PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Materiales de Construccin Conjunto de sustancias primarias que a travs de procesos ms o menos complejos de transformacin, son utilizados para la obtencin de un componente constructivo1 - estructura interna:- burbujas- poros- capilares

2 propiedades generales:- Fsicas- Mecnicas- Especiales- Tecnolgicas- Organolpticas1 1- La estructura interna Componentes del material: masa : cantidad de materia que se encuentra en una unidad de volumen vaco : cantidad de aire contenido en la misma unidad de volumenCmara de aire:espacio lleno de aire en el interior de un cuerpoGrandes : permiten el movimiento del aire en su interior (condensaciones)Pequeas: mejoran las condiciones al provocar estanqueidad en el aire

Variacin de la resistencia de la cmara de aire vertical con su espesor2Tipos de cmara: BurbujasCmaras cerradas, pequeas de formas esfricas o elpticas ,buen coeficiente de aislacin trmica con baja permeabilidad

PorosCmaras pequeas comunicadas entre si y con el exteriorla cantidad, su tamao, su forma y su distribucin, determinan las cualidades(trmicas, humdicas)

CapilaresCanales muy delgados que vinculan el material entre si y con el exteriorfenmeno de capilaridad (ascensin de un lquido en funcin del dimetro yla forma)

1- La estructura interna 3Propiedades Fsicas aquellas que no afectan a la estructura y composicin de los cuerpos.1/Morfologa 2/Dimensiones 3/Peso Especfico 4/Compacidad 5/Porosidad 6/ Higroscopicidad 7/Grado de Humedad 8/Permeabilidad 9/Absorcin 10/Adsorcin

Propiedades Mecnicas la resistencia que ofrecen los materiales al ser sometidos a determinados esfuerzos exteriores.1/Resistencia 2/Elasticidad 3/Plasticidad 4/Tenacidad 5/Fragilidad 6/Dureza7/Isotropa 8/Anisotropa 9/Rigidez

Propiedades Especiales1/Trmicas 2/Dilatabilidad 3/Qumicas 4/Acsticas 5/Elctricas 6/pticas

Propiedades Tecnolgicas indican la mayor o menor disposicin de un material para poder ser trabajado de determinada forma.1/Forjabilidad 2/Maleabilidad 3/Ductibilidad 4/Soldabilidad 5/Plasticidad 6/Facilidad de labra 7/Hendibilidad 8/Aserrabilidad 9/Cortabilidad 10/Cepillado 11/Pulido 12/Teido 13/Clavabilidad 14/Atornillado 15/Encolado

2- Propiedades generales de los materiales de la construccin41- Por su origen: - naturales - artificiales

2- Por su forma:- amorfos - semi-terminados - elemento simpleClasificacin de los materiales:

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1- Por su origen: - naturalesSon aquellos que mantienen sus caractersticasoriginales y sufren operaciones menores ej.: arenas, piedras, maderas macizas6

1- Por su origen: - artificialesModifican sus propiedades originales por medio de profundas transformaciones fsicoqumicas ej.: vidrios, metales, cemento7

2- Por su forma: - amorfosDe forma indefinida adoptan la forma del recipiente que loscontiene

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2- Por su forma: -Semi- teminados Seccin transversal definida y longitud variable

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2- Por su forma: -Elemento simple Forma y dimensiones definidas

10Las propiedades nos permiten fijar criterios de utilizacin:

1. Qu utilizamos (fsicas, trmicas, organolpticas)

2. Cunto utilizamos (mecnicas)

3. Cmo utilizamos (tecnolgicas)11

1/Formas 2/Dimensiones:Medios para adicionar o separar partes sin modificar las propiedades originales (yuxtaposiciones, acoplamientos, cortes)Propiedades Fsicas1/Morfologa 2/Dimensiones 3/Peso Especfico 4/Compacidad 5/Porosidad 6/ Higroscopicidad 7/Grado de Humedad 8/Permeabilidad 9/Absorcin 10/Adsorcin

PF123/Peso EspecficoEs el peso de la unidad de volumen de un material P (Kg) = gamma V (m3)El volumen de un cuerpo est constituido por 2 partes, materia concreta y espacios vacos (Ev)

