Castellano

República Bolivariana De Venezuela

Ministerio Del Poder Popular Para La Educación Superior

Aldea Universitaria “Misión Sucre”

Güiria- Estado Sucre

Materiales De Construcción

Facilitador: Integrantes:

Gilmar Maestre Laura Lugo

CI: 26.118.691

Thamaidel Vargas

CI: 20.201.212

Fecha: 27/09/2014

Introducción

Los materiales empleados en la construcción pueden ser clasificados en diferentes maneras. Una de ellas seria por su origen: naturales y artificiales. Son naturales las que se extraen directamente de la naturaleza, siendo suficiente para ser empleados darles una forma adecuada, como la piedra y la madera y separarlos de otros a los que están ligados. Son artificia les aquellos que se preparan con productos diversos al estado pulverulento o pastosos o se endurecen por procesos. De lo dicho se desprende que existen dos clases de piedras: las piedras naturales y las piedras artificiales. Las piedras naturales se encuentran en la naturaleza formando rocas constituidas formando rocas constituidas por la asociación de minerales de la misma composición, estructura y origen. El subsuelo es de roca en todas partes. Las rocas más antiguas tienen 3800 millones de años. Las rocas pueden ser simples y compuestas. Los elementos químicos que componen las rocas son numerosos. Los principales de la litosfera son: oxigeno 47%; silicio 28%; aluminio8%; hierro4,5%; calcio 3,5%; sodio 2,5%; magnesio 2,5%; potasio 2,5%; y luego otros como el carbono0,22%; hidrogeno 0,7%; fósforo 0,09%; manganeso 0,07%;azufre 0,06%; flúor 0,03%; etc.

A pesar de todos los esfuerzos, no existe en actualidad una sola clasificación que reúna todos los diversos tipos de rocas. Si bien algunas tablas de Clasificación satisfacen a algunos petrógrafos también se dispone de otras tantas desarrolladas por otro gran número de estudiosos. En todo caso, debe considerarse el fenómeno de "ajuste" al momento de clasificar cada roca, cuando se emplean cuadros composicionales o triángulos de clasificación, puesto que las áreas de clasificación dentro de estos diagramas tienden a ser poco flexibles y las clasificaciones a menudo no contemplan áreas de transición.

Historia de los materiales de construcción.

Los materiales de construcción son los productos de los cuales se ha servido el hombre a lo largo de la historia para mejorar su calidad de vida o simplemente para subsistir. Se podría decir que están alrededor de nosotros estemos donde estemos. De estos materiales depende Una gran parte de nuestra existencia.

Desde el comienzo de la civilización en las primeras edades en las que se clasifica nuestra historia llevan el nombre del material utilizado y desarrollado

La edad de piedra: se basaron de la roca para así construir cavernas con las primeras herramientas y armas para cazar fabricadas en ese material

la edad de bronce: en la que se descubre la ductilidad y multiplicidad de ese material

la edad de hierro en la que este reemplaza al bronce por ser un material más fuerte y con más aplicaciones.

Los materiales de construcción también los podemos clasificar por primitivos fáciles de conseguir en la naturaleza tales como ramas, (cañas, hierbas, hojas, etc.).

Los tradicionales que requieren de una fabricación más o menos compleja, (como mármol, ladrillo, baldosas, metal, vidrio). Y por último los modernos que son sustancias relativamente nuevas como el (acero, madera contrachapada, plásticos, materiales cerámicos avanzados). Estos materiales están divididos en tres grupos principales: metálicos, poliméricos, y cerámicos.

Materiales metálicos: Estos son sustancias inorgánicas compuestas de uno o más elementos metálicos, pudiendo contener algunos elementos no metálicos, como el carbono. (Hierro, cobre, aluminio, níquel y titanio).

Materiales cerámicos: Los materiales de cerámica, como los ladrillos, el vidrio la loza, los aislantes y los abrasivos, tienen escasa conductividad tanto eléctrica como térmica y aunque pueden tener buena resistencia y dureza son deficientes en ductilidad y resistencia al impacto.

Materiales poliméricos: En estos se incluyen el caucho (el hule), los plásticos y muchos tipos de adhesivos. Se producen creando grandes estructuras moleculares a partir de moléculas orgánicas obtenidas del petróleo o productos agrícolas.

Los materiales utilizados en la ciudad y en el campo son distintos ya que en el campo se utilizan aun materiales casi que primitivos que pasan de generación en generación y en la ciudad ya más tecnificados y con un proceso de elaboración más complejo tales como:

Materiales en el campo Arcilla, Arena, Asfalto, Paja, Aglomerantes (cal, yeso, arenas y cementos), Concreto, Madera, Maderas contrachapadas, Guadua, Adoquín, Teja de barro, Ladrillo. Materiales en la ciudad

Tejas de asbesto, Tejas plásticas, Vidrio, Aluminio, Acrílico, Yeso cartón, Acero, Cobre, Hierro, Los materiales también tienen tendencias culturales en uso influye su ubicación geográfica como las costas, las llanuras; los altos relieves; zonas áridas; etc. Utilizando materiales que estén a su alcance y satisfagan sus necesidades primarias.

Un ejemplo muy claro es que algunos campesinos se niegan a dejar sus materiales y la forma de construir que a pasado de generación en generación, en cambio en las ciudades modernas prefieren materiales modernos.

Concepto de los materiales de construcción.

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.

Definición:

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.

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.

