Curso: Geología Aplicada Profesor: Ing. Oscar Angulo S.
USO DE ROCAS IGNEAS, Y METAMÓRFIC METAMÓRFICAS AS EN LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN RESUMEN Este trabajo trata de de determinar las características características propias, propias, que deben tener tener tanto tanto las rocas ígneas, ígneas, sedimentaria sedimentariass y metamó metamórfica rficas, s, para el uso en la ind industr ustria ia de la cons constr tru ucció cción, n, esp especia ecialm lmen ente te las las roca rocass ígne ígneas as y las las metamórficas, metamórficas, pues las rocas r ocas sedimentarias debido a su amplia utilización se tratara más adelante. Por tanto y de acuerdo con las características de las rocas a emplearse, se divide en dos grupos: 1) Rocas para Construcciones, y 2) Rocas cas para para Re Rev vest estimie imien ntos tos y Orn Ornam amen enttales ales.. Se dest destac acan an com como fact factor ores es prior riorit itar ario ios, s, los los cara caract cter eres es textu extura rale les, s, mineralógicos y de integración petrográfica. Se hace notar la importancia que tienen los estudios petrográficos para verificar las características petrotext textur ural ales es de las las roca rocas, s, inde indepe pend ndie ient ntem emen ente te de otro otross ensa ensayo yoss que que deter etermi mina nan n prop ropied iedades ades tale taless com como, resi resist sten enci cia a al desg desgas aste te,, a la compresión, compresión, al corte, etc. Debido a las diferentes composiciones mineralógicas de las rocas ígneas y metamórficas, y la gran superficie que aflora en la corteza terrestre, el trabajo esta dirigido dirigido a resaltar las propiedades físicas, físicas, químicas, químicas, texturales y estructurales de dichas rocas, con la finalidad de determinar su uso en la industria de la construcción. INTRODUCCIÓN Con el nombre de rocas de aplicación se agrupan en forma genérica, una amplia variedad de ellas, que de acuerdo con su composición, coherencia, estado de conservación y textura, pueden ser empleadas en obras civiles e hidráulicas, y como ornamentaciones. Asimismo y en forma explícita, se tratara la presencia negativa de algunos tipos tipos de cement cemento o de las arenisc areniscas, as, sin sin llega llegarr a tratar tratar por separa separado do los defectos o virtudes de estos tipos de rocas. Selección de rocas para su utilización Conociendo las características que deben cumplir, para el uso que se le ha de dar, se determinan determinan algunas propiedades para su utilización en la industria de la construcción como: 1º)
Texturales: Las Las roca rocass debe deberá rán n care carece cerr en lo posi posibl ble e de text textur uras as Plan Planare aress (esquistosa, gnéisica, foliada) propias de rocas tales como esquistos, pizarras, gneis, migmatitas, etc. La presencia de estas texturas, con el correr del tiempo o por el peso de la estructura, puede producir fisuras y probables deslizamientos que resentirán las estructuras en que fueron empleadas esos tipos de rocas, originando asentamientos asentamientos diferenciales.
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No obstante esta particularidad negativa de las texturas y estructuras plan planas as,, esta esta pued puede e subs subsan anar arse se cuan cuando do esto estoss tipo tiposs de roca rocass presenten fracturas de carácter cúbico, así podrían ser empleadas en sustitución de otras rocas con propiedades físicas más apropiadas, si su yacimiento estuviera en una situación de distancia más ventajosa con relación al mejor tipo de roca Los enrocado enrocadoss con rocas rocas metamor metamorfitas fitas esquisto esquistosas, sas, también también trae problemas de estabilidad, debido a la composición mineralógica de las mismas y sería posible algún tipo de movimiento o deslizamiento, provocado por el peso de carga que actúe sobre los niveles inferiores, para provocar inestabilidad. inestabilidad. Las rocas de textura granular tipo granito o del clan granito, son más apropiadas apropiadas que las esquistosas para ser empleadas empleadas en distintas obras de ingeniería; ejemplos clásicos de rocas con estos tipos de texturas son los granit granitos, os, diorit dioritas as,, tona tonalit litas, as, gabro gabros, s, etc. etc. La distri distribu bució ción n adecuadamente homogénea de sus componentes, de su textura, da lugar que su empleo en las todo tipo de obras presenten confianza. Esta propiedad no sólo es favorable para evitar posibles movimientos, sino porque merced a la misma, tiene lugar entre sus fragmentos un ensamblado ensamblado más fuerte, de elevada coherencia en las mezclas en que son empleadas estos tipos de rocas. Estas rocas con estructuras estructuras y texturas de notable homogeneidad, homogeneidad, son convenientes para su utilización en pantallas naturales de diques, bocat bocatom omas, as, camino caminos, s, enroc enrocad ados, os, defens defensas, as, etc. así como en la elaboración de hormigón e inclusive para fabricación de arenas para construcciones, como también balasto. Además de los caracteres estructurales y texturales, se debe tener en cuenta la composición de las rocas ígneas en general y volcánicas en particul particular, ar, la presencia presencia de minerales minerales tales como vidrio volcánico volcánico,, ópalo, calcedonia y los que frecuentemente son individualizados como minerales expansivos, de los cuales se tiene a la saponita (D: 1½ a 2. Densidad 2,30 g/cm 3 ), bentonita, celadonita (D: 2. Densidad 3,00 g/cm3. , grifita, etc. Debido a su fácil poder de reacción y/o transformación, a estos minerales se los debe considerar como materiales no aptos, ya que su presencia en proporciones inferiores a un 40% en algunos casos y mayores a un 30% en otros, no permiten el empleo de las rocas que los contie contienen nen.. La prese presenc ncia ia de tales tales compon componen entes tes minera mineralóg lógico icoss permite su uso con cautela. 2º)) 2º
Est sta ado de de con conse serv rvac ació ión n de de la la roca roca Debe Debe teners tenerse e en cuent cuenta a la propo proporci rción ón de minera minerales les secun secunda dario rioss prov proven enie ien ntes tes de la desc descom ompo posi sici ción ón de la roca roca,, que que inci incid den desfavorablemente desfavorablemente en la coherencia, tenacidad y dureza de la misma. Entr Entre e los los miner inera ales les sec secundario rios que afec afecttan el esta estad do de conservación o inalterabilidad, de una roca determinada, se destacan los minera minerales les expan expansiv sivos os como: como: sapo saponit nita, a, celad celadon onita ita,, griffi griffitit tita a y bentoni bentonita. ta. Otros componentes componentes secunda secundarios rios que afectan afectan en menor menor grado la homogeneidad y dureza, son carbonatos, clorita, epidoto, serpentina, serpentina, etcétera. Evidentemente, los efectos de una descomposición con formación de minerales secundarios en proporción estimable, deben ser tenidos muy en cuenta; la presencia de componentes expansivos (saponita, celadonita, etc.) llegan a provocar el desmenuzamiento de la roca que los contiene si su porcentaje en la misma es superior a un 30% o más del conjunto de su componentes.
