Materials de Construcció Essencials: Fusta, Argiles, Ciments i Vidres

La Fusta: Estructura i Composició

La fusta és un material natural amb una estructura complexa i heterogènia, formada per molècules de cel·lulosa reforçades amb lignina.

Fusta Natural: Obtenció i Classificació

La fusta natural s’obté dels arbres després de la tala i el desbrancatge, passant posteriorment per la serradora. Els arbres es classifiquen en:

• Fusta tova: Arbres de fulla perenne (anomenats també coníferes), com el pi o l'avet.
• Fusta dura: Arbres de fulla caduca (anomenats també frondoses), com el faig o el roure.

Eixos de Simetria i Fusta Verda

Per determinar els diferents comportaments de la fusta es defineixen tres tipus d’eixos de simetria: el longitudinal, el radial i el tangencial. La fusta acabada de tallar es diu fusta verda, la qual té un contingut d’humitat molt alt.

El Procés d'Assecatge i la Humitat

És necessari fer un assecatge per reduir aquesta humitat. Aquest assecatge es pot fer de dues maneres:

• A l’aire lliure: Durant un any o més.
• En forns d’aire calent: Durant sis o set setmanes.

El contingut d’humitat de les fustes es calcula amb la fórmula: (Pes de la fusta humida - Pes de la fusta seca / Pes de la fusta seca · 100). La fusta verda té un contingut d’humitat superior al 100%. Després de l’assecatge, la humitat baixa fins al 10% o 15%. Quan la fusta s'asseca, pateix una contracció que augmenta la seva densitat i resistència. Després de l’assecatge, les fustes passen per un procés de serratge i es protegeixen amb vernissos i pintures.

Fusta Artificial i Taulers Derivats

1. Taulers de xapes (Contraplacats): S'encolen xapes de fusta natural de manera que les direccions de les vetes formin un angle de 90º.
2. Taulers de partícules (Aglomerats): Formats a partir de partícules amb una grandària controlada, encolades amb resines sintètiques.
3. Taulers de fibres (Tablex i DM):
   • El Tablex està format a partir de fibres de fusta que són premsades i humides, sense encolar.
   • El DM (Densitat Mitjana) està format també a partir de fibres de fusta, però premsades en sec i encolades amb resina sintètica.
4. Taulers de llistons (Enllistonats): Formats a partir de llistons de fusta tova encolats lateralment amb resines sintètiques.
5. Xapes naturals: S’obtenen amb talls tangencials del tronc utilitzant fulles de tall d’acer especial.
6. Xapes sintètiques: S’obtenen a partir de resines sintètiques.

Argiles: Composició i Usos

Les argiles es troben fàcilment a la natura i, en afegir-hi aigua, es transformen en una massa plàstica. Dins de les argiles hi podem distingir entre:

• Estructurals: Utilitzades en la fabricació de maons, totxanes, etc.
• Porcellanes: De color blanc, utilitzades en la fabricació de sanitaris, vaixelles, aïllants, etc.

Els components bàsics de l’argila són el sílice, l’alúmina i impureses formades per altres òxids. Les porcellanes, en canvi, es componen d'argila, quars i feldspats.

Ciments: Enduriment i Producció

En ser barrejats amb aigua, els ciments donen lloc a una massa plàstica que, després d’un cert temps, s’endureix. A diferència de l’argila, l’enduriment d’alguns ciments no es produeix per evaporació ni cocció, sinó per unes reaccions químiques molt complexes amb l’aigua. L’argila mai s’endurirà submergida en aigua, mentre que amb ciments hidràulics sí.

Procés d'Obtenció del Ciment Portland

El ciment es produeix per escalfament a 1400ºC en un forn giratori d’una mescla d’argila i pedra calcària. D'aquest procés s’obté el clínquer, que es tritura molt fi i es barreja amb una petita quantitat de guix per obtenir el ciment pòrtland.

Materials Refractaris

Els refractaris estan formats per alúmina, sílice i magnèsia. Segons el predomini de cada component, distingim:

1. D’Argila: Hi predomina l’alúmina. Suporten temperatures al voltant dels 1500ºC. No tenen bones propietats mecàniques i s’utilitzen com a aïllants tèrmics.
2. Àcids: Hi predomina la sílice. Suporten temperatures de 1600ºC, tenen millors propietats mecàniques i suporten escòries àcides.
3. Bàsics: Hi predomina la magnèsia.

Vidres: Propietats i Tractaments

Els vidres són materials ceràmics formats per la fusió de sílice amb altres òxids, amb una estructura de sòlid amorf. Tenen una gran transparència, fragilitat i duresa.

Obtenció i Tractaments Tèrmics

La seva obtenció es produeix en un forn amb la fusió de les matèries primeres. Si el procés de refredament no es fa prou lentament, poden aparèixer tensions que fan que el vidre sigui més trencadís. Per eliminar-les, es pot fer una recuita.

Per tal d’aconseguir vidres amb una resistència superior, el vidre és sotmès a un tremp, que consisteix a escalfar-lo a una temperatura adequada i fer un refredament ràpid de la superfície.