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, los primeros ladrillos de arcilla cocida que se conocen datan del 4.000 a. C.

Clasificación Los materiales de construcción.

Los materiales empleados en la construcción de viviendas, edificios y grandes obras de ingeniería se pueden clasificar en cinco grupos principales:

 Pétreos.

 Cerámicas y vidrios.

 Compuestos.

 Metálicos.

 Aglutinantes.

Materiales pétreos: son las piedras naturales. Pueden presentarse en forma de bloques o losetas, o también como gránulos. Ejemplos: el mármol, la pizarra o la arena.

Cerámicas y vidrios: son los obtenidos a partir de la cocción del barro, como las tejas y los ladrillos; o de la fundición de minerales como el vidrio.

Materiales aglutinantes: son productos pulverizantes que, cuando se mezclan con agua, sufren unas transformaciones químicas que producen su endurecimiento al aire o bajo el agua.

Este proceso se conoce como fraguado. Ejemplos: el cemento y el yeso.

Materiales compuestos: son productos formados por la mezcla de materiales con diferentes propiedades pero fácilmente distinguibles entre sí. Ejemplos: el asfalto, que es una mezcla de alquitrán y grava, y el hormigón, que es una mezcla de cemento, arena, grava y agua.

Materiales metálicos: se obtienen a partir de minerales. Ejemplos: el aluminio, el hierro o el acero.

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. 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, adquiriendo consistencia pétrea, denominada hormigón (en España, parte de Suramérica y el Caribe hispano) o concreto (en México y parte de Suramérica). Su uso está muy generalizado en construcción e ingeniería civil.

Historia Del Concreto.

La historia del cemento es la historia misma del hombre en la búsqueda de un espacio para vivir con la mayor comodidad, seguridad y protección posible. Desde que el ser humano supero la época de las cavernas, aplicado sus mayores esfuerzos a delimitar su espacio vital, satisfaciendo primero sus necesidades de vivienda y después levantando construcciones con requerimientos específicos.

Templos, palacios, museos son el resultado del esfuerzo que constituye las bases para el progreso de la humanidad.

El pueblo egipcio ya utilizaba un mortero - mezcla de arena con materia cementosa - para unir bloques y lozas de piedra al elegir sus asombrosas construcciones.

Los constructores griegos y romanos descubrieron que ciertos depósitos volcánicos, mezclados con caliza y arena producían un mortero de gran fuerza, capaz de resistir la acción del agua, dulce o salada.

Un material volcánico muy apropiado para estar aplicaciones lo encontraron los romanos en un lugar llamado Pozzuoli con el que aun actualmente lo conocemos como pozoluona.

Investigaciones y descubrimientos a lo largo de miles de años, nos conducen a principios del año pasado, cuando en Inglaterra fue patentada una mezcla de caliza dura, molida y calcinada con arcilla, al agregársele agua, producía una pasta que de nuevo se calcinaba se molía y batía hasta producir un polvo fino que es el antecedente directo de nuestro tiempo.

El nombre del cemento Portland le fue dado por la similitud que esta tenía con la piedra de la isla de Portland del canal ingles.

La aparición de este cemento y de su producto resultante el concreto ha sido un factor determinante para que el mundo adquiera una fisionomía diferente.

Edificios, calles, avenidas, carreteras, presas y canales, fabricas, talleres y casas, dentro del más alto rango de tamaño y variedades nos dan un mundo nuevo de comodidad, de protección y belleza donde realizar nuestros mas ansiados anhelos, un mundo nuevo para trabajar, para crecer, para progresar, para vivir.

1824: - James Parker, Joseph Aspdin patentan al Cemento Portland, materia que obtuvieron de la calcinación de alta temperatura de una Caliza Arcillosa.

1845: - Isaac Johnson obtiene el prototipo del cemento moderno quemado, alta temperatura, una mezcla de caliza y arcilla hasta la formación del "clinker".

1868: - Se realiza el primer embarque de cemento Portland de Inglaterra a los Estados Unidos.

1871: - La compañía Coplay Cement produce el primer cemento Portland en los Estados Unidos.

1904: -La American Standard For Testing Materials (ASTM), publica por primera vez sus estándares de calidad para el cemento Portland.

1906: - En C.D. Hidalgo Nuevo León se instala la primera fabrica para la producción de cemento en México, con una capacidad de 20,000 toneladas por año.

1992: - CEMEX se considera como el cuarto productor de cemento a nivel MUNDIAL con una producción de 30.3 millones de toneladas por año.

Propiedades del concreto.

Las propiedades del concreto en estado fresco ( plástico) y endurecido, se puede modificar agregando aditivos al concreto, usualmente en forma liquida, durante su dosificación. Los aditivos se usan comúnmente para (1) ajustar el tiempo de fraguado o endurecimiento, (2) reducir la demanda de agua, (3) aumentar la trabajabilidad, (4) incluir intencionalmente aire, y (5) ajustar otras propiedades del concreto.

Después de un proporcionamiento adecuado, así como, dosificación, mezclado, colocación, consolidación, acabado, y curado, el concreto endurecido se transforma en un material de construcción resistente, no combustible, durable, resistencia al desgaste y prácticamente impermeable que requiere poco o nulo mantenimiento. El concreto también es un excelente material de construcción porque puede moldearse en una gran variedad de formas, colores y texturizados para ser usado en un número ilimitado de aplicaciones. Aprobado

Propiedades generales del cemento

• Buena resistencia al ataque químico.

• Resistencia a temperaturas elevadas. Refractario.

