UNIVERSIDAD DE LA REPUBLICA ORIENTAL DEL URUGUAY Facultad de … · 2012-02-10 · LISTA DE...

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UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD

DE LA REPUBLICADE LA REPUBLICA

ORIENTAL DEL URUGUAYORIENTAL DEL URUGUAY

Facultad de ArquitecturaFacultad de ArquitecturaO C T U B R E 2 0 0 5O C T U B R E 2 0 0 5

Materiales de construcción

M E T A L E S

Materiales de construcción

M E T A L E S

5

METALES METALES ßßßß para para àààà CONSTRUCCIONCONSTRUCCION

ALEACIONESALEACIONES

•• METALES FERROSOSMETALES FERROSOS

> Acero (diversos tipos)> Acero (diversos tipos)

> Acero Inoxidable> Acero Inoxidable

•• METALES NO FERROSOSMETALES NO FERROSOS

> Aluminio > Aluminio > Cobre> Cobre

> Plomo > Plomo > Bronce> Bronce

ü FERROSOS

EL ACERO

6

PROPIEDADES

• Buena conductibilidad térmica y electrica

• Buena tenacidad y maleabilidad

• Brillo “metálico”

• Opacidad a la luz aun en pequeños espesores

• Sensibilidad a la corrosión por la exposición

a la atmósfera, el suelo, el agua o agentes quimicos

7

ESTRUCTURA INTERNA

ü ESTRUCTURA CRISTALINA ESTABLE EN ESTADO SOLIDO

Organización interna ordenada según formas geometricas bien definidas

üENLACE “METÁLICO”

ü ELECTRONES LIBRES EN LAS ORBITAS PERIFERICAS

ESTRUCTURA CRISTALINAPUNTOS DE NUCLEAMIENTO

GRANOS

La estructura cristalina de los metales es polifasica

Cada fase se compone de un grano

La diferencia entra fases esa dada por la dirección de crecimiento de los cristales

Esta estructura permite que se pueda producir deformaciones plastica constituyendo la caracteristica de ductilidad de los metales

8

ELECTROPOTENCIAL Y CORROSION

(+)OroPlataCobrePlomoEstañoHierroZinc

AluminioMagnesio

( - )

9

ELECTROPOTENCIAL Y CORROSION

+_

MEDIO TRASMISOR

CORROSION DEL ACEROCORROSION DEL ACERO

ACERO

ZINC o ALUMINIO

DUREZA

RESISTENCIA MECANICA

ACEROACERO

Es una aleaciónaleación Hierro < -> Carbono < 2%

% C

DUCTILIDADDUCTILIDAD

10

TENSIONTENSIONFUERZA APLICADA POR UNIDAD DE SUPERFICIE EN EL CASO DE UNA BARRA DE ACERO SU SECCION

> Mpa / cm2 --- Kg / cm2 <

DEFORMACIONDEFORMACIONCUANTO SE DEFORMO COMPARADO CON LA SITUACION INICIAL

> % <

ll

∆∆ll

%%

σσ

HOOKE La deformacion es proporcional a la tensión

αααα

11

0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.200.02 0.06 0.10 0.14 0.18 0.240.224 8 12 16 202 6 10 14 18 2422

p.u.l.%

500

1500

2000

2500

3000

3500

4000

1000

ALARGAMIENTOS

TE

NS

ION

ES

(k

p/c

m2

)

O

P

CDfy

fs

tension ultimarotura fisica

CURVA TENSION DEFORMACION DE

UN REDONDO DE ACERO ORDINARIOlimite elastico 2400 kp/cm2

ACERO COMUNACERO COMUN

0 4 8 12 16 202 6 10 14 18 %

500

ALARGAMIENTOS

TEN

SIO

NE

S (k

p/cm

2)

O

fy

fs


CURVA TENSION DEFORMACION DEBARRAS CORRUGADAS DE ACERO DE DUREZA NATURAL

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

0 4 8 12 16 202 6 10 14 18 %

500

ALARGAMIENTOS

TEN

SIO

NE

S (k

p/cm

2)

O

fy

fs


CURVA TENSION DEFORMACION DEBARRAS CORRUGADAS DE ACERO DE DUREZA NATURAL

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

ACERO DE DUREZA NATURALACERO DE DUREZA NATURAL

0 0.16 p.u.l.

