INTRODUCCIÓN Dentro de la ingeniería es necesar saria el conocimiento de las característ características icas y funciones funciones que cumplen cumplen los materiale materiales s de construcció construcción n en el presente trabajo se enumeran algunos materiales de construcción con sus características, ventajas y desventajas que ofrece el material así mismo sus funciones y usos. En este este docu docume ment nto o se pres presen enta tan n tamb tambié ién n las las curv curvas as de esfu esfuer erzo zo y deformación de los materiales la cuales son necesarias para observar los esfuerzos que resisten los materiales de construcción enumerados así tamb tambié ién n nos nos ayud ayudan an a comp compar arar ar la resi esisten stenci cia a que que pose poseen en cada cada material.
OBJETIVOS
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Observar por medio de las gr!cas de esfuerzo deformación la resistencia de los materiales sometidos a alg"n esfuerzo. #onocer las características, funciones y usos convencionales de los materiales de construcción enunciados.
BLOQUES DE MAMPOSTERIA $e llamamos mampostería al sistema de construcción que consiste en levantar muros a base de bloques que pueden ser de arcilla cocinada, piedra o concreto entre otros.
ARENA POMEZ Ventajas:
$a construcción con bloques de concreto liviano %arena pómez& presenta ventajas económicas en comparación con cualquier otro bloque para mampostería o bien otro sistema constructivo tradicional que utilice otro tipo de unidades, la que se pone de mani!esto durante la ejecución de los trabajos y al !nalizar la obra. Estas ventajas se originan en la rapidez de fabricación, precisión y uniformidad de las medidas de los bloques, resistencia y durabilidad, desperdicio casi nulo y sobre todo por constituir un sistema modular. 'oseer valores bajos de peso especí!co (ace ms fcil el manejo de bloques u otros elementos fabricados sobre la base de arena pómez. 'or otro lado, este peso menor lleva como resultado una minimización de los requerimientos. Otra característica que (ace de la arena pómez un material apropiado en la construcción es su resistencia al fuego y condensación, mo(o y pestes, adems de tener un e)celente comportamiento térmico ac"stico, debido a que es el ms utilizado en el campo de la construcción, actualmente y en su clasi!cación e)isten unidades de mampostería, conocidos como bloques (uecos y tipo *, utilizados los primeros en construcciones de paredes y tabiques y los tipo * para soleras, ya que en su sección transversal es posible la colocación del refuerzo longitudinal. Esencialmente la mampostería est formada por dos materiales que tienen comportamiento diferente+ al ser sometidas a cargas de compresión éstos se deforman en forma diferente lo cual provoca esfuerzos adicionales en la zona de interacción entre ambos materiales.
Desventajas: $a transmisión de calor a través de los muros es un problema que se presenta en las zonas clidas y en las frías, siendo así ms conveniente el empleo de cavidades con aire en el interior de los muros permitiendo que se formen ambientes ms agradables. El bloque est e)puesto a que aumente su porcentaje de absorción, ya que en la mayoría de casos es e)puesto a la intemperie. 'ara paredes e)puestas a la intemperie deben de impermeabilizarse.
CONCRETO
Estabii!a! est"#$t#"a $a capacidad portante del bloque y la gama de posibilidades de colocar acero de refuerzo en distintas cuantías, (ace que la mampostería del bloc-s de concreto satisfaga muc(as e)igencias de resistencia y estabilidad.
Resisten$ia a %#e&' 'resenta un tiempo de resistencia a la transmisión del calor de al menos (oras, lo que (ace que se considere como un elemento importante dentro del sistema de seguridad contra incendios.
Aisa(ient' t)"(i$' $a estructura a(uecada del bloc- de concreto, (ace que su mampostería sea compatible y a bajo costo con materiales aislantes, tales como vermiculita y poliestireno e)pandido. $ogrando disminuir la transmitancia térmica del muro alcanzando un óptimo nivel de confort en viviendas y construcciones en general.
Aisa(ient' a$*sti$': $a te)tura super!cial y la densidad y en menor grado otros factores constituyen una e)celente barrera sónica.
I(+e"(eabii!a! , !#"abii!a!: $a te)tura super!cial y una correcta confección y disposición de las juntas de colocación del bloc-, logran un mejor aislamiento e impermeabilidad en el muro de mampostería, incrementando a su vez la durabilidad del mismo.
M'!#a$i-n: 'ara sacar ms ventaja de la construcción con bloc-s de concreto, en necesario realizar los dise/os arquitectónicos contemplando una modulación acorde a las dimensiones de fabricación de los bloc-s y las juntas de colocación. 0abiendo que el bloc- es un prisma con un plano de 1.23)1.43 %mt& y un espesor en distintas presentaciones %1.13, 1.4 ó 1.43 %mt&&, y si contemplamos las juntas de 1.14mt, se establece una dimensión nominal de 1.1)1.51) %1.41, 1.46 ó 1.51& %mt&. 0abiendo se establece un módulo de 1.51 %mt& lo que es la mitad de la longitud del bloc- es igual a su altura. 0i los espacios de los proyectos de construcción se desarrollan en valores m"ltiplos de este módulo, se minimiza el corte de bloc-s, las actividades de colocación y las adecuaciones de los bloc-s en obra que repercuten en ms tiempo y dinero. 7 continuación presentamos una gr!ca a modo de ejemplo.
.#n!i$i-n: 7ntes de proceder a levantar un muro de mampostería, la base de apoyo %ya sea una zapata corrida o una viga& debe estar nivelada y libre de material que limite la ad(erencia del montero de junta, tales como grasas, aceites, tierra, aserrín, etc. 'reviamente a esto debe de (aberse emplazado el acero de refuerzo vertical, que se ensartar en los (uecos de los bloques y que posteriormente se llenar con (ormigón de apropiada consistencia %89 a :9& y agregado m)imo %;9 a 89&.
BARRO COCIDO $os ladrillos de barro cocido son prismas que pueden manejarse con una sola mano. Es uno de los productos ms usados en la construcción de muros de carga o simples tabiques. $os ladrillos obtenidos poseen diversidad de formas, siendo los ms comunes •
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Ladrillo perforado: ladrillo con agujeros que ocupan del 6 al 22< del rea total. Ladrillo hueco: $adrillo con agujeros que e)ceden el 22< del rea total. Ladrillo Macizo: %o tayuyo& ladrillo sin agujeros %solido&. Bloques de barro cocido, viguetas, etc.
$a materia prima para la fabricación de ladrillo es la arcilla con ciertas propiedades tales como, plasticidad, absorción de agua, capacidad de aglutinamiento, poca contracción al secado y buen comportamiento al proceso de cocción. $os ensayos que se realizan en los ladrillos para determinar su calidad, son los siguientes • • • • •
Estabilidad dimensional =esistencia >e)ión y compresión 7bsorción 0ucción E>orescencia
Ca"a$te"/sti$as: ? 7islamiento térmico y ac"stico. ? 7cumulación del calor.
? ? ? ? ? ? ? ?
Difusión del vapor. @ariaciones de forma y volumen. =esistencia al fuego. 'osibilidades arquitectónicas. Aacilidad de utilización. Economía. Decorativo. Durabilidad.
CONCRETOS Resisten$ia a a C'(+"esi-n El valor de f’c %resistencia a la compresión& se utiliza generalmente como indicador de la calidad del concreto. Es claro que pueden e)istir otros indicadores ms importantes dependiendo de las solicitaciones y de la función del elemento estructural o estructura. $as Bormas o #ódigos relacionan muc(as de las características mecnicas del concreto %módulo de elasticidad, resistencia a la tracción, resistencia al corte, ad(erencia, etc. #on el valor de f’c .
C'(+'"ta(ient' !e $'n$"et' en $'(+"esi-n $a !gura muestra las formas típicas que tienen las curvas esfuerzoC deformación del concreto cargado a)ialmente.
Curva típica del concreto en compresin
Es posible establecer algunas conclusiones generales a partir de estas curvas ? El concreto simple %sin armaduras de refuerzo& es un material frgil de baja capacidad de deformación que no tiene punto de >uencia ni rango de deformación plstica ni endurecimiento por deformación como el acero. ? 7 mayor resistencia % f’c! tiene menor capacidad deformación. $a deformación m)ima que puede alcanzar el concreto comprimido disminuye al aumentar f’c. ? $uego de alcanzar f’c empieza una rama descendente producto de la !suración interna. 'or encima del esfuerzo crítico la propagación interna de las grietas se vuelve inestable
MADERAS RESINOSAS O CONI.ERAS 0on las ms utilizadas (abitualmente, sobre todo en construcción y carpintería. $a mayoría pertenecen a la subdivisión de Ma!e"as Ban!as. 0on las ms antiguas, del !nal de la era primaria. E)isten en las zonas frías y templadas, proporcionan las mejores calidades de madera de construcción, en cuanto se re!ere a características de trabajo y resistencias mecnicas. 'resentan un elevado contenido en resinas.
MADERA DE PINO $a adera de 'ino comprende unas 1 especies. Fienen coloración roja, amarilla y blanca, siendo los primeros los ms resistentes. El 'ino silvestre, es la madera de carpintería y construcción por e)celencia algo rojiza, de grano !no y fcil de trabajar. Es muy adecuada en construcción y se emplea con é)ito en entramados, cimentaciones, obras (idrulicas y traviesas.
La (a!e"a !e +in' se i(+"e&na %0$i(ente: 0in tratamiento o de!cientemente tratada, es muy fcil que una madera cualquiera se pudra o sufra ataque de insectos en plazos inferiores a algunos meses. #iertas maderas, en general tropicales, ofertan una aceptable durabilidad natural, pero económicamente o físicamente %peso, dureza...& no son satisfactorias. Otras maderas (abituales, como el abeto, podrían ser una alternativa si fuera impregnable en profundidad %el abeto es esencialmente duramen no impregnable&. El pino combina un buen nivel de penetración y de retención para los tratamientos en clase . En el pino la albura es impregnable y su duramen lo es parcialmente.
La (a!e"a !e +in' es #n "e$#"s' ab#n!ante: =ecurso (istórico de Europa y 7sía, se gestionan los pinares de Europa de forma controlada para satisfacer la demanda sin arriesgar la especie. El pino est particularmente bien implantado en los bosques ibéricos debido a sus numerosas aplicaciones tanto en maderas para interior como e)terior.
La (a!e"a !e +in' '%"e$e b#en's nivees !e "esisten$ia (e$0ni$a: Densidad, dureza, contracción, >e)ión, elasticidadG>e)ibilidad son las características contempladas para elegir una madera. El pino no destaca en una de ellas pero, globalmente, es la madera que proporciona la mejor combinación.
La (a!e"a !e +in' es %0$i(ente t"ans%'"(abe , +"'$esabe 0e trata de una madera semiCpesada, poco nerviosa %!bra recta&, semiC dura, la cual es apta para el c(apado y cuyo mecanizado es fcil en todos los aspectos %cepillado, torneado, moldurado, taladrado, etc.&. El encolado es apto, se puede clavar y atornillar con facilidad. 0e combina sin di!cultad con piezas metlicas de cone)ión. 7dems es una
madera de color claro que ofrece posibilidad de pinturas para todos los gustos.
C#"va Es%#e"1'2 De%'"(a$i-n !e Pin'
MADERA DE CIPRES I(+"e&nabii!a! ? #onsiderada imputrescible e inatacable por insectos y (ongos
Me$ani1a$i-n ? 7serrado difícil por presencia de nudos e irregularidad de las trozas ? Encolado 0in problemas ? #lavado y atornillado requiere realizar taladros previos para evitar rajado de la madera. ? 7cabado 0in problemas
A+i$a$i'nes ? ? ? ? ?
#arpintería e)terior e interior #(apas para recubrimientos decorativos. Fornería, taracea, escultura #onstrucción naval. otivos ornamentales %setos, barreras cortavientos&.
P"'+ie!a!es (e$0ni$as ? =esistencia a >e)ión esttica 4.121 -gGcm5 ? ódulo de elasticidad H6.111 -gGcm5
? =esistencia a la compresión paralela 611 -gGcm5
? =esistencia a la tracción paralela 441 -gGcm5
ACERO PARA RE.UERZO $as características principales que determinan los rasgos de una barra de acero para refuerzo son su punto de >uencia y su módulo de elasticidad. Este "ltimo prcticamente es el mismo para todos los aceros para refuerzo y se toma como EsI 53 4111,111 lbGpulg 5. 7dicionalmente, la forma de la curva típica de esfuerzoCdeformación unitaria de los aceros para refuerzo y en particular la curvatura del tramo inicial, tiene una in>uencia signi!cativa en el comportamiento de elementos de concreto reforzado. $os cinco puntos críticos en la curva típica de esfuerzoCdeformación unitaria describen el comportamiento de los aceros para refuerzo en ensayos e)perimentales.
C#"va t/+i$a !e es%#e"1'2!e%'"(a$i-n #nita"ia !e 's a$e"'s +a"a "e%#e"1'3
El agrupamiento por resistencia al límite de >uencia puede establecerse mediante otro sistema de clasi!cación. De los requisitos de la 70F para acero estructural %para (acer refuerzo y anclajes& se clasi!can los aceros para refuerzo para concreto de barras grado 1 y :1, siendo los ms usados, aunque e)isten los de grado H6 El acero de refuerzo para concreto (idrulico lo constituyen varillas, alambres, cables, barras, soleras, ngulos, rieles, mallas, metal desplegado u otras secciones o elementos estructurales que se usan dentro o fuera del concreto en ductos o sin ellos, para ayudar a este a absorber cualquier clase de esfuerzos. Fomando como base su forma, las varillas de acero para refuerzo se clasi!can en los siguientes tipos "arilla corrugada: Es aquella cuya super!cie est provista de rebordes y salientes llamados Jcorrugaciones9, los cuales in(iben el movimiento relativo longitudinal entre la varilla y el concreto que la rodea. "arilla lisa: Es aquella que est desprovista de corrugaciones o que teniéndolas no cumple con los requisitos establecidos.
Fomando como bases sus esfuerzos a la tensión las varillas se clasi!can en
4"a!' 56: #uyo límite de >uencia mínimo es de 2111 -gGcm5 4"a!' 78: #uyo límite de >uencia mínimo es de 511 -gGcm5 4"a!' 96: #uyo límite de >uencia mínimo es de 6111 -gGcm5 4"a!' 6: #uyo límite de >uencia mínimo es de :111 -gGcm5 C#"vas $'(+a"ativas !e es%#e"1'2!e%'"(a$i-n +a"a a$e"' !e "e%#e"1' , +"ees%#e"1'
En el acero de refuerzo ordinario, tipi!cados mediante los grados 1 y :1, e)iste una respuesta inicial elstica (asta un punto de >uencia bien de!nido, ms all del cual, ocurre un incremento substancial en la deformación sin que venga aparejado un incremento en el esfuerzo. 0i se sigue incrementando la carga, esta mesa de >uencia es seguida por una región de endurecimiento por deformación, durante el cual se obtiene una relación pronunciadamente no lineal entre el esfuerzo y la deformación. Eventualmente ocurrir la ruptura del material, a una deformación bastante grande alrededor del 42< para varillas de grado :1 y del 51< para varillas del grado 1. El contraste con los aceros de preesfuerzo es notable. Estos no presentan un esfuerzo de >uencia bien de!nido. El límite proporcional para cables redondos %y para cables (ec(os con tales alambres& est alrededor de 4,111 -gGcm 5, o sea 6 veces el punto de >uencia de las varillas del grado 1. #on carga adicional, los alambres muestran una >uencia gradual, aunque la curva contin"a elevndose (asta la fractura del acero. $as varillas de aleación tienen características similares a aquellas de los alambres redondos o de los cables trenzados, pero sus límites proporcionales y resistencias son de 21 a 1< menores. El módulo de elasticidad para las varillas de refuerzo es ms o menos el mismo 5.1)41 : -gGcm5.
CONCLUSIÓN
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$as propiedades físicas, químicas y físicoCquímicas de los materiales son de suma importancia al elegir alg"n material de construcción. 0in embargo debido al comportamiento de las estructuras con la carga aplicada, la resistencia es de mayor importancia, siendo esta una propiedad mecnica. *n requerimiento inicial de cualquier material de ingeniería es una resistencia adecuada, la cual se puede observar mediante la curva de esfuerzoCdeformación.
BIBLIO4RA.IA
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