Actividad N°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.
  


EJEMPLOS

Algunos tipos de materiales pétreos son :         el mármol,el granito,la pizarra, vidrio, yeso y cemento entre una gran gama de materiales que se pueden procesar y crear, y cada uno de ellos cumple una función importante y singular en el área de la construcción.

EL MÁRMOL:es una roca metamórfica compacta formada a partir de rocas calizas que, sometidas a elevadas temperaturas y presiones, alcanzan un alto grado de cristalización. El componente básico del mármol es el carbonato cálcico, cuyo contenido supera el 90%; los demás componentes, considerados “impurezas”, son los que dan gran variedad de colores en los mármoles y definen sus características físicas. Tras un proceso de pulido por abrasión el mármol alcanza alto nivel de brillo natural, es decir, sin ceras ni componentes químicos. El mármol se utiliza principalmente en la construcción, decoración y escultura. 

EL GRANITO:es una roca ígnea plutónica constituida esencialmente por cuarzo,feldespato y mica. Mientras el término según los estándares de Unión Internacional de Ciencias Geológicas refiere una composición estricta, el término granito es a menudo usado dentro y fuera de la geología en un sentido más amplio incluyendo a rocas como tona litas y sienitas de cuarzo.

LA PIZARRA: es una roca densa, de grano fino, formada a partir de rocas sedimentarias arcillosas y, en algunas ocasiones, de rocas ígneas. La principal característica de la pizarra es su división en finas láminas o capas (pizarrosidad). Los minerales que la forman son principalmente cuarzo y moscovita. Suele ser de color negro azulado o negro grisáceo, pero existen variedades rojas, verdes y otros tonos. Debido a su impermeabilidad, la pizarra se utiliza en la construcción de tejados, como piedra de pavimentación, mesas de billar,¹ e incluso para fabricación de elementos decorativos.

VIDRIO:es un material inorgánico duro, frágil, transparente y amorfo que se encuentra en la naturaleza, aunque también puede ser producido por el ser humano. El vidrio artificial se usa para hacer ventanas, lentes, botellas y una gran variedad de productos. El vidrio es un tipo de material cerámico amorfo.

El vidrio se obtiene a unos 1 500 °C a partir de arena de sílice (SiO₂), carbonato de sodio (Na₂CO₃) y caliza (CaCO₃).

YESO:La roca natural denominada aljez (sulfato de calcio dihidrato: CaSO₄·2H₂O), mediante deshidratación, al que puede añadirse en fábrica determinadas adiciones de otras sustancias químicas para modificar sus característicasde fraguado, resistencia, adherencia, retención de agua y densidad, que una vez amasado con agua, puede ser utilizado directamente

CEMENTO:es un conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Hasta este punto la molienda entre estas rocas es llamada clinker, esta se convierte en cemento cuando se le agrega yeso, este le da la propiedad a esta mezcla para que pueda fraguar y endurecerse. Mezclado con agregados pétreos (grava y arena) y agua, crea una mezcla uniforme, maleable y plástica que fragua y se endurece.

           MATERIALES AGLUTINANTES

Son productos pulverizados que, cuando se mezclan con agua, sufren unas transformaciones químicas que producen su endurecimiento al aire o bajo el agua. Este proceso seconoce como fraguado.
En estado pastoso y con consistencia variable, tienen la propiedad de poderse moldear, de adherirse fácilmente a otros materiales, de unirlos entre sí, protegerlos, endurecerse yalcanzar resistencias mecánicas considerables.
Estos materiales son de vital importancia en la construcción, para formar parte de casi todos los elementos de la misma.
Los materiales aglutinantes seclasifican en:
Materiales aglomerantes pétreo, como pueden ser yeso, cal, magnesia, ect...
Materiales aglomerantes hidráulicos como pueden ser el cemento, cal hidráulica, hormigón, baldosahidráulica, ect...
Materiales aglomerantes hidrocarbonados como pueden ser alquitrán, betún, ect...