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a)
b)
Aquí, debemos considerar aquellas rocas que independientemente a su origen y textura contengan minerales inestables como ópalo y calcedonia. El ópalo en aquellas mezclas en que se encuentra incorporado como estéril, puede transformarse en un agente activo al modificar su volumen y consistencia al deshidratarse, o reaccionar químicamente con los componentes activos del cemento (arcillas). Cuando actúa como estéril en la base de carpetas asfálticas, o como integrando el hormigón en obras viales, resulta un elemento negativo por su elevada dureza, y alta fragilidad; esta última cualidad provoca una serie de fisuras que se transmiten a la carpeta de rodamiento, provocando su resquebrajamiento progresivo. Ello permite con el tiempo, la formación de fisuras por las que penetrara agua, la que provocará, de acuerdo con la forma de actuar, un deterioro definitivo. Menos frágil pero más propenso de reaccionar con el cemento del hormigón, es la calcedonia; por lo tanto tampoco resulta un componente apto en cualquiera de las ramas de la construcción, si su porcentaje es lo suficientemente elevado como para perjudicar las mezclas en las cuales se encuentra incorporada. Se estima que más de un 40% de calcedonia puede resultar pernicioso. Trataremos aquí los minerales habitualmente reconocidos como expansivos. Entre los más perjudiciales para la estabilidad de las rocas en que se encuentran alojados, actuando ya sea como parte fundamental en la constitución de las mismas o como integrantes secundarios o accesorios, debemos considerar entre otros al vidrio volcánico; su presencia en vulcanitas, ignimbritas (sillar) y tobas, frecuentemente es común y representa un factor de inestabilidad para estos tipos de rocas El factor de inestabilidad se manifiesta cuando la proporción varía entre un 40% y 50%. Mediante el proceso de desvitrificación, que se produce por la influencia de varios procesos, como la alteración meteórica, hidrotermal e influencia del metasomatismo de contactos, da lugar a la formación de minerales tales como: sílice criptocristalina, cuarzo, feldespato potásico y óxidos de hierro; en estos casos no se ve afectado el grado de estabilidad de la roca, no importando para ello el volumen que puedan adquirir los minerales derivados de la desvitrificacion. Con frecuencia el vidrio volcánico en su proceso de alteración, da lugar a arcillas del grupo de la montmorillonita (arcilla expansiva) y la bentonita de origen generalmente volcánico, como se aprecia e en represa de Poechos en Piura. La celadonita y la grifitita, también provienen de la descomposición del vidrio que conjuntamente con la bentonita, la saponita, la celadonita y el ópalo se constituyen en minerales inapropiados para ser empleados en cualquiera de las ramas de la construcción, debido a sus propiedades expansivas y de inestabilidad.
3º)
a)
b)
Tectónicas Si bien no ejercen una influencia directa sobre la litología en que tuvieron lugar, pueden haber afectado a las formaciones rocosas por los siguientes motivos: Diaclasas, fracturas, lineamientos y zonas de fallas que afectan la tenacidad y homogeneidad de las rocas que se pretenden cortar en bloques; los ejemplos más frecuentes que pueden reconocerse de estas alteraciones estructurales, pueden ser reconocidas en mármoles, rocas graníticas y basálticas cuando deben ser preparadas en placas para revestimientos. Formación de material de molimiento conocido con el nombre de "jaboncillo de falla" que resta tenacidad a las paredes de las rocas así afectadas; como máxima expresión de este proceso de cataclasis se forman las filonítas.
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4º)
Metamórficas Las formaciones metamórficas, además de tener texturas esquistosas como rasgo distintivo, se destacan por la orientación de sus componentes, los que pueden adquirir por cataclasis (metamorfismo de dislocación) aplanamiento y orientación de les mismos por alargamiento. Estos molimientos y -alargamientos deformantes, transfieren a la textura caracteres nodulosos. Estas rocas son identificadas como milonitas; siendo el extremo más desarrollado del metamorfismo de dislocación las cataclasitas. Si bien estas rocas podrían mostrar caracteres ornamentales interesantes, sólo es aconsejable su empleo en determinados revestimientos de interiores por la propensión de estas rocas a ser afectadas por los agentes atmosféricos. EMPLEO DE ROCAS ÍGNEAS Y METAMÓRFICAS DE ACUERDO CON SUS PROPIEDADES
Sí consideramos las características texturales y mineralógicas de las diversas rocas a emplearse con fines prácticos, podríamos dividirlas en dos grandes grupos: Grupo 1 CONSTRUCCIONES 1.1 Obras civiles (diques, puentes, edificios en general). 1.2 Obras viales. 1.3 Enrocados y terraplenes. Grupo 2
2.1 2.2 2.3
REVESTIMIENTOS Y ORNAMENTACIONES Revestimientos exteriores. Revestimientos interiores. Ornamentación.
CONSTRUCCIONES 1.1 Obras civiles (diques, puentes, edificios en general). Podemos afirmar que este grupo abarca la mayor variedad de rocas en la industria de la construcción y afines. Como se podrá apreciar hay una gran semejanza en los materiales pétreos que se emplean en las construcciones civiles en general, en las obras viales y en los enrocados. Si bien los sub-grupos 1.2 y 1.3 son aparentemente distintos, en la práctica se ha demostrado que hay gran similitud en el material pétreo empleado en distintos tipos de mezclas para construir las diferentes estructuras que integran la obra. En las construcciones se emplean preferentemente todo tipo de roca granítica; también son usadas aquellas rocas porfíricas como riolitas, andesitas, basaltos, etc. cuando circunstancias favorables así lo aconsejan y los resultados de laboratorio de mecánica de rocas lo confirman. Estas rocas son aptas si su estado de inalterabilidad es superior al 80%, carecer de microfisuras, con texturas coherentes, sin estructuras lanares; por otra parte, las volcánicas además de ajustarse a estas especificaciones no deben contener minerales expansivos. Además de las rocas graníticas, que por sus características texturales, estructurales y mineralógicas son consideradas como óptimas para su empleo en la construcción, puede ser usado otro tipo de roca, siempre que se adecuen sus características a las exigencias señaladas. Uno de los rasgos predominantes que deben tener estas rocas, es su textura granosa, no contener vidrio volcánico en más de un 30%, ni ópalo en cantidades semejantes a la del vidrio.
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Como factores excluyentes para su empleo en este grupo, se consideran a las rocas alteradas (por lo menos verificadas al microscopio), tener fisuras hasta microfisuras y con texturas esquistosas. En muchas circunstancias, cuando no se dispone de rocas apropiadas a distancias económicamente ventajosas de la obra, y se cuenta en los alrededores de la misma con otra roca que por su costo de extracción, puede sustituir al material más apropiado, puede recurrirse a algún tipo de roca como arenisca, vulcanita y metamorfita, siempre que su inalterabilidad, textura, estructura y cubicidad de fractura, se adapten a las exigencias que su uso requiere. Además se debe tener en cuenta en todos los casos, la conveniencia de no contener dichas rocas, minerales expansivos e inestables. 1.2.
Obras viales Para ser consideradas rocas aptas como elementos de carga en obras viales, deben presentar las mismas propiedades que las señaladas para 1.1 Construcciones civiles. Cuando algunas variedades de areniscas se ajustan a las exigencias dadas, ellas pueden ser usadas en estas obras. Se desechan aquellas variedades, por ejemplo de ortocuarcitas, que tienen un alto porcentaje de ópalo y calcedonia en su cemento; dichas rocas por los inconvenientes que tienen estos minerales no son aptas para su uso en carpetas asfalticas. Una exigencia fundamental por su conveniencia de los materiales pétreos que integran este subgrupo, es tener un fracturamiento con buena cubicidad y carecer de minerales inestables y expansivos, por supuesto que estas premisas son independientes al requisito fundamental de que el 80% de los componentes de las rocas deben encontrarse inalterados. Entre las rocas con buenas aptitudes para ser empleadas en este grupo, además de las graniticas en general, se debe tener en cuenta a las rocas volcánicas, desde riolitas a basaltos, siempre y cuando carezcan de amígdalas y diseminados en su pasta, de minerales tales como saponita, griffitita, celadoníta e inestables como ópalo y celadonita, o que dichos componentes sean inferiores al 20% de los constituyentes de dicha roca. Entre las pruebas a que deben ser sometida una roca, se destacan los ensayos de moliendas para obtener en su fracturación la mayor cubicidad posible de sus fragmentos, tambie se debe notar que cuando se dispone de canteras conocidas y a distancias económicamente convenientes de una obra vial determinada, la misma debe ser empleada con éxito en la estabilización de la base correspondiente a la carpeta de rodamiento. Este procedimiento también se lo emplea en las carpetas de hormigón para restar movilidad plástica de fondo, que tiene lugar por humedicimiento y mojado natural.
1.3.