• Resistencia inicial elevada que disminuye con el tiempo. Conversión interna.

• Se ha de evitar el uso de armaduras. Con el tiempo aumenta la porosidad.

• Uso apropiado para bajas temperaturas por ser muy exotérmico.

• Está prohibido el uso de cemento aluminoso en hormigón pretensado. La vida útil de las estructuras de hormigón armado es más corta.

• El fenómeno de conversión (aumento de la porosidad y caída de la resistencia) puede tardar en aparecer en condiciones de temperatura y humedad baja.

• El proyectista debe considerar como valor de cálculo, no la resistencia máxima sino, el valor residual, después de la conversión, y no será mayor de 40 N/mm2.

• Se recomienda relaciones A/C ≤ 0,4, alta cantidad de cemento y aumentar los recubrimientos (debido al pH más bajo).

Agregados del concreto.

Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. El concreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados:

Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011.

Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que están embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cúbica de concreto.

Los agregados son materiales inorgánicos naturales o artificiales que están embebidos en los aglomerados (cemento, cal y con el agua forman los concretos y morteros).

Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm.

Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el elemento mayoritario ya que representan el 80-90% del peso total de concreto, por lo que son responsables de gran parte de las características del mismo. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus dimensiones.

La pasta cementicia (mezcla de cemento y agua) es el material activo dentro de la masa de concreto y como tal es en gran medida responsable de la resistencia, variaciones volumétricas y durabilidad del concreto. Es la matriz que une los elementos del esqueleto granular entre sí.

Cada elemento tiene su rol dentro de la masa de concreto y su proporción en la mezcla es clave para lograr las propiedades deseadas, esto es: trabajabilidad, resistencia, durabilidad y economía

 Clasificación:

Existen varias formas de clasificar a los agregados, algunas de las cuales son:

 Por Su Naturaleza:

Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de uso frecuente, además los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en: agregado grueso, fino y hormigón (agregado global).

a. El agregado fino, se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas.

b. El agregado grueso, es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.

c. El hormigón, es el material conformado por una mezcla de arena y grava este material mezclado en proporciones arbitrarias se encuentra en forma natural en la corteza terrestre y se emplea tal cual se extrae en la cantera.

 Por Su Densidad:

Se pueden clasificar en agregados de peso específico normal comprendidos entre 2.50 a 2.75, ligeros con pesos específicos menores a 2.5, y agregados pesados cuyos pesos específicos son mayores a 2.75.

 Por El Tamaño Del Agregado:

Según su tamaño, los agregados para concreto son clasificados en:

Agregados finos (arenas)

Agregados gruesos (piedras)

 Áridos y Arenas:

El tamiz que separa un agregado grueso de uno fino es el de 4,75 mm. Es decir, todo agregado menor a 4,75 mm es un agregado fino (arena).

La arena o árido fino es el material que resulta de la desintegración natural de las rocas o se obtiene de la trituración de las mismas, y cuyo tamaño es inferior a los 5mm.

Para su uso se clasifican las arenas por su tamaño. A tal fin se les hace pasar por unos tamices que van reteniendo los granos m’as gruesos y dejan pasar los más finos.

-Arena fina: es la que sus granos pasan por un tamiz de mallas de 1mm de diámetro y son retenidos por otro de 0.25mm.

- Arena media: es aquella cuyos granos pasan por un tamiz de 2.5mm de diámetro y son retenidos por otro de 1mm.

- Arena gruesa: es la que sus granos pasan por un tamiz de 5mm de diámetro y son retenidos por otro de 2.5mm.

-Las arenas de granos gruesos dan, por lo general, morteros más resistentes que las finas, si bien tienen el inconveniente de necesitar mucha pasta de conglomerante para rellenar sus huecos y será adherente. En contra partida, el mortero sea plástico, resultando éste muy poroso y poco adherente.

El hormigón es un material formado por cemento, áridos de diferentes granulometrías, agua y aditivos que, mezclado en diferentes proporciones, permite obtener el hormigón que es distribuido en camiones hormigoneras.

Es un material vivo, no almacenable, ya que su tiempo de uso se limita a 90 minutos; a partir de los cuales el hormigón pierde sus propiedades.

Las características especiales de este material obligan a fabricar bajo pedido, adecuando la producción a la situación geográfica, al horario y ritmo de cada obra, debiendo optimizar los recursos para ofrecer no sólo un producto de calidad sino un buen servicio al cliente.

Cualquiera sea el tipo de material utilizado, sus partículas deben ser duras y resistentes, ya que el concreto, como cualquier otro material se romperá por su elemento más débil. Si el agregado es de mala calidad sus partículas se romperán antes que la pasta cementicia, o el mortero.

 Agregado Fino:

Un agregado fino con partículas de forma redondeada y textura suave ha demostrado que requiere menos agua de mezclado, y por lo tanto es preferible en los HAD.

Se acepta habitualmente, que el agregado fino causa un efecto mayor en las proporciones de la mezcla que el agregado grueso.- Los primeros tienen una mayor superficie específica y como la pasta tiene que recubrir todas las superficies de los agregados, el requerimiento de pasta en la mezcla se verá afectado por la proporción en que se incluyan éstos.

Una óptima granulometría del árido fino es determinante por su requerimiento de agua en los HAD, más que por el acomodamiento físico.

