DESARROLLO DE LOS NUEVOS MATERIALES

ACATLÁN

(Ciclo escolar 2013 – 2014)

Universidad Nacional Autónoma de México FES Acatlán

Asignatura: Física General

Profesor: Delgado Bastida Valente

Clave: 1113

Grupo: 1102

Fecha:

TEMA: DESARROLLO DE LOS NUEVOS MATERIALES

ÍNDICE

Portada………………………………………………………………………………………….. 1

Índice……………………………………………………………………………………………… 2

Introducción…………………………………………………………………………………… 3

Clasificación de los Materiales……………………………………………………….. 5

Materiales…………………………………………………………………………………….. 7

Metálicos……………………………………………………………………………………… 8

Orgánicos……………………………………………………………………………………… 8

Sintéticos……………………………………………………………………………………… 8

Materiales Compuestos……………………………………………………………… 9

Nuevos Materiales y sus aplicaciones…………………………………………… 11

Cemento Portland Belítico…………………………………………………………….. 11

Compuesto de Resina Poliéster con Nano partículas……………………... 13

Materiales Poliméricos………………………………………………………………..... 14

Materiales Cerámicos para la Absorción de Gases Ácidos……………… 15

Nanotecnología…………………………………………………………………………... 5

Nuevos materiales para la construcción de puentes……………………… 16

PET en la construcción…………………………………………………………………. 16

Materiales Inteligentes……………………………………………………………… 16

Materiales anti-fuego (materiales ignífugos)………………………………… 16

Bibliografía…………………………………………………………………………………… 17

INTRODUCCIÓN

Un material de construcción es una materia prima o con más frecuencia un producto manufacturado, empleado en la construcción de edificios u obras de ingeniería civil.

Desde sus comienzos, el ser humano ha modificado su entorno para adaptarlo a sus necesidades. Para ello ha hecho uso de todo tipo de materiales naturales que, con el paso del tiempo y el desarrollo de la tecnología, se han ido transformando en distintos productos mediante procesos de manufactura de creciente sofisticación. Los materiales naturales sin procesar (arcilla, arena, mármol) se suelen denominar materias primas, mientras que los productos elaborados a partir de ellas (ladrillo, vidrio, baldosa) se denominan materiales de construcción.

No obstante, en los procesos constructivos muchas materias primas se siguen utilizando con poco o ningún tratamiento previo. En estos casos, estas materias primas se consideran también materiales de construcción propiamente dichos.

Por este motivo, es posible encontrar un mismo material englobado en distintas categorías: por ejemplo, la arena puede encontrarse como material de construcción (lechos o camas de arena bajo algunos tipos de pavimento), o como parte integrante de otros materiales de construcción (como los morteros), o como materia prima para la elaboración de un material de construcción distinto (el vidrio, o la fibra de vidrio).

Los primeros materiales empleados por el hombre fueron el barro, la piedra, y fibras vegetales como madera o paja.

Los primeros "materiales manufacturados" por el hombre probablemente hayan sido los ladrillos de barro (adobe), que se remontan hasta el 13.000 a. C, mientras que los primeros ladrillos de arcilla cocida que se conocen datan del 4.000 a. C.

Entre los primeros materiales habría que mencionar también tejidos y pieles, empleados como envolventes en las tiendas, o a modo de puertas y ventanas primitivas.

Los materiales de construcción se emplean en grandes cantidades, por lo que deben provenir de materias primas abundantes y baratas. Por ello, la mayoría de los materiales de construcción se elaboran a partir de materiales de gran disponibilidad como arena, arcilla o piedra.

Además, es conveniente que los procesos de manufactura requeridos consuman poca energía y no sean excesivamente elaborados. Esta es la razón por la que el vidrio es considerablemente más caro que el ladrillo, proviniendo ambos de materias primas tan comunes como la arena y la arcilla, respectivamente.

