materiales conglomerantes

MATERIALES DE CONSTRUCCION

INTRODUCCIÓN

En el presente trabajo, se detallan los conceptos más relevantes sobre los

materiales conglomerantes, tales como sus definiciones, sus procesos de

fabricación, las clasificaciones existentes, propiedades, las normas técnicas

que los rigen, algunos ensayos de rigor y las aplicaciones más comunes en la

construcción.

Entre los materiales conglomerantes tenemos a la cal, el yeso y el

cemento.

La cal se ha usado, desde la antigüedad, como conglomerante en la

construcción. Hasta la revolución industrial y el descubrimiento del cemento en

1824 en Portland, Inglaterra, la cal había sido el principal ligante de la

construcción en morteros, revestimientos y pinturas. Es responsable de la

solidez de los edificios antiguos y medievales y ha participado en obras tan

prestigiosas como los frescos y estucos que los decoraban. Los constructores

de entonces aplicaban las cales disponibles en las canteras y caleras más

próximas. Es decir, la calidad de las cales reencontradas varía según la roca de

extracción, pues de las calizas, las más puras proceden de las cales más

grasas, es decir, aéreas, y de las calizas más arcillosas, pues las más ricas en

sílice (margas) procedían las cales magras es decir hidráulicas.

El yeso es uno de los más antiguos materiales empleado en construcción. En el

período Neolítico, con el dominio del fuego, comenzó a elaborarse yeso para

guarnecidos y para unir las piezas de mampostería y sellar las juntas de los

muros de las viviendas, sustituyendo al mortero de barro. En el Antiguo Egipto,

durante el tercer milenio a. C., se empleó yeso para sellar las juntas de la Gran

Pirámide de Gizá, y en multitud de tumbas como revestimiento y soporte de

bajorrelieves pintados. El palacio de Cnosos contiene revestimientos y suelos

elaborados con yeso. Los Sasánidas utilizaron profusamente el yeso en

albañilería. Los Omeyas dejaron muestras de su empleo en sus alcázares

sirios, como revestimiento e incluso en arcos prefabricados.

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OBJETIVOS

3.1 OBJETIVO GENERAL:

Conocer las propiedades de los materiales conglomerantes, tipos,

procesos de fabricación, aplicaciones y designación.

3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Conocer las propiedades de los materiales conglomerantes, tipos,

procesos de fabricación y aplicaciones, designación y normativa”.

Conocer los tipos de morteros y productos conglomerados, designación,

normativa y aplicaciones.

Describe los procedimientos generales para determinar las

propiedades de los materiales conglomerantes, través de análisis de

documentos especializados en la rama; a fin de hacer un análisis crítico

y constructivo de esta carrera en su entorno.

Identifica la problemática entre los distintos materiales a usar en un

proyecto.

Conocer como seleccionar los conglomerantes que mejor se ajusten a

las demandas de su diseño

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DESARROLLO DEL TEMA

1. DEFINICIÓN:

Son materiales capaces de adherirse a fragmentos de otras

sustancias y dar cohesión al conjunto por efecto de

transformaciones químicas que se producen en su

masa(fraguado), produciendo nuevos compuestos.

Se obtiene a partir de materiales naturales tratados

térmicamente(cocción en horno o caldera)

Los conglomerantes son utilizados como medio de unión, formando

pastas llamadas morteros o argamasas.

Estos materiales se clasifican en dos grupos:

Conglomerantes aéreos

Son los que mezclados con agua, no solo fraguan y endurecen en el

aire, no siendo resistentes al agua.

Conglomerantes hidráulicos

Estos, después de ser amasados con agua, fraguan y endurecen

tanto al aire como sumergido en agua, siendo los productos

resultantes estables en ambos medios.

Por fraguado se entiende la trabazón y consistencia inicial de un

conglomerante; una vez fraguado, el material puede seguir

endureciéndose.

