Volker Vásquez 4-750-1778
La importancia de los materiales de construcción
En la actualidad, actualida d, se considera e incluso se lleva a cabo la construcción de diferentes tipos de de edificaciones todo tipo de edificaciones con gran variedad de materiales, es probable que nos encontremos algunos que sean más adecuados que otros, sin embargo, se hace necesario conocer su procedencia, pues tratándose de materiales reciclados, reciclados , habría que pensar a la par en la durabilidad de la construcción, en la calidad de la misma, pues los materiales nos presentan diversas variedades la cual determinan el tiempo de vigencia de cualquier construcción. “
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Tipos de materiales:
inorgánicos, naturales o procesados por el hombre que Materiales pétreos: son aquellos materiales inorgánicos, derivan de la roca o poseen una calidad similar a la de ésta, siendo usados casi exclusivamente exclusivamente en el sector de la construcción. Los pétreos corresponden a una de las formas de clasificación de los materiales en general. Estos pueden ser pétreos naturales extraídos directamente de la naturaleza o pétreos artificiales procesados e industrializados por el hombre. Existen, después los materiales pétreos artificiales. En los cuales se encuentran el vidrio y la cerámica. El Vidrio, su primer uso, que se remonta a tiempos muy antiguos, era para objetos de bisutería. Añadiéndole diversos minerales durante el fundido se obtenían cuentas de diferentes colores. En la Antigua Roma se inventó el soplado, técnica que permitió la elaboración de recipientes e, incluso, de láminas para ventanas. Sin embargo, la técnica era tan primitiva que las láminas de buena calidad sólo podían ser de pequeño tamaño. En la Edad Media fue ampliamente usado para las vidrieras de las catedrales. La cerámica es arcilla húmeda a la que se cuece a alta temperatura para que adquiera consistencia. El producto obtenido dependerá de la naturaleza de la arcilla empleada, de la temperatura y de las técnicas de cocción a las que ha sido sometido. Materiales cerámicos porosos. No han sufrido vitrificación, es decir, no se llega a fundir el cuarzo con la arena. Su fractura (al romperse) es terrosa, siendo totalmente permeables a los gases, líquidos y grasas. Materiales cerámicos impermeables. Se los ha sometido a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena de cuarzo. De esta manera se obtienen productos impermeables y más duros.
Los materiales aglutinantes: aglutinantes: son materiales capaces de unir fragmentos de uno o más materiales para formar un conjunto compacto. Según la forma en que se lleva a cabo la unión, se denominan
aglomerantes o conglomerantes. En los aglomerantes la unión tiene lugar mediante procesos físicos. Ejemplos: el betún, el barro, la cola, etc. En los conglomerantes, la unión tiene lugar mediante reacciones químicas. Ejemplos: el yeso, el hormigón, el mortero, etc.
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Yeso: El yeso es uno de los más antiguos materiales empleado en construcción. Viene del mineral yeso y se obtiene en un proceso que elimina la mayor parte de la humedad, dando como resultado un polvo blanco, el yeso. Cemento: Es una mezcla de yeso, caliza, piedra y arcilla. Para prepararlo, se añade al agua el polvo de cemento y se amasa hasta conseguir una pasta densa. La cantidad de agua idónea siempre es la mitad del peso del cemento. Hormigón: Está formado por una mezcla de un 55% a un 75% de materiales inertes, como la arena, y de un 25% a un 40% de un conglomerante, como el cemento, y agua. La mezcla se hace directamente con palas o bien en hormigueras. El porcentaje se elige dependiendo de las propiedades del hormigón. Se emplea tanto para construir cimientos, pilares, etc. como también en la elaboración de prefabricados. Al hormigón se le añaden piezas metálicas porque aunque sea muy resistente a los esfuerzos de compresión, no es muy resistente a los esfuerzos de tracción. El yeso es el producto resultante de la deshidratación total o parcial del aljez o piedra pómez. Esta piedra se muele y se lleva a un horno giratorio en cuyo interior se deshidrata, calcina y cristaliza entre 400º y 500º C, con posterioridad el producto obtenido se enfría y se reduce a polvo en molinos de bolas. Este polvo amasado con agua fragua y endurece con extraordinaria rapidez (mortero de yeso). El hormigón resulta de la mezcla de uno o más conglomerantes (generalmente cemento) con áridos (grava, gravilla y arena), agua y, eventualmente, aditivos