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Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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Introducción
En el siguiente documento, se presentará la información correspondiente a la unidad número 1, nombrada materiales. En dicha unidad se muestran distintos subtemas con información relacionada con dichos temas los cuales son 1.1 Suelos y rocas, 1. Cerámicos. 1.3 Metales, 1.4 Madera, 1.5 Aglomerantes, 1.6 Vidrios y plásticos y 1. Impermeabilizantes.
Con el objetivo de un mayor entendimiento, se abordarán a fondo cada uno de ellos y se describirán ejemplos de los mismos, sus características, tipos o categorías, entre otras cosas, según sea el caso.
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Índice de Figuras Paginas Figura 1. Tetraedro 10 Figura 2. Lámina Silícica 10 Figura 3. Ejemplos de tipos de rocas 11 Figura 4. Ejemplos de tipos de madera 17
1.1 Suelos Y Rocas.
El suelo es una delicada alfombra que recubre la corteza del planeta y que varía en grosor desde unos pocos centímetros hasta varios metros. Idóneamente, contiene minerales (45%) derivados de la roca (arenas, limos y arcillas), aire (25%), agua (25%) y materia orgánica (5%) que resulta de la descomposición de restos vegetales, animales y microbianos. La formación del suelo es producto de la continua interacción de cinco factores principales: a) el clima, b) los organismos vivos, c) el relieve, d) el tiempo y e) la roca madre o material parental. Su formación comienza cuando la roca se fragmenta y la materia orgánica se transforma por la acción de factores: a) físicos como la lluvia, el viento o la radiación solar, b) químicos que implican la reacción de sus constituyentes con el agua, el oxígeno y otros elementos químicos y c) biológicos producto de la actividad de los seres vivos. Al primero se le conoce como intemperismo de la roca y a los segundos como descomposición, ambos dan como resultado a largo plazo la liberación de minerales y elementos químicos. Tienen su Clasificación, que es la siguiente:
1.1.1 Grava
Crespo Villalaz (1976-1980), Quinta edición, afirma: “Las gravas son acumulaciones vueltas de fragmentos de rocas y que tienen más de dos milímetros de diámetro. Dado el origen, cuando son acarreadas por las aguas las gravas sufren un desgaste en sus aristas y son, por lo tanto redondeadas. Como material suelto suele encontrarse en los lechos, en los márgenes y en los conos de deyección de los ríos, también en muchas depresiones de terrenos rellenados por el acarreo de ríos y en muchos otros lugares a los actuales las graves han sido re transportada. Las gravas ocupan grandes extensiones, pero casi siempre se encuentran con mayor o menor proporción de cantos rodados, arenas limos y arcillas. Sus partículas varían desde 7.62 cm (3’’) hasta 2.0mm. La
1 .1.4 Arcillas
Crespo Villalaz (1976-1980), Quinta edición, afirma: “Se le ha dado el nombre de arcilla a las partículas sólidas con diámetro menor de 0.005 mm y cuya masa tiene la propiedad de volverse plástica al ser mezclada con agua, químicamente es un silicato de alúmina hidratado, aunque en no pocas ocasiones contiene también silicatos de hierro o de magnesio hidratados. La estructura de estos minerales es, generalmente, cristalina y complicada y sus átomos están dispuestos en forma laminar. Se ha podido decir que hay dos tipos clásicos de tales láminas: uno de ellos del tipo silícico y el otro del tipo alumínico. Una lámina del tipo silícico se encuentra formada por un átomos de oxígeno, arreglándose el conjunto en forma de tetraedro.”(pp.22)
Figura 1.Tetaedro Figura 2. Lámina silícica
1.1.5 Clasificación de Suelos
Los suelos no evolucionados: son suelos brutos muy próximos a la roca madre y apenas tienen aporte de materia orgánica. Son resultado de fenómenos erosivos o de la acumulación reciente de aportes aluviales.
Los suelos poco evolucionados: Dependen en gran medida de la naturaleza de la roca madre. Existen tres tipos básicos: ránker, rendzina y los suelos de estepa.
Los suelos ránker: Son más o menos ácidos, como los suelos de tundra y los alpinos.
Los suelos rendzina: Se forman sobre una roca madre carbonatada, como la caliza, suelen ser fruto de la erosión y son suelos básicos.
Los suelos de estepa: Se desarrollan en climas continentales y mediterráneo subárido. El aporte de materia orgánica es muy alto.
En los suelos evolucionados: Encontramos todo tipo de humus, y cierta independencia de la roca madre. En general, si el clima es propicio y el lugar accesible, la mayoría de estos suelos están ocupados por explotaciones agrícolas.