La experiencia indica que las arenas con un módulo de finura ( MF ) inferior a 2.5 dan hormigones con consistencia pegajosa, haciéndolo difícil de compactar. Arenas con un módulo de finura de 3.0 han dado los mejores resultados en cuanto a trabajabilidad y resistencia a la compresión.

 Agregado Grueso:

Numerosos estudios han demostrado que para una resistencia a la compresión alta con un elevado contenido de cemento y baja relación agua-cemento el tamaño máximo de agregado debe mantenerse en el mínimo posible (12,7 a 9,5). En principio el incremento en la resistencia a medida que disminuye el tamaño máximo del agregado se debe a una reducción en los esfuerzos de adherencia debido al aumento de la superficie específica de las partículas.

Se ha encontrado que la adherencia a una partícula de 76 mm. es apenas un 10% de la correspondiente a una de 12,5 mm., y que excepto para agregados extremadamente buenos o malos, la adherencia es aproximadamente entre el 50 a 60% de la resistencia de la pasta a los 7 días.

Las fuerzas de vínculo dependen de la forma y textura superficial del agregado grueso, de la reacción química entre los componentes de la pasta de cemento y los agregados.

Otro aspecto que tiene que ver con el tamaño máximo del agregado es el hecho de que existe una mayor probabilidad de encontrar fisuras o fallas en una partícula de mayor tamaño provocadas por los procesos de explotación de las canteras (dinamitado) y debido a la reducción de tamaño (trituración), lo cual lo convertirá en un material indeseable para su utilización en concreto.

También se considera que la alta resistencia producida por agregados de menor tamaño se debe a una baja en la concentración de esfuerzos alrededor de las partículas, la cual es causada por la diferencia de los módulos elásticos de la pasta y el agregado

Se ha demostrado que la grava triturada produce resistencias mayores que la redondeada.- Esto se debe a la trabazón mecánica que se desarrolla en las partículas angulosas.

Sin embargo se debe evitar una angulosidad excesiva debido al aumento en el requerimiento de agua y disminución de la trabajabilidad a que esto conlleva.

El agregado ideal debe ser limpio, cúbico, anguloso, triturado 100%, con un mínimo de partículas planas y alongadas.

 FUNCIONES EN EL CONCRETO:

El agregado dentro del concreto cumple principalmente las siguientes funciones:

a. Como esqueleto o relleno adecuado para la pasta (cemento y agua), reduciendo el contenido de pasta en el metro cúbico.

b. Proporciona una masa de partículas capaz de resistir las acciones mecánicas de desgaste o de intemperismo, que puedan actuar sobre el concreto.

c. Reducir los cambios de volumen resultantes de los procesos de fraguado y endurecimiento, de humedecimiento y secado o de calentamiento de la pasta.

Los agregados finos son comúnmente identificados por un número denominado Módulo de finura, que en general es más pequeño a medida que el agregado es más fino. La función de los agregados en el concreto es la de crear un esqueleto rígido y estable lo que se logra uniéndolos con cemento y agua (pasta). Cuando el concreto está fresco, la pasta también lubrica las partículas de agregado otorgándole cohesión y trabajabilidad a la mezcla.

Para cumplir satisfactoriamente con estas funciones la pasta debe cubrir totalmente la superficie de los agregados Si se fractura una piedra, como se observa en la figura, se reducirá su tamaño y aparecerán nuevas superficies sin haberse modificado el peso total de piedra.

Por la misma razón, los agregados de menor tamaño tienen una mayor superficie para lubricar y demandarán mayor cantidad de pasta. En consecuencia, para elaborar concreto es recomendable utilizar el mayor tamaño de agregado compatible con las características de la estructura.

La textura del material, dice que tan lisa o rugosa es la superficie del material es una característica ligada ala absorción pues agregados muy rugosos tienen mayor absorción que los lisos además que producen concretos menos plásticos

Los agregados finos y gruesos ocupan comúnmente de 60% a 75% del volumen del concreto (70% a 85% en peso), e influyen notablemente en las propiedades del concreto recién mezclado y endurecido, en las proporciones de la mezcla, y en la economía. Los agregados finos comúnmente consisten en arena natural o piedra triturada siendo la mayoría de sus partículas menores que 5mm. Los agregados gruesos consisten en una grava o una combinación de grava o agregado triturado cuyas partículas sean predominantemente mayores que 5mm y generalmente entre 9.5 mm y 38mm. Algunos depósitos naturales de agregado, a veces llamados gravas de mina, río, lago o lecho marino. El agregado triturado se produce triturando roca de cantera, piedra bola, guijarros, o grava de gran tamaño. La escoria de alto horno enfriada al aire y triturada también se utiliza como agregado grueso o fino.

El esqueleto granular está formado por los agregados que son elementos inertes, generalmente más resistentes que la pasta cementicia y además económicos. Por lo tanto conviene colocar la mayor cantidad posible de agregados para lograr un concreto resistente, que no presente grandes variaciones dimensionales y sea económico.

Pero hay un límite en el contenido de agregados gruesos dado por la trabajabilidad del concreto. Si la cantidad de agregados gruesos es excesiva la mezcla se volverá difícil de trabajar y habrá una tendencia de los agregados gruesos a separarse del mortero (segregación). Llegado este caso se suele decir que el concreto es "áspero", "pedregoso" y "poco dócil".

En el concreto fresco, es decir recién elaborado y hasta que comience su fraguado, la pasta cementicia tiene la función de lubricar las partículas del agregado, permitiendo la movilidad de la mezcla. En este aspecto también colabora el agregado fino (arena).

