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Materiales de construccinpara edificacin y obra civil

Materiales de construccinpara edificacin y obra civil

Santiago Crespo Escobar

Materiales de construccin para edificacin y obra civil

Santiago Crespo Escobar

ISBN: 978-84-8454-887-4Depsito legal: A2542010

Edita: Editorial Club Universitario. Telf.: 96 567 61 33C/. Cottolengo, 25 San Vicente (Alicante)www.ecu.fm

Printed in SpainImprime: Imprenta Gamma. Telf.: 965 67 19 87C/. Cottolengo, 25 San Vicente (Alicante)www.gamma.fm [email protected]

Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de este libro puede reproducirse o transmitirse por ningn procedimiento electrnico o mecnico, incluyendo fotocopia, grabacin magntica o cualquier almacenamiento de informacin o sistema de reproduccin, sin permiso previo y por escrito de los titulares del Copyright.

Dedicado a mis padres y a mi hermana.

PRLOGO

Este libro pretende ser una herramienta para dar los primeros pasos dentro de los estudios que estn relacionados con el sector de la construccin.

El libro est dirigido a estudiantes tanto de formacin profesional como de carreras universitarias que quieran iniciarse en el estudio de los materiales de construccin desde una visin generalista.

El texto puede servir de base para el estudio general de los materiales, o como complemento para el estudio de otras disciplinas que necesiten tener un conocimiento previo de los materiales de construccin.

El libro pretende plantear contenidos bsicos y generales que ayuden al lec- tor a ir entendiendo cmo se emplean los materiales de construccin dentro de los mbitos de la edificacin y la obra civil.

El lenguaje que se emplea en el libro es un lenguaje tcnico, sencillo y f- cilmente comprensible para cualquier estudiante que se inicie, y los aspectos que se presentan se explican de tal forma que puede entenderse perfectamente la mayor parte de su contenido sin tener conocimientos previos del sector de la construccin.

La finalidad del libro es, por lo tanto, que los estudiantes conozcan, entien- dan, distingan y sepan aplicar los diferentes tipos de materiales de construccin en los distintos mbitos de la edificacin y la obra civil.

Para el aprendizaje de cualquier disciplina tcnica y cientfica se debe co- menzar por aprender unos conocimientos bsicos sobre los aspectos ms elementales, enfrentndose el estudiante con contenidos poco conocidos que le irn introduciendo progresivamente en el complejo mundo que suponen esas disciplinas.

El primer paso siempre debe ser el aprendizaje de contenidos elementales que supongan una fcil comprensin y que, posteriormente, le servirn para entender aspectos ms complejos, los cuales no seran entendidos si previamente no se tienen unas nociones bsicas de esos contenidos ms sencillos.

El sector de la construccin abarca numerosos aspectos, como son los materiales, el diseo, la planificacin, el proyecto, la ejecucin, el control, la seguridad, los ensayos, el conocimiento del terreno, etc., y una larga lista de mbitos de actuacin. Dentro de todos ellos hay algunos aspectos comunes que debe conocer cualquier profesional sea cual sea su dedicacin dentro del sector.

Los trabajos de los profesionales que desarrollan su actividad tanto en la edificacin como en la obra civil, exige tener muchos conocimientos de una gran cantidad de materias y disciplinas comunes a todos los trabajos, desde las ms sencillas, como puede ser el conocimiento de los materiales que forman parte de los elementos de una obra, hasta las ms complejas, como puede ser el clculo de los elementos estructurales, y as se podran indicar otros muchos aspectos. Precisamente, esas materias ms sencillas, deben ser las primeras herramientas que debe conocer el profesional, dejando para la especializacin otras materias ms complejas que se aprendern cuando se terminen de aprender los aspectos fundamentales.

Cuando un estudiante empieza a cursar unas enseanzas relacionadas con la edificacin y la obra civil, se deben empezar a conocer primeramente los aspectos ms elementales que implican estos estudios. Cuando el estudiante est en cursos ms avanzados deber dominar esos conocimientos bsicos, de lo contrario no ser capaz de poder afrontar otros aspectos ms complejos.

Dentro del mbito de la edificacin y la obra civil, un aspecto fundamental es el conocimiento de los materiales que forman las construcciones. Se habla con frecuencia, incluso en conversaciones cotidianas, de cosas como los ladrillos, la madera, el cemento y una larga serie de nombres, relacionados todos con el sector de la construccin. Sin el estudio de los materiales, no se podran estudiar otra serie de aspectos. Por ejemplo, uno no puede dedicarse a calcular estructuras si previamente no conoce cules son los materiales que se pueden emplear en estructuras. Tampoco puede saber qu comportamiento tienen las capas del firme que se colocan en una carretera, si previamente no se estudian las propiedades de los materiales que componen dichas capas, o por citar otro

ejemplo, para colocar un tejado se deben conocer previamente qu materiales son los ms idneos para garantizar la impermeabilidad, la estabilidad, etc.