500

ALARGAMIENTOS

TEN

SIO

NE

S (k

p/cm

2)

fy

fs


CURVA TENSION DEFORMACION DEBARRAS CORRUGADAS DE ACERO DE ACERO ESTIRADO EN FRIO

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14162 4 6 8 10 12 14 %

0 0.16 p.u.l.

500

ALARGAMIENTOS

TEN

SIO

NE

S (k

p/cm

2)

fy

fs


CURVA TENSION DEFORMACION DEBARRAS CORRUGADAS DE ACERO DE ACERO ESTIRADO EN FRIO

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14162 4 6 8 10 12 14 %

ACERO ESTIRADO EN FRIOACERO ESTIRADO EN FRIO

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PROCESOS DE PRODUCCIONPROCESOS DE PRODUCCIONPROCESOS DE PRODUCCION

LAMINADO

ESTIRADO EN FRIO

1

2

3

2

1

2

3

2

13

4

2

3

2

13

4

2

3

2

PROCESOS DE PRODUCCIONPROCESOS DE PRODUCCIONPROCESOS DE PRODUCCION

EXTRUSION

FORJADO

1

2

354

a

1

2

354

a

13

PRODUCTOSPRODUCTOSPRODUCTOS

•• BARRAS REDONDASBARRAS REDONDAS

CONFORMADASCONFORMADAS TORSIONADASTORSIONADAS

PERFILES LAMINADOS L

A

ee

14


•• PERFILESPERFILES

ßßßß LAMINADOSLAMINADOS

CONFORMADOS ̂CONFORMADOS ̂

15


•• CHAPASCHAPAS

•• ALAMBRESALAMBRES

•• MALLAS ELECTROSOLDADASMALLAS ELECTROSOLDADAS

•• FIBRAS DE ACEROFIBRAS DE ACERO

•• ALAMBRES DE ALTA RESISTENCIA ALAMBRES DE ALTA RESISTENCIA PARA POSTENSADOPARA POSTENSADO

METALESMETALES

S I S T E M A SS I S T E M A S

D E U N I O ND E U N I O N

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SOLUCIONES DE UNION SOLUCIONES DE UNION

üü Posibilidades Posibilidades tecnicastecnicas del materialdel material

üü Capacidad de Capacidad de trasmisiontrasmision de cargas de la de cargas de la solucionsolucion

üü Forma de los elementos que se unenForma de los elementos que se unen

üü Aspecto final en Aspecto final en funcionfuncion de la propuesta de la propuesta arquitectonicaarquitectonica

üü POR SOLDADURAPOR SOLDADURA

üü POR UNIONES MECANICASPOR UNIONES MECANICAS

--> Bulones y tuercas> Bulones y tuercas

--> Remaches y Pernos > Remaches y Pernos


SISTEMASSISTEMAS

üü Soldadura de resistenciaSoldadura de resistencia

Por presión y pasaje de corriente eléctricaPor presión y pasaje de corriente eléctrica

üü Soldadura Soldadura oxioxi acetilénicaacetilénica / autógena/ autógena

Por fusión: Efecto de una llama de gasPor fusión: Efecto de una llama de gas

üü Soldadura eléctricaSoldadura eléctrica

Efecto de un arco eléctricoEfecto de un arco eléctrico


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SOLDADURA AUTOGENASOLDADURA AUTOGENA

UnionUnion de las dos partes obteniendode las dos partes obteniendo

la ligazón la ligazón interátomosinterátomosSe obtiene por contacto, Se obtiene por contacto, presionpresion , , calentamiento, agregado de otro metal calentamiento, agregado de otro metal fundido. fundido.

