a) gustavo jaramillo y vinicio rogel proyecto de aula iccterminado
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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALACalidad, Pertinencia y CalidezVICERRECTORADO ACADÉMICO
CURSO DE NIVELACIÓN DE CARRERA
CIENCIAS E INGENIERIA
CURSO DE NIVELACIÓN DE CARRERA
SEGUNDO SEMESTRE 2013
MÓDULO 2: LÓGICAS DEL PENSAMIENTO
ASIGNATURA: INTRODUCCIÓN A LA COMUNICACIÓN CIENTÍFICA
PROYECTO DE AULA
PROBLEMA: Materiales de construcción : pétreos, aglomerantes y compuestos.
ESTUDIANTE: Gustavo Jaramillo CedeñoVinicio Rogel.
MACHALA
OCTUBRE - NOVIEMBRE 2013
1
UNIDAD I. BASES PARA LA LECTURA
Lección 1. El significado de las palabras y la comprensión de mensajes
verbales.
La comunicación verbal se refiere a aquella parte del proceso de la comunicación
que se da por medio del mensaje verbal ya sea oral o escrito, en realidad lo que se
desea transmitir son “significados” y no solamente palabras, razón por la cual
interviene la “percepción” e “interpretación” personal. En la conducta verbal se utiliza
el “símbolo” el cual tiene múltiples significados o interpretaciones, el significado de
un mensaje o palabra puede ser “denotativo” o “connotativo”, es denotativo cuando
se refiere a la definición que se le da en un diccionario a una palabra y connotativo
cuando se refiere al significado personal o privado de las personas que la usan o la
escuchan la cual refleja sus pensamientos y sentimientos, cabe aclarar que los
significaos connotativos son los que causan.
Identificación de pistas y mensajes implícitos
LIGAZÓN
Unión, trabazón, enlace de una cosa con otra.
CIMENTACIÓN
Se denomina cimentación al conjunto de elementos estructurales cuya misión es
transmitir las cargas de la edificación o elementos apoyados a este
al suelo distribuyéndolas de forma que no superen su presión admisible ni
produzcan cargas zonales. Debido a que la resistencia del suelo es, generalmente,
menor que la de los pilares o muros que soportará, el área de contacto entre el suelo
y la cimentación será proporcionalmente más grande que los elementos soportados
(excepto en suelos rocosos muy coherentes).
ÍGNEAS
Las rocas ígneas (latín ignius, "fuego") se forman cuando el magma (roca fundida)
se enfría y se solidifica. Si el enfriamiento se produce lentamente bajo la superficie
se forman rocas con cristales grandes denominadas rocas plutónicas o intrusivas,
2
mientras que si el enfriamiento se produce rápidamente sobre la superficie, por
ejemplo, tras una erupción volcánica, se forman rocas con cristales invisibles
conocidas como rocas volcánicas oextrusivas. La mayor parte de los 700 tipos de
rocas ígneas que se han descrito se han formado bajo la superficie de la corteza
terrestre. Ejemplos de rocas ígneas son: la diorita, la riolita, el pórfido, el gabro,
el basalto y el granito.
SÍLICE
Combinación de silicio con oxígeno que constituye un sólido vítreo, incoloro o
blanco, insoluble en agua y que se encuentra en ciertos minerales.
SEDIMENTARIO
Relativo al sedimento (materia que después de flotar en un líquido cae al fondo por
la fuerza de la gravedad). Se aplica al mineral o roca que se ha formado por un
proceso de sedimentación: las rocas sedimentarias se forman por un proceso de
compactación de las materias en suspensión.
ARENISCA
La arenisca o psamita es una roca sedimentaria de tipo detrítico, de color variable,
que contiene clastos de tamaño arena. Tras las latitasen las rocas sedimentarias
más comunes en la corteza terrestre.2 Las areniscas contienen espacios
intersticiales entre sus granos.2 En rocas de origen reciente estos espacios están sin
material sólido mientras que en rocas antiguas se encuentran rellenos de
una matriz o de cemento de sílice o carbonato de calcio.2 Si los espacios
intersticiales no están totalmente rellenos de minerales precipitados y hay
cierta porosidad éstos pueden estar llenos de agua o petróleo.1 En cuanto a los
granos se componen de cuarzo, feldespato o fragmentos de roca
SULFATO
Los sulfatos son las sales o los ésteres del ácido sulfúrico. Contienen como unidad
común un átomo de azufre en el centro de un tetraedro formado por cuatro átomos
de oxígeno. Las sales de sulfato contienen el anión SO42-
CALIZA
3
La caliza es una roca sedimentaria compuesta mayoritariamente por carbonato de
calcio (CaCO3), generalmente calcita. También puede contener pequeñas
cantidades de minerales como arcilla, hematita, siderita, cuarzo, etc., que modifican
(a veces sensiblemente) el color y el grado de coherencia de la roca. El carácter
prácticamente monomineral de las calizas permite reconocerlas fácilmente gracias a
dos características físicas y químicas fundamentales de la calcita: es menos dura
que el cobre (su dureza en la escala de Mohs es de 3) y reacciona con
efervescencia en presencia de ácidos tales como el ácido clorhídrico.
LABRAR
Labrar la tierra es la operación agrícola consistente en trazar surcos más o menos
profundos con una herramienta de mano o con un arado. La acción de labrar la tierra
mediante un arado es referida como arar.
La palabra labrar deriva del latín laborāre,1 que tenía el significado genérico de
trabajar.
ÁRIDO
Se denomina árido al material granulado que se utiliza como materia prima en
la construcción, principalmente.
El árido se diferencia de otros materiales por su estabilidad química y su resistencia
mecánica, y se caracteriza por su tamaño. No se consideran como áridos aquellas
sustancias minerales utilizadas como materias primas en procesos industriales
debido a su composición química.
GRAVAS
En geología y en construcción, se denomina grava a las rocas de tamaño
comprendido entre 2 y 64 milímetros. Pueden ser producidas por el ser humano, en
cuyo caso suele denominarse «piedra partida» o «caliza», o resultado de procesos
naturales. En este caso, además, suele suceder que el desgaste natural producido
por el movimiento en los lechos de ríos haya generado formas redondeadas, en
4
cuyo caso se conoce como canto rodado. Existen también casos de gravas
naturales que no son cantos rodados.
Estos áridos son partículas granulares de material pétreo (es decir, piedras) de
tamaño variable. Este material se origina por fragmentación de las distintas rocas de
la corteza terrestre, ya sea en forma natural o artificial. En este último caso actúan
los procesos de chancado o triturado utilizados en las respectivas plantas de áridos.
El material que se procesa corresponde principalmente a minerales
de caliza, granito, dolomita, basalto, arenisca,cuarzo y cuarcita.
MAMPOSTERÍA
Se llama mampostería al sistema tradicional de construcción que consiste en
erigir muros y paramentos, para diversos fines, mediante la colocación manual de
los elementos o los materiales que los componen (denominados mampuestos) que
pueden ser, por ejemplo:
ladrillos
bloques de cemento prefabricados
piedras, talladas en formas regulares o no
FELDESPATO
Los feldespatos son un grupo de minerales tecto y aluminosilicatos que
corresponden en volumen a tanto como el 60% de la corteza terrestre.1 2La
composición de feldespatos constituyentes de rocas corresponde a un sistema
ternario compuesto de ortoclasa (K Al Si 3O8), albita (Na Al Si 3O8)
y anortita (Ca Al 2Si2O8).1 2 Feldespatos con una composición química entre anortita y
albita se llaman plagioclasas, en cambio los feldespatos con una composición entre
albita y ortoclasa se llaman feldespatos potásicos.1
El feldespato es un componente esencial de muchas
rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas de tal modo que muchas de estas rocas
se clasifican según su contenido de feldespato
5
CAOLIN
El caolín es un suelo natural en el que abunda la caolinita, que le aporta a menudo
un color blanco.
MARGA
La marga es un tipo de roca sedimentaria compuesta principalmente
de calcita y arcillas, con predominio, por lo general, de la calcita, lo que le confiere
un color blanquecino con tonos que pueden variar bastante de acuerdo con las
distintas proporciones y composiciones de los minerales principales. Predominan en
las formaciones montañosas del Mesozoico y son bastante frecuentes en la mitad
suroriental de la Península Ibérica (Sistema Ibérico, Cordillera Bética), en Francia y
en otros países.
CUARZO
El cuarzo es un mineral compuesto de sílice (Si O 2). Tras el feldespato es el mineral
más común de la corteza terrestre estando presente en una gran cantidad de rocas
ígneas, metamórficas y sedimentarias. Se destaca por su dureza y resistencia a
la meteorización en la superficie terrestre.
Estructuralmente se distinguen dos tipos de cuarzo: cuarzo-α y cuarzo-β.
La amatista, el citrino y el cuarzo lechoso son algunas de las numerosas variedades
de cuarzo que se conocen en la gemología.
UNTUOSA
Aceitoso, grasiento, craso, graso, pringoso, pegajoso
remilgado, afectado, servil, sumiso, zalamero
CLÍNQUER
Material intermedio en la obtención del cemento. (V. cemento Portland.)
VERTIDOS
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Se utiliza el término para los vertidos que se realizan sobre el terreno. Como
consecuencia de la actividad humana, su impacto sobre el medio ambiente es
negativo y debe ser minimizado por medio de medidas correctoras adecuadas.
SIDERURGICOS
Se denomina siderurgia (del griego σίδερος, síderos, "hierro") a la técnica del
tratamiento del mineral de hierro para obtener diferentes tipos de éste o de
sus aleaciones. El proceso de transformación del mineral de hierro comienza desde
su extracción en las minas. El hierro se encuentra presente en la naturaleza en
forma de óxidos, hidróxidos, carbonatos, silicatos y sulfuros. Los más utilizados por
la siderurgia son los óxidos, hidróxidos y carbonatos. Los procesos básicos de
transformación son los siguientes:
Óxidos -> hematita (Fe2O3) y la magnetita (Fe3O4)
Hidróxidos -> Limonita
Carbonatos -> Siderita o carbonato de hierro (FeCO3)
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LECCIÓN 2. LOS ANTÓNIMOS
Son palabras que se refieren a una misma variable, tienen significados opuestos y
pertenecen a la misma categoría gramatical.
Características de los antónimos
1. Tienen significados opuestos
2. Se refieren a la misma variable
3. Tienen la misma categoría gramatical
Ejemplos:
1. Distintos : iguales
Variable:caracteristicas
Categoría gramatical: adjetivo
2. Clasificar : desclasificar
Antónimos de negación
Son aquellos que se forman agregando o quitando de las palabras los prefijos
negativos. Los prefijos negativos mas frecuentes son: “in”, “des”, y “a”.
