerales que contiene el

aglomerante ó el material de piedra.

Ejemplo: En el cemento Portland el silicato tricálcico está contenido en un 45-60%; además

al aumentar su cantidad, se acelera el fraguado y aumenta la resistencia mecánica del concreto.

c. La Composición de Fase del material y la transición de fase del agua contenida en sus poros,

ejercen influencia sobre todas las propiedades y el comportamiento del material durante la

explotación. En el material, se pueden destacar las sustancias sólidas que forman las paredes

de los poros, es decir la “carcasa” del material y los poros llenos de aire y agua. Si el agua se

congela, el hielo formado en los poros modificará las propiedades mecánicas y termotecnias

del material. Además, el aumento del volumen del agua que se congela en los poros provoca

tensiones internas capaz de destruir el material durante los ciclos repetidos de congelación y

descongelación

PARÁMETROS DEL ESTADO DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Densidad (kg / m3):

Es la masa de la unidad de volumen de un material absolutamente compacto.



m m : masa del material

Va : Volumen absoluto en estado compacto

Va

Densidad relativa: Cociente entre la densidad del material y la densidad del agua. Es adimensional

Los materiales de construcción son porosos, a excepción de los metales, vidrio, monominerales.

Vn = Va + Vp

Vn : volumen del material poroso en estado natural (es decir junto con los poros encerrados en

él)

Va : volumen de la sustancia sólida

Vp : volumen de los poros

Masa volumétrica (kg/m3)

Es la masa de la unidad de volumen del material en estado natural

; = h ( 1 + Wn)

: masa volumétrica seca

h : masa volumétrica húmeda

Wn : cantidad de agua en el material en fracciones de su masa.

Obs.

- La masa volumétrica de los materiales porosos es siempre menor que su densidad <

Ejm.: concreto ligero.

: (500 a 1,800) kg/m3

: 2,600 kg/m3

- La masa volumétrica de los materiales de construcción oscila entre:

-Plástico poroso de resina de urea – formaldehído = 15 kg/m3

-Acero = 7,850 kg/m3

CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

La estructura de un material poroso se caracteriza:

nv

m



- Por la porosidad general, abierta y cerrada.

- Por la distribución de los poros a tenor de sus radios.

- Por el radio medio de los poros.

- Por la superficie interna específica de los poros.

Porosidad (P): Grado en que el volumen del material resulta ocupado por los poros.

P : porosidad expresada en % del volumen

Obs. : P en los materiales de construcción: de 0 hasta 98 %

Coeficiente de densidad ( K den )

Es el grado en que el volumen del material queda ocupado por la sustancia sólida.

Es decir el material seco puede representarse como constituido por una armazón sólida que garantiza

su resistencia mecánica, y por los poros de aire.

Tabla: Propiedades principales de los materiales de construcción en estado secado al aire

M A T E R I A L

Peso

Específico

(kg/m3)

Masa

Volum.

( kg/m3 )

Porosidad

( %)

Conductividad

Térmica

(W/m 0C)

Concreto pesado 2,600 2,400 10 1.16

Concreto ligero 2,600 1,000 61.5 0.35

Concreto celular 2,600 500 81 0.2

Ladrillo corriente 2,650 1,800 32 0.8

n

P

v

vP

denK 1 denKP

1001P

%)100 ó (



Ladrillo hueco 2,650 1,300 51 0.55

Granito 2,700 2,670 1.4 2.8

Toba volcánica 2,700 1,400 52 0.5

Vidrio de ventana 2,650 2,650 0 0.58

Vidrio celular 2,650 300 88 0.11

Materiales polímeros

Plástico basándose en fibra de vidrio 2,000 2,000 0 0.5

Resina de urea – formaldehído (polímero esponjado)

1,200 15 98 0.03

Madera pino 1,530 500 67 0.17

Madera tabla de fibras 1,500 200 86 0.06

Tabla : Valores relativos de la permeabilidad

(Se adopta permeabilidad del ladrillo = 1)

MATERIAL PERMEAB. AL VAPOR PERMEAB. AL GAS

Ladrillo de arcilla 1 1

Concreto ligero 0.8 0.9

Ladrillo de Trípoli 2.2 4.2

Caliza 0.7 1.2

Concreto de grava 0.25 0.1

Porosidad abierta ( Pa) : Cociente entre el volumen total de todos los poros impregnados por agua y el

volumen del material Vn.

m1 : masa de la muestra en estado seca

m2 : masa de la muestra en estado saturado de agua

o

1

2H

12

n

av

mmP



Porosidad cerrada ( PC ):

Obs.: Un material poroso contiene, por regla general, tanto poros abiertos como cerrados. El aumento de

la porosidad cerrada a costa de la abierta incrementa su durabilidad, sin embargo, en los materiales

y artículos de aislamiento acústico se recurre intencionalmente a la porosidad abierta y a la

perforación que son necesarios para absorber la energía sonora.

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

1. PROPIEDADES HIDROFÍSICAS

Hidroscopicidad : Propiedad de un material poroso capilar de absorber el vapor de agua del aire

húmedo. Es un proceso de absorción y condensación capilar de la humedad de la atmósfera.

La humedad de los materiales de construcción porosos, incluso después de mantenerlos un tiempo

prolongado al aire, es bastante grande Ejm.:

La humedad de la madera secada al aire: 12-18 %

La humedad en los materiales para paredes: 5–7 % de la masa.

Aspiración capilar del agua por el material poroso, sucede cuando una parte de la estructura

esta sumergida en el agua. Así, el agua freática puede subir por los capilares y humedecer la

parte inferior de la pared de un edificio. Para evitar la humedad en el local se recurre a una

capa de hidrófugo que separa la parte del cimiento de la pared respecto a su parte superficial.

La aspiración capilar se caracteriza por:

La altura de elevación del agua en el material

La cantidad de agua absorbida

La intensidad de succión

La altura h de elevación del líquido en el capilar:

Obs.:

)Jouren de F. ( g r

cos 2

h

libre caida den aceleració : g

iquido l del densidad :

capilar del radio :r

contacto de ángulo :

lsuperficia tensión :

PPPc a



a) Los poros en el concreto y en otros materiales tienen forma irregular y sección

transversal variable, por eso la fórmula expuesta es válida solo para un examen

cualitativo del fenómeno.

b) La altura de aspiración del agua se determina utilizando el método de “Átomos

marcados”, ó bien ateniéndose a la variación de la conductibilidad eléctrica del

material.

El volumen del agua absorbido por el material debido a la aspiración capilar durante

el tiempo “ t ” en la etapa inicial se ciñe a la ley parabólica:

La disminución de la intensidad de aspiración ( valor de k), expresa el mejoramiento

de la estructura del material ( por ejemplo, del concreto) y el aumento de la resistencia

al frío.

Obs.:

La hidroscopia, comúnmente es menor que la porosidad. Ejm. : caso del concreto ligero:

Porosidad : 50 – 60 %

Hidroscopia : 20 - 30 % del volumen.

La hidroscopía puede relacionarse con el volumen y con la masa:

Hidroscopía volumétrica Wv (%) es el grado en que el volumen del material se llena por

el agua:

Hidroscopia másica Wm (%): Se determina por la relación a la masa del material

seco.

Dividiendo m.a.m., se obtiene en % :

WV = Wm = Referida a la densidad del agua (adimensional).

La hidroscopía de los diferentes materiales oscila dentro de amplios limites:

Granito : 0.02 - 0.7 %

aspiración de cte. :k k t v2

100 v

mmW

n

s aV

gr.en seco estadoen material del muestra la de masa :

gr.en agua de saturada material del muestra la de masa :

mm

s

a

100 m

m

mW

s

s a

m



Concreto pesado compactado : 2 - 4 %

Ladrillo : 8 - 15 %

Materiales porosos para Aislamiento térmico : 100 % →

La hidroscopía másica de los materiales muy porosos puede ser mayor que la porosidad;

pero la hidroscopía volumétrica jamás lo sobrepasará.

La hidroscopia se utiliza para evaluar la estructura del material, introduciendo para ello el coeficiente de saturación de los poros por el agua ks.

Wv : hidroscopía volumétrica

P : porosidad

ks = varia entre 0 y 1:

ks = 0: Todos los poros en el material están cerrados.

ks = 1: Todos los poros en el material están abiertos.

La disminución de ks (para una misma porosidad) evidencia sobre la reducción de la

porosidad abierta, lo que se refleja, generalmente, en el aumento de la resistencia al frío.

La hidroscopía influye negativamente sobre las principales propiedades del material:

Aumenta la masa volumétrica

El material se hincha

Crece su conductibilidad térmica

Decrece la resistencia mecánica

Decrece la resistencia al frío.

Coeficiente de Reblandecimiento ( kr) Caracteriza la resistencia al agua del material.

Ra : resistencia mecánica del material saturado de agua

Rs : resistencia mecánica del material seco

kr varia de 0 á 1:

kr = 0 : arcillas empapadas de agua

kr = 1 : metales

Obs.: Los materiales de piedra naturales y artificiales no se utilizan en las estructuras de

construcción que se hallan sumergidas en agua, sí kr = < 0.8

Permeabilidad : Propiedad del material de hacer pasar el agua bajo presión, y está determinada por

el coeficiente de filtración kf.

p

wk

vs

R

Rk

S

ar



S : área del muro a través del cual penetra el agua (m2)

a : espesor del muro (m) t : tiempo que demora la penetración (h)

(P1 - P2) : diferencia de presión hidrostática en las paredes del muro (metros de columna de

agua)

kf tiene la dimensión de velocidad.

Sí S =1 m2 ; a = 1 m ; t = 1 h ; P1 - P2 = 1 m col. de agua, entonces kf = Va

Contra la permeabilidad se lucha al edificar obras hidrotécnicas, tanques, colectores, al elevar

muros de sótanos. Se procura emplear materiales bastante densos con poros cerrados, colocar

capas hidrófugas, pantallas.

Permeabilidad a Gases y Vapores

Cuando cerca de las superficies de una protección surge cierta diferencia de presión del gas, ocurre

su desplazamiento a través de los poros y las fisuras del material.

a

P t skV

g

p t s

va

p

gk

t)PP (

k

2 - 1

avaf

S

gas al dadpermeabili de ecoeficient :

muro del caras lasen presiones de diferencia : p

pasando estuvo que tiempo: t

muro delespesor : a

muro del área : s

pasado ha que gas del masa :

gk

v



Obs. :

a) El material para paredes debe poseer cierta permeabilidad; entonces la pared “respirará”, es decir, a través de las paredes exteriores se realizará la ventilación natural. Esto es importante en edificios para viviendas que carecen de acondicionamiento del aire. Es por eso que las paredes de los edificios para viviendas, hospitales, etc., no se acaban con materiales que retienen el vapor de agua.

b) En el caso de las paredes y recubrimientos de edificios industriales húmedos, deberán protegerse en la parte interior contra la penetración del vapor de agua.

c) En la temporada de invierno, dentro de los locales con calefacción (fábricas textiles, empresas municipales, vaquerías, pocilgas, etc.), en 1 m3 de aire hay mucho mas vapor de agua que en el exterior, por eso el vapor tiende a pasar a través de la pared o del recubrimiento. Penetrando a la parte fría del revestimiento, el vapor se condensa, aumentando básicamente la humedad en esos lugares. Se crean condiciones favorables para la destrucción rápida del material (concreto ligero, ladrillo), de la estructura exterior que protege contra la acción de la helada.

d) Los materiales impermeables al vapor deben colocarse en aquel lado de la protección donde el contenido de vapor de agua en el aire es mayor.

e) En una serie de casos tales como tanques para almacenar gases, es necesaria una impermeabilidad al gas prácticamente completa, así mismo en obras especiales como los refugios antigás, donde el espacio interior debe protegerse contra la penetración del aire contaminado.

f) La permeabilidad a vapores y gases depende, en sumo grado, de la estructura del material ( de su masa volumétrica y porosidad)

Deformaciones por humedad

Los materiales porosos orgánicos é inorgánicos (concreto, madera, etc.), varían su volumen y

sus dimensiones al cambiar la humedad.

Contracción: Reducción de las dimensiones del material al secarlo. Se provoca la disminución del

espesor de las capas de agua que rodean las partículas del material, y por la acción de las fuerzas

internas capilares que tratan de acercar las partículas del material.

Hinchamiento : Sucede al impregnar el material con agua. Las moléculas polares del agua,

penetrando en el espacio entre las partículas ò fibras que componen el material, las ensanchan,

engrosando con esto las capas hidratadas alrededor de las partículas, haciendo desaparecer los

meniscos interiores y junto con ellas las fuerzas capilares.



La alternación del secado y mojado de un material poroso, hecho que sucede ha menudo en la

práctica, va acompañada de las deformaciones alternativas de la contracción y el hinchamiento.

Semejantes influencias cíclicas repetidas multitud de veces provocan con frecuencia la aparición de

grietas que aceleran la destrucción. En condiciones similares se halla el concreto en el pavimento y

en las partes exteriores de las obras hidrotécnicas.

Obs.:

a) Los materiales con alto contenido de poros (madera, concretos celulares) que son capaces de absorber mucha agua, se caracterizan por gran contracción:

TIPO DE MATERIAL CONTRACCION

(mm./ m)

Madera (de través a la fibra) 30 – 100

Concreto celular 1 – 3

Mortero para construcción 0.50 – 1

Ladrillo de arcilla 0.03 – 0.1

Concreto pesado 0.30 – 0.7

Granito 0.02 – 0.06

b) La contracción aparece y crece cuando del material se elimina el agua que se encuentra en las capas hidratadas de las partículas y en los poros menudos. La evaporación del agua apartir de los poros grandes no conduce al acercamiento de las partículas del material y no provoca prácticamente cambios volumétricos.

Resistencia al frío : Propiedad de un material saturado de agua que se opone a la congelación y la

descongelación alternadas.

En la URSS. : La marca de la resistencia al frío se fija en el proyecto, considerando el tipo de

estructuras, las condiciones de su explotación y climáticas; se tiene:

MATERIAL ESTRUCTURA R frió (kg / cm2)

Concretos ligeros, ladrillo, piedras cerámicas para

las paredes exteriores de los edificios. 150 , 250 , 350

Concreto para puentes y carreteras 500 , 1000 , 2000



(b)

- 10 C4

(a)

+ 20 C 2

Res

ist.

Mec

. R %

3

0

Ciclos de Congelac. y Descongel.

50 100 150 200

1

(c)

50

100R

Concreto hidrotécnico hasta 5000

Causas que destruyen un material poroso bajo la acción conjunta del agua y frío:

Ejm.: material que se encuentra en la estructura de recubrimiento

En la parte exterior de la pared la temperatura es menor y por lo tanto la presión del vapor de agua también es menor que en la parte interior.

El vapor trata entonces a salir afuera y va ha parar a la zona de temperaturas bajas y se condensa en los poros cerca de la cara exterior de la pared.

Así pues, se llenan de agua los poros de la parte exterior de la pared, con la particularidad de que el agua proviene hacia aquí, tanto del exterior ( lluvia con viento), como desde el interior.

Cuando llega el frío, el agua en los poros grandes se congelan y al transformarse en hielo aumenta el volumen en el 9 % ( La densidad del hielo es de 0.918)

Si el coeficiente de saturación por el agua, aunque sea en una parte de los poros, se aproxima a 1, en las paredes de los poros surgirán grandes tensiones de tracción.

La destrucción empieza, generalmente en forma de “excavación ” de la superficie del concreto, después se extiende hacia adentro.

El efecto que ejercen sobre el concreto la congelación y descongelación alternadas es

semejante a la acción repetida de la carga de tracción que provoca la fatiga del material.

Con la ayuda de método de control: ultracústico por impulsos, se puede observar la variación

de la resistencia mecánica ó del modo de elasticidad del concreto, en función de la resistencia

al frío en los ciclos de congelación y descongelación, cuya cantidad corresponde a la

reducción admisible de la resistencia R y del modo de elasticidad E.

a) Distribución de la temperatura en la pared exterior de un edificio

b) Como llena el agua un poro dispuesto cerca de la cara de fachada

1. boca del poro 2. agua absorbida 3. agua pluvial 4. condensado



c) Curva de relación de la resistencia mecánica del concreto en función de los ciclos de

congelación y descongelación.

2. PROPIEDADES TERMOTÉCNICAS

Conductibilidad térmica: Propiedad del material de transmitir el calor de una superficie a otra. Es

utilizada en un grupo amplio de materiales de aislamiento térmico, construcción de paredes

exteriores y recubrimiento de los edificios.

El flujo térmico pasa a través de la “carcasa ” sólida y las células de aire en el material poroso. La

conductibilidad térmica del aire ( = 0.023 w/(m0C)) es menor que la de la sustancia sólida que

compone la carcasa, por ello el aumento de la porosidad del material es el principal método para

reducir . Tienden a crear en el seno el material poros menudos y cerrados a fin de reducir la cantidad

de calor transmitido por convección y radiación.

Fórmula de V.P. Nekrasov

o = Masa volumétrica relativa del material de piedra

(expresada con relación al agua)

El valor exacto de se determina por vía experimental.

El agua que penetra en los poros del material aumenta su conductibilidad térmica , ya que

este parámetro para el agua es 0.58 w / m oC, es decir 25 veces mayor que la del aire. La

congelación del agua en los poros, formándose hielo, aumenta en 4 veces mas el valor de

( para la escarcha es de 0.1 y para el hielo 2.3 w / (m oc))

Al elevar la temperatura, para la mayoría de los materiales aumenta, y solo de unos pocos

disminuyen (metales, refractarios de magnesio)

Capacidad calorífica: Se determina por la cantidad de calor que es necesario transmitir a 1

kg. de material dado para aumentar su temperatura en 1 oC.

En los materiales inorgánicos (concreto, ladrillos, mat. de piedra naturales) 0.75 á 0.92 kJ / kg oC

Materiales orgánicos secos (madera) ~ 0.7 “

Agua 1.0 “

Con el aumento de la humedad de los materiales crece la conductibilidad calorífica

16.022.00196.016.12

0



Poder refractario: Propiedad del material de soportar la acción prolongada de alta

temperatura ( 1,580 oC ) sin reblandecer ni deformarse.

Los materiales de alta temperatura de fusión reblandecen a temperaturas superiores a 1,350 oC.

Resistencia al fuego (Estabilidad térmica): Propiedad del material de soportar la acción del

fuego en caso de incendio durante un tiempo determinado. Depende de la combustibilidad

del material, es decir de la capacidad de inflamase y arder.

Los materiales incombustibles son: concreto, ladrillo seco, etc. ; sin embargo es necesario

tener en cuenta que algunos materiales incombustibles durante el incendio se agrietan ( el

granito) ó se deforman mucho ( los metales) a temperaturas de 600 oC, por ello, con frecuencia

las estructuras de aquellos ó semejantes materiales se protegen por otros más resistentes al

fuego.

Los materiales de difícil combustión bajo la acción del fuego ó de una temperatura alta arden

sin llama, pero una vez terminada la acción del fuego, cesa su combustión y el ardimiento sin

llama, Ejm.: el concreto asfáltico, la madera impregnada de ignífugos, la fibrolita, algunas

espumas sintéticas.

Es imprescindible proteger de la inflamación los materiales orgánicos combustibles que arden

con llamas abiertas. Se recurre a medios constructivos que excluyen la influencia directa del

fuego sobre el material en condiciones de incendio. Se aplican ignífugos como material de

protección.

Obs:

El coeficiente de dilatación térmica lineal para:

Concreto y del acero : 10 x 10-6 oC-1

Granito : 10 x 10-6 oC-1

Madera : 20 x 10-6 oC-1

Durante los cambios de temporada del medio ambiente y del material suele variar en 50 oC; con esto la deformación térmica relativa alcanza 0.5 x 10-3 ó 1 x 10-3, decir 0.5 ó 1

mm / m. Para evitar el agrietamiento, las obras de gran envergadura se separan por juntas

de deformación.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

1. PROPIEDADES DE DEFORMACIÓN

Elasticidad del cuerpo sólido: Propiedad de restablecer espontáneamente la forma y las

dimensiones iniciales una vez eliminada la solicitación de la fuerza externa. La deformación

elástica desaparece por completo cuando cesa de actuar la fuerza exterior (deformación

reversible)

Plasticidad del cuerpo sólido: Propiedad de variar la forma y las dimensiones bajo la acción

de fuerzas externas sin destrucción; en este caso, una vez que cesa de actuar la fuerza, el cuerpo

no puede recobrar espontáneamente sus dimensiones y forma, quedando en él cierta

deformación permanente llamada deformación plástica (deformación irreversible)



Las fuerzas exteriores aplicadas al cuerpo provocan el cambio de las distancias

interatómicas, a causa de lo cual se modifican las dimensiones del cuerpo en el valor de l en

la dirección que obra la fuerza (el alargamiento durante la tracción y el acortamiento durante

la comprensión)

(Ley de Hock)

: deformación unitaria

l : deformación absoluta

l : dimensión lineal inicial

: esfuerzo uniaxial

E : módulo de elasticidad (ó de Young)

En tracción / compresión uniaxial

P : fuerza actuante

A : área de la sección transversal inicial del elemento

El módulo de elasticidad E representa la medida de la rigidez del material. Los materiales con una energía

alta de los enlaces interatómicos se caracterizan por tener mayor E (se funden a altas temperaturas)

Tabla : Dependencia entre E y la tfusión

M A T E R I A L Ex10–4 (kg/cm2) tfusión (oC )

Carborundo 362.1 2,800

Periclasa 250.9 2,800

Corundo 379.4 2,050

Hierro 215.2 1,539

Cobre 114.2 1,083

Aluminio 71.4 660

Plomo 15.3 327

Poliestereno 3.1 300

Caucho 0.07 300

2. RESISTENCIA MECÁNICA

E l

l

A

P



En la propiedad del material de oponerse a la destrucción bajo la acción de esfuerzos internos

provocados por fuerzas exteriores u otros factores (contracción restringida, calentamiento

no uniforme, etc.) Se evalúa por medio del límite de resistencia ó límite de rotura R

determinada para el tipo dado de deformación.

Para los materiales frágiles (materiales de piedra naturales, concretos, morteros de

construcción, ladrillo, etc.), la principal característica, de resistencia es el límite de resistencia

a la compresión Rc.