1.1. CARACTERÍSTICAS

Se presentan en forma de polvo muy fino y muestran un

comportamiento plástico al mezclarse con agua(pasta), que

permite su moldeo

En estado fresco(pasta) pueden adherirse a otros

materiales(áridos), constituyendo materiales compuestos

conglomerados(mortero, hormigón)

Una vez fraguados se endurecen(adquieren resistencia y rigidez)

y el proceso es irreversible

1.2. PROCESOS CONGLOMERANTES

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https://es.wikipedia.org/wiki/Mortero_(construcci%C3%B3n)


Conglomerante + agua

(Si se añade árido, mortero u hormigón)

Masado (mezclado)

Pasta en estado fresco

cccccccccccccccccccccccc (comportamiento plástico)

Fraguado

Pasta fraguada

(Rigidez y poca resistencia)

Endurecimiento

Pasta en estado endurecido

(Rigidez y resistencia, fractura frágil)

1.3. TIPOS DE CONGLOMERANTES

1.3.1. Según su capacidad de fraguar en distintos ambientes:

Aéreo s: fragua y endurece al aire, pero no origina mezclas

en contacto con el agua(arcilla, yeso y cales aéreas)

Hidráulico : tras el endurecimiento, tanto al aire como en el

agua, forma una roca artificial(cemento y cales hidráulicas)

Hidrocarbonado : compuesto más o menos viscoso que endurece

por evaporación de sus disolventes (alquitrán, betún)

1.3.2. Según su naturaleza:

Yesos y escayolas : constituidos por sulfato cálcico.

Cales : Obtenidas por des carbonatación de Calizas

Cementos : Constituidos por silicatos y aluminatos cálcicos

deshidratados.

1.4. CAL

1.4.1. Definición

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Procede de la calcinación o descomposición de las rocas calizas (cal

viva), si a ésta le añadimos agua, se produce una reacción que

desprende mucho calor convirtiéndose en cal apagada que es la que se

utiliza en construcción.

Hay dos tipos de cales:

Cal Aérea: fragua en el aire.

Cal hidráulica: fragua en lugares húmedos y debajo del agua.

La cal se usa para blanquear como pintura al temple, también se utiliza

como sustitución de los guarnecidos y enlucidos de yeso en zonas muy

húmedas y para morteros bastardos de cemento y cal para darles mayor

plasticidad.

1.4.2. Materias primas

La cal se extrae de los depósitos sedimentarios de carbonato de

calcio, los cuales reciben el nombre de “caliches”. Por otro lado, un

20% de la superficie terrestre está cubierta de roca caliza.

1.4.3. Procesos de fabricación

El material utilizado para hacer mortero de cal se obtiene de las

rocas calizas calcinadas a una temperatura entre 900 y 1200 °C,

durante días, en un horno rotatorio o en un horno tradicional, romano

o árabe. En estas condiciones el carbonato es inestable y pierde una

molécula de óxido de carbono.

1) Cal viva: La cal viva es obtenida a partir de la calcinación de la

caliza (CaCO3) por la siguiente reacción: CaCO3→ CaO + CO2.

a) Trituración y tamizado: Las piedras de cal minadas o

desenterradas son aplastadas en rocas de tamaño más pequeño por

una carrillera trituradora y, luego, es alimentada a tres cubiertas de

filtrado por vibración, la cual remueve cualquier fragmento grande o

pequeño según el tamaño deseado.

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b) Pesado: Después de que han sido filtrados, las piedras de cal son

pesadas en una correa transportadora con balanzas construidas,

como cuando éste es transportado en una grúa de salto.

c) Horneado: Las piedras de cal y coque son elevadas a la parte

superior del horno vertical donde son descargados.

d) Pulverización: Las piedras calizas son desfragmentadas

térmicamente en un horno donde la temperatura varía de 925 ºC -

1340 ºC, siendo mantenidas con el fin de alcanzar la temperatura de

disociación de los carbonatos encontrados en las piedras de cal. El

dióxido de carbono en el horno de gas es soplado dentro de un

sistema de lavado pero con una reducida ventilación.

e) Almacenamiento: La cal viva producida en el horno es descargada

en un mandil transportador el cual los lleva hacia un martillo de

triturado. Después que ha sido pulverizado por el martillo de

triturado, este es descargado en una tolva elevadora para ser

transportada al depósito de almacenamiento de la cal viva.