y adiciones. El cemento se hidrata en contacto con el agua, iniciándose complejas reacciones químicas que derivan en el fraguado y endurecimiento de la mezcla, obteniéndose al final del proceso un material con consistencia pétrea El asfalto es una mezcla sólida y compacta de hidrocarburos y de minerales que mayormente es empleada para construir el pavimento de las calzadas. Sus características físicas más destacadas son la viscosidad, su pegajosidad y su intenso color negro; y como bien decíamos al comienzo su uso primordial se da como aglomerante en mezclas asfálticas a instancias de la construcción de carreteras, autovías y autopistas, ya que es capaz de unir fragmentos de varios materiales y dar cohesión al conjunto a través de transformaciones en su propia masa que dan lugar al origen de nuevos compuestos. El principal componente del asfalto es el bitumen, también conocido como betún, el bitumen es la fracción residual, es decir, el fondo que queda tras la destilación fraccionada de petróleo, se trata de la parte más pesada y que tiene el punto de ebullición más alto del proceso. Aunque comúnmente se los suele confundir y usar los términos indistintamente, no se debe confundir al betún con el asfalto, ya que este último es una mezcla de betún con minerales. Materiales compuestos o "composite": es un sistema material integrado por una combinación de dos o más micro o macro estructuras que difieren en forma y composición química y que son
esencialmente insolubles entre sí. Los composites conservan, al menos parcialmente, las propiedades de sus sistemas constituyentes y se diseñan para que presenten la combinación de propiedades más favorable. Se clasifican en tres categorías de acuerdo a sus formas:
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Materiales particulados. Formados o reforzados por agregados de partículas. Fibras. Materiales reforzados por fibras. Materiales estructurales. Laminares o tipo sándwich.
Materiales reforzados por partículas. La adición de partículas a una determinada matriz, es un recurso utilizado habitualmente para obtener materiales más resistentes. Las partículas de refuerzo suelen ser más resistentes que la propia matriz, cohesionándose fuertemente con ella mejorando sus propiedades mecánicas. Un ejemplo de este tipo de material es el hormigón, material particulado donde su matriz (cemento) como las partículas (grava y arena) son materiales cerámicos. Su empleo como material de construcción se basa en su dureza, bajo coste, resistencia al fuego y la posibilidad de prepararlo in situ con la forma deseada.
Materiales reforzados por fibras. Fibra de vidrio: Este tipo de materiales tienen siglos de antigüedad, utilización de paja para mejorar los ladrillos de barro, sin embargo actualmente son los composites más importantes desde el punto de vista tecnológico ya que se trata de obtener materiales con una elevada resistencia y rigidez y que posean una baja densidad siendo resistentes tanto a altas como a bajas temperaturas. Ejemplo de este tipo de materiales son la fibra de vidrio, y la fibra de carbono. La fibra de vidrio es un composite formado por fibras embebidas en una matriz plástica. La fibra de carbono es un co mposite formado por fibras embebidas en una matriz de resina epoxi. Los composites laminares se caracterizan por su elevada resistencia en todas las direcciones, siendo ligeros y de bajo coste. Están formados por láminas de materiales con elevada resistencia en una determinada dirección (madera). Las láminas se apilan y se pegan entre si alternando la dirección principal consiguiendo de esta manera que el material resultante tenga una elevada resistencia en todas las direcciones. Para unir las láminas se emplea un polímero que endurece por calentamiento y presión. Materiales "sándwich". Estas estructuras están formadas por dos láminas externas resistentes, llamadas caras, separadas por una capa de material menos denso y resistente, denominado núcleo. Estos materiales están concebidos para resistir esfuerzos de flexión transversal. Un ejemplo de este tipo de materiales es el cartón corrugado que se utiliza como protector de embalajes.
En definitiva, La apuesta por estos materiales, se basa en sus ventajas:
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Peso reducido.
Rápida instalación.
Gran Resistencia específica.
Mantenimiento escaso o nulo.
Durabilidad en ambientes agresivos:
Inexistencia de corrosión.
Resistencia al ataque químico.
Resistencia al ataque hielo-deshielo.
Permeabilidad a las ondas electromagnéticas.
