Universidad Nacional Autónoma de MéxicoFacultad de Ingeniería

División de Ingenierías Civil y GeomáticaDepartamento de Construcción

Presupuestación de Obras (1318)Grupo: 07 Semestre 2015-2

Profesor: Ing. Heriberto Esquivel Castellanos

Investigación 03 Materiales (primera parte)Alumno: Alumno 1

Alumno 2Alumno 3

Palacio de Minería, a de de 2015.

ÍNDICEContenido Página

1 Prefacio.1.1 Introducción.1.2 Objetivo.

2 Desarrollo.2.1 Rocas: clasificación, propiedades, su utilización en mamposterías, acabados,

rellenos, pedraplenes, enrocamientos, empedrados, gaviones, escolleras y otros.2.2 Suelos: clasificación, mejoramiento, su utilización en rellenos, terraplenes.2.3 Agregados pétreos (arenas y gravas): características (granulometría, tamaño máximo

del agregado, módulo de finura), su utilización en pavimentos, concretos, filtros, balasto.

2.4 Madera: características, propiedades, unidades de medición, presentaciones comerciales, tratamientos, su utilización en cimbras, acabados (pisos, lambrines, cancelería, etc.), en construcciones permanentes, accesorios de unión y fijación.

2.5 Cementantes (cemento portland, cal, yeso): Fabricación, tipos de acuerdo con las normas vigentes, propiedades físico-químicas y mecánicas, resistencia a los agentes externos, su utilización en lechadas, pastas, morteros y concretos.

2.6 Acero: fabricación, propiedades, presentaciones comerciales (perfiles, placas, láminas, tubos, mallas, cables, acero de refuerzo, tipos de uniones y conexiones, protección de estructuras protección contra agentes externos, aleaciones. Usos en la construcción.

2.7 Cobre: propiedades, presentaciones comerciales, su utilización en instalaciones (hidráulicas, de gas y eléctricas) y otros usos.

3 Glosario.4 Cuestionario.5 Conclusiones.6 Comentarios personales.7 Fuentes de información.8 Anexos.

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1. PREFACIO

1.1 Introducción.

Los materiales de construcción son los cuerpos que integran las obras de construcción, cualquiera sea su naturaleza, composición y forma (Orus, 1973). Se pueden clasificar de diferentes maneras, dentro de las más comunes tenemos por su orden de intervención en la obra, por la función que desempeñan dentro de la misma o por su genética que ordena a los materiales por sus propiedades, sus usos y su origen.

Los materiales son un elemento básico dentro del proceso constructivo ya que, como se ha mencionado, son el cuerpo de la obra. Son los elementos que van a mantener la obra en pie y no van a permitir que se caiga. También muchas veces son los materiales que se deben de ver estéticamente bien. Estos materiales se pueden mezclar entre ellos o se pueden relacionar de forma directa por lo cual es indispensable conocer sus propiedades físicas como mecánicas, como funcionan y una descripción general.

En el proceso constructivo, después de ver el tema de la maquinaría, siguen los materiales que muchas veces van de la mano con la maquinaria. Se empieza desde materiales sencillos como lo son los tabiques, varillas o concreto, pero se va a llegar a materiales complejos donde se debe conocer la relación directa con la maquinaria si es que la hay y cómo utilizarlos para que la construcción tenga éxito.

Cuando una obra se finaliza, el tema de los materiales no termina, ya que estos aunque se haya terminado la obra, necesitan un mantenimiento para que guarden sus propiedades o no las pierdan tan rápido.

Los materiales son una parte indispensable y es por eso que es necesario estudiarlos.

1.2 objetivo.

El alumno identificará tipos, propiedades y uso de los principales materiales de construcción.

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2. DESARROLLO

2.1 Rocas.

Definición o descripción general del material, clasificación, tipos propiedades (físicas, mecánicas), presentaciones o dimensiones, disponibilidad (en el mercado nacional o de importación), costos y demás señalados en el subtema, en no más de dos cuartillas por subtema (material). Se pueden insertar algunas (dos a cuatro) imágenes pequeñas en cada subtema, si se requiere colocar más, hacerlo en la sección “Anexos” que se ubica al final de este trabajo.

2.2 Suelos.

Idem subtema 1.

2.3 Agregados pétreos (arenas y gravas).

Idem subtema 1.

2.4 Madera.

2.5 Cementantes.

Cemento Portland

Se define como el producto artificial resultante de calcinar hasta un principio de fusión mezclas rigurosamente homogéneas de caliza y arcilla, obteniéndose un cuerpo llamado clinquer constituido por silicatos y aluminatos anhidros, el cual hay que pulverizar junto con yeso, en proporción menor del 3% para retrasar su fraguado. (Orus, 1973).