La arena debe estar presente en una cantidad mínima que permita una buena trabajabilidad y brinde cohesión a la mezcla. Pero no debe estar en exceso porque perjudicará las resistencias.

Se debe optimizar la proporción de cada material de forma tal que se logren las propiedades deseadas al mismo costo.

El concreto reciclado, o concreto de desperdicio triturado, es una fuente factible de agregados y una realidad económica donde escaseen agregados de calidad.

Los agregados de calidad deben cumplir ciertas reglas para darles un uso ingenieril optimo: deben consistir en partículas durables, limpias, duras, resistentes y libres de productos químicos absorbidos, recubrimientos de arcilla y otros materiales finos que pudieran afectar la hidratación y la adherencia la pasta del cemento. Las partículas de agregado que sean desmenuzables o susceptibles de resquebrajarse son indeseables Propiedades.

 Granulometría:

La granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado tal como se determina por análisis de tamices (norma ASTM C 136). El tamaño de partícula del agregado se determina por medio de tamices de malla de alambre aberturas cuadradas. Los siete tamices estándar ASTM C 33 para agregado fino tiene aberturas que varían desde la malla No. 100(150 micras) hasta 9.52 mm.

Los números de tamaño (tamaños de granulometría), para el agregado grueso se aplican a las cantidades de agregado (en peso), en porcentajes que pasan a través de un arreglo de mallas. Para la construcción de vías terrestres, la norma ASTM D 448 enlista los trece números de tamaño de la ASTM C 33, más otros seis números de tamaño para agregado grueso. La arena o agregado fino solamente tiene un rango de tamaños de partícula.

La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones relativas de los agregados así como los requisitos de agua y cemento, la trabajabilidad, capacidad de bombeo, economía, porosidad, contracción.

 Granulometría De Los Agregados Finos:

Depende del tipo de trabajo, de la riqueza de la mezcla, y el tamaño máximo del agregado grueso. En mezclas mas pobres, o cuando se emplean agregados gruesos de tamaño pequeño, la granulometria que mas se aproxime al porcentaje máximo que pasa por cada criba resulta lo mas conveniente para lograr una buena trabajabilidad. En general, si la relación agua – cemento se mantiene constante y la relación de agregado fino a grueso se elige correctamente, se puede hacer uso de un amplio rango de granulometría sin tener un efecto apreciable en la resistencia.

Entre más uniforme sea la granulometría, mayor será la economía.

Estas especificaciones permiten que los porcentajes minimos (en peso) del material que pasa las mallas de 0.30mm (No. 50) y de 15mm (No. 100) sean reducidos a 15% y 0%, respectivamente, siempre y cuando:

1): El agregado que se emplee en un concreto que contenga mas de 296 Kg de cemento por metro cubico cuando el concreto no tenga inclusion de aire.

2): Que el modulo de finura no sea inferior a 2.3 ni superior a 3.1, el agregado fino se deberá rechazar a menos de que se hagan los ajustes adecuados en las proporciones el agregado fino y grueso.

Las cantidades de agregado fino que pasan las mallas de 0.30 mm (No. 50) y de 1.15 mm (No. 100), afectan la trabajabilidad, la textura superficial, y el sangrado del concreto.

El modulo de finura (FM) del agregado grueso o del agregado fino se obtiene, conforme a la norma ASTM C 125, sumando los porcentajes acumulados en peso de los agregados retenidos en una serie especificada de mallas y dividiendo la suma entre 100.

El modulo de finura es un índice de la finura del agregado entre mayor sea el modo de finura, más grueso será el agregado.

El modulo de finura del agregado fino es útil para estimar las proporciones de los de los agregados finos y gruesos en las mezclas de concreto.

 Granulometria De Los Agregados Gruesos:

El tamaño máximo del agregado grueso que se utiliza en el concreto tiene su fundamento en la economía. Comúnmente se necesita mas agua y cemento para agregados de tamaño pequeño que para tamaños mayores, para revenimiento de aproximadamente 7.5 cm para un amplio rango de tamaños de agregado grueso.

El numero de tamaño de la granulometría (o tamaño de la granulometría). El número de tamaño se aplica a la cantidad colectiva de agregado que pasa a través de un arreglo mallas.

El tamaño máximo nominal de un agregado, es el menor tamaño de la malla por el cual debe pasar la mayor parte del agregado. La malla de tamaño máximo nominal, puede retener de 5% a 15% del del agregado dependiendo del numero de tamaño. Por ejemplo, el agregado de numero de tamaño 67 tiene un tamaño máximo de 25 mm y un tamaño máximo nominal de 19 mm. De noventa a cien por ciento de este agregado debe pasar la malla de 19 mm y todas sus partículas deberán pasar la malla 25 mm.

Por lo común el tamaño máximo de las partículas de agregado no debe pasar:

1): Un quinto de la dimensión mas pequeña del miembro de concreto.

2): Tres cuartos del espaciamiento libre entre barras de refuerzo.

3): Un tercio del peralte de las losas.

 Agregado Con Granulometria Discontinua

Consisten en solo un tamaño de agregado grueso siendo todas las partículas de agregado fino capaces de pasar a través de los vacíos en el agregado grueso compactado. Las mezclas con granulometria discontinua se utilizan para obtener texturas uniformes en concretos con agregados expuestos. También se emplean en concretos estructurales normales, debido a las posibles mejoras en densidad, permeabilidad, contracción, fluencia, resistencia, consolidación, y para permitir el uso de granulometria de agregados locales.