Materiales cerámicos: tienen como característica química estar compuestos principalmente por
enlaces iónicos y covalentes, que se ordenan en forma específica, dándole al material una estructura cristalina, lo que les proporciona ciertas propiedades distintivas. Son materiales inorgánicos, de baja conducción eléctrica y mecánicamente frágiles. Algunos de estos materiales se utilizan desde la Antigüedad, pues son los materiales de uso en construcción más extendidos y antiguos del mundo, debido a la abundancia de terrenos arcillosos en casi todas las zonas del planeta. Ladrillos, adobes y todo tipo de tabiques usados en construcción son ejemplos de estos. Sin embargo, en la actualidad, los diversos métodos de producción han permitido crear cerámicas avanzadas o estructurales, materiales de muy diversas características, incluyendo aquellas con buena conductividad eléctrica o con mejores propiedades mecánicas, por lo que el uso de estos va más allá que el de la edificación. Estos materiales se pueden clasificar en cerámicas basadas en óxidos y en basadas en nitruros, carburos, siliciuros y otros. Entre las cerámicas avanzadas cabe destacar la alúmina, la berilia, los carburos, los nitruros y los boruros. La producción de cerámicas avanzadas sigue las etapas de producción de polvos, preparación de la masa por humectación, conformado y secado, prensado y sintonización, aplicando el calor con o sin presión simultánea, para acabar con el mecanizado. La correcta composición de los polvos constituye un punto fundamental del proceso, para lo que es preciso eliminar totalmente las impurezas y uniformar el tamaño de las partículas. Los procesos más utilizados industrialmente son: La fundición por revestimiento. Una suspensión de arcilla en agua se vierte en un molde. A medida que el contenido de agua en la superficie disminuye, se forma un sólido suave. El líquido sobrante se elimina y la forma hueca se retira del molde. La unión en este punto es arcilla- agua. La conformación plástica en húmedo. En unos de los casos se apisona un refractario húmedo en un molde y luego se lo destruye para que salga en una forma determinada. La masa plástica se fuerza a través de un troquel para producir una forma alargada que luego se corta a longitud deseada. Cuando se desea formar figuras circulares tales como platos, se coloca una masa de arcilla húmeda en una rueda rotativa, y se la conforma con una herramienta. Prensado con polvo seco. Se consigue rellenando un troquel con polvo y luego prensándolo. Generalmente el polvo contiene algún lubricante, tal como ácido, esteárico o cera. Después la pieza
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fresca o verde se somete al horneado. Mientras se calienta, se elimina el agua y los gigantes volátiles. El prensado en caliente. Involucra simultáneamente las operaciones de prensado y sintonización. Se obtienen mayor densidad y tamaño más fino del grano. El problema es obtener una duración adecuada del troquel a temperaturas elevadas, para lo cual muchas veces se emplean atmósferas de protección. La compactación isostática. El polvo se encapsula en un recipiente que se pueda comprimir y se sumerge en un fluido presurizado. Las formas del recipiente y de los corazones removibles determinan la forma del prensado. El prensado puede ser en caliente o en frio. Materiales metálicos: Podemos encontrar como materiales metálicos los metales y sus aleaciones, como también sustancias inorgánicas que están constituidas por uno o más elementos metálicos;
por ejemplo: hierro cobre, aluminio, níquel y titanio. Es importante tener en cuenta que el carbono es un elemento no metálico. Los metales tienen muchas características pero las más importantes son: buena conductividad eléctrica y térmica, opacidad, brillo, fusibilidad, plasticidad, dureza, etc. Ahora bien, podemos subdividir a los materiales metálicos en dos grupos importantes: los ferrosos y los no ferrosos. Ferrosos: a este grupo pertenece el hierro y sus derivados: el acero y la fundición. No ferroso: este grupo está formado por los demás metales y sus aleaciones. A su vez, en función del peso, los metales se pueden subdividir en dos grupos: metales ligeros y metales pesados. Materia Prima. Es importante aclarar que estos en estado natural, se encuentran puros, ya que se hallan combinados con el oxígeno, o con o tros no metales, en especial del azufre, cloro y carbono. Los metales que se encuentran puros en la naturaleza, llamados metales nativos son: Oro, Plata, Cobre, y Platino. El hombre para poder usar los metales, ha tenido que aprender como extraerlos de la naturaleza, pues en estado natural los metales están mezclados con otros minerales. Solo unos pocos aparecen solos, en estado natural, si bien en pequeñas cantidades como es el caso del cobre. El hierro es uno de los metales más exuberante en la naturaleza. Productivamente el hierro contiene carbono y otras sustancias que alteran sus propiedades físicas pero estas se pueden reformar al desarrollar aleaciones con otras sustancias como el carbono. Proceso de fabricación de los materiales metálicos. La gran mayoría de los metales los podemos encontrar en la naturaleza mezclados con otros elementos, formando minerales metálicos. Es por esto que, el primer paso es la: • Obtención del metal: esto consiste en localizar y extraer el mineral, que normalmente se encuentra en el subsuelo. A esta etapa corresponden los trabajos de minería. La extracción de los minerales se realiza practicando minas subterráneas o a cielo abierto con la ayuda de grandes máquinas. Como los minerales metálicos están mezclados con otros materiales, hay que triturar la roca extraída para separar el mineral metálico del resto de materiales. Finalizado el proceso de obtención y tratamiento del metal, podemos fabricar con él una gran variedad de piezas metálicas. Algunos de los procedimientos de trabajo más habituales son: fundición y moldeo, deformación y corte y mecanizado.
