Materiales de Construccion

MATERIALES DE CONSTRUCCIN (HORARIO 501)

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SELECCIN DE MATERIALES Y

OBTENCIN DE LOS MATERIALES

Seleccin y Obtencin

de los Materiales de

Construccin

SELECCIN de MATERIALESSELECCIN de MATERIALES

Los materiales de construccin estructurales Los materiales de construccin estructurales

deben cumplir requisitos de:deben cumplir requisitos de:

Resistencia.Resistencia.

Durabilidad (Durabilidad (frente a las condiciones de servicio)frente a las condiciones de servicio)

Esttica.Esttica.

Economa.Economa.

Compatibilidad ambiental (Compatibilidad ambiental (no degradableno degradable).).

RESISTENCIA

Significa soportar cargas preestablecidas.

- El material debe tener una resistencia adecuada para su desempeo en el tipo de obra de ingeniera (carretera, edificio, puente, reservorio (presas), etc.).

- Resistencia es un nombre genrico que abarca diferentes significados de acuerdo a las distintas aplicaciones.

- Sin importar el tipo de carga, se requiere que el

material de construccin las soporte de forma

segura.

- La seguridad se cuantifica por un nmero

llamado factor de seguridad (FS), que

usualmente est en el rango de 1,5 a 3.

- Resistencia de trabajo = Resistencia mxima / FS

RESISTENCIA

Edificio Alto Ro, en Concepcin.

Antes y despus de sismo del 27-02-2010

- Las condiciones de servicio son todos los requerimientos que se tienen que cumplir, en relacin a la funcin que cumple un proyecto.

- Por ejemplo, las deformaciones excesivas, en la mayora de los casos, no son aceptables en los elementos de una estructura.

CONDICIONES de SERVICIO y

DURABILIDAD


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- Adems, las propiedades deben perdurar en el tiempo.

- Por ejemplo, un mortero que con el tiempo pierde su capacidad de adherencia, no es una buena solucin para construir un muro de albailera.

- Al mezclar varios materiales, se debe tener en cuenta los efectos de su combinacin en la durabilidad en la estructura.

CONDICIONES de SERVICIO y

DURABILIDAD

-- En algunos casos, el material es escogido En algunos casos, el material es escogido slo por su aspecto, especialmente en el slo por su aspecto, especialmente en el caso de materiales no estructurales.caso de materiales no estructurales.

-- Ejemplo: albailera caraEjemplo: albailera cara--vista usada en viviendas.vista usada en viviendas.

ESTTICA

- Es un factor clave para la seleccin de un material. Los materiales deben ser econmicamente prcticos.

- Hay diferencia en la eleccin segn el pas.

- Por ejemplo, para una vivienda, la madera o sus derivados son una buena alternativa en Estados Unidos, Francia o Japn. En Mxico, India, Arabia Saudita o Per predominan la albailera y el concreto.

ECONOMA

- La eleccin no debe estar basada slo en el costo (inicial) de la construccin.

- Se debe considerar tambin el costo de mantenimiento y la influencia en el tiempo de construccin (por el beneficio econmico generado con el uso del proyecto).

ECONOMA


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- Otros factores influyentes son la disponibilidad del material, la necesidad de mano de obra capacitada, etc.

- La prefabricacin es una alternativa para ahorrar costos.

ECONOMA

- El uso del material no debe causar dao al ambiente ni alterarlo, ni atentar contra la salud de las personas.

- El polvo de cemento contamina el aire.

- Hay materiales cuya combustin, en caso de incendio, genera humos txicos que pueden ser mortales.

- El asbesto es cancergeno.

- Un gran pavimento de concreto en un rea de parqueo impide la infiltracin (rompe el ciclo del agua).

COMPATIBILIDAD

AMBIENTAL

Se debe considerar:

- La contaminacin ambiental que se produce desde el proceso de obtencin y fabricacin del material.

- El consumo de energa que significa su fabricacin. (el costo de la energa calorfica en la fabricacin del cemento llega al 55%)

COMPATIBILIDAD

AMBIENTAL

- La posibilidad de reciclaje o reutilizacin.

- La incorporacin de desechos o residuos provenientes de otra actividad. (En Alemania se utiliza las llantas usadas, por su alto contenido de Slice, en la fabricacin de cemento)

COMPATIBILIDAD

AMBIENTAL

Obtencin de Materiales de

Construccin

- Los materiales de construccin se obtienen de la naturaleza.