Ejemplos:
Seguro Inseguro
Unir Desunir
Cubrir Descubrir
Adecuado Inadecuado
Impurezas Purezas
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Determinado Indeterminado
Antónimos excluyentes de dos valores
Son pares de palabras cuya variable acepta dos opciones y la negación de una de
ellas significa la afirmación de la otra.
Ejemplo:
- Bienes - Materiales
a) Riqueza a) palpable
b) Mal b) tangible
c) Perjuicio c) natural
d) Haberes d) inmaterial
e) Fondos e) materia
Variable: Capital tangible
Categoría gramatical: adjetivo adjetivo
Genérico: Especifico
Natural: Artificial
Dilatación: Contracción
Alto: Bajo
Interior: Exterior
Menor: Mayor
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Antónimos recíprocos de dos valores
Son aquellos cuya variable implica características reciprocas y dependientes una de
la otra.
Ejemplo:
- Ganar - Vender
a) victoria a) robar
b) derrota b) prestar
c) competencia c) comprar
d) perder d) ordenar
e) juego e) regalar
Variable: Competencia Comercio
Categoría gramatical: verbo verbo
Más ejemplos:
Distintos: Iguales
Diferente: Parecido
Fragilidad: Dureza
Desbaste: Tosquedad
Amplio: Estrecho
Previo: Posterior
Antónimos inversos de dos valores
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Son aquellos cuya variable tiene solo dos opciones y una significa posición o
dirección invertida con respecto a la otra.
- Aumentar - Descender
a) arriba a) subir
b) inflar b) saltar
c) despacio c) voltear
d) disminuir d) bajar
e) lleno e) ascender
Variable: Movimiento movimiento
Categoría gramatical: verbo verbo
Más ejemplos:
Helarse: Acalorarse
Disminuir: Aumentar
Elevar: Traer
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LECCIÓN 3. LOS SINÓNIMOS
Son palabras que se refieren a una misma variable, tienen significados semejantes y
pertenecen a la misma categoría gramatical.
Si dos palabras son sinónimos, una de ellas puede ser sustituida por la otra en una
oración y esta conserva casi el mismo significado.
Ejemplo: Farsante – Impostor
Variable: actitud humana
Categoría gramatical: sustantivo
Características de los sinónimos
1. Tienen significados semejantes.
2. Se refieren a la misma variable
3. Tienen la misma categoría gramatical
Ejemplos:
Elevar
a) feudalismo
b) economía
c) servicios Variable: Accion
d) préstamo Categoría gramatical: verbo
e) Subir
Material
a) lugar
b) Ingredientes Variable: Estado
c) montaña Categoría gramatical: sustantivo
d) parque
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e) ciudad
Más ejemplos:
Engloban: Incluir
Forma: Apariencia
Origen: Principio
Habituales: Usuales
Resistente: Fuerte
Cerramiento: Impedimento
Propiedades: Características
Repite: Reitera
Resistencia: Fortaleza
Decorativo: Vistoso
Variedad: Diversidad
Finos: Delgados
Rompe: Quebrar
Fabricar: Elaborar
Emplear: Utilizar
Estabilidad: Solidez
Forzado: Afectado
Grueso: Voluminoso
Moler: Triturar
Material: Ingredientes
Elevar: Subir
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Materiales de construcción:
pétreos, aglomerantes y
compuestos.
Clasificación de los materiales de construcción
marmol Materiales cerámicos
Vidrios Materiales aglomerantes .
Materiales compuestos
Unidad II. LA ORGANIZACIÓN DEL CONOCIMIENTO Y LA LECTURA LITERAL
MATERIALES AGLOMERANTES
Los materiales aglomerantes son aquellos materiales que, mezclados con agua,
forman una masa plástica capaz de adherirse a otros materiales, y que al cabo del
tiempo, por efectos de transformaciones químicas, fraguan, es decir, se endurecen
reduciendo su volumen y adquiriendo una resistencia mecánica.
Los materiales aglomerantes se suelen clasificar en aéreos e hidráulicos. Los
aglomerantes aéreos son los que fraguan y endurecen en el aire, siendo incapaces
de adquirir cohesión en un medio húmedo. Dentro de este grupo se encuentran el
yeso y la cal grasa o aérea. Por su parte, los aglomerantes hidráulicos son aquellos
que fraguan y endurecen en el aire y en un medio húmedo. Dentro de este grupo
están el cemento y la cal hidráulica, así como los morteros y hormigones.
¿De qué se trata el escrito?
Que son materiales aglomerantes que forman una masa plástica capaz de adherirse
a otros materiales.
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¿De qué trata el primer párrafo?
Que los materiales son mesclados con agua k son capaz de unirse con otros
materiales y que en el poco tiempo se transforman en efectos químicos.
¿De qué trata el segundo párrafo?
Los materiales aglomerantes se clasifican en aéreos e hidráulicos que los aéreos se
endurecen en el aire en un medio húmedo.
¿Qué patrón de organización tiene el escrito?
Es una descripción.
¿Cuál es el tema del escrito?
Materiales aglomerantes.
¿Cuáles son los subtemas del escrito?
Aéreos e hidráulicos
¿A qué se refiere el primer párrafo?
La combinación de los materiales aglomerantes.
¿A qué se refiere el segundo párrafo?
La clasificación de los materiales.
Elaborar una síntesis:
Los materiales aglomerantes son aquellos mezclados con agua que forman una
masa plástica, que puede mezclarse a otro material que hacen transformaciones
químicas, los materiales que suelen ser son los aéreo e hidráulicos que endurecen
con cuando están en una temperatura fría y húmeda, dentro de este grupo se
encuentran los materiales también como el cal, yeso, grasa etc.
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LECTURA INFERENCIAL
ROCAS Y PIEDRAS
Las rocas se extraen de las canteras o excavaciones, arrancándolas por medio de
máquinas (piedras blandas), o por voladuras (piedras duras). En ambos casos se
obtienen grandes bloques de roca sin una forma determinada. Para su uso en
construcción es necesario realizar en primer lugar un desbaste, que consiste en
eliminar las partes más bastas de los bloques y prepararlas para la labra, que
consiste en darles las dimensiones y formas requeridas.
¿De dónde se extraen las rocas?
Las rocas se extraen de las canteras o excavaciones, arrancándolas por medio de
máquinas, o por voladuras.
¿Qué es obtienen con esas rocas?
Se obtienen grandes bloques de roca sin una forma determinada.
¿Para qué se utilizan estas rocas?
Se utilizan para construcción.
¿Qué es necesario para una construcción?
Es necesario en primer lugar hacer un desbastes, que consiste en eliminar las partes
de los bloques y prepararlas para la labra, que consite en darles las dimensiones y
formas requeridas.
¿Qué se infiere de esta información?
Que las rocas es un material para su uso en construcción.
¿En qué consistes las rocas?
Consiste en que su uso es necesario para toda construcción.
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LECTURA ANALÓGICA.
ARCILLAS.
La arcilla se compone de un grupo de minerales aluminosilicatos formados por la
meteorización de rocas feldespáticas, como el granito. El grano es de tamaño
microscópico (> de 0.002mm), y con forma de escamas. Esto hace que la superficie
de agregación sea mucho mayor que su espesor, lo que permite un gran
almacenamiento de agua por adherencia, dando plasticidad a la arcilla.
Analogías:
Arcilla es a mineral como granito es a escamas.
Vinculo: Minerales.
Agua es a líquido como arcilla es a plástico.
Vinculo: Estado.
Metáforas:
La arcilla es un mineral aluminosilicatos que provienen de rocas feldespáticas.
La arcilla al fusionarse con el granito se forma escamas.
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LECTURA CRÍTICA.
MATERIALES CERÁMICOS
Se obtienen a partir de arcillas, que por la gran plasticidad que presentan en estado
húmedo, son fácilmente moldeables. La plasticidad de las arcillas depende
fundamentalmente del contenido en agua que posean, y de las sustancias que la
acompañan como carbonatos, micas, cuarzo, etc. Las arcillas que se utilizan
habitualmente para fabricar piezas de uso industrial están compuestas por una
mezcla de arcilla común y caolín, que constituyen la materia plástica, junto con otros
componentes no plásticos y que se añaden con diferentes objetivos. En cuanto a las
materias plásticas, tanto la arcilla común como el caolín son silicatos alumínicos
hidratado, puro en el caso del caolín, e impuro por diversos minerales procedentes
de las rocas que la originaron en el caso de la arcilla. En lo que se refiere a los
componentes no plásticos, éstos se clasifican según su función en: desgrasantes,
cuya misión es disminuir la plasticidad de la masa evitando el agrietamiento y
contracción, siendo los más importantes la sílice, feldespatos y la chamota, que son
restos cerámicos pulverizados; fundentes, que se agregan para aumentar la
plasticidad y disminuir el punto de fusión de las arcillas con objeto de lograr durante
la cocción el vitrificado de la pieza, lo que le confiere mayor resistencia e
impermeabilidad, siendo los más importantes las micas, fosfato tricíclico y
feldespatos; por último, tenemos los accesorios, que no son fundamentales para la
fabricación, sino que sirven para dar características especiales como los vitrificantes,
sílice, ácido bórico, bórax, etc., y los colores de decoración, óxidos y sales metálicas.
De qué trata el texto:
De los materiales cerámicos.
¿Por qué lleva el nombre de materiales cerámicos?
Porque se obtienen de arcillas, que por la gran plasticidad que presentan en estado
húmedo, son fácilmente moldeables.
¿Para qué se utilizan las arcillas?
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Porque se utiliza habitualmente para fabricar piezas de uso industrial.
¿En que se clasifican los componentes no plásticos?
Se clasifican en materiales no plásticos son: desgrasantes, cuya misión es disminuir
la plasticidad de la masa evitando el agrietamiento y contracción.
¿Qué colores se utilizan para este material?
Se utilizan los colores de decoración, óxidos y sales metálicas.
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ELABORA UNA SINTESIS CERRADA DEL TEXTO CIENTIFICO PREVIAMENTE
SELECCIONADO Y CONTEXTUALIZADO.
Materiales de
Construcción: pétreos, aglomerantes y compuesto
1.- Clasificación de los materiales de construcción
Los llamados materiales de construcción engloban a aquellos materiales que entran
a formar parte de los distintos tipos de obras arquitectónicas o de ingeniería,
cualquiera que sea su naturaleza, composición o forma. Los materiales de
construcción abarcan un gran número y de orígenes muy diversos, pudiéndose
clasificar para su estudio en base a diferentes criterios, siendo los más habituales su
función en la obra, su intervención y su origen.