Es importante sealar que el libro trata de dar unos conocimientos bsicos y una visin generalista de los materiales de construccin empleados en la edificacin y en la obra civil, exponiendo los aspectos ms relevantes, sin entrar mucho en detalles y sin profundizar mucho en determinados aspectos ms especficos, que por su complejidad requieren un estudio ms completo.

El texto est dividido en nueve partes. En las siete primeras partes se estudian los materiales ptreos, materiales cermicos, materiales aglomerantes y conglomerantes, materiales ptreos aglomerados y conglomerados, morteros y hormigones, materiales metlicos y materiales orgnicos.

En cada una de estas partes se explicarn inicialmente los aspectos ms elementales de los materiales: tipos, propiedades y algunos aspectos referidos a la fabricacin. A continuacin, se estudiar la forma en que los materiales se presentan en el mercado para su uso comercial. Una vez aprendido cmo se comercializan los materiales, se establecern las principales aplicaciones de los mismos en todos los mbitos tanto de la edificacin como de la obra civil, dis- tinguindose tanto las aplicaciones comunes como las aplicaciones especficas. Posteriormente, se estudiarn los principales ensayos que se realizan con los materiales con vistas al control de calidad y con el fin de determinar parte de sus propiedades. Finalmente, en cada una de las partes, se establecer la designacin de los distintos tipos de materiales.

En la octava parte, se estudian los tipos y las principales aplicaciones de los materiales de construccin sostenible con la finalidad de contribuir a la eficiencia energtica de las construcciones. Se indicarn los principales elementos de construccin tanto de la edificacin como de la obra civil y se explicarn qu tipos de materiales sostenibles se emplean en dichos elementos.

Para finalizar el texto, en la ltima parte se explican los aspectos ms importantes de las fibras de vidrio, en lo que se refiere a los tipos, las propiedades, las formas de presentacin y las principales aplicaciones.

En el texto no se han incluido las pinturas y el vidrio para acristalamiento, puesto que muchos de los tipos, propiedades y aplicaciones de los mismos requieren un estudio mucho ms especfico del que se podra haber dado en este texto.

Finalmente, deseo y confo que el presente texto y los materiales que en l se exponen sirvan para que los estudiantes consigan los resultados deseados, mediante una preparacin de alta calidad que permita garantizarles la consecucin de sus objetivos.

Mayo de 2009

El autor.

NDICE

MATERIALES PTREOS..................................................................... 171.- Generalidades .............................................................................. 171.1. Definiciones ......................................................................... 171.2. Propiedades de los materiales ptreos.................................. 182.- Clasificacin ................................................................................ 202.1. Segn la resistencia a compresin ....................................... 202.2. Segn su origen o procedencia ............................................ 202.2.1. Clasificacin de las rocas gneas ................................. 202.2.2. Clasificacin de las rocas sedimentarias ..................... 212.2.3. Clasificacin de las rocas metamrficas...................... 233.- Formas comerciales..................................................................... 253.1. Sillar ..................................................................................... 253.2. Sillarejo ................................................................................ 253.3. Mampuesto........................................................................... 263.4. Losa o chapa ........................................................................ 263.5. Adoqun................................................................................ 273.6. Bordillo o encintado............................................................. 283.7. Paneles y rollos de lana de roca ........................................... 293.8. Otras formas......................................................................... 304.- Aplicaciones ................................................................................ 335.- Ensayos........................................................................................ 405.1. Muestras granulares ............................................................. 405.2. Muestras o probetas cilndricas............................................ 44

MATERIALES CERMICOS............................................................... 49

1.- Generalidades .............................................................................. 491.1. Definicin............................................................................. 491.2. Componentes principales ..................................................... 491.3. Proceso de fabricacin ......................................................... 502.- Tipos y clasificacin ................................................................... 512.1. Clasificacin por la textura .................................................. 512.2.1. Clasificacin segn la norma UNE-EN 771-1:2003 ... 522.2.2. Clasificacin de los ladrillos para fbricas resistentes 612.3. Clasificacin de las tejas ...................................................... 622.4. Otros materiales cermicos .................................................. 623.- Formas comerciales..................................................................... 643.1. Ladrillos ............................................................................... 643.2. Tejas ..................................................................................... 673.3. Otros materiales cermicos .................................................. 714.- Aplicaciones ................................................................................ 744.1. Ladrillos ............................................................................... 744.1.1. Generalidades .............................................................. 744.1.2. Muros y tabiques ......................................................... 754.1.3. Arcos y bvedas .......................................................... 804.1.4. Pozos y arquetas de registro ........................................ 814.2. Tejados con tejas .................................................................. 834.2.1. Tejados con teja curva ................................................. 834.2.2. Tejados con tejas planas de encaje .............................. 844.2.3. Tejados con tejas mixtas y dobles tejas ....................... 854.3. Aplicaciones de otros materiales cermicos ........................ 865.- Propiedades ................................................................................. 885.1. Ladrillos ............................................................................... 885.2.Tejas ...................................................................................... 905.3. Bovedillas ............................................................................ 905.4. Azulejos y gres ..................................................................... 916.- Ensayos........................................................................................ 917.- Procedencias................................................................................ 93