2) Cal apagada (hidratada): La cal apagada se obtiene a partir de la

cal viva haciendo una reacción estequiometria con agua. Esta

reacción es exotérmica y se verifica en: CaO + H2O → Ca(OH)2

a) Hidratación: La cal hidratada es producida básicamente por la

mezcla de agua con la cal viva. El agua y la cal viva son alimentadas

en un hidratador en un porcentaje de uno a uno.

b) Envejecimiento: Esta cal apagada es colocada dentro de un tanque

de avejenta miento donde se completa su hidratación.

c) Separación centrífuga: Durante el proceso de separación, las

partículas gruesas de cal son removidas desde la cal hidratada en

forma de desechos. El siguiente paso, aparte de la producción en

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polvo listo para embolsar, es la mejora de la consistencia respecto a

la fineza y pureza química de la cal hidratada producida.

d) Embolsado: El polvo de cal hidratada es transportado a la máquina

de embolsado, la cual, automáticamente, distribuye la cal en bolsas

de 25 Kg o en bolsas de una tonelada, completando el proceso

1.4.4. Características y propiedades

Características

- Estado físico, sólido

- Se presenta granulada o molida

- Apariencia del producto; color crema, café y blanco

- No presenta olor

- Concentración de CaO libre mayor a 75%

- Concentración de CaO alcalinízate mayor a 86%

- Punto de fusión de la cal viva: 2.570 ºC

- No es inflamable

- No posee explosión potencial

- El óxido de calcio reacciona con ácidos, formando sales

Propiedades

- Hidraulicidad: Viene a ser la relación entre los silicatos y aluminatos

con respecto al óxido de calcio.

- Fraguado: Es un proceso químico consistente en la evaporación del

exceso de agua empleado en amasar o mezclar la pasta.

- Densidad: Relación masa - volumen. La densidad de la cal aérea es

de orden de 2.25Kg/dm. El fraguado de cualquier tipo de cal

hidráulica no debe comenzar antes de dos horas ni terminar después

de 48 horas.

1.4.5. Normas técnicas

UNE 41.067, Cal aérea para construcción. Clasificación. Características.

Tipo de cal CaO + MgO CO2 (máxima)

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(mínima)

Cal aérea I 90% 5%

Cal aérea II 60% 5%

UNE 41.068, Cal hidráulica para construcción. Clasificación. Características.

1.4.6. Ensayos

Resistencia a la compresión

Rendimiento

Finura

Se realizan a través de probetas con cal y arena normal en una

proporción cal 1.3 y arena 3 (1.3:3) a los 28 días su resistencia a la

compresión es de 6Kg/dm2 para las cales hidráulicas es de 10 a

30Kg/dm2 a los 7 días y de 30 a 60Kg/dm2 a los 28 días.

El rendimiento se calcula a través de la relación entre el volumen de cal

apagada obtenida y el volumen de cal viva mediante esta. La finura se

calcula a través de mallas normalizadas.

1.4.7. Aplicación en la construcción

a. Morteros para cimentaciones y asentamientos de piedra natural

y bloques de fábrica: La cal aérea aporta mayor trabajabilidad y

flexibilidad debido a una mayor finura, pero es preferible la cal

hidráulica, ya que, aparte de buena trabajabilidad y flexibilidad, tiene

mayor resistencia a la compresión y una mayor resistencia inicial,

con la ventaja de poder adelantar el trabajo rápido, con ahorro de

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Tipo de cal SiO2 + Al2O3 + Fe2O3

(mínimo)

CO2 (máximo)

Cal hidráulica I 20% 5%

Cal hidráulica II 15% 5%

Cal hidráulica III 10% 5%


tiempo y dinero. Además tolera las transferencias de humedades y

sales minerales. Gracias a su mayor endurecimiento inicial, la cal

hidráulica natural permite al constructor realizar trabajos en el

exterior durante todo el año, también en los meses del invierno,

siempre que se proporcione una protección contra calores, hielo y

aguas pluviales durante las primeras 72 horas de cura.

