Fundamentos de Materiales en Diseño e Ingeniería Civil

Resumen de Tecnología: Materiales de Construcción

1. Clasificación de los Materiales

• Materiales Pétreos: Son las piedras naturales. Pueden presentarse en forma de bloques o losetas. Ejemplos: Mármol, Pizarra o Arena.
• Cerámicas y Vidrios: Son los obtenidos a partir de la cocción de barro (como las tejas) o de la fundición de minerales (como el Vidrio).
• Materiales Aglutinantes: Son productos pulverizados que, al mezclarse con agua, sufren transformaciones químicas que producen su endurecimiento al aire o bajo el agua. Ejemplos: Cemento, Yeso.
• Materiales Compuestos: Son productos formados por la mezcla de materiales con diferentes propiedades, fácilmente distinguibles entre sí. Ejemplos: El Asfalto, Hormigón.
• Materiales Metálicos: Se obtienen a partir de minerales. Ejemplos: Aluminio, Hierro, Acero.

1.1. Elementos de un Edificio

• Cimientos
• Estructura
• Suelos y Techos
• Muros Externos
• Ventanas
• Cubierta
• Muros Interiores

2. Propiedades de los Materiales de Construcción

1. Densidad: Los materiales de construcción son de densidad media (cantidad de masa que tiene algo). Son menos pesados que algunos metales.
2. Resistencia a la compresión: Capacidad de un material para resistir esfuerzos de compresión.
3. Resistencia a la tracción: El comportamiento de un material cuando actúan sobre él fuerzas que tienden a estirarlo es importantísimo en muchas aplicaciones.
4. Dureza: Resistencia a ser rayado o desgastado.
5. Fragilidad: Tendencia a romperse con facilidad al recibir un golpe en seco. Ejemplo: Vidrio.
6. Resistencia a la Corrosión: Capacidad de soportar condiciones medioambientales agresivas.
7. Economía: La materia prima empleada es muy abundante, pero el transporte a largas distancias encarece mucho el precio.

3. Tipos de Materiales y Aplicaciones

• Pétreos:
  • Roca Caliza: Muros de Edificios
  • Mármol: Suelos
  • Granito: Pavimentos
  • Pizarra: Cubiertas de Edificios
  • Áridos: Elaboración de Mortero y Hormigón.
• Aglutinantes:
  • Yeso: Molduras
  • Cemento: Recubrimiento de Paredes
• Cerámicas y Vidrios:
  • Baldosas/Azulejos: Suelos
  • Ladrillos Refractarios: Hornos
  • Loza Sanitaria: Saneamiento de Baños
  • Vidrio: Ventanas, Puertas
  • Lana de Vidrio: Capa aislante de muros
  • Ladrillos: Fachadas
  • Bovedillas: Entresuelos
  • Tejas: Tejados
• Compuestos:
  • Mortero: Aglutinante
  • Hormigón: Vigas
  • Mezclas Asfálticas: Pavimentos de Carreteras

4. Cerámicas y Vidrios

Cerámicas

Se obtienen a partir de la mezcla de: Arcilla, Feldespato y Arena.

• La arcilla es plástica y moldeable cuando el grano es muy fino y está húmeda. Cuando se seca se vuelve rígida, y al cocerla a una temperatura elevada se vuelve vítrea.
• El Feldespato reduce la temperatura necesaria para cocer la cerámica porque actúa como fundente.
• La Arena actúa como relleno.

Vidrios

Son transparentes, duros y resistentes a la corrosión. También son muy buenos aislantes de la electricidad. Resultan muy frágiles y aguantan mejor los esfuerzos de compresión que los de tracción. Es un material obtenido a partir de la fusión de arena, álcali y óxidos metálicos. A continuación, se le da forma, ya que el vidrio es un material plástico y moldeable antes de enfriarse y solidificar completamente.

Lana de Vidrio

La Lana de vidrio es un excelente aislante térmico. Se obtiene haciendo pasar hilos de vidrio fundido por un horno de aire frío. Las fibras luego son aglutinadas con resinas formando un fieltro o colchón.

Vidrio Plano

La fabricación de vidrio plano se realiza mediante el proceso de vidrio flotado. Esta técnica emplea un baño de metal de estaño fundido.

5. Materiales Compuestos

Mortero

Es una mezcla de cemento, arena y agua, que sirve para unir los ladrillos o las piedras. Se usa también para hacer revoques, es decir, cubrir con una fina capa las paredes exteriores de las viviendas.

Hormigón

El Hormigón es una mezcla de diferentes porciones de cemento, arena, grava y agua que se endurecen con el tiempo.

Características:

• Es Económico
• Es Duradero
• Es resistente al fuego
• Puede ser fabricado directamente en la obra

Tipos de Hormigón:

• Hormigón Armado: Se fabrica un molde y se colocan las barras de acero. Luego, sobre este molde, se vierte la masa del hormigón y, al fraguar, se retira el molde de madera.
• Hormigón Pretensado: Se incluyen cables de acero que se tensan con gatos antes de verter el hormigón en el encofrado.