Enrocados y Terraplenes Para el uso de rocas para este tipo de obra, se recomienda seleccionar fragmentos con cubicidad, su tamaño más conveniente oscila entre los 20 y 25 centímetros de lado, inalterados y no contener componentes inestables y expansivos. Si se tiene como aporte al basalto, puede originar ciertas dificultades, pues presentan en su composición mineralógica la celadonita y griffitita, como rellenos de amígdalas o irregularmente diseminados en su pasta. La
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presencia de estos minerales provocan por la acción de la meteorización modificaciones volumétricas al tener lugar en ellos los procesos de expansión y contracción, los que producen en el período comprendido entre los 60 y 90 días, desintegraciones progresivas de los basaltos expuestos a la acción de los agentes atmosféricos. Si no se encuentra otro tipo de roca que presenten mejores condiciones y es el basalto la única roca firme que es posible hallar en muchos kilómetros a la redonda, se puede utilizar como base para la obtención de los tipos de arenas necesarios que hicieran falta en obras civiles. Es tal la uniformidad de la impregnación de celadonita, griffitita en toda la masa de este basalto, que puede provocar un serio problema, cuando se vaya a utilizar pues son difíciles de obtener basaltos libres de dicha contaminación. La presencia de estos minerales expansivos constituyen un serio problema, pues provoca por efectos de los ciclajes naturales la desintegración del basalto expuesto y ya fracturado, si se utilizan como enrocado, porque los minerales expuesto a variantes naturales son atacados por intemperismo. El problema del intemperismo del enrocado basáltico puede subsanarse mediante un lechado muy liviano de cemento, que además de cubrir a la roca, rellena las vesículas, obrando de esta manera en favor de una mejor coherencia de la roca resolviendo de esta manera una de las causas que provocan inestabilidad en los basaltos. En el caso particular en que los basaltos contaminados fueron usados como árido en la elaboración de hormigón, los procesos de expansión y contracción no se producen, al quedar aislados de los agentes hidratantes por dicha fabricación, siempre que se hallen en la masa interna del hormigón, los fragmentos superficiales quedarán expuestos a dicho ciclaje. El descubrimiento de celadonita en los basaltos, como así mismo la presencia de este mineral en los basaltos de Foz de Iguazú, Estado de Paraná (Brasil) detectada por Hayase y Manera; data del año 1972, en el año 1973 los mismos investigadores también encuentran celadonita en tres localidades ubicadas en el norte de la Patagonia, pero en esta oportunidad, dicho mineral es ubicado en andesita y no en basalto. Una mención especial debemos dedicar a las múltiples aplicaciones que se pueden obtener de las grandes regiones basálticas, además de ser pastoriles, este tipo de roca permite la recepción y distribución de aguas meteórica y sus bloques son usados con frecuencia en la construcción, como así también revestimientos; en fragmentos menores, como árido en hormigón y algunos tipos de asfaltos. En síntesis cuando la roca se encuentra inalterada y sin minerales expansivos o en cantidad no inapta, se constituye en una de las fuentes más importantes para explotación de áridos, especialmente para la construcción de caminos; esta circunstancia es sumamente interesante si se tiene en cuenta que las rocas basálticas cubren grandes superficies de la Patagonia, Holmberg (1975). Además, en Rusia y en Japón, los basaltos ricos en vidrio, ya fueron ensayados para su fundición y utilización como vidrio trafilado en hilos y como aislante en forma de lana de vidrio. Otras de las propiedades que debemos tener muy en cuenta en los basaltos, es su resistencia al desgaste, de acuerdo con los ensayos físicos-mecánicos de los agregados gruesos con miras a su empleo como áridos, Monteverde (1975). Por lo que puede extraerse del trabajo de Monteverde y otros, acompañado por la experiencia acumulada por el autor en trabajos de Geología Aplicada, preferentemente relacionados con áridos, para fabricación de hormigones, puede llegarse a la conclusión con carácter terminante que los resultados de
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los ensayos físicos-mecánicos, no muestran en forma directa el verdadero grado de alteración y por ende, la verdadera dureza de la muestra ensayada. De tal suerte, resulta que en los ensayos de desgaste del basalto, el tamaño del grano, el polvillo producido de los primeros redondeamientos y la elasticidad de algunos de sus componentes, inciden en la interpretación del verdadero estado de descomposición de la roca; ello se debe a que el tamaño de las partículas mayores y el colchón de polvo, aquí formado, disminuyen el desgaste que tendría que producirse. El resultado señala una resistencia mayor del rodado, fragmento, etc., que el que su estado de "frescura" realmente tiene. De esta manera, quedó demostrado ingenieros geólogos y otros, que las miles de pruebas realizadas especialmente sobre basaltos en agregados gruesos, a través de más de un década, permite no tomar al pie de la letra los resultados de los ensayos de Los Ángeles, por no indicar éstos, el verdadero estado de conservación o de alteración mineralógica de la roca. REVESTIMIENTOS Y ORNAMENTACIÓN Este grupo abarca una amplia gama de rocas para revestimiento, que comprende desde los mármoles, conocidos en este quehacer desde antiguo, pasando por los granitos y sus variedades conexas hasta involucrar a los basaltos, extendiéndose su aplicabilidad en algunas ocasiones alas anfibolitas que además de ser un elemento de revestimiento, también se la emplea en la fabricación de mesadas, baldosas y vanitory. 2.1.
Revestimientos para exteriores Preferentemente se trata de revestimientos de frentes de edificios de cierta importancia, además de columnados; por lo habitual en estos casos que son los más frecuentes, es aconsejable el uso de aquellas rocas de textura preferentemente granosa fina con acentuada equidimensionalidad, y con poco contenido de componentes micáceos. Las rocas que tengan los caracteres aquí señalados, por su textura y composición mineralógica permitirán un buen pulido, que se prolongara por mas tiempo gracias a la escasa o nula alteración de sus componentes. Entre las variedades de rocas graníticas que más aceptación tienen en revestimientos, debemos destacar los granitos rojos, los rosados, negros y los porfíricos y porfiroblásticos (granitos migmatíticos), además de los grises que con su variada tonalidad y distinto tamaño de grano; constituyen la clase más común, pero no son las más apreciadas. Uno de los requisitos más importantes, con que deben contar estas rocas para ser cortadas en planchas aptas para su uso en revestimientos, además de su mejor estado de inalterabilidad, es que deben estar libres de rajaduras y fisuras por más finas e imperceptibles que ellas sean. Este tipo de anomalías incide negativamente en la obtención de un buen pulido, y su durabilidad, además de permitir infiltraciones de agua, ocasionando en poco tiempo, un amplio deterioro del revestimiento, incluso puede llegar a provocar su desprendimiento progresivo. La variedad del grano, en cuanto a su tamaño y distribución de tonalidades y coloridos, constituye uno de los atractivos más interesantes en la elección de los diversos revestimientos. Los basaltos negros y afaníticos, cuando no tienen fenocristales de tamaño considerable, ni tampoco ningún tipo de vesículas y de amígdalas, suele tomar un pulido sumamente interesante; con propiedades tan especiales que lo convierten en una roca codiciada para revestimientos, por la ranura de su grano y el alto brillo que de él se obtiene. Además de ser usado como revestimientos, este tipo de basaltos puede ser manufacturado en la fabricación de azulejos especiales, baldosones, mesadas y vanitory.
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Especial atención debe tenerse en la selección de mármoles para revestimientos exteriores, especialmente en localidades que suelen estar expuestas a vientos fuertes y frecuentes. Los vientos que por lo general son portadores de partículas de durezas superiores a la de los mármoles, ocasionan una erosión pausada pero constante a través del tiempo. En esos casos, estos revestimientos deben ser reemplazados por otros más convenientes, ya sean naturales o artificiales. Por otra parte, no todo lo considerado como mármoles con fines comerciales lo son, de tal manera, algunas dolomitas de color crema y grano grueso y sobre todo, las aragonitas de la variedad del travertino, son empleadas erróneamente en algunos revestimientos exteriores. Las reacciones con el anhídrico carbónico del ambiente, su baja dureza (inferior a 3 las escalas de Mohs) sumado a su superficie no uniforme, las oquedades típicas del travertino, los gases de los escapes de los automotores y diversos factores atmosféricos, inciden en la aceleración de su percudido y fina mícrogranulación secundaria. En cambio, ese tipo de efectos corrosivos, aparecen notablemente disminuidos cuando se trata de verdaderos mármoles, es decir de aquellas calizas que muestran, recristalización, y su textura refleja tos efectos del metamorfismo soportado mediante sus caracteres granoblásticos. En estos ejemplos, es posible apreciar una mayor compactación, puesta de manifiesto en un perfecto ensamblado de sus componentes carentes de espacios vacíos. El tamaño del grano, particularmente cuando es fino incide favorablemente en un mejor pulido, como es el caso del mármol de Carrara. Por lo tanto, queda perfectamente aclarado que los mármoles de revestimientos de frentes, de columnas, etc., para que conserven su pulido inalterado, deben tener un grano sano, de tamaño preferentemente fino y hallarse perfectamente límpido de impurezas. Deben estar totalmente recristalizados y sobre todo, carecer de espacios vacíos. Todas estas exigencias deben ser tenidas en cuenta para evitar los deterioros señalados. 2.2.
