CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

● Hay 5 grandes bloques de materiales empleados en construcción como materia prima, aunque generalmente se usan productos manufacturados: Pétreos (mármol, pizarra, arena, etc.), Cerámicos y Vidrio (tejas, ladrillos, azulejos, loza, vidrio, etc.), Compuestos (asfalto, hormigón, mortero), Metálicos (acero, aluminio, etc.) y Aglutinantes o Aglomerantes (cemento, yeso).

● En la página 33 del libro se presentan los materiales de construcción empleados en la construcción.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

● DENSIDAD: Es la relación entre el peso del material y su volumen. Suele darse la densidad aparente (con poros, huecos, etc.) frente a la real (compacto), pues la mayor parte de los materiales tienen un volumen diferente, excepto las piedras muy compactas. Los materiales de construcción suelen tener una densidad media. Ejemplos de densidades medias (en kg/m3):

Acero: 7800 Olivino: 3100 Basalto: 3000 Granito: 2700

Mármol: 2600 Vidrio: 2500 Hormigón: 2400 Yeso: 2300

Arenisca: 2200 Piedra Pómez: 800

● RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN: Es el ensayo más importante en los materiales de construcción, siendo en general muy resistentes aunque depende de los materiales que lo aglutinen. Por ejemplo, en los pilares se usa hormigón armado (hormigón con varillas de acero), siendo económico pero poco resistente el hormigón y caro pero con buena resistencia a la compresión el acero. Los más resistentes son los materiales pétreos y cerámicos. Ejemplos (en megapascales -MPa-):

Vidrio: 1000 Basalto: de 400 a 500 Acero: 440

Granito: de 150 a 270 Mármol: de 60 a 150 Hormigón: de 15 a 50

● RESISTENCIA A LA TRACCIÓN: En general, son poco resistentes. Los metales resisten mejor gracias a su ductilidad (facilidad para hacerse hilos). Ejemplos (en MPa):

Acero: 450 Vidrio: 50 Hormigón: 7

● DUREZA: Es la resistencia ser rayados por otro material. En los materiales pétreos se usa la Tabla de Mosh:

1.- Talco 2.- Yeso 3.- Calcita 4.- Fluorita 5.- Apatito

6.- Ortosa 7.- Cuarzo 8.- Topacio 9.- Corindón 10.- Diamante

● FRAGILIDAD: En general, a excepción de los metales, son frágiles, en especial el vidrio.● RESISTENCIA A LA CORROSIÓN: Aguantan bien la intemperie y son bastante duraderos.● ECONÓMICOS: En muchos casos, encarece más el coste del transporte que su propio valor.

APLICACIONES ATENDIENDO AL TIPO DE MATERIAL

(Ver páginas 36/37 del libro)

MATERIA PRIMA PARA OBTENER CERÁMICAS

● LADRILLOS Y TEJAS: Se mezcla arcilla común (roca sedimentaria que da consistencia), feldespato (roca ígnea que da brillo y reduce la temperatura de cocción) y arena silícea (da dureza y actúa de relleno).

● AZULEJOS Y BALDOSAS: La base son mezclas de arcillas especiales con feldespato y arena.● PORCELANA Y LOZA: La base son arcillas blancas como caolín (da color blanco) con feldespato y arena.

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UNIDAD 2: MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

1. OBTENCIÓN DE MATERIALES CERÁMICOS

● LADRILLOS Y TEJAS: Para su obtención se suele utilizar el procedimiento de extrusión. Se prepara la materia prima bien triturada con humedad suficiente para hacer la mezcla plástica y que se pueda moldear después. Luego se transporta mediante cintas transportadoras a un molde, del que coge la forma (por extrusión). Se cortan a la medida deseada y se secan en túnel de calor y al aire. Luego se meten en un horno entre 900ºC y 1200ºC donde se cuecen para dotarles de la resistencia mecánica necesaria. Los ladrillos refractarios llevan materiales especiales que consiguen soportar mayores temperaturas, además de hacer de aislantes. En la siguiente imagen se presentan resumidos los pasos que se siguen en una fábrica para fabricar ladrillos:

● AZULEJOS Y BALDOSAS: Primero se prepara la mezcla por procesos mecánicos de tamizado, lavado, molido, mezclado y amasado. Luego se obtiene la “galleta” o soporte cerámico, sometiendo la mezcla a grandes presiones. A continuación se vierte una capa de barniz coloreado que, una vez seco, admite un motivo serigrafiado. Todo se somete a un proceso de cocción de hasta 1200ºC y el producto final es resistente al desgaste, impermeable y tiene buena adherencia. El esmalte queda “vitrificado” o “vidriado”.

● PORCELANA Y LOZA: Toda la mezcla se pulveriza, obteniendo un material base blanco. Sufren un proceso de doble cocción, siendo la segunda cocción cuando se vitrifica toda la masa de la pieza (en la porcelana se llega hasta unos 1400ºC) o la capa esmaltada exterior (en la loza se llega hasta unos 1300ºC).

EL VIDRIO: COMPONENTES Y PROPIEDADES

● Es un material que se obtiene por la fusión de la arena (sílice – SiO2), caliza (carbonato de cálcico – Co3Ca), sosa (carbonato de sodio – Co3Na) y otros componentes (como óxido de sodio, óxido de potasio, bórax, colorantes, vidrio reciclado, etc.). El horno donde se realiza la fusión está a unos 1500ºC.