1.1.- Según su función en la obra, los materiales de construcción se clasifican en:
resistentes, aglomerantes y auxiliares. Los materiales resistentes son los que
soportan el peso de la obra y los ataques meteorológicos o los provocados por el
uso (piedras, ladrillos, hormigón, hierro, etc.). Los materiales aglomerantes son los
que sirven de ligazón entre los resistentes para unirlos en formaciones adecuadas a
su función (cemento, yeso, cal, etc.). Por último, los materiales auxiliares son
aquellos que tienen una función de remate y acabado (maderas, vidrios, pinturas, ).
1.2.- Por su intervención en la obra, los materiales se clasifican en: de
cimentación, de estructura, de cobertura y de cerramiento. Los de cimentación son
fundamentalmente los hormigones, en particular, el hormigón armado. Las
coberturas pueden ser de prefabricadas, metálicas, de materiales cerámicos o
pétreos. Por último, los cerramientos pueden ser ladrillos, acristalados,
prefabricados, etc.
1.3.- En función de su origen los materiales de construcción se pueden dividir en
función de su origen, siendo este criterio el más adecuado para el estudio de las
propiedades características de los mismos, y será el que se seguirá en el desarrollo
del presente tema. Presenta además la ventaja de que, a diferencia de las otras .
20
Naturales
Piedras ígneas
Piedras
sedimentarias
Aére
os
Yeso
Cal
Pétreo
s
Piedras
metamórficas
Aglomerantes
Hidráulic
os
Cementos
Puzolanas
Artificiales
Material
es
Vidrios
cerámic
osMorteros
Hormigón
Metálicos
Férricos
No
férricos
Maderas
Orgánicos Plásticos Otros
Bituminosos
Pinturas
Materiales asilantes
21
ELABORA UNA SINTESIS ABIERTA DEL TEXTO CIENTIFICO PREVIAMENTE
SELECCIONADO Y CONTEXTUALIZADO.
MATERIALES CERAMICOS
Sin duda alguna, la industria cerámica es la industria más antigua de la
humanidad.Se entiende por materíal cerámico el producto de diversas materias
primas, especialemnte arcillas, que se fabrican en forma de polvo o pasta (para
poder darles forma de una manera sencilla) y que al someterlo a cocción sufre
procesos físico-químicos por los que adquiere consistencia pétrea. Dicho de otro
modo mas sencillo, son materiales solidos inorgánicos no metálicos producidos
mediante tratamiento térmico. Todos ellos se obtienen al hornear materiales
naturales, como la arcilla o el caolín, junto con una serie de aditivos, como
colorantes, desengrasantes, etc., todo ello mezclado y cocido en un horno sucesivas
veces.
Propiedades generales de los materiales cerámicos
Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no
oxidables.
Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y
como puntas cortantes de herramientas.
Gran resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento térmico
y, también, eléctrico.
Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los
agentes atmosféricos.
Alta resistencia a casi todos los agentes químicos.
Una característica fundamental es que pueden fabricarse en formas con
dimensiones determinadas
Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre
se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad.
CLASIFICACION
22
Dependiendo de la naturaleza y tratamiento de los materias primas y del proceso de
cocción, se distinguen dos grandes grupos de materiales cerámicos: las cerámicas
gruesas y las cerámicas finas.
Materiales cerámicos porosos o gruesos. No han sufrido vitrificación, es decir, no
se llega a fundir el cuarzo con la arena debido a que la temperatura del horno es
baja. Su fractura (al romperse) es terrosa, siendo totalmente permeables a los
gases, líquidos y grasas. Los más importantes:
Arcilla cocida: de color rojiza debido al óxido de hierro de las arcillas empleadas. La
temperatura de cocción es de unos 800ºC. A veces, la pieza se recubre con esmalte
de color blanco (óxido de estaño) y se denomina loza estannífera. Con ella se
fabrican: baldosas, ladrillos, tejas, jarrones, cazuelas, etc.
Loza italiana: Se fabrica con arcilla entre amarilla-rojiza mezclada con arena,
pudiendo recubrirse de barniz transparente. La temperatura de cocción ronda
los1000ºC. Se emplea para fabrijar vajillas baratas, adornos, tiestos....
Loza inglesa: Fabricada de arcilla arenosa a la cual se le ha eliminado el óxido de
hierro y se le ha añadido silex, yeso, feldespato (bajando el punto de fusión de la
mezcla) y caolín para mejorar la blancura de la pasta. Se emplea para vajillay
objetos de decoración.La cocción se realiza en dos fases:
Se cuece a unos 1100ºC. tras lo cual se saca del horno y se recubre con esmalte.
Se introduce de nuevo en el horno a la misma temperatura
Refractarios: Se fabrican a partir de arcillas mezcladas con óxidos de aluminio,
torio, berilio y circonio. La cocción se efectúa entre los 1.300 y los 1.600 °C,
seguidos de enfriamientos muy lentos para evitar agrietamientos y tensiones
internas. Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta 3.000 °C.
Las aplicaciones más usuales son: ladrillos refractarios (que deben soportar altas
temperaturas en los hornos) y electro cerámicas (usados en automoción, aviación....
23
Materiales cerámicos impermeables o finos: en los que se somenten a
temperaturas suficientemente altas como para vitrificar completamente la arena de
cuarzo. Así, se obtienen productos impermeables y más duros. Los más importantes
son:
Gres cerámico común: obtenido a partir de arcillas ordinarias, sometidas a
temperaturas de unos 1.300 °C. Es muy empleado en pavimentos y paredes.Gres
cerámico fino: Obtenido a partir de arcillas conteniendo óxidos metálicos a las que
se le añade un fundente (feldespato) para bajar el punto de fusión. Más tarde se
introducen en un horno a unos 1.300 °C. Cuando esta a punto de finalizar la cocción,
se impregnan los objetos de sal marina que reacciona con la arcilla formando una
fina capa de silicoalunminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado
característico. Se emplea para vajillas, azulejos...
Porcelana: obtenido a partir de una arcilla muy pura, caolín,mezclada con fundente
(feldespato) y un desengrasante (cuarzo o sílex). Su cocción se realiza en dos fases:
una a una temperatura de entre 1.000 y 1.300 °C y, tras aplicarle un esmalte otra a
más alta temperatura pudiendo llegar a los 1.800 °C. Teniendo multitud de
aplicaciones en el hogar (pilas de cocina, vajillas, tazas de café, etc.) y en la
industria (toberas de reactores, aislantes en transformadores, etc.).
24
BIBLIOGRAFÍA
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/iesalfonso_romero_barcojo/
departamentos/tecnologia/unidades_didacticas/ud_construccion/pdf/
materiales_de_construccion.pdf
http://www.juntadeandalucia.es/averroes/iesalfonso_romero_barcojo/
departamentos/tecnologia/unidades_didacticas/ud_construccion/pdf/
materiales_de_construccion.pdf
www.wordreference.com/ sinonimos / material
http://pelandintecno.blogspot.com/2013/02/materiales-ceramicos-
propiedades.html
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ANEXOS
ANEXO 1: El Texto científico.
MATERIALES DE
CONSTRUCCIÓN: PÉTREOS, AGLOMERANTES Y COMPUESTOS.
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Índice:
Página
Clasificación de los materiales de construcción
Materiales pétreos
Materiales cerámicos
Vidrios
Materiales aglomerantes
Materiales compuestos.
28
1.- Clasificación de los materiales de construcción
Los llamados materiales de construcción engloban a aquellos materiales que entran
a formar parte de los distintos tipos de obras arquitectónicas o de ingeniería,
cualquiera que sea su naturaleza, composición o forma. Los materiales de
construcción abarcan un gran número y de orígenes muy diversos, pudiéndose
clasificar para su estudio en base a diferentes criterios, siendo los más habituales su
función en la obra, su intervención y su origen.
1.1.- Según su función en la obra, los materiales de construcción se clasifican en:
resistentes, aglomerantes y auxiliares. Los materiales resistentes son los que
soportan el peso de la obra y los ataques meteorológicos o los provocados por el
uso (piedras, ladrillos, hormigón, hierro, etc.). Los materiales aglomerantes son los
que sirven de ligazón entre los resistentes para unirlos en formaciones adecuadas a
su función (cemento, yeso, cal, etc.). Por último, los materiales auxiliares son
aquellos que tienen una función de remate y acabado (maderas, vidrios, pinturas,
etc.).
1.2.- Por su intervención en la obra, los materiales se clasifican en: de
cimentación, de estructura, de cobertura y de cerramiento. Los de cimentación son
fundamentalmente los hormigones, en particular, el hormigón armado. Las
estructuras pueden ser de hormigón, metálicos, de madera o mixtas. Las coberturas
pueden ser de prefabricadas, metálicas, de materiales cerámicos o pétreos. Por
último, los cerramientos pueden ser ladrillos, acristalados, prefabricados, etc.
1.3.- En función de su origen los materiales de construcción se pueden dividir en
función de su origen, siendo este criterio el más adecuado para el estudio de las
propiedades características de los mismos, y será el que se seguirá en el desarrollo
29
del presente tema. Presenta además la ventaja de que, a diferencia de las otras
clasificaciones, no hay materiales que se repiten en los diferentes apartados. Según
este criterio, los materiales se dividen en:
Naturales
Piedras ígneas
Piedras
sedimentarias
Aére
os
Yeso
Cal
Pétreo
s
Piedras
metamórficas
Aglomerantes
Hidráulic
os
Cementos
Puzolanas
Artificiales
Material
es
Vidrios
cerámic
osMorteros
Hormigón
Metálicos
Férricos
No
férricos
Maderas
Orgánicos Plásticos Otros
Bituminosos
Pinturas
Materiales asilantes
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En el presente tema se abordará fundamentalmente el estudio de los materiales de
origen pétreo, los aglomerantes y derivados de éstos.
2.- Materiales pétreos
Los materiales pétreos utilizados en construcción son las rocas, que son agregados
de partículas minerales de dimensiones apreciables y de forma indeterminada,
mientras que los materiales derivados de las rocas, y que se emplean habitualmente
en la construcción, reciben el nombre genérico de piedra.
Las rocas naturales han sido, y todavía lo siguen siendo, muy apreciadas en la
construcción. Tienen, en general, la ventaja de ser muy resistentes a las condiciones
medioambientales y a los golpes. En relación con las condiciones medioambientales,
es de especial interés la resistencia a la rotura por efecto de la dilatación del agua
que penetra en la roca al helarse; en la actualidad también es importante considerar
la resistencia a los factores contaminantes como la lluvia ácida, humos, etc. Sin
embargo ofrecen una serie de inconvenientes que hace que hayan sido relegadas
por otros materiales de procedencia artificial. Entre estos cabe destacar el alto coste;
su poca plasticidad y alta fragilidad, su poca resistencia a la tracción, aunque poseen
elevada resistencia a la compresión, y su elevado peso específico.