b. Construcción de piscinas naturales y estanques: Se usa la cal

hidráulica natural, ya que es más impermeable, más resistente a la

compresión, más resistente a sales minerales, y capaz de

endurecerse, incluso, debajo del agua, sin la presencia de aire.

c. Revestimientos exteriores e interiores: Los morteros para

revestimientos exteriores, en todo caso serían a base de cal

hidráulica natural, ya que tiene la mayor resistencia mecánica, la

mayor impermeabilidad y la mejor resistencia a agresiones

ambientales así como influencias marítimas. La elevada finura y

máxima trabajabilidad de la cal aérea, que se puede aumentar aún

más trabajando con cal grasa en pasta, es necesaria para un buen

resultado final del acabado. Su elevada porosidad es responsable

para un efecto máximo de compensación de vapores de agua en la

vivienda así como un excelente aislamiento térmico.

d. Lechadas y pinturas: Para la fijación de una superficie con mala

adherencia, se podrían aplicar una o varias capas de lechada de cal

aérea o cal hidráulica natural. Para la fijación de superficies

arenosas es aconsejable la cal hidráulica.

e. Fijación de tejas, solería (interior y exterior) y piezas de

decoración y murales: Tejas y solería con cal hidráulica natural, ya

que interesa resistencia mecánica así como máxima

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impermeabilidad. Para la fijación de piezas decorativas cerámicas o

de piedra natural en superficies verticales, además de elaborar un

mortero con alto contenido de cal y óptima granulometría, se podría

aplicar un mortero a base de cal hidráulica (resistencia mecánica y

buena adherencia) y pasta de cal grasa (aumento de adherencia). El

soporte, si fuese necesario, se podría preparar con una lechada de

cal grasa.

f. Estabilizar tierra con cal: Se puede estabilizar la tierra para la

fabricación de adobes o tapial y conseguiremos aumentar su

resistencia mecánica así como su resistencia al agua. Los suelos

muy arcillosos (40% o más) se estabilizan mejor con cal aérea. Los

suelos muy arenosos se estabilizan mejor con cal hidráulica para

ganar más resistencia. Aparte de mezclarlo todo bien, para asegurar

un buen proceso de endurecimiento, las mezclas de tierra y cal

hidráulica se deben poner en obra pronto, evitando el secado rápido,

ya que, si no, se puede perder con facilidad el 50% de resistencia.

La cal viva en polvo puede ser utilizada para estabilizar pero tiene la

desventaja de producir mucho calor y puede dañar peligrosamente la

piel.

Oxido de calcio. Estructura tridimensional.

1.5. YESO

1.5.1. Definición

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El yeso es un producto preparado básicamente a partir de una piedra

natural denominada algez, mediante deshidratación, al que puede

añadirse en fábrica determinadas adiciones para modificar sus

características de fraguado, resistencia, adherencia, retención de agua y

densidad, que una vez amasado con agua, puede ser utilizado

directamente. También, se emplea para la elaboración de materiales

prefabricados. El yeso como producto industrial es sulfato de calcio Semi

- hidrato (CaSO4 · 1/2H2O), también llamado comúnmente "yeso cocido".

Se comercializa molido, en forma de polvo.

1.5.2. Materias primas

El algez se extrae de las canteras en que se encuentra por explotación a

cielo descubierto o en galería, siguiendo los métodos ordinarios, pero

adoptando precauciones especiales por su poca resistencia y su

socavabilidad por el agua. A igualdad de condiciones, se deben explotar

las canteras en que el algez contenga sílice atacable y caliza, porque

estas substancias comunican al yeso buenas cualidades; y evitar la

extracción del algez mezclado con arena, gravilla, etc., porque estas

materias perjudican al yeso y disminuyen su valor.

1.5.3. Procesos de fabricación

La fabricación del yeso consiste en la calcinación del mineral también

denominado algez. Si se aumenta la temperatura hasta lograr el

desprendimiento total de agua combinada fuertemente se obtienen

durante el proceso diferentes yesos de construcción.