1.1.6 Rocas
Es un material sólido de la corteza terrestre formado por la asociación de minerales cristalinos o amorfos que presentan caracteres homogéneos. El tipo de origen de la roca no es consecuencia de condiciones casuales, sino que es un producto de su estructura exterior y de las influencias variables exteriores, tales como presión, temperatura y movimientos tectónicos. De esta forma puede determinarse su evolución, a partir de los componentes minerales que forman la roca. Tipos de rocas Las rocas se pueden clasificar según sus propiedades, como la composición química, la textura, la permeabilidad. El criterio más usado es el origen y el mecanismo de su formación. De acuerdo con este criterio se clasifican en ígneas, sedimentarias, metamórficas y meteoritos.
Figura 3.Ejemplos de tipos de rocas
1.2.1 Cerámicos tradicionales
Están constituidos por tres componentes básicos: arcilla, sílice y feldespato. Ejemplos de cerámicos tradicionales son los ladrillos y tejas utilizados en la industria de la construcción y las porcelanas eléctricas de uso en la industria eléctrica.
1.2.2 Cerámicos avanzados o industriales
Se han denominado también cerámicos finos, de ingeniería, o de alta tecnología porque proporcionan alta resistencia a temperaturas extremadamente altas, bajo peso, alta dureza y alta resistencia a la corrosión. Han sido constituidas por compuestos puros o casi puros, tales como el óxido de aluminio, carburo de silicio, o nitruro de silicio.
1.2.3 Alúmina
Se trata del cerámico a base de óxido más utilizado, ya sea en estado puro o como materia prima para mezclar con otros óxidos. Aunque se encuentra presente en la naturaleza, con un % importante de impurezas y propiedades no uniformes que le confieren un comportamiento poco fiable, en la actualidad la alúmina se fabrica de manera completamente sintética para poder controlar su calidad.
1.2.4 Zirconia
Presenta una resistencia hasta de 2200ºC, buena tenacidad, resistencia al desgaste y a la corrosión, baja conductividad térmica, y bajo coeficiente de fricción. Dopando la zirconia con óxidos de calcio o magnesio, se obtiene la zirconia parcialmente estabilizada (PSZ) , de mayor resistencia y tenacidad, y menor
conductividad térmica, adecuada para aplicaciones como dados para la extrusión en caliente de los metales, como perlas de zirconia usadas como medio de esmerilado y de dispersión para recubrimientos para usos aeroespaciales, anticorrosivos, pinturas automotrices.
1.2.5 Cermets:
Se han podido considerar materiales compuestos, formados por materiales cerámicos y metálicos, aglutinados mediante técnicas de metalurgia de polvos. Con diferentes combinaciones posibles, combinan la resistencia a la oxidación a altas temperaturas de los cerámicos con la tenacidad, ductilidad y resistencia al choque térmico de los metales.
1.2. 6 Sialon
Se han formado por nitruro de silicio con adiciones de óxido de aluminio, y otros óxidos y carburos, es empleado en herramientas de corte.
1.3 Metales
Se han utilizado para denominar a los elementos químicos caracterizados por ser buenos conductores del calor y la electricidad, poseen alta densidad y son sólidos en temperaturas normales. Se han usado principalmente en elaboraciones de estructuras que soportan peso, así como para reforzar otras. Existen varios tipos de metales.
1.3.1 Acero
Es una aleación, en pocas palabras una mezcla de metal que se logra derritiendo y uniendo diferentes materiales. Estés se ha utilizado en herramientas, utensilios y maquinaría en general así como en las estructuras de las viviendas, edificios, etc.
para observar diferentes acciones estructurales relacionadas con la veta; es decir si son paralelas a la veta, perpendiculares a la veta u oblicuas a la misma.
1.4.1 Maderas Blandas
Se han llamado así por la facilidad de trabajarla, estas son adecuadas en la fabricación de muebles, tableros, instrumentos musicales e incluso piezas de artesanía. Las especies de maderas blandas que son más utilizadas son: pino, abeto, chopo, ciprés, abedul, entre otras.
1.4.2 Maderas Duras
Han sido de las maderas duras que se conoce con frecuencia es la madera balsa, estas maderas duras son empleadas en construcción, muebles, suelo, utensilios. Unas de ellas son: Caoba, cerezo, tejo, iroko, roble, nogal, nogal americano. Estas son muy utilizadas en la construcción para pasamanos, piso, cielos y otros elementos arquitectónicos. Depende también del tipo de madera que se encuentre en la zona.
1.4.3 Madera Fina
Las que permiten un acabado de mejor calidad y un trabajo de mayor delicadeza, sumamente demandadas en el arte y la arquitectura, para fabricar objetos musicales o adornos. Suelen provenir del ébano, el abeto o el arce.