PRINCIPAL MATERIAL AGLUTINANTECEMENTO:
Es el material aglomerante más importante de los empleados en la construcción. Se presenta en estado de polvo, obtenido por cocción a 1550º C una  mezcla de piedra caliza y arcilla, con un porcentaje superior al 22% en contenido de arcilla.Estas piedras, antes de ser trituradas y molidas, se calcinan en hornos especiales, hasta un principio de fusión o vitrificación.
Este es capaz de formar una pasta blanda al mezclarse con el agua y que se endurece espontáneamente en contacto con el aire.

             

          MATERIALES COMPUESTOS

Un material compuesto está formado por dos o más componentes y se caracteriza porque las propiedades del material final son superiores a las que tienen los materiales constituyentes por separado.
Los materiales compuestos están formados por dos fases; una continua denominada matriz y otra dispersa denominada refuerzo. El refuerzo proporciona las propiedades mecánicas al material compuesto y la matriz la resistencia térmica y ambiental. Matriz y refuerzo se encuentran separadas por la interfase.

CLASIFICACIÓN POR CONSTITUYENTES:

Composites fibrosos: el refuerzo es una fibra, es decir, un material con una relación longitud-diámetro muy alta. Las fibras pueden ser continuas o discontinuas (estas últimas pueden ser aleatorias o unidireccionales). Ejemplo: epoxi con fibra de vidrio.

Composites particulados: el refuerzo son partículas equiaxiales, es decir, las dimensiones de las partículas son aproximadamente iguales en todas las direcciones. Ejemplo: caucho reforzado con negro de humo.

Composites estructurales: son materiales constituidos por la combinación de materiales compuestos y materiales homogéneos. Se clasifican a su vez en materiales laminados (constituidos por apilamiento de láminas paralelas) o paneles sándwich (compuestos de núcleo y tapas)

Aplicaciones y limitaciones de los materiales compuestos

Las aplicaciones actuales exigen materiales de baja densidad y buenas propiedades mecánicas (elevada rigidez y resistencia). Esta combinación de propiedades no se puede conseguir con los materiales convencionales: metales, polímeros y cerámicos. El desarrollo de los composites ha permitido la mejora de las propiedades de los materiales.

Ventajas que presentan los materiales compuestos

- Alta resistencia específica (resistencia/densidad) y rigidez específica (rigidez/densidad)

- Posibilidad de adaptar el material el esfuerzo requerido gracias a la anisotropía

Los  materiales compuestos de matriz polimérica se utilizan en la industria automovilística, naval, aeronáutica, aeroespacial, electrónica, de material deportivo y de la construcción, reemplazando a los metales y otros materiales en muchas aplicaciones.

QUE ES LA FIBRA DE CEMENTO:

Es un material utilizado en la construcción, constituido por una mezcla de un aglomerante inorgánico hidráulico (cemento) o un aglomerante de silicato de calcio que se forma por la reacción química de un material silíceo y un material calcáreo, reforzado con fibras orgánicas, minerales y/o fibras inorgánicas sintéticas.

 se emplea principalmente para el revestimiento de numerosas estructuras.

ORIGEN:

se remonta a 1900, año en el que fue ideado por Ludwig Hatschek; un ingeniero austriaco.

Para la fabricación del , originalmente se utilizaba el amianto como fibra de refuerzo, pero cuando se hicieron patentes los problemas de asbesto-sis que éste provocaba, se fue abandonando paulatinamente su uso en los distintos países (en España, a partir de la década de 1990). Se ha intentado sustituir el asbesto por otros tipos de fibras, como fibras de celulosa, fibra de vidrio, o fibras vinílicas, pero  esta sustitución sólo ha tenido un éxito parcial. Sin embargo, los tubos de todo tipo, que se fabricaban mediante centrifugado del material, no han logrado ser reproducidos con celulosa, por lo que ha debido abandonarse su uso.

CARACTERÍSTICA:

Las placas de son impermeables y fáciles de cortar y de perforar. Se utilizan principalmente en construcciones como material de acabado. También se emplea como soporte para el recubrimiento de paramentos exteriores y en forma de tuberías, bajantes, etc.

Es  un material relativamente económico y muy ligero por lo que se utilizaba amplia-mente en la construcción de almacenes y naves ganaderas. Las placas constituidas por este material se presentan lisas u onduladas en distintas longitudes, además se fabrican piezas especiales de las más variadas formas.