Volumen Real: es el espacio ocupado por la materia slida que contiene el cuerpo

Si sumamos ambas partes tendremos:Vr+Ev= Va

Volumen Aparente: es el espacio que ocupa un cuerpo

PF13Al existir un volumen aparente (Va), y otro volumen real (Vr), es lgico que existan dos pesos especficos, uno aparente y otro real, por tanto tendremos

P a= Va P r= Vr

Siempre el peso especfico real es mayor que el aparente, porque el Va es mayor que el Vr, salvo que el cuerpo no tenga poros en cuyo caso a=r PF14PF

Peso especifico de materiales usuales de construccin15Es la relacin entre el volumen real y el volumen aparente Podemos decir que el grado de compacidad est dado por la cantidad de Vr, contenida en la unidad de Va VrC = Va

C se expresa en valor absoluto

4/CompacidadSurge de inmediato que el valor mximo de compacidad es 1, si Vr=Va, es decir, cuando el material no tiene Ev; y el valor mnimo tender a cero cuando el Vr disminuye. Nunca ser cero, porque eso implicara inexistencia de materia. material compacto : C_______ 1compacidad mnima: C_______ 0PF16

Alta compacidad: Aislacin hidrfugaBaja compacidad: Aislacin trmica Alta compacidad: Aislacin acstica P rC= P a Vr C= ,tendremos: VaEntonces, aC= rPF175/Porosidad Es la relacin entre el volumende aire que contiene un cuerpo y su volumen aparente

Ev = Va Vr (Espacios vacios igual a volumen aparente menos volumen real) Ev

p= Va

El valor de p, tambin es un nmero absoluto que se situa entre 0 y 1Valdr 0 cuando el material no contenga poros y tender a valer 1, cuando aumente el volumen de sus espacios vacos.

Compacidad y porosidad, para un mismo cuerpo, son complementarios C+p = 1

PF186/Higroscopicidad Es la propiedad de algunos cuerpos de absorber agua y modificar su peso, lo que produce un aumento de su peso especfico, el aire contenido en sus poros ser reemplazado por el elemento ms pesado.

El grado de humedad(H) es la relacin entre el peso del agua que contiene y el peso del material secoa: Peso del agua que impregna el materialPs: Peso del material secoPh: Peso del material hmedo

a Ph - PsH = a = Ph - Ps H = x 100 Ps PsH se expresa en porcentajeH mximo = cuerpo saturado

7/ Grado de HumedadPF19Propiedad de algunos cuerpos de dejarse atravesar por un lquido; intervienen el espesor, la superficie, la temperatura, la presin y la naturaleza del material.Factores que afectan el grado de permeabilidad:a/ Porosidad : el grado de conexin de los poros entre si incide sobre la permeabilidad del materialb/ Temperatura: los fluidos disminuyen la viscosidad con el aumento de la temperatura, por tanto sus molculas pasaran a travs del slido con mayor facilidad y velocidad, lo que aumenta la permeabilidadc/ Naturaleza del fluido: a mayor fluidez aumenta o se facilita la permeabilidadd/ Presin: la presin que se ejerza sobre un fluido es una fuerza que aumenta la posibilidad de su pasaje a travs de un cuerpo8/PermeabilidadPF20e/ Capilaridad: fenmeno que se produce debido a la atraccin molecular de un lquido con su medio circundante (lquido, gaseoso o slido)se materializa en el ascenso y/o descenso de lquidos al interior de tubos cilndricos delgados

8/PermeabilidadPF21Es la propiedad que tienen los materiales de atraer y retener entre sus molculas, otras molculas que pueden estar en estado gaseoso o lquido. La capacidad de absorcin se establece midiendo la cantidad de agua que retienen en sus poros en un tiempo determinado.

9/AbsorcinConsiste en la fijacin de un lquido en la superficie de un cuerpo slido.10/AdsorcinPF221/ ResistenciaMayor o menor grado de oposicin de un cuerpo frente a fuerzas que tratan de deformarlo

Grado de resistencia: relacin entre la fuerza actuante y la seccin transversal del cuerpo sobre el cual acta

Tensin F = Kg/cm2 A

PMPropiedades Mecnicas1/Resistencia 2/Elasticidad 3/Plasticidad 4/Tenacidad 5/Fragilidad 6/Dureza7/Isotropa 8/Anisotropa 9/Rigidez232/ ElasticidadCapacidad de un cuerpo de deformarse y recuperar su forma inicial una vez retirada la carga deformante. ElasticidadEs la capacidad que tiene un material de recuperar su forma por s solo, despus de que se estira, se comprime o se retuerce. Los materiales que, como el caucho, recuperan su forma cuando cesa la fuerza que los ha deformado se llaman materiales elsticos. Por el contrario, los materiales que, como la plastilina, no recuperan su forma por si solos se llaman materiales plsticos.