MATERIALES AGLOMERANTES Y CONGLOMERANTES........... 951.- Generalidades .............................................................................. 951.1. Definiciones ......................................................................... 951.2. Aguas adecuadas para hacer la mezcla ................................ 971.3. Propiedades .......................................................................... 97

2.2. Clasificacin de los ladrillos ................................................ 52

2.2.1. El yeso ......................................................................... 992.2.2. La cal ......................................................................... 1012.2.3. El cemento................................................................. 1022.3. Otros materiales aglomerantes ............................................1133.- Fabricacin .................................................................................1143.1. Yeso .....................................................................................1143.2. Cal .......................................................................................1143.3. Cemento ..............................................................................1144.- Aplicaciones ...............................................................................1154.1. Aplicaciones del yeso..........................................................1154.2. Aplicaciones de la cal..........................................................1164.3. Aplicaciones del cemento ...................................................1174.3.1. Aplicaciones segn el tipo de obrao el tipo de elemento ............................................................1174.3.2. Aplicaciones segn el tipo de cemento ..................... 1225.- Ensayos...................................................................................... 1245.1. Yeso .................................................................................... 1245.2. Cemento ............................................................................. 1255.2.1. Ensayos de identificacin .......................................... 1255.2.2. Ensayos complementarios ......................................... 126

MATERIALES PTREOS AGLOMERADOS Y CONGLOMERADOS.......................................................................... 1271.- Definicin .................................................................................. 1272.- Clasificacin .............................................................................. 1272.1. Ptreos aglomerados de arcilla........................................... 1272.2. Ptreos conglomerados de yeso ......................................... 1282.3. Ptreos conglomerados de cemento ................................... 130

2.1.2. Conglomerantes hidrulicos ........................................ 982.1.3. Conglomerantes hidrocarbonados ............................... 992.2. Tipos y designacin.............................................................. 99

3.- Formas comerciales................................................................... 1323.1. Ptreos aglomerados de arcilla........................................... 1323.2. Ptreos conglomerados de yeso ......................................... 1323.3. Ptreos conglomerados de cemento ................................... 1354.- Aplicaciones .............................................................................. 1434.1. Ptreos conglomerados de yeso ......................................... 1434.2. Ptreos conglomerados de cemento ................................... 1445.- Ensayos...................................................................................... 150

MORTEROS Y HORMIGONES ......................................................... 1531.- Definiciones y generalidades..................................................... 1531.1. Morteros ............................................................................. 1531.2. Hormign ........................................................................... 1541.3. Propiedades de los morteros y hormigones ....................... 1572.- Tipos y clasificacin .................................................................. 1592.1. Morteros ............................................................................. 1592.2. Hormigones........................................................................ 1593.- Fabricacin ................................................................................ 1603.1. Morteros ............................................................................. 1603.1.1. Manual....................................................................... 1603.1.2. Mecnica .................................................................. 1613.2. Hormign ........................................................................... 1624.- Dosificacin............................................................................... 1654.1. Morteros ............................................................................. 1654.1.1. Dosificaciones aproximadas para morteros y pastas . 1664.1.2. Clculo de volmenes cuando nos den la dosificacinen volumen. ......................................................................... 1674.1.3. Clculo de pesos cuando nos den la dosificacin en peso...................................................................................... 1704.2. Hormigones........................................................................ 1705.- Puesta en obra de morteros y hormigones................................. 1725.1. Morteros ............................................................................. 1725.2. Hormigones........................................................................ 1726.- Aplicaciones .............................................................................. 1736.1. Morteros ............................................................................. 173

5.1. Ptreos conglomerados de yeso ......................................... 1505.2. Ptreos conglomerados de cemento ................................... 1516.- Procedencias.............................................................................. 152

6.2. Hormigones........................................................................ 1746.2.1. Elementos resistentes ................................................ 1746.2.2. Elementos no resistentes ........................................... 1757.- Ensayos...................................................................................... 1807.1. Morteros ............................................................................. 1807.2. Hormigones........................................................................ 1808.- Designacin de morteros y hormigones .................................... 1838.1. Morteros ............................................................................. 1838.2. Hormigones........................................................................ 1831.2. Propiedades generales ........................................................ 1851.2.1. Propiedades mecnicas.............................................. 1851.2.2. Propiedades trmicas................................................. 1871.2.3. Propiedades elctricas ............................................... 1881.2.4. Propiedades qumicas ................................................ 1882.- Clasificacin de los materiales metlicos.................................. 1892.1. Materiales frricos ............................................................ 1892.1.1. Clasificacin de los aceros ........................................ 1902.1.2. Aceros para estructuras. Aceros de uso general yaceros para las armaduras del hormign ............................. 1912.2. Materiales no frricos ....................................................... 1963.- Formas comerciales................................................................... 1963.1. Materiales frricos ............................................................. 1963.1.1. Acero ......................................................................... 1963.1.2. Fundicin................................................................... 2073.1.3. Aceros inoxidables .................................................... 2073.2. Materiales no frricos ....................................................... 2073.2.1. Aluminio.................................................................... 2073.2.2. Cobre ......................................................................... 2083.2.3. Cinc ........................................................................... 2084.- Aplicaciones .............................................................................. 2084.1. Materiales frricos ............................................................. 2084.1.1. Aceros........................................................................ 2084.1.2. Fundicin....................................................................2114.1.3. Aceros inoxidables .................................................... 2134.2. Materiales no frricos ........................................................ 2154.2.1. Aluminio.................................................................... 215