1. TIPOS DE VIDRIO

a) LANA DE VIDRIO: Se obtienen hilos de vidrio al pasar vidrio fundido por un chorro de aire frío. Las fibras obtenidas se juntan con resinas, formando un colchón que es buen aislante térmico y acústico.

b) VIDRIO PLANO: Se usa para ventanas y espejos. Se obtiene por flotación, por lo que se le llama “fload glass” (vidrio flotante). Primero se dosifican, mezclan y fusionan los componentes en un horno de fusión a más de 1500ºC hasta obtener un vidrio fundido. Una vez fundido, se extrae el vidrio por la garganta con el espesor deseado. Luego pasa por un baño metálico (de estaño) por flotación. El vidrio, al ser menos denso que el estaño, circula sobre él flotando, quedando la superficie perfectamente plana y pulida. Este espacio tiene hasta 80 metros de longitud. A la salida, con ayuda de unos rodillos de arrastre, circula por un túnel de enfriamiento de hasta 100 metros de longitud, que hace que la temperatura no baje bruscamente y no sea tan frágil.

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c) VIDRIO HUECO: Se usa para botellas, vasos, frascos, etc. Se obtiene principalmente por soplado, que puede ser de forma artesanal o automática. En la forma automática, el vidrio fundido se corta en cantidad suficiente para obtener la pieza deseada. Se deposita en la base de un molde que tiene la forma que queremos y se insufla aire en su interior, hasta que el vidrio se acopla a las paredes del molde. Cuando se enfría, se abre el molde y se extrae la pieza.

d) VIDRIO COLADO: Es un procedimiento utilizado para obtener láminas de diferente grosor y diversas texturas en su superficie.

e) VIDRIO PRENSADO: Es un procedimiento utilizado para obtener objetos de paredes gruesas como ladrillos, vidrieras o baldosas.

2. OTROS PRODUCTOS DE VIDRIO

f) VIDRIO DE VENTANA: Se obtiene a partir del vidrio plano y puede ser transparente o coloreado. Es bastante duro (6 a 7 en la escala de Mosh) y no deja pasar los rayos ultravioleta. Tiene buena resistencia a la compresión, mala a la tracción, es buen aislante térmico y resiste bien los agentes atmosféricos.

g) VIDRIO ARMADO: Se obtiene a partir de vidrio colado al que se le coloca una malla metálica en su interior mientras se lamina. En caso de rotura, evita que los fragmentos se dispersen. Protege contra el fuego.

h) VIDRIO DE SEGURIDAD: Se obtiene a partir de vidrio plano y está compuesto de varias lunas. Las lunas se unen entre sí por medio de una lámina plástica que hace que se mantengan unidos los fragmentos en caso de rotura. Se usa en escaparates, automóviles, etc.

EL YESO

● Es el aglomerante o aglutinante más usado y conocido desde la antigüedad. Se obtiene de la Piedra de Algez, que es una roca muy blanda y blanca si no presenta impurezas. El mineral se tritura y se somete a temperaturas inferiores a 160ºC para deshidratarlo. La temperatura de calcinación más adecuada son los

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140ºC. Luego se vuelve a triturar para hacerlo polvo.● Cuando el yeso se amasa con agua, se obtiene una pasta que fragua rápidamente, utilizándose en

revocos y enlucido de paredes interiores. Al ser higroscópico no se usa en exteriores.● Un tipo de yeso especial es la escayola, con una calidad muy grande y molido hasta hacer un polvo

impalpable. Se usa en acabados, molduras y decoración de interiores.

EL CEMENTO

● Aunque la palabra “cemento” se usa, con carácter general, para cualquier producto que presente propiedades adhesivas, el cemento de construcción es una mezcla de calizas o pizarras, arcilla o margas y otras sustancias utilizado como aglomerante hidráulico. Cuando se amasa con agua, adquiere una gran plasticidad y, cuando la pierde, fragua y se endurece uniendo los materiales entre sí.

● El cemento más utilizado en la construcción actualmente es el llamado Cemento Porland, que se obtiene a partir del “Clícker o Clínquer”. Una vez extraída la materia prima de los yacimientos, se homogeneiza, tritura y finalmente se muele en molinos verticales, guardando en silos el producto resultante. A continuación, antes de entrar en el horno de clínker, se calienta la materia prima proveniente de los silos a unos 1000ºC para facilitar su cocción. Luego entra en el horno de clínker la materia precalentada y va girando y avanzando en él hasta conseguir unos 1500ºC, donde se producen unas reacciones químicas que dan lugar al clínker. En algunos lugares del horno (próximos a la llama) se consiguen temperaturas de hasta 2000ºC. A la salida del horno el clínker se va enfriando por medio de la inyección de aire frío, reduciendo su temperatura hasta los 100ºC. El aire caliente se aprovecha para meterlo nuevamente en el horno y favorecer la combustión. A continuación se mezcla el clínker con yeso y otros elementos en un molino, donde se homogeneiza la mezcla final. Por último, se almacena en silos y se ensaca o se transporta en camiones cisterna para su distribución.

EL HORMIGÓN

● El hormigón es una mezcla de cemento, arena y grava a la que se le añade agua en proporciones variables según el tipo de hormigón deseado. En las obras grandes, aunque se puede hacer “in situ”, se suele utilizar hormigoneras.

● Para mejorar la resistencia a la tracción, se usa hormigón armado y hormigón pretensado. El armado se obtiene añadiendo una varillas de acero al hormigón en fresco. El pretensado es una variedad de armado cuyas varillas has sido tensadas antes de que fragüe el material.

MORTERO

● Es una mezcla de aglomerante (yeso o cemento) con arena y agua. El mortero de cemento, el más usado, es una variante del hormigón pero sin árido grueso (sin grava).

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