3/ PlasticidadPor oposicin, es la propiedad de mantener deformacin una vez de retirada la carga, pero conservando su cohesin interna.

4/ Tenasidad corresponde a los materiales capaces de admitir mayores deformaciones antes de romperse. TenacidadEs la resistencia que presenta un material a romperse cuando se golpea. Los materiales que, como el hierro, resisten los golpes sin romperse se llamanmateriales tenaces. Por el contrario, los materiales que, como la porcelana, se rompen cuando se golpean se llamanmateriales frgiles.

5/FragilidadEs la propiedad de ciertos materiales de llegar a su lmite de rotura con poco trabajo de deformacin, opuesta a la tenacidad

PM246/ Dureza Se determina por la penetracin o rallado que un cuerpo puede imponer sobre otro.DurezaEs la resistencia que presenta un material a ser rayado o cortado por otro. As, por ejemplo, el acero es mas duro que la madera, ya que el acero puede cortar a la madera mientras que la madera no puede cortar, ni rayar, al acero.

Escala Brinell: penetracin por presin de esfera de aceroEscala Mohs: rallado superficial

PM257/ Isotropa Se dicen istropos a los cuerpos que presentan en todos sus puntos condiciones anlogas, independientemente de la direccin considerada

8/ Anisotropa Por oposicin son anistropos aquellos que presentan condiciones diferentes de acuerdo a la direccin que acta la fuerza

9/ Rigidez propiedad que se adjudica a los cuerpos, que para un esfuerzo dado, sufre menores deformaciones FlexibilidadEs la capacidad que tiene un material de poderse doblar sin romperse. El papel y la tela, por ejemplo, sonmateriales flexibles. Por el contrario, el barro cocido y el vidrio sonmateriales rgidos, ya que, cuando se doblan, se rompen

PM

Direccion de la fibra de la madera26

1/Trmicas 2/Dilatabilidad 3/Qumicas 4/Acsticas 5/Elctricas 6/pticasCalor:Magnitud que indica el contenido energtico de un cuerpo (movimiento molecular)

Temperatura:Magnitud que indica la intensidad del valor medio de la energa (molculas aisladas)

Calor especfico (capacidad calrica):Es la cantidad de energa necesaria para elevar un grado centgrado la temperatura de un kilogramo de un material determinadoPropiedades Especiales1/TrmicasPE

27Trasmisin del calor:Es lo que permite el intercambio entre un sistema y el exterior, a travs de distintos medios

1 conduccin: intercambio a travs de la materia

2 conveccin: intercambio a travs de los fluidos por diferencia de temperatura

3 radiacin: intercambio a travs del vaco(radiacin solar, ondas electromagnticas)

PE

281 conduccin: intercambio a travs de la materiaconductibilidad trmica: capacidad de un cuerpo de trasmitir calor (intervienen: superficie, espesor, tiempo, la diferencia de temperaturas y la naturaleza del material)

PE29Reflexin y absorcin:Calor recibido: reflejado absorbido trasmitidoPE

ReflejadoTransmitidoReirradiadoReirradiadoExteriorInterior

30 Aumento del volumen de un cuerpo por el incremento de la temperatura (aumento de las vibraciones moleculares que requieren mayor espacio)2/DilatabilidadPE

Clculo del ancho A de una junta de dilatacin sellada:

Necesitaremos saber los siguientes datos:T1 = temperatura mxima a que estar sometido el paramento (p.ej.: +40C)T2 = temperatura mnima a que estar sometido el paramento (p.ej.: +10C)D = distancia que nos interesa tener entre juntas de dilatacin (p.ej.: 15 ml.)C = coeficiente de dilatacin trmica del material de que est construido el paramento (p.ej.: 7 x 10-6)M = capacidad de movimiento de la masilla que usaremos para sellar la junta (p.ej.: 25% => M = 0,25)

El ancho mnimo de nuestra junta de dilatacin sellada ser de:

A = D x (T1-T2) x C x 100 /M = 15 x (40 -10) x 7x10-6 x 100 / 0,25= 1,26 cm.