MATERIALES METLICOS ............................................................. 1851.- Conceptos generales .................................................................. 1851.1. Definicin........................................................................... 185

4.2.2. Cobre ......................................................................... 2174.2.3. Cinc ........................................................................... 2175.- Ensayos...................................................................................... 2185.1. Ensayos metalogrficos...................................................... 2185.2. Ensayos mecnicos ............................................................ 2185.2.1. Ensayo de dureza....................................................... 2185.2.2. Ensayo de traccin .................................................... 2185.2.3. Ensayo de resistencia al choque o resiliencia............ 2216.- Designacin de las armaduras para el hormign....................... 2226.2. Designacin de los tipos de acero para armaduras pasivas....................................................................................... 2236.2.1. Barras de acero corrugado ........................................ 2236.2.2. Alambres corrugados................................................. 2236.2.3. Alambres lisos ........................................................... 2246.3. Designacin de las armaduras pasivas ............................... 2247. Designacin de los tipos de acero para estructuras .................... 225

MATERIALES ORGNICOS............................................................. 2271.- Conceptos generales .................................................................. 2271.1. Definicin........................................................................... 2271.2. Tipos................................................................................... 2271.3. Propiedades ........................................................................ 2281.3.1. Madera....................................................................... 2281.3.2. Corcho ....................................................................... 2301.3.3. Productos bituminosos .............................................. 2311.3.4. Plsticos..................................................................... 2332.- Clasificacin .............................................................................. 2342.1. Maderas.............................................................................. 2342.2. Corcho................................................................................ 2352.3. Productos bituminosos ....................................................... 2362.4. Plsticos ............................................................................. 2403.- Formas comerciales................................................................... 2413.1. Madera ............................................................................... 2413.2. Corcho................................................................................ 2453.3. Productos bituminosos ....................................................... 2453.4. Plsticos ............................................................................. 2464.- Aplicaciones .............................................................................. 249

6.1. Designacin de los tipos de acero para armadurasactivas ....................................................................................... 222

4.1. Maderas.............................................................................. 2494.1.1. Elementos resistentes o estructurales ........................ 2494.1.2. Elementos no resistentes o no estructurales .............. 2514.2. Corcho................................................................................ 2514.3. Productos bituminosos ....................................................... 2524.4. Plsticos ............................................................................. 2535.- Ensayos...................................................................................... 2585.1. Madera ............................................................................... 2585.2. Corcho................................................................................ 2595.3.3. Mezclas bituminosas ................................................. 2625.4. Plsticos ............................................................................. 2636.- Designacin de los materiales orgnicos................................... 2646.1. Madera resistente ............................................................... 2646.2. Productos bituminosos ....................................................... 2666.2.2. Emulsiones bituminosas ............................................ 2676.2.3. Mezclas bituminosas ................................................. 2676.3. Plsticos ............................................................................. 2697.- Procedencias.............................................................................. 270

MATERIALES DE CONSTRUCCIN SOSTENIBLE...................... 2711.- Generalidades ............................................................................ 2712.- Materiales de construccin sostenible y aplicaciones ............... 2732.1. Materiales sostenibles y aplicaciones en edificacin ......... 2732.1.1. Estructuras ................................................................. 2732.1.2. Cerramientos, puertas y ventanas.............................. 2742.1.3. Cubiertas.................................................................... 2762.1.4. Revestimentos ........................................................... 2772.1.5. Instalaciones .............................................................. 2782.2. Materiales sostenibles y aplicaciones en obra civil ........... 2792.2.1. Redes de abastecimiento y saneamiento ................... 2792.2.2. Obras de tierras.......................................................... 2802.2.3. Materiales para tratamiento de explanaciones ycapas base y subbase de firmes ........................................... 2812.2.4. Geotextiles como elementos de drenaje e impermeabilizacin ............................................................. 2822.2.5. Mezclas bituminosas para pavimentos y bases defirmes de carreteras y viales ................................................ 2832.2.6. Tratamientos superficiales para firmes de carreteras ... 2842.2.7. Firmes y pavimentos en viales de urbanizaciones .... 2852.2.8. Puentes y viaductos ................................................... 285

FIBRAS DE VIDRIO........................................................................... 287

5.3. Productos bituminosos ....................................................... 2605.3.1. Betunes asflticos ...................................................... 2615.3.2. Emulsiones bituminosas ............................................ 261

1.- Generalidades ............................................................................ 2871.1. Definiciones ....................................................................... 2871.2. Tipos de fibras de vidrio y propiedades ............................. 288

BIBLIOGRAFA Y REFERENCIAS LEGISLATIVAS ...................... 295

1.3. La fibra ptica .................................................................... 2892.- Formas comerciales de las fibras de vidrio ............................... 2903.- Aplicaciones de las fibras de vidrio........................................... 292

MATERIALES PTREOS

1.- GENERALIDADES

1.1. Definiciones

Son aquellos materiales que se extraen directamente de la naturaleza no nece-sitando para su empleo nada ms que darles la forma adecuada.