Áridos de granulometría continua – mínimos vacíos

Para esto las granulometrías deben ser "continuas", es decir que no debe faltar ningún tamaño intermedio de partícula.

La pasta cementicia debe recubrir todas las partículas de agregado para "lubricarlas" cuando el concreto está fresco y para unirlas cuando el concreto está endurecido.

Por lo tanto, cuanto mayor sea la superficie de los agregados mayor será la cantidad de pasta necesaria (Fig.1.3.4).

Partícula

de agregado al dividirla en dos,

aparecen nuevas

superficies a cubrir

con pasta al dividir nuevamente

en mitades aumentan

las superficies

a recubrir

Se ve que el tamaño máximo debe ser el mayor posible, esto es el máximo compatible con la estructura. Por ejemplo: para un tabique será de 19mm, para un pavimento 50 mm, para el concreto en masa de una presa 120mm.

Módulo de Fineza

Criterio Establecido en 1925 por Duff Abrams a partir de las granulometrías del material se puede intuir una fineza promedio del material utilizando la siguiente expresión:

Contenido De Finos

El contenido de finos o polvo no se refiere al contenido de arena fina ni a la cantidad de piedras de tamaño menor, sino a la suciedad que presentan los agregados (tamaños inferiores a 0,075 mm).

El contenido de finos es importante por dos aspectos:

• a mayor suciedad habrá mayor demanda de agua, ya que aumenta la superficie a mojar y por lo tanto también aumentará el contenido de cemento si se quiere mantener constante la relación agua/cemento;

• si el polvo está finamente adherido a los agregados, impide una buena unión con la pasta y por lo tanto la interfase mortero-agregado será una zona débil por donde se puede originar la rotura del concreto.

Es difícil de apreciar a simple vista si las arenas tienen finos, pero se puede evaluar cualitativamente de las siguientes maneras:

• Observando los acopios, pueden notarse en su superficie costras duras originadas por el desecamiento de estos finos.

• Haciendo una simple prueba consiste en colocar un poco de arena en un recipiente traslúcido con agua, agitar enérgicamente y dejar reposar un par de minutos. Si la arena está sucia se diferenciará claramente en el fondo del recipiente el depósito de arena y sobre éste, el de material fino.

 Propiedades Físicas:

a. Densidad

Depende de la gravedad específica de sus constituyentes sólidos como de la porosidad del material mismo. La densidad de los agregados es especialmente importante para los casos en que se busca diseñar concretos de bajo o alto peso unitario. Las bajas densidades indican también que el material es poroso y débil y de alta absorción.

b. Porosidad

La palabra porosidad viene de poro que significa espacio no ocupado por materia sólida en la partícula de agregado es una de las más importantes propiedades del agregado por su influencia en las otras propiedades de éste, puede influir en la estabilidad química, resistencia a la abrasión, resistencias mecánicas, propiedades elásticas, gravedad específica, absorción y permeabilidad.

c. Peso Unitario

Es el resultado de dividir el peso de las partículas entre el volumen total incluyendo los vacíos. Al incluir los espacios entre partículas influye la forma de acomodo de estos. el procedimiento para su determinación se encuentra normalizado en ASTM C29 y NTP 400.017. Es un valor útil sobre todo para hacer las transformaciones de pesos a volúmenes y viceversa.

d. Porcentaje de Vacíos

Es la medida de volumen expresado en porcentaje de los espacios entre las partículas de agregados, depende del acomodo de las partículas por lo que su valor es relativo como en el caso del peso unitario. Se evalúa usando la siguiente expresión recomendada por ASTM C 29

Donde:

S = Peso especifico de masa

W = Densidad del agua

P.U.C. = Peso Unitario Compactado seco del agregado

e. Humedad

Es la cantidad de agua superficial retenida por la partícula, su influencia está en la mayor o menor cantidad de agua necesaria en la mezcla se expresa de la siguiente forma:

 Propiedades Resistentes:

a. Resistencia

La resistencia del concreto no puede ser mayor que el de los agregados; la textura la estructura y composición de las partículas del agregado influyen sobre la resistencia.

Si los granos de los agregados no están bien cementados unos a otros consecuentemente serán débiles. La resistencia al chancado o compresión del agregado deberá ser tal que permita la resistencia total de la matriz cementante.

b. Tenacidad

Esta característica está asociada con la resistencia al impacto del material. Está directamente relacionada con la flexión, angularidad y textura del material

c. Dureza

Se define como dureza de un agregado a su resistencia a la erosión abrasión o en general al desgaste. La dureza de las partículas depende de sus constituyentes.

Entre las rocas a emplear en concretos éstas deben ser resistentes a procesos de abrasión o erosión y pueden ser el cuarzo, la cuarzita, las rocas densas de origen volcánico y las rocas silicosas.

d. Módulo de elasticidad

Es definido como el cambio de esfuerzos con respecto a la deformación elástica, considerándosele como una medida de la resistencia del material a las deformaciones.

El módulo elástico se determina en muy inusual su determinación en los agregados sin embargo el concreto experimentara deformaciones por lo que es razonable intuir que los agregados también deben tener elasticidades acordes al tipo de concreto. El valor del modulo de elasticidad además influye en el escurrimiento plástico y las contracciones que puedan presentarse.

 Propiedades Térmicas:

a. Coeficiente de expansión

Cuantifica la capacidad de aumento de dimensiones de los agregados en función de la temperatura, depende mucho de la composición y estructura interna de las rocas y varia significativamente entre los diversos tipos de roca.