La demolición de elementos  que  contengan asbestos (amianto) es muy peligrosa y debe estar estrictamente controlada, ya que las micro fibras de asbesto inhaladas elevan enormemente el riesgo de un tipo muy concreto de cáncer de pleura llamado mesotelioma.

DE QUE ESTA COMPUESTO EL ASFALTO

 Componente natural de la mayor parte de los petróleos, en los que existe en disolución y que se obtiene como residuo de la destilación al vacío del crudo pesado. Es una sustancia plástica que da flexibilidad controlable a las mezclas de áridos con las que se le combina usualmente. Su color varía entre el café oscuro y el negro; de consistencia sólida, semisólida o líquida, dependiendo de la temperatura a la que se exponga o por la acción de disolventes de volatilidad variable o por emulsificación. Los asfaltos son mezclas complejas de hidro carbonos variando en el caso de los cementos asfaltos semisólidos de materiales de bajo peso molecular (aproximadamente 300) a materiales de alto peso molecular (más de 5,000).

Diferentes cementos asfalticos clasificados dentro de un mismo tipo por ejemplo 85-100 de penetración aunque tengan la misma consistencia a 25°C pueden tener una composición química muy diferente lo que produce que tengan diferentes características de susceptibilidad a la temperatura, de carga deformación, etc.

Es suficiente decir que cada material es bastante complejo en sí mismo y que varían considerablemente con respecto a otros en cuanto a su composición química.

La composición química de los asfaltos es muy compleja, básicamente esta constituida por cadenas de moléculas compuestas fundamentalmente por carbono, hidrógeno, azufre, oxigeno, nitrógeno y complejos de vanadio níquel, hierro, calcio y magnesio.

La composición específica de un asfalto en particular dependerá de la procedencia del   petróleo crudo del cual   procede.

El análisis químico del asfalto es muy laborioso, sin embargo, es posible   distinguir dos grandes grupos que lo constituyen: los asfaltenos y maltenos.

Dentro del grupo de los maltenos, podemos distinguir a tres grupos estructurales con propiedades definidas y son los saturados, aromáticos y resinas.

  

COMO SE FABRICA EL CEMENTO

Los cementos portland son cementos hidráulicos compuestos principalmente de silicatos de calcio. Los cementos hidráulicos fraguan y endurecen al reaccionar químicamente con el agua. Durante esta reacción, llamada hidratación, el cemento se combina con agua para formar una pasta endurecida de aspecto similar a una roca.

Los componentes básicos para la fabricación del cemento portland son el óxido de calcio, óxido de sílice, alúmina y el óxido de hierro.

La materia prima necesaria para tener las cantidades correctas de los componentes básicos es una mezcla de materiales calcáreos (piedra caliza) y arcillosos.

El primer paso, entonces, para la fabricación del cemento portland es buscar depósitos de roca para asegure tengan las características necesarias para obtener un cemento de calidad.

La cal es el componente que se encuentra en mayor cantidad en el clínker del cemento Pórtland y su origen se debe a la descomposición del carbonato de calcio por medio del calor.

Como se dijo anteriormente, se usa una variedad de elementos como materia prima, los cuales se pueden clasificar según su contenido de carbonatos de calcio de la siguiente manera:

Calizas: Portadoras en abundancia de carbonato de calcio (75 - 100%)

Margas: Su contenido de carbonato de calcio es de 40 - 75% y van acompañadas de sílice y productos arcillosos.

Arcillas: Principalmente contienen sílice combinada con alúmina y otros componentes como óxidos de hierro, sodio y potasio

Generalmente los materiales crudos enunciados no cumplen por completo los requerimientos químicos del cemento portland, por este motivo se utilizan los denominados "correctores" que proporcionan los elementos minoritarios faltantes.

Nuestras canteras suelen requerir un "corrector" de hierro, tal como la hematita o la magnetita.

La siguiente etapa es la cocción de la materia prima. En el método de vía seca, la harina almacenada en los silos de homogenización se lleva a una torre de precalentamiento, que tiene una temperatura entre 900 y 1,000 °C. El calor proviene de gases producidos por la combustión del combustible del horno, el cual puede ser carbón, gas o aceites combustibles. El objetivo del precalentamiento es el de ahorrar energía, ya que se aprovecha el calor emanado por los hornos. En el método de vía húmeda no se precalienta la pasta, sino que ésta es transportada por bombas centrífugas a los hornos.