Dentro de estos materiales tenemos dos tipos. Aquellos materiales que se extraen de los macizos rocosos, es decir, las rocas, que aparecen en cierta exten- sin. La erosin de las rocas, transporte de materiales, sedimentacin de los mismos da lugar al otro tipo de materiales, a los denominados materiales o sustancias granulares o granos, lo que conocemos como arcillas, arenas, gravas, etc.

Aunque dentro de este concepto se incluye lo que se conoce por suelos y rocas, el estudio que aqu se hace va encaminado sobre todo al estudio de las rocas y materiales granulares como material de construccin.

Tanto las rocas como los materiales granulares estn constituidas por la aso- ciacin de minerales o cuerpos de la misma composicin qumica y forma cris- talina. Esos minerales pueden ser minerales principales (en mayor proporcin) y minerales secundarios.

Las rocas, a lo largo del tiempo, se han utilizado de tres formas distintas enla construccin:

- Como elemento resistente.- Como elemento decorativo.- Como materia prima para la fabricacin de materiales de construccin.

La piedra natural es el nico material de construccin que ha encontrado siempre nuevas aplicaciones y se ha manifestado insustituible. Existen en

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Materiales ptreos

nuestra poca nuevos materiales de construccin, sin embargo, ninguno de ellos rene las cualidades de la piedra natural, sobre todo en el sentido esttico.

1.2. Propiedades de los materiales ptreos

1.- Densidad. Suele estar comprendida entre 2-3 g/cm3. En la densidad van a influir los minerales integrantes del material as como el % del volumen de huecos.

22.- Durabilidad. Es el perodo de uso sin deteriorarse y perder sus propiedades. La durabilidad es alta y pueden durar inalterables durante cientos de aos. La estructura del material no se altera por la accin de los agentes exteriores (lluvia, viento, heladas, CO ), solo se modifica la capa mssuperficial.

3.- Dureza. Es la resistencia al rozamiento, rayadura, penetracin. La dureza de los materiales ptreos depende de la dureza de los minerales que tengan y de la cohesin de la masa de dichos materiales. Para determinar la dureza de los materiales se utiliza la escala de Mohs, ordenndolos del ms blando al ms duro.

1.Talco2.Yeso3.Calcita4.Fluorita5.Apatito6.Feldespato7.Cuarzo8.Topacio9.Corindn10. Diamante

4.- Resistencias mecnicas. Tienen muy buena resistencia a compresin (contraccin). Se cree que a mayor densidad mayor resistencia a compresin. En cambio tienen baja resistencia a traccin (estiramiento) y baja resistencia a flexin (traccin y compresin simultneas).

5.- Propiedades trmicas. Bajo coeficiente de conductividad trmica. Baja conduccin del calor o el fro. Sin embargo cuando los materiales ptreos

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tienen humedad, su conductibilidad aumenta ligeramente. Las dilataciones o contracciones trmicas solo afectan a la capa superficial, mientras que la masa interna apenas sufre deformacin por efecto de la temperatura.

6.- Propiedades elctricas. Los materiales ptreos conducen mal la electricidad, el coeficiente de conductividad elctrica es muy bajo, aunque en presencia de humedad suele aumentar considerablemente.

7.- Impermeabilidad. Dependiendo del tipo de material ptreo la permeabilidad al agua variar. A mayor cantidad de poros en el material mayor ser la permeabilidad. Adems, la circulacin del agua a travs de los poros va aumentando el tamao de stos al desgastarlos por erosin. A veces el agua lleva partculas en suspensin o disueltas y pueden contribuir a cerrar parte de los poros y disminuir la permeabilidad. Si el material no tiene poros ser impermeable.

8.- Resistencia a la intemperie. Por ser un material natural, la resistencia a los agentes exteriores es muy alta. Como se sabe, hay multitud de construcciones con piedras o rocas desde hace cientos de aos que se mantienen en muy buen estado. El agua de lluvia, el viento, el oxgeno y los gases de combustin son los agentes que afectan a la durabilidad de los materiales ptreos. La parte que empieza a deteriorearse es la ms superficial, por desgaste, desconchamiento, etc. Y con los aos puede ir profundizando hacia la masa interna del material. En cuanto a las heladas, cuanto mayor sea la porosidad, ms expuesto estar el material a saturarse de agua, y mayor presin se producir en caso de congelacin del agua que contenga.