Materiales fibrosos (de madera, etc.) Rt Rc

Acero Rt = Rc

Materiales frágiles(piedras,

naturales, concreto, ladrillo) Rt Rc

Resistencia Dinámica ( ó al impacto ): Propiedad del material de oponerse a la destrucción

en caso de cargas de impacto. Es importante para los materiales utilizadas al colocar cimientos

de maquinas, pisos de los edificios industriales, pavimentos de carreteras etc.

Influencia de la estructura sobre la resistencia mecánica del material

La resistencia del material con una misma composición depende de su porosidad.

Destrucción mecánica En los sólidos se distingue:

a. Rotura frágil: va acompañada de una deformación plástica antecedente pequeña. Por eso

la fragilidad se determina como la propiedad del material de romperse

“inesperadamente” sin experimentar notable deformación.

La fragilidad es una propiedad inherente no-solo a los materiales cristalinos, sino

también de los vidriformes y hasta polímeros. Es el resultado de la formación y

crecimiento rápido de una ó varias grietas al incrementar la carga creciente.

La grieta, al igual que un corte provoca la concentración de esfuerzos cerca de su

vértice.

1312 14 15

Porosidad %

400

200

100

300

Lim

ite

de

resi

t. a

la

com

pr.

kg

/cm

2

Para el concreto:

un aumento de la porosidad del 12.4 al

15.2 % reduce la resistencia a la

compresión desde 375 á 260 kg/cm2



El coeficiente de concentración de esfuerzos e puede ser igual a 100 e incluso igual a

1000 si el radio del vertice de la grieta es conmensurable con el radio del àtomo, aunque

la profundidad de la grieta sea tan sólo de 0.1 á 10 m. la grieta corta la cadena de los

átomos y una parte considerable de la carga que antes portaban las cadena de átomos

cortados recae ahora sobre el enlace átomico dispuesto cerca del extremo de la grieta. El

enlace sobrecargado romperá antes que los demás y la situación empeorará ya que el

eslabón siguiente resultará aun más recargado.

Los esfueros de compresión a diferencia de los de tracción, pueden trasmitirse através de

las grietas sin provocar concentraciones en los enlaces; por eso los materiales fragiles

siempre resultan mas resistentes a la compresión que a la tracción.

Frenado de la grieta : En los materiales modernos de composición se realiza el frenado de

la grieta, utilizando superficies divisoras interiores tal como se ilustra:

( Si la resistencia de cohesión en la divisoria es 1/5 de la resistencia a la tracción del

material, entonces la superficie no se destruirá, la grieta la atravezará y el

comportamiento del material no cambiará, es decir, éste permanecerá frágil. En caso

que sea 1/5, entonces antes de que la grieta alcance la divisoria, ésta última se destruirá en una pequeña zona, y se formará una trampa capas de deterner la grieta.)

DUREZA

Propiedad del material de oponerse a que dentro de él penetre otro cuerpo mas duro.

En los minerales la dureza se aprecia mediante la escala de Mohs en el orden de la dureza

creciente de 1 á 10: ( 1 : talco ......... 10 : diamante )

En la madera, metales, concreto y algunos otros materiales de construcción, la dureza

se determina comprimiendo contra ellos una bola de acero, el numero

de dureza se calcula:

l

vérticeelen curvatura de radio :r

grieta la de ad)(profundid longitud :

nominal esfuerzo :

grieta la de extremo elen esfuerzo :

) 2 1 (

l

e

rl

e



De la dureza de los materiales depende el desgaste por fricción; cuanto más alta es la

primera, tanto menor resulatará el segundo.

DESGASTE POR FRICCIÓN ( Coeficiente de pulimento)

Se aprecia por la pérdida de la masa inicial en la muestra del material, referida al área

de la superfice de desgaste A :

m1 : masa de la muestra antes del desgaste por fricción

m2 : masa de la muestra despues del desgaste por fricción

La resistencia del material al desgaste por fricción se determina utilizando metodos

estandarizados: el disco de desgaste y abrasivos ( arena de cuarzo ó esmeril )

Esta propiedad es importante para la explotación de carreteras, pisos, escalones de

escaleras,etc,.

Desgaste por fricción y golpes : propiedad del material de soportar la acción

simultania de la fricción y de impactos.

b) Rotura plástica : Es antecedida por el cambio de la forma y una gran deformación. La

mayoria de los materiales al bajar la temperatura se vuelven fragiles, en ellos tiene lugar

la transición de la rotura plástica a la frágil. Así se comportan los materiales asfalticos,

ciertos polimeros, metáles,etc.

DURABILIDAD Y FIABILIDAD

Durabilidad

Propiedad de una pieza de conservar la capacidad de trabajo hasta cierto estado límite con

interrupciones necesarias para repararla. El estado límite queda definido por la destrucción de la

pieza, exigencias de la seguridad ó razones económicas.

La durabilidad de una pieza de construcción se valora, generalmente, por el plazo de servicio sin

perder las propiedades de servicio en las condiciones climáticas específicas y en el régimen de

explotación, Ejm:

Para las estructuras de concreto armado en las normas están previstas tres grados de durabilidad:

I : Plazo de servicio no menor de 100 años

II : Plazo de servicio no menor de 50 años

III : Plazo de servicio no menor de 20 años

Fiabilidad

Propiedad general que caracteriza la manifestación de todas las demás propiedades de la pieza en el

proceso de explotación.

huella la de superficie la de área :A A

PHB

)cm(gr/ m 2 - 21

A

mD



La seguridad se compone de la durabilidad, infalibilidad, reparabilidad y conservabilidad. Estas

propiedades están ligadas entre sí.

Infalibilidad

Propiedad de un artículo de mantener la capacidad de trabajo en determinados regímenes y

condiciones de explotación durante cierto tiempo sin interrupciones forzosas para la reparación. Entre

los índices de infalibilidad figura la probabilidad de trabajo libre de fallas.

Falla : Acontecimiento, en caso del cual un sistema, un elemento ó una pieza pierden total ó

parcialmente la capacidad de trabajo. Esto se provoca por una imperfección tal, con la cual aunque

sea uno de los parámetros principales supera los limites de las normas establecidas.

Reparabilidad : Propiedad del artículo que caracteriza su actitud para el restablecimiento del buen

estado y mantenimiento de la característica técnica dada como resultado de la prevención, revelación

y eliminación de fallos. El índice que define la reparabilidad es el tiempo medio de reparación por

una falla del tipo dado, así como la cantidad de trabajo y el costo requerido para eliminar las fallas.

Conservabilidad : Propiedad de la pieza de mantener los índices de explotación dados durante y

después del tiempo de almacenado y transporte, prefijado en la documentación técnica. La

conservabilidad se aprecia cuantitativamente por el tiempo de almacenado y transporte necesario para

que aparezca un deterioro.



CAPÍTULO II: MATERIALES DE ALBAÑILERÍA

1. AGLOMERANTES

AGLOMERANTE

Material que se usa para unir otros con cierto grado de estabilidad en las circunstancias usuales de resistencia a las fuerzas externas y cambios de temperatura.

Es de origen inorgánico

Ejms. yeso, cemento

AGLUTINANTE

Une a otros materiales pero con cierta inestabilidad.

Es de origen orgánico y requiere ser transformado para adquirir su estado operacional (calentamiento, fusión, ó disolución en líquidos orgánicos).

Ejm. : asfalto, alquitrán, cola animal, polímeros.

"lechada" (mucha agua)

tiempo

Aglomerante + H2O = pasta endurece, "fragua"

Empastado: Aplicación de pasta sobre una superficie.

AGLOMERANTES INORGÁNICOS.- pueden ser aéreos, hidráulicos y de solidificación en autoclave.

Aéreos.

- Fraguan solo al aire.

- Mantienen su resistencia mecánica largo tiempo.

Ejm. yeso, cal aérea, magnesia cáustica, dolomita cáustica.

Hidráulicos.

- Fraguan no solo al aire, sino también en agua. - Pueden elevar su resistencia mecánica.



- Composición química constituida por 4 óxidos:

Ca O - Si O2 - Al2 O3 - Fe2O3

- Grupos: Cementos silíceos: 75% de silicatos de calcio,

Ejm. cemento Portland y sus variedades.

Cementos de aluminatos: su base aglomerante son los aluminatos de calcio. Ejm. cemento aluminoso y sus variedades.

Cal hidráulica y el cemento romano.

De solidificación en autoclave.

- Fraguan durante la síntesis de autoclave (la cual ocurre en un medio de vapor de agua

saturado), formando una piedra de cemento sólido, Ejm. aglomerantes calcáreo- silíceos,

calcáreo – cenizoso - calcáreo de escorias, cemento de nefelina.

YESO

Yeso vivo ó simplemente yeso:

deshidratación hidratación

Piedra de yeso yeso se cristaliza, "fragua"

(Algez) cocción (polvo) H2O

roca gipso

- Roca Sedimentaria, blanca.

- Se puede rayar con la uña.

CaSO4 , 2H2O bihidrato cálcico



Sulfato de calcio

"anhidrita"

Variedades:

Selenita: el yeso en cristales grandes, separados.

Alabastro: piedra de yeso semejante al mármol blanco.

CLASES DE YESO

De acuerdo a la temperatura de cocción, se clasifican en:

1. De cochura baja T < 200 oC (110-180 oC)

Pierde 3/4 del agua → CaSO4, (1/2H20) "Semihidrato cálcico"

Tipos:

Yeso para construcción ("de empastados")

Tiene algunas impurezas

Es muy plástico

Está constituido por los cristales de la modificación β del semihidrato cálcico.

Yeso de alta resistencia mecánica

Usa piedra de yeso de alta calidad en aparatos herméticos, bajo presión de vapor.

Está constituido por los cristales de la modificación α del semihidrato cálcico, la cual es más activa que β.

Sirve para construir tabiques prefabricados.

Yeso de moldeo ("de París")

Es más puro, fino, blanco.

Se usa en arquitectura, escultura, cerámica, medicina osteológica.

2. De cochura alta T > 200 oC (600-900 oC)

disoc. térmica

Pierde toda el agua CaSO4 CaO



Fragua con lentitud.

Su resistencia a la compresión y estabilidad en el agua es mayor.

Tipos:

Yeso para pisos.

El piso no lleva juntas

Se usa en Europa principalmente Yeso al alumbre, al bórax, etc.

Se obtienen agregando a la piedra de yeso el producto que les da el nombre.

Sirven para preparar el "mármol artificial", cemento Keene, cemento Paros, etc.

PREPARACIÓN DEL YESO

cantera

Por cortes a cielo

abierto.

Por galerías

Usa explosivos de baja

potencia (dinamita)

trituración

Chancadora

Molinos

cocción

Huayronas

Calderas

Hornos rotat.

pulverización

Molino chileno

Molino de bolas

FRAGUA DEL YESO

Disolución Transf. Química Saturación Cristalización

Ca SO4, 1/2 H2O + 3/2 H2O = CaSO4, 2H2O

Fenómenos adicionales durante la fragua:

Aumento de temperatura (hasta 20 oC)

Aumento del volumen del yeso

Retardadores de fragua:

Productos orgánicos: glicerina, harina, azúcar, alcohol, sangre, cola de carpintero.

En la industria se usa un retardador en base a pelos, soda cáustica y cal viva (la soda cáustica reduce el pelo a cola y la cal actúa como secante).



Aceleradores de fragua: Alumbre, sal de cocina.

USOS DE LA PASTA DE YESO:

En construcción:

Enlucidos de muros y techos Fabricar tabiques: "encañados" de caña de Guayaquil o de tirillas de madera. En rellenos de bóvedas y cajas de seguridad por se un material incombustible (el yeso por el calor

despide vapor de agua)

En cerámica: Para Fabricar piezas de yeso.

RENDIMIENTOS

DESCRIPCIÓN Cielo raso de caña de Guayaquil con estucado de yeso puro. Empastado de cielo raso con yeso puro. Empastado con pasta de yeso puro sobre tarrajeo primario e = 5 mm

YESO CONSUMIDO POR M2

15 kg.

13 kg.

7 kg.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL YESO

Grado de finura:

Pasa la malla 14

Pasa la malla 100 no menos del 40 % ni más del 75%

Volumen seco: 1.2 m3 por 1,000 kg. de yeso vivo

Tiempo de fragua: 16 a 20 minutos

Volumen de agua necesaria para preparar la pasta: 60% del volumen de yeso vivo.

Volumen de la pasta: 95% del volumen del yeso vivo.

Resistencia mínima a la tensión: (para yesos cocidos en calderas)



8 Kgr/cm2 a las 24 horas

16 " " " 7 días

Resistencia a la compresión

Yeso de construcción : 80 kg/cm2

Yeso para pisos : 180 kg/cm2

CAL

CaCO3 + calor = CaO + CO2 + Mg O

APAGADO DE LA CAL

CaO + H2O = Ca(OH)2 + Calor

Calcinación ó quema

Explotación de cantera

- Por cortes a cielo abierto - Galerías

- Explosivos

-Carbonato de calcio

-“Caliza” ó “creta”

-Carbonato de Mg

-Dolomita con < 6% arcilla

900 – 1,200 ºC

- Huayronas - Hornos interm.

- Hornos contínuos

Óxido de Ca

“Cal viva”

Sol. blanco amorfo

Anhidrido Carbónico

Escapa con el humo

Por disoc. del

carbonato de Mg

La cal aumenta de

volumen en 2 a 3.5 veces

Cal viva Vol. equiv. al 35%

del peso de cal (*)

Agua de cal

Dis

uel

ta e

n

agu

a

Hidrox. de calcio

“Cal apagada”

Sólido blanco, amorfo

pulverulento

160ºC

“silbido”



Práctica: Agregar 1 vol. de cal con 1 ½ a 2 vol. de agua

Métodos de apagado:

Espontáneo: exponer la cal a la humedad del ambiente 3 meses.

Aspersión: humedecer la cal con pulverizador

En obra Obs: Apagar la cal 30 días antes de usarla en revoques.

CLASES DE CAL

Cal de obra: Contiene impurezas, no blanca, barata.

Fina: Blanca, sin impurezas.

Tamizada: Excenta de granos gruesos.

Hidráulica: Endurece en presencia de agua.

Blanca fina: Para revestimientos decorativos.

FRAGUADO DE LA CAL APAGADA

Cal + Arena + H2O = Mortero de cal

Fenómenos simultáneos durante la fragua:

1. Secado del mortero: Los cristales del Ca (OH)2 se aproximan y tiene lugar su concrescencia. 2. La carbonatación de la cal: por acción del CO2 del aire.

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O

EMPLEO DE LA CAL

Construcción : En la elaboración de morteros de cal Fabricación de ladrillos silíceos

Industria: En la minería como fúndente

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LA CAL

-Al aire.

-Tiempo aprox.largo Endurece

“Fragua”



Grado de finura: Lavar una pasta de cal a chorro de agua sobre una malla 20: no más del 15% de la masa

debe quedar retenida sobre la malla.

Rendimiento: Por kg. de cal apagada: 2.4 kg de pasta

Resistencia: Se prescriben en forma de mortero

MERCADO DE LA CAL

Se comercializa viva:

Cal de obra: ordinaria, costales de 80 kg.

Cal fina: blanca, grano fino, costales de 60 kg.

CAL HIDRÁULICA

Índice hidráulico de la cal: Relación de la sílice y alúmina, a la cal y magnesia, de que está formada.

SiO2 + Al2 O3

i = ----------------

CaO + MgO

Tipo de cal i % arcilla

en la caliza

Grasa ó marga

Débilmente hidráulica

Medianamente hidráulica

Propiamente hidráulica

Eminentemente hidráulica

Cal límite o cemento lento

Cal rápida

0.10

0.15

0.30

0.40

0.50

0.85

1.20

5.0

8.0

14.0

19.0

22.0

27.0

40.0



Cal hidráulica: Además de las características de la cal grasa, que se endurece en el aire, posee la de fraguar

o solidificarse bajo el agua, ó en un medio húmedo.

CALCINACIÓN:

Cal hidráulica

Caliza margosa + calor = óxido de cal, anhidrido silícico, alúmina

(*)

EMPLEO DE LA CAL HIDRÁULICA

Construcción: hacer morteros, concretos de marcas bajas

Obs.

1. Almacenar la cal hidráulica en locales cerrados; durante el transporte, protegerla de la humectación.

2. De los residuos de la calcinación de las calizas que dan cales hidráulicas se obtiene cementos GRAPPIER, de propiedades también hidráulicas.

CEMENTO ROMANO

(Parker, fines del siglo XVIII)

Es aglomerante hidráulico: endurece y conserva su resistencia en agua.

Margas calcáreas

ó magnesianas + calor = Silicatos y aluminatos de Ca

con > 20% arcilla < 900 ºC (Cemento romano)

USO: Para fabricar morteros y concretos

(silicatos y aluminatos de calcio)

Con 6-20% arcilla (900-1100ºC)

Evaporación del agua de cantera

A 700 ºC: Se descomponen los silicatos

que forman las arcillas.

A 900 ºC: Se descompone el carbonato

cálcico.

A > 900 ºC: Reaccionan * formándose

unos silicatos y aluminatos que en

conjunto constituye la cal hidráulica.



PUZOLANAS

Puzolana cal ; ésta adquiere propiedades hidráulicas Sust. Naturales o artif.

Reducidas a polvo

Se amasan con la cal

Las puzolanas pueden ser naturales o artificiales.

Naturales

- Tobas volcánicas que han tomado la consistencia de rocas deleznables.

- Silicatos alumínicos hidratados (análogo a arcillas vitrificadas o cristalizadas)

Artificiales

- Calcinando arcillas o pizarras a temperaturas de 600 a 900 ºC.

CEMENTO PORTLAND

(1824, Inglaterra)

Materia prima

Mat calcáreos

Y arcillosos + calor = clinckers cemento + aditivos

- Caliza (75%) con alto contenido de carbonato de calcio (creta, caliza compacta, margas, etc).

- Rocas arcillosas (25%): arcillas, esquistos arcillosos que contienen SiO2 , AlO3 , y Fe2O3

- Aditivos : para corregir la composición química y así regularizar la temperatura de sinterización

de la mezcla y la cristalización de los minerales del clinker.

CLINKER

a. Composición química

Comp. Principales: en la cocción forman los silicatos, aluminatos, y el ferrito aluminato

tetracálcico en forma de minerales de estructura cristalina; son los siguientes:

Oxido cálcico CaO (63-66%)

Sílice SiO2 21-24

Alúmina Al2O3 4-8

Oxido férrico Fe2O3 2-4

Comp. Secundarios: en pequeñas cantidades en forma de diferentes agregados:

1450 ºC

Hornos

- Petróleo - Carbón - Gas natural

Granular de 2 cm Φ

Color gris negruzco

Pulveriz. fina

con 3% de yeso

Polvo gris verduzco

Mat. estructural

Aglom. hidráulico



Magnesia MgO

Anhidrido sulfúrico SO3

Álcalis Na2O, K2O

Bióxido de titanio TiO2

Oxido de cromo Cr2O3

Anhidrido fosfórico P2O5

b. Composición Mineral

- Alita (Silicato tricálcico) 3 CaO.SiO2 C3S (45-60%)

Determina la rapidez del fraguado, resistencia mecánica

- Belita (silicato bicálcico) 2CaO. SiO2 C2S (20-30%)

Retarda la fragua, pero alcanza elevada resistencia mecánica después del fraguado.

- Aluminato tricálcico 3CaO. Al2O3 C3A (4-12%)

Favorece la fragua rápida, pero tiene pequeña resistencia mecánica.

Conduce a la corrosión sulfática del concreto max. 5%

- Ferrito aluminato tetracálcico 4Ca.Al2O3.Fe2O3 C4AF (10-20%)

No influye en la velocidad de fraguado

Otros:

- Vidrio de clincker (5-15%), está presente en la sustancia intermedia, constituido por CaO,

Al2O3, Fe2O3, MgO, K2O, Na2O

- Magnesia MgO (<5%)

Cuando el contenido de magnesia es > al 5% variación no uniforme del cemento durante el

fraguado fisuración del concreto.

- Oxido cálcico libre CaO16 (<1%)

En clincker recién cocido en forma de granos

Si la cantidad sobrepasa el 1%, se reduce la calidad del cemento.

- Álcalis Na2O, K2O

Presentes en formas de sulfatos.

FABRICACIÓN DEL CEMENTO

1. Extracción en la Cantera y Transporte de materias primas (caliza y arcilla) hasta la fábrica.

2. Preparación de la mezcla cruda.-

Consiste en la molienda fina y mezclado de los componentes según la dosificación prefijada en

molinos de bolas.

- Por vía seca : Se forma la “harina de materias primas”. Es económico.

- Por vía húmeda : Si la materia prima está húmeda obteniéndose el “fango”. El costo de la

energía lo hace caro.

- Por vía combinada : El fango se deshidrata antes de pasar al horno. Es caro.



3. Obtención del Clincker.-

- Cocción de la mezcla cruda hasta la sinterización, en un tiempo de 4 ó 5 hrs.

- Se utiliza horno ya sea vertical o giratorio.

- Los hornos giratorios tienen las siguientes zonas: de evaporación o secado; de calentamiento;

de calcinación; de reacciones exotérmicas; de sinterización y de enfriamiento.

- Del horno el material sale a temperaturas de 1000°C para ser conducido a refrigeradores de

tambor, donde se enfría hasta la temperatura de 100 a 200°C; posteriormente pasa al almacén

donde permanece de uno a dos semanas.

4. Obtención del cemento Portland.

(Molienda del clincker, agregando yeso)

- Molinos de bolas

- Al clincker se le agrega yeso en cantidad tal que el SO3 en el cemento no supere el 3.5 % en

peso, con el objeto de retardar el fraguado.

- Sale del molino a 80-120°C, y se deposita en el almacén.

5. Almacenamiento del producto secado.

- Se utiliza silos de concreto armado, con capacidad de 4,000 a 10,000 toneladas.

- En los silos permanece hasta su enfriamiento e hidratación de los restos de CaO libre, por

acción de la humedad del aire (10 días como mínimo)

- De los silos se procede al pesado y envasado en sacos de 42,5 kgr.

FRAGUA DE LA PASTA DE CEMENTO

Tiene lugar en dos etapas:

Pasta fragua endurecimiento

PROPIEDADES FÍSICAS DEL CEMENTO

Fineza : Se determina por el análisis granulométrico. Más del 78% en peso, debe pasar la malla N° 200.

Firmeza: Durante y después de la fragua no aumenta de volumen.

Aparato de Le chatelier.