1.4.4 Madera Resinosas
Particularmente resistentes a la humedad, se usan para muebles y ciertos tipos de papel. Provienen de árboles como el cedro o el ciprés
Figura 4. Ejemplos tipos de madera
1.5 Aglomerantes
Los aglomerantes son aquellos elementos que utilizamos para unir o pegar elementos de varias sustancias en las construcciones, mediante las reacciones químicas que ocurren con la adición de agua y aire. Estos materiales son de vital importancia en la construcción, para formar parte de casi todos los elementos de la misma.
1.5.1 Yeso Ha sido un aglomerante aéreo cuyo mineral esencial es el sulfato cálcico hemihidratado, obtenido por deshidratación parcial de la roca natural denominada yeso natural, que fragua y endurece por hidratación al recuperar el agua que perdió en la cocción. El yeso grueso de construcción se utiliza como pasta de agarre en la ejecución de tabicados, en revestimientos interiores y como aglomerante auxiliar en obra. El yeso fino de construcción para enlucidos, blanqueos sobre revestimientos interiores.
óxidos de calcio y magnesio. La cal viva está disponible en diversos tamaños, desde cal en pedazos balos, hasta cal granulada o pulverizada.
1.5.6 Cemento
El 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. Tiene un fraguado rápido y endurecimiento más lento. Buena adherencia con otros materiales como piedra, acero y cerámica. Resiste bien la humedad, puede emplearse en interiores y exteriores. Existen varios tipos de cementos , se presenta a continuación.
a) Cemento Portland Ordinario (CPO)
El Cemento Portland Ordinario tiene, en principio, los mismos empleos que los de otros tipos de cementos, con las salvedades y matices de cada caso. Por ejemplo, en condiciones comparables de resistencia mecánica, el Cemento Portland Ordinario, en general, desprende un mayor calor de hidratación y es más sensible a los ataques químicos por medios ácidos y salinas (en particular, por sulfatos). No obstante, este cemento puede ostentar, en determinados casos, las características especiales de bajo calor de hidratación y de resistencia a los sulfatos.El Cemento Portland Ordinario es especialmente apto para la prefabricación, particularmente sin tratamientos higrotérmicos y concretos de altas resistencias; en obras públicas especiales y de gran responsabilidad como puentes de concreto pretensado, otras estructuras pretensadas, etc. En el caso de concretos con cenizas volantes, sobre todo en proporciones altas, es aconsejable, prácticamente en exclusiva, el Cemento Portland Ordinario.
b) Cemento Cemento Portland Puzolanico
El Cemento Portland Puzolánico es idóneo para prefabricación mediante tratamientos higrotérmicos del concreto, bien por vapor libre o, mejor todavía,
con vapor a presión en autoclave. Además, va particularmente bien en el caso forzado de tener que emplear en el concreto agregados reactivos con los álcalis del Cemento Portland Ordinario, en primer lugar porque la adición de puzolana reduce la proporción de clínkler Portland y con ella, la de los álcalis que éste aporta, segundo lugar porque la propia puzolana fija álcalis y evita o atenúa la acción sobre los agregados reactivos. Aparte de otros aspectos específicos, de naturaleza y consideración específicas Portland Puzolánico puede dar colores de hidratación inferiores a los que dan los otros Cementos Portland, sobre todo a edades cortas. Por todas estas circunstancias, los Cementos Portland Puzolánicos son idóneos para obras de concreto en contacto con aguas agresivas de cualquier naturaleza, pero en particular puras, carbónicas y ligeramente ácidas. Son asimismo, aplos para concreto en grandes masas en que interese evitar una gran elevación de temperatura y con ello la retracción y fisuración de origen térmico. Por ambas circunstancias son especialmente indicados para concreto de presas y cimentaciones masivas. No son en cambio, los más adecuados para concreto pretensado, particularmente con escasos recubrimientos.
c) Cemento Portland con Escoria Granulada de Alto Horno (CPEG)
El Cemento Portland con Escoria Granulada de Alto Horno es tanto menos vulnerable a la agresión quimica, en general, cuanto mayor es su contenido de escoria (o cuanto menor es su relación clinker/escoria) y en particular los menos atacables frente a las agresiones de tipo salino por agua de mar o por sulfatos. En otro aspecto, el Cemento Portland con Escona Granulada de Alto Horno es de bajo calor de hidratación, tanto menor cuanto menor sea su contenido de escoria. El Cemento Portland con Escoria Granulada de Alto Horno, por razón de la escoria, puede contener sulfatos en determinada proporción lo cual puede dar lugar a acciones corrosivas sobre las armaduras, especialmente serias en el caso de concreto pretensado. Por todo lo que antecede, el Cemento Portland con Escoria Granulada de Alto Homo es idóneo para concreto en masa o