En ambos casos se lleva el material a un horno, el cual es un largo cilindro de acero revestido interiormente con ladrillos refractarios, y que gira alrededor de su eje longitudinal, con una pequeña pendiente descendente.

La velocidad de rotación varía de 0 a 150 revoluciones por hora, y a través de ese movimiento el material sigue sus reacciones químicas para formar los compuestos del clínker.

En el horno se distinguen las siguientes etapas, las cuales son: secado, calcinación, clínkerización y enfriamiento.

El secado:
Se da en el material proveniente del método de vía húmeda.

Calcinación:
En esta zona de calcinación los carbonatos de calcio y de magnesio se disocian en óxido de calcio y magnesio respectivamente.

Clínkerización:
En la etapa de clínkerización es donde se producen las reacciones químicas más complejas del proceso, transformándose la materia prima en un nuevo material llamado clínker, que tiene la forma de pelotillas verde-grisáceas de unos 12 mm de diámetro.

QUE ES EL YESO:

El yeso es un material blanco extraído de la piedra de yeso o aljez. Generalmente blanca, la piedra de aljez puede tener impurezas que la pueden hacer rosada, castaña o gris. El yeso se obtiene de la piedra mediante deshidratación y puede ser alterado desde fábrica para darle características que puedan mejorar su efectividad. Así, se puede obtener un material resistente, con buena adherencia, retención de agua y densidad. El yeso es denominado sulfato de calcio deshidratado y es ampliamente utilizado en numerosas actividades humanas.

El yeso se ha utilizado en casi toda la historia de la humanidad. De hecho, es uno de los materiales de construcción más antiguos. En un comienzo, se obtenía sometiendo la piedra aljez al fuego y calcinándola. Se usaba principalmente como material de adhesión y revestimiento. En el Antiguo Egipto, se utilizó para unir los grandes bloques de la Gran Pirámide de Giza y para revestir numerosas tumbas, entre otras cosas. En la Edad Media, se usó mucho el yeso en revestimientos, tabiques y forjados. En la época renacentista fue un importante material de decoración. En ese tiempo, el yeso se empleaba especialmente en Francia, y en el siglo XVIII, ya se utilizaba en construcción en todo Europa. Actualmente, los usos de la piedra aljez y el yeso molido son muy diversos, incluyendo la construcción, cerámica, escultura, agricultura, medicina, industria farmacéutica, de alimentos y otros.

QUE ES LA ESCAYOLA:

es un producto industrial que se obtiene del aljez, o yeso natural.

Es un yeso de alta calidad y grano muy fino, con pureza mayor del 90% en mineral aljez.

Hasta principios del siglo XIX se entendía por escayola a una mezcla de yeso con yeso espático, amasado con agua de cola. Desde el punto de vista tradicional la diferencia entre yeso y escayola es su pureza en aljez y diferente granulometría (la escayola es más fina). Mientras que el yeso tiene pureza mayor del 70%, la escayola ha de tener pureza mayor del 90%. Desde el punto de vista industrial no existe diferencia entre yeso y escayola: yeso o escayola de proyectar, yeso o escayola de acabado, etc.

La composición química de la escayola es mayoritariamente sulfato de calcio—agua (2/1): 2CaSO₄·H₂O junto con restos de aljez y anhidrita en fase III, cuya mayor o menor composición le confieren unas características u otras.

La escayola se utiliza para la fabricación de moldes en la producción de cerámica, por los procedimientos de "apretón", colado, torneado y prensado RAM. En esta aplicación se aprovecha la capacidad de absorción, por parte de la escayola, del agua contenida en el barro, lo cual facilita el moldeo y confiere dureza y solidez a la pieza reproducida.

También se utilizan moldes de escayola para la reproducción de esculturas y otros volúmenes en materiales diversos como resinas, papel encolado, poliuretanos, latex, escayola, siliconas e incluso metales de bajo punto de fusión.

Existen distintos tipos de escayolas especiales: tipos beta y alfa (estas últimas con aditivos) adecuadas para variadas aplicaciones.