Peso Específico: Debe ser superior a 3.10 (el portland blanco hasta 3.07)

Mayor resistencia

estructural que va

adquiriendo la pasta

con el tiempo

- Pérdida de plasticidad o fluidez de la pasta

- Inicio: hasta que pierde parcialmente plasticidad

- Final: hasta que adquiere consistencia para resistir determinada presión.

- agujas de Vicat y de Gillmore.

Tiempo



ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL CEMENTO

P.N. SOL Finura : Malla N° 100 Residuo ≤ 5% 2.10%

Malla N° 200 “ 25% 22.50%

Fraguado: Inicio No menos de 30 min 3 h 50 min

Fin “ 10 h 6 h 10 min

Expansión al vapor : Por 5 horas 0 0

Magnesia: No más de 5% 3.10%

Anhídrido sulfúrico : No más de 2% 1.80%

MERCADO DEL CEMENTO

Barril de cemento = 180 kgr. ~ 3.9 p3 = 0.1076 m3

1 bolsa de cemento = 1 p3 = 28.3 l ~ 42.5 kgr (peso neto)

CLASES DE CEMENTO

Pórtland tipo I .- Es el P.N. ya descrito, su uso en obras de concreto en general.

Pórtland tipo II .- De moderada resistencia a los sulfatos; se usa también donde se requiera moderado

calor de hidratación.

Pórtland tipo V .- Resistencia a los sulfatos.

Pórtland tipo 1P .- Adicionado con puzolana; uso en todo tipo de obra civil; uso en vaciado de

concretos masivos, mayor impermeabilidad, mejor trabajabilidad, excelente para obras hidráulicas.

(cumple exigencias de tipo I, II y V).

Pórtland tipo HE .- De alta resistencia inicial de última generación, fabricado con clinker de alta

calidad, puzolana natural de origen volcánico de alta reactividad y yeso.

Supercemento (1912, Europa)

- Fragua lenta, empieza a las 2 horas de iniciado el amasado y termina antes de las 10 horas.

- Endurece con mayor velocidad, una vez iniciada la fragua (a los 3 días su resistencia es 50%

mayor que la del P.N.)

- Se logra:

- Con mayor fineza

- Aumentando la proporción de alúmina, o disminuyendo la de la cal y de sílice.

Cemento Aluminoso

Materia prima : caliza y bauxita. (hidrato alumínico Al2O3.2H2O)

Fragua lenta, comienza a las 2 horas de amasado

Endurecimiento más rápido que el del Supercemento

Durante la fragua, la temperatura es de alrededor de los 100°C

No tiene cal libre, por lo tanto, posee buena firmeza y no ataca al caucho, aluminio, plomo.

Resiste mejor que los P.N. la acción de las aguas selenitosas (que contienen yeso), de las sustancias orgánicas, aceites, líquidos azucarados, etc.



Cemento Blanco

Fabricado con materias primas casi excentas de hierro (blancura>85%); uso en albañilería.

Cemento Puzolánico

Es el P.N. que en su fabricación se ha incorporado como materia prima la Puzolana (se agrega al clincker).

Es más trabajable.

Su resistencia es menor que la del P.N.

Obs.: Apilar el cemento por periodos no mayores de 60 días en ambiente seco con altura máxima 12

bolsas; de preferencia sobre madera.

3. ÁRIDOS

(Agregados)

- Materiales inertes que entran en la composición de los morteros y concretos.

- No experimentan cambios de estructura química o mineralógica al formar parte de aquellos

compuestos.

ARENAS

- Conjunto de partículas o granos de roca.

- Pueden ser :

Naturales : producidas por acción mecánica o química natural, acumulada por los ríos en estratos

aluviales; o que se forman insitu por descomposición.

Artificiales : producidas por acción mecánica artificial.

CLASIFICACIÓN DE LA ARENA

Por su procedencia : - De río (o dulces)

- De playa de mar (ó saladas)

- De mina (ó de banco)

- De duna

Por su composición química:

- Silíceas : las mejores por su pureza y estabilidad química.

- Graníticas : son buenas cuando presentan abundancia de cuarzo; son poco homogéneas y poco

alterables. Las arenas, micáceas son objecionables (porque las laminillas de mica son blandas

y desintegrables).

- Calcáreas : son buenas si son suficientemente duras.

- Arcillosas: se usan si la cantidad de arcilla es menor al 6% en peso.

Por su granulometría

a) Para construcción general

Arena flor de roca 0.005 - 0.05 mm

Arena fina 0.05 - 0,5 mm



Arena media 0.5 - 2.0 mm

Arena gruesa 2.0 - 5.0 mm

Obs : diámetros menores a 0.005 mm corresponden a sedimentos finos terrosos, cienos y

arcillas.

b) En concreto de cemento Pórtland

Ejm.: de curva granulométrica

Material fino: si pasa la malla ¼” ó No.4; diámetro efectivo = 10

C.U. (Coef. de uniformidad)

En la figura : Coef. de uniformidad:

G = 0.125 / 0.03 = 4.15

M = 0.04 / 0.01 = 4.00

F = 0.02 / 0.01 = 2.00

Ø efectivo :

G = 0.03”

M = 0.01”

F = 0.01”

En general:

- Arena fina 2.2 C.U.

- Arena media 4.2 “

- Arena gruesa 5.2 ó mas

(Arena “buena”: Si tiene hasta 4.5 C.U.)

c) En Ingeniería Sanitaria

Arena muy fina 0.10 efectivo Arena fina 0.20 “

Arena media 0.30 “

.04 .08 .12 .16 .20 .24

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Abertura de las mallas (pulg)

En

peso

que

pas

an l

a m

alla

10

60

F M

G



Arena gruesa 0.40 “

Arena muy gruesa 0.50 “

Arena menuda 0.80 “

d) En Ingeniería del Suelo

Coloides : Partículas más finas que 0.001 mm

Arcilla : “ “ “ 0.005 “

Limo : “ entre 0.005 y 0.05 mm Arena fina : “ pasan malla 4 y ret. en la 270

PROPIEDADES FÍSICAS DE LAS ARENAS

1. Forma y tamaño

En morteros y concretos:

Los granos deben ser duros, compactos y de diferentes tamaños.

Si los granos fueran de iguales dimensiones, son preferibles los redondeados a los de forma

alargada (los redondeados a igualdad de tamaños producen mezclas más compactas,

conteniendo menos vacíos).

En morteros :

- Los preparados con arenas finas son menos densos que con arenas gruesas.

Causas :

- Dificultad que las partículas de arena puedan ser envueltas por las de cemento del mismo tamaño.

- Las arenas finas presentan mayor porcentaje de vacíos.

- La forma de los granos influye en la resistencia.

- Los de superficie áspera y angulosos se adhieren mejor y dan más resistencia que

los lisos y redondeados.

- Los ásperos y angulosos necesitan más agua que los lisos y redondeados para la

misma consistencia.

- Los granos en forma de agujas, o lajas no sirven.

2. Peso específico: 2.50 – 2.80 (según su composición mineralógica)

Arenas cuarzosas 2.65

Arenas dolomíticas 2.65 – 2.75 prom = 2,65

Arenas calcáreas 2.60 – 2.70

En la práctica : (pesos unitarios)

COMPACTA SUELTA

Arena seca 1,400 – 1,700 kg/m3 ~ 20% menos

Arena húmeda 1,700 – 1,900 “ <

% absorción de la arena : rara vez pasa del 3%

% vacíos: 25-45 %

EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE LAS ARENAS



Según la composición química de las arenas

En la composición de las arenas:

- Mejores minerales : cuarzo, dolomita, hornblenda.

- Minerales objecionables : mica, talco, pirita de fierro, pizarra, limonita, ocre, hematita, calizas

absorbentes.

Sustancias Nocivas en las Arenas

(retardan el fraguado y debilitan la resistencia)

% max. Permisibles :

- Materias movidas por decantación 3% en peso

- Materias orgánicas 1% “

- Carbón 1% “

- Álcali, granos sucios, terrones de

arcilla, granos friables, partículas

escamosas o laminadas y fragmentos

alargados 5% “

Total = 10%

GRADO DE HUMEDAD DE LA ARENA

- Arena seca : corre libremente cuando está apilada.

- Arena poco húmeda :1 lit.agua x 30 lit. de arena (2% humedad)

- Arena húmeda :1 lit.agua x 15 lit. de arena (4% humedad)

- Arena muy húmeda :1 lit.agua x 10 lit. de arena (6% humedad)

GRAVA

- Fragmentos pequeños de piedra provenientes de rocas disgregadas por la acción de agentes

atmosféricos ( ejm.: hielo), y que han sido arrastrados por los ventisqueros o por las corrientes de

agua.

- Cada fragmento ha perdido sus aristas vivas y se presenta con formas más o menos redondeadas.

- Hormigón: Grava con abundante proporción de arena (aprox. 1:2), solo para concreto de máxima

f´c=100 kg/cm2 a los 28 días.

Canteras

- Lecho de ríos y esteros

- Playas de lagos y mares

- Depósitos abiertos en zonas de la época glacial.

- Lechos de antiguos cursos de agua

Especificaciones Técnicas de la Grava

- Su composición mineralógica es semejante al de las arenas

- Peso: 1600 a 1700 kg/m3

- Entre dimensiones ¼” a 1½” en forma suelta: 35-40% vacíos

Grava de banco bien graduada = 28% vacíos (hormigón)

- Dureza: prueba del molino de los ángeles ( EE.UU.); obteniéndose 30% pérdida de peso (pisos

de concreto) y 40% pérdida de peso (estructuras que no trabajan al frotamiento).



Granulometría de la Grava

- Gravillas 5 – 10 mm

- Grava fina 10 - 20

- Grava media 20 – 40

- Grava gruesa (balasto, lastre) 40 – 75

- Cantos rodados más de 75 mm

Sustancias Nocivas para la Grava - Materias removidas por decantación 1.5% en peso

- Materias orgánicas 1

- Carbón 1

- Terrones 0,5

- Segmentos friables 5

- Álcalis, grava sucia, fragmentos

alargados, laminados 5

- Esquistos 1

Total = 15% “

Empleo de la Grava - Construcción: como agregado grueso en concretos

- Caminos: ejecución de calzadas

- Ferrocarriles: como balasto o lastre

- Rellenos

- Etc.

PIEDRA PARTIDA

Material obtenido triturando mecánicamente rocas duras y tenaces.

Uso: como agregado grueso en la preparación de concretos.

En concreto armado : ½ “, ¾”,1”, 1 ¼”, 1 ½”

En concreto simple : 2”, 2 ½”, 3”

En concreto ciclópeo: mayor 3”

Especificaciones Técnicas de la Piedra Partida

Peso : 1,450 – 1,500 kg/m3

% vacíos : 30 – 55%

3. MORTEROS Y CONCRETOS

MORTERO

Da resis. a la masa

Da “cuerpo”

Aglom. + agr. Fino + H2O mortero (Arena) en cant. mín. (*)



Tarrajeo o revoque: aplicación de mortero sobre una superficie.

(*) Un exceso de agua:

- Retarda la fragua.

- Deja poros en la masa al evaporarse

Vol. (mortero) Vol (aglom, y arena)

(debido a los vacíos que poseen los componentes)

MORTERO DE YESO

Pasta de yeso + arena mortero de yeso

- Es poco usado por cuanto :

. La pasta de yeso admite poca arena 1:2, 1:3

. El fraguado del yeso es rápido, no da tiempo al amasado (inicio: 3-4 min; termina 15-20 min).

- Alcanzan en un día el 50% de la resistencia máxima, obtenida al mes.

- La lechada de yeso sólo se usa en “blanqueos” por su poca resistencia.

MORTERO DE CAL

Pasta de cal + arena mortero de cal

Dosificación (en vol.): 1:3, 1:3½

MORTERO DE CEMENTO PORTLAND

Cemento + arena + H2O Mortero de cemento

Mezcla a mano o con mezcladora

Tabla : Para producir 1 m3 de mortero se necesitan :

Dosificación Cemento (bls.) Arena (m3)

(En vol.)

1:1 6:37 0.70

1:2 4.18 0.90

1:3 3.07 1.00

1:4 2.41 1.05

1:5 1.99 1.08

1:6 1.70 1.12

Para producir 1 m3 de pasta se necesita 9.8 bls. de cemento

Especificaciones Técnicas del Mortero de Cemento

Peso Dosific.

1:1 2,320 kg/m3 1:3 2,240 “



1:4 2,210 “

Resistencia a la Tensión

A los 7 días la resistencia es 50-66% de la máxima. (3 meses)

Ejm. 1:3

P.N. (EEUU) “sol”

Resist. Tensión, 7 días 14 kg/cm2 19 kg/cm2

“ 28 “ 21 “ 26 “

Resistencia a la Compresión

Ejm.; 1:3 (arena de ottawa)

Muestra conservada 1 día en aire

húmedo y 6 días en agua pura 85 kg/cm2

Idem.... 27 días en agua pura 140 “

Datos

- Para asentar ladrillos:

. Muros portantes 1:5

. Muros de relleno, cercos 1:6

- Para acabados:

. Tarrajeo 1:5 cm

. Enlucido sobre tarrajeo 0.5 cm

MORTERO BASTARDO

Yeso Cal Arena f.

En Tarrajeos 1 3 4 ½

Cemento Cal Arena

Asentar ladrillos muro portante 1 1/5 3

“ “ tabique 1 1 6

CONCRETO DE CEMENTO C° A°

+ acero

C A P agua potable Cemento + arena + piedra + H2O C0 Simple 50%P.Gde 0.10 - 0.50 Ø

C0 Ciclópeo

Obs.

- Pasa malla 4

- 30 a 50% del peso

de los agregados

- Grava

P. partida

no más del 10%

en peso pasará

malla ¼ pulg ó

N°4

- Representa

el 25% del

vol. Del C°



1. Mejor proporción granulométrica para la arena:

Peso mat. que pasa la malla 3/8 ” 100%

“ N° 4 95 al 100%

“ 16 45 “ 80%

“ 50 10 “ 30%

“ 100 2 “ 10%

2. No mojar la arena antes de su uso.

3. El agregado marino deberá lavarse con agua potable antes de su uso.

4. El tamaño máximo nominal* del agregado grueso no deberá ser mayor que ¾ del menor espacio

libre entre barras de refuerzo.

5. En calzadas de concreto sólo podrá usarse piedra partida, grava o ambos. Todo el agregado pasará

la malla 3” y el 90% malla 2·

6. Son dañinas las siguientes aguas:

- Las que contienen impurezas

- Las aguas de lluvia (son ácidas; Ph 7, por lo que disuelve la cal) - Las que contengan cloruros sódicos o magnésicos mayor al 1% (el Mg origina dilatación en

la fragua, es decir le quita firmeza al cemento)

- Las aguas selenitosas o yesosas, que contengan más del 0.3% de SO3 (también perjudica la

firmeza del cemento al fraguar)

- Las aguas estancadas, que casi siempre tienen apreciable cantidad de materia orgánica. (El

concreto se hace poroso por los gases que despide al descomponerse).

- Las aguas calientes (temperaturas mayores a 300 C aceleran la fragua, sobre todo en cementos

hidráulicos)

- Las aguas muy frías ( retardan la fragua del cemento y pueden llegar a detenerla)

- El agua dulce impide la fragua del concreto

- El agua destilada disuelve la cal

- No se utilizará agua de mar en concreto preesforzado; en concreto con f´c>175 kg/cm2; en

concreto con elementos embebidos de fierro galvanizado o aluminio; en concreto caravista

- Se utilizará agua no potable si en prueba se obtiene f´c ≥ 90% del que se obtiene con agua

potable

(*) Tamaño máximo nominal: corresponde al menor tamiz de la serie utilizada que produce el

menor retenido.

DOSIFICACIÓN DEL CONCRETO

Un concreto será más resistente e impermeable, si:

a igual % de cemento : el más denso

a igual densidad : el de mayor porcentaje de cemento

a. Método de las proporciones arbitrarias (Experimental)

1 : 1 : 2 Muy rico, resistencia excepcional, gran impermeabilidad.

1 : 1.5 : 3 Menos rico “ “ “

1 : 2 : 4 Buena resistencia, estructuras de concreto armado, cimentaciones sujetas a



vibraciones, calzadas de concreto desnudo.

1 : 2.5 : 5 Mediana resistencia, pisos, muros de sostenimiento, estribos de puente, obras

similares.

1 : 3 : 6 Pobre, estructuras sencillas, calzadas de concreto con cubierta asfáltica.

1 : 4 : 8 Muy pobre, rellenos de concreto, obras secundarias.

Tabla : Materiales para preparar 1 m3 de concreto.

Proporción Cem. (bls) Arena (m3) Piedra(m3) Agua (lt)

1:2:4 7.0 0.48 0.95 204

b. Método del Módulo de Finura

(de “Abrams” ó de la “Relación Agua - Cemento”)

Postulados :

1. A igualdad de otras circunstancias, la resistencia del concreto depende la RELACIÓN DEL

VOLUMEN DE AGUA AL VOLUMEN DE CEMENTO.

2. Existe una estrecha relación entre el tamaño y la graduación de los agregados (definida por el

MODULO DE FINURA), la RESISTENCIA obtenida y la CANTIDAD DE AGUA.

Módulo de

finura =

% retenidos/ 100

(sirve para regular la cantidad de agua para la mezcla).

En la fig.:

F = (97+93+84+71+52)/ 100 = 3.97

G = (52+22+7+500) / 100 = 5.81

50 30 16 8 4 3/8” 100 3/4” 1 ½”

Tamaño del agregado



Límites prácticos de los módulos de finura:

Ag. Fino (F) 2 á 4

Agr. Grueso (G) 5,5 á 8

Agr. Mixto (M) 4 á 7

Tabla : Galones de agua por saco de cemento

(para obtener consistencia 1.00)*

Módulo de finura 1: 6 _ 1: 9

4 8.9 gl 12.0

5 7.7 10.2

6 8.8 9.0

7 6.2 7.9

Consistencia 1.00 : en la prueba de asentamiento debe acusar de ½ a 1” . Para otras consistencias, multiplicar la cantidad de galones de agua por la cifra de la consistencia deseada.

- En concreto simple se prescribe consistencia 1.10

- En concreto armado se prescribe consistencia 1.20

Obs. : Relación A/C cociente entre litros de agua para amasar tantos kg de cemento.

Relación A/C de 1:1 equivale a 7,5 Gl. de agua por bolsa de cemento.

PROPIEDADES DEL CONCRETO

a) En el concreto fresco

Efecto de las impurezas:

- Arenas micáceas

- Agregados que contengan arcillas, tierras y fangos disminuyen la resistencia (')

Materias orgánicas

- Cal viva son dañinas

- Grasas, aceites

Temp. ambiente : 40°C (P.N.); 35°C (Aluminosos); temperatura de helada: 2°C ('')

(') En concretos pobres, pequeñas proporciones de arcilla menores al 10% son beneficiosas.

('') Se puede bajar 1ºC la temperatura de helada del concreto agregándole NaCl al agua de

mezcla (1.8% del peso del concreto); máximo 6 a 10 %, porque disminuye la resistencia.

El Agua de Mezcla

- Reacciona sobre el cemento desarrollando en él su función aglomerante

- Ayuda a distribuir el cemento sobre la superficie de los agregados.

- Actúa como un lubricante entre las partículas de los agregados.

- Ocupa volumen en la mezcla.

Exceso de agua :

- Retarda la fragua



- Baja la resistencia pues en el secado el excedente de agua se evaporará, dejando un

material poroso y obviamente con poca resistencia.

- Se tiende a separar los componentes.

Obs.: Un exceso de 15% en el vol. de agua necesaria, equivale a que se reduzca la

cantidad de cemento en un tercio.

Para expeler el exceso de agua de mezcla, mejorando a la vez la plasticidad, se usan

aditivos (cal hidratada, sílice, cloruro de calcio, puzolanas, etc.)

Defecto de agua:

- Se corre el riesgo de que no todo el cemento se hidrate.

- Concreto más poroso, es decir menos denso.

- Dificulta la introducción del concreto uniformemente en todos los sectores de las

estructuras.

Tabla: Vol. de agua en la mezcla vs. resistencia a la compresión

Vol. agua x saco de cem. Resist. a la compr.(28 días)

7.50 Gl. 140 kg/cm2

6.75 175 “

6.00 210 “ 5.00 265 “

Ensayo de la Consistencia (“del asentamiento”)

Sirve para comprobar y regular la cantidad de agua puesta en la mezcla.

Slump: asentamiento o revenimiento

Otra prueba del Slump: “del decilímetro”

Límites :

USO SLUMP

Estructuras macizas, pavimentos y veredas 2.5 - 10 cm

Muros gruesos 7.5 - 15

20

10

30

Aleta de pie

Slump

Cono de Abrams

.

.30

.



Tabiques, columnas, losas 10 – 20

b) En el concreto endurecido

- Soporta el fuego mejor que el ladrillo, piedra, pizarra.

- Grasas y aceites no lo afectan si la superficie está pulida.

- El agua de mar no ataca al concreto de buena calidad. La acción nociva lo constituye el

sulfato de magnesia.

- Los álcalis ejercen acción desagregadora sobre el concreto.

Ensayo de resistencia a la compresión :

- Se ensayan probetas de concreto endurecido, moldeados dentro de briquetas de fierro, la

muestra se diseña en peso.

- La probeta se retira del molde a las 24 horas de fabricadas, son luego curadas,

sumergiéndolas en un recipiente con agua hasta un día antes del ensayo, se pone a secar al

sol durante un rato para que pierdan el agua superficial.

- Se ensayan en tiempos establecidos, 7, 14, 21 y 28 días.

- Durante la espera las probetas a 21°C.

- Antes del ensayo se debe hacer un refrendado (tratamiento térmico de azufre y bentonita:

CAPI) en las probetas para uniformizar las superficies y así la fuerza aplicada se distribuya

adecuadamente. La falta de planicie de 0.25 mm. puede reducir a un tercio la resistencia.

- Se requiere 30 probetas para obtener una curva de desviación standard de las probetas

ensayadas.

- Existen fórmulas que ligan la resistencia a la compresión a los 7 días con la de 28 días.

Tabla : Resistencia a la compresión en kg / cm2 sobre cubos de 0.30 m .

Mezcla 7 días 1 mes 3 meses 6 meses

1:2:4 110 169 204 269

1:3:6 92 152 177 217

Tabla : Resistencia a la tensión

1:2:4 12.3 á 19.3 kg / cm2

1.3:6 8.8 á 14.1 “

CONCRETO CON AIRE INCORPORADO (1930, EEUU).

