Materiales De Construccion

MATERIALES DE CONSTRUCCION

1.1 GENERALIDADES

Los materiales de construcción son todos aquellos componentes que intervienen de alguna forma en el proceso constructivo de una obra, permitiendo la obtención de otros materiales o interviniendo en forma directa.

1.2 NORMALIZACION DE MATERIALES

La normalización es la estandarización y regulación de cualquier elemento, la normalización en materiales de construcción surge como respuesta a la necesidad de crear un lenguaje común, con reglas fijas para, al utilizar determinados materiales, obtener resultados similares que den confiabilidad.

Para seleccionar un determinado material que intervendrá en la construcción es necesario previamente conocer a fondo sus propiedades y características. En Perú, la normalización se ajusta a los estándares señalados por ITINTEC.

En algunos casos, cuando no exista normalización nacional, se puede recurrir al estándar americano, regido por la ASTM (American Society for Testing Materials) u otras normas internacionales como la DIN (alemana), la BS (británica).

La normalización debe cumplirse en dos aspectos:

Especificaciones estándar: Son las que indican los mínimos y máximos que debe cumplir un material para su uso en construcción.

Dentro de dichas especificaciones tenemos:

Especificaciones químicas: Indica las cantidades mínimas y/o máximas de los componentes que conforman el material.

Especificaciones físicas: Indica la granulometría adecuada.

Especificaciones mecánicas: Especifica las cargas mínimas y máximas que el material puede soportar.

Métodos de ensayo: Son los ensayos que se requieren para verificar las especificaciones estándar.

1.3 CLASIFICACION

• AGLOMERANTES.- Son aquellos que por sus propiedades físico químicas permiten la formación de otros materiales. Ejemplo: cemento, cal, yeso, etc.

• AGREGADOS.- Aquellos materiales que conjuntamente con los aglomerantes conforman otro material. Por ejemplo: arena, piedras, gravas, etc.

• MEZCLAS.- Son aquellos materiales compuestos por uno o más aglomerantes y agregados. Entre ellos están los morteros y los concretos.

• OTROS.- Aquellos materiales que intervienen en el proceso constructivo tal como se les consigue en el mercado, ejemplo: ladrillo, madera, fierro, etc.

1.4 AGLOMERANTES

Son aquellos elementos compuestos de una o varias sustancias, capaces de endurecerse a corto plazo y en consecuencia, capaces de unir materiales heterogéneos de distinta naturaleza.

Los aglomerantes, por sí solos o con la colaboración del agua, se adhieren a los cuerpos sólidos. Pueden endurecerse por evaporación, como la arcilla, el yeso o la cal aérea, por fraguado (en contacto con el agua), como el cemento y la cal hidráulica, o por enfriamiento como el asfalto y la brea.

1.4.1 FRAGUA

Es la pérdida de plasticidad que sufre la pasta compuesta por un aglomerante pulvurulento y agua. Se distinguen dos etapas de fraguado:

• Fraguado inicial: Momento en que la pasta empieza a perder plasticidad.

• Fraguado final: Cuando la pasta deja de ser deformable y se transforma en un bloque pétreo .

1.4.2 CLASIFICACION

Los materiales aglomerantes se clasifican:

Según su naturaleza:

• Inorgánicos: Yeso, cal, cemento

• Orgánicos: Como resinas, hidrocarburos y polímeros

Por el lugar de fragua

• Aéreos: Fraguan al aire y son forman morteros poco resistentes al agua. (yeso, cal, etc.).

• Hidráulicos: Fraguan indistintamente en el aire como en el agua.

• Hidrocarbonados: Son materiales líquidos o viscosos que endurecen por evaporación y/o enfriamiento.

1.4.3 CEMENTO PORTLAND

Los cementos portland son conglomerados o ligantes hidráulicos, de aspecto pulvurulento, llamados así porque sus partículas tienen la propiedad de producir una reacción química en presencia del agua, que se manifiesta por aumento de la temperatura y el fraguado y endurecimiento de la masa hasta constituirse en una piedra artificial de características estables.

Durante la hidratación, veloz al principio, se produce un rápido endurecimiento inicial llamado fraguado que dura algunas horas, y luego continúan indefinidamente mientras exista humedad, pero a un ritmo cada vez menor.

La composición química y algunas características físicas puedan dar al cemento propiedades diferentes.

1.4.3.1 PROCESO DE FABRICACIÓN DEL CEMENTO

El cemento es el producto que se obtiene al cocer en un horno a elevada temperatura (1,400 a 1,800ºC) y en la debida proporción, piedra caliza y arcilla.

El proceso de fabricación del cemento se inicia con la explotación de los yacimientos de materia prima, en tajo abierto.

El material resultante de la voladura es transportado para su trituración , la trituración de la roca, se realiza en dos etapas: se procesa en una chancadora primaria, hasta reducirla de un tamaño máximo de 1.5 m hasta los 25 cm.

Seguidamente, luego de verificar su composición química, pasa a la trituración secundaria, reduciéndose su tamaño a 2 mm aproximadamente.

La siguiente etapa comprende la molienda, por molinos de bolas o por prensas de rodillos, que producen un material de gran finura. En este proceso se efectúa la selección de los materiales, de acuerdo al diseño de la mezcla previsto, para optimizar el material crudo que ingresará al horno.

El material molido debe ser homogeneizado para garantizar la efectividad del proceso de clinkerización mediante una calidad constante. Este procedimiento se efectúa en silos de homogeneización. El material resultante constituido por un polvo de gran finura debe presentar una composición química constante.

La harina cruda es introducida al horno rotatorio donde se desarrollan las restantes reacciones físicas y químicas que dan lugar a la formación del clinker.

En el horno para la producción del cemento se producen temperaturas de 1,500 a 1,600°C, dado que las reacciones de clinkerización se encuentran alrededor de 1,450°C. El clinker que egresa al horno de una temperatura de 1,200 °C pasa luego a un proceso de enfriamiento rápido, luego es conducido a la molienda de cemento por molinos de bolas. El cemento así obtenido es transportado para depositarse en silos donde se encuentra listo para ser despachado.

El cemento se vende en bolsas que pesan 42.5 Kg. y contienen 1 pie cúbico.

1.4.3.2 COMPOSICION DEL CEMENTO

Los cementos Portland típicos consisten en mezclas de silicato tricálcico (3CaO•SiO2), aluminato tricálcico (3CaO•Al2O3) y silicato dicálcico (2CaO•SiO2) en diversas proporciones, junto con pequeñas cantidades de compuestos de magnesio y hierro. Para retardar el proceso de endurecimiento suele añadirse yeso. Estos compuestos activos del cemento son inestables, y en presencia de agua reorganizan su estructura.

• Silicato tricálcico (3CaO•SiO2), Su hidratación es responsable del endurecimiento del cemento.

• Aluminato tricálcico (3CaO•Al2O3) Al hidratarse provoca un endurecimiento inicial alto, pero no contribuye al endurecimiento final de la mezcla.

• Silicato dicálcico (2CaO•SiO2). Su hidratación causa un aumento de resistencia paulatina, endureciendo el producto poco a poco durante varios años.

1.4.3.3 TIPOS DE CEMENTO PORTLAND

Mediante la variación del porcentaje de sus componentes habituales o la adición de otros nuevos, el cemento Portland puede adquirir diversas características de acuerdo a cada uso, como el endurecimiento rápido y resistencia a los álcalis. Los cementos de fraguado rápido, a veces llamados cementos de dureza extra rápida, se consiguen aumentando la proporción de silicato tricálcico. Estos Algunos de estos cementos se endurecen en un día al mismo nivel que los cementos ordinarios lo hacen en un mes. Sin embargo, durante la hidratación producen mucho calor y por ello no son apropiados para grandes estructuras en las que ese nivel de calor puede provocar la formación de grietas.

En obras masivas suelen emplearse cementos especiales de poco nivel de calor, que por

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