Los materiales de construcción tienen como característica común el ser duraderos. Dependiendo de su uso, además deberán satisfacer otros requisitos tales como la dureza, la resistencia mecánica, la resistencia al fuego, o la facilidad de limpieza.

Por norma general, ningún material de construcción cumple simultáneamente todas las necesidades requeridas: la disciplina de la construcción es la encargada de combinar los materiales para satisfacer adecuadamente dichas necesidades.

Con objeto de utilizar y combinar adecuadamente los materiales de construcción los proyectistas deben conocer sus propiedades. Los fabricantes deben garantizar unos requisitos mínimos en sus productos, que se detallan en hojas de especificaciones. Entre las distintas propiedades de los materiales se encuentran:

• Densidad: relación entre la masa y el volumen

• Higroscopicidad: capacidad para absorber el agua

• Coeficiente de dilatación: variación de tamaño en función de la temperatura

• Conductividad térmica: facilidad con que un material permite el paso del calor

• Resistencia mecánica: capacidad de los materiales para soportar esfuerzos

• Elasticidad: capacidad para recuperar la forma original al desaparecer el esfuerzo

• Plasticidad: deformación permanente del material ante una carga o esfuerzo

• Rigidez: la resistencia de un material a la deformación

El Programa Nacional de Materiales establece que los nuevos materiales constituyen un pilar básico para sustentar el desarrollo de nuevos productos y servicios que contribuyan de manera decisiva al incremento del bienestar de nuestra sociedad. La extensión necesariamente limitada de esta publicación ha obligado a realizar una selección de los posibles temas y contribuciones que podrían cubrir un tema tan amplio como el de los nuevos materiales.

En la publicación se iniciara con una breve introducción enfatizada a la dependencia de la sociedad hacia el bienestar por la contribución de los materiales, seguidamente se mostrará los diferentes tipos que de una u otra forma se han perfeccionado gracias a las contribuciones de la física, la química y la ingeniería; los cuales son: materiales cerámicos avanzados, los cuales posee una combinación de capacidades a alta temperatura, alta fuerza, tolerancia a la dureza o a defecto, alta dureza, resistencia mecánica a las altas temperaturas, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia al choque térmico, resistencia al abrasión, y durabilidad a largo plazo. Nuevos materiales metálicos, elevadas propiedades mecánicas (alto límite elástico, carga de rotura y dureza, resistencia a la fatiga y al desgaste, tolerancia al daño); elevada resistencia a la corrosión y a la oxidación a altas temperaturas, y procesado susceptible de aplicación industrial y fácil disponibilidad de los constituyentes de la aleación. Polímeros avanzados, el diseño y síntesis de estos nuevos materiales, especialmente en los procesos de electro polimerización.

Clasificación de los Materiales

Atendiendo a la materia prima utilizada para su fabricación, los materiales de construcción se pueden clasificar en diversos grupos:

Arena:

• Se emplea arena como parte de morteros y hormigones.

El principal componente de la arena es la sílice o dióxido de silicio (SiO2). De este compuesto químico se obtiene:

• Vidrio, material transparente obtenido del fundido de sílice.

• Fibra de vidrio, utilizada como aislante térmico o como componente estructural (GRC, GRP)

• Vidrio celular, un vidrio con burbujas utilizado como aislante.

.

Arcilla:

La arcilla es químicamente similar a la arena: contiene, además de dióxido de silicio, óxidos de aluminio y agua. Su granulometría es mucho más fina, y cuando está húmeda es de consistencia plástica. La arcilla mezclada con polvo y otros elementos del propio suelo forma el barro, material que se utiliza de diversas formas:

• Adobe, ladrillos de barro, o barro y paja, secados al sol.

Cuando la arcilla se calienta a elevadas temperaturas (900ºC o más),[2] ésta se endurece, creando los materiales cerámicos:

• Ladrillo, ortoedro que conforma la mayoría de paredes y muros.

• Teja, pieza cerámica destinada a canalizar el agua de lluvia hacia el exterior de los edificios.

• Gres,

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