Revestimientos para interiores Aquí quedan suprimidos muchos de los inconvenientes que convertían en inaptos a ciertos “mármoles" y migmatitas para los revestimientos exteriores. Por lo tanto, aquellas variedades de calizas mal conceptuadas como “mármoles", por su colorido y tamaño de grano, se emplean en revestimientos exteriores, en cambio son interesantes para estos revestimientos, por cuanto aquí no hay factores exógenos que afecten su inalterabilidad. Los mármoles compactos de grano fino, desde antiguo, se los usa en la construcción de escaleras y monumentos. Las distintas variedades de rocas graníticas, cuando están en revestimientos interiores, resaltan más sus caracteres texturales y mineralógicos, adquiriendo según los ángulos de observación, semblanzas pictóricas diversas. Aquí incorporamos los granitos de grano muy grueso a porfírico, no recomendables en los revestimientos exteriores. Hace algún tiempo, se han agregado a los revestimientos, planchas de migmatitas y en particular aquellas con texturas netamente porfiroblásticas. En estos casos particulares, podemos apreciar un mayor contraste entre los distintos tamaños de granos que convierten al revestimiento formado por esta roca, en sumamente decorativo y policromático.
2.3.
Ornamentación Pueden agruparse aquí todas las variedades de mármoles, a excepción de la de travertinos, por no tener homogeneidad en su textura.
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Las rocas más aptas para esta finalidad, son aquellas que tienen un grano fino y uniforme, inalteradas y carentes de fisuras y oquedades; algo semejante podemos puntualizar para todas las rocas plutónicas que fueron agrupadas genéricamente bajo la denominación de “granitos”. Desde no hace mucho tiempo, dentro del campo de la ornamentación la bisutería se han incorporado nuevos tipos de roca que por su composición, caso de los mármoles, yeso, etc., deben ser consideradas como “rocas mononominerales", nos referirnos particularmente a los mármoles “Onix, aragonita y rodocrosita, los que están siendo manufacturados en un gran número de piezas como ornamentaciones y bisutería; un ejemplo de esta última artesanía, lo constituyen los juegos de ajedrez de "Onix", cuyos principales importadores son EE.UU., Alemania Occidental y Japón. CONSIDERACIONES GENERALES Se ha corroborado que mediante estudios petrográficos, se llegó en forma exhaustiva a conocer el verdadero estado físico (mineralógico-textural) de una roca determinada, ello permite en todos los casos clasificar y evaluar los cambios composicionales y estados físicos-químicos, modificados por el distinto grado de alteración que puedan tener los componentes: las modificaciones texturales como consecuencia de fisuras, grietas, etc., producidas por factores geológicos externos. Luego de más de una década de investigaciones sobre el tema, se llega a la conclusión que mediante el control petrológico, no sólo puede verificarse el estado de alteración de una roca, sino también las diversas modificaciones que pudieran afectar su estabilidad. Este control permite seleccionar o también individualizar en la forma más correcta posible, aquellas rocas que serán sometidas a ensayos físicos. De esta manera han quedado fehacientemente demostrado, los inconvenientes señalados para los ensayos físicos-mecánicos, por un lado, además de poder extender estas experiencias a rocas de composición y texturas similares. Una vez más quedó demostrada la eficiencia de los métodos petrológicos de investigación, volcados a problemas de la geología aplicada a la ingeniería. Recién en la década del setenta, se han afianzado las investigaciones petrológicas gracias a los problemas por ellas resueltos en las grandes obras en las que surgieron problemas litológicos, los que sólo fueron posible superar gracias a dichas investigaciones. Al realizar esta síntesis de las principales de rocas de aplicación, no debemos dejar de mencionar a las perlitas y pumicitas. Ambas rocas volcánicas son tratadas térmicamente a 1,200ºC y mediante brusco enfriamiento por cicloneado, se consigue aumentar el poder expansivo de estos minerales, al producirse la rotura de su textura catafilar, teniendo lugar de esta manera la formación de perlitas expandidas artificialmente. Este material así procesado es sumamente liviano, de gran uso como aislante múltiple en la construcción, debido a su muy bajo peso específico, sobre todo con relación a su importante volumen adquirido artificialmente. También muchas tobas; por su reducido peso específico y homogeneidad de su masa, son empleadas en su estado natural como bloques de variado tamaño (de acuerdo con las circunstancias), en la construcción de viviendas rurales y galpones. En resumen, serían muy escasas aquellas rocas (incluyendo las sedimentitas no consideradas aquí) que por ingenio del hombre o las necesidades propias del medio ambiente, no tengan una utilidad en el desarrollo de las diversas industrias que impulsan el progreso de los pueblos.
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Importancia De La Geología Aplicada En La Ingeniería Civil. En ingeniero civil se enfrenta a una gran variedad de problemas, en los que el conocimiento de la geología es necesario. Indudablemente se aprenderá más geología en el campo y en la práctica que la que puede enseñarse en las aulas o en el laboratorio universitario. Pero este aprendizaje será más fácil y más rápido y su aplicación más eficaz, si en los cursos de ingeniería se han incluido los principios básico de la geología. Merecen citarse especialmente algunas ventajas específica, las cuales algunas de ellas se van a desarrollare en el transcurso del curso. •
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Conocimiento sistematizado de los materiales. Los problemas de cimentación son esencialmente geológico. Los edificios, puentes, presas, y otras construcciones, se soportan sobre algún material natural. Las excavaciones se pueden planear y dirigir más inteligentemente y realizarse con mayor seguridad. El conocimiento de la existencia de aguas subterráneas, elementos de la hidrología subterránea y la calidad química del agua, son excelentes auxiliares en muchas ramas de la ingeniería práctica. El conocimiento de las aguas superficiales, la precipitación, los efectos de erosión, transporte y sedimentación, es esencial para el control de las corrientes, los trabajos de defensas ribereñas y conservación de suelos y otras actividades. La capacidad para leer e interpretar un informe geológico, mapas, planos geológicos y topográficos y aerofotografías, es de gran utilidad para la planeación de muchas obras. La capacidad para reconocer la naturaleza de los problemas geológicos.
Ingeniería Geológica (Y Del Entorno) Los ingenieros geólogos aplican los principios geológicos a la investigación de los materiales naturales tierra, roca y agua superficial y subterránea implicados en el diseño, la construcción y la explotación de proyectos de ingeniería civil. Son representativos de estos los dizque, los puentes, las autopistas, los acueductos, los desarrollos de zonas de alojamiento y los sistemas de gestión de residuos. Una nueva rama, la geología del entorno, recoge y analiza datos geológicos con el objetivo de resolver los problemas creados por el uso humano del entorne natural. El mas importante de ellos es el peligro para la vida y la propiedad que deriva de la construcción de casas y de otras estructuras en áreas sometidas a sucesos geológicos, en particular terremotos, taludes (véase corrimiento de tierra), erosión de la costas e inundaciones. El alcance de la geología del entorno es muy grande al comprender ciencias físicas como geoquímica e hidrológica, ciencia biológica y sociales e ingeniería. Geología en Obra Hidráulicas La geología se utiliza de diversas formas en obras hidráulicas entre las cuales podemos mencionar las siguientes.