- Histricamente, los primeros que se usaron fueron aquellos que slo se recolectaban y se disponan sin ningn tratamiento posterior (piedras, barro, troncos cados, ramas, paja). [Resistencia al corte]

- Despus, surgen los primeros aportes tecnolgicos (partir la piedra, talar rboles, moldear el barro), incorporando poco a poco una mayor intervencin humana. As, se obtienen los primeros materiales procesados: ladrillos de arcilla, cementos, vidrio (an no para construccin).


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Actualmente, los materiales de construccin podran clasificarse, segn su obtencin, en aquellos a los que se aade poco aporte o

procesamiento a su estado natural, como los agregados y/o maderas). Luego del manejo del fuego (calor), slo procesos

fsicos, y los que para llegar a su estado final pasan por un proceso industrial (ladrillos de arcilla, asfalto), que en algunos casos (cemento, acero) ha llegado a ser una industria con alto grado de desarrollo.

Cantera Coronel Huachipa (Fuente: http://lima.olx.com.pe

Horno artesanal para ladrillos. Uruguay (Fuente: http://www.blogger.com/profile/04606420346869872303)

Siderrgica Aceros

Arequipa (Fuente:

http://www.flickr.com/photos/39968688@N04/

- La fuente de los materiales son las que llamamos materias primas. La mayora de ellas son de origen inorgnico, extradas de la capa mineral que cubre la superficie de la tierra.

- En la corteza terrestre, a la parte slida la llamamos roca (o macizo rocoso), y a la parte suelta, suelo.

- La extraccin de la roca es la actividad minera (en socavn o a tajo abierto). Los suelos provienen de las llamadas canteras.

Extraccin a tajo abierto y en galeras o

tneles

- Las rocas estn constituidas por uno o ms minerales, los cuales son, en su mayora, compuestos qumicos (xidos, sales, etc.), ms que elementos puros.

- Los suelos estn formados por partculas sueltas de diversos tamaos. En Ingeniera Geotecnia (mecnica de suelos) utilizamos la siguiente clasificacin: grava, arena, limo y arcilla (trados por arrastre aluvional).

- Hay diferentes trminos para los distintos tamaos de las rocas sueltas: piedra, boln, piedra grande (coluvios) , piedra mediana, canto rodado, guijarro, etc. (ver seccin)


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Trminos:

- Materia prima: la que una industria o fabricacin necesita para sus labores, aunque provenga, como sucede frecuentemente, de otras operaciones industriales.

- Roca (macizo rocoso): sustancia mineral que por su extensin forma parte importante de la masa terrestre (aflora por plegamiento).

- Suelo: conjunto de materias orgnicas e inorgnicas de la superficie terrestre, capaz de sostener vida vegetal. Material suelto sobre la superficie terrestre.

- Mineral: substancia inorgnica que se halla en la superficie o en las diversas capas de la corteza del globo, y principalmente aquella cuya explotacin ofrece inters. Son la materia componentes de las rocas. Ejemplos: xidos, hidrxidos, sales, etc.

- Elemento (sabido ya): substancia constituida por tomos cuyos ncleos tienen el mismo nmero de protones, cualquiera que sea el nmero de neutrones. Ejemplos: carbono, oxgeno, hierro, cal, silicio, etc.

Objetivos para su uso y provecho

Estructurar las formas de obtencin de los materiales, separando en etapas claramente diferenciadas el proceso de extraccin o de fabricacin del mismo.

Identificar las etapas de los procesos de obtencin de los materiales que son comunes a ms de uno de ellos.

Distinguir entre los materiales que se extraen casi directamente de la naturaleza y los que requieren un proceso industrial, ms o menos complejo, de fabricacin.

Aprender los trminos relacionados con el proceso de obtencin de los materiales.

Procesos comunes:

- Extraccin de la(s) materia(s) prima(s).

- Reduccin de tamao por chancado, molido o trituracin.

- Homogeneizacin: hacer homogneo, por medios fsicos o qumicos, un compuesto o una mezcla de elementos diversos.

- Calentamiento: Tratamiento trmico para lograr una transformacin en la estructura interna del material.

- Humedecimiento y secado.

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