MATERIALES MAS MATERIALES MAS UTILIZADOS EN FUNCION UTILIZADOS EN FUNCION

DE LAS TECNICAS DE LAS TECNICAS CONSTRUCTIVAS (2)CONSTRUCTIVAS (2)

Clase No. 5Clase No. 5

BAMBUBAMBU

Su uso como material de construcción data de épocas muy remotas, la cual ha producido una riqueza de formas y técnicas constructivas. Posee un potencial casi ilimitado para el desarrollo de nuevas formas y métodos de construcción.

APLICACIONES:APLICACIONES:• Cañas enteras para cimientos (de corta duración), soportes

estructurales, vigas, celosías, laminas reticuladas, escaleras, escalas, andamiaje, puentes, tuberías, cercas, mobiliario, instrumentos musicales.

• Medias cañas como correas, tejas, canalones y para pisos, paredes, armado de hormigón, cáscaras reticulares.

• Bandas de bambú cortados para esteras y paneles entrelazados, laminas decorativas, etc.

• Fibras para tableros de fibra, partículas y fibrocemento

VENTAJAS:VENTAJAS:

• Disponible en abundancia, barato y rápidamente sustituible una vez cortado

• El manejo durante el tratamiento, transporte, almacenamiento y construcción es posible con métodos manuales sencillos y herramientas tradicionales

• No se produce desperdicio: todas las partes de la caña se pueden usar; las hojas se pueden usar en techos

• La agradable suavidad y redondez de la superficie no necesita tratamiento

• La gran resistencia a la tracción en relación a su peso hacen del bambú un material ideal para la construcción de entramados estructurales

• Las viviendas de bambú proporcionan condiciones de habitabilidad confortables en climas calidos

• Debido a su ligereza y flexibilidad, las estructuras de bambú pueden soportar incluso fuertes terremotos

PROBLEMAS:PROBLEMAS:

• Tiene una durabilidad relativamente corta, especialmente en condiciones de humedad, ya que es atacado por agentes biológicos

• Se incendia con facilidad• Baja resistencia a compresión y al

impacto limitan su aplicación en construcciones

• Conlleva a usar mas herramientas que en la madera

• No admite clavos• Las distancias irregulares entre los

nudos, al forma circular y una ligera disminución de sección hacia el extremo superior hacen imposibles las construcciones herméticas y por eso no puede sustituir a la madera en muchas aplicaciones

Plantación de bambú

Nudo estructural en bambú Estructura de edificación en bambú

Edificación totalmente realizada en bambú

Edificación con técnicas mixtas de albañilería y bambú

MADERAMADERA

Ha permanecido hasta hoy como el material mas versátil y en términos de confort interior y de salud, el de mayor aceptación entre los materiales de construcción.

Aunque solo una pequeña proporción de la madera talada se usa para la construcción, la conciencia universal sobre la rápida deforestación y los grandes desastres ambientales, climáticos y económicos que le siguen han conducido a una intensa búsqueda de materiales alternativos y a una utilización racional de la misma.

APLICACIONES:APLICACIONES:• Entramados de cubiertas y edificios completos o partes• Pisos estructurales o no, paredes, techos, cubiertas• Paneles de aislamiento hechos de placas de viruta o madera• Acabado superficial • Marcos, cercos de puertas y ventanas, hojas de puertas, contraventanas,

persianas, parasoles, antepechos, escaleras• Construcción de cubiertas, de celosías, etc.• Encofrados para hormigón, andamios y mobiliario

VENTAJAS:VENTAJAS:

• Apropiada para cualquier zona climática y en términos de versatilidad, comportamiento térmico y provisión de condiciones de habitabilidad confortables y saludables no hay otro material que la iguale

• Recurso renovable por medio de la reforestación

• La mayoría de las especies tienen una relación resistencia/peso muy elevada. Muy usada en zonas sísmicas y de huracanes

• La producción y el tratamiento requieren menos energía que otros materiales

• Buen aislante térmico-acústico y los elementos gruesos se comportan mejor que el acero ante el fuego

• El uso del rollizo ahorra los costos y el desperdicio de aserrado y conserva su resistencia al impacto que es mayor que la de la madera aserrada

• Las laminas con bases de madera, tableros y placas proporcionan elementos delgados de tamaños inalcanzables mediante el aserrado. Requieren menos volumen de material

• Es reciclable

PROBLEMAS:PROBLEMAS:

• Costos elevados y suministros en disminución de las especies con resistencia natural debido a la extracción incontrolada

• Extremada dureza de algunas maderas secas (coco) haciendo difícil el aserrado

• Susceptibilidad al deterioro por hongos y al ataque de insectos

• Peligro de incendio de elementos de pequeñas dimensiones

• Alta toxicidad de los conservantes mas eficaces

• Fallo de las juntas debido al acortamiento y a la corrosión de conectores metálicos

• Decoloración, aumento de la fragilidad o erosión superficial por la exposición al sol, sustancias químicas, etc.