En la actualidad, las rocas se emplean en la construcción como elemento resistente,
decorativo en el recubrimiento de paredes y suelos, y como materia prima para la
fabricación de otros materiales como cementos, piezas de cerámicas, etc., siendo
este último su principal aplicación.
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2.1.- Rocas y piedras.
Las rocas se extraen de las canteras o excavaciones, arrancándolas por medio de
máquinas (piedras blandas), o por voladuras (piedras duras). En ambos casos se
obtienen grandes bloques de roca sin una forma determinada. Para su uso en
construcción es necesario realizar en primer lugar un desbaste, que consiste
en eliminar las partes más bastas de los bloques y prepararlas para la labra, que
consiste en darles las dimensiones y formas requeridas.
2.2.- Rocas ígneas o eruptivas.
Son rocas formadas por enfriamiento y solidificación de las masas fundidas de
magma, del interior de la corteza terrestre, al salir al exterior. Las rocas ígneas están
compuestas casi en su totalidad por minerales silicatos, y suelen clasificarse según
su contenido de sílice. Las principales categorías son ácidas o básicas, siendo el
granito ejemplo del primer grupo, y el basalto del segundo.
2.2.1.- Granito.
El granito es una roca que cristaliza a partir de magma enfriado de forma lenta a
grandes profundidades bajo la superficie terrestre. Está compuesto por feldespato,
cuarzo y mica, y de algunos otros minerales accesorios. Presentan una estructura
granular cristalina, con grano grueso, mediano o fino según las condiciones de
enfriamiento (velocidades rápidas favorecen el grano fino y las muy lenta el grano
grueso). La coloración varía según abunde una clase de mineral u otra,
siendo
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generalmente de color grisáceo, aunque podemos encontrar granitos negros,
blancos, rojizos, etc.
Entre sus propiedades destaca su gran resistencia a las cargas, siendo un material
muy duro, lo que dificulta su extracción; se labra mal, pero en cambio se pulen muy
bien; presenta una resistencia a la helacidad baja, agrietándose también por la
acción del fuego. Se emplea en toda clase de obras como pavimentos, zócalos,
escalones, revestimiento de fachadas y ornamentaciones, etc. También se emplea
para la obtención de gravas para la elaboración de hormigones.
2.2.2.- Basaltos.
El basalto es la variedad más común de roca volcánica. Se compone casi en su
totalidad de silicatos oscuros de grano fino. Suele ser de color gris oscuro, muy duro
pero frágil, de elevada resistencia a la compresión. Es una piedra menos resistente a
los agentes atmosféricos que el granito, siendo atacada por el agua carbonatada,
que es capaz de disolverla dando lugar a terrenos sedimentarios. El basalto se
emplea en pavimentos (pequeños adoquines), bordillos de aceras, construcción de
diques, etc.
2.3.- Rocas sedimentarias.
Las rocas sedimentarias están formadas por fragmentos pertenecientes a otras
rocas más antiguas, y que han que han sido transformadas y erosionadas por la
acción del agua y, en menor medida, del viento o del hielo glaciar. Estos fragmentos
se presentan en depósitos o sedimentos que forman capas o estratos superpuestos,
separados por superficies paralelas, representando cada capa un periodo de
sedimento.
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Las rocas sedimentarias se clasifican según su origen en mecánicas y químicas. Las
rocas mecánicas se componen de partículas minerales producidas por la
desintegración mecánica de otras rocas y transportadas hasta el lugar de depósito,
sin deterioro químico. Las rocas mecánicas pueden a su vez dividirse en
rocas incoherentes y rocas compactas. Las rocas incoherentes se originan
al resquebrajarse las rocas, dando fragmentos que sucesivamente, por la acción de
los agentes externos y/o el propio choque entre ellas, se van reduciendo y
redondeando. Según el diámetro de estos fragmentos tenemos diferentes tipos
de materiales: bloques > 500mm, cantos o guijarros 500-100mm, gravas 100-
30mm, gravilla 30-
15mm, garbancillo 15-5mm, arena 5-0.2mm, polvo y limo 0.2-0.002mm y arcillas
0.002-
0.0001mm.
Por su parte, las rocas compactas se forman a partir de las incoherentes por
compresión o aglomeradas por una pasta o cemento. Se dividen según el tamaño de
los fragmentos que se han compactado, así tenemos los conglomerados que están
formados por cantos, gravas, gravillas o garbancillos, areniscas cuando se
compactan arenas y pizarras cuando se compactan arcillas y limo.
Las rocas químicas pueden formarse por precipitación de sales disueltas o por la
acumulación de restos orgánicos. Las rocas por precipitación proceden de la
acumulación de las sales disueltas en agua, al evaporarse ésta, en lugares secos y
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cálidos. Dentro de este tipo destaca en sobremanera el yeso que es sulfato cálcico
dihidratado. Las rocas de origen orgánicos proceden de la acumulación de restos de
animales y plantas, destacando dentro de este grupo la caliza.
2.3.1.- Calizas.
Las calizas son rocas formadas por carbonato cálcico, pudiendo tener un origen
químico por precipitación de soluciones bicarbonatadas u orgánico por acumulación
de restos de caparazones o conchas de mar, formadas por las secreciones de
CaCO3 de distintos animales marinos.
Las calizas son de colores ocre, de dureza media y fáciles de labrar y pulir. En
general constituyen un excelente material de construcción. También se emplea en
grandes cantidades como materia prima para la elaboración de cementos, y tratadas
al fuego se calcinan dando cal.
2.3.2.- Áridos, arenas y areniscas.
Los áridos o gravas son fragmentos de roca de diámetro medio, entre 100 y 30mm,
procedentes de la trituración de rocas, ya sea de forma natural o artificial. Se
emplean en mampostería, en pavimentos, para la elaboración de hormigones, etc.
Las arenas son fragmentos producidos por de la desintegración química y mecánica
de la rocas bajo meteorización y abrasión, de diámetro entre 5 y 0.2mm. Su
composición es variada, pero las más frecuentes están formadas de cuarzo (sílice)
con una pequeña proporción de mica, feldespato, magnetita y otros minerales
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resistentes. Cuando las partículas acaban de formarse suelen ser angulosas y
puntiagudas, haciéndose más pequeñas y redondeadas por la fricción provocada por
el viento y el agua. Desempeñan un importante papel al ser parte esencial en la
elaboración de morteros y hormigones, empleándose también en el
acondicionamiento del lecho para conducciones subterráneas. Se subdividen en
gruesas (5-2mm), medias (2-1mm) y finas (> a 1mm). Por su origen se dividen en
arenas de mina, de río, marinas y artificiales.
Las areniscas son rocas resultantes de la compactación de arenas de cantos vivos
unidos por cementos naturales. Su composición química es la misma que la de la
arena, y el cemento suele estar compuesto por sílice, carbonato de calcio u óxido de
hierro. El color de la roca viene determinado por el material cimentador. Son rocas
que se labran muy bien, usándose como revestimientos y en la fabricación de
piedras de afilar y de moler.
2.3.3.- Arcillas.
La arcilla se compone de un grupo de minerales aluminosilicatos formados por la
meteorización de rocas feldespáticas, como el granito. El grano es de tamaño
microscópico (> de 0.002mm), y con forma de escamas. Esto hace que la superficie
de agregación sea mucho mayor que su espesor, lo que permite un gran
almacenamiento de agua por adherencia, dando plasticidad a la arcilla.
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Las variedades más comunes de arcilla son: la arcilla china o caolín; la arcilla de
pipa, similar al caolín pero con un contenido mayor de sílice; la arcilla de alfarería, no
tan pura como la arcilla de pipa; la arcilla de escultura o arcilla plástica, una arcilla
fina de alfarería mezclada, a veces, con arena fina; arcilla para ladrillos, una mezcla
de arcilla y arena con algo de materia ferruginosa (con hierro); la arcilla refractaria,
con pequeño o nulo contenido de caliza, tierra alcalina o hierro (que actúan como
flujos), por tanto, es infusible y muy refractaria; el esquisto y la marga. Las arcillas
plásticas se usan en todos los tipos de alfarería, en ladrillos, baldosas, ladrillos
refractarios y otros productos, que serán abordados en el apartado de
materiales cerámicos.
2.4.- Rocas metamórficas
Las rocas metamórficas proceden de la transformación, en su composición
mineralógica y estructural, de las rocas ígneas o sedimentarias debido a
grandes presiones y/o temperaturas, producidas en el interior de la Tierra. Las
rocas más importantes son el mármol y la pizarra.
2.4.1.- Mármol.
Los mármoles son una variedad cristalina y compacta de caliza metamórfica, que
puede contener minerales accesorios como mica, serpentina, grafito, óxidos de
hierro, etc. Estas impurezas proporcionan a los mármoles una amplia variedad de
colores, que junto a la estructura del mismo, producen diferentes efectos y que
sirven para su clasificación.
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Según esta clasificación, los mármoles se dividen en: sencillos, que poseen un solo
color uniforme; policromos, que presentan diferentes colores; veteados,
que presentan listas de color diferente al del fondo; arborescentes, si tienen dibujos
veteados; lumaquetas, si contienen caracoles y conchas (proceden de las calizas
lumaquelas); y brechas, formados por fragmentos angulosos de diferente coloración.
También es posible clasificar a los mármoles por el uso a que destinen, tenemos
entonces: mármoles estatutarios, que son de color uniforme, compactos, traslúcidos
y de fácil labra; y mármoles arquitectónicos, que son resistentes y de bellas
coloraciones, empleados en pavimentos y decoración.
Una de las principales propiedades que caracterizan a los mármoles es el que se
pueden pulir hasta obtener un gran brillo. Es además un material poco poroso, de
dureza media-baja (dureza 3 en la escala de Mohs), que resiste bien el hielo pero
poco el desgaste por rozamiento.
2.4.2.- Pizarra.
La pizarra es una roca densa con grano fino, formada por el metamorfismo de
esquisto micáceo y arcilla. El esquisto micáceo es el término común aplicado a las
variedades de grano fino de roca sedimentaria formadas por consolidación de lechos
de arcilla, mostrando laminaciones finas, paralelas a los planos de los lechos y a lo
largo de las cuales la roca se rompe con fractura curva e irregular.
