Materiales y Ensayos

Rafael Daniel Santos Febrero de 2015

Introducción al estudio de los materiales utilizados en Ingeniería Civil. Cuales 4 elementos que constituyen el 90 % de la masa de la tierra? La geosfera está compuesta principalmente por: Hierro 35% Oxígeno 30 % Sílice 15 % Magnesio 13% Fuente: http://www.ehowenespanol.com/cuales-cuatro-elementos-componen-casi-90-tierra-info_518462/ Presento esta primera premisa para iniciar la introducción del estudio de los materiales de construcción, utilizados por la civilización para su desarrollo, en nuestro caso estaremos conversando de Concreto y Acero, compuestos principalmente por estos materiales. por lo cual su obtención se hace Accesible. basado en esto introducimos los principios de economía y accesibilidad, los cuales están directamente relacionados para el caso de la construcción. La ejecución exitosa de un proyecto se basa en el manejo de las variables Alcance, Costo y Tiempo en función de la Calidad final del proyecto. por esta razón la economía de usar los materiales más abundantes en la corteza de la tierra es un buen ejemplo de cómo utilizamos bien los recursos para cumplir nuestro alcance a un bajo costo y en el tiempo planificado.

Es fácil entender que todo proyecto que se realice, queremos que quede bien, sea rápido y barato, los proyectos de construcción no escapan de esta realidad, por esta razón se hace necesario manejar nuestros recursos con eficiencia, economía y calidad. El estudio de los materiales de construcción como parte de la formación del ingeniero civil permite conocer las propiedades, características, tecnología, ventajas y desventajas del uso los materiales de construcción, con el propósito de desarrollar un criterio profesional robusto para abordar todo tipo de problemas y situaciones

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diversas que se puedan presentar en un proyecto de ingeniería en cualquiera de las fases del mismo.

Para el ingeniero civil es muy importante optimizar los recursos económicos disponibles para construir las obras, esto lo puede lograr entre otras cosas haciendo buen uso tanto de los materiales baratos como de los materiales caros. A un lado de la búsqueda de una economía bien entendida, el ingeniero tiene la obligación de construir obras que además de ser seguras reflejen la mejor calidad de vida de sus ocupantes o usuarios, apegándose siempre a las especificaciones y reglamentos de construcción vigentes. Ref 1

2.- Objetivo de aprendizaje de la Introducción al estudio de los materiales de construcción. Conocer la importancia el estudio de los materiales de construcción y los criterios de selección de los mismos. Objetivos específicos a. enumerar los principales materiales de construcción b. estudiar la importancia de conocer las propiedades de los materiales de construcción basados en los principios de eficacia, eficiencia, efectividad, economía, durabilidad. 3.- Materiales utilizados en la Construcción: Cemento; acero; agregados; madera; plásticos; asfalto; madera; cales; yesos; aluminio; arcilla; pintura; suelo, polímeros, vidrio. 4.- Importancia de los Materiales de construcción: El uso racional, adecuado, técnicamente aconsejable y económicamente viable, solo se alcanza con el conocimiento tan perfecto como sea posible de las propiedades de los materiales, sus ventajas y sus eventuales deficiencias, de tal modo que sea posibles comparar entre varias soluciones posibles, escogiendo la mejor tanto desde el punto de vista técnico como económico. Ref 2

Las propiedades básicas variarán de un material a otro. compete al ingeniero proyectista de una determinada obra conocer los materiales disponibles, tener dominio de sus propiedades básicas, en otras palabras, tener ciencia de los materiales, lo que permitirá con su empleo obtener una obra de apariencia agradable en cuanto a su forma, color y acabado, presentando la solidez que garantiza durabilidad y cuyo costo sea económico. Ref 2

En cada una de las etapas de un proyecto de ingeniería se deben conocer los materiales con los que se trabaja a fin de culminar el proyecto con éxito.

Esto visto desde la perspectiva de la construcción en proyectos IPC; esto es: Ingeniería, Procura y Construcción.

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Ingeniería: Diseñar el proyecto y seleccionar los materiales de acuerdo a sus objetivos, atendiendo principios de durabilidad y economía.