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Pozos de punta captación: la mayoría de los problemas de drenaje en los trabajos de ingeniería civil no tienen la magnitud de otros proyectos. por fortuna, se dispone de otro medios para madeja el agua freática en trabajos pequeños. Estos métodos implican el uso de pozos de captación. El sistema se compone básicamente de una bomba especial y varios pozos de punta de captación para abatir el nivel de agua freática bajo el nivel de la excavación más profunda; así el material que se ve a excavarse es comportamiento es incierto, al sólido; de esta manera se facilita el avance de la excavación y se elimina los problemas causado por el agua. El control del agua freática en la obras de construcción urbana, también es de vital importancia, y solo puede ser efectuado con base en un estricto conocimiento de la capa subyacente local de una detallada geología urbana. Centrales hidroeléctricas subterráneas: la idea de situar centrales hidroeléctrica o de bombeo subterráneas es casi tan conocida, que han dejado de ser novedad en el diseño. Estos es un desarrollo que tuvo lugar a partir de la segunda guerra mundial; aunque a fines del siglo XIX, una de las primeras centrales eléctrica o hidroeléctrica canadienses en Niágara Falls utilizo el subsuelo en un cierto grado. Las turbinas impulsada por agua se situaron en le fondo de unas excavaciones circulares profundas y se conectaron con los generadores situados en la superficie por medio de flechas de acero, y por eso, esta no puede ser considera completamente subterránea. Cimentación de presas: la construcción de una presa almacenadora de agua altera más las condiciones naturales que cualquiera otra obra de la ingeniería civil. Esta es importante por la función que desempeñan: en el almacenamiento de agua para el suministro de avenidas, recreación o irrigación. Obra de control fluvial: desde hace mas de 3000 años el hombre ha tratado de amansar algunos de los grandes ríos del mundo. Las primeras obras de ingeniería civil fueron con toda probabilidad las de control fluvial. La obras fluvial es esencia la regulación de la corriente natural del río dentro de un curso bien definido, generalmente el que suele ocupar la corriente. Ya que la desviación del curso probablemente ocurrirá durante los periodos de caudal de avenida, la obra de control consiste en regular la avenida. Geología en obras viales La geología en obra viales juega un papel muy importante pues la mayoría de las carreteras, túneles, y demás obras viales utilizan la geología para realizar estudio de suelo de los terrenos que se utilizaran para dichas obras. Ahora veremos algunos ejemplos donde se aplica la geología. Perforación de Lumbreras: una de las partes más especializadas en las excavaciones abiertas es la perforación de lumbreras para el acceso de trabajos de túneles. Existe una experiencia abundante que nos ofrece la industria minera; por cierto, la perforación de lumbreras es una operación de construcción compartida por los ingenieros civiles y los de minas, pues muchas de las galerías de las grandes minas son obras de contratistas en ingeniería civil y muchos ingenieros mineros se les consulta acerca del problema con lumbreras en obras civiles. Cimentación de Puentes: como antecedente necesario deberá recalcarse la gran importancia de la geología en la cimentación de los puentes. Por muy científicamente que esté diseñada una columna de un puente, en definitiva el peso total del puente y las cargas que soporta deberán descansar en el terreno de apoyo. Para el ingeniero estructural las columnas y los estribos de
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un puente no son realmente “interesantes”. Sin embargo, debe prestarles un interés más que pasajero, ya que muy menudo el diseño de las cimentaciones compete al ingeniero estructural responsable del diseño de la superestructura. Campos de Aviación: el crecimiento de la aviación civil ha sido extraordinario en los últimos siglos; y es en este por su extensión en donde la geología no es tan determinante como en otros tipos de construcciones. Los campos de aviación modernos tienen que se áreas muy grandes y bastante planas sin serios impedimentos para volar en los alrededores. Carreteras: son contadas las obras de ingeniería civil que guardan relación tan estrechamente con la geología como las carreteras. Se puede esperar que todo proyecto de carreteras importante encuentre una gran variedad de condiciones geológicas, puesto que se extienden grandes distancias. Aunque será extraño que una carretera requiera actividades constructivas en las profundidades del subsuelo, los cortes que se realizan para lograr las gradientes uniformes que demandan las autopistas modernas proporcionan por necesidad una multitud de oportunidades de observar la geología. No sólo es atractivo para los conductores, sino que también revelan detalles de la geología local que de otro modo serían desconocidos. GEOLOGÍA EN EDIFICACIONES La geología en las edificaciones constituye la zapata en la cual se apoyan todas las edificaciones existentes en la actualidad, pues, se debe realizar siempre un estudio del suelo sobre la cual los ingenieros civiles deben construir. Sino se realizan los estudios del suelo debido la mayoría de las edificaciones con el tiempo pueden tener problemas los cuales son muy difíciles de reparar estando ya la edificación terminada. Ahora veremos un ejemplo de la explotación de canteras para conseguir la piedra para las edificaciones. Introducción En este trabajo que hemos realizado voy hablar respecto a la importancia de la geología en el campo de la ingeniería civil, así como mencionare ejemplos prácticos de la aplicación de los conocimientos geológicos aplicados a la ingeniería civil. Estas definiciones son medios de ayuda y conocimiento para la ingeniería civil, como ciencia al servicio de los hombre y el progreso a favor de esta, así como materia de esta clase para el conocimiento para la rama de la ingeniería
Conclusión En este trabajo que he investigado sobre distintos conceptos referente ala importancia de la geología en la ingeniería civil, he visto gran importancia que esta tiene en la ingeniería civil y su evolución a través de los años y los distintos avances a través de los años. Hemos visto la gran importancia que tiene en especial en obras de reconocimiento del terreno, para la futura construcción, por ejemplo, de carretera, también su utilización en la construcción de grandes edificaciones como puentes, presas, entre otras
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USO DE ROCAS IGNEAS, Y METAMÓRFICAS EN LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN RESUMEN Este trabajo trata de determinar las características propias, que deben tener tanto las rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas, para el uso en la industria de la construcción, especialmente las rocas ígneas y las metamórficas, pues las rocas sedimentarias debido a su amplia utilización se tratara más adelante. Por tanto y de acuerdo con las características de las rocas a emplearse, se divide en dos grupos: 1) Rocas para Construcciones, y 2) Rocas para Revestimientos y Ornamentales. Se destacan como factores prioritarios, los caracteres texturales, mineralógicos y de integración petrográfica. Se hace notar la importancia que tienen los estudios petrográficos para verificar las características petrotexturales de las rocas, independientemente de otros ensayos que determinan propiedades tales como, resistencia al desgaste, a la compresión, al corte, etc. Debido a las diferentes composiciones mineralógicas de las rocas ígneas y metamórficas, y la gran superficie que aflora en la corteza terrestre, el trabajo esta dirigido a resaltar las propiedades físicas, químicas, texturales y estructurales de dichas rocas, con la finalidad de determinar su uso en la industria de la construcción. INTRODUCCIÓN Con el nombre de rocas de aplicación se agrupan en forma genérica, una amplia variedad de ellas, que de acuerdo con su composición, coherencia, estado de conservación y textura, pueden ser empleadas en obras civiles e hidráulicas, y como ornamentaciones. Asimismo y en forma explícita, se tratara la presencia negativa de algunos tipos de cemento de las areniscas, sin llegar a tratar por separado los defectos o virtudes de estos tipos de rocas. Selección de rocas para su utilización Conociendo las características que deben cumplir, para el uso que se le ha de dar, se determinan algunas propiedades para su utilización en la industria de la construcción como: 1º)
Texturales: Las rocas deberán carecer en lo posible de texturas Planares (esquistosa, gnéisica, foliada) propias de rocas tales como esquistos, pizarras, gneis, migmatitas, etc. La presencia de estas texturas, con el correr del tiempo o por el peso de la estructura, puede producir fisuras y probables deslizamientos que resentirán las estructuras en que fueron empleadas esos tipos de rocas, originando asentamientos diferenciales. No obstante esta particularidad negativa de las texturas y estructuras planas, esta puede subsanarse cuando estos tipos de rocas presenten fracturas de carácter cúbico, así podrían ser empleadas en sustitución de otras rocas con propiedades físicas más apropiadas, si su yacimiento estuviera en una situación de distancia más ventajosa con relación al mejor tipo de roca
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Los enrocados con rocas metamorfitas esquistosas, también trae problemas de estabilidad, debido a la composición mineralógica de las mismas y sería posible algún tipo de movimiento o deslizamiento, provocado por el peso de carga que actúe sobre los niveles inferiores, para provocar inestabilidad. Las rocas de textura granular tipo granito o del clan granito, son más apropiadas que las esquistosas para ser empleadas en distintas obras de ingeniería; ejemplos clásicos de rocas con estos tipos de texturas son los granitos, dioritas, tonalitas, gabros, etc. La distribución adecuadamente homogénea de sus componentes, de su textura, da lugar que su empleo en las todo tipo de obras presenten confianza. Esta propiedad no sólo es favorable para evitar posibles movimientos, sino porque merced a la misma, tiene lugar entre sus fragmentos un ensamblado más fuerte, de elevada coherencia en las mezclas en que son empleadas estos tipos de rocas. Estas rocas con estructuras y texturas de notable homogeneidad, son convenientes para su utilización en pantallas naturales de diques, bocatomas, caminos, enrocados, defensas, etc. así como en la elaboración de hormigón e inclusive para fabricación de arenas para construcciones, como también balasto. Además de los caracteres estructurales y texturales, se debe tener en cuenta la composición de las rocas ígneas en general y volcánicas en particular, la presencia de minerales tales como vidrio volcánico, ópalo, calcedonia y los que frecuentemente son individualizados como minerales expansivos, de los cuales se tiene a la saponita (D: 1½ a 2. Densidad 2,30 g/cm 3 ), bentonita, celadonita (D: 2. Densidad 3,00 g/cm3. , grifita, etc. Debido a su fácil poder de reacción y/o transformación, a estos minerales se los debe considerar como materiales no aptos, ya que su presencia en proporciones inferiores a un 40% en algunos casos y mayores a un 30% en otros, no permiten el empleo de las rocas que los contienen. La presencia de tales componentes mineralógicos permite su uso con cautela. 2º)
c)
Estado de conservación de la roca Debe tenerse en cuenta la proporción de minerales secundarios provenientes de la descomposición de la roca, que inciden desfavorablemente en la coherencia, tenacidad y dureza de la misma. Entre los minerales secundarios que afectan el estado de conservación o inalterabilidad, de una roca determinada, se destacan los minerales expansivos como: saponita, celadonita, griffitita y bentonita. Otros componentes secundarios que afectan en menor grado la homogeneidad y dureza, son carbonatos, clorita, epidoto, serpentina, etcétera. Evidentemente, los efectos de una descomposición con formación de minerales secundarios en proporción estimable, deben ser tenidos muy en cuenta; la presencia de componentes expansivos (saponita, celadonita, etc.) llegan a provocar el desmenuzamiento de la roca que los contiene si su porcentaje en la misma es superior a un 30% o más del conjunto de su componentes. Aquí, debemos considerar aquellas rocas que independientemente a su origen y textura contengan minerales inestables como ópalo y calcedonia. El ópalo en aquellas mezclas en que se encuentra incorporado como estéril, puede transformarse en un agente activo al modificar su volumen y consistencia al deshidratarse, o reaccionar químicamente con los componentes activos del cemento (arcillas).