Esquema de una construcción en madera

El uso de la madera se remonta a épocas remotas en la historia de la construcción

Edificación construida con diferentes secciones de madera

Construcción en estructura y cierres de madera levantada sobre el terreno

Edificación con estructura mixta de piedra y madera

METALESMETALES

Los metales se encuentran en el grupo de materiales mas empleados en la construcción. Requieren de herramientas y equipos especiales, sin embargo, su uso es muy universal, por ejemplo: clavos, bisagras, laminas de cubierta o armaduras para el hormigón.

Los metales empleados en construcción se dividen en dos grupos importantes:

–– Metales ferrososMetales ferrosos hierro y acero–– Metales no ferrososMetales no ferrosos aluminio, cobre, cromo,

plomo, zinc, estaño, etc.

APLICACIONES:APLICACIONES:

• Componentes estructurales de acero para entramados completos o elementos individuales

• Chapas, por lo general onduladas para lograr estabilidad, para cubiertas, paredes, parasoles, cercas, etc.

• Laminas, bandas o chapas para juntas (cobre, plomo, acero), uniones o recubrimiento

• Barras, emparrillados, mallas para reforzar hormigón• Alambres y cables (estructura y electricidad)• Clavos, tornillos, tuercas, cerrojos de acero galvanizado• Cerrajería de todo tipo• Tuberías, canales, etc.• Herramientas de construcción• Mobiliario, instalaciones exteriores, etc.

VENTAJAS:VENTAJAS:

• Tienen mucha resistencia y flexibilidad, adoptan cualquier forma, son impermeables y duraderos

• Sistemas constructivos de acero y aluminio se montan con gran rapidez y pueden soportar eficazmente terremotos y huracanes

• Chapas para cubiertas son fáciles de transportar, colocar, necesitan soporte estructural mínimo, salvan grandes luces, relativamente ligeras, resisten ataques biológicos, protegen del agua y del viento

PROBLEMAS:PROBLEMAS:

• Costos elevados y disponibilidad limitada de los productos de metal de buena calidad en países en desarrollo

• Falta de aislamiento térmico en chapas de cubierta si no tiene aislamiento integral con otros materiales, excesivo ruido durante la lluvia

• Escasa resistencia al fuego. Pierde resistencia y estabilidad

• Corrosión por humedad, por ambientes alcalinos, por electrolisis, por ácidos y minerales

• Toxicidad (plomo)

Estructura principal de una edificación realizada en acero galvanizado

Estructura de acero para nave-almacén donde la estructura es la propia cubierta (Naves de tecnología QUONSET)

Otro uso de las estructuras de acero: Puentes (vehiculares o ferroviarios)

Estadio “San Ciro”, Italia, estructura principal y cubierta de acero

Interior del estadio de “San Ciro”

Estructura de acero para silos de almacenaje

Estructura principal de acero expresada como elemento formal en esta edificación

El aluminio es rara vez utilizado como estructura principal de edificaciones enteras. Es mas usado como parte de otra estructura principal portante

Cierres de aluminio (fenestración) en edificios altos

VIDRIOVIDRIO

No es un material esencial en las construcciones, aunque su uso se ha extendido enormemente por la sensación de ligereza y transparencia que ofrece a las edificaciones.

APLICACIONES:APLICACIONES:• Vidrio plano (transparente o translucido): acristalar ventanas y

puertas, colectores solares, invernaderos y muros energéticos, cierres de estructuras

• Bloques huecos de vidrio: muros no portantes o para pantallas que proporcionan iluminación o calor

• Fibra de vidrio: en falsos techos ligeros unido a resinas, poliéster y cemento

• Lana de vidrio: aislante térmico• Desperdicios de vidrio machacados: material decorativo• Desperdicios de vidrio en polvo: material fundente

VENTAJAS:VENTAJAS:

• Durabilidad alta en condiciones normales y buena resistencia a los ataques químicos y biológicos

• Suficiente resistencia y elasticidad

• En regiones frías el calor captado produce confort

• Puede reciclarse

PROBLEMAS:PROBLEMAS:

• Frágil, por ello hay problemas en su transportación.