- Pequeños volúmenes de aire (3-6% del volumen del concreto) introducidos “químicamente” al

concreto le da resistencia a las heladas y deshielos.

Expl.: La exudación del agua de mezcla provoca la formación de canales capilares, que causan

la permeabilidad del concreto y su debilidad a la acción de las heladas, y a la agresividad

de las aguas superficiales. La incorporación de aire disminuye tal exudación.

- El concreto se vuelve más fluido por lo tanto mejora la trabajabilidad, permitiendo reducir el

volumen de agua.



-

Expl.: El aire incorporado está formado por minúsculas burbujas de forma esférica ( de 10

a 1,000 microms), estables y no coalescentes: no producen ligamento entre los elementos

del concreto, si no que resbalan entre ellos comparándoseles a billas de un cojinete,

desempeñando pues papel deslizante entre dichos componentes del concreto.

- Permite también reducir la cantidad de arena.

Expl. : Los esferoides de aire incorporado desarrollan una alta tensión superficial conservando su

aislamiento, cambiando de forma.

Baja la resistencia del concreto normal en proporción que aumenta con la pobreza de la mezcla. Si la proporción de aire incorporado es mayor al 6%, baja notablemente la resistencia del concreto.

Agentes incorporadores de aire “agentes espumígenos”

Resina Vinzol: polvo que contiene hidrocaburos de petróleo y una fracción alquitronesinsolubles e

hidrocarburos extraídos de la madera de pino

“Darex AEA”: Líquido de color pardo oscuro, contiene sales de triatonolamina y un hidrocarburo

sulfatado.

Existen cementos que tienen incorporado el agente espumígeno (operación realizada al moler el

clinker). Se usan en calzadas y pisos expuestos a la intemperie.

CONCRETOS LIVIANOS (De baja densidad)

Se obtienen :

1. Usando áridos de baja densidad: piedra pómez natural; cenizas de carbón de piedra o antracitas.

2. Echando en la mezcla productos que crean gases o espumas que aumentan notablemente su

porosidad (se forman celdas o burbujas en la masa del concreto)

- Polvo de aluminio que se incorpora a la mezcla y que al contacto con el agua y los

componentes básicos del cemento, producen desprendimiento de hidrógeno en la masa.

- Solución jabonosa a la que se le agrega agua oxigenada e hipocloruro de calcio (produce

oxígeno)

Usos:

Fabricación de blocks o planchas de poco peso.

Fabricación de materiales térmicos y acústicos (ni fríos ni calientes y sin ecos)

4. PRODUCTOS ELABORADOS A BASE DE MORTEROS Y CONCRETOS

LOSETAS-BALDOSAS-MOSAICOS

Son elementos planos de espesor reducido, fabricados con mortero o concreto de cemento.

Uso: revestimiento de pisos y muros



Clases :

1) Loseta:

Su superficie tiene color natural del cemento.

Dimensión usual: 20 x 20 cm .

Baldosa: de mayor dimensión

2) Loseta de color:

Superficie de color uniforme o blancas.

Mosaico : Si presenta un dibujo coloreado de varios tonos.

3) Loseta Veneciana:

Su superficie está formada por trozos de mármoles cementados.

4) Zócalos: pieza usada para revestimiento inferior de muros.

Composición: Tiene 3 capas, de abajo hacia arriba:

- Base : mortero de cemento 1:3 a 1:5; superficie inferior rugosa.

- Secante: polvo de ladrillo o arena artificial; e = 1.2 cm

- Pasta o capa superficial: mortero de arena fina de cemento, polvo de cuarzo, trozos de mármoles

de colores, pigmentos coloreantes, etc.

Ejm.: En loseta veneciana:

1 parte de cemento blanco

½ parte de polvo de mármol

½ parte de grano de mármol

Fabricación de las losetas:

Moldeado prensado fraguado acabado Mín. 48 hrs.

Nota : Se recomienda usarlas después de 7 días de acabadas para evitar su fragilidad.

LOSETONES DE CONCRETO

- Losas de concreto prefabricadas (moldeadas en el taller)

- Mezclas de concreto 1:5 y 1:6 enlucidas con mortero de cemento.

- De dimensiones apreciables, hasta de 1 x 1 m . espesor 7 a 10 cm.

Uso : revestimiento de pisos y veredas.

BLOQUES DE CONCRETO

- Paralelepípedos de concreto, huecos

- La proporción más pobre permitida es 1:3:4

- En bloques de mortero la proporción usual es 1:4

Fabricación de los bloques de concreto



Moldeado Curado Almacén

En seco: mezcla con poca agua;

se apisona la mezcla dentro del

molde con varillas metálicas.

A presión: mezcla de igual

consistencia que la anterior; se la

presiona dentro del molde por

medio de palancas.

Pre-fabricado: mezcla con

suficiente cantidad de agua. El

bloque se retira del molde una vez

fraguado.

Aspersión con agua.

Manteniéndolo a una

atmósfera saturada de

vapor (40-50 ºC),

durante 48 horas.

Ocho días antes

de ser usados.

Uso: En muros y techos aligerados, como elemento de relleno.

BLOQUETA ARTESANAL DE CONCRETO:

1 bolsa de cemento rinde 40 unidades; dosificación mínima: 1:3:4, se dan tres batidos a la mezcla

para ser moldeados, desmoldado, secado, curado. El período de fraguado se recomienda dejar los

bloques de un día para otro, protegidos del sol y del viento para evitar la pérdida del agua de mezcla

osea un secado prematuro. Enseguida se coloca en un recipiente para el curado mediante riego

periódico con agua por 7 días y frecuencia al menos tres veces al día. El secado y almacenamiento en

zona cubierta para que los bloques no se humedezcan con lluvia antes de los 28 días período de

endurecimiento f´c 28 = 70 kg/cm2

TUBOS DE CEMENTO

- Son prefabricados (manufacturados en el taller).

- Son de pequeño diámetro; se denominan por la dimensión de su diámetro interior en pulgadas.

Uso.-

- Ingeniería sanitaria: redes de agua, desagüe, ventilación.

- Irrigación: construcción de drenajes.

- Caminos y ferrocarriles: ejecución de alcantarillas.

FABRICACIÓN DE LOS TUBOS DE CEMENTO

1. Por pisoneo:

Moldeado Pisoneado Curado

Molde metálico: dos

cilindros concéntricos.

A mano o a máquina.

Datos: tubos de desagüe:

Longitud total

Mortero

6” int

0.75

1:21/2

8” int

0.90

1:2

2. Por centrifugación

Moldeado Centrifugado Curado Desenvasaje

Molde: cilindro metálico. Movimiento Los moldes se colocan Se saca el tubo del

Endurecido el

tubo se retira del

molde - Por aspersión -ó en cámara de vapor



El mortero debe ser

suficientemente fluido.

giratorio del molde

para desalojar el

exceso de agua.

en la cámara de vapor. molde una vez que ha

endurecido.

Nota: Este método se presta para fabricar tubos armados (el As: canastilla de alambre

de acero).

Datos.- tubos “Hume” para desagüe.

Empalme: espiga y campana.

Longitud total = 1.83 m.

As. : Alambre liso Nº 12

interior

exterior

peso (kg)

peso del As (kg)

6”

8”

69

2.3

8”

10”

94

2.9

10”

12 ½”

132

3.7

3. Por vibración

Para grandes diámetros: de 0.75 a 1.50 m

Moldeado Vibrado

- Molde = caso 1

- El cilindro exterior lleva adherido el

rotovibrador.

- Una rotación excéntrica sacude el molde

al girar.

Calafateo: operación de empalmar un tubo con otro. Se realiza por medio de una espiga circular

de que va provisto un extremo y la ranura del otro.

Otro sistema: Espiga y campana (campana: tubo de altura muy pequeña o collar colocado en un

extremo del tubo)

En la unión se coloca mortero 1:2½ a 1:4.

Especificaciones Técnicas de los Tubos de Cemento

- La superficie interior lo mas lisa posible.

- Debe ofrecer la mayor densidad.

- No más del 8% de índice de absorción de agua.

- La resistencia a la rotura por presión externa: 2,000 kg/m, sin incluir la campana.

DUCTOS DE CEMENTO

- Son conductos fabricados con mortero de cemento.

- Sección interior circular, pero rectangulares exteriormente.

- Se fabrican con 1 a 4 huecos

- Longitud 1 m. - Manufactura igual a la de los tubos de cemento.

Uso: protección de cables eléctricos enterrados (luz, teléfono, fuerza, etc.)

As



LADRILLOS CALCÁREOS

mecánicamente

Mezcla de materiales Moldeado Endurecimiento

(Cal + arena)

Dimensiones : (En cm)

Corriente

KK

Tabique, 3 huecos

Pandereta 17 huecos

Pastelero

22 x

25

29

25

14

10.5

12-14

9

14

24

x 6

10

12

12

3

Especificaciones Técnicas de los Ladrillos Calcareos

- Resistencia a la compresión (rotura) en tipo macizos : 100 á 150 Kgr/cm2

- Mortero para asentado: 1:1:10 (cemento, cal, arena)

- Colocarlos secos (se podría poner en actividad las sales alcalinas que contienen los ladrillos

calcáreos en proporción de 0.5 a 1.5%).

PIEDRA ARTIFICIAL

Revestimientos de albañilería empleados con fines decorativos.

Revestimientos ornamentales.-

Se aplican directamente a la albañilería en forma de pastas, ó también por chapas premoldeadas.

Ejm.: Fachada Escuela de Aviación Jorge Chávez “Las Palmas”

- Granito amarillo 2 partes (en volumen)

- Cuarzo blanco 2 partes

- Cal fina 2 partes

- Cemento blanco 1 parte

TERRAZO.-

- Masa de cemento Pórtland blanco con astillas de mármol.

- Proporción 1 ó 2 por 3 astillas de mármol (en ocasiones se agrega un colorante)

las astillas se alisan y

pulen con esmeril, una

vez endurecido el cemento.

Se realiza en autoclaves

a 200 OC, 15 atm.



1.8 cm. Terrazo

. . . . . . . . . 2.5 cm. . . . . . . . . . . .Base de mortero de cemento 1:4

MARMOLINA

(cuarzo + mármol) molienda calcinado

Uso: - Revoques ornamentales

- Fabricación de piedras artificiales

COLOREADO DEL CONCRETO

Agregándole:

- Arenas coloreadas

- Polvo de mármol

- Pigmentos coloreantes

Pigmentos:

Amarillo y rojo : óxido de fierro

Verde : óxido de cromo

Azul : azul ultramarino

Pardo : óxido de hierro

Negro : óxido de hierro, bióxido de manganeso, negro de humo

Proceso: agregar el pigmento al cemento blanco, revolver la mezcla prolijamente y cernirlos después.

El polvo obtenido es el que se utiliza para fabricar el concreto ó el mortero.

5. PRODUCTOS CERÁMICOS

Son compuestos químicos inorgánicos aplicados en construcción, alfarería, etc.

Clasificación

Cerámicas tradicionales (de arcilla, sílice, feldespatos)

Cerámicas avanzados

Cerámicas basados en Si O2 + aditivos

Cerámicas amorfas (vidrios)

Composición Mineralógica

Producto Minerales y materias primas

Alfarería

Porcelana

Ladrillos, tejas

Refractarios

Arcilla + sílice + feldespato recipientes, cantaros

Arcilla + sílice + feldespato

Arcilla + sílice y otros

Alúmina y sílice



Abrasivos Alúmina o bauxita, sílice y coque

Propiedades

- Resistentes al calor, la corrosión y el desgaste

- Alta dureza, aislantes térmicos y eléctricos

- Frágiles no dúctiles (no al impacto)

- Algunas son translúcidas (vidrio)

- Según su absorción de agua se dividen en :

Tipo % Absorc. de agua

Porcelanato

Gres cerámico

Semigres cerámico

Loza porosa

0

0.50 a 3.0

3.0 a 6.0

> 6.0

PORCELANA

La loza es un producto cerámico blanquecino, muy poroso y absorbente, y con superficies esmaltadas

para mayor impermeabilidad y dureza.

Uso: en la construcción solo se emplea la superficie vitrificada en la fabricación de aparatos sanitarios.

ABRASIVOS

Producto cerámico destinado a rebajar, pulir y cortar otros elementos de menor dureza; se encuentra

en el mercado en forma de productos aglutinados (ruedas, discos, bloques, etc.)

ARCILLAS

Sustancias provenientes de la descomposición de las rocas; cuando se las humedece adquieren

plasticidad y que si se las moldea, después de secas conservan la forma que han recibido; pero que

además si son sometidas luego al fuego, a temperatura del rojo o mayores, adquieren dureza y

resistencia similar al de las rocas naturales.

Composición de la arcilla

Mineral básico: caolina (silicato hidratado) H4 Al2 Si2 O9 ó Al2O3, 2SiO2 , 2H2O de color blanco,

estructura terrosa, grano fino, encontrándose en yacimientos sedimentarios.

PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LAS ARCILLAS

Plasticidad

- Se produce humedeciendo la arcilla.

- Es mayor cuanto menor es la dimensión de los granos.

- La cantidad de agua para obtener un buen producto cerámico: 15-35%

- No hay métodos para determinar a priori la plasticidad (se usa el tacto)

Resistencia a la Tensión



- Las piezas deben soportar los esfuerzos desarrollados en ellas en su manipulación durante las

operaciones de moldeado y secado.

Molturación

La textura de las arcillas se determina por análisis granulométricos.

Contracción

- De ella depende la dimensión definitiva de las piezas.

- Es usual distinguir la contracción de la arcilla moldeada, o sea la producida por la evaporación

del agua de la pasta, y aquella que se realiza por la cocción en el horno.

Porosidad Influye en la cantidad de agua necesaria para preparar las pastas.

Fusibilidad - Sometidas a temperatura elevada se ablanda suavemente y se funden después, paulatinamente.

Color - Blancas

- Amarillo, pardo, rojizo y verde: por los óxidos de hierro.

- Gris o negro : por las materias carbonosas.

Ocre : arcilla que contiene peróxido anhidro ó hidrato de peróxido de fierro.

Peso - Arcilla plástica : 2,000 kg/m3

- Arcilla compacta o estratificada : 2,200 a 2,300 kg/m3

Propiedades Químicas de las Arcillas

Se investiga la acción de los componentes en la vitrificación, en la proporción de hacerlas refractarias

y en la coloración.

ADOBE

Ladrillo crudo, de barro amasado con agua y secado al calor del sol.

Para darle consistencia, se pueden agregar sustancias como cal; paja, arena, estiércol, etc.

De bajo costo y fácil preparación.

Ventajas:

- Proporciona muros a prueba de sonidos.

- Malos conductores del calor (habitaciones frescas en verano y abrigadas en invierno).

- Recomendadas en la construcción de polvorines y depósitos de explosivos (en caso de accidente,

se transforma en tierra).

- Duración apreciable (casas de más de 100 años de vida).

Desventajas

- Poca resistencia a la compresión.

- Débil amarre entre las piezas.

- Facilidad para albergar en su masa roedores y alimañas.



- Contraindicado construir con adobes muros en 2do. Piso.

- La humedad los maltrata bastante.

Fabricación del Adobe: cuatro etapas:

Preparación de Amasado Moldeado Secado

La tierra del barro

- Arcillosas, - Agregando agua - En terreno nivelado -Al aire libre - Sin piedras -“Tendal”

- Proporción de - molde: “gavera”

- Arena menor 20%

Dimensiones: 46 x 22 x 10 cm (se adoptó junturas de 2 cm.)

Densidad : 1.6

Resistencia a la compresión: 33 a 47 kg/cm2 (coeficiente de trabajo : 3 kg/cm2)

LADRILLOS CERÁMICOS (“cocidos”)

Bloques de arcilla endurecidos por el fuego.

Clases de ladrillos

Macizos corrientes: se usa en cualquier muro.

Huecos: en pisos altos; techos aligerados de concreto armado.

King-kong: en muros de relleno (no soportan cargas apreciables)

Pasteleros: revestimiento; impermeabilizar azoteas; pisos rústicos y de poco tránsito.

Pandereta: con huecos para aligerar el peso de los muros

Nota: “pintones” cuando han quedado crudos.

“recochos” si la quema ha sido excesiva.

Características de un buen ladrillo

a) Grano compacto y fuerte (que no se desmorone fácilmente)

b) Golpeados “en el aire” deben ofrecer sonido metálico. Los que emiten sonido “sordo” son de

mala calidad.

En el caso de ladrillos huecos, el sonido de callana indica que deben ser rechazados.

c) Los rojizos son mejores que los amarillentos.

d) En la fractura, no deben presentar trozos blanquecinos ó crudos. Toda fractura debe ser de grano

uniforme.

e) No deben absorber agua en más del 7% de su peso.

Propiedades Mecánicas del Ladrillo

- Resistencia a la compresión : 240 kg/cm2

(puede llegar al doble en los ladrillos macizos prensados y bien quemados).

- Coeficiente de trabajo fm´ = 10 kg/cm2

- Densidad 1.6 a 2.5 (promedio 2.0)

- Densidad del polvo de ladrillo 2.5 a 2.9

Fabricación del Ladrillo de Arcilla

Amasado Moldeado Secado Horneado



A mano: pulverizar y

mojar con agua la

tierra(pico y barreta para

desprender la tierra;

rastrillo para eliminar

piedras; lampas ó paletas

para revolver la pasta)

Con máquina: cilindro

giratorio con paletas

(MALAXADOR)

pulverización amasado

A mano: molde para

4 ladrillos a la vez

A máquina: 3 tipos

1) De barro húmedo; en

los moldes se aplica

presión por

mandriles

2) De barro

semihúmedo; se

produce una pieza de

gran longitud y se

corta sobre una mesa

3) De barro seco;

colocado en los

moldes, se somete a

presión para formar

las piezas.

Al aire libre: en canchas,

cruzando los ladrillos de

una hilera con respecto a

la anterior

En cámaras de aire

caliente o vapor

Montón

Huyronas

Hornos

intermitentes

Hornos

continuos

LADRILLOS REFRACTARIOS

Fabricados para recibir fuego directo; a si mismo para evitar radiaciones excesivas de calor

Uso: en hornos y hogares

Clasificación : ácidos, básicos y neutros

a) L.R. ácidos.- pueden ser :

- De arcilla refractaria: compuestos de tierra refractaria con un poco de arena (para disminuir la

contracción y rajaduras al secarse). Las arcillas empleadas contienen:

- Sílice

- Alúmina (proporciona la mayor propiedad refractaria)

- Fundentes ( en proporción no mayor del 10%)

- De sílice: se fabrican con polvo de cuarcita, areniscas o arena altamente silicosa, sílice (en

proporción del 95%), un poco de arcilla (para facilitar el moldeado) y cal viva(alrededor del

1.5%). Estos ladrillos se usan con juntas anchas, debido a su gran dilatación por el calor.

b) L.R. Básicos Fabricados para soportar las reacciones básicas de las cenizas y escorias en ciertos procesos

metalúrgicos. Pueden hacerse de:

- Magnesita (carbonato de Mg)

- Dolomita (carbonato doble de Mg y cal): de menor calidad.

- Bauxita

c) L.R. Neutros Fabricados con cromita (óxido de fierro y cromo)

Fabricación del Ladrillo Refractario

Moldeado secado horneado

(Proceso semejante al de los ladrillos corrientes, pero de manera más cuidadosa).



TEJAS CERÁMICAS

Piezas de arcilla cocida que:

Ofrecen defensa contra la lluvia y nieve.

Protegen a las habitaciones del calor excesivo.

Pueden ser usadas como elemento decorativo.

Tipos

- Planas

- Acanaladas: sección transversal, circular u ojival.

Espesor: 1 a 2 cm

Fabricación de las Tejas Cerámicas: similar al de los ladrillos cocidos.

Preparación de la arcilla Moldeado Secado

Obs.:

- Teja para defensa contra la lluvia: la cocción llega hasta la vitrificación para hacerlo menos

absorbente de agua.

- Teja para protección del calor: cocción a baja temperatura para hacerlo porosa.

TUBOS DE BARRO COCIDO

- Se manufacturan con tierras similares a las empleadas para ladrillos, o ligeramente más grasas.

- De pequeño diámetro, siempre 12 pulgadas.

- Longitud de 0.60 a 1.20 m

Fabricación

Moldeado secado horneado

- A máquina - En posición vertical - En posición vertical

- Material con la

consistencia de

barro semi húmedo.

Usos - Obras de drenaje

- Para extracción de agua subterránea (se fabrican porosos, algunas veces para facilitar la

penetración del agua del subsuelo se les provee de alvéolos longitudinales. Por tal razón se

colocan en obra unos a continuación de otros, yuxtapuestos y sin enchufes.

LOSETAS VIDRIADAS

Piezas cerámicas de superficie vidriada de pequeño espesor, obtenida por la aplicación de un barniz.

Uso : Revestimiento de muros o losas que requieran limpieza intensa.



TIPOS DE LOSETAS VIDRIADAS:

Loseta vidriada

- Ladrillo de arcilla corriente mas o menos rojiza, de dimensiones parecidas al pastelero.

- El barnizado puede ser transparente u opaco; incoloro o coloreado.

Mayólica

- Es una de las especies de la porcelana, constituida por una pasta porosa de arcilla blanca.

- Se usa barniz plumbígero, generalmente transparente.

Azulejo

- Fabricados por economía de arcilla corriente o tierra.

- De colores vivos y dibujos adecuados.

- Uso en decoración de zócalos y motivos ornamentales: bancas, etc.

Gres

- Material cerámico cuya masa, a diferencia de los azulejos, es compacta y no porosa. Dicha masa

se obtiene por la mezcla de arcillas muy seleccionadas, capaces de vitrificar abajas temperaturas,

obteniéndose una gran impermeabilidad, dureza y durabilidad.

Obs.: En la manufactura de toda loseta vidriada, el horneado se ejecuta en dos períodos: después de

una primera cocción se aplica el barniz, esmaltes o sustancias coloreantes que van a formar el

barnizado; luego se las vuelve a cocer.

LADRILLOS PARA PAVIMENTOS

- Duros, tenaces, compactos y no absorbentes.

- Dimensiones: 23 x 10 x 7.5 cm

Manufactura: Difiere de los ladrillos ordinarios:

- La selección de las arcillas empleadas es más prolija

- Moldeado a presión.

