MATERIALES PÉTREOS

DEFINICIÓN

Los materiales pétreos se obtienen de las rocas y se utilizan sin transformar para la construcción y ornamentación.

Se extraen de canteras.

Se pueden encontrar en grandes bloques o losas, como el mármol y el granito. O en fragmentos y gránulos. Como la arena y la grava.

Son conocidos también como los materiales naturales, o estos adaptados por el hombre, que sirven como base para elaborar elementos componentes de una obra civil o arquitectónica.

También engloba al conjunto de rocas usadas por el hombre para realizar diferentes actividades de construcción.

PROCESO

Algunos materiales pétreos se utilizan sin apenas transformación. Podríamos resumir el proceso de obtención en los pasos siguientes, que en muchos casos se realizan en la misma cantera:

1. Extracción. Las rocas se arrancan de la corteza terrestre en la cantera, con máquinas o explosiones controladas.

2. Trituración. Se consiguen trozos homogéneos.

3. Cortado. Los bloques demasiado grandes se cortan para darles el tamaño adecuado.

4. Desbaste. Las rocas se pulen.

5. Acabado. Se eliminan irregularidades que hayan podido quedar.

6. Almacenamiento. Se guardan las rocas.

7. Transporte. Las rocas se llevan hasta la fábrica transformadora.

CLASIFICACIÓN DE MATERIALES PÉTREOS

Pueden establecerse diferentes criterios de clasificación de los materiales pétreos atendiendo a distintos aspectos, como son su composición mineralógica, su procedencia o el tamaño de sus partículas.

Por su Naturaleza Por su Origen Por su tamaño

IGNEOCompactos, duros y muy

resistentesSEDIEMNTARIOS

Abundantes, baratos y fácilmente puliblesMETAMORFICOS

Lajosos, alterados y poco utilizables

NATURALESProcedentes de

yacimientos naturalesARTIFICIALES

Sometidos a un proceso de machaqueo

SINTETICOSObtenidos mediante medios industriales

ARIDO GRUESOGravas de tamaño

superior a 5mmARIDO FINO

Arenas comprendidas entre 5 y 0.0mm

FILLERPolvo ultra fino inferior

a 0.02mm

Atendiendo a su adhesividad con los ligantes:

ACIDOS: Silíceos, hidrófilos, mala adhesividad. BASICA: Alcalinos, hidrófilos, buena adhesividad.

PROPIEDADES DE LOS PÉTREOS

Prop i edades físicas

1. Conductividad eléctrica

La conductividad eléctrica es la propiedad que tienen los cuerpos de permitir el paso de la corriente.

Cuanto mayor es la conductividad eléctrica de un material, más fácilmente se desplazan las cargas por su interior.

Los pétreos bien secos son buenos aislantes eléctricos.

2. Conductividad térmica

La conductividad térmica es la propiedad que tienen los cuerpos de transmitir el calor.

Cuanto mayor es la conductividad térmica de un material, más fácilmente se transmite el calor a través de él.

Los pétreos bien secos son buenos aislantes térmicos.

3. Densidad

La densidad es la cantidad de masa de material por unidad de volumen.

En general, la densidad de los pétreos es alta, mayor que la del agua.

4. Dilatación

La dilatación es la variación relativa de las dimensiones de un material a causa de un cambio de temperatura.

Se ha de tener muy en cuenta en la construcción de obra civil grande; como puentes, viviendas, edificios, etc.

5. Punto de fusión

El punto de fusión es la temperatura a la cual un material pasa del estado sólido al estado líquido.

Cada roca tiene un punto de fusión en función de su composición mineralógica y acostumbra a ser muy elevado.

6. Fusibilidad

La fusibilidad es una propiedad de los materiales que se refiere a la cantidad de calor que hay que aportarles para que se fundan.

Para aumentar en un kelvin (grado centígrado) la temperatura de una unidad de masa de un material se necesita una cantidad determinada de calor, que es diferente en cada material. Esta cantidad se denomina calor específico.

La fusibilidad tiene que ver tanto con el punto de fusión como con el calor específico, así como con alguna otra propiedad de los materiales.