Los vamos a clasificar en cinco tipos de cementos.- Tipo I: Cemento normal para uso general.

- Tipo II: Para usos en los que se requiere fraguado lento y menos calor, denominados moderados y como son los muros de retención grandes, pilares y apoyos en las que el calor excesivo podría producir agrietamientos.

- Tipo III: De alta resistencia prematura. Es importante el fraguado rápido y la alta resistencia prematura y en donde debe producirse más calor para eliminar las temperaturas bajas.

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- Tipo IV: Para procesos donde el fraguado es lento y donde debe generarse muy poco calor, denominados de bajo calor. Se debe evitar el agrietamiento debido al calor.

- Tipo V: Resistente a los sulfatos. Se usa donde existe el contacto con aguas y suelos alcalinos.

Composición de los cementos Portland americanos.

Los cementos de los tipos I, II y III producen concretos de mayor resistencia a la acción del congelamiento y la descongelación, así como a la formación de escamas ocasionadas por sustancias químicas que son aplicadas para remover el hielo o la nieve. Generalmente también son fáciles para trabajarlos y son más fluidos.

Existe otra pequeña clasificación que divide a los cementos Portland en 4:

- El cemento portland blanco se fabrica con materias primas y contiene ínfimas cantidades de óxidos de hierro y manganeso. Dentro de la construcción se utiliza en muros aparentes de cortina prefabricados y paneles de vista, pintura de cemento, diversos tipos de mampostería de piedra, relleno de asiento de losetas y de tejas.

- El cemento portland blanco a prueba de agua es fabricado agregándole una pequeña cantidad de calcio o aluminio durante su molienda final. Su utiliza para diversos tipos de mampostería de piedra y en unidades de concreto blanco pre ensambladas y prefabricadas.

- El cemento portland puzolánico se fabrica mezclando de manera íntegra escoria de cemento portland con una puzolana. La puzolana es un material silicoso que reacciona con la cal en presencia de agua.

- El cemento portland de escoria de alto horno se mezcla con el cemento portland escoria granulada de alto horno de calidad selecta.

Tabla de tipos de cemento Portland. (Ver anexos).

Las propiedades físicas son las siguientes:- Su peso específico varía de 2.9 a 3.15, siendo generalmente mayor a 3.- Densidad aparente. Vertiendo el cemento portland sin asentar en un recipiente, pesa

de 0.96 a 1.28 Kg/cm3, y bien asentado, de 1.6 a 1.8 Kg/cm3.- La finura del molido. Los granos del cemento se hidratan sólo en una profundidad de

0.01 mm. Por lo tanto si se encuentran mayores a 0.02 mm, contendrá en su interior un núcleo que tendrá el mismo efecto como si fuera arena.

- La determinación del tiempo de fraguado. El tiempo entre el principio del fraguado y el final del mismo.

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- La estabilidad de volumen. El material debe conservar su volumen para que la obra no se destruya.

- Calor de hidratación, homogeneidad, adherencia y dilatación térmica.Propiedades mecánicas:- Resistencias mecánicas. La calidad de un cemento se aprecia por las resistencias que

es capaz de desarrollar una vez fraguado y endurecido.- Resistencia a la flexión.- Resistencia a la compresión.

USOS.

Los dos usos más usuales del cemento Portland en la construcción 1) todo tipo de construcción de concreto y materiales prefabricados de concreto y 2) mortero para mamposterías.

PRECIO Y ADQUISICION.

Es de fácil adquisición en el mercado nacional, vendiéndose en sacos o costales. $120 por un costal de 50 Kg.

Cal

La cal, también conocida como cal viva es una sustancia blanca o blanca grisácea finamente cristalina. Designa todas las formas  físicas en las que pueden aparecer el óxido de calcio (Ca O ) y el óxido de calcio y magnesio (Ca Mg O 2).

La cal se obtiene mediante la descomposición por el calor de las rocas calizas. Si estas son puras y se calientan a temperaturas de 900°C, se verifica la siguiente reacción:

CO3Ca + CALOR CO2 + CaO.Donde el carbonato de calcio CO3Ca se descompone, dando anhídrido carbónico CO2 y el óxido de calcio CaO. Al óxido de calcio también se le conoce como cal viva

La cal se va a clasificar de la siguiente manera: 1) CAL VIVA: La cal viva, tal como se usa en construcción, contiene un mínimo de 20%

de óxido de magnesio, generalmente contiene un porcentaje mayor. Sus principales usos están dentro de la industria química y de procesamiento.