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El proceso de metamorfismo produce la consolidación de la roca original y la
formación de nuevos planos de exfoliación en los que la pizarra se divide en láminas
características, finas y extensas. Aunque muchas rocas que muestran esta
exfoliación se llaman también, por extensión, pizarras, la pizarra auténtica es dura y
compacta y no sufre meteorización apreciable. La pizarra suele ser de color negro
azulado o negro grisáceo, pero se conocen variedades rojas, verdes, moradas, etc.;
son bastante blandas, pudiendo ser rayadas con un cuchillo y su tacto es suave, casi
graso; son muy refractarias e impermeables, siendo estables al hielo. La pizarra
se emplea en la construcción de tejados, como piedra de pavimentación y
como "pizarras" o "pizarrones" tradicionales para escuela.
3.- Materiales cerámicos
Se obtienen a partir de arcillas, que por la gran plasticidad que presentan en estado
húmedo, son fácilmente moldeables. La plasticidad de las arcillas depende
fundamentalmente del contenido en agua que posean, y de las sustancias que la
acompañan como carbonatos, micas, cuarzo, etc.
Las arcillas que se utilizan habitualmente para fabricar piezas de uso industrial están
compuestas por una mezcla de arcilla común y caolín, que constituyen la materia
plástica, junto con otros componentes no plásticos y que se añaden con diferentes
objetivos.
En cuanto a las materias plásticas, tanto la arcilla común como el caolín son silicatos
alumínicos hidratado, puro en el caso del caolín, e impuro por diversos minerales
procedentes de las rocas que la originaron en el caso de la arcilla.
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En lo que se refiere a los componentes no plásticos, éstos se clasifican según su
función en: desgrasantes, cuya misión es disminuir la plasticidad de la masa
evitando el agrietamiento y contracción, siendo lo más importantes la sílice,
feldespatos y la chamota, que son restos cerámicos pulverizados; fundentes, que se
agregan para aumentar la plasticidad y disminuir el punto de fusión de las arcillas
con objeto de lograr durante la cocción el vitrificado de la pieza, lo que le confiere
mayor resistencia e impermeabilidad, siendo los más importantes las micas, fosfato
tricálcico y feldespatos; por último, tenemos los accesorios, que no son
fundamentales para la fabricación, sino que sirven para dar características
especiales como los vitrificantes, sílice, ácido bórico, borax, etc., y los colores de
decoración, óxidos y sales metálicas.
3.1.- Propiedades, fabricación y conformado.
La acción del calor sobre la arcilla hace que ésta pierda su plasticidad y experimente
cambios en sus propiedades, las cuales dependerán del tiempo y temperatura de
cocción, así como de las sustancias añadidas. En general, las propiedades más
características de los materiales cerámicos son: elevado punto de fusión, mayor que
el de los metales; baja conductividad térmica, en general son duros pero frágiles;
resistentes al desgaste, sirviendo como materiales abrasivos; poseen una gran
estabilidad química y frente a los agentes medioambientales.
Dentro de las propiedades, la concentración de poros es especialmente importante
ya que, además de influir sobre las propiedades mecánicas y en la permeabilidad,
sirve como criterio de clasificación de los materiales cerámicos. Según esta
clasificación, los materiales cerámicos se dividen en: porosos, ladrillos, tejas,
bovedillas, y lozas; compactos, porcelana, gres; y vitrificados, vidrio (que será
estudiado en otro apartado). Otra clasificación de los materiales cerámicos los divide
en: permeables, que coinciden con los porosos; impermeables, que coinciden con
los compactos y vitrificados; y refractarios, que se encuentran dentro de los porosos.
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El proceso de fabricación de los diferentes materiales cerámicos puede variar de
unos a otros, sin embargo, todos ellos constan de una serie de pasos comunes. En
primer lugar se deben preparar las materias primas mediante una serie de procesos
mecánicos, como la molienda, y de depuración como la limpieza y eliminación de
elementos extraños.
A continuación se realiza la mezcla de las materias primas, plásticas y no
plásticas, junto con la cantidad adecuada de agua a fin de dotar a la mezcla de la
plasticidad idónea. Tras realizar la mezcla, ésta se deja reposar para que sufra una
especie de fermentación, mejorando la calidad de la misma.
Seguidamente se procede al moldeo de las piezas, que puede realizarse de
diferentes formas según la pieza deseada y el grado de plasticidad de la mezcla.
Dentro de las técnicas de moldeo tenemos las técnicas manuales mediante tornos o
gradillas. Moldeado mediante torno es quizás la técnica más compleja, y se emplea
hoy en día sólo para la elaboración de piezas huecas de artesanía (platos, botijos,
jarrones, etc.). El moldeado en gradilla se emplea fundamentalmente para la
fabricación de ladrillos macizos, y consiste en comprimir la pasta dentro de gradillas,
pasando posteriormente un listo para alisar la superficie, y dejar secar en superficies
planas. En la actualidad, la mayoría de las piezas cerámicas se moldean mediante
técnicas mecánicas como extrusión a través de boquillas que le dan la forma de la
sección y cortados por alambres, por prensado sobre moldes, por colada sobre
moldes, para lo que la pasta debe estar licuada, etc.
Las piezas moldeadas contienen cantidades de agua que oscilan entre el 15 y el
50% en peso, cantidad que debe de reducirse lo más posible (hasta ~5%).
Este proceso de secado debe llevarse a cabo de forma gradual y lenta a fin de evitar
la aparición de grietas y contracciones. El secado se puede llevar a cabo de forma
natural, depositando las piezas moldeadas en lugares aireados y cálidos, o bien de
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forma artificial en cámaras cerradas por donde circulan las piezas a contracorriente
de aire aliente forzado por ventiladores.
Después del secado se procede a la cocción de las piezas, durante la cual
adquieren la consistencia pétrea y la inalterabilidad de su forma. La temperatura y
tiempo de cocción determinan la resistencia del material. Así, un material poco
cocido será menos frágil, menos resistente pero más permeable que uno muy
cocido, que será más frágil, mas resistente pero menos permeable.
Finalmente, los objetos cocidos pueden recibir diferentes tratamientos
superficiales como vidriado, esmaltado, pintado, etc.
3.2.- Azulejos y gres
Los azulejos son materiales cerámicos que constan de dos capas: una gruesa de
arcilla denominada galleta, y otra fina de esmalte vitrificado, que le proporciona
impermeabilidad, resistencia al desgaste y una buena adherencia. Las galletas se
fabrican introduciendo a presión arcilla fresca dentro de un molde, o mediante
vaciado de barbotina, proceso que consiste en verter barbotina (arcilla líquida)
dentro de un molde poroso y dejar que seque. Si las galletas no se recubren de la
capa vitrificada se comercializan como baldosas cerámicas.
Una vez que se tiene la baldosa, si el esmalte es de un solo color se aplica sobre la
baldosa, con silicato diluido en agua al que se agregan los óxidos que le darán color.
Si tiene diversos colores o dibujos se emplean plantillas que van tapando las
diferentes partes par ir aplicando los diferentes colores. Los azulejos se emplean
para el revestimiento de paredes, adhiriéndose con mortero de cemento.
El gres se obtienen por cocción hasta vitrificación, obteniéndose un material muy
compacto, impermeable a los líquidos y gases, inatacable por los ácidos, hongos y
42
bacterias, muy duro, no siendo rallado por el acero y rallando al vidrio, muy
resistente al desgaste, y con sonido metálico por percusión. La pasta empleada en
su fabricación está compuesta por un 30-70% de arcilla, 30-60% de cuarzo y 5-25%
de feldespato.
Se presenta en dos variantes, el gres común y el gres fino, sometiendo en ambos
casos las pasta a un solo proceso de cocido a unos 1.300º. El gres común se
obtiene a partir de arcillas ordinarias, mientras que el gres fino se obtiene a partir de
arcillas refractarias a las que se añaden fundentes a fin de rebajar el punto de fusión.
Cuando está a punto de finalizar la cocción se impregnan las piezas con sal común,
que reacciona con la arcilla formando una capa delgada de silicoaluminato alcalino
vitrificado, que le confiere al gres su vidriado característico.
3.3.- Porcelanas y lozas
La loza es un material de fractura blanquecina después de cocidos, ligero, poroso y
absorbente, teniendo que ser recubierta con un esmalte para hacerlas impermeables
y duraderas. La loza más importante en construcción es la loza sanitaria, que se
fabrica con una pasta formada por un 40-50% de arcilla, 32-54% de cuarzo y 8-15%
de feldespato. Se trata de una loza muy compacta, que se recubre de un grueso
esmalte, constituyendo un producto parecido a la porcelana que se denomina
semiporcelana.
La porcelana se obtiene a partir de arcillas muy puras, en especial caolín, a la que
se añade cuarzo como desgrasante y feldespato como fundente. Se trata de
un material muy duro pero frágil, de color blanco o traslúcido. Para que un producto
pueda considerarse como porcelana es necesario que haya sufrido dos procesos de
cocción, uno primero a unos 1.000-1.200º, y un segundo a temperatura más alta,
que puede alcanzar varios miles de grados. Realmente no se suele emplear en
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construcción, salvo en la industria química por su gran resistencia a los ácidos o en
aislantes eléctricos, dedicándose fundamentalmente a la fabricación de vajillas y
objetos decorativos.
4.- Vidrios.
El vidrio es una sustancia amorfa fabricada sobre todo a partir de sílice fundida a
altas temperaturas. El vidrio es una sustancia amorfa, se enfría hasta solidificarse
sin que se produzca cristalización, que se halla en un estado vítreo en el que las
unidades moleculares, aunque están dispuestas de forma desordenada, tienen
suficiente cohesión para presentar rigidez mecánica.
4.1.- Componentes y características
El vidrio se obtiene por la fusión de la arena de cuarzo, rica en sílice, bien molida,
que el elemento vitrificador y el que constituye verdaderamente el vidrio,
proporcionando resistencia mecánica al vidrio. Junto con la sílice es necesario
añadir caliza que actúa de estabilizador aportando también resistencia, dureza y
brillo, y carbonato sódico que actúa de fundente, rebajando el punto de fusión de la
sílice desde los 1.700º hasta los 850º. Además pueden añadirse otros ingredientes
como el plomo o el bórax, que proporcionan al vidrio determinadas propiedades
físicas. Todos los componentes deben mezclarse finamente molidos, y en
proporciones precisas para obtener el vidrio con las características óptimas
deseadas.
El vidrio es un material duro pero muy frágil, transparente o traslúcido, muy
resistente a la tracción y a los agentes químicos, salvo el ácido fluorhídrico que lo
disuelve, y mal conductor del calor y la electricidad.
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4.2.- Fabricación y tipos de vidrios
Existe una gran variedad de tipos de vidrio, que están íntimamente relacionados con
sus respectivos procesos de fabricación. Según el proceso, los vidrios se clasifican
en vidrios huecos, vidrios planos, vidrios colados, vidrios prensados y fibra de vidrio.