7. Higroscopicidad

La higroscopicidad es la capacidad de un material para absorber o desprender humedad del medio.

Por eso, los materiales que se utilizan en obras al exterior se han de tratar previamente.

8. Porosidad

La porosidad es el cociente del volumen de poros entre el volumen total de material.

Las rocas son porosas.

Propiedades mecánicas

Tipos de esfuerzo

Cuando, sobre un cuerpo, actúan fuerzas de cualquier clase, decimos que el cuerpo soporta un esfuerzo. La reacción de una pieza de un determinado material sometida a un esfuerzo depende de diversos factores: de la intensidad del esfuerzo, de las medidas de la pieza, del material del que está hecha y, también, del tipo de esfuerzo.

Distinguimos los siguientes tipos principales de esfuerzos:

1. Tracción

La tracción es el esfuerzo al cual está sometida una pieza por la acción de dos fuerzas opuestas que la estiran.

Un esfuerzo de esta clase aumenta siempre la longitud de la pieza en la dirección de las fuerzas y, si es bastante intenso, reduce su sección transversal y, finalmente, la rompe.

2. Compresión

La compresión es el esfuerzo al cual está sometida una pieza por la acción de dos fuerzas opuestas que la aplastan.

Un esfuerzo de esta clase reduce la longitud de la pieza en la dirección de las fuerzas y, si es bastante intenso, aumenta su sección transversal y, finalmente, la rompe.

3. Flexión

La flexión es el esfuerzo al cual está sometida una pieza por la acción de fuerzas que tienden a doblarla.

Un esfuerzo de esta clase siempre hace que la pieza se curve y, si es bastante intenso, acaba por romperla.

4. Cizalladura

La cizalladura es el esfuerzo al cual está sometida una pieza por la acción de dos fuerzas opuestas que se ejercen sobre puntos diferentes pero muy próximos, de manera que tiende a cortar la pieza.

Un esfuerzo de esta clase siempre produce deformaciones en la pieza y, si es bastante intenso, acaba por romperla.

5. Torsión

La torsión es el esfuerzo al cual está sometida una pieza por la acción de dos fuerzas que tienden a retorcerla, a deformarla alrededor de un eje.

Un esfuerzo de esta clase siempre produce deformaciones en la pieza y, si es bastan- te intenso, acaba por romperla.

Respuesta a los esfuerzos

Cada material responde de una manera característica a los distintos tipos de esfuerzo, según su intensidad.

A pesar de estas diferencias, pueden extraerse algunas conclusiones generales. A medida que la intensidad del esfuerzo aumenta, los materiales muestran primero sus propiedades elásticas, después sus propiedades plásticas y, finalmente, sus propiedades de resistencia.

1. Elasticidad

La elasticidad es la propiedad que tienen los materiales de deformarse cuando soportan un esfuerzo y volver a su forma inicial cuando dejan de soportarlo.

Un material se comporta de manera elástica cuando padece esfuerzos de intensidad baja hasta un determinado límite, denominado límite de elasticidad, que es característico de cada material. Si se supera, la deformación se hace permanente y el material puede llegar a romperse.

2. Plasticidad

La plasticidad es la propiedad que tienen los materiales de conservar las deformaciones producidas por la acción de un esfuerzo cuando lo dejan de soportar.

Un material se comporta de manera plástica cuando padece esfuerzos de intensidad superior a su límite de elasticidad para el tipo concreto de esfuerzo.

Los materiales dúctiles permiten obtener varillas o hilos fácilmente.

3. Resistencia

La resistencia es la propiedad que tienen los materiales de soportar esfuerzos sin romperse.

Sean cuales sean el material y el tipo de esfuerzo que se le aplique, finalmente se producirá la rotura. Respecto a la resistencia, la única cosa importante es la intensidad del esfuerzo que la provoca.

Se dice que los materiales que soportan esfuerzos de una gran intensidad sin romperse son muy resistentes y que los materiales que se rompen con esfuerzos de intensidad baja son poco resistentes.

Otras propiedades mecánicas

4. Dureza

La dureza es la propiedad que tienen los materiales de oponerse a ser rayados o penetrados.