- Quemado a alta temperatura: 800 a 1,000 °C como para vitrificar el ladrillo.

Uso :

- Pavimentación de calles (antiguamente en provincias).

- Pavimentación de patios interiores, atrios de iglesias, etc.

TUBOS VIDRIADOS DE CERÁMICA (Tubos de gres cerámico)

- Formados por barro cocido hasta la vitrificación, agregándole además alguna sustancia para

barnizarlos, esmaltarlos o vitrificarlos al fuego.

- Completamente impermeables.

Dimensiones : Longitud: 0.60 ; 0.75 ; 0.90 m

Ø : 4” á 36 “

Espesor : 9/16“ a 2 1/2”



Unión: espiga y campana

Manufactura :

- Moldeado a máquina

- Horneado similar a los demás productos cerámicos

- Vibrado, se obtiene echando al fuego algunas paradas de sal de cocina, la cual al volatilizarse

forma sobre la superficie de las piezas una capa muy delgada y sólida, constituida por silicatos

múltiples de soda, alúmina, etc.

Resistencia a las cargas exteriores: 2,000 a 6,500 kg/m según los diámetros.

Uso :

- Redes de desagüe de toda clase de aguas.

- Defensa de cualquier género de cables eléctricos.



CAPÍTULO III : MADERAS

1. CARACTERÍSTICAS DE LA MADERA

Terminología botánica

Coníferas: pino, cedros

Gimnospermas

semillas al

descubierto

Fanerógamas Monocotiledoneas : palmera,

Poseen raíces, semilla formada cañas, bambúes

tallos, hojas Angiospermas por una masa no espartosogas

y flores semillas divisible fácilmente

encerradas en (cotiledón)

el fruto

Dicotiledónea : roble

semilla formada álamo

por dos masas fresno

simétricas separables abedul

olmo

TALLO (tronco del árbol)

a) Clasificación del tallo

Por el medio en que se desarrollan:

- Aéreos, acuáticos, subterráneos Obs. Los aéreos clasifican a las plantas:

Altura del tallo Forma de la ramificación

Mata ≤ 1.00 m desde la base

Arbusto 1 m a 4 m desde la base



Arbolillo 4 m a 8 m a cierta altura de la base

Árbol 8 m a cierta altura de la base

b) Partes del Tallo

- Médula: parte central - Radios medulares: radiaciones que presenta la médula - Anillos anuales de crecimiento: se encuentran alrededor de la médula

- Duramen (corazón de tallo “leño”): los más cercanos a la médula, forman una masa oscura y sin sabia. En madera joven el color es más claro: ALBURA.

- Corteza: anillo exterior, puede ser separado fácilmente. Posee capas: - Epidermis - Capas corticales - Endodermo

Fibra de la madera (grano)

- Es la textura o apariencia de la madera a la vista o al tacto. - En árboles de crecimiento rápido: grano grueso. - En árboles de crecimiento lento: grano fino. - En madera estructural:

“Grano compacto”: La madera debe presentar por lo menos 6 anillos de crecimiento anual por 25 cm.,

contados a los 8 cm. de los bordes de las piezas.

PROPIEDADES QUÍMICAS DE LA MADERA

Composición química de la madera:

Celulosa 50 – 60%

Lignina 20 - 30%

Proteína 0.5 - 3%

Resinas y ceras 0.7 - 3%

Cenizas 0.2 - 2%

Otros 2%

Celulosa (C6H10O5): material incoloro, insoluble en los solventes ordinarios como agua, alcohol, ácidos y

álcalis diluidos. Forma las paredes celulares.



Lignina: mas o menos soluble en los álcalis diluidos.

- Constituye el material cementante que agrupa las células - Esta mezclada con la celulosa en las paredes celulares.

Otros: Contribuyen para darle olor, color: trementina, alquitrán , colorantes, tanino, etc.

PROPIEDADES FÍSICAS DE LA MADERA

Color claro en maderas blandas

Más pronunciado en las maderas duras (amarillas, rosáceas, rojas, morenas, pardas, verdes y negras).

Dureza

Ensayo de Brimell

Coeficiente dureza de Brimell =

F (kg)

A (mm2) : área de la huella

Maderas duras : robles, haya, fresno, olmo

Maderas semi duras : pino, aliso, cedro

Maderas blandas : álamo, abedul, abeto

F = 3,000 Kg.(Presión ejercida por una

prensa en un minuto)

Bolita de acero diám. 1 cm.



Peso específico: 1.55 promedio (Igual para todas las maderas).

Densidad: Varía con la clase de madera, desde:

1.32 : maderas pesadas Hasta 0.11 : maderas más ligeras o livianas

Obs.: La humedad al momento de pesar la madera influye de manera decisiva en su peso.

Grado de humedad.

Madera verde : contenido de humedad mayor al 30%

Madera Semi seca : contenido de humedad del 30-15%

Madera seca : cantidad de humedad menor al 15%

Obs.: una madera recién cortada pesa aproximadamente 1.8 veces más que seca.

Conductibilidad

- Malas conductoras del calor (principalmente las livianas por tener mayor volumen de poros por lo tanto tienen mayor cantidad de aire en su interior).

- Malas conductoras de la electricidad (pueden considerarse como aislantes cuando están secas). - Buenas conductoras del sonido.

Dilatación por el calor.

En las maderas secas es insignificante, sobre todo en la dirección del eje del tronco.

Contracción e hinchamiento.

a) Al secar una pieza de madera, ésta se contrae:

- Contracción longitudinal ~ 1%O (casi nada) - Contracción transversal 3 – 10 % : (los rayos medulares se contraen desingualm.) :

- Menor contrac.: livianas (pino, cedro, etc.)

Mayor contracción: duras (haya, roble, etc.)

b) Por absorción de agua la madera se hincha, desarrollado en la madera esfuerzos muy considerables. Obs.:



1. Al emplear tacos de madera en la pavimentación de pisos, prever los efectos de dilatación en el pavimento, dejando juntas.

2. En voladura se aprovecha la propiedad de expansión de la madera por mojamiento: perforar en la roca pequeños taladros, en línea, en las cuales se introducen cuñas de madera, que se mojan; el hinchamiento de éstos es suficiente para partir la roca en la dirección deseada.

PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DE LA MADERA

Utilización industrial de la madera:

- Carbonización (combustible) - Destilación - Gasificación

Potencia calorífica

Madera verde (húmeda) 1,800 – 2,500 cal./kg.

Madera secada por proceso natural 3,400 – 3,500 cal/kg..

Madera secada artificialmente 4,100 – 4,500 cal/kg.

Volatilidad

Característica muy importante cuando se utiliza la madera como combustible y en la gasificación,

porque regula el dimensionamiento de los hogares (los hogares serán más amplios cuando los

combustibles son volátiles).

Leña floja: arde rápidamente.

Leña dura: . Forma brasa duradera

. Proviene de madera más pesada, menos volátil y más seca.

PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA

Flexibilidad y Elasticidad.

- Árboles jóvenes recién apeados presentan el máximo de flexibilidad (por la humedad que contienen). - Madera joven admite mayor deformación que la de cierta edad. - Maderas secas y viejas no tolerarán sobrecargas ni sacudidas violentas (ojo en el caso de andamios). - Flexibilidad artificial se puede lograr, mojándola intensamente o dándole baños de vapor, con lo que se

consigue que pueda amoldarse a las formas deseadas (en ciertas maderas se conserva la forma una vez secas, propiedad utilizada para fabricar “muebles de viena”).

Resistencia (tensión, compresión, corte, flexión).



- Cualquiera de las resistencias no es la misma para toda clase de madera, ni siquiera para todas las piezas obtenidas del mismo género botánico, y ni aún para los distintos trozos que se pueden obtener de un mismo tronco.

Obs.: Cerca de la raíz del tronco, las piezas son más resistentes.

Resistencia a la tensión : en dirección perpendicular a las fibras es 1/10 a 1/20 de la resistencia

en sentido longitudinal.

Resistencia a la Compresión : idem 1/4 á 1/6 de ......

Resistencia al corte : idem 4 á 6 ............

Resistencia a la flexión : Influye el tiempo de secaje. Una pieza seca es 1.5 veces más rígida

que húmeda.

2. EXPLOTACIÓN Y MANUFACTURA

EXPLOTACIÓN FORESTAL

Tala:

Derribo o apeo de los árboles

Herramientas: hachas y sierras.

Poda: corte de ramas delgadas y hojas

Trozado: Cortado de los troncos gruesos, en dimensiones apropiadas (trozas o rollizos) para ser

transportados a los aserraderos.

Obs.:

1. La estación del año tiene influencia en el corte de los árboles: - Favorable: invierno y verano (tanto el crecimiento del árbol como la circulación de la sabia son menos

acentuados; además en invierno el contenido de potasio y ácido fosfórico disminuyen, siendo estos productos favorables para el desarrollo de ciertos hongos).

- Desfavorable: primavera, otoño (la albura contiene abundante sabia que puede contribuir a la rápida destrucción de la madera).



2. Entre los madereros: a cada árbol le corresponde una época apropiada para el corte. Ejemplo: para el roble la época ventajosa es aquella que sigue inmediatamente después que el árbol ha perdido sus hojas (la madera será más durable).

TERMINOLOGÍA DE LA MADERA ASERRADA

grueso

ancho

Escuadría: grueso x ancho. Ejemplo: 2” x 4”.

b) Por dimensiones:

Grueso Ancho

------------------------------------------------------

Listón ≤ 1 ½” 4”

Tabla ≤ 1 ½” ≥ 4”

Tablón 1 ½ g ≤ 4” 6”

Cuartón 2 ≤ g ≤ 6” 2 ≤ a ≤ 6”

Viga ≥ 12” ≥ 12”

c) En minería:

- Tinca: Tronco de 1.50 m de largo mas o menos derecho y con diámetro en la base media de 10 a 18 cm., incluyendo la corteza.

Se emplea para relleno en las minas.

- Puntales: Troncos de 2 a 2.50 m. de largo y de 20 a 25 cm. de diámetro medio.

Se utiliza en los apuntalamientos.

- Durmientes: (cuartones): Trozos de 2.50 m. largo, con diámetros mayores o iguales a 30 cm., de modo de proporcionar cuartones de 15 x 20 cm. de escuadría.

d) Por su manufactura:

- Madera labrada : la que ha sido trabajada y escuadrada con hacha. - Madera aserrada : la que se presenta tal como ha salido de la sierra. - Madera cepillada : la aserrada con caras alisadas por cepillos.



Ejemplo c.4.c. “cepillada 4 caras”

- Madera moldurada: cepillada según un perfil determinado con fines ornamentales.

- Madera machihembrada: Tablas cepilladas con sus cantos provistos de ranuras y lengüetas respectivamente, para su empalme longitudinal.

- Madera Junquillada: Cuartones y vigas cepillados, que presentan en una de sus caras de ancho una ranura longitudinal hacia cada canto, hecha con fines ornamentales.

- Madera de cantos boleados: presenta una o varias aristas redondeadas o biseladas. - Madera traslapada: tabla que en sección transversal presenta la forma de una cuña.

MEDIDA COMERCIAL DE LA MADERA: pie cuadrado

“pie tabla” (México)

1’

1’ l

1” g

pie madera : a

Nº pies = g” x a” x l’

12

Ejemplo: escuadría 2” x 4”, largo 10 m = 33’

Nº pies = 2 x 4 x 33 = 22 pies de madera

12

Obs.:

“Estéreo”: volumen aparente de 1.00 m3 de madera apilada. - Se usa para medir troncos y rollizos (leña). - Un estéreo de leña contiene aproximadamente 0.7 m3 de madera en volumen efectivo.

- Pulgada española = 2.32 cm. por consiguiente la madera apreciada en medidas españolas antiguas es aproximadamente 16% en menos que si se apreciara en medidas inglesas, o sea en pie-tabla.

- 1 m3 de madera = 424 pie tabla

Datos

En la montaña peruana se estima que:



a) El peso de la madera verde es de 2.5 a 3 kg. por pie-tabla. b) Un árbol maderero puede suministrar hasta 3,000 pie-tablas. c) Una hectárea de vegetación produce de 10,000 a 45,000 pie-tablas. d) El peso de un estéreo de madera verde, trozada para la elaboración del carbón de palo es de 430 kg.

SECAJE DE LA MADERA

- En la primara etapa tanto en la preparación para su uso, como en la preservación. - Consiste en la eliminación del agua de la savia, y en el depósito de las sustancias que contiene en solución,

en los vasos de la madera (al desaparecer el agua, la oxidación se hace más lenta y las sustancias de la savia se vuelven más impropias para la alimentación de los microorganismos destructores de la madera).

Secaje natural:

- La madera aserrada se apila sobre bases suficientemente separadas del suelo y abiertas entre ellas a fin de que el aire circule libremente entre todas las piezas.

- Dura de 1 a 3 años.

Secaje artificial:

- Se usa para acelerar el secado.

- Consiste en elevar la temperatura del depósito donde se encuentra apilada la madera (tuberías de vapor de agua en el piso y paredes; extracción de los vapores húmedos desprendidos de la madera; inyecciones de aire seco; uso de estufas secadoras).

DESTRUCCIÓN DE LA MADERA

Maderas resquebrajadas: Tanto la sequía como la helada ocasiona la contracción o dilatación de las fibras

de la madera, dando lugar a la aparición de grietas. Este defecto se puede presentar en piezas de maderas

secadas violenta y desigualmente, así como en aquellas que reciben la acción de la humedad en forma

desigual.

Nudos: Puntos en las cuales las ramas se han desprendido del tronco.

Animalillos destructores

- Polilla: gusanillo que carcome las partes pulposas o blandas de la madera. Resisten mejor: - Las amargas (cedro). - Odoríficas (alcanfor).

- Teredo (broma): pequeño molusco que ataca a la madera sumergida en agua de mar.



- Lycoris fucata: gusano parecido a un ciempiés, se arrastra en las ramas de madera atacadas por el teredo, se lo come y vive en sus agujeros.

- Limnora: pequeño crustáceo del tamaño de un grano de arroz. Ataca la madera sumergida en agua; y tiene la particularidad de que puede nadar, arrastrarse y saltar.

Pudrición: ocasionada por la presencia de un micro organismo.

- La parte leñosa de la madera se reduce a un tejido blando que despide un olor característico y desagradable y un material pulverulento de aspecto semejante al tabaco en polvo.

- La madera resulta inservible.

Moho:

- Ocasionado por el desarrollo de hongos que se extienden con mucha rapidez. - Se presenta cuando la madera está en contacto con terrenos mojados y calurosos.

Obs.

a) El hongo es una planta; si la madera está bien seca no crece ni se propaga, y por lo tanto no se produce la pudrición, y si está saturada el hongo se “ahoga”.

b) Los hongos pueden permanecer inactivos en madera seca durante meses y años, para despertar y continuar su labor destructora tan pronto haya suficiente cantidad de agua.

PRESERVACION DE LA MADERA. “Madera tratada”

Objetivos:

- Eliminar la savia y la humedad (que contribuyen a la manutención y desarrollo de los gérmenes). - Obturar los poros (para impedir la entrada o propagación de los gérmenes). - Depositar en el cuerpo de la madera, o desarrollar en ella sustancias antisépticas o tóxicas para los

gérmenes.

Obs.:

Todos los métodos de preservación actúan superficialmente, por lo que:

La madera al someterse al tratamiento debe estar cortada en las dimensiones en que va a ser usada.

En lo posible no aserrarla posteriormente al tratamiento.

Métodos de preservación

1. Cocción o tratamiento por vapor.



a) Cocción: se hace llegar agua caliente hacia cajas de tablas que contienen maderas en piezas pequeñas, para desalojar la sabia y disolverla parcialmente. La operación dura de 6 a 12 horas; después se expone la madera al aire para su secaje.

b) Tratamiento a vapor: en lugar de agua caliente, introducir en cajas herméticas vapor de agua a 80 - 90º C.

2. Carbonización superficial o tostado.

- Con soplete se quema superficialmente la madera formándose una capa de carbón de ½ mm de espesor, imputrescible; con esto se destruyen los gérmenes en la región superficial, a la vez que se inicia en la madera un proceso de destilación en su masa con generación de productos anticépticos.

- Se recomienda para contrarrestar los efectos de la humedad en las piezas enterradas.

3. Enduidos

Tapar los poros de la superficie con algún líquido que tenga propiedades antisépticas: alquitrán de hulla

o de madera, aceite de linaza o de limo.

4. Inmersión en baños antisépticos.

a) Baño simplemente frío: inmersión durante varios días en: - Solución de sulfato de cobre. - Solución de cloruro de zinc en agua al 1 : 600. - Solución de bicloruro de mercurio o sublimado corrosivo (muy venenoso y altamente corrosivo para los metales).

b) Inmersión en caliente: - Emplea las mismas sustancias. - Es más efectivo que el anterior. - Se recomienda poner en las cubas de tratamiento, primero los antisépticos y después verter el

agua caliente para evitar el desprendimiento de gases casi siempre tóxicos.

c) Método por enfriamiento: - Primero se calientan las piezas de madera para expulsión de las sustancias líquidas vaporizables,

luego sumergirlas en el baño antiséptico frío. - Se obtiene la penetración fácil del baño en la masa de la madera.

5. Inyección

Los más perfectos. Se coloca la madera dentro de cilindros de impregnación del preservativo, donde el

vacío, la temperatura, la compresión del aire, y las variaciones de presión juegan papel importante en

el tratamiento.



6. Tratamiento de Los Durmientes de Ferrocarril.

- Se hace por inyección, según los métodos de fibra llena, ya descritos. - Por economía: se emplean también mezclas de cremosota y petróleo, en partes iguales; y por último,

una solución de cloruro de zinc, tanino y cola, con lo que se consigue la obstrucción de los poros de la madera.

MADERAS USADAS EN INGENIERÍA

MADERAS PERUANAS

Uso:

CUARTONERIA PISOS

PARKET MUEBLES

DURMIENTES DE FERROCARRILL

Alcanfor

Mohena

Nogal

Pino rojo

Roble peruano

Cachimbo

Hualtaco

Palo de sangre

Guayacán

Aji – Aji

Caoba

Amarillo

Cedro

Duraznillo

Jacarandá

Marfil

Palo de rosa

Palo de vaca

tornillo

Algarrobo

Catus

Eucalipto

Mangle

ulcumano

Densidad:

MUY PESADAS PESADAS SEMIPESADAS LIVIANAS

-Duraznillo : 1288

-Mangle : 1000 a

1200

-Guayacán : 1085

-Algarrobo :

930

-Nogal oleado :

857

-Nogal amarillo

corriente : 670

-Caoba blanca :

650

-Palo de balsa : 400

a 250

-cedro oleado :

400



-Quina-Quina : 1026

-Huarango : 1025

-Caoba oscura :

856

-Amarillo :

836

- Nogal amarillo

jaspeado :

786

- Duraznillo jaspeado

: 740

- Ulcumano blanco

: 730

-Molle :

633

-Roble amarillo :

621

-Alcanfor :

590

-Cedro corriente :

547

-Quichuar :

540

-Aliso :

520

-Saúco :

510

-Sauce :

500

MADERA TERCIADA (Triplay)

Es obtenida mediante la superposición a fibra cruzada de chapas delgadas de igual o distinta madera

Ventajas (Que se logra debido al cruzamiento de las fibras de una chapa con las otras) :

- Corrige los defectos naturales que tiene la madera corriente. - Es de mayor peso para el mismo espesor - Se elimina las rajaduras. - Se contrarrestan la contracción y dilatación por los cambios de temperatura y el hinchamiento.

Manufactura de la madera triplay:

pegamento

Ablandamiento cortado seccionamiento secado prensado lijado

inicial de trozas



Usos:

- Revestimientos interiores de habitaciones, buques, coches de ferrocarril, aviones, etc. - Fabricación de puertas y muebles en general. - Formas para vaceado de concreto (encofrado) - Material estructural

Obs.:

El triplay mas usado en el país es el fabricado de pino oregón, aunque para revestimiento se emplea triplay de maderas suaves.

Se manufactura desde 3 pliegos (3/16” aproximadamente 4 mm), hasta 7 pliegos (13/16” aproximadamente 30 mm.) esta última con fines estructurales.

MADERA ENCHAPADA

- Enchapado de madera: revestimiento de maderas ordinarias o baratas con otras de mejor calidad y aplicadas en láminas más delgadas (viruta gruesa).

- La fabricación de viruta de enchape es muy parecida a la del triplay pero el enchape se realiza en los talleres de ebanistería.

- Las hojas de enchape se transportan generalmente en rollos

Usos:

Mueblería

Revestimientos de zócalos y paneles ornamentales

Decoración de ambientes



CAPÍTULO IV : METALES

1. METALES FERROSOS

Metalurgia: Técnica de extraer metales de los minerales respectivos, y de los diversos métodos para

transformarlos después hasta darles la composición y la forma necesaria para su aprovechamiento

industrial.

Siderurgia :

Es la metalurgia del fierro

Los principales minerales empleados son:

Hematita roja Fe2 O3 ; 70 % de hierro puro

Hematita parda ó limonita Fe2O3 , H2 O ; 50 % hierro puro Magnétita Fe3O4 ; 72 % hierro puro Siderita Fe CO3 ; 48 % hierro puro (expuesto a la intemperie se transforma en limonita ó hematita

roja)

FIERRO COCHINO ( Arrabio )

Definición

Material que se obtiene de una fundición primaria de minerales naturales de hierro.

Tiene muchas impurezas.

Sirve para la preparación subsiguiente de otros productos férricos.

Fundición del hierro

Minerales de hierro Fundición Arrabio

Altos hornos: a combustión; produce el lingote; los gases desprendidos se usan: gas de alumbrado, amoníaco; de las escorias se fabrican cementos pobres

Hornos eléctricos (Sider Perú – Chimbote; 1958)

Reducir los óxidos por el H, o por el CO

Defosforación y desulfuración de los minerales (impurezas del hierro)



HIERRO COLADO ( Fundición)

Definición

Aquel que contiene tanto carbón o su equivalente (3 á 4 %), que no es maleable prácticamente a ninguna temperatura.

Es frágil no flexión.

Con respecto a otros hierros y aceros: Es mas barato Resiste mejor la acción del fuego directo, humos y ácidos.