• Colocación incorrecta, tensiones térmicas, impacto repentino pueden romperlo

• Mayoría de los vidrios modernos absorben rayos ultravioletas del sol

Uso del vidrio como cierre de edificaciones

Utilización del vidrio plano como “estructura” virtual de cierre

Proyectos de ideas con la utilización del vidrio como elemento formal principal

Muro de bloques de vidrio (no portante)

Pared divisoria de bloques de vidrio

Utilización del vidrio “parasol” en edificaciones

PLASTICOSPLASTICOS

Son materiales sintéticos basados en los compuestos de carbono derivados del petróleo y en menor medida del carbon. Pueden clasificarse en:

•• Termoplásticos:Termoplásticos: reblandecen con el calor sin producirse cambios químicos y vuelven a endurecer al enfriarse

•• Termoestables:Termoestables: sufren un cambio químico irreversible durante su moldeo, de forma que no se ablandan o endurecen con los cambios térmicos

Muchos países en desarrollo, a pesar de poseer industrias del plástico propias, tiene que importar las materias primas lo que encarece notablemente el producto. Ello no supone siempre una desventaja notable en la edificación, ya que los plásticos no son materiales esenciales, pero en caso de estar disponibles, tienen numerosas aplicaciones sustituyendo o protegiendo otros materiales o mejorando el confort

APLICACIONES:APLICACIONES:

• Plásticos rígidos: en tuberías de abastecimiento de agua y en las de alcantarillado; perfiles extrusados (marcos de puerta y ventanas, los reforzados con fibras (vidrio, yute, etc.); en muros autoportantes o cubiertas

• Laminas o membranas para impermeabilización• Fibras sintéticas para cuerdas y tejidos de alta resistencia• Plásticos espumados, principalmente como asilamiento térmico,

paneles para falso techo o como agregado en hormigones ligeros• Resinas sintéticas y adhesivos para la fabricación de materiales

compuestos (tableros aglomerados, paneles sandwich)• Pinturas de emulsión, barnices• Sellado de juntas de dilatación, impermeabilización y obturación de

todo tipo de juntas

VENTAJAS:VENTAJAS:

• Impermeables y resistentes a la mayoría de los agentes químicos. No corrosibles

• Buena relación resistencia/peso en la mayoría de ellos. Su ligereza los hace fácil y económicamente manejables y transportables no requieren pesadas estructuras de soporte

• Capacidad para adoptar variedad de formas, colores, etc.

• Buena resistencia ante agentes biológicos

• Excelente aislantes eléctricos

PROBLEMAS:PROBLEMAS:

• Alto costo y disponibilidad limitada en países en desarrollo

• Algunos pueden ser inflamables

• Alto coeficiente de dilatación térmica y rápida perdida de sus propiedades a temperatura elevada

• Algunos de ellos se deterioran al ser expuestos a los rayos ultravioletas

Ejemplo de un sistema constructivo en base a paneles plásticos rellenos de hormigón

Paredes portantes con paneles plásticos rellenos de hormigón

Colocación de paneles plásticos en la cubierta para rellenarlos posteriormente con hormigón

Vivienda construida con paneles plásticos rellenos de hormigón

AGLOMERANTESAGLOMERANTES

Son sustancias empleadas para ligar partículas orgánicas, inorgánicas y fibras para formar componentes fuertes, duros y/o flexibles. Esto se debe a reacciones químicas que tienen lugar cuando el aglomerante se calienta, se mezcla con agua u otras sustancias o simplemente se expone al aire.

Hay 4 tipos principales de aglomerantes:Minerales:Minerales: hidráulicos (requieren agua para endurecer)

no hidráulicos (endurecen al aire)termoplásticos (endurecen al enfriarlos y reblandecen al calentarlos)

BituminososBituminososNaturalesNaturalesSintéticosSintéticos

Aglomerantes minerales hidráulicos:Aglomerantes minerales hidráulicos:• el mas común es el cemento• cales hidráulicas y semihidraulicas• puzolanas• se encuentran por lo general en forma de polvo fino• a causa de su afinidad al agua deben almacenarse completamente secos

Aglomerantes minerales no hidráulicos:Aglomerantes minerales no hidráulicos:• el mas común es la arcilla• cal• yeso