El paso previo a cualquier de los procesos de fabricación es la obtención de la pasta
de vidrio. Para ello se prepara la mezcla de las materias primas finamente molida.
Luego se funde la mezcla en crisoles o cubetas; una vez fundida se eleva la
temperatura unos 100º para eliminar las burbujas, para a continuación disminuir la
temperatura hasta que la masa fundida tenga la pastosidad adecuada para la
elaboración. La temperatura necesaria suele ser de unos 1.250º, si bien puede variar
en función de la composición del vidrio.
El vidrio hueco no tiene especiales aplicaciones en construcción, y se emplea
fundamentalmente para fabricar recipientes como vasos, botellas, etc. Se
puede trabajar de forma artesanal o mecánica. En la forma artesanal, se introduce
un tubo de soplado en el interior de la masa de vidrio fundido y se toma una porción.
A continuación, soplando por el extremo opuesto y mediante movimientos de
rotación y balanceo se da la forma deseada. La forma mecánica es similar, sólo que
ahora se hace uso un molde en el que se introduce la porción de vidrio fundido, y
mediante máquinas sopladoras, se obliga a ésta a adherirse a las paredes del
molde, el cual se abre tras enfriarse el vidrio para extraer la pieza.
El vidrio plano se trata del vidrio más empleado en la construcción, y para su
elaboración se emplea una mezcla de 72% de sílice, 14% de carbonato sódico y un
9% de cal, correspondiendo el resto hasta el 100% a diversos aditivos. Para su
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fabricación existen dos métodos: el de flotación y el de estirado, siendo el primero
quizás el más empleado.
En el método de flotación, una vez obtenida la masa de vidrio fundido, se extrae del
horno de fusión a través de una abertura denominada garganta, que proporciona
una lámina del espesor adecuado. La lámina se desplaza a continuación sobre un
baño de estaño fundido, flotando ésta al ser tres veces menos densa que el estaño.
De esta forma, y gracias a procesos de refusión, se logra que ambas caras de la
lámina queden perfectamente lisas y pulidas. El baño de estaño tiene una longitud
en torno a los 80m, y a l largo del mismo una serie de rodillos arrastran la lámina, a
la vez que le confieren el espesor deseado. Al final del proceso, el vidrio todavía
caliente, se somete a un proceso de recocido en el interior de un túnel de
temperatura decreciente, a fin de que se enfríe sin tensiones internas que lo
volverían demasiado frágil.
El otro método de obtención es el método de estirado, que puede llevarse a cabo en
horizontal, método Colburn, o en vertical, método Fourcault. En ambos casos, se
aproxima una lámina metálica, denominada cebo, a la masa de vidrio fundido para
después levantarla y hacerla pasar a través de unos rodillos que conforman la
lámina al espesor deseado. Mediante el método Colburn se logran espesores de
hasta 30mm, mientras que con el segundo los espesores son menores, entre 0.5 y
10mm. Mediante estos métodos, especialmente con el de Fourcault, se obtienen
láminas con algunas ondulaciones que posteriormente hay que eliminar por
esmerilado o pulido.
En el procedimiento de vidrio colado se obtienen láminas de diferentes espesor y
con diversas texturas en sus superficies. Para su fabricación podemos seguir dos
métodos, el de colada y el de laminado. En el método de colada, el vidrio fundido se
almacena en una cubeta giratoria, saliendo el vidrio por una abertura inferior. Al salir
el vidrio, éste se vierte sobre una mesa de colada provista de un rodillo laminador
refrigerado internamente por agua, que, por regulación de su altura respecto a la
mesa, proporcionará a la lámina el espesor deseado. En el método de laminado, el
vidrio se almacena igualmente en una cubeta giratoria, pero en este caso, a la salida
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existen dos rodillos laminadores refrigerados, separados entre sí por la distancia que
se desea para el espesor. En ambos el o los rodillos pueden estar grabados con
objeto de marcar la huella en el vidrio. El vidrio colado presenta múltiples
aplicaciones, empleándose en suelos, planchas de mesa, etc.
El vidrio prensado se obtiene vertiendo el vidrio fundido en el interior de un molde
metálico, y comprimiéndolo mediante una estampa con el contramolde. Mediante
este procedimiento se obtiene objetos macizos, huecos o plano, como ladrillos,
baldosas, etc., con gran resistencia a la compresión, flexión y choques, no pudiendo
ser cortados por el diamante.
Por último, la fibra de vidrio se obtiene mediante extrusión de la masa de vidrio a
través de unas boquillas o hileras con diámetro inferior a 0.1mm. Los hilos obtenidos
se deshilachan con vapor recalentado y posteriormente se secan. Unos rodillos se
encargan de estirarlos para dotarlos de mayor resistencia, y finalmente, tras una
ligera torsión, se enrollan en bobinas. Con las fibras de vidrio se elaboran tejidos y
fieltros que se emplean posteriormente en la fabricación de aislantes térmicos y
acústicos, y para la obtención de paneles de yeso o escayola y de plástico
reforzados.
4.3.- Productos derivados.
A partir de los diferentes tipos de vidrio se obtienen un sinfín de productos de
aplicación en la industria de la construcción. Entre otros tenemos el vidrio de
ventana, el vidrio armado, los vidrios de seguridad, etc.
El vidrio de ventana se obtiene partir de vidrio plano, fabricándose en diferentes
espesores entre 2 y 19mm. Se trata de un vidrio bastante duro y transparente a la
luz visible pero no a la luz UV. Presenta una notable resistencia a la compresión,
mientras que a la tracción es bastante menor. Es un buen aislante acústico y resiste
bien la acción de los agentes atmosféricos, los ácidos y los álcalis.
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El vidrio armado es un vidrio colado al que se le añade una malla metálica en el
interior durante el proceso de laminado. Esta malla no aumenta su resistencia, pero
en caso de rotura evita que los fragmentos se dispersen, empleándose
especialmente en lugares que puedan estar sometidos a la acción del fuego.
Los vidrios de seguridad se fabrican a partir de vidrios planos, que pueden estar
formados por una o varias capas. En los cristales de una sola capa, ésta está
pretensada de modo que al romperse se fragmenta en trozos muy pequeños y de
superficie roma. El proceso de pretensado consiste en someter al vidrio a un
templado térmico en el que se calientan el vidrio casi hasta el punto de
reblandecimiento, enfriándolo rápidamente con un chorro de aire o por inmersión en
un líquido. De esta forma, la superficie se endurece de inmediato, y la
posterior contracción del interior del vidrio, que se enfría con más lentitud, tira de ella
y la comprime; es decir, las capas exteriores quedan comprimidas mientras
que las interiores lo están sometidas a tracción, y al romper en una capa exterior, el
esfuerzo se transmite al interior a tracción evitando que se rompa. Con este método
pueden obtenerse compresiones de superficie de hasta 24.000 N/cm2 en piezas
gruesas de vidrio. En los cristales de seguridad de varias capas, éstas se unen entre
sí por láminas plásticas que mantienen adheridos los fragmentos en caso de rotura.
Su resistencia depende del grosor del conjunto de capas de vidrio y plástico. Los
cristales de una capa se emplean en acristalados de puertas, mesas, miradores,
etc., mientras que los de varias capas se emplean como elemento de seguridad en
bancos, joyerías, etc., y en las lunas de los coches.
5. -Materiales aglomerantes.
Los materiales aglomerantes son aquellos materiales que, mezclados con agua,
forman una masa plástica capaz de adherirse a otros materiales, y que al cabo del
tiempo, por efectos de transformaciones química, fraguan, es decir, se
endurecen reduciendo su volumen y adquiriendo una resistencia mecánica.
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Los materiales aglomerantes se suelen clasificar en aéreos e hidráulicos. Los
aglomerantes aéreos son los que fraguan y endurecen en el aire, siendo incapaces
de adquirir cohesión en un medio húmedo. Dentro de este grupo se encuentran el
yeso y la cal grasa o aérea. Por su parte, los aglomerantes hidráulicos son aquellos
que fraguan y endurecen en el aire y en un medio húmedo. Dentro de este grupo
están el cemento y la cal hidráulica, así como los morteros y hormigones.
5.1.- Yeso.
Se trata de uno de los aglomerantes más conocidos y utilizados desde la
antigüedad. Se obtiene por la deshidratación parcial o total de la piedra de yeso o
algez, que es un mineral cuya composición química es sulfato cálcico dihidratado, y
también de la anhidrita, que es el sulfato cálcico anhidro, aunque este mineral
absorbe rápidamente agua convirtiéndose en algez.
Entre las principales características del yeso tenemos: gran velocidad de
fraguado, aunque se puede retardar añadiéndole aceites o alcohol; se adhiere a
todos los materiales salvo la madera; Es tenaz y blando; buen aislante térmico y
acústico; resistencia a la tracción y compresión variable según las impurezas y la
cantidad de agua empleada en el amasado. El principal inconveniente del yeso es
ser un material muy higroscópico, impidiendo su uso en ambientes exteriores, en
donde terminaría disolviéndose. Otro efecto de su avidez por el agua es que oxida
rápidamente a los materiales ferrosos, por lo que no debe emplearse en la sujeción
de materiales férricos.
Para obtener el yeso, se tritura el mineral y se somete a una temperatura de 180ºC.
Una vez deshidratado se muele hasta reducirlo a polvo. Tal y como se ha indicado,
la deshidratación puede ser parcial o total, hecho que se emplea para clasificar a los
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yesos. Así, tendremos yesos semihidratados, que contienen media molécula de
agua, y los yesos anhidros.
Dentro de los yesos semihidratados, que son los más empleados en la
construcción tenemos tres variantes: yeso negro, yeso blanco y escayola. El yeso
negro es el que se obtiene con el algez impuro directamente calcinado, con una
pureza en yeso semihidratado del 60%, siendo de baja calidad y sólo se emplea
cuando no va a quedar a la vista. El yeso blanco se obtiene del algez purificado y
contiene un 80% de yeso semihidratado, es de color blanco y es el empleado para
enlucir paredes interiores, en estucos y en blanqueos. La escayola es un yeso
blanco de mejor calidad, contiene un 90% de yeso semihidratado, finamente molido,
empleándose en la elaboración de elementos decorativos como cenefas, falsos
techos, y también en molduras y vaciados.