Fabricación

F. Gris

F. Blanca: > R

Lingote Refundición Colado

de H. Cochino

H. de cubilote: func. semejante al de los a. h. ; los humos y gases de la combustión no se aprovechan; el metal fundido se recibe en un crisol

El metal fundido se vierte en el molde de arena refractaria hasta enfriar

Se retira la pieza fundida y se pule

Uso:

En fumistería ( hogares y chimeneas ): fabricación de tubos

Fabricación e piezas de maquinaria de mediana resistencia ( bases y soportes)

Fabricación de cilindros para laminar

Resistencia Mecánica

FUNDICIÓN

ESFUERZOS A LA ROTURA (kg/mm2) DUREZA

(kg/mm2) TRACCIÓN FLEXIÓN



Corriente para maquinaria

Especial

De 1º categoría

12

20

26

24

40

46

140 – 160

180 – 200

200 - 220

R a la compresión : 4 veces la de la tracción ( muy alta )

FUNDICIÓN MALEABLE (ó “ dulce”)

Metal dulce:

Mas blando que otro ( flexible )

Es dúctil ( que puede extenderse en alambres o hilos )

Es maleable ( que puede laminarse )

Preparación

Lingote Fundición Moldeado Descarburación

Pobre en Si y Mn Moldes de arena Recociéndolos, envolviéndolos antes en una masa oxidante, formada por materiales de hierro

Usos:

Artículos de forma complicada y de mayor resistencia que si fueran de fundición gris

Accesorios especiales de tuberías

Caja de grasa en el material rodante

Herrajes para carpintería

Obs.: No se emplea en estructuras

HIERRO FORJABLE (“ hierro dulce”)



Definición

Es un metal dulce típico, de estructura fibrosa

Contiene aproximadamente 99% de hierro puro, con solo 0.1 % de C.; convienen que P. 0.25 % y S 0.05 % ( exceso de P.: metal quebradizo; idem con el S cuando el hierro se calienta al rojo)

Preparación

Lingote Fundición Martllado Laminado

de H. Cochino

H. de reverbero

Se agrega material oxidante de las impurezas

El material fundido en forma de bolas o lobos

Eliminación de escorias

de las piezas H. de “soldar”

Se obtiene el “h. dulce de paquete “

Tocho: Barra de sección cuadrada

Lupia: barra chata apropiada para el laminado.

TRANSFORMACIÓN MECÁNICA

a) Laminado

Las lupias pasan a través de juegos de rodillos que paulatinamente van dando el perfil requerido.

Por laminado en caliente se fabrican rieles, durmientes, ángulos, viguetas, chapas, etc.

Por laminado en frío se fabrican flejes ó cintas de metal, etc.

b) Estirado

El metal en bruto pasa a través de rodillos que lo estiran longitudinalmente

Por estirado en caliente se fabrican tubos (“soldados”)

Por estirado en frío se fabrican alambres de 5 mm. ( máquina: “ hilera”)

c) Forjado

En caliente se usa: El martillo o la prensa Estampas (matrices que se golpean a mano)

En frío: Punzonado: agujereado con panzón a presión Estampado: moldeado a presión Embutido de chapas

Otros usos del hierro dulce

Perfiles comerciales (elaborados por transformación mecánica): ángulos, T, doble T, canal, etc.

Fabricación de clavos, garfios, pernos, tuercas, cadenas, alambre, etc.

Resistencia



La resistencia a los esfuerzos está influenciada por la dirección de las fibras.

Tracción ( a la rotura ) : 33 a 40 kg/mm2 en dirección al laminado

28 a 35 “ “ “ perpendicular al laminado

Soldadura del h. dulce

Se suelda a si mismo a temperatura de 1300 oC ; se efectúa golpeando a mano la unión, con martillos o combas, o por medio de martillo – pilón y también por presión.

Esta facilidad del hierro dulce para soldarse se aprovecha en todos los trabajos de forja, a si mismo en la fabricación de tubos.

Obs: El hierro dulce se funde a 1500 oC .

ACERO

Definición

Fierro maleable a determinada temperatura, y que posee suficiente proporción de carbono para

endurecerse cuando sufre un enfriamiento rápido. La proporción de carbono en los aceros varía de 0.10 a 1.5%

CLASIFICACIÓN DEL ACERO: Desde tres puntos de vista:

1) Por el método de manufactura ó proceso metalúrgico:

Por carburación de hierro forjado: hacer absorber carbono al hierro dulce para transformarlo en acero.

Acero al crisol. Acero de cementación

Por descarburación del hierro cochino:

- Acero Bessemer

- Acero Martín – Siemens

- Acero eléctrico

- Acero dúplex, triplex, etc.

2) Por su empleo:



- Acero de remaches

- Acero estructural

- Acero para ejes

- Acero para cables, etc.

3) Por su composición química:

a) Según el % de C:

- Acero suave 0.10 á 0.20 %

- Acero medio 0.20 á 0.40 “

- Acero duro 0.40 á 0.70 “

- Acero muy duro 0.70 á 1.50 “

b) Por las aleaciones especiales:

- Acero al níquel

- Acero al manganeso, etc.

MANUFACTURA DEL ACERO

a) Fabricación al crisol

Hierro forjado + Temperatura lingotes de Acero

+ algo de carbón vegetal y

minerales de Mn.

Alta temperatura capaz de fundir el hierro

2 ó 3 hrs. hasta que cese la ebullición del metal fundido

El metal líquido se echa en moldes

Operación realizada en un crisol de ladrillos refractarios

Obs.

Es un método costoso ;

Se emplea para obtener acero de alta calidad necesario para fabricar herramientas, cuchillería, resortes, etc.



b) Fabricación por cementación

enfriamiento

Fierro forjado + Temperatura acero

+carbón de palo 700ºC ; 7 a 12 días

En un convertidor: recipiente de ladrillos refractarios

La operación se realiza en un convertidor, el cual es un recipiente de ladrillos refractarios.

Obs.:

Método costoso y lento

Actualmente poco usado

c) Acero Bessemer

Principio del método : oxidación del carbono y otras impurezas que pudiera contener el hierro cochino.

Se eliminan las impurezas

por oxidación **

Arrabio fundido* + aire frío acero Bessemer

ácido

Producido por alto horno

Se carga en el convertidor

Se inyecta por el

fondo del convertidor

Se agrega un elemento

recarburizador; cierta

cantidad de fierro - Mn.

En un convertidor : en forma de barril o balde revestido con ladrillos refractarios,

suspendido de un eje, puede vascular para ser cargado o descargado



* Mas una pequeña cantidad de calcáreo fúndente si se quiere preparar acero

Bessemer básico

** Se oxida también el Si y el Mn, originándose escorias que son retiradas

d) Acero Martín - Siemens (de “hogar abierto”)

A las 3 ó 6 hrs. el Si, Mn y

parte del C se habrán oxidado

y son expelidos del metal

arrabio fundido “ + gas carburante acero M. S., ácido

mezcla de N, CO é H

En un horno similar al reverbero de ladrillos refractarios

( “ ) más un poco de hierro y un fúndente calcáreo si se quiere preparar acero M. S. básico.

e) Acero eléctrico:

El fundamento químico es el mismo que el del hogar abierto (M.S.)

arrabio fundido + electricidad acero

- La corriente eléctrica da el calor necesario para realizar

la oxidación

- No se requiere oxígeno adicional

En horno eléctrico de fusión

- Este método es muy eficiente para eliminar del acero el azufre y el carbono, pero no tanto el fósforo.

- El horno eléctrico proporciona un acero de tipo de carbón tan alto como el obtenido por el método de crisol, recomendándose especialmente para aceros de aleación, en cuyo caso resulta más



económico que usando aquel método. Por otro lado se estima que resulta más costoso cuando se trata de obtener aceros medios o bajos, que con los sistemas Bessemer ó de hogar abierto.

f) Proceso Duplex : Se realiza en dos etapas:

1º Se realiza una fundición (refinación) preliminar en un convertidor Bessemer ácido

2º El acero en gestación se pasa a un horno de hogar abierto básico, en el cual se agrega un elemento

recarburizador.

Otra alternativa:

Fundición preliminar del acero fundición definitiva

- En converidor Bessemer - en horno M. S. (hogar abierto)

Horno eléctrico

Ventajas:

- Se puede beneficiar un arrabio con más alto porcentaje de fósforo.

- Es menor el tiempo necesario para la fundición total.

g) Proceso triplex : En tres etapas; ejemplo:

1º En un convertidor Bessemer.

2º En un horno de hogar abierto.

3º En un horno eléctrico.

SIDERPERÚ (1906); Av. Antúnez de Mayolo s/n, Chimbote; Av. los Rosales N° 245 Santa Anita - Lima. Barras rectas

de acero grado 60 (fluencia mínima = 60,000 lib/pulg2): 8 mm, 3/8”, 12 mm., 1/2”, 5/8”, 3/4”, 1”, 1 3/8”

flexibilidad, no se rompe al ser doblado.

ACEROS AREQUIPA (1966); carretera Panamericana Sur km. 241 – Paracas; Pisco.

(Certificado ISO 9000)



(El hierro esponja contiene vacios al

haber sido reducido el oxigeno)

Al ext.

- Carbón bituminoso 33 %

- Peller de mineral de Fe: ( Fe2 O3) 66 %(de Marcona, Ica)

- Caliza cälcica 2% del Fe en peso

Reacciones:

3 Fe2 O3 + CO ---- 2 Fe3 O4 + CO2

Fe3 O4 + CO ------ 3Fe O + CO2

Fe O + CO ----- Fe° + CO2

(Hierro

esponja)

HORNO ROTATORIO 850 ºC max.

CO 1/2 + 1/2 O2 = CO2 al exterior

ENFRIADOR 70 ºC

Planta Pisco:

Hierro esponja

Acería

Laminación

Manufactura:

60 % Feo H. Eléctrico H. Cuchara 40 % chatarra

1,070 ºC

Controla P, S.

“Sangra” a la cuchara

Regula la comp. química : C,Si, Mn.

Utiliza el espectrómetro

H. de colada continua Palanquías Laminación



Controla la calidad

Consta de cuchara, distribuidor masa de oscilación y porta lingotera

Barras de acero long. aprox. 4 m, sec. cuadrada aprox. 10 cm .

Se enfrían y almacenan.

Aquí termina la acería.

1,200ºC max.

H. de recalentamiento

Produce el alargamiento, del lingote, corrugado.

TRATAMIENTO TÉRMICO DEL ACERO

Se realiza a los lingotes que salen de los hornos para intensificar las propiedades que se desean aprovechar. Son

4:

a) Temple.- Por un enfriamiento brusco, el acero calentado previamente eleva su resistencia,

volviéndose duro y quebradizo, desarrollándose tensiones en su interior.

Calent. del acero Enfriamiento brusco Mayor resistencia

Obs.: Cuando se templa acero al agua es necesario someterlo a revenido

b) Revenido.-

Acero templado + Calor

- 100 á 700ºC Temp. - Calentando la pieza

por contacto con una plancha de hierro

Menor fragilidad

Mayor resistencia

Cementación.-

- Temp. depende de la proporción de C y demás componentes

- Ejm. 1 % C

750OC

Sumergiendo la pieza en un liquido: agua, aceite, sebo, plomo fundido, corriente de aire

Eleva la R

Duro y quebradizo

Desarrolla tensiones en su interior



Acero envuelto en una

sustancia capaz de ceder

carbono

-Sust.: - Aserrín de acero - Prusiano

+ Calor

- Se carbura la sup. de la pieza y adquiere gran dureza y puede templarse

- El interior de la pieza conserva su elasticidad.

Obs.: Se efectúa de preferencia en aceros al carbono y aceros al níquel ó cromo - níquel.

d) Recocido

enfriamiento lento eliminar las tensiones

Acero templado + calor desarrolladas por el temple.

TRATAMIENTO MECÁNICO DEL ACERO

Se ejecuta para el aprovechamiento de acero en la industria, al igual que en el caso del hierro dulce:

- laminado

- estirado en frío ó en caliente

- forjado

SOLDADURA DEL HIERRO O DEL ACERO

1. Soldadura eléctrica

Método de Thompson: Basado en la Resistencia que ofrece un circuito.

- Apretar fuertemente las dos superficies que se van a soldar. - Hacer pasar una corriente de gran intensidad y poca tensión, hasta conseguir una temperatura

suficiente para la soldadura. - Se interrumpe la corriente y se mantiene la compresión de las superficies reblandecidas, el tiempo

que sea necesario.



Por arco eléctrico

- Conectar uno de los polos del dínamo a las chapas por soldar, y el otro a un electrodo de carbón. - Se hace soltar así un arco eléctrico que va fundiendo el metal y rellenándose la unión por sí sola.

2. Soldadura alumino - térmica.- (“Thenmit”)

- Las dos piezas por soldar se colocan dentro de un crisol. - Se envuelve la junta con una mezcla ferrosa y aluminio en polvo. - Se inflama la mezcla con una cinta de Mg. - Se produce una reacción exotérmica y una reducción suficiente para fundir el hierro y la alúmina. Obs: El soldador de éste tipo produce una temperatura de 3,000ºC.

3. Soldadura autógena .- Consiste en caldear la junta por medio de un soplete hasta obtener la soldadura

por fusión de los bordes de las piezas por unir.

- En el caso de chapas delgadas basta la acción del soplete. - En el caso de chapas ó hierros gruesos es necesario agregar metal (varilla) que se va fundiendo a

medida que progresa la soldadura.

Soplete : Ofrece una llama fuertemente reductora.

Clases :

a) Soplete oxídrico:

Usa una mezcla de oxígeno y de hidrógeno

Origina una temperatura de 2,000 a 2,500ºC

b) Soplete Oxi-acetilénico :

- Actúa con una mezcla de oxígeno y acetileno (C2H2)

- Produce 3,000 ºC de temperatura.

Nota : El acetileno se prepara en un gasógeno (horno de cuba), en el que se hace actuar agua

sobre carburo de calcio (C2 Ca ).



Obs : Los sopletes de soldadura autógena se utilizan también para cortar hierro o acero, de

cualquier espesor o dureza. Proceso:

- Calentar la línea de corte con la mezcla usual. - Se cierra la admisión de hidrógeno ó de acetileno según los casos. - Se proyecta un chorro de oxígeno puro que produce una fusión instantánea del metal.

4. Soldadura con gas de agua

- Se usa para la unión de chapas gruesas. - El gas se mezcla con aire atmosférico en proporción de 2 volúmenes de gas por 5 de aire y se aplica

a las piezas por soldar con un mechero o un soplete.

Obs : El gas de agua se prepara en un gasógeno, en el cual se hace pasar una corriente de vapor de

agua a través de una capa de carbón de piedra incandescente.

Reacciones:

C + H2 O H2 + CO

C + ( 2 H2 O 2H2 + CO2 ) gas de agua

OXIDACIÓN DE HIERROS Y ACEROS

Transformación lenta

“oxidación”

hierro / acero + Agua y aire

Acción conjunta

Herrumbre (orín)

Hidrato férrico

Obs: Ni el agua sola, ni el aire seco actuando aisladamente producen orín.

La oxidación se acelera por la presencia de: - ácidos diluidos

- disoluciones salinas

- corrientes eléctricas

El mortero fresco de cal corroe con rapidez al hierro, pero la oxidación, generalmente no pasa de la superficie.

El yeso es favorable al desarrollo de la oxidación



En el agua de mar, el elemento activo de la oxidación es el cloruro magnésico.

El mortero de cemento impide la oxidación.

No todos los hierros y aceros se oxidan con la misma facilidad - El hierro dulce se oxida más fácilmente que la fundición. - El acero se oxida más rápidamente a medida que contiene mayor cantidad de impurezas, o que aumenta

la porosidad de su textura.

Teorías de la oxidación : Las más conocidas :

a) Teoría de la acción del bióxido de Carbono o anhidrido carbónico.-

Por acción del oxígeno

Fierro + CO2 = FeOCO3 FeO + CO2

siderita

(carbonato) continúa el ciclo

b) Teoría de la humedad .-

en presencia de

oxígeno

agua FeO + H2O2

(óxido ferroso) (agua oxigenada)

c) Teoría Electrolítica .- La mas aceptada. Supone que:

- La corrosión es causada por corrientes eléctricas momentáneas, producidas en los puntos donde el metal no es homogéneo.

- Que se produce electrólisis en las pequeñísimas cavidades superficiales del metal, en las cuales se puede depositar la humedad que actúa como un electrólito.

MÉTODO DE PRESERVACIÓN DEL ACERO.- Para defender el hierro de la oxidación.

- Se basan en la obtención de una capa protectora de materiales resistentes a la acción del aire y agua, que cubra a la superficie oxidable, la cual debe estar limpia y seca antes de recibir la protección.

- La obtención de la capa protectora se ejecuta de 3 maneras :



a) Transformando la textura superficial del hierro.-

- Convertir la superficie en una finísima película de óxido ferroso - férrico, para evitar que la oxidación se propague al interior de la pieza.

- Se emplea la acción sobre las piezas de hierro, de :

El vapor recalentado

El gas pobre

Grasas

Aceites quemados

b) Metalizando la superficie del hierro (Aleación)

- Puede hacerse mecánicamente o eléctricamente: 1º Sumergiendo las piezas de fierro en:

Un baño galvánico

En metal fundido

2º Aplicando pintura metálica con brocha (el metal está reducido a polvo y

puesto en suspensión en un líquido).

- Por este método se aplica el zincado o galvanizado, el estañado, el emplomado, encobrado, cromado, etc.

c) Aplicación física de una capa de sustancias más o menos durables.- Comprende:

Esmaltado

- Se emplea para las piezas de fundición - Aplicación de un fúndenle, formado casi siempre por un silicato y óxido de estaño, aplicado en

caliente. Engrasado y Aceitado: Usando grasas con grafito.

Alquitranado y asfaltado: Aplicados en caliente

Resinas, caucho y celuloide

Pinturas (“Pinturas anticorrosivas”) .- La más común es la pintura al óleo:

- Es a base de aceite de linaza.

- Se aplica en dos manos.

1ª Mano : Barniz de aceite de linaza muy fluido y secante, mezclado con un color que cubra

bien como grafito, ocre, minio de plomo Pb3O4 que es bastante resistente al agua.

2ª Mano: Aceite de linaza mezclado con albayalde, grafito y polvo de zinc.



PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ACERO

Las propiedades físicas y mecánicas del acero dependen principalmente de:

- Su composición química. - Del método de su manufactura. - Del tratamiento calorífico. - Del trabajo mecánico.

a) Efecto de la composición química.

- Elementos que influyen sobre las propiedades del acero: C, Si, S, P, y Mn. - El carbono es el que más influye en las propiedades físicas.

Acero Prop. de C Características

Blando 0.10 a 0.20% No templable. Fácil de soldar.

Medio 0.20 a 0.40 Difícil de templar. Soldable.

Duro 0.40 a 0.70 Templable. Difícil de soldar.

Muy duro 0.70 a 1.20 Temple fácil. No soldable.

- La influencia del carbono sobre las resistencias, se expresa por:

Punto de fatiga: 21 + (35 x % C) Kgr/mm2

Resistencia a la tensión (rotura): - Acero ácido hogar abierto 52 + (76 x %C) Kgr/mm2

- Acero básico hogar abierto 32 + (63 x %C) Kgr/mm2

- Influencia del Fósforo y Manganeso

Resistencia a la tensión (rotura) en Kgr/mm2

- Acero ácido hogar abierto:

28 + (48 x %C) + (70 x %P) + (56 x %CMn)

- Acero básico hogar abierto

27 + (47 x %C) + (70 x %P) + (6 x %Mn) + (28 x %CMn)



- Influencia del Silicio

En % > al 0.25% que es lo usual, incrementa:

- La dureza - El punto de fatiga - Resistencia de rotura a la tensión

- Influencia del Azufre

- El azufre debe estar en proporción menor de 0.06% para buenos aceros. - Un mayor % influye desfavorablemente en los aceros calientes, por que los hace quebradizos; en

aceros fríos ésta proporción mayor no ejerce influencia apreciable.

- Influencia del Fósforo

- El fósforo en pequeña proporción aumenta ligeramente la resistencia. - Es un elemento dañino por que lo hace muy quebradizo, é incapaz de resistir golpes ó choques. - Un buen acero rara vez contiene más de 0.07%.

- Influencia del Manganeso

- El Manganeso en pequeñas cantidades:

Incrementa ligeramente la resistencia.

Aumenta la dureza y maleabilidad en fuerte proporción. - Los efectos del manganeso sobre el acero son proporcionales a la cantidad de carbono que este

contiene. - Un acero con más de 6% de Manganeso se llama ya “acero aleado al manganeso”.

b) Efecto del trabajo mecánico sobre el acero.-

- El trabajo en caliente del acero aumenta la densidad y la resistencia, así como la solidaridad entre sus fibras.

- En frío solo se puede trabajar los aceros blandos o medios.

Obs: Los efectos de este trabajo son: - Disminuir la ductibilidad. - Incrementar el carácter quebradizo. - El límite elástico se aumenta considerablemente. - La resistencia de rotura a la tensión aumenta.

RESISTENCIA DEL ACERO



Resistencia a la tensión

El límite elástico a la tensión es de 50 a 60% de la resistencia a la rotura, y varía entre 1,800 a 2,400 kg/cm2, de acuerdo con la clase de acero.

El punto de fatiga a la tensión, es usualmente de 200 a 400 kg/cm2 más que el límite elástico.

La resistencia de rotura a la tensión varía de 3,200 a más de 14,000 kg/cm2, según la clase de acero.

El módulo de elasticidad a la tensión es de 2’000,000 a 2’100,000 kg/cm2 y es prácticamente constante, para toda clase de aceros.

Resistencia a la compresión

El límite elástico y el módulo de elasticidad a la compresión son prácticamente los mismos que a la tensión.

Resistencia al corte.-

El módulo de elasticidad para el esfuerzo cortante es alrededor de 850,000 kg/cm2, para todas las clases de acero.

Coeficiente de trabajo en el acero estructural

Tabla: Coef. de trabajo en kg/cm2 según el carácter de la S/C

DUREZA DEL ACERO.- Los métodos más usados para determinar la dureza del acero son:

a) De Brinell (Impronta de la bola de acero), ya citado.

b) Del taladro de Bauer:

ESFUERZO MATERIAL

SOBRECARGA

VARIABLE UNIF. REPETIDA ó

ALTERNADA IMPACTO CHOQUE

C. REPENTINA

Tensión Acero medio,

laminado 1,100 1,500 700 600

Compresión Acero medio,

laminado 1,100 1,500 700 600

Flexión Vigas laminadas 1,100 1,500 700 600

Esfuerzo

Cortante

Pernos y

pasadores 600 800 400 300



- Herramienta tipo taladro que trabaja a velocidad constante y a una presión fija. - La resistencia del acero se aprecia por la profundidad del agujero en un número dado de revoluciones. - A medida que el acero es más blando, mayor será la profundidad taladrada.