Aglomerantes termoplásticos:Aglomerantes termoplásticos:• azufre

Aglomerantes bituminosos:Aglomerantes bituminosos:• betunes (mezclas de diferentes hidrocarburos y es un residuo de la destilación del

petróleo crudo)• asfaltos (mezcla de betún + materia inerte como arena o grava)• alquitrán (sustancia gruesa y negra de origen vegetal)• brea (residuo del alquitrán del carbón)

Aglomerantes naturales:Aglomerantes naturales:• jugos de plantas (látex, jugo de hojas de plátano, coco, aceite de

linaza)• excrementos animales (excretas de vaca, orine de caballo)

Aglomerantes sintéticos:Aglomerantes sintéticos:Se obtienen generalmente por transformación industrial y por tanto a menudo son caros. Algunos son tóxicos. Son principalmente resinas derivadas de materias vegetales o aceite mineral.

CALCAL

Es uno de los materiales mas versátiles conocidos. Se obtiene por proceso de cocción de la caliza a mas de 900ºC para obtener cal viva, la cual es posteriormente empapada en agua para producir la cal hidratada.

APLICACIONES:APLICACIONES:• Se utiliza como estabilizador en construcciones de tierra con suelos

arcillosos• Se mezcla con puzolana (escoria de alto horno) para producir un

aglomerante hidráulico que puede sustituir al cemento, parcial o totalmente

• Se usa en morteros de cemento y emplastes para hacerlos mas trabajables

• La lechada (cal diluida) se usa como pintura en paredes

VENTAJAS:VENTAJAS:

• Se produce con menos aporte energético que el cemento, haciéndolo un material mas barato y mas aceptable para el medio ambiente

• En morteros y emplastes es superior al cemento Portland

• Las lechadas no solo se emplean como pinturas baratas, sino también como germicidas suaves

PROBLEMAS:PROBLEMAS:

• La estabilización de suelos de cal requiere mas del doble de tiempo de curado que con cemento

• Si la cal viva se almacena en condiciones húmedas se hidrata

• La cal hidratada almacenada durante largos periodos se vuelve inútil para su uso

• Pueden existir nódulos de cal viva no hidratada los cuales pueden causar ampollas y grietas a la superficie

CEMENTOCEMENTO

De la gran variedad de cementos disponibles hoy en día, el cemento Portland común es el mas usual y al que nos referimos normalmente al hablar de cemento. El cemento se produce en grandes plantas centralizadas, lo que implica costos elevados y largas distancias de transporte a la mayoría de las obras.

APLICACIONES:APLICACIONES:• Se usa como aglomerante para diversos materiales orgánicos e

inorgánicos, por ej: suelo-cemento, bloques de arena y cemento, tableros aglomerados

• Hormigones en general (armado, pretensado, alveolar)• Ferrocemento • Morteros y revocos• Se puede obtener una pintura con cemento mezclado con exceso

de agua

VENTAJAS:VENTAJAS:

• Alcanzan resistencias relativamente altas, no les afecta el agua generalmente y no se hinchan ni retraen significativamente

• Resistente al fuego y al ataque biológico

• Tiene gran aceptación popular• La producción de cemento a

pequeña escala y de forma descentralizada trae muchas ventajas

PROBLEMAS:PROBLEMAS:

• En la mayoría de los países en desarrollo, el cemento es todavía demasiado caro para la población

• El almacenamiento requiere de mucho cuidado para evitar el fraguado prematuro

• Las grietas aparecen en condiciones climáticas secas y calidas, debido al fraguado rápido y a cambios de temperatura

• Debido a su buena reputación a menudo se emplea indiscriminadamente, dando lugar a morteros excesivamente resistentes y frágiles o morteros porosos de escasa durabilidad

PUZOLANASPUZOLANAS

Son materiales naturales o artificiales que contienen silicatos o aluminatos. No son cementosos en si mismos, pero molidos y mezclados con cal, la mezcla fragua y endurece a temperaturas normales en presencia del agua como el cemento.

Puzolanas naturales:Puzolanas naturales: cenizas volcánicas

Puzolanas artificiales:Puzolanas artificiales: arcilla cocidacenizas de combustiblesescoria de altos hornoscenizas de cáscaras de arroz

Este material contribuye al ahorro de costo y energía, ayudan a reducir la contaminación ambiental y en la mayoría de los casos mejoran la calidad del producto final.