Los yesos anhidros son, en general, poco empleados y se obtienen al someter el
algez a temperaturas más elevadas. Así, tenemos diferentes tipos según
la temperatura de deshidratación: Anhidrita soluble que se obtiene a 180-300ºC, es
muy higroscópica formando yeso semihidratado rápidamente; Anhidrita insoluble que
se obtiene a 300-600º, también denominada yeso muerto porque
reacciona tan lentamente con el agua que ésta se evapora antes; Yeso hidráulico,
también llamado yeso de pavimento, se forma a 900-1000º, y fragua muy lentamente
bajo agua (24-
48h), pero al aire lo hace sólo en 5h; Yeso alúmbrico, también llamado cemento
keene’s, se obtiene a partir del yeso semihidratado sumergiéndolo en una solución al
12% de alumbre a una temperatura de 35º. Es de fraguado lento (1-4h), no
presentando expansión ni contracción, pudiendo ser pulido asemejándose al
mármol.
5.2.- Cal.
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La cal se obtiene por la calcinación de rocas calizas trituras, a temperaturas
superiores a los 900ºC, formándose la denominada cal viva que es óxido cálcico.
Para usar la cal viva es necesario añadirle agua, operación que se denomina
apagado de la cal, y en la que el óxido de calcio se convierte en hidróxido cálcico,
que es la denominada cal apagada. Esta operación debe realizarse con precaución
ya que la reacción química que tiene lugar es fuertemente exotérmica, y puede
realizarse de diversa formas como son: Apagado espontáneo, que consiste
simplemente en dejar los terrones de cal viva al aire, siendo el proceso lento además
de absorber CO2; Apagado por aspersión, en el que se riega con aproximadamente
un 25-50% de agua la cal viva, tapándose posteriormente con arena, de forma que
puede conservarse durante algún tiempo; Apagado por inmersión de los fragmentos
de cal viva en agua durante un minuto, depositándolos posteriormente en cajas para
que se disgreguen; Apagado por fusión, que es el empleado normalmente en la obra
y que consiste en mezclar la cal viva con arena y agua; Apagado en autoclave con
vapor de agua inyectado a presión, se trata de un método rápido que da pastas más
plásticas, lo que permite enlucidos más fáciles de extender con la llana.
La cal apagada se presenta en forma de polvo, que al añadirle agua se convierte en
pasta de cal. Esta pasta fragua y endurece al aire, pero su resistencia mecánica no
es muy grande. El endurecimiento se debe primero a la evaporación del agua de la
pasta, y después a la reacción del hidróxido de calcio con el CO2 para regenerar el
carbonato de calcio.
Normalmente, las calizas contienen impurezas y que seguirán presentes en la cal
obtenida, lo que le confieren a ésta propiedades particulares. Así se tiene: Cal grasa,
que se obtiene de calizas con un contenido en arcillas inferiores al 5%, y que al
apagarse dan pasta fina trabada y untuosa de color blanco, y que al fraguar
aumentan hasta 3.5 veces su volumen. Cal árida, magra o dolomítica, que se
obtiene de calizas con menos del 5% en arcilla y más del 10% de óxido de
magnesio; es de color gris y no se emplea en construcción. Cal hidráulica, que se
obtiene de calizas con un contenido suficiente de sílice y alúmina para permitir la
51
formación de silicatos de calcio, lo que le confiere propiedades de aglomerante
hidráulico
5.3.- Cementos.
El término cemento se aplica, con carácter general, a cualquier producto que
presente propiedades adhesivas y sea capaz de unir partes o piezas de un objeto o
construcción. Así,, con esta denominación se engloban productos de muy
diversa índole constituidos por sílice, alúmina, resinas sintéticas, etc. Tal y como se
señaló anteriormente, los cementos empleados en construcción son aglomerantes
hidráulicos formados por una mezcla de caliza, arcilla y otras sustancias, que
cuando se les añade agua forman una masa de elevada plasticidad, y al perderla
sufren un proceso de fraguado y endurecimiento, permaneciendo prácticamente
estables.
A lo largo de la historia se han empleado diversos tipos de cementos, que
actualmente han caído en desuso. Uno de los más conocidos es el denominado
cemento natural o romanos, que se obtenían por calcinación en horno de las
margas, que son depósitos de carbonato de calcio amorfo, arcilla y arena en
diversas proporciones. En la actualidad se emplean diferentes tipos de cementos,
que serán abordados brevemente, siendo el más importante por su uso el llamado
cemento Portland, y en el cual centraremos nuestro estudio.
5.4.- Cemento Portland.
Los cementos Portland típicos consisten en mezclas de silicato tricálcico
(3CaO·SiO2), aluminato tricálcico (3CaO·Al2O3) y silicato dicálcico
(2CaO·SiO2) en diversas proporciones, junto con pequeñas cantidades de
compuestos de magnesio y hierro. En la industria cementera, las materias primas
empleadas para la obtención de los cementos son la piedra caliza y arcillas, en una
52
proporción de 3 a 1, junto con otros productos que contengan óxido de aluminio y
óxido de silicio. De todo ello resulta una composición final del cemento de: un 60%
de cal, 19% de óxido de silicio, 8% de óxido de aluminio, 5% de hierro, 5% de óxido
de magnesio y 3% de trióxido de azufre.
La obtención por vía seca del cemento Portland puede dividirse en tres grandes
fases: operaciones previas, obtención del clinquer y molienda del cemento. Las
operaciones previas incluyen las operaciones de secado, molienda y dosificación a
las que se someten las materias primas antes de introducirlas dentro del horno. En
el secado se elimina el exceso de humedad, para lo que pueden aprovecharse los
gases procedentes del horno de calcinación, y en la molienda se trituran los
materiales hasta fragmentos de diámetro inferior a 0.1mm.
El clinquer es el termino con que se designa el producto granulado que se obtiene
por la fusión parcial o total de una mezcla suficientemente fina y homogénea de
caliza y arcilla. Para la obtención del clinquer se hace uso de hornos rotativos que
pueden alcanzar los 150m de largo y 3m de diámetro. Estos hornos están
ligeramente inclinados, presentando un gradiente de temperaturas a lo largo de su
longitud, debido a que la fuente de calor se encuentra sólo en la parte inferior del
mismo. Las materias primas se introducen por su parte superior, ya sea en forma de
polvo seco de roca o como pasta húmeda hecha de roca triturada y agua (método de
obtención por vía húmeda). A medida que desciende la mezcla a través del horno,
llevándose a cabo los siguientes procesos: secado hasta una temperatura de 150ºC,
deshidratación de la arcilla a una temperatura próxima a los 500º, descarbonatación
por eliminación de CO2, hacia los 1.100ºC, clinquerización del material entre los
1.250º y 1500º. El material tarda unas seis horas en pasar de un extremo
a otro del horno. Posteriormente, el clinquer se somete a un proceso de
enfriamiento, durante el cual se le suele añadir una pequeña cantidad de yeso
que permite regular el tiempo de fraguado del cemento. En los hornos modernos
se pueden obtener de 27 a 30 kg. de cemento por cada 45 kg. de materia prima. La
diferencia se debe sobre todo a la pérdida de agua y dióxido de carbono.
53
El clinquer, una vez enfriado, sufre un proceso de molienda, y cuando se ha
alcanzado el tamaño de grano adecuado, se homogeneiza y se almacena en silos
para su empaquetado y distribución. El cemento debe conservarse en lugares
cerrados, sin corrientes de aire y elevados del suelo, ya que el cemento es muy
higroscópico.
Cuando el cemento se mezcla con agua, tienen lugar una serie de reacciones
químicas en las que intervienen los componentes activos del cementos, silicato
tricálcico, aluminato tricálcico y silicato dicálcico. Estos componentes son inestables,
y en presencia de agua reorganizan su estructura. El endurecimiento inicial del
cemento se produce por la hidratación del silicato tricálcico, el cual forma una sílice
hidratada gelatinosa e hidróxido de calcio. Estas sustancias cristalizan, uniendo las
partículas de arena o piedras —siempre presentes en las mezclas de argamasa de
cemento— para crear una masa dura. El aluminato tricálcico actúa del mismo modo
en la primera fase, pero no contribuye al endurecimiento final de la mezcla, y la
hidratación del silicato dicálcico actúa de modo semejante, pero mucho más
lentamente, endureciendo poco a poco durante varios años.
5.5.- Otros tipos de cementos.
Además del cemento Portland, pueden elaborarse otros tipos de cementos con
propiedades particulares, si bien muchos de estos cementos especiales se obtienen
a partir del Portland por variación del porcentaje de sus componentes habituales o la
adición de otros nuevos.
Entre los cementos especiales por variación de las proporciones del cemento
Portland tenemos: Los cementos de fraguado rápido, a veces llamados cementos de
dureza extrarrápida, se consiguen aumentando la proporción de silicato tricálcico, de
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forma que algunos de estos cementos se endurecen en un día al mismo nivel que
los cementos ordinarios lo hacen en un mes. Sin embargo, durante la hidratación
producen mucho calor y por ello no son apropiados para grandes estructuras en las
que ese nivel de calor puede provocar la formación de grietas. Para los grandes
vertidos suelen emplearse cementos especiales de poco nivel de calor, que por lo
general contienen mayor cantidad de silicato dicálcico. En obras de hormigón
expuestas a agentes alcalinos (que atacan al hormigón fabricado con cemento
Portland común), suelen emplearse cementos resistentes con bajo contenido de
aluminio. En estructuras construidas bajo el agua del mar suelen utilizarse cementos
con un contenido de hasta un 5% de óxido de hierro, y cuando se precise resistencia
a la acción de aguas ricas en sulfatos se emplean cementos con una
composición de hasta 40% de óxido de aluminio.
Entre los cementos especiales por adición de nuevas sustancias al cemento
Portland tenemos: Los cementos siderúrgicos o de alto horno, obtenidos por mezcla
de escorias de alto horno, clinquer o cemento Portland y sulfato cálcico, que se
caracterizan por resistir las aguas corrosivas. Cementos puzolánicos, que se
obtienen por mezcla de cemento Portland y puzolanas en un 15%-40%, y se
caracterizan por resistir las aguas selenitosas y marinas. Cemento aluminoso
(porcentaje en alúmina mayor del 32%), obtenido por fusión de un mezcla de caliza y
bauxita o arcillas ricas en compuestos de aluminio, que se caracteriza por resistir los
agentes químicos, aguas ácidas y sulfatadas. Cemento blanco que es un cemento
Portland cuyas materias primas no contenían hierro y manganeso, que son los que
dan el color grisáceo
6.- Materiales compuestos.
6.1.- Morteros.
El mortero es la mezcla de uno o más aglomerantes junto con agua y arena,
pudiéndose añadir también otros componentes o aditivos para mejorar las
propiedades, y que sirve como elemento de unión entre materiales, y como
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revestimientos en enlucidos o enfoscados. Cada tipo de mortero se nombra
con el nombre del aglomerante empleado en su elaboración, hablándose de
mortero de yeso, de cemento, etc., y cuando hay dos aglomerantes se denominan
morteros bastardos.