En los agregados secos es alrededor de un 10% mayor que en estado parcialmente saturado. Los valores oscilan normalmente entre 0.9 x 10 –6 a 8.9 x 10 –6 / °C.

b. Calor específico

Es la cantidad de calor necesaria para incrementar en un grado centígrado la temperatura. No varia mucho en los diversos tipos de roca salvo en el caso de agregados muy ligeros y porosos.

c. Conductividad térmica

Es la mayor o menor facilidad para conducir el calor. Esta influenciada básicamente por la porosidad siendo su rango de variación relativamente estrecho. Los valores usuales en los agregados son de 1.1 a 2.7 BTU/ pie.hr.°F

d. Difusividad

Representa la velocidad con que se pueden producir cambios térmicos dentro de una masa. Se expresa como el cociente de dividir la conductividad entre el producto de calor especifico por la densidad.

 2.5.4. Propiedades Químicas:

a. Reacción Alcali-Sílice

Los álcalis en el cemento están constituidos por el Oxido de sodio y de potasio quienes en condiciones de temperatura y humedad pueden reaccionar con ciertos minerales, produciendo un gel expansivo Normalmente para que se produzca esta reacción es necesario contenidos de álcalis del orden del 0.6% temperaturas ambientes de 30°C y humedades relativas de 80% y un tiempo de 5 años para que se evidencie la reacción.

b. Reacción Alcali-carbonatos

Se produce por reacción de los carbonatos presentes en los agregados generando sustancias expansivas, en el Perú no existen evidencias de este tipo de reacción.

Los procedimientos para la evaluación de esta característica se encuentran normalizados en ASTM C-586.

LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO

Las propiedades del concreto al estado endurecido incluye la resistencia mecánica, durabilidad, elasticidad y impermeabilidad, resistencia al desgaste, propiedades térmicas resistencia. La resistencia del concreto no puede probarse en consistencia plástica. La resistencia a la compresión de un concreto (f”c debe ser alcanzado a los 28 días después de vaciado y realizado el curado correspondiente equipo a utilizar:

• molde cilíndrico cuya longitud es el doble de su diámetro (6""x12"")

• barra compactadora de acero liso de 5""/8 de diámetro y de 60 cm de longitud aprox. con puntas redondeadas

• cucharon para el muestreo

• un badilejo para enrasar

• los moldes normalizados se construyen de acero. eventualmente se utilizan de material plástico duro, de hojalata y de cartón para afinado.

 Procedimiento de ensayo

• se deberá obtener una muestra por cada 120m3 de concreto producido o 500 m2 de superficie llenado y en todo caso no menos de un ensayo por día de baceado

• se deben preparar tres probetas de ensayo de cada muestra para evaluar la resistencia a la compresión en determinada edad por el promedio. generalmente la resistencia al concreto se evalúa a las edades de 7 y 28 días.

• antes de llenar los moldes la mezcla se colocara en una vasija impermeable y no absorbente para realizar el remezclado y enseguida se procede a llenar el molde hasta un tercio de su altura compactando con la barra con 25 golpes verticales distribuidos en el área. el proceso se repite con las dos capas siguientes, la barra penetrara en la capa precedente no más de una pulgada. la última capa se colocara, con material en exceso para enrasar a tope con el borde superior del molde sin agregar material.

• después de consolidar cada capa se procederá a golpear ligeramente las paredes del molde con la barra de compactación para eliminar los vacios que pudieran haber quedado.

• la superficie del cilindro será terminada con la barra o regla de madera a fin de lograr una superficie plana suave y perpendicular a la generatriz del cilindro.

• las probetas se retiraran de los moldes entre 18 y 24 horas después de moldeadas y luego sumergirlas en agua para su curado

 Factores Que Afectan La Resistencia

• relación agua- cemento: es el factor principal.la resistencia a la compresión de los concretos con o si aire incorporado disminuye con el aumento de la relación agua-cemento.

• el contenido de cemento: la resistencia disminuye conforme se reduce el contenido de cemento

• el tipo de cemento: la rapidez de desarrollo de la resistencia varia para los concretos hechos con diferentes tipos de cemento

• las condiciones de curado: dado que las reacciones de hidratación del cemento solo ocurren en presencia de una cantidad adecuada de agua, se debe mantener la humedad durante el periodo de curado para que el concreto pueda incrementar su resistencia con el tiempo.

 Durabilidad

El así define la durabilidad del concreto del cemento portland como la habilidad para resistir la acción del intemperismo, y la ataque químico abrasión y cualquier otro proceso o condición de servicio de las estructuras que produzcan deterioro del concreto. En consecuencia el problema de la durabilidad es sumamente complejo, ya que amerita especificación tanto para los materiales y diseños de mezclas como para los aditivos la técnica de producción y el proceso constructivo, por lo que en este campo las generalizaciones resultan fatales.

 Resistencia al desgaste

Por lo general se logra con un concreto denso, de alta resistencia, hecho con agregados duros

 Factores que afectan la durabilidad del concreto

• congelamiento y descongelamiento: en términos generales se caracteriza por inducir esfuerzos internos en el concreto que pueden provocar su figuración reiterada y la consiguiente desintegración.