El proceso de fabricación se divide en:

a. Cochura: El algez pierde su agua de combinación de 120° a 100° y

se transforma en sulfato cálcico anhidro, que al batirse con agua se

hidrata y cristaliza en masa. La temperatura de calcinación más

conveniente para un fraguado rápido es la de 140°, por las razones

que se dirán al ocuparnos del fraguado del yeso; pero cualquiera

que sea aquélla, hay que cuidar no llegue a 160°, porque el yeso así

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obtenido recupera el agua muy lentamente. El yeso no se hidrata si

ha estado sometido á la temperatura del calor rojo. Cualquiera que

sea el procedimiento de calcinación, la carga del horno debe

arreglarse para obtener resultados homogéneos. Los diferentes

bancos de algez dan productos muy distintos; pero con mezclas bien

dispuestas en las proporciones que aconseje la experiencia, se

puede preparar yeso excelente. La cochura del algez puede ser

intermitente o continua.

b. Empleo del vapor: Para obtener yeso muy fino se puede hacer la

cochura, por el vapor de agua, en un aparato, que se reduce a un

generador de vapor, provisto de un serpentín para recalentar a este

y tres tinas de fábrica unidas a aquél y entre sí por tubos provistos

de llaves, que permiten abrir o cerrar a voluntad las comunicaciones.

El vapor procedente del serpentín se hace pasar sucesivamente por

dos de las tinas, mientras se descarga y carga la tercera,

consiguiéndose la calcinación en la primera y que ésta empiece en

la segunda; terminada la cochura en la primera tina, se hace pasar el

vapor recalentado por la segunda y la tercera, en el orden que se

citan, mientras se descarga y carga de nuevo la primera, y se

continúa de modo análogo. Con este procedimiento se obtiene un

yeso bastante bueno y muy blanco, con facilidad y economía y en

grandes cantidades.

c. Cochura en hornos helicoidales: En las fábricas modernas la

calcinación del algez suele hacerse empleando un tostador de

helicoide, cuya inclinación y velocidad se fijan de modo que las

piedras se cuezan al recorrer el cilindro que se calienta por el

exterior. Otras veces, en el interior del helicoide se inyecta vapor de

agua recalentado, lo que parece introduce notable economía.

Cualquiera de los dos métodos produce una cochura muy uniforme y

yeso de buena calidad.

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d. Molido y cernido: El yeso, después de extraído, se muele en

molinos de fundición muy sólidos, análogos a los empleados en el

molido del café, o con molinos de piedras en que muelas de piedra

ruedan en una caja en forma de corona, cuyo fondo y paredes son

también de piedra. El molido no debe ser demasiado perfecto,

porque cuando esto ocurre, el yeso pierde parte de sus propiedades

plásticas. Después del molido se hace pasar el yeso por un tamiz de

144 mallas por centímetro cuadrado; el residuo sobre el cedazo se

muele de nuevo, y el polvo que pasa por él se apila en los

almacenes o se envasa en sacos de 25 a 40 litros de capacidad. El

yeso se puede conservar en barricas herméticamente cerradas, o en

montones formados en un sitio bien seco, que se riegan ligeramente

en su superficie para hacer que fragüe una capa delgada y proteja al

resto de la masa de la acción del aire húmedo.

1.5.4. Características y propiedades

a. Características

provee protección contra el fuego

aislamiento térmico

regulador de humedad

producto natural y ecológico

absorción acústica

blancura

facilidad de trabajo compatibilidad decorativa

durabilidad

b. Propiedades

Finura de molido

Fraguado

Expansión

Absorción de Agua

Adherencia

Corrosión

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Resistencia mecánica

Resistencia al fuego

1.5.5. Normas técnicas

Según la RY-85, están normalizados los yesos:

Yeso grueso de construcción, que se designa YG. También llamado

yeso negro.

Yeso fino de construcción, que se designa YF. También llamado

yeso blanco.

Yeso de prefabricados, que se designa YP.

Escayola, que se designa E-30. Las escayolas son los yesos de

mejor calidad.

Escayola Especial, que se designa E-35. Se utiliza para acabados,

molduras, etc.

1.5.6. Ensayos

Fineza del Molido: El grado de fineza del molido se determinará con

los tamices que se emplean en los ensayos de cemento y las reglas

de molido del cemento.