2) CALES HIDRATADAS: Es cal viva combinada (apagada) con agua. La cantidad de agua debe ser la suficiente para satisfacer su afinidad química con la misma. Se fabrican a partir de dolomita y se componen un 60% de calcio y el 40% restante de magnesio. Tiene ventaja contra la cal viva, ya que esta es seca y cuando se mezcla con otros ingredientes necesita un tiempo menor para ser usada en aplanados. Se logra la plasticidad de cal para acabados normales después de las 12 a las 15 horas

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de haberla hecho pasta, en cuanto a los acabados especiales, se puede usar a los 30 minutos.

3) CAL HIDRÁULICA: Contiene óxido de aluminio, bióxido de silicio y óxido de hierro, del 10 al 17% de cada uno, con 40 a 45% de cal y una pequeña cantidad de óxido de magnesio. También es seca y tiene la capacidad de secar bajo el agua. Su uso es solamente cuando se requiere un secado lento bajo el agua, pero ya es remplazada por el cemento Portland ya mencionado. (Tabla de índices hidráulicos en anexos).

Propiedades físicas:- Su densidad específica es de 3.37.- Su punto de fusión es de 2580°C.- Su punto de ebullición es de 2867.78°C.

USOS

Hace 50 años, se utilizaba principalmente en construcción y agricultura. Hoy ¾ partes se utiliza en la industria química. Enfocándonos en la construcción: Recubrimientos resistentes a la corrosión, baja las temperaturas de fusión, mejora las propiedades al vaciado y a la extrusión, sirve de estabilizador contra luz y calor, en suelos y finalmente en la fabricación de prefabricados de cal como es el hormigón, ladrillos y bloques de tierra comprimida.

COSTO: Se encuentra fácilmente en el mercado nacional en una presentación de costal o saco, normalmente con un precio promedio de $50 por 25 Kg.

Yeso

Es el producto resultante de la deshidratación parcial o total del algez o piedra de yeso. Reducido a polvo y amasado con agua, recupera el agua de cristalización, endureciéndose. (Orus, 1973).

Se encuentra en la Naturaleza de forma abundante en los terrenos sedimentarios como cristalizado, anhidro (SO4Ca), llamado anhidrita y con dos moléculas de agua (So4Ca 2H2O) denominado algez o piedra de yeso.

Los yesos se clasifican en semihidratados y anhidros, siendo los primeros los más usados en la construcción y donde entran los yesos negros y blancos. En los segundos entran la anhidrita, los yesos hidráulicos y alúmbricos.

- YESO NEGRO O GRIS: Se obtiene del algez y contiene gran número de impurezas. Es directamente calcinado y se utiliza en obras que no van a quedar a la vista como bóvedas o tendidos.

- YASO BLANCO: Se emplea para enlucir las paredes, estucos y blanqueos.

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- YESO ANHIDRITA SOLUBLE (SO4Ca.α.): Se obtiene cuando la temperatura se eleva de 180 a 300 °C, eliminándose el vapor de agua.

YESO ANHIDRITA INSOLUBLE (SO4Ca.β.): Se calienta el algez de 300 a 600 °C y se denomina también yeso muerto ya que reacciona tan lento con el agua que no da tiempo de que se evapore antes que tenga lugar la hidratación y endurecimiento.

-YESO HIDRAULICO: A temperatura de 900 a 1000 °C. El agua de cristalización desaparece rápidamente, produciéndose disociación en SO3 y CaO. La cal dispersa actúa como acelerador del fraguado y así obtenemos el yeso hidráulico.

- YESO ALÚMBRICO: También conocido como cemento Keene’s. Se obtiene por l semihidratado sumergiéndole durante 6 horas en una disolución al 12 por 100 de alumbre a 35 °C. Se deja secar al aire y se calcina.

Propiedades físicas:- Su densidad es de 2.3.- Si se calienta o calcina de 162.78 a

171.11 °C pierde alrededor de ¾ partes de su agua de combinación.

Propiedades mecánicas:- Resistencia a la compresión de 75

lbf/in2 en estado seco.- Resistencia a la compresión de 25

lbf/in2 en estado húmedo.- Muy buena resistencia al fuego.

El yeso es importante en la construcción, se utiliza para recubrimientos de base y pastas para acabados, pastas acústicas, revoques a prueba de fuego, paneles de pasta, boques para construcción (losetas divisoras), losetas para techos y plataformas de pasta reforzada.