9.- Elasticidad. En general, los materiales ptreos no son elsticos, aunque segn sean granos o rocas, se pueden presentar ciertas deformaciones elsticas. Las piedras son muy poco elsticas, es decir, no se deforman, sino que directamente se rompen. Las muestras granulares s pueden tener cierta deformacin sobre todo en grandes agrupaciones.

10.- Combustibilidad. La resistencia al fuego es variable pero en general se puede considerar de tipo medio-bajo y menor si el material tiene cierta humedad. Por ello en caso de incendio el material aguantar cierto tiempo sin romper, y pasado ese tiempo se crearn tensiones elevadas en el material, sobre todo por la diferencia de temperatura entre la superficie y la masa interna.

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Materiales ptreos

2.- CLASIFICACIN

Se clasifican en funcin de la resistencia a compresin y segn su origen o procedencia.

2.1. Segn la resistencia a compresin

Clase A: resistencia muy alta: mayor de 2.250 kg/cm2. Clase B: resistencia alta: de 1125 a 2.250 kg/cm2. Clase C: resistencia media: de 560 a 1125 kg/cm2. Clase D: resistencia baja: de 280 a 560 kg/cm2.Clase E: resistencia muy baja: de 70 a 280 kg/cm2.

2.2. Segn su origen o procedencia

Pueden ser gneas, sedimentarias y metamrficas.

2.2.1. Clasificacin de las rocas gneas

Son las ms antiguas y se han formado por el enfriamiento y consolidacin de magmas fundidos, y segn qu se haya producido en el interior de la corteza terrestre o sobre ella, se llaman intrusivas o plutnicas (mucha profundidad), filoneanas (poca profundidad) o extrusivas o volcnicas (superficiales).

La Sociedad Internacional de Mecnica de Rocas recomienda clasificar las rocas en funcin de su composicin y del tamao de grano de los minerales que la forman. Entre ellas se deben destacar los granitos y basaltos cuya utilizacin en la construccin en Espaa es muy grande.

2El carcter cido de estas rocas lo confiere el contenido en SiO

del cuarzo

2y los silicatos. Cuando una roca contiene ms de un 60% de SiO

tiene carcter

cido, y entre sus minerales adems de los silicatos, debe de haber cuarzo, este

2es el caso de los granitos. Cuando el contenido en SiO

es menor del 60% no

existe cuarzo, y las rocas tienen carcter bsico, es el caso de los basaltos.

Principales rocas gneas

- Granito. Roca plutnica muy abundante, constituida fundamentalmente por cuarzo, feldespato, ortosa y mica. De coloracin variable, se altera

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fcilmente con la humedad, ya que el anhdrido carbnico ataca al feldespato y a la mica, provocando su disgregacin. Sin embargo es una roca de gran duracin y muy resistente, cuyas buenas cualidades pueden mejorarse mediante el pulido, que realza el colorido e impide su descomposicin. No admite labras complicadas y puede soportar temperaturas elevadas, aunque no es refractario. Se emplea principalmente para silleras, mamposteras, pavimentacin con losas y adoquines, plaqueados de fachadas e interiores decorativos, bordillos, molduras, pilas, lavaderos, etc.

- Sienita. Muy parecida al granito pero con muy poca cantidad de cuarzo. Sus aplicaciones son parecidas, pero sobre todo para decoracin.

- Diorita y gabro. De colores variados, sobre todo blancos, grises y verdes, empleadas en ornamentacin y en carreteras.

- Prfidos. Roca parecida al granito, con similares aplicaciones.

- Basalto. Roca volcnica. De color oscuro, compacto, denso, duro, muy resistente, suele emplearse en adoquines.

2.2.2. Clasificacin de las rocas sedimentarias

Se han formado debido al transporte, acarreo, depsito y acumulacin de materiales, principalmente provienen de rocas gneas y metamrficas.

Las rocas sedimentarias, de acuerdo con su procedencia, se pueden clasificar en detrticas, intermedias y no detrticas, (Tabla 1.1.). Dentro del grupo de las detrticas estn incluidas todas aquellas rocas formadas por productos de alteracin de otras, que han sido transportados y depositados pudiendo no estar todava consolidados (rocas sueltas) o haber sufrido procesos de consolidacin (rocas compactas).

Dentro del grupo de las no detrticas se encuentran aquellas formadas fundamentalmente por precipitacin de sustancias que se encontraban en disolucin en las cuencas de sedimentacin, y que luego han sufrido los procesos de consolidacin. Tambin en ellas se incluyen, y en ocasiones constituyen la mayor parte, rocas formadas por conchas y caparazones de organismos vivos. En este caso se encuentran rocas calizas y algunas rocas silceas.

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Materiales ptreos

Por ltimo, existe un tercer grupo de rocas que estn formadas por materiales con los dos orgenes, y que se denominan de rocas intermedias, en el que se encuentran las margas.