La arena empleada puede ser de grano fino, medio o grueso, y su naturaleza
geológica no afectará a la resistencia del mortero, siempre que sean duras y no
reacciones con el aglomerante de forma desfavorable, como ocurre con las arcillas,
escorias, carbones, limos y materia orgánica, sustancias que sólo se admiten en
porcentajes inferiores al 3%. Sin embargo, si afectará a la resistencia la forma de los
granos de arena, produciendo morteros más resistentes las arenas de grano
anguloso que las de grano redondeado. Por su parte, el agua ha de ser limpia, sin
aceites, ácidos, álcalis o materia orgánica, ya que estas sustancias pueden alterar el
fraguado del aglomerante. En la dosificación de los diferentes ingredientes sólo se
señala la relación de aglomerante : arena (en volumen), ya que la cantidad de agua
varía.
El mortero de yeso admite poca arena, no más de un tercio del volumen de la pasta.
La cantidad de agua a añadir varía según el trabajo a realizar, entre un 50% para los
trabajos corrientes y un 70% para moldeo. El mortero de cal se prepara en
relaciones de 1:2 a 1:4, empleándose generalmente cal grasa para su elaboración.
El mortero bastardo de yeso y cal se emplea en enlucidos en proporciones variables
según se trate de paredes (1:3:1) o techos (2:3:1). Los morteros de cemento se
preparan en relación 1:3 – 1:5, pudiéndose añadir una pequeña cantidad de cal, y
puede considerarse una variante de hormigón que carece de grava.
6.2.- Hormigones.
En la actualidad, la mayor parte del cemento que se produce se emplea en la
fabricación de hormigón por el gran número de aplicaciones que tiene, empleándose
en cimientos, forjados, columnas, etc., etc.
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6.2.1.- Componentes y propiedades.
Entre las propiedades del hormigón destacan: su facilidad para construir elementos
de cualquier forma; su gran estabilidad química; su gran resistencia a la compresión,
aunque poca a la tracción; su resistencia mecánica, que depende de la dosificación
de los componentes y del tamaño de grano de la arena y grava; gran adherencia al
hierro, importante para fabricar el hormigón armado y pretensado; y su bajo coste y
larga duración.
Los componentes del hormigón son cemento, arena y grava, y agua en diferentes
proporciones, según el tipo de hormigón que se desee obtener, es decir, según sus
condiciones de dureza, tiempo de fraguado y resistencia a los agentes
medioambientales.
El cemento empleado suele ser tipo Portland. La cantidad empleada influye
directamente en la impermeabilidad y en la resistencia mecánica, pero aumenta la
contracción durante el fraguado provocando grietas. La arena y grava denominadas
áridos fino y grueso respectivamente, deben estar limpias, especialmente de
sustancias terrosas. Los áridos se distinguen por criterios de tamaño, origen
geológico y por su textura superficial. Por último, el agua debe ser limpia y exenta de
aceites, ácidos, etc., evitándose el empleo de aguas carbonatadas.
Además de estos componentes, pueden añadirse diferentes aditivos a fin de
mejorar o alterar las propiedades del hormigón. Entre estos aditivos tenemos:
aceleradores del fraguado como el carbonato sódico; aceleradores del
endurecimiento como el cloruro sódico; plastificantes que fluidifican el hormigón
como la cal grasa; aireantes que producen una red de conductos llenos de aire, que
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evitan la rotura del hormigón al congelarse el agua que haya penetrado, pero que
disminuyen su resistencia; impermeabilizantes, colorantes, etc.
La dosificación de los diferentes componentes se especifican en forma de
relación entre los volúmenes de cemento, arena y grava utilizados, así, una mezcla
1:2:3 consiste en una parte por volumen de cemento, dos partes de arena y tres
partes de grava. Según su aplicación, las proporciones varían a fin de conseguir
cambios específicos en sus propiedades, sobre todo en cuanto a resistencia y
duración. La cantidad de agua que se añade a estas mezclas varía de 1 a 1,5 veces
el volumen de cemento, influyendo en las propiedades finales del hormigón. En
general, cuanta más agua se añada a la mezcla, más fácil será trabajarla, pero más
débil será el hormigón cuando se endurezca, así, para obtener hormigón de alta
resistencia el contenido de agua debe ser bajo, sólo el suficiente para humedecer
toda la mezcla.
6.2.2.- Elaboración y puesta en obra.
Una de las ventajas del hormigón es que puede elaborarse directamente en obra,
bien de forma manual si se trata de pequeñas cantidades, o de forma mecánica
mediante hormigoneras si se trata de grandes cantidades. También puede
elaborarse en plantas de hormigonado y transportarse posteriormente. En este
último caso, debe tenerse en cuenta que el hormigón debe revolverse
constantemente para evitar su fraguado, y que el tiempo transcurrido entre su
fabricación y puesta en obra no debe sobrepasar 60-90 minutos.
En el amasado de la mezcla, los componentes deben mezclarse de forma
minuciosa para obtener una masa homogénea. Si la mezcla está bien hecha, los
compuestos del cemento reaccionan y forman una pasta aglutinadora que envuelve
cada trozo de grava, que soporta los esfuerzos, y cada partícula de arena, que
rellena los huecos. Cuando la pasta se seca y se endurece, todos estos materiales
58
quedan ligados formando una masa sólida. En general, cuando un hormigón está
sometido a esfuerzos de tracción, los procesos de rotura se inician en las superficies
de unión entre la grava y el cemento. En consecuencia, la presencia de tierra, que
impide el adecuado recubrimiento de los áridos, introduce puntos débiles en la
estructura. Además, este comportamiento supone que los áridos de aristas vivas den
lugar a hormigones de mayor resistencia que los de grano redondeado, al “agarrar”
mejor el cemento.
Una vez elaborado el hormigón se debe verter en moldes de la forma que deba
adoptar finalmente. Estos moldes son los denominados encofrados, los cuales
pueden ser de tablones de madera o de planchas de hierro, y que se retiran
cuando el hormigón se ha secado. También pueden utilizarse encofrados
deslizantes para formar columnas y los núcleos de los edificios, los cuales se van
moviendo hacia arriba, de 15 a 38 cm por hora, mientras se vierte el hormigón y se
colocan los refuerzos. Por último, en ciertas aplicaciones, el hormigón puede
aplicarse por inyección. Con este método el hormigón se pulveriza a presión con
máquinas neumáticas sin necesidad de utilizar encofrados, y se puede aplicar
hormigón en lugares donde los métodos convencionales serían difíciles o imposibles
de emplear.
Una vez depositado el hormigón en el encofrado, se lleva a cabo la compactación o
consolidación del mismo. Esta fase consiste en una serie de operaciones cuyo fin es
compactar el hormigón para que éste adquiera la máxima densidad, eliminando el
aire que pueda haber en su interior. En obras pequeñas se realiza mediante picado
con barras, que consiste en pinchar el hormigón con una barra. En estructuras de
poco espesor se puede realizar mediante pisones manuales o neumáticos. Por
último, para hormigones secos, a los cuales se les exige mucha resistencia, se
realiza mediante vibradores, que se introducen en el hormigón lanzando sacudidas
para que se asiente y se rellenen los huecos.
59
Por último, se realiza el curado que consiste en mantener húmedo el hormigón,
durante unos 10 días, ya que en el proceso de fraguado se desprende calor, por las
reacciones químicas que tienen lugar. La reacción química entre el cemento y el
agua,que produce el endurecimiento de la pasta y la compactación de los materiales
que se introducen en ella, es rápida al principio pero después es mucho más lenta.
Así, la resistencia del hormigón puede pasar de 70 kg./cm2 al día siguiente del
vertido a 316 kg./cm2 una semana después, 422 kg./cm2 al mes siguiente, y si hay
humedad, el hormigón puede seguir endureciéndose durante años.
6.2.3.- Tipos de hormigón.
Los diferentes de hormigón más importantes son:
Hormigón armado: Se trata de un hormigón al que se le introducido una armadura
de varillas o barras de acero. De esta forma se logra un material resistente tanto a la
compresión, aportada por el hormigón, como a la tracción, aportada por la estructura
metálica. Para la construcción de elementos con hormigón armado, se introduce la
armadura en el interior del encofrado y a continuación se vierte el hormigón. Si se
trata de un elemento horizontal como una viga, la armadura metálica se sitúa en la
parte inferior del elemento, que es la sometida a tracción al aplicar un esfuerzo de
flexión.
Hormigón pretensado: Es una variedad de hormigón armado, cuyas barras
metálicas han sido tensadas antes de que se produzca el fraguado del hormigón,
manteniéndolas tensadas hasta el endurecimiento del hormigón. De este modo, se
crea una compresión previa del hormigón, de forma que, además de las
características mecánicas del hormigón armado, se logra mejorar sustancialmente la
resistencia a la tracción.
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Hormigón ciclópeo: Es un hormigón en el que se introducen mampuestos o
bloques de piedra, empleándose sólo en obras de poca importancia.
Hormigón de cascotes: Es el elaborado con restos de ladrillos y hormigones como
áridos.
Hormigón ligero: Se prepara empleando rocas volcánicas, piedra pómez o grava
volcánica, como árido. Su densidad es menor, pero poco resistente aunque es buen
aislante térmico.
Hormigón percolado: Se elabora colocando primero la grava en la obra, y a
continuación se vierte o inyecta el mortero de cemento.
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ANEXO 2: Glosario de términos
LIGAZÓN
CIMENTACIÓN
ÍGNEAS
SÍLICE
SEDIMENTARIO
ARENISCA
SULFATO
CALIZA
LABRAR
ÁRIDO
GRAVAS
MAMPOSTERÍA
FELDESPATO
CAOLIN
MARGA
CUARZO
UNTUOSA
CLÍNQUER
VERTIDOS
SIDERURGICOS
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ANEXO 3: Lista de sinónimos y antónimos
SINONIMOS
Elevar
Material
Resistente
Cerramiento
Propiedades
Repite
Resistencia
Decorativo
Variedad
Finos
Rompe
Fabricar
Emplear
Estabilidad
Forzado
Grueso
Moler
Material
Elevar
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ANTONIMOS
Bienes
Distintos
Clasificar
Seguro
Unir
Cubrir
Adecuado
Impurezas
Determinado
Materiales
Genérico
Natural
Dilatación
Alto
Interior
Menor
Distintos
Diferente
Fragilidad
Desbaste
Amplio
Previo
64
Aumentar
Descender
Helarse
Disminuir
Elevar
65