ACEROS DE ALEACIÓN

(Aleaciones de acero o aceros compuestos)

Aceros a los cuales se les ha agregado un metal con el objeto de comunicarles ciertas propiedades

notables, que se acentúan ya sean recociéndolos, ó ya sea templándolos.

PRINCIPALES ALEACIONES DEL ACERO:

a) Acero al Níquel.- Una adición de níquel al acero de C, en una proporción aproximada de 3.5% :

- Aumenta su límite elástico apreciablemente. - Incrementa la resistencia a la oxidación.

- Incrementa la resistencia eléctrica. - Tiene permeabilidad magnética superior a la del hierro dulce.

Uso: Fabricación de cañones, corazas, acero estructural, remaches, rieles, ejes para ruedas, ejes para

transmisión, etc.

Obs: El metal conocido como Invar, es un acero con 36% de níquel, posee muy débil coeficiente de

dilatación; es empleado en alambres, reglas, etc. usadas en topografía y geodesia y en la construcción de

maquinaria e instrumentos científicos.

b) Aceros al Manganeso.- - Contiene de 6 a 20% de Manganeso y menos de 1.5% de C. - Son fuertes, compactos, maleables y con alta resistencia al desgaste.

Uso:

- En ferrocarriles: fabricación de rieles, sapos, desvíos, ejes y ruedas. - Para piezas de chancadoras de piedra, molinos, etc.

c) Aceros al Vanadio.- - Proporción de vanadio: de 0.1 a 0.6% - El Vanadio le da un mayor límite de elasticidad, mayor resistencia, sin disminuir su ductibilidad. - Se emplea esta aleación cuando se desea compacidad y resistencia a los choques.

Uso:



- En ferrocarriles y automotores, en: - Resortes, ejes de transmisión, ejes de ruedas. - Piezas de cambio de velocidades. - Rodamientos.

d) Acero al Cromo.- - Contiene de 1.5 a 2 % de Cr; y de 0.8 a 2 % de C. - El Cr le da al acero una resistencia excepcional a la oxidación, por lo que se le usa en cuchillería. - Actualmente se emplea poco el Cr en estructuras por su costo.

e) Aceros a la Sílice, al aluminio.- - Tiene las mismas propiedades que los aceros al níquel.

Uso:

- En pieza de maquinaria eléctrica. - En taladros.

f) Aceros al tungsteno, cobalto y Molibdeno.-

- El Tungsteno y el Cobalto se emplean en proporciones de 3 a 5%. - El Molibdeno de 0.3 a 3 % - Aumenta la resistencia a la tensión, así como el límite elástico - Son de ductibilidad baja. - De gran dureza.

Uso: En herramientas para cortar: sierras, brocas, etc.

Obs: Los aceros al tungsteno son los más duros de los empleados en la industria.

g) Aceros al cobre.- - Contiene de 1 a 4% de Cobre. - De igual resistencia que los aleados al níquel, pero más quebradizos y menos dúctiles. - El cobre le da al acero mayor resistencia eléctrica.

CHAPAS

Definición:

Son piezas laminadas obtenidas de platinas o tochos de acero extra dulce, hierro dulce o de acero fundido.



DENOMINACIONES:

a) Chapa fina : menor ó igual a 5 mm de espesor

b) Chapa gruesa : más de 5mm de espesor

c) Chapa negra : fina o gruesa sin ningún tratamiento

d) Chapa perforada : con agujeros/ rendijas estrechas y alargadas. Se usa

para cribas o zarandas.

e) Hojalata (lata) : chapa negra revestida con una película de estaño

f) Chapa galvanizada, emplomada, encobrada, niquelada: chapa negra que ha recibido por una o dos caras

una película de Zn, Pb, Cu, ó Ni, para hacerla inoxidable (vía térmica o vía galvánica)

g) Chapa ondulada: Se fabrican de chapas galvanizadas o emplomadas. Diseños:

De onda baja (arcos parabólicos) cubiertas / persiana.

De arcos circulares cubiertas con S/C Obs: las galvanizadas y de onda baja “calamina”, usadas en techados, puertas.

h) Chapa estriada: Presenta un relieve en una de sus caras, formando una especie de tirillas, que cruzan en

cocada.

Calibre de las chapas:

En el mercado las chapas se especifican de 2 maneras:

a) por su espesor efectivo (mm, pulg., etc,)

b) Por un número convencional que da el calibre o grueso. Ejemplo 7/0

Obs: No existe código o sistema universal.

METAL DESPLEGADO (“Expanded metal”)

- Malla metálica, resultante de haber perforado (con incisiones o ranuras alargadas), y luego estirado una chapa de acero. Ambas operaciones se hacen a máquina.

- Presentan el aspecto de malla en cocada. - En el mercado se las conoce por un número dado por el fabricante y que se refiere al grosor ó calibre de los

filetes metálicos que forman la malla y a las dimensiones de las cocadas - Los pesos varían de 1.5 kg/m2 a 10 kg/m2 .

Uso:



- Construcción de tabiques - Armadura de revestimientos de albañilería o enchapados. - Como refuerzo metálico en obras ligeras de concreto armado: losas, conductos, etc.

coeficiente de trabajo: 1,200 kg/cm2

ALAMBRES Y CABLES

ALAMBRE

Definición: Hilo metálico que forma una sola unidad.

Clases:

- Por su composición metálica: de fierro negro, de fierro galvanizado. - Por procedimientos especiales de fabricación: estirado en frío, laminado en frío, recocido, templado, etc. - Por su sección transversal: redondo, semicircular, ovalado, cuadrado, en estrella, etc. - Por su aspecto exterior: barnizado, aceitado, de púas, de hilos torcidos, arrollado en espiral, etc. - Por sus usos: para cercos, para clavos, para resortes, para electricidad, para telégrafos y teléfonos, etc.

Calibre:

Son diversos los sistemas de calibrar o numerar los alambres especificar el sistema en las operaciones

comerciales.

Comercialización:

En rollos y en carretes

Se cotizan por longitud y por unidad de peso.

CABLE

Definición:



- Constituido por varios alambres - Va a soportar esfuerzos adicionales de tensión. - Cabos: cables de corta longitud y destinados a maniobras.

Manufactura:

- Los alambres se manufacturan retorcidos o trenzados en disposición de hélice formando los torones, los que a su vez son torcidos constituyendo el cable mismo.

- El espacio o núcleo que dejan los torones, en el eje, y en ocasiones los alambres de cada torón, son rellenados con cáñamo o yute y materiales similares. También éste espacio puede estar ocupado por un alma de alambres.

- Los torones pueden ser circulares o achatados. - El objeto de esta disposición es obtener un cable de gran flexibilidad y que ofrezca al mismo tiempo, por su

sección transversal útil de acero, resistencia apreciable. - En ocasiones los torones van forrados con un material hilado llamado filástica alquitranada; otras veces

este forro está constituido por una cinta de acero arrollada.

Para cables – carriles. o andariveles se usan cables “arrollados en encaje”, en los cuales el alambre de sección circular que forma el alma del cable está rodeado por un par de vueltas de alambre de sección cuadrada, arrolladas de manera que el cable presenta una superficie exterior prácticamente lisa.

Para cable – riel. se usa el tipo llamado de “alambre ajustado”, en el cual todo el cable está forrado por capas sucesivas de alambre, cada una de ellas constituida por alambres de sección cuadrada, completamente adheridos unos a otros:

Especificaciones técnicas:

Resistencia a la tensión por fracturas

cables de hierro 5,000 kg/cm2

cables para tracción de acero 11,000 kg/cm2

cables de acero fundido 12,000 kg/cm2

cable de acero fundido extra fuerte 13,500 kg/cm2

cables de acero arado 15,000 kg/cm2

cables de puentes 15,500 kg/cm2

cables arados extra fuertes 16,000 kg/cm2



2. METALES NO FERROSOS

COBRE

Origen:

- Se presenta en la naturaleza

En estado nativo

En forma de minerales (óxidos y sulfuros), el más importante: pirita de cobre ( sulfuro de cobre y fierro Cu Fe S2)

Fundición de la Oroya:

Una de las plantas más importantes donde se realiza la metalurgia del cobre.

Características del cobre:

- Tenaz, dúctil y maleable. - Muy buen conductor del calor y la electricidad. - Densidad:

Piezas fundidas: 8.6

Piezas laminadas: 8.9 - El aire seco no lo altera, pero sí el húmedo.

Usos del cobre:

- En la industria eléctrica (la mitad del Cu. producido en el mundo) - En la industria del calor : tubos, serpentines, calderos, etc. - Para forros de piezas de madera que van a estar sumergidas en agua.

Planchas de cobre

a) Espesores:

Revestimientos ----------------------- 1 á 1.25 mm

Canalones ----- ------------------------ 0.75 mm



En placas de apoyo ------------------ 1 á 2 mm

(transmisión de cargas)

b) Coeficiente de trabajo:

Tracción y compresión 1,400 kg/cm2

Esfuerzo. cortante 600 kg/cm2

ALAMBRE DE COBRE

Coeficiente de trabajo a la tracción: 700 kg/cm2

PLOMO

Origen:

Se presenta en minerales (sulfuros, mezclado con plata o antimonio galena PbS)

El plomo metálico se obtiene:

1º tostando los minerales

2º fundiéndolos después

Características:

Es muy blando, plástico y falta de elasticidad, maleable.

Acabado de cortar tiene brillo, pero fácilmente se empaña.

Densidad: 11.3

Después de que sobre la superficie del plomo metálico se ha formado una película de óxido, la oxidación

se detiene y no penetra en la masa.

Usos:

En aleaciones. Trabajos de gasfitería: soldadura, cañerías, tubos, etc.



Pinturas.

Placas (“de asiento”) destinadas a transmitir uniformemente cargas.

Plomo endurecido

Aleación de plomo y antimonio del 5 a 10% (aumenta la resistencia)

Tabla: Resistencia a la rotura kg/cm2

TENSIÓN COMP. ESF. CORTANTE

Plomo ordinario 150 125 a 300 75

Plomo endurecido 300 500 120

Coeficiente de trabajo : 1/5 de los coeficientes de rotura.

TUBOS: Se emplean en Instalaciones sanitarias de agua y desagüe

Cañería : 1 “ para agua . Ejm: de ½” de 3 á 6 lib/yarda

Tubo : 1 < 3”, para desagüe

Tabla: Especificaciones para cañerías de Pb

interior ( pulg)

½” 5/8” ¾” 1”

Peso kg/m

lib /yd

1.85

1.25

3.75

2.50

4.45

3

5.20

3.50

Espesor mm

pulg

4

0.169

5

0.169

5.5

0.201

5.5

0.207

Presión de trabajo kg/cm2

lib/pul2

0.5

135

9

125

7.5

105

7

95

ZINC

Estado:



Se presenta en la naturaleza en minerales, los más importantes;

Sulfuro de Zinc (ZnS) “blenda”

Carbonato de Zinc (Zn CO3 ) “calamina”

Silicato de Zinc (Zn2 Si O4)

Características:

Duro, quebradizo y maleable

Su fractura es de apariencia cristalina

Densidad:

Piezas fundidas : 6.9

Piezas laminadas : 6.1

Usos :

Galvanizado

Para aleaciones

En chapas para recipientes de líquidos, etc.

CALAMINA:

Chapa corrugada u ondulada de fierro galvanizado

Se vende por Nº s.

Calamina Nº Dimensiones de la plancha Peso del atado de 6 planchas

24

25

26

6’ x 2’ x 1/40”

6’ x 2’ x 1/54”

6’ x 2’ x 1/64”

45 kg.

38 kg.

33 kg.



ESTAÑO

Estado

El principal mineral de estaño es el óxido de estaño (SnO2) “casiterita”

Para su metalurgia:

1º Se concentra el mineral

2º Se funde

3º Se refina el metal

Características

Es maleable, poco tenaz y poco dúctil.

Densidad: 7.3

Uso:

Estañado

Fabricación de válvulas de seguridad en las calderas

Gasfitería

Artículos de cocina, etc.

HOJALATA

Chapa de fierro dulce o fierro negro revestida por una película de estaño

Espesores : 0.24 á 0.65 mm

Se venden en cajas. Ejm.: de 112 á 225 chapas, c/u de 25 x 35 cm y peso neto por caja de 25 a 70 kg.

ALUMINIO

Estado

- En la naturaleza se encuentra en muchas combinaciones; las más importantes:

- Bauxita (hidrato alumínico mezclado con óxido férrico) - criolita (mezcla de fluoruro de sodio y de aluminio)



- El método para extraerlo de sus minerales es la electrólisis, la cual se efectúa principalmente sobre la criolita

fundida.

Características:

- Está libre de la corrosión - Densidad: - piezas fundidas 2.55

- piezas laminadas 2.75

- Su conductibilidad eléctrica varía entre ½ y 2/3 de la del Cu - Resistencia tracción (rotura) baja : 800 a 1,000 kg/cm2 (piezas fundidas)

2,000 kg/cm2 (piezas laminadas ó alambres estirados)

3. ALEACIONES

Definición

Ligamento previa fusión, de dos o más metales. La aleación adquiere propiedades intermedias entre las de sus componentes, pero a veces otras nuevas.

latones

Son aleaciones de cobre y zinc. Es más duro que el cobre, muy dúctil y maleable.

La dureza y resistencia aumenta con la proporción de zinc, hasta cierto límite en que éstas propiedades comienzan a decrecer.

Su densidad promedio es: 8.95 Obs:

Latones blancos: de baja ley de Cu (contienen de 20 a 50% de Cu)

La adición del Pb al latón lo hace más blando, pierde parte de su resistencia y ductibilidad. No

se emplea más de 3% de Pb (pues tiende a desagregarse).

El Al agregado al latón hasta 5% incrementa su dureza y resistencia, pero pierde ductibilidad.

Esta aleación se utiliza en trabajos de fundición, forja, chapas, etc. Es de propiedades

anticorrosivas acentuadas.

Metal Muntz :

- Latón con 40% de zinc



- Es maleable y se dobla en vez de romperse

- Se emplea para hélices de buques

Metal Delta :

- Latón al que se le ha agregado hierro

- Se corta bien y es muy resistente.

Tabla : Coeficiente de resistencia a la rotura por tracción para latones

Cu Zn Pb Sn Fe Mn kg/cm2

Latón forjable 60 40 - - - - 3,500

Latón para chapas 63 37 - - - - 3,000

Latón de tornillos 58 40 2 - - - 4,000

Latón naval 62 36 1 1 - - 3,000

BRONCES

- Son aleaciones de cobre y estaño, predominando el Cu - Son muy duras, densas y más fusibles que el Cu

Obs:

La adición del Pb aumenta la fragilidad y reduce la resistencia y punto de fusión.

La adición del zinc disminuye la dureza y resistencia

Clases:

a) Bronce de estaño y zinc (“bronce ordinario”) Usado en la fabricación de piezas de maquinaria

b) Bronce fosforoso

Se prepara añadiendo el metal fundido en pequeño % de Pb. (0.05 á 1%)

Cobre 90%, Estaño 10%

Uso: cojinetes, cajas de grasa, ruedas dentadas, tubos sin soldadura, hilos de

teléfono, etc.

c) Bronce de campanas.- 20 á 25% de estaño



d) Bronce de cañones.- 10% de estaño

Uso: Para válvulas y grifos de vapor

e) Bronce de estatuas.-

Contiene cantidades adicionales pequeñas de zinc y Pb.

En las superficies expuestas a la intemperie forma la pátina (película color azul, verde o verde

parduzco constituida por un carbonato de cobre, de desarrollo muy lento y que le da gran valor

a las estatuas antiguas.

f) Bronce de medallas.- Contiene 20% de estaño

g) Bronce de aluminio.- 10% de aluminio .

Se usa en la fabricación de objetos que tienen aspecto de oro, pero de mucha mayor resistencia. Las

plumas estilográficas antiguas eran fabricadas con este material.

Tabla: Resistencias típicas de algunos bronces:

Bronce fosforoso

fundido

laminado

Coeficiente de tracción

a la rotura

2,000 kg/cm2

4,500 “

Bronce de cañones

2,500 “

Bronce de estaño y zinc fundido

laminado

4,000 “

5,500 “

Bronce de aluminio fundido

laminado

Est. Frío

4,000 “

4,500 “

6,000 “

ALEACIONES DE ALUMINIO “Aleaciones ligeras”)

Aleaciones a base de Al con Cu, Zn, Mn, Ni, etc. solos o mezclados.



Clases:

Duraluminio.-

Aleación con Cu y pequeña proporción de Mn.

Da en metal de mayor resistencia que sus componentes, (0.95 Al + 0.45 Cu + 0.05 Mn)

Magnalio.-

Aleación con Mg y con el cual se funden piezas más resistentes y más ligeras que si se tratara de Al solo.

( 0.9Al + 0.1Mg)

METALES BLANCOS

Se preparan a base de estaño, zinc y plomo.

Se usan como metales de antifricción para cojinetes.



CAPÍTULO V : MATERIALES DIVERSOS

VIDRIO DE CONSTRUCCIÓN

Composición química

- Se obtiene fundiendo una mezcla de silicatos, el mas usado silicato de calcio en mezcla con el de

sodio. (mayor dureza, mejor brillo). - El vidrio contiene además Mg, Al, Mn y óxido de hierro.

- Materias primas que mezcladas debidamente se pueden utilizar para fabricar vidrio:

● Arena cuarzosa ● Tierra de infusorios ● Salitre sódico

● Cuarzo puro ● Ceniza potásica ● Caliza pura

● Piedra silex ● Ceniza de sosa ● Etc.

Además se agrega a la mezcla fundentes: flúor, ácido bórico, trozos de vidrio, etc.

Ensayos del vidrio

a) Rapado en Obra.-

El vidrio bien limpio se empaqueta con caparrosa verde (sulfato de fierro comercial) y se calienta. El

de mala calidad se torna opaco.

b) En laboratorio.- - Limpio el vidrio se expone a la acción del HCl que lo cubre en forma de rocío.

- Las plaquitas de prueba se conservan en esa forma durante 24 hras, en una cámara cerrada.

- El buen material no presenta ninguna alteración.

Manufactura: los más usados son tres:

a) Vidrio Soplado.- - Se obtiene en forma de cilindros soplados a la boca por los obreros, o por medios mecánicos.

- Se cortan después los cilindros según una generatriz y estirados para formar las planchas.

- Todas las operaciones se realizan en caliente.

- Mediante este proceso se fabrican focos, botellas, etc.

b) Vidrio Colado.- (fundido)

- Las chapas se fabrican vertiendo la masa de vidrio fluido sobre moldes constituidos por placas

metálicas calentados previamente.

- Después se rodilla la masa y se deja enfriar lentamente.



c) Vidrio comprimido.-

Vidrio colado que después de extendido en el molde, es prensado, lo que le confiere una gran

resistencia por la cohesión (presión) que han recibido sus moléculas.

Clases de vidrios

a) Vidrio Simple.- - blanco, transparente

- Espesor de 2 a 2.3 mm. aproximadamente.

- Peso 6 kg / m2

Uso: Ventanas, mamparas

b) Vidrio Doble Triple.-

Doble, espesor de 2.5 a 3 mm.

Peso aproximadamente 8 kg/m2

Triple, grosor 3 a 4 mm.

Peso aproximadamente 10 kg/ m2

Uso: cubrir aberturas mayores a 0.50 m. en cualquier dimensión.

c) Vidrio Armado.-

- Lleva en su interior malla de alambre

- Espesores de 5 a 10 mm.

- Peso aproximado de 18 kg/m2

d) Vidrio Labrado.-

- De superficie no lisa

- Blanco o de color, pero no transparente.

- Las labraduras o relieves en una sola cara

e) Vidrio Gota de Agua.-

- Presenta una labradura similar a una gota de agua dejada caer sobre una superficie no

absorbente y lisa.

f) Vidrio Catedral.-

- De superficie rugosa y granulosa

- Blancos y de colores

- No transparente

g) Vidrio Esmerilado.-



Se le ha hecho perder su transparencia por acción de areneras ó máquinas de chorro de arena.

h) Vidrio Deslustrado.-

De aspecto similar al esmerilado, pero la transparencia ha sido eliminada por acción de una solución

muy acuosa de ácido fluorhídrico.

i) Vitreaux.-

Conjunto de trozos de vidrios blancos o de colores unidos unos a otros por tirillas de Pb, y con los

cuales se forman dibujos ornamentales.

j) Vidrios Difusores.-

- Producen iluminación uniforme.

- De superficie lisa, pero su interior o cuerpo esta constituido por una serie de masas (lunas), de

formas geométricas y en las cuales los rayos de luz se quiebran.

- Se venden simples y alambrados, de diversos espesores casi siempre de ¼” a 1/2”.

k) Vidrios Químicos.-

- Fabricados para interceptar los rayos caloríficos o de la iluminación intensa de luz.

- Se emplea en las torres de observación (aeródromos, puestos aduanero, y de vigilancia en

general).

l) Vidrio Templado de Seguridad.-

- Utilizado en vehículos, que en caso de rotura, este se fragmenta en trozos pequeños.

m) Vidrio Laminado de Seguridad.-

- Se produce mediante la unión de dos o más láminas de vidrio con una o más láminas de

elementos plásticos de alta resistencia como refuerzo, lo que permite que al romperse la pieza

los trozos de vidrio queden adheridos a ella. Brinda aislamiento acústico y de ser el caso llegar a

dar protección antibala.

n) Vidrio Reflejante.-

- Elevan el coeficiente de reflexión solar hasta un 57% (vidrio común 7%). Reducen la cantidad de

luz que permiten pasar, utilizándose para proteger láminas, cuadros, fotos. Espesores de 2.3

mm.

o) Ladrillos de vidrio.-

- Bloques semejantes a los ladrillos corrientes.

- De características difusoras.

- Traslúcidos, no transparentes.

- Buen aislante del ruido y del calor

- Se asientan con morteros de cemento (blanco).

- Dimensión 20 cm.