DetrticasSueltasCompactas

Gravas Arenas Limos ArcillasConglomerados Areniscas Limonitas Arcillitas

IntermediasMargas

No detrticasCarbonatadasCalizasDolomas

EvaporitasYesosCloruros

Otras

Tabla 1.1. Clasificacin de las rocas sedimentarias.

La distincin o separacin entre gravas, arenas, limos y arcillas es por el tamao del grano:

Gravas: 2 mmArenas:< 2 mm y 0,063 mm Limos:< 0,063 mm y 0,002 mm Arcillas:< 0,002 mm

Ya veremos que en el hormign las gravas son partculas de tamao 4 mm.

Las cuatro fracciones de partculas, pueden presentarse sueltas o agrupadas conjuntamente, y segn predomine una u otra, se llaman gravas arenosas, arenas arcillosas, etc.

Cada fraccin tiene sus minerales en la composicin: gravas calizas, gravas silceas, arenas calizas, arenas silceas, etc.

Los conglomerados son gravas compactadas o cementadas. Las areniscas

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son arenas compactadas o cementadas. Las limonitas pueden ser limos cementados o no. Las arcillitas son arcillas cementadas.

Principales rocas sedimentarias

- Yeso o aljez. Roca sedimentaria de origen qumico, muy abundante en la naturaleza, formada por la cristalizacin del sulfato clcico hidratado con dos molculas de agua, al desecarse mares interiores y lagunas. Es blando y algo soluble en agua. El yeso se aplica principalmente para la obtencin de yesos blancos y negros de revestir, escayolas, piezas prefabricadas y moldes. Tambin se utiliza como pasta para la formacin de tabiques, enrasillados y colocacin de otros elementos.

- Calizas. De sedimentacin qumica por insolubilidad, formadas a base de carbonato clcico con numerosos accesorios: arcilla, slice, carbn, etc. Su coloracin es muy variada. Son atacadas por los cidos y se descomponen por la accin de la humedad. Es la roca, junto con el granito, que mayor utilizacin tiene, tanto en obras pblicas como en edificacin, como rocas ornamentales, en ridos para el hormign, terraplenes, materia prima para fabricar cemento, etc.

- Margas. Como son rocas arcillosas con carbonatos, de ellas se obtiene la materia prima para fabricar el cemento, que es su principal aplicacin.

2.2.3. Clasificacin de las rocas metamrficas

Las rocas metamrficas se originan por metamorfismo fundamentalmente de las rocas sedimentarias. Recibe el nombre de metamorfismo el proceso por el que se producen ciertas modificaciones de la composicin mineralgica y de la estructura de una roca a consecuencia principalmente de los incre- mentos de presin y temperatura que aquella experimenta cuando alcanza niveles profundos de la corteza terrestre.

Esto ocurre, por ejemplo, cuando se depositan espesores considerables de rocas sedimentarias por el proceso general de acumulacin, que pueden alcanzar hasta 20 km de potencia. Una roca situada a estas profundidades queda sometida a considerables presiones y temperaturas que la metamor- fizan.

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Materiales ptreos

La estructura de las rocas metamrficas puede manifestar todava los planos de estratificacin, pero presenta planos de esquistosidad o exfoliacin, que se forman perpendiculares a la direccin de la presin a que se ve sometida la roca, y al extraerlas en cantera, les da un carcter lajoso, que disminuye su calidad respecto a los materiales ptreos procedentes de las rocas sedimentarias o de las rocas gneas.

Las rocas metamrficas se pueden clasificar en tres grupos, en funcin de la composicin de las rocas sedimentarias de que proceden:

* Derivadas de rocas arcillosas:Micacitas Gneis Migmatitas Pizarras Esquistos

* Derivadas de rocas cuarcferas:Cuarcitas

* Derivadas de rocas carbonatadas:Mrmoles

Principales rocas metamrficas

- Pizarras. Son arcillas metamrficas y tienen estructura folicea o esquistosa. Su coloracin es variable y oscura y no se alteran por la accin de la intemperie. Son refractarias, homogneas, compactas, impermeables y untuosas al tacto. Adems, se pueden cortar y taladrar. Las buenas pizarras admiten el pulimento, la pintura al esmalte y el barniz. Se emplean para techar, para pavimentos y tambin para plaqueados imitando al mrmol. Es uno de los materiales ptreos ms importantes para la construccin y la decoracin.

- Mrmoles. Originalmente son calizas metamrficas, con numerosos minerales accesorios que determinan su coloracin y veteados caractersticos. Atendiendo a su coloracin, los mrmoles se clasifican en blancos y de color; estos ltimos monocolores y polcromos. Resulta prcticamente imposible obtener una clasificacin resumida de los mrmoles, dada su enorme variedad de coloridos, disposicin de las vetas, forma de las brechas, etc., empleados para chapeados, pavimentacin y decoracin. El principal valor decorativo de esta roca estriba en su pulimento, que realza su color, dando tonalidades de gran delicadeza.