Procura: Adquirir materiales para proyectos y tomar decisiones en el mercado de compras.

Construcción: conocer los materiales para usarlos correctamente durante la etapa de ejecución de la obra.

Clasificación de materiales de construcción

De acuerdo a su uso pueden ser estructurales o no estructurales; de acuerdo a su origen naturales o artificiales; de acuerdo a su composición química minerales, cerámicos, orgánicos.

5.- Selección de los materiales

Toda construcción debe ser antecedida por una etapa de selección de los materiales. El ingeniero debe evitar hasta donde sea posible el experimentar directamente en la obra con materiales desconocidos, ya que esto acarrea casi siempre defectos en la obra. La experimentación es un medio excelente para verificar el comportamiento de los materiales bajo condiciones especiales, y debe ser estimulada en cualquier organización, pero se debe llevar a cabo con buena anticipación a la obra. La experimentación tanto en laboratorio como en campo son igualmente provechosas cuando se les interpreta correctamente. Ref 2 (negritas nuestras).

La selección de los materiales de construcción depende de muchos factores, y resulta difícil ser muy específico al respecto, como ejemplo considérese que la selección del material puede depender desde la disponibilidad del mismo en una determinada localidad hasta el gusto del dueño de la obra, quien puede decidirse por alguno o algunos de los materiales que se emplearán en la misma. En ocasiones la selección de un determinado material puede ser tan complicada que requiera de un complejo estudio estadístico para decidirse ya sea por un determinado banco de material, por un determinado lote de material o por un determinado fabricante.Ref 2 (negritas nuestras)

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La gran mayoría de las veces son el ingeniero civil y el arquitecto quienes proponen al dueño de la obra los materiales que se deben emplear, por lo tanto estas personas deben tener los conocimientos suficientes para lograr que se cumplan los objetivos de la obra y se satisfaga el presupuesto de la misma. Particularmente el ingeniero civil debe tener la capacidad técnica suficiente para realizar la selección de los materiales de una manera más científica de lo que generalmente se cree. La base primordial para la selección de los materiales de construcción generalmente lo constituyen las propiedades ingenieriles de los mismos. Ref 2 (negritas nuestras)

6.- Propiedades de los materiales: son las formas en que los materiales responden al (los estímulos del) ambiente. Así las propiedades mecánicas, eléctricas y magnéticas son respuestas a fuerzas mecánicas, eléctricas y magnéticas respectivamente. Otras propiedades importantes, son la térmica ( transferencia de calor, capacidad térmica), la óptica (absorción, transmisión , reflexión, refracción de la luz), y estabilidad química al contacto con el medio ambiente (como resistencia a la corrosión). Ref 4

7.- Algunas Propiedades de los materiales de construcción: Ref 1

Físicas Químicas Mecánicas Térmicas Eléctricas Acústicas Ópticas

Dimensiones Composición Química

Resistencia a tensión

Capacidad Conductiva

Capacidad Conductiva

Transmisión del sonido

Transmisión de la luz

Formas Acidez y alcalinidad

compresión corte

expansión térmica

aislamiento eléctrico

reflexión del sonido

reflexión de la luz

peso específico reactividad química

flexión impacto

Contracción térmica

aislamiento del sonido

Filtrado de la luz

porosidad facilidad de corrosión

rigidez y elasticidad

aislamiento térmico

contenido de humedad

plasticidad

textura dureza

REFERENCIAS CONSULTADAS EN LA PREPARACIÓN DE ESTE MATERIAL 1.- Materiales de Construcción GÓMEZ DOMÍNGUEZ JORGE, Departamento de Ingeniería Civil Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey Campus Monterrey http://civilgeeks.com/2014/07/18/libro-de-materiales-de-construccion-ph-d-jorge-gomez/ 2.- Materiais de construção civil http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAiFAAL/mcc-1-materiais-construcao-civil-1 http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAiFAAL/mcc-1-materiais-construcao-civil-1?part=2 3.- http://teaching.ust.hk/~civl111/ WEBSITE 4.-Class notes about Materials science and engineering Chapter 1 Introduction http://www.virginia.edu/bohr/mse209/chapter1.htm