Se encuentra fácilmente en el mercado nacional en forma calcinada o sin calcinar, en sacos o bolsas de papel de varias hojas. $75 bulto de 40 Kg.

2.6 Acero.

Idem subtema 1.

2.7 Cobre.

El cobre es un metal dúctil, maleable, no magnético, de color café rojizo brillante muy característico. Tiene la mayor conductividad eléctrica y térmica exceptuando a la plata. EL cobre puede formar aleaciones útiles, tiene suficientes resistencias para trabajos estructurales secundarios y se trabaja con facilidad. (Hornbostel, 1999).

No existe una clasificación del cobre como tal pero en este trabajo de investigación lo vamos a dividir en sus siguientes características:

1. Instalaciones cobre en Gas:

Con gran resistencia al fuego, las tuberías de cobre son perfectas para el transporte de gas, además de tener gran hermeticidad. En caso de incendio, el tubo de cobre mantiene perfectamente encerrado el fluido de su interior, no emite gases tóxicos y evita la propagación del incendio. Es una excelente solución para instalaciones en exteriores debido

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a su alta resistencia a la corrosión y su impermeabilidad, que impide el paso del oxígeno y de los rayos ultravioleta. Mantiene sus propiedades físicas como químicas. Por su gran punto de fusión, resiste altas temperaturas y a los diferentes de materiales empleados en la construcción.

2. Instalaciones hidráulicas:

Las tuberías de cobre tienen características y ventajas sobre otro tipo de materiales ya que asegura resistencia a la presión de manera uniforma y un mínimo de pérdidas de presión por fricción en la conducción de fluidos. Un plus es que permite tubos de una sola pieza sin costuras y de paredes lisas.

3. Instalaciones eléctricas con cobre:

El material de los cables, es cobre de alta pureza con un contenido mínimo de 99,9% de cobre, es muy resistente a la corrosión y muestra gran flexibilidad. Se utiliza por su excelente conductividad eléctrica o su baja resistencia eléctrica en aisladores, conexiones de neutros y puestas a tierra como en conductores eléctricos. Produce pérdidas de calor cuando el flujo eléctrico circula a través del material. Principales aplicaciones

4. Tuberías de temple rígido:

Idóneas en la conducción de fluidos en las instalaciones fijas como puede ser el drenaje, la ventilación, y de líquidos o gases a temperaturas y presiones considerablemente elevadas. Los tres tipos son los siguientes:

• Tipo L. Se utiliza para el agua caliente o vapor y las instalaciones de refrigeración de pared gruesa. Igualmente fabricado en 6.10m en rollos de 15m. "TUBO DE COBRE TIPO "L" 1/2" 6 M AGUA" $559.00

• Tipo K. Se utilizan en instalaciones industriales conduciendo líquidos y gases con presión y temperatura fuertes. “TUBO COBRE RIGIDO TIPO K DE 13 MM (1/2") “ $69.00

El tipo M. Fabricado para instalaciones hidráulicas de casas o edificios. Se encuentra en longitudes estándar de 6.10m. de pared delgada. Precio "TUBO DE COBRE TIPO "M" 1/2" 6 M AGUA" $279.00

Propiedades físicas:- Densidad relativa: 8.91 (20°C)- Punto de fusión: 1083 °C.

- Punto de ebullición: 2310 °C.

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USOSPropiedades mecánicas.

- Resistencia a la tensión: 30 000 lb/in2

- Resistencia a la tracción: 45 Kg/mm2 y a la compresión: 60 Kg/mm2.

Sus grandes usos y aplicaciones en diferentes campos pueden ser en las comunicaciones, para transmitir energía eléctrica, en la electrónica, fotografía, litografía, televisión y herramientas.

Dentro de la construcción el cobre se utiliza para producir colores como el verde, azul, marrón, rojo y bronceado metálico, los cuales se usan en pinturas como recubrimientos orgánicos, vidrio y cerámica. También se utilizan para el ablandamiento y para aumentar la resistencia a la corrosión, aumenta la dureza y la tenacidad y como retardador del fuego.OBTENCION.

1. La trituración. El mineral se muele primero para liberar los metales preciosos de la roca.

2. La molienda. Se muele en molino de bolas y se clasifica por gravedad, usando agua.

3. La flotación. Se mezcla con reactivos de flotación en un acondicionador y se hace asar a celdas de flotación primarias y secundarias. El desecho de las celdas de flotación se hace pasar a los espesadores y luego a presas de almacenamiento, y el agua se recupera.