Análisis Químico: las conclusiones al análisis de los cementos son

aplicables a los yesos.

Ensayos de fraguado: Se operará en los ensayos de fraguado,

siguiendo las reglas establecidas para los cementos.

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Ensayo de rendimiento: Estos ensayos se harán conforme a las

disposiciones aplicadas para los cementos y se estudiarán sobre las

pastas empleadas en los ensayos de fraguado.

1.5.7. Aplicación en la construcción

Pastas: Enlucidos de yesos (interior segunda etapa).

Prefabricado: Placas y paneles de escayola para tabiques, paneles

de yeso, placas de escayola para techos.

Tercera aplicación: Otras como morteros de yeso.

YESO, VARIEDAD ROCA DEL DESIERTO:

GEODA DE YESO

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CONCLUSIONES

Después del detallado estudio de este tema podemos afirmar que un conglomerante es aquel material capaz de unir fragmentos de uno o varios materiales y dar cohesión al conjunto mediante transformaciones químicas en su masa que originan nuevos compuestos.

Los conglomerantes son utilizados como medio de unión, formando pastas llamadas morteros o argamasas.

La realización del presente trabajo nos permitió conocer las propiedades

de los conglomerantes, esto nos ayudara en un futuro al manejo correcto

de estos, en la rama de la construcción.

Para el uso de los materiales conglomerantes es necesario conocer su

fabricación para así tener un conocimiento y saber a qué tipo de material

nos enfrentamos.

Los ensayos son fundamentales mediante ellos podemos conocer las

fallas que se pueden presentar en un futuro.

Las propiedades físicas del yeso se ven influenciadas por el fraguado al

microondas.

El uso del microondas para fraguar el yeso deshidratada la estructura de

los modelos y por lo tanto, la resistencia a la comprensión disminuye en

los modelos fraguados al microondas y los vuelve más frágiles y

susceptibles a fracturas.

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RECOMENDACIONES

La lectura y el conocimiento de los materiales conglomerantes nos ayudaran a realizar construcciones eficaces, ya que mediante estos podemos conocer propiedades, comportamientos y reacciones que pueden tener respecto a otros cuerpos o sustancias.

Manejar los porcentajes normados de los materiales conglomerantes, permitirán tener una buena mezcla, y sin estos pasos lo único que se genera son gastos económicos.

Los ingenieros y diseñadores deberán tener un profundo conocimiento

sobre los distintos materiales conglomerantes que puedan emplear para

la fabricación e edificación de algún tipo de obra civil. De esta manera,

en un momento determinado, sabrán elegir mejor cuál es el material

idóneo para una aplicación concreta en el campo laboral.

Emplear técnicas de control de calidad en los materiales conglomerados

para los servicios de ingeniería civil.

Sería conveniente que el constructor aparte de informarse de las normas técnicas pida asesoría a personas con mayor experiencia para poder obtener un resultado eficaz y garantizar un servicio de calidad al usuario o contratista.

Se recomienda los respectivos ensayos de laboratorio al utilizar la cal y

el yeso acorde a las especificaciones de las normas técnicas

correspondientes.

Para obtener la caliza en buenas condiciones será indispensable no

obviar ningún proceso de obtención con una correcta supervisión, desde

la extracción hasta su embazado.

BIBLIOGRAFÍA

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https://es.wikipedia.org/wiki/Conglomerado

comohacerpara.com/trabajar-el-aglomerado-o-mdf_6984h.htm

www.wordreference.com/definicion/conglomerado

Vicente Martínez Pastor. Profesor Titular de Escuela Universitaria Curso

2002/2003 – 2º cuatrimestre MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Curso 2007-2008. Escuela Técnica Superior de Arquitectura.

Profesor Gonzalo Barluenga Badiola

Juan Antonio Polanco Madrazo, Jesús Setién Marquínez: DPTO. DE CIENCIA E

INGENIERÍA DEL TERRENO Y DE LOS MATERIALES

ING. Gerardo A. Rivera L. : CONCRETO SIMPLE

www.rincondelvago.com/materialesing/conglomerantes

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