- Cuidado: algunos no están fabricados para resistir tráfico de peatones.



p) Baldosines y losetas.-

- Piezas para ser usadas en pisos y tragaluces, que deben soportar tráfico.

- De pequeñas dimensiones ≤ 0.20 m.

- De espesor apropiado a su empleo.

q) Vidrio Soluble.-

- Especie de barniz que se emplea con fines decorativos.

- No resistente a los agentes atmosféricos, por lo que se usa en interiores.

Propiedades mecánicas.

- Peso específico = 2.4 a 2.6

- Resistencia a la Tensión = 140 a 200 kg / cm2

- Resistencia a la compresión = 420 a 840 kg / cm2

SOGAS (Cabo de Manila)

Definición

- Formadas por hilos trenzados

- Sección circular.

- Se fabrican con cáñamo proveniente de manila, Nueva Zelanda, Italia, etc.

Características

- Se especifica por la longitud de su circunferencia (Mena) en pulgadas inglesas. Como tensores: de 1”

a 10”.

- Se venden en el mercado por peso: lib/pie; lib/braza (braza inglesa=6` de largo)

Resistencia

- Su resistencia es variable, depende del carácter de la fibra, y de la manera como esta torcida.

- La resistencia se aprecia en relación a su peso por unidad lineal.

Ejemplo:

Una buena soga redonda puede trabajar a razón de 330 lib por cada libra de peso de la soga por braza.



Obs.

Las sogas alquitranadas pierden algo de su resistencia

ASBESTO CEMENTO

ASBESTO (Amianto)

Definición

- Sustancia mineral que se encuentra en rocas antiguas naturales especialmente serpentinas y

hornablendas.

- Esta formada por silicato de Mg con mayor o menor proporción de agua.

Características

- Color blanquezino

- Estructura fibrosa

- La cantidad de agua contenida por las fibras las hace mas o menos duras.

- Peso específico : de 2.3 a 3.

- Mal conductor del calor y de la electricidad.

Usos

- Aislante calorífico en tuberías de vapor y en prensa estopas.

- Fabricación de cortinas aislantes de fuego.

- Productos de fricción: embragues, frenos, componentes de la transmisión de vehículos.

- Textiles termoresistentes.

- Su empleo se ha restringido por la posibilidad de provocar cáncer pulmonar.

Mercado

- Se encuentra en forma de fibras, planchas, telas, etc.

- Las fibras pueden estar mezcladas también en forma de pasta para aplicarse a tuberías, etc.

ETERNIT (Lima , 1942)



Definición

Son pizarras artificiales obtenidas mezclando íntimamente el amianto con cemento Portland y

sometido a presión, extrayéndole el agua al mismo tiempo por aspiración.

Uso:

- Fabricación de planchas, tubos para agua y desagüe, ventanas, depósitos para líquidos.

- Fabricación de chapas de diseño especial para construcción formadas de 2 hojas de Eternit entre las

cuales se ha colocado una capa de materia aislante. Ejm. cartón.

Lisas : tabiques

- Las chapas

Corrugadas : techados

- Tubos : de 1 ½” a 10” interior, longitud de 3 y 4 m. capaces de trabajar con presión de 45, 75 y 105

lib/pulg.

MATERIALES PARA REVESTIMIENTO Y AISLAMIENTO

Definición:

Chapas o planchas que se emplean como material:

De revestimiento con fines ornamentales

De cobertura

Aislante térmico y acústico

Composición:

Las hojas de estos materiales están formados por las siguientes sustancias solas o mezcladas:

- Fibras de madera

- Fibra de cañas y bambúes

- Pulpa de madera

- Asbesto

- Corcho

- Productos yesosos



- Carbón

- Fieltro

- Minerales molidos

- Materiales asfálticos, etc.

Patentes (EE.UU)

Lista de los principales productos del mercado de EEUU

Celotex • Weatherwood

Temwood • Gold Bond

Temlock • Boards

Tempered Preswood • Upred Fibre Board

Preswood Tepertile • Beaver Board

Insulite • Nu Wood

ASFALTOS Y ALQUITRANES

ASFALTO (bitumen)

El mismo producto químicamente puro

Definición:

- Sustancia negra viscosa, pegajosa, impermeable formada por una mezcla de hidrocarburos é

íntegramente soluble en sulfuro de carbono.

- Puede ser:

● Natural : En depósitos naturales (Isla Trinidad; Bermúdez Venezuela) ó embebiendo

ciertas rocas y carbones (Junín).

● Artificial : Residuo durante la destilación fraccionada de ciertos tipos de petróleo.

Uso:

- Pavimentación de caminos, mezclado con arena o gravilla.

- Como sustancia aislante de humedad en cimientos y muros.

- Material de pegamento

- Manufactura de tejas, pisos, etc.



Chapas asfálticas: Usadas en las juntas de dilatación ó contracción de las obras de albañilería, tales

como el flex-cell, el Carey, Elastite, etc.

Tipos de asfalto:

a) Asfalto Filerizado: obtenido a partir de un cemento asfáltico, al cual luego de un proceso de oxidación,

se le incorpora una carga mineral inerte.

b) Asfaltos Líquidos o Rebajados: se componen por una fase asfáltica y un fluidificante volátil (bencina,

querosene, aceite), en el proceso de curado este se evapora quedando el residuo asfáltico el cual

envuelve y cohesiona las partículas del agregado. Pueden ser:

RC (asfalto de curado rápido), el disolvente es del tipo de la nafta o gasolina. El número que sigue

indica el grado de volatilidad en centiestokes.

MC (asfalto de curado medio), el disolvente es querosene.

SC (asfalto de curado lento), el disolvente es aceite liviano, relativamente poco volátil.

c) Emulsión Asfáltica: es una mezcla de asfalto con emulsificantes que con el agua forman una emulsión

estable que permite tender las carpetas asfálticas “en frio”, es decir, a temperaturas menores a 100 °C

(permite la aplicación del asfalto donde no es posible calentar el material).

COMBUSTIBLES

Definición:

- Material capaz de liberar energía mediante el cambio o transformación de su estructura química

(combustión).

COMBUSTIÓN CHISPA ENERGÍA

Reacción química

entre el

combustible y el

oxígeno del aire

- Llama

- Fuego

Calor

Luz



Clases:

- Gasolina : mezcla de hidrocarburos alifáticos obtenida por destilación fraccionada del petróleo. Octanos : resistencia a la detonación de la gasolina para lograr una reacción química más eficiente y

soportar una mayor compresión.

Uso : combustible en motores de combustión interna con encendido por chispa convencional o por

compresión; en lámparas, estufas, limpieza con solventes, etc.

- Grasa : evita la fricción entre dos piezas móviles. - Aceite : lubrica los motores de combustión interna; también limpia, inhibe la corrosión y reduce la

temperatura del motor transmitiendo el calor lejos de las partes móviles para disiparlo.

SAE (Sociedad de Ingenieros Automotores): grado de viscosidad del aceite (mayor o menor estabilidad

del aceite con los cambios de temperatura).

Aceite monogrado: tiene un solo grado de viscosidad

Aceite multigrado: tiene un alto índice de viscosidad

- Kerosene : líquido transparente obtenido por destilación del petróleo, de densidad intermedia entre la gasolina y el diésel. Uso : combustible en motores a reacción y de turbina de gas, disolvente, calefacción doméstica, etc.

Obs. : su venta está prohibida por ser insumo químico en el narcotráfico. Es reemplazado por el GLP para

consumo doméstico.

ALQUITRÁN

Definición:

Producto denso y pegajoso, color oscuro y olor fuerte obtenido de la destilación seca de materias

orgánicas tales como petróleo, hulla, madera y huesos.

Uso:

- Petróleo : mezcla de hidrocarburos, color oscuro, más ligero que el agua, se encuentra en estado natural en yacimientos subterráneos. Uso : obtención de la gasolina, querosene, alquitrán, disolventes, etc.



Alquitrán de petróleo : impermeabilizante en la pavimentación de caminos

Alquitrán de hulla : en caminos y en pinturas protectoras de hierro y madera, aplicado en caliente

Alquitrán de madera : como desinfectante en la industria farmacéutica

Alquitrán de huesos : en algunas industrias.

PLÁSTICOS

Definición: Material constituido por compuestos de alto peso molecular (polímeros), y que en cierta

etapa de producción poseen plasticidad, lo que pierden total o parcialmente después del

endurecimiento del polímero.

AGLUTINANTE + CARGA + ADITIVO PLÁSTICO (Vehículo orgánico)

- Polímeros *

- Resinas

- Cauchos sintéticos

- Material de relleno

- Abarata el costo

- Mejora las propiedades

(estab. térmica, dureza, resistencia mecánica)

Polvos

Fibras orgánicas é inorgánicas

Telas, papel, chapas finas de

madera

- Plastificantes

- Endurecedores

- Estabilizantes

- Colorantes

(*) Para la producción de polímeros se utilizan el gas natural y el llamando gas de entubación, originado en

yacimientos petrolíferos; también el alquitrán de carbón mineral, obtenido durante la coquificación de

la hulla.

POLÍMEROS ELABORADOS POR POLIMERIZACIÓN

Polietileno .- Se usa para fabricar materiales de aislamiento hidrófogo, tubos, artículos de equipo sanitario

técnico.

Cloruro de polivinilo.- Ofrece resistencia a los ácidos, álcalis, alcohol, gasolina, aceites lubricantes.

Uso: Fabricar linóleos, materiales hidrófugos, decorativos de acabado, tuberías para agua y desagüe;

listones de zócalos, pasamanos.

Perclorovinilo.- Estabilidad a los medios agresivos (ácidos, álcalis, etc.) durable



Uso : Elaboración de pinturas para fachadas.

Poliestireno.- Es estanco al agua; se opone bien a los ácidos concentrados ( menos al nítrico ni al acético

glacial ) y soluciones de álcalis. Fragilidad manifiesta en el caso de cargas de impacto.

Uso : En la fabricación de azulejos

Polimetacrilato de metilo.- (Vidrio orgánico ), excepcional transparencia, y deja pasar el 73.5 % de los rayos

ultravioletas; resistencia a la luz y a la intemperie, pero baja resistencia a la abrasión y al calor (80 oC ); se

disuelve con facilidad en solventes orgánicos (acetona y otros).

Uso : Encristalar ventanas de hospitales, invernaderos.

Politetrafluoretileno .- Estabilidad química mas alta, soporta hasta 200 oC; buen dieléctrico.

Uso : Construcción de juntas, en medios especialmente corrosivos.

Acetato de polibinilo.- Sus resinas se adhieren bien a la superficie de diferentes materiales.

Uso : Preparar pinturas en emulsión, colas, mástiques.

Polisobutileno.- Elástico cauchocoide; estanco al agua; inatacable por los ácidos, álcalis, sales de hidrogeno,

solventes polares, Alta resistencia a la helada.

Uso: En diversos materiales de hermetización que sirven para hacer estancas las juntas en edificios de

paneles; para fabricar cintas adhesivas, colas para linóleo, materiales hidrófugos.

Indeno – cumarona .- Se usa en lacas; fabricación de losas para pisos.

POLÍMEROS ELABORADOS POR POLICONDENSACIÓN

Fenol–Formol.- Buena compatibilidad con las cargas, obteniéndose así plásticos mas resistentes y menos

frágiles que los propios polímeros.

Uso : como aglutinante al fabricar paneles de virutas de madera, plásticos laminares de papel y de fibra de

vidrio y artículos de algodón mineral; para obtener colas, madera contrachapada.

Carbamida .-(Urea–formol ), Se usa para fabricar materiales caloríficos ( plásticos celulares y alveolares),

plásticos laminares, fibrosos y colas.



P. Silicónicos .- Bajo peso molecular en forma de líquidos. Se usan en calidad de pinturas hidrófugas para

fachadas, también introduciendo al concreto para conferirle propiedades hidrófugas. Los de alto peso

molecular son cauchos sintéticos que se emplean como pastas y colas hermetizantes y aislantes.

Poliésteres.- Al actuar largo tiempo al agua, su resistencia decrece hasta el 40 % disminuyendo también su

poder adhesivo.

Uso : Para fabricar plásticos de fibra de vidrio, artículos de sanidad técnica, colas, pinturas y barnices de

fachada.

CAUCHOS Y GOMAS

Caucho sintético .- Producto de polimerización y copolimerización de hidrocarburos no saturados; son

imprescindibles en la producción de materiales de hermetización.

Uso : Preparar colas y mástiques ( para pegar linóleo, losas de pisos, etc.)

Goma .- Es el caucho vulcanizado y generalmente contiene cargas ( creta, negro de carbón, etc.)

Uso : Material para suelos rasos; obtención de materiales de betunes gomosos (mástique de asfalto y goma,

brisol, etc.)

CONCRETO POLIMÉRICO

Se fabrican predominantemente a base de polímeros termoestables: poliésteres, epoxidos, fenoplastos, furanos, etc.; los áridos se eligen en función del tipo de medio agresivo, del destino y la masa volumétrica.

Las propiedades mecánicas del concreto polimérico aumentan al reforzarlo con armadura de acero ó plástico de fibras vítreas.

Indices de resistencia mecánica:

Tracción 70 – 200 kg/cm2

Flexión 160 – 400 “

Compresión 600 – 1200 “

Cizallamiento de la unión encolada

con una superficie seca

de concreto 30 – 50 “

Adhesión a la armadura



de acero ~ 60 “

La estabilidad térmica : 100 – 200 oC.

Desventaja: Su gran fluencia; envejecimientos; al obrar con polímeros y endurecedores ácidos pueden provocar quemaduras.

Uso : Fabricación de piezas y estructuras acabadas de concreto polimérico armado con acero ó fibra de vidrio:

elementos para entibación de pozos; apoyo de la red de las líneas aéreas de contacto, traviesas, tramos de

colectores, etc.

MORTEROS Y CONCRETOS DE CEMENTO Y POLÍMEROS

Contienen una adición de resina sintética o caucho desde ( 0.2 hasta 5-12 %)

Efecto de los aditivos: disminuye la hidroscopía y la permeabilidad al agua; aumenta la resistencia del concreto a la tracción y a la flexión ( 2 á 3 veces); crece la expansibilidad.

Uso : En forma de pinturas colas, recubrimiento de la armadura; en forma de capas de protección de

tanques, tuberías, a sí como para la construcción de pisos.

PLÁSTICOS REFORZADOS CON FIBRAS

En las estructuras portantes y de protección se utiliza un amplio grupo de polímeros de composición,

reforzados con fibras:

Plásticos de fibra de vidrio*: tanques, silos, tubos, cubiertas, envolturas, accesorios sanitarios.

Paneles de viruta de madera: como material para estructuras y de acabado si las losas son de alta o mediana masa volumétrica; como material, termoaislante o insonorizante si la masa volumétrica

es baja.

Losas de fibra de madera: tabiques, cielo rasos; revestimientos de pisos, paredes y techos; fabricar hojas de pared y muebles empotrados; en forma de materiales termoaislantes e insonorizantes.

(*) material que consta de numerosos filamentos muy finos de vidrio, se usa como aislamiento

térmico, eléctrico y acústico , como refuerzo a polímeros, telas de alta resistencia, partes de

carrocería de vehículos, etc.

ARTÍCULOS DE REVESTIMIENTO DECORATIVO

Son artículos de materiales poliméricos en forma de chapas de grandes dimensiones, películas y

losetas decorativas, que permiten excluir el enlucido, la pintura y otros productos “húmedos” del

acabado interior. Esto no solo acelera los trabajos de acabado, si no reduce considerablemente su

laboriosidad y costo.

Películas decorativas adhesivas de cloruro de polivinilo sin soporte.

Paneles decorativos de cloruro de polivinilo

Lincrusta: papel cubierto por una pasta de polímero gliptálico, aceite cocido, parafina y carga.

Paneles pintados lavables estancos al agua: en rollo con soporte de papel, cubierto por una capa fina de polímero. Imitan la madera, tela, etc.

Azulejo de poliestireno para revestimiento: son inflamables.



Paneles de acabado de poliestireno: resistente al impacto

Plásticos laminados de papel: se fabrican de varias capas de papel especial, impregnadas con polímero fenol - formol ó carbamida.

MATERIALES PARA PISOS

Linóleo

Esta compuesto por dos ó mas capas; la superior polimérica contiene menos carga, es mas resistente al desgaste, elástica y esta decorada. La capa que sigue es mas rígida, contiene menos

polímero y mas carga. La carga: polvos minerales finos (creta, talco, etc.)

Se fabrican con soporte o sin el. El material soporte sirve para el aislamiento térmico e insonorizante y está constituido por tela, fieltro, goma.

Alfombras sintéticas

En la parte inferior tienen un soporte de polímero, y en la superior utiliza fibras sintéticas, de las que

se fabrican recubrimientos tejidos y no tejidos.

Losetas de piso

Se fabrican apartir de cloruro de polivinilo, polímero cumarona- indeno ó goma. Son resistentes al

desgaste y quimioestables

TUBOS – ARTÍCULOS DE TÉCNICA SANITARIA Y ACCESORIOS - COLAS

SINTÉTICAS

Tubos termoplásticos : de PVC, polietileno y polipropileno; son ligeros, resistentes a la corrosión,

insignificante coeficiente de fricción en la superficie interior.

Uso : Redes de agua, desagüe y ventilación

Tubos plásticos de fibra de vidrio: de poliésteres, cordón de vidrio, tela de vidrio. Su resistencia

mecánica es mayor que la de los demás tubos poliméricos; soportan temperaturas de 150 oC .

Uso : En la industria química y petrolera.

Artículos técnicos de sanidad y accesorios

Se emplea el polimetacrilato de metilo, el poliestireno resistente al impacto, el polipropileno, las

poliamidas y los plásticos de fibra de vidrio; tienen pequeña masa y estabilidad contra la corrosión

Colas sintéticas

Se elaboran de resinas sintéticas, cauchos y derivados de celulosa

Poder adhesivo y estabilidad al agua; no se pudren.

Pegan bien la madera, plásticos, metales, cerámica, vidrio y piedras naturales.

Se emplean también para pegar elementos de concreto; estas colas se aplican en forma de líquidos, polvos y películas.



MATERIALES HIDRÓFUGOS, DE CUBIERTA Y DE HERMETIZACIÓN

1. PELÍCULAS HIDRÓFUGAS

- Se fabrican de PVC, polietileno, acetato de celulosa, caucho sintético y otros polímeros. - Grosor de las películas: depende del uso.

Pantallas impermeables: de polietileno e = 0.2 mm.

Túneles y otras obras contra la acción de aguas agresivas: películas de polivinilo o polietileno, e = 1.5 a 2 mm.

- La película se fabrica en forma de rollos, con Rtrac. = 150 á 175 kg/cm2. - Posee estabilidad contra la acción de las aguas naturales, soluciones salinas neutras, alcalinas y ácidas

que contengan hasta 5 % de dichas sustancias.

Obs. - Se ha elaborado un método para instalar pantallas verticales impermeables de películas en

canales de riego, diques sin recurrir a zanjas.

2. MATERIALES DE CUBIERTA

Chapas de cubierta (onduladas y planas)

- Se fabrican de plásticos de fibra de vidrio a base de poli ésteres. - e = 0.8 a 1.9 mm . - Rtrac = 2,200 a 2,300 kg/cm2 Valores límites

- Rflex = 3,500 a 4,000 kg/cm2 - Son ligeras, resistentes, nonitas y transparentes; dejan pasar mucha luz natural, sin embargo son

inflamables.

Plásticos en rollo

- e = 1.2 a 2.5 mm . - Para su soporte sirve el papel Kraft o carbón de cubierta, así como tela de algodón o de fibras de

vidrio.

3. MATERIALES DE HERMETIZACIÓN (selladores)



- Se emplean para hacer estancas las juntas entre los elementos de estructuras prefabricadas (paneles y bloques de muros exteriores, etc).

- Deben garantizar la elasticidad necesaria para absorber las deformaciones térmicas y de retracción, así como no dejar pasar la humedad.

- Tipos: Endurecibles

Mástique de hermetización No endurecibles

Pegan mas al Cº y conserva bien la solución a temperatura (+) o (-)

Se fabrican a base de cauchos polisulfúricos y aglomerantes de goma y betún.

Empaquetaduras elásticas.

Se fabrican en forma de cordones porosos ó compactos a base de goma, poliuretano,

cauchos sintéticos.

Obs.: Al sellar juntas deben observarse estrictamente las reglas de protección de trabajo. Cuando se

utilizan mástiques con componentes calientes (solventes, etc.), se proveen medidas de seguridad

contra incendios: no fumar, ni utilizar llama abierta; las manos se protegen con guantes de goma y

una pasta especial de jabón que se aplica antes de empezar el trabajo.

PINTURAS ACEITES Y BARNICES

PINTURA

Se compone de :

- Base ó pigmentos, cuerpos sólidos pulverizados insolubles en el aglutinante o vehículo. Colorean, dan consistencia y facilitan el secado de la

pintura (Albayalde, blanco de Zinc, minio de plomo, minio de hierro, grafito, etc.).

- Vehículo, líquidos que llevan en suspensión los pigmentos y que una vez seco, mantienen unidas las

partículas de color entre sí y con la superficie pintada (aceite de linaza, crudo o cocido).

- Solvente, líquidos que se agregan a los aglutinantes o vehículos para hacer más fluido el material,

aplicarlo mejor y acelerar el secado (aguarrás, acetona, trementina, etc.).

Muchas pinturas tiene además:

- Colorante

- Materia secante (terebina, etc.)



Clases de pinturas:

a. Pintura al Óleo:

- Fabricadas a base de aceite

- Blancas o de color

b. Pintura al Temple:

- A base de tiza, cola de carpintero, y un colorante mineral.

- Disueltos en agua caliente

c. Pintura al agua:

- Pastas preparados en plantas industriales

- Para ser usadas se disuelven en agua, fría ó caliente

- Proporcionan superficies lavables

- De colores

d. Barnices:

- Líquidos que dan brillo ó lustre

- Son transparentes

- Se emplea el barniz copal, la gomalaca disuelta en alcohol, etc.

e. Esmaltes:

- Sustancias líquidas de color, no transparentes.

- Proporcionan superficies muy lisas, brillantes o lustrosas.

Imprimación:

- Aplicación de una sustancia que actúa como vehículo o ligamento.

- Usa aceite de linaza, cola de carpintero desleída, etc.

Materiales de construccion

Engineering

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