31Composicin :calidad y cantidad de los componentes caractersticos y propiedades

Estabilidad: reacciones frente a agentes externos (alteraciones)

Solubilidad: cualidad de soluble cantidad mxima de un material que puede ser disuelto en un disolvente solucin cida: ph = 0 7solucin neutra: ph = 7solucin bsica: ph > 7ph concentracin del ion hidrgeno3/QumicasPE

32InPotencial de oxidacin (Volt)Li -----> Li+ + e- (litio)+ 3.02 VNa -----> Na+ + e- (sodio)+ 2.92 VMg -----> Mg2+ + 2e- (magnesio)+ 2.34 VAl -----> Al3+ + 3e- (aluminio)+ 1.67 VZn -----> Zn2+ + 2e- (cinc)+ 0.76 VFe -----> Fe2+ + 2e- (hierro)+ 044 VPb -----> Pb2+ + 2e- (plomo)+ 0.13 VH2 -----> 2H+ + 2e- (hidrgeno)0.00 V (referencia)Cu -----> Cu2+ + 2e- (cobre)- 0.34 VAg -----> Ag+ + e- (plata)- 0.80 VAu -----> Au3+ + 3e- (oro)- 1.30 VA mayor potencial de oxidacin, los metales se corroen con mayor facilidad.El potencial de oxidacin de un metal no es valor fijo, sino que vara en funcin de la temperatura y de la concentracin del propio in metlico, as como de los iones que reaccionan como l. Las variaciones de temperatura o la presencia de determinados tipos de sustancias pueden aumentar el potencial de oxidacin y favorecer en forma muy significativa los procesos de corrosin.

PECorrosin Galvnica33Aislacin:Capacidad de un cuerpo de impedir el pasaje de la onda sonora (masa)Absorcin:Capacidad de un cuerpo de reducir el nivel sonoro al interior de su masa (aire)4/AcsticasPE34Propiedades Tecnolgicas

1/Forjabilidad dar forma mediante golpes

2/Maleabilidad es la capacidad que tienen algunos materiales para extenderse en lminas delgadas. Capacidad que presenta un cuerpo de ser deformado mediante esfuerzos de compresin, transformndose en lminas pudindose realizar en fro o en caliente. Oro, plata, estao, cobre, cinc, plomo, aluminio, latn

3/Ductibilidad : laductilidades la capacidad de algunos materiales para extenderse en hilos.Capacidad que presenta un material para ser deformado mediante esfuerzos de traccin, transformndose en hilos. Plata, cobre, hierro, plomo y aluminio.

4/Soldabilidad unir intimamente a travs de calor. Poseen esta propiedad los materiales frricos de bajo contenido en carbono (aceros) por presentar un amplio periodo plstico. Los metales y aleaciones que pasan bruscamente de slido a lquido y carecen de periodo plstico no son soldables (fundicin y bronce).

5/Plasticidad: laplasticidades la facilidad que tienen los materiales para cambiar de forma sin romperse ni agrietarse. retener formas nuevas 6/Facilidad de labra 7/Hendibilidad 8/Aserrabilidad 9/Cortabilidad 10/Cepillado 11/Pulido 12/Teido 13/Clavabilidad 14/Atornillado 15/Encolado PT35Propiedades Organolpticas : Propiedades sensoriales Son aquellas propiedades que, comoel color, el brillo o la textura, estn relacionadas con la impresin que produce el material en nuestros sentidos.

1/Visin - color: definicin esttica, en algunos materiales da pauta de otraspropiedades (madera, suelos). - reflexin y trasmisin de la luz: fenmenos que interactan en el uso ycomportamiento del espacio.

2/Tactotextura: define caractersticas superficiales .Incide en el aspecto esttico y acstico.- conductividad: parametro sensible en aspectos trmicos y elctricos.

3/Olfato olores caractersticos especialemente en materiales orgnicos

4/Oido respuesta sonora frente a impactos

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