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d)
Cuando actúa como estéril en la base de carpetas asfálticas, o como integrando el hormigón en obras viales, resulta un elemento negativo por su elevada dureza, y alta fragilidad; esta última cualidad provoca una serie de fisuras que se transmiten a la carpeta de rodamiento, provocando su resquebrajamiento progresivo. Ello permite con el tiempo, la formación de fisuras por las que penetrara agua, la que provocará, de acuerdo con la forma de actuar, un deterioro definitivo. Menos frágil pero más propenso de reaccionar con el cemento del hormigón, es la calcedonia; por lo tanto tampoco resulta un componente apto en cualquiera de las ramas de la construcción, si su porcentaje es lo suficientemente elevado como para perjudicar las mezclas en las cuales se encuentra incorporada. Se estima que más de un 40% de calcedonia puede resultar pernicioso. Trataremos aquí los minerales habitualmente reconocidos como expansivos. Entre los más perjudiciales para la estabilidad de las rocas en que se encuentran alojados, actuando ya sea como parte fundamental en la constitución de las mismas o como integrantes secundarios o accesorios, debemos considerar entre otros al vidrio volcánico; su presencia en vulcanitas, ignimbritas (sillar) y tobas, frecuentemente es común y representa un factor de inestabilidad para estos tipos de rocas El factor de inestabilidad se manifiesta cuando la proporción varía entre un 40% y 50%. Mediante el proceso de desvitrificación, que se produce por la influencia de varios procesos, como la alteración meteórica, hidrotermal e influencia del metasomatismo de contactos, da lugar a la formación de minerales tales como: sílice criptocristalina, cuarzo, feldespato potásico y óxidos de hierro; en estos casos no se ve afectado el grado de estabilidad de la roca, no importando para ello el volumen que puedan adquirir los minerales derivados de la desvitrificacion. Con frecuencia el vidrio volcánico en su proceso de alteración, da lugar a arcillas del grupo de la montmorillonita (arcilla expansiva) y la bentonita de origen generalmente volcánico, como se aprecia e en represa de Poechos en Piura. La celadonita y la grifitita, también provienen de la descomposición del vidrio que conjuntamente con la bentonita, la saponita, la celadonita y el ópalo se constituyen en minerales inapropiados para ser empleados en cualquiera de las ramas de la construcción, debido a sus propiedades expansivas y de inestabilidad.
3º)
c)
d)
4º)
Tectónicas Si bien no ejercen una influencia directa sobre la litología en que tuvieron lugar, pueden haber afectado a las formaciones rocosas por los siguientes motivos: Diaclasas, fracturas, lineamientos y zonas de fallas que afectan la tenacidad y homogeneidad de las rocas que se pretenden cortar en bloques; los ejemplos más frecuentes que pueden reconocerse de estas alteraciones estructurales, pueden ser reconocidas en mármoles, rocas graníticas y basálticas cuando deben ser preparadas en placas para revestimientos. Formación de material de molimiento conocido con el nombre de "jaboncillo de falla" que resta tenacidad a las paredes de las rocas así afectadas; como máxima expresión de este proceso de cataclasis se forman las filonítas. Metamórficas Las formaciones metamórficas, además de tener texturas esquistosas como rasgo distintivo, se destacan por la orientación de sus componentes, los que pueden adquirir por cataclasis (metamorfismo de dislocación) aplanamiento y orientación de les mismos por alargamiento.
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Estos molimientos y -alargamientos deformantes, transfieren a la textura caracteres nodulosos. Estas rocas son identificadas como milonitas; siendo el extremo más desarrollado del metamorfismo de dislocación las cataclasitas. Si bien estas rocas podrían mostrar caracteres ornamentales interesantes, sólo es aconsejable su empleo en determinados revestimientos de interiores por la propensión de estas rocas a ser afectadas por los agentes atmosféricos. EMPLEO DE ROCAS ÍGNEAS Y METAMÓRFICAS DE ACUERDO CON SUS PROPIEDADES Sí consideramos las características texturales y mineralógicas de las diversas rocas a emplearse con fines prácticos, podríamos dividirlas en dos grandes grupos: Grupo 1 CONSTRUCCIONES 1.4 Obras civiles (diques, puentes, edificios en general). 1.5 Obras viales. 1.6 Enrocados y terraplenes. Grupo 2
2.1 2.2 2.3
REVESTIMIENTOS Y ORNAMENTACIONES Revestimientos exteriores. Revestimientos interiores. Ornamentación.
CONSTRUCCIONES 1.2 Obras civiles (diques, puentes, edificios en general). Podemos afirmar que este grupo abarca la mayor variedad de rocas en la industria de la construcción y afines. Como se podrá apreciar hay una gran semejanza en los materiales pétreos que se emplean en las construcciones civiles en general, en las obras viales y en los enrocados. Si bien los sub-grupos 1.2 y 1.3 son aparentemente distintos, en la práctica se ha demostrado que hay gran similitud en el material pétreo empleado en distintos tipos de mezclas para construir las diferentes estructuras que integran la obra. En las construcciones se emplean preferentemente todo tipo de roca granítica; también son usadas aquellas rocas porfíricas como riolitas, andesitas, basaltos, etc. cuando circunstancias favorables así lo aconsejan y los resultados de laboratorio de mecánica de rocas lo confirman. Estas rocas son aptas si su estado de inalterabilidad es superior al 80%, carecer de microfisuras, con texturas coherentes, sin estructuras lanares; por otra parte, las volcánicas además de ajustarse a estas especificaciones no deben contener minerales expansivos. Además de las rocas graníticas, que por sus características texturales, estructurales y mineralógicas son consideradas como óptimas para su empleo en la construcción, puede ser usado otro tipo de roca, siempre que se adecuen sus características a las exigencias señaladas. Uno de los rasgos predominantes que deben tener estas rocas, es su textura granosa, no contener vidrio volcánico en más de un 30%, ni ópalo en cantidades semejantes a la del vidrio. Como factores excluyentes para su empleo en este grupo, se consideran a las rocas alteradas (por lo menos verificadas al microscopio), tener fisuras hasta microfisuras y con texturas esquistosas. En muchas circunstancias, cuando no se dispone de rocas apropiadas a distancias económicamente ventajosas de la obra, y se cuenta en los alrededores de la misma con otra roca que por su costo de extracción, puede sus-
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tituir al material más apropiado, puede recurrirse a algún tipo de roca como arenisca, vulcanita y metamorfita, siempre que su inalterabilidad, textura, estructura y cubicidad de fractura, se adapten a las exigencias que su uso requiere. Además se debe tener en cuenta en todos los casos, la conveniencia de no contener dichas rocas, minerales expansivos e inestables. 1.2.