Impermeabilidad

Se puede mejorar esta importante propiedad reduciendo la cantidad de agua en la mezcla. El exceso de agua deja vacios y cavidades después de la evaporación y si está interconectada el agua puede penetrar el concreto. La inclusión de aire así como un curado adecuado por tiempo prolongado suele aumentar la impermeabilidad tamaño máximo de los agregados el tamaño máximo nominal conjunto de agregados esta dado por la altura de la malla inmediato superior a las que retiene el 15% o al tamizar dosificación de los agregados un primer método es probar con diferentes cantidades de agregados, preparar probetas luego de ensayarlas y finalmente se tiene la dosificación típica la que mejores resultados da, como este método no es practico es mas sencillo y practico que la mezcla de agregados pueda acercarse a curvas granulométricas ya prefijadas siendo una ellas la de fuler.

 CONCRETO ESPECIALES

La clasificación de concretos especiales es actualmente sumamente amplia por lo que no se pretende abarcar toda la variedad de concretos especiales, a los cuales se les llamaría asi porque sus características principales no son las del concreto ordinariamente concebido ya sea por algún tipo especial de insumo o por la tecnología de producción y/o aplicación.

La siguiente relación tomada en parte del comité aci 116 – r – 78 muestran algunos tipos de concretos especiales

PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DEL CEMENTO

en el concreto de alta resistencia su parámetro más importante es el de obtener alta resistencia a la compresión por lo que es conveniente emplear bajas relacionar agua – cemento cuidando sustancialmente la trabajabilidad en consecuencia su rendimiento.

en términos generales el procedimiento de fabricación del concreto requiere entre otros factores.

• mezclado previo del cemento y del agua como una mezclado de velocidad

• uso de aditivo

• empleo de agregados cementantes

• periodo mas largo de curado de ser posible con agua

• compactación del cemento por presion

• confinamiento del concreto en dos direcciones

CONCRETO DE ALTA RESISTENCIA EN CONCRETO PRE-ESFORZADO

El concreto que se usa en la contracción pres forzado se caracteriza por una mayor resistencia que aquel que se emplea en concreto pre-esforzado ordinario y que además es necesario por varias razones.

• para minimizar el costo en los anclajes comerciales para el acero de refuerzo

• ofrece una mayor resistencia a la tensión y corte así como a la adherencia y al empuje.

• otro factor es que esta menos expuesta a las grietas por contracción que aparece frecuentemente en el concreto de baja resistencia antes de la aplicación del pre-esfuerzo.

• CONCRETO LIGERO

Este concreto es similar al concreto estándar excepto que este tiene una baja densidad. El concreto con agregados ligeros ósea de densidad inferior a la usual o una combinación de estos y los agregados estándar

En nuestro país hay un gran potencial en cuanto al empleo de agregados porosos de origen volcánico en la producción como es el caso del sillar en arequipa no obstante su uso en la región es muy empirico y artesanal en concreto.

• Concreto cementado con polimeros

Es una mezcla donde el material cementante es un polímero dosificado conjuntamente con agregados normales y algunas veces cemento, pero este ultimo material no tiene función resistente sino solo hace de relleno (filler). Se emplea mucho en reparaciones, prefabricadas capas de rodadura y en cualquier aplicación donde se requiere alta resistencia inmediata y gran durabilidad al desgaste físico-químico.

• CONCRETO PESADO

Es producido con agregados pesados especiales, logrando se una densidad por encima de los 6400 kg/m3. el concreto pesado es usado generalmente como una pantalla contra la radiación, pero es también empleado como contrapeso o lastre y otras aplicaciones donde la alta densidad es importante y asi mismo también se usan como aplicación principal en la protección biológica contra los efectos de las radiaciones nucleares; paredes de bóvedas y cajas fuertes etc.

 PROPIEDADES DEL CONCRETO PESADO EN ESTADO FRESCO Y ENDURECIDO

Estas propiedades condicionadas consideramos que se trabaja en condiciones normales cuando la temperatura ambiente varias entre 5c° y 30 c° si estas execede los limites anteriores podemos decir que estamos en condiciones especiales de temperatura. la temperatura del concreto basa sus pautas en general en condiciones de temperatura de mezcla de alrededor de 20 c°, por lo que se dan las recomendaciones a los responsables para tener un resultado deseado en calidad estructural, resistencia , durabilidad y acabado.

Obtención Del Acero:

A la fabricación del acero se destina aproximadamente el 75% del arrabio que se produce en los altos hornos.

El acero es una aleación de hierro con una pequeña cantidad de carbono (siempre menor al 1,76%).

Conclusión:

En este trabajo se obtuvo un amplio conocimiento del mármol, granito, mármol, piedra coralina y travertinos como materiales para la construcción, conociendo a profundidad y detalladamente sus conceptos, orígenes, usos, procesos, precios, mercado, etc. y todo esto nos permite conocer el material y sus propiedades y características estéticas, comerciales y de calidad para poder utilizarlas como elementos constructivos de una obra arquitectónica.

Desde el comienzo de la civilización en las primeras edades en las que se clasifica nuestra historia llevan el nombre del material utilizado y desarrollado

La edad de piedra: se basaron de la roca para así construir cavernas con las primeras herramientas y armas para cazar fabricadas en ese material

la edad de bronce: en la que se descubre la ductilidad y multiplicidad de ese material

la edad de hierro en la que este reemplaza al bronce por ser un material más fuerte y con más aplicaciones.

Los materiales de construcción también los podemos clasificar por primitivos fáciles de conseguir en la naturaleza tales como ramas, (cañas, hierbas, hojas, etc.).

...