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3.- FORMAS COMERCIALES

3.1. Sillar

Es un bloque o elemento con forma prismtica recta, es decir, con forma de paraleleppedo rectangular en el que sus tres dimensiones son del mismo orden o muy parecidas, como mxima relacin de lados 1:1:2, generalmente es grande y por lo tanto pesado, por lo que se necesitan medios mecnicos para su manipulacin y colocacin. Fig. 1.1.

La labra de todas las superficies del sillar ser perfecta. Los paramentos vistos tendrn una labra fina. La cara posterior, o trasds, del sillar podr tener labra basta, pero hay que tener presente que nunca deben quedar resaltos u oquedades de ms de 4 cm.

3.2. Sillarejo

Es un sillar pequeo de forma ms o menos regular, pero sensiblemente paralelepipdica, y generalmente con labra basta.

Fig. 1.1. Denominacin de las caras de un sillar y disposiciones en los muros de sillera.

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Materiales ptreos

3.3. Mampuesto

Piedra con forma irregular, generalmente sin forma definida, excepto en algunos casos, que se aproxima a un prisma. Puede ser sin labra o con poca labra, que se maneja a mano. La dimensin menor suele ser >12 cm. aunque a veces es difcilmente medible. Fig.1.2.

El peso de los mampuestos oscila entre 15-30 kg y un volumen entre 8-10 dm3.

El tamao de mampuestos y sillarejos es parecido.

Fig. 1.2. Denominacin y disposicin de mampuestos.

3.4. Losa o chapa

Piedra en la que una dimensin es mucho menor que las otras dos.

Se emplea en revestimiento de otros tipos de fbrica, en pavimentacin y en cubiertas. De este tipo suelen ser las piedras de carcter ornamental y decorativo, tales como el mrmol u otras que admiten pulimento y condiciones resistentes suficientes.

Tambin de este tipo son las pizarras para cubiertas. Dichas pizarras tienen formas derivadas del cuadrado, rectngulo o crculo (Fig. 1.3.), pero las ms frecuentes son las rectangulares. Las medidas normales de longitud y anchura de las chapas rectangulares de pizarra son 60x30, 50x25, 40x20,40x15, 30x20, 30x15 y 20x20 cm.

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Fig. 1.3. Formas geomtricas de las placas de pizarra.

El espesor oscilar entre 4 y 6 mm.

Las pizarras para cubiertas sern exfoliables, con relativa facilidad, en hojas del espesor citado, perfectamente planas y se podrn perforar y cortar sin que se produzcan escamas ni grietas.

La pizarra se fija a la cubierta mediante clavos de hierro galvanizado o por medio de ganchos de zinc en los que se apoya la chapa.

3.5. Adoqun

Se utilizarn para adoquines las rocas de grano medio o fino.

Se disponen varios tipos, con diferentes medidas, pero se distinguirn principalmente tres.

Los adoquines tradicionales son aquellos que tienen forma de tronco de pirmide, con las aristas vivas o redondeadas, con radios variables (1,5 cm). Sus medidas oscilarn de 18 a 20 cm en el largo y de 9 a 11 cm en el ancho. Su altura variar de 14 a 16 cm. Las dimensiones de las aristas de la cara inferior sern 5/6 de las correspondientes de la cara superior. Fig. 1.4.

Tambin se disponen otros adoquines con forma prismtica recta, llamados rectangulares, y con dimensiones de 20x10x6 y 20x10x8 cm. Fig. 1.5.

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Materiales ptreos

Otro tipo son los llamados UNI, que tienen forma ms o menos prismtica pero con entrantes y salientes y dimensiones de 22x11,2x6 y 22x11,2x8 cm. Fig. 1.5.

Fig. 1.4. Adoqun troncopiramidal de material ptreo con aristas redondeadas.

Fig. 1.5. Adoquines rectangular y UNI de material ptreo.

3.6. Bordillo o encintado

En este tipo de piedra una dimensin es mucho mayor que las otras dos. Se emplea para marcar el lmite de un pavimento o la separacin de pavimentos de distinto tipo o uso. Fig. 1.6.

En el cuadro siguiente se indican las medidas recomendables en milmetros:

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bbhhlongitudTipo A140-280-1000Tipo B17014028015010002001703001501000Materiales de construccin para edificacin y obra civil

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Fig. 1.6. Ejemplos de bordillos de material ptreo.

En estas medidas se admitir una tolerancia de +/- 10 mm.

Estas medidas se corresponden con bordillos de material ptreo. Ya veremos que los bordillos tambin son de hormign, que incluye ms tipos con estas y otras medidas.

En los suministros grandes se admitir que un 10% del total de las piezas tengan una longitud comprendida entre 600 y 1.000 mm.

Las secciones extremas debern ser normales al eje de la pieza.

3.7. Paneles y rollos de lana de roca

Son productos diseados para aislamiento termo-acstico presentados en forma de paneles y rollos con anchuras variables entre 0,50 - 2,00 m y longitudes hasta 3,50 m. Los espesores pueden ser de 40, 50 y 60 mm.

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