Obras viales Para ser consideradas rocas aptas como elementos de carga en obras viales, deben presentar las mismas propiedades que las señaladas para 1.1 Construcciones civiles. Cuando algunas variedades de areniscas se ajustan a las exigencias dadas, ellas pueden ser usadas en estas obras. Se desechan aquellas variedades, por ejemplo de ortocuarcitas, que tienen un alto porcentaje de ópalo y calcedonia en su cemento; dichas rocas por los inconvenientes que tienen estos minerales no son aptas para su uso en carpetas asfalticas. Una exigencia fundamental por su conveniencia de los materiales pétreos que integran este subgrupo, es tener un fracturamiento con buena cubicidad y carecer de minerales inestables y expansivos, por supuesto que estas premisas son independientes al requisito fundamental de que el 80% de los componentes de las rocas deben encontrarse inalterados. Entre las rocas con buenas aptitudes para ser empleadas en este grupo, además de las graniticas en general, se debe tener en cuenta a las rocas volcánicas, desde riolitas a basaltos, siempre y cuando carezcan de amígdalas y diseminados en su pasta, de minerales tales como saponita, griffitita, celadoníta e inestables como ópalo y celadonita, o que dichos componentes sean inferiores al 20% de los constituyentes de dicha roca. Entre las pruebas a que deben ser sometida una roca, se destacan los ensayos de moliendas para obtener en su fracturación la mayor cubicidad posible de sus fragmentos, tambie se debe notar que cuando se dispone de canteras conocidas y a distancias económicamente convenientes de una obra vial determinada, la misma debe ser empleada con éxito en la estabilización de la base correspondiente a la carpeta de rodamiento. Este procedimiento también se lo emplea en las carpetas de hormigón para restar movilidad plástica de fondo, que tiene lugar por humedicimiento y mojado natural.
1.3.
Enrocados y Terraplenes Para el uso de rocas para este tipo de obra, se recomienda seleccionar fragmentos con cubicidad, su tamaño más conveniente oscila entre los 20 y 25 centímetros de lado, inalterados y no contener componentes inestables y expansivos. Si se tiene como aporte al basalto, puede originar ciertas dificultades, pues presentan en su composición mineralógica la celadonita y griffitita, como rellenos de amígdalas o irregularmente diseminados en su pasta. La presencia de estos minerales provocan por la acción de la meteorización modificaciones volumétricas al tener lugar en ellos los procesos de expansión y contracción, los que producen en el período comprendido entre los 60 y 90 días, desintegraciones progresivas de los basaltos expuestos a la acción de los agentes atmosféricos.
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Si no se encuentra otro tipo de roca que presenten mejores condiciones y es el basalto la única roca firme que es posible hallar en muchos kilómetros a la redonda, se puede utilizar como base para la obtención de los tipos de arenas necesarios que hicieran falta en obras civiles. Es tal la uniformidad de la impregnación de celadonita, griffitita en toda la masa de este basalto, que puede provocar un serio problema, cuando se vaya a utilizar pues son difíciles de obtener basaltos libres de dicha contaminación. La presencia de estos minerales expansivos constituyen un serio problema, pues provoca por efectos de los ciclajes naturales la desintegración del basalto expuesto y ya fracturado, si se utilizan como enrocado, porque los minerales expuesto a variantes naturales son atacados por intemperismo. El problema del intemperismo del enrocado basáltico puede subsanarse mediante un lechado muy liviano de cemento, que además de cubrir a la roca, rellena las vesículas, obrando de esta manera en favor de una mejor coherencia de la roca resolviendo de esta manera una de las causas que provocan inestabilidad en los basaltos. En el caso particular en que los basaltos contaminados fueron usados como árido en la elaboración de hormigón, los procesos de expansión y contracción no se producen, al quedar aislados de los agentes hidratantes por dicha fabricación, siempre que se hallen en la masa interna del hormigón, los fragmentos superficiales quedarán expuestos a dicho ciclaje. El descubrimiento de celadonita en los basaltos, como así mismo la presencia de este mineral en los basaltos de Foz de Iguazú, Estado de Paraná (Brasil) detectada por Hayase y Manera; data del año 1972, en el año 1973 los mismos investigadores también encuentran celadonita en tres localidades ubicadas en el norte de la Patagonia, pero en esta oportunidad, dicho mineral es ubicado en andesita y no en basalto. Una mención especial debemos dedicar a las múltiples aplicaciones que se pueden obtener de las grandes regiones basálticas, además de ser pastoriles, este tipo de roca permite la recepción y distribución de aguas meteórica y sus bloques son usados con frecuencia en la construcción, como así también revestimientos; en fragmentos menores, como árido en hormigón y algunos tipos de asfaltos. En síntesis cuando la roca se encuentra inalterada y sin minerales expansivos o en cantidad no inapta, se constituye en una de las fuentes más importantes para explotación de áridos, especialmente para la construcción de caminos; esta circunstancia es sumamente interesante si se tiene en cuenta que las rocas basálticas cubren grandes superficies de la Patagonia, Holmberg (1975). Además, en Rusia y en Japón, los basaltos ricos en vidrio, ya fueron ensayados para su fundición y utilización como vidrio trafilado en hilos y como aislante en forma de lana de vidrio. Otras de las propiedades que debemos tener muy en cuenta en los basaltos, es su resistencia al desgaste, de acuerdo con los ensayos físicos-mecánicos de los agregados gruesos con miras a su empleo como áridos, Monteverde (1975). Por lo que puede extraerse del trabajo de Monteverde y otros, acompañado por la experiencia acumulada por el autor en trabajos de Geología Aplicada, preferentemente relacionados con áridos, para fabricación de hormigones, puede llegarse a la conclusión con carácter terminante que los resultados de los ensayos físicos-mecánicos, no muestran en forma directa el verdadero grado de alteración y por ende, la verdadera dureza de la muestra ensayada. De tal suerte, resulta que en los ensayos de desgaste del basalto, el tamaño del grano, el polvillo producido de los primeros redondeamientos y la elasticidad de algunos de sus componentes, inciden en la interpretación del verdadero estado de descomposición de la roca; ello se debe a que el ta-
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maño de las partículas mayores y el colchón de polvo, aquí formado, disminuyen el desgaste que tendría que producirse. El resultado señala una resistencia mayor del rodado, fragmento, etc., que el que su estado de "frescura" realmente tiene. De esta manera, quedó demostrado ingenieros geólogos y otros, que las miles de pruebas realizadas especialmente sobre basaltos en agregados gruesos, a través de más de un década, permite no tomar al pie de la letra los resultados de los ensayos de Los Ángeles, por no indicar éstos, el verdadero estado de conservación o de alteración mineralógica de la roca. REVESTIMIENTOS Y ORNAMENTACIÓN Este grupo abarca una amplia gama de rocas para revestimiento, que comprende desde los mármoles, conocidos en este quehacer desde antiguo, pasando por los granitos y sus variedades conexas hasta involucrar a los basaltos, extendiéndose su aplicabilidad en algunas ocasiones alas anfibolitas que además de ser un elemento de revestimiento, también se la emplea en la fabricación de mesadas, baldosas y vanitory. 2.4.