La junta es tan fuerte como lo que se suelda o La junta es tan fuerte como lo que se suelda o mas. mas.

Las temperaturas se soldado son de 1.000 a Las temperaturas se soldado son de 1.000 a 1.500 1.500 CºCº


SOLDADURA AUTOGENASOLDADURA AUTOGENA

üü Importa considerar el efecto de ese Importa considerar el efecto de ese calentamiento sobre las partes que se calentamiento sobre las partes que se sueldan. sueldan.

üü Tiene efecto sobre resistencia y ductilidadTiene efecto sobre resistencia y ductilidad

üü Hay que considerar al tipo de esfuerzo que Hay que considerar al tipo de esfuerzo que la soldadura va a quedar trabajandola soldadura va a quedar trabajando


UNION CONUNION CON

OTROSOTROS

SISTEMASSISTEMAS

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SOLUCIONES DE UNIONSOLUCIONES DE UNION

REMACHESREMACHES


REMACHESREMACHES


ROBLONES EN CALIENTEROBLONES EN CALIENTE

11 22

20

LISTA DE VERIFICACIONLISTA DE VERIFICACION

ACERO ESTRUCTURALACERO ESTRUCTURAL

üü Resistencia mecánica especificada en Resistencia mecánica especificada en

los cálculos estructuraleslos cálculos estructurales

üü Forma de perfiles y dimensionesForma de perfiles y dimensiones

üü Teniendo en cuenta el medio considerar los Teniendo en cuenta el medio considerar los sistemas de protección y los momentos del sistemas de protección y los momentos del proceso constructivo en que se deben aplicar.proceso constructivo en que se deben aplicar.

üü Corrosión. condiciones de entrega en obraCorrosión. condiciones de entrega en obra

üü Uniones que permitan expansiónUniones que permitan expansión

üü Si se utiliza la soldadura ver tipos de soldaduraSi se utiliza la soldadura ver tipos de soldadura

METALESMETALES

FERROSOSFERROSOS NONO--FERROSOSFERROSOS

•• ACEROACERO

•• HIERRO FUNDIDOHIERRO FUNDIDO

••ACERO INOXIDABLEACERO INOXIDABLE

•• ALUMINIOALUMINIO

•• COBRECOBRE

•• BRONCEBRONCE

•• LATONLATON

•• PLOMOPLOMO

HIERRO FUNDIDOHIERRO FUNDIDO

Tiene hasta un 4% de CarbonoTiene hasta un 4% de Carbono

Es resistente a la Es resistente a la corrosioncorrosion

Tiene baja resistencia a la Tiene baja resistencia a la tracciontraccion

Es de rotura Es de rotura fragilfragil

Se coloca en moldes para darle formaSe coloca en moldes para darle forma

Se utiliza en Se utiliza en construccionconstruccion para tubos para tubos sanitarios, tapas, piezas estructuralessanitarios, tapas, piezas estructurales

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ACERO INOXIDABLEACERO INOXIDABLEALEACION FUNDAMENTALMENTE CON ALEACION FUNDAMENTALMENTE CON CROMO > 10 %CROMO > 10 %

DENOMINACIONDENOMINACION

201 201 -- 202 202 -- 301 301 -- 302 302 -- 304 304 -- 316 316 -- 430430

302 / 304 Mala resistencia al agua salada302 / 304 Mala resistencia al agua salada

Buena resistencia a la acción de Buena resistencia a la acción de los alimentoslos alimentos

316316 Uso en área marinas Uso en área marinas –– ind. quimicaind. quimica

LISTA DE VERIFICACIONLISTA DE VERIFICACION

ACERO INOXIDABLEACERO INOXIDABLE

üü Elegir el tipoElegir el tipo de aleación considerando usode aleación considerando uso