5. Tenacidad

La tenacidad es la resistencia a la rotura que presenta un material cuando se lo golpea.

La respuesta de los materiales cuando los esfuerzos que se les aplican son súbitos es, en general, bastante diferente a la que muestran cuando se aplican poco a poco. Por lo tanto, esta respuesta se caracteriza mediante propiedades diferentes a la elasticidad, la plasticidad y la resistencia. Una de estas otras propiedades es la tenacidad.

Cuando un material tiene muy poca tenacidad; es decir, cuando se rompe muy fácilmente si se lo golpea— se dice que es frágil.

6. Fatiga

La fatiga es la resistencia a la rotura que presenta un material cuando se lo somete a esfuerzos repetidos.

Los materiales tampoco se comportan igual bajo esfuerzos cuando se los aplica repetidamente. En general, se necesita un esfuerzo más intenso para romper una pieza con una única aplicación que para romperla aplicándolo insistentemente.

7. Maquinabilidad

La maquinabilidad es una propiedad que se refiere a la facilidad con que un material puede ser mecanizado; es decir, trabajado.

Es muy variable, ya que no sólo depende de las propiedades físicas y de determina- das propiedades mecánicas, sino también de otras cuestiones más prácticas.

8. Soldabilidad

La soldabilidad es la propiedad que tienen algunos materiales de unirse sólidamente entre ellos por efecto del calor y, en caso necesario, con la presencia de otros materiales adicionales.

Propiedades químicas

Las propiedades químicas tratan sobre el comportamiento de un material en contacto con otras sustancias.

1. Permeabilidad

La permeabilidad es la propiedad que tienen los materiales de dejar pasar a través de ellos agua u otros fluidos.

2. Solubilidad

La solubilidad es la propiedad que tienen los materiales de mezclarse de forma homogénea con otra sustancia, que actúa como disolvente.

3. Oxidación

La oxidación es la facilidad con que un material se combina con el oxígeno, formando una capa de óxido en su superficie.

Propiedades biológicas

Las propiedades biológicas tratan sobre los efectos que un material produce sobre la vida y el medio ambiente.

1. Reciclabilidad

La reciclabilidad es una propiedad de los materiales que hace referencia a nuestra capacidad de transformar un producto usado en otro producto, con una nueva vida útil.

En general, el nuevo producto no será del mismo tipo que el anterior.

Es importante hacer énfasis en que la reciclabilidad de un material depende fundamentalmente de nuestras capacidades técnicas: muchos materiales que hace un tiempo no podía decirse que fuesen reciclables, ahora sí lo son.

2. Biodegradabilidad

La biodegradabilidad es la propiedad que tienen los materiales de deteriorarse como consecuencia de las interacciones con el medio.

3. Toxicidad

La toxicidad es la propiedad que tienen los materiales de producir efectos negativos en los organismos.

Pétreos transformados

Los pétreos transformados se obtienen a partir de pétreos naturales.

Cerámicos:

Características

•Se obtienen a partir de la arcilla, moldeándola y cociéndola después en un horno a temperaturas elevadas y, en general, fundiendo materiales pétreos. Tienen un punto de fusión alto, son buenos aislantes térmicos y eléctricos, y resisten la acción de los agentes atmosféricos.

Uso

•Construcción y ornamentación.

Aglomerantes y conglomerantes

Características

•Son capaces de unir elementos diferentes por transformaciones físicas y químicas, y dan cohesión al conjunto.

Uso

•Material de unión.

1. Cerámicos

Los cerámicos se obtienen a partir de arcillas seleccionadas que se moldean y se cuecen a temperaturas distintas.

Porosos

Características

•Son permeables y presentan un aspecto terroso y áspero cuando se quiebran.

Uso

•Ladrillos, baldosas, tejas, etc.

Impermeables

Características

•Son impermeables y presentan un aspecto vítreo cuando se quiebran.

Uso

•Ladrillos vitrificados, baldosas, vajillas, etc.

1.1. Porosos

Ladrillo

Características

•Pieza con forma paralelepípeda rectangular.

