CURSO:

MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS DE CONSTRUCCION

Msc. Ing. Isidro Alberto Pilares Hualpa

CAPITULO I

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

1.1. INTRODUCCIÓN

A través del tiempo los materiales usados por el hombre han indicado de alguna forma

el grado de avance tecnológico de la humanidad, por ejemplo: en las denominadas

edades de Piedra, de Bronce y de Hierro, predominó la utilización de estos materiales y

de ahí la denominación .El Bronce y el hierro reemplazaron a la piedra en la

construcción de armas para la guerra y contribuyeron al avance tecnológico; con el

tiempo y la invención de mejores métodos de producción, fue posible extender su uso

para la fabricación de otros utensilios y estructuras más duraderos, influyendo de esta

manera en la evolución de la cultura humana.

Muchos de los desarrollos tecnológicos que se vislumbran están íntimamente ligados a

la disponibilidad de materiales adecuados: Las estructuras de concreto armado

requerirán de aceros que tengan la suficiente resistencia a la tracción y flexión, que al

mismo tiempo tengan la suficiente ductilidad porque en obra es necesario hacer

dobleces, ganchos, estribos etc.; otro ejemplo los edificios “inteligentes” necesitarán de

materiales que actúen como sensores de temperatura, presión, sonido y con un mínimo

consumo energético; los miembros “biónicas” se construirán con materiales que

emulen el comportamiento de los materiales biológicos etc.

Todo esto es simplemente para insistir que la ingeniería y ciencia de materiales

constituyen un elemento imprescindible en el desarrollo tecnológico de nuestra

civilización específicamente en el mejoramiento del nivel de vida de cualquier país.

Así entonces, la importancia de los materiales de todos tipos ha garantizado el interés

universal en su obtención y mejoramiento. Sí bien el desarrollo acelerado de la

Química a partir del siglo XVIII, promovió marcadamente el descubrimiento y la

producción de gran variedad de materiales fue realmente en el presente siglo que se

sentaron las bases científicas que permitieron un entendimiento cabal de las

propiedades y comportamiento de la mayoría de materiales que empleamos

actualmente.

Aunque los métodos de error y prueba aplicados en la producción de todo tipo de

materiales redituaron mejoras importantes tanto en los procedimientos de fabricación

como en sus mismas propiedades, los avances en este sentido se aceleraron

exponencialmente cuando se contó con las herramientas que permitieron caracterizar

su estructura macro y microscópica.

Así, por ejemplo la forma y tamaño de las partículas que constituyen un ladrillo

refractario pueden observarse a simple vista, ya que poseen un tamaño de varios

milímetros; en cambio los cristales que constituyen cada una de las partículas

solamente son revelados mediante el empleo de técnicas microscópicas

Figura No. 1. Macro y micro estructura en un material refractario.

1.2. Importancia del Estudio de los Materiales

Es claro que las sociedades humanas desarrollaron y usaron gran cantidad de

materiales mucho antes de contar con las bases científicas que explicaran el por qué

de sus propiedades por ejemplo, la maleabilidad de un metal la dureza de un diamante,

¡a resistencia al calor de una cerámica.

Así fue que la tecnología de los materiales antecedió por muchos siglos a la ciencia de

materiales. Las aplicaciones de los materiales se fueron diferenciando paulatinamente,

de acuerdo con el tipo de material y necesariamente de su precio. Surgieron oficios

especializados dedicados al trabajo de los metales, de las cerámicas, de las maderas,

de los vidrios, etc., los cuales se encargaron de preservar y mejorar las tecnologías

aplicables a los distintos materiales. La producción de muchos materiales se volvió

interdependiente; el hierro y el acero dependen para su fabricación de un suministro de

materiales refractarios adecuados; éstos últimos, a su vez, requieren para su

generación de la