4. Espesamiento y filtrado. Se muelen los concentrados, se clasifican y se vuelven a hacer pasar por celdas de flotación, a espesadores y finalmente a un filtro.

5. Están listos para fundirse.

COSTOS Y ADQUISICION.

Gran facilidad para encontrarlos en el mercado nacional. Cobre de primera por Kg $78.00. / Cobre de segunda por Kg $68.00.

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3 GLOSARIO

Escoria: Sustancia vítrea que flota en el crisol de los hornos de fundir metales, que procede de las impurezas.

Ínfimo: Muy pequeño, escaso.

Mampostería: Obra hecha con piedras desiguales ajustadas y unidas con argamasa sin un orden establecido.

4 CUESTIONARIO

Realizar un cuestionario con diez preguntas, que se puedan contestar con el contenido del presente trabajo. Se deberán colocar preguntas de respuesta abierta, relación de columnas, de opción múltiple, completar oraciones, crucigramas, sopa letras, etc. por lo menos una de cada tipo.

4.1.- Explica con tus propias palabras, la importancia de la cal, el yeso y el cemento Portland dentro de la construcción._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

4.2.- Completa el enunciado con las palabras dentro del recuadro, sobran 2 palabras:

CaO calor Ca Mg O 2 óxido 900°C

viva molida cristalina Ca2HO 750°C

La cal, también conocida como cal _____ es una sustancia blanca o blanca grisácea finamente ________. Designa todas las formas  físicas en las que pueden aparecer el _______ de calcio (____) y el óxido de calcio y magnesio (________).

La cal se obtiene mediante la descomposición por el ______ de las rocas calizas. Si estas son puras y se calientan a temperaturas de ________, se verifica la siguiente reacción: CO3Ca + CALOR CO2 + CaO.

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4.3.-

4.4.-

4.5.-

4.6.-

4.7.-

4.8.-

4.9.-

4.10.-

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5 CONCLUSIONES

Escribir aquí una breve conclusión de manera grupal (de todos los integrantes del equipo),

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6 COMENTARIOS PERSSONALES

En esta sección, cada alumno deberá escribir un breve comentario emanado de la realización del presente trabajo.

(Alumno 1 Apellidos paterno y materno, nombres). Comentario.

(Alumno 2 Apellidos paterno y materno, nombres). Comentario.

(Alumno 3 Apellidos paterno y materno, nombres).

El presente trabajo de investigación se me hizo muy interesante. Desde que realizamos las investigaciones de maquinaria parte uno como parte dos, he aprendido mucho, además de complementar mi información con las exposiciones de la clase anterior, por esto, me ha interesado bastante el tema de materiales para la construcción.

Los materiales son un elemento de vital importancia dentro del proceso constructivo, ellos son los que forman gran parte de la estructura de las obras y debemos de conocer sus generalidades, usos y sus propiedades físicas, químicas como mecánicas para poder mantener la obra en perfectas condiciones.

En la gran mayoría de veces, existen diferentes vendedoras de material, a diferentes precios y en diferentes modalidades, es por eso que también pienso que es importante conocer los precios en general de los materiales y tener ya un vendedor que sea de calidad y cuando sea necesario nos rebaje los precios por ser comprador frecuente.

Como sucede muchas veces en nuestro país y en muchas partes del mundo, los responsables de obra o los mismos trabajadores, por ahorrarse un dinerito, usan materiales de menor calidad que los que están especificados y muchas veces, por cometer esos actos, la obra no dura lo que se tenía planeado o puede colapsar.

Finalmente, tomando en cuenta desde los planos para iniciar el proceso constructivo, la maquinaria que vamos a elegir para empezar el proyecto y los materiales que van a constituir nuestro proyecto, se debe seguir paso a paso las especificaciones requeridas y las diferentes normas y leyes para que la obra terminada no tenga problemas con posterioridad y su uso sea el adecuado.

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7 FUENTES DE INFORMACIÓN

Orus F. (1973). Materiales de la construcción. Ed. DOSSAT, España, pp. 121-140, 157-206, 140-153.

Hornbostel C. (1973). Materiales para construcción. Tipos, usos y aplicaciones. Ed. Limusa, México, pp. 419-433.

Anónimo. METALES ZI - LISTA DE PRECIOS COMPRA. [citado 2015-09-27]. [En línea]. Disponible en: http://www.metaleszi.com.mx/sistema/pdf/precios_compra.php

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8 ANEXOS

Índices hidráulicos. Cal

Tipos de cemento Portland.

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Resistencia mecánica del cemento Portland.

Cobre como roca.

Cobre trabajado.

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