Uso

•Muros, paredes, arcos, pilares, etc.

Teja

Características

•Pieza con forma acanalada, que también puede ser plana.

Uso

•Tejados

Baldosa

Características

•Pieza con diferentes formas, diseños y acabados.

Uso

•Suelos, paredes, etc.

Loza

Características

•Se fabrica a partir de arcillas blancas, que se cuecen, se esmaltan y se vuelven a cocer otra vez, para conseguir un acabado brillante.

Uso

•Platos, tazas, fuentes, jarrones, materiales sanitarios, etc.

Refractarios

Características

•Soportan temperaturas elevadas sin fundirse ni deformarse.

Uso

•Electrocerámicas, etc.

1.2. Impermeables

Azulejos

Características

•Pieza de poco grosor; con una cara de arcilla cocida para fijarla en la pared y la otra de esmalte vitrificado que queda visible.

Uso

•Superficies interiores y exteriores, decoración, etc.

Gres

Características

•Se suele esmaltar y luego se cuece a temperaturas muy elevadas, es impermeable y resiste a la acción de los agentes atmosféricos.

Uso

•Material sanitario, industria eléctrica, paredes, etc.

Porcelana

Características

•Se moldea y se seca antes de cocerse a temperaturas muy elevadas, es impermeable, translúcida y resiste a la acción de los agentes atmosféricos.

Uso

•Material sanitario, industria eléctrica, decoración, vajillas, etc.

Vidrio

Características

•Está formado por arena de cuarzo y se moldea a altas temperaturas. Es imperme- able, buen conductor térmico, buen aislante eléctrico y resiste a la acción de los agentes atmosféricos.

Uso

•Ventanas, puertas, lentes, lunas de coche, vasos, botellas, decoración, etc.

2. Aglomerantes y conglomerantes

Cemento

Características

•Se obtiene a partir de arcilla, rocas calcáreas y otras sustancias que se mezclan, cue- cen y muelen para obtener un polvo muy fino.

Uso

•Es el más importante en construcción.

Cal

Características

•Se obtiene a partir de piedras calcáreas.

Uso

•Construcción, siderurgia, metalurgia, industria química, fabricación de azúcar, ferti- lizantes, depuración de agua, etc.

Yeso

Características

•Se obtiene a partir de la piedra de yeso.

Uso

•Tabiques, techos, recubrimientos de paredes interiores y exteriores, blanqueos, es- culturas, etc.

TIPOS DE MATERIALES PÉTREOS

En la construcción se utiliza dos tipos de piedras:

Rocas compactas.-

Bloques de piedras de roca caliza, mármol granito, pizarra. Areniscas, etc.

MARMOL Y GRANITO:

Son de elevada densidad. Su tacto es frio y duro. Resistentes bien todas las condiciones

medioambientales. Soportan grandes esfuerzos de comprensión. Se extraen en grandes bloques. Se pueden convertir en láminas. Tienen dibujos y colores variados. Si se pulen son muy brillantes.

PIZARRAS:

Son materiales duros, densos y compactos. Son impermeables. Se extraen en forma de lajas (piedras lisas) Una vez cortadas y prensadas son utilizadas

principalmente para:

Cubrir tejados. Revestir pavimentos. Superficies donde escribir.

Rocas disgregadas:

Fragmento de piedras de tamaño variable.

Arcillas o rocas de granos muy pequeños (inferiores a 0.001 mm), que se característica pro su gran capacidad para absolver agua.Áridos, o fragmentos procedentes de la disgregación de otras rocas. Pueden ser finos o gruesos (arena, grava, gravilla, etc.).

YESO:

Se obtiene de la roca algez (piedra de yeso ) Se deshidrata para poder tratarla. Es soluble y adherente. Resistente a esfuerzos de tracción y comprensión. Corroe el hierro y el acero

CEMENTO:

Se fabrica mesclando y triturando arcilla y caliza, cociendo la mezcla.

Se le añade un poco de yeso a la mezcla y se obtienes un polvo grisáceo, el cemento.

Mezclando con agua, se forma una pasta fácil de trabajar que fragua y adquiere gran dureza y resistencia.