üü Compatibilidad con otros componentes Compatibilidad con otros componentes

üü Tipos de acabado de la superficieTipos de acabado de la superficie

üü Si es necesario soldar verificar los tipos Si es necesario soldar verificar los tipos adecuadosadecuados

üü Mantenimiento recomendar los materiales de Mantenimiento recomendar los materiales de limpieza y formas de corrección de dañoslimpieza y formas de corrección de daños

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METALES NO

FERROSOS

METALES METALES NO NO

FERROSOSFERROSOS

Metales No Ferrosos utilizados en Metales No Ferrosos utilizados en la Construcciónla Construcción

••ALUMINIOALUMINIO

••COBRECOBRE

••ESTAÑOESTAÑO

••ZINCZINC

••PLOMOPLOMO

••OTROSOTROS


••BRONCEBRONCE

••LATONLATON

RESISTENCIA A LA CORROSIÓNRESISTENCIA A LA CORROSIÓNELECTROQUIMICAELECTROQUIMICA

OROORO

PLATAPLATA

ALEACIONES COBREALEACIONES COBRE--NIQUELNIQUEL

BRONCESBRONCES

COBRECOBRE

ACEROACERO

ALEACIONES DE ALUMINIOALEACIONES DE ALUMINIO

ZINCZINC

++

--

23

7,86

8,94

2,70

11,35

0 2 4 6 8 10 12

ACERO

COBRE

ALUMINIO

PLOMO

kg / litro

DENSIDAD COMPARADADENSIDAD COMPARADA

RESISTENCIA A LA TRACCIONRESISTENCIA A LA TRACCION

5.000

500

2.200

3.000

4.850

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000

Acero

Aluminio

Cobre

Laton

Duraluminio

kg / cm2

8

16

58

36

10

0 20 40 60

Bronce

Laton

Cobre

Aluminio

Fundicion

CONDUCTIVIDAD ELECTRICACONDUCTIVIDAD ELECTRICA

24

Metal de color gris claro.Metal de color gris claro.Se caracteriza por Se caracteriza por

•• su ligereza su ligereza Densidad aproximada 2.700 Densidad aproximada 2.700 kgkg/m3/m3

•• resistencia a la corrosión atmosférica.resistencia a la corrosión atmosférica.En masa no lo ataca el oxigeno al En masa no lo ataca el oxigeno al recubrirse de una capa delgada de recubrirse de una capa delgada de óxido óxido que lo protegeque lo protegeBajo punto de Bajo punto de fusionfusion 660 ºC660 ºC

ALUMINIOALUMINIOALUMINIO

•• Es dúctil, maleable Es dúctil, maleable •• Excelente conductor de la electricidad Excelente conductor de la electricidad (64% de la del cobre)y del calor(64% de la del cobre)y del calor•• Resistencia mecánica a la tracción de 850 Resistencia mecánica a la tracción de 850 a 4.000 a 4.000 kgkg/cm2 según las aleaciones/cm2 según las aleaciones•• Lo atacan el hormigón fresco y los Lo atacan el hormigón fresco y los morterosmorteros•• Se utiliza Se utiliza basicamentebasicamente aleaciones con aleaciones con otros metales para obtener mejor resistencia otros metales para obtener mejor resistencia mecánica, resistencia a la corrosión. Se mecánica, resistencia a la corrosión. Se

utilizan el cobre, sílice, magnesio, cinc, utilizan el cobre, sílice, magnesio, cinc, manganeso.manganeso.

ALUMINIOALUMINIOALUMINIO

DILATACIÓN POR VARIACIONES TÉRMICASDILATACIÓN POR VARIACIONES TÉRMICAS

Una chapa de 10 metros con una Una chapa de 10 metros con una variación de 100 variación de 100 CºCº se modifica según se modifica según los diferente metales de la siguiente los diferente metales de la siguiente forma:forma:

17

12

29

24

0 5 10 15 20 25 30

Cobre

Acero galvanizado

Zinc

Aluminio

mm

25

CARACTERISTICAS BASICAS DE CARACTERISTICAS BASICAS DE ELECCION DEL ALUMINIOELECCION DEL ALUMINIO

⇒⇒ALEACIONALEACION

⇒⇒TEMPLETEMPLE

⇒⇒TERMINACION SUPERFICIALTERMINACION SUPERFICIAL

T E M P L ET E M P L E

El temple es un estado que se obtiene en el metal por trabajarlo mediante tratamientos termicos o en frio dando como resultado determinadas propiedades mecánicas.

Consisten en estiramiento y calentamiento/enfriamiento controlados

ALEACIONESALEACIONESCOBRE 4 al 8 % Mejora la resistencia

COBRE Es el Duraluminio

MAGNESIO Aumenta la resistencia

MANGANESO mecánica y a la corrosión

MAGNESIO 10 % Muy liviano. Mejora resistencia

ZINC < 15% Aumenta dureza y resistencia mecánica

26

TEMINACION SUPERFICIAL

⇒⇒NATURALNATURAL

⇒⇒ACABADOS MECANICOSACABADOS MECANICOS

⇒⇒ANODIZADOANODIZADO

CAPA DE ANODIZADOCAPA DE ANODIZADO

ESPESORES DE ANODIZADOESPESORES DE ANODIZADOESPESORES DE ANODIZADO

27

SALIDA DE EXTRUSORASALIDA DE EXTRUSORA

TRATAMIENTOTRATAMIENTO

28

EL ALUMINO EN LA CONSTRUCCION

PERFILES POR EXTRUSION

29

PERFILESPERFILES

PARA PARA VENTANASVENTANAS

CHAPASCHAPAS

30

LAMINASLAMINAS

COBRECOBRE

Alta Alta conductibidadconductibidad electricaelectrica

FormacionFormacion de patina protectorade patina protectora

USOS EN LA CONSTRUCCIONUSOS EN LA CONSTRUCCION

••TubosTubos

••Cables para electricidadCables para electricidad

••Chapas para techados y Chapas para techados y terminacionesterminaciones

••Componente de aleacionesComponente de aleaciones

CHAPAS EN TECHOSCHAPAS EN TECHOS

31

CAÑOS ACCESORIOS


BRONCE BRONCE àààà COBRE + ESTACOBRE + ESTAÑÑOO

90% 10%90% 10%

LATON LATON àààà COBRE + ZINCCOBRE + ZINC

95% 5%95% 5%

55% 45%55% 45%

BRONCEBRONCEResistente a la Resistente a la corrosioncorrosion

Se puede trabajar por forja y Se puede trabajar por forja y moldeomoldeo

Se hacen aleaciones con otros Se hacen aleaciones con otros metales que le potencian metales que le potencian diferentes propiedadesdiferentes propiedades

Variedad de colores según las Variedad de colores según las proporciones de la proporciones de la aleacionaleacion

USOS: estatuario, tubos, chapas, USOS: estatuario, tubos, chapas, perfiles, molduras, perfiles, molduras, fittingfitting sanitariosanitario

32

LATONLATONResistencia relativamente alta y Resistencia relativamente alta y

punto de punto de fusionfusion bajobajo

Se clasifican según su colorSe clasifican según su color

alfaalfaßßßß àààà betabeta

+ rojo + rojo ßßßß àààà + amarillo+ amarillo

--ZnZn ßßßß àààà Zn Zn 35 %al 45 %35 %al 45 %

mas mas ductilductilßßßß àààà mas duromas duro

Que tiene que ver con las Que tiene que ver con las proporciones de la proporciones de la aleacionaleacionCOBRE COBRE –– ZINCZINC

HERRAJES PARA ABERTURASHERRAJES PARA ABERTURAS

34

chau

hasta el jueves

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