Revestimientos para exteriores Preferentemente se trata de revestimientos de frentes de edificios de cierta importancia, además de columnados; por lo habitual en estos casos que son los más frecuentes, es aconsejable el uso de aquellas rocas de textura preferentemente granosa fina con acentuada equidimensionalidad, y con poco contenido de componentes micáceos. Las rocas que tengan los caracteres aquí señalados, por su textura y composición mineralógica permitirán un buen pulido, que se prolongara por mas tiempo gracias a la escasa o nula alteración de sus componentes. Entre las variedades de rocas graníticas que más aceptación tienen en revestimientos, debemos destacar los granitos rojos, los rosados, negros y los porfíricos y porfiroblásticos (granitos migmatíticos), además de los grises que con su variada tonalidad y distinto tamaño de grano; constituyen la clase más común, pero no son las más apreciadas. Uno de los requisitos más importantes, con que deben contar estas rocas para ser cortadas en planchas aptas para su uso en revestimientos, además de su mejor estado de inalterabilidad, es que deben estar libres de rajaduras y fisuras por más finas e imperceptibles que ellas sean. Este tipo de anomalías incide negativamente en la obtención de un buen pulido, y su durabilidad, además de permitir infiltraciones de agua, ocasionando en poco tiempo, un amplio deterioro del revestimiento, incluso puede llegar a provocar su desprendimiento progresivo. La variedad del grano, en cuanto a su tamaño y distribución de tonalidades y coloridos, constituye uno de los atractivos más interesantes en la elección de los diversos revestimientos. Los basaltos negros y afaníticos, cuando no tienen fenocristales de tamaño considerable, ni tampoco ningún tipo de vesículas y de amígdalas, suele tomar un pulido sumamente interesante; con propiedades tan especiales que lo convierten en una roca codiciada para revestimientos, por la ranura de su grano y el alto brillo que de él se obtiene. Además de ser usado como revestimientos, este tipo de basaltos puede ser manufacturado en la fabricación de azulejos especiales, baldosones, mesadas y vanitory. Especial atención debe tenerse en la selección de mármoles para revestimientos exteriores, especialmente en localidades que suelen estar expuestas a vientos fuertes y frecuentes. Los vientos que por lo general son portadores de partículas de durezas superiores a la de los mármoles, ocasionan una erosión pausada pero constante a través del tiempo. En esos casos, estos revestimientos deben ser reemplazados por otros más convenientes, ya sean naturales o artificiales.
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Por otra parte, no todo lo considerado como mármoles con fines comerciales lo son, de tal manera, algunas dolomitas de color crema y grano grueso y sobre todo, las aragonitas de la variedad del travertino, son empleadas erróneamente en algunos revestimientos exteriores. Las reacciones con el anhídrico carbónico del ambiente, su baja dureza (inferior a 3 las escalas de Mohs) sumado a su superficie no uniforme, las oquedades típicas del travertino, los gases de los escapes de los automotores y diversos factores atmosféricos, inciden en la aceleración de su percudido y fina mícrogranulación secundaria. En cambio, ese tipo de efectos corrosivos, aparecen notablemente disminuidos cuando se trata de verdaderos mármoles, es decir de aquellas calizas que muestran, recristalización, y su textura refleja tos efectos del metamorfismo soportado mediante sus caracteres granoblásticos. En estos ejemplos, es posible apreciar una mayor compactación, puesta de manifiesto en un perfecto ensamblado de sus componentes carentes de espacios vacíos. El tamaño del grano, particularmente cuando es fino incide favorablemente en un mejor pulido, como es el caso del mármol de Carrara. Por lo tanto, queda perfectamente aclarado que los mármoles de revestimientos de frentes, de columnas, etc., para que conserven su pulido inalterado, deben tener un grano sano, de tamaño preferentemente fino y hallarse perfectamente límpido de impurezas. Deben estar totalmente recristalizados y sobre todo, carecer de espacios vacíos. Todas estas exigencias deben ser tenidas en cuenta para evitar los deterioros señalados. 2.5.
Revestimientos para interiores Aquí quedan suprimidos muchos de los inconvenientes que convertían en inaptos a ciertos “mármoles" y migmatitas para los revestimientos exteriores. Por lo tanto, aquellas variedades de calizas mal conceptuadas como “mármoles", por su colorido y tamaño de grano, se emplean en revestimientos exteriores, en cambio son interesantes para estos revestimientos, por cuanto aquí no hay factores exógenos que afecten su inalterabilidad. Los mármoles compactos de grano fino, desde antiguo, se los usa en la construcción de escaleras y monumentos. Las distintas variedades de rocas graníticas, cuando están en revestimientos interiores, resaltan más sus caracteres texturales y mineralógicos, adquiriendo según los ángulos de observación, semblanzas pictóricas diversas. Aquí incorporamos los granitos de grano muy grueso a porfírico, no recomendables en los revestimientos exteriores. Hace algún tiempo, se han agregado a los revestimientos, planchas de migmatitas y en particular aquellas con texturas netamente porfiroblásticas. En estos casos particulares, podemos apreciar un mayor contraste entre los distintos tamaños de granos que convierten al revestimiento formado por esta roca, en sumamente decorativo y policromático.
2.6.
Ornamentación Pueden agruparse aquí todas las variedades de mármoles, a excepción de la de travertinos, por no tener homogeneidad en su textura. Las rocas más aptas para esta finalidad, son aquellas que tienen un grano fino y uniforme, inalteradas y carentes de fisuras y oquedades; algo semejante podemos puntualizar para todas las rocas plutónicas que fueron agrupadas genéricamente bajo la denominación de “granitos”. Desde no hace mucho tiempo, dentro del campo de la ornamentación la bisutería se han incorporado nuevos tipos de roca que por su composición, caso de los mármoles, yeso, etc., deben ser consideradas como “rocas
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mononominerales", nos referirnos particularmente a los mármoles “Onix, aragonita y rodocrosita, los que están siendo manufacturados en un gran número de piezas como ornamentaciones y bisutería; un ejemplo de esta última artesanía, lo constituyen los juegos de ajedrez de "Onix", cuyos principales importadores son EE.UU., Alemania Occidental y Japón. CONSIDERACIONES GENERALES Se ha corroborado que mediante estudios petrográficos, se llegó en forma exhaustiva a conocer el verdadero estado físico (mineralógico-textural) de una roca determinada, ello permite en todos los casos clasificar y evaluar los cambios composicionales y estados físicos-químicos, modificados por el distinto grado de alteración que puedan tener los componentes: las modificaciones texturales como consecuencia de fisuras, grietas, etc., producidas por factores geológicos externos. Luego de más de una década de investigaciones sobre el tema, se llega a la conclusión que mediante el control petrológico, no sólo puede verificarse el estado de alteración de una roca, sino también las diversas modificaciones que pudieran afectar su estabilidad. Este control permite seleccionar o también individualizar en la forma más correcta posible, aquellas rocas que serán sometidas a ensayos físicos. De esta manera han quedado fehacientemente demostrado, los inconvenientes señalados para los ensayos físicos-mecánicos, por un lado, además de poder extender estas experiencias a rocas de composición y texturas similares. Una vez más quedó demostrada la eficiencia de los métodos petrológicos de investigación, volcados a problemas de la geología aplicada a la ingeniería. Recién en la década del setenta, se han afianzado las investigaciones petrológicas gracias a los problemas por ellas resueltos en las grandes obras en las que surgieron problemas litológicos, los que sólo fueron posible superar gracias a dichas investigaciones. Al realizar esta síntesis de las principales de rocas de aplicación, no debemos dejar de mencionar a las perlitas y pumicitas. Ambas rocas volcánicas son tratadas térmicamente a 1,200ºC y mediante brusco enfriamiento por cicloneado, se consigue aumentar el poder expansivo de estos minerales, al producirse la rotura de su textura catafilar, teniendo lugar de esta manera la formación de perlitas expandidas artificialmente. Este material así procesado es sumamente liviano, de gran uso como aislante múltiple en la construcción, debido a su muy bajo peso específico, sobre todo con relación a su importante volumen adquirido artificialmente. También muchas tobas; por su reducido peso específico y homogeneidad de su masa, son empleadas en su estado natural como bloques de variado tamaño (de acuerdo con las circunstancias), en la construcción de viviendas rurales y galpones. En resumen, serían muy escasas aquellas rocas (incluyendo las sedimentitas no consideradas aquí) que por ingenio del hombre o las necesidades propias del medio ambiente, no tengan una utilidad en el desarrollo de las diversas industrias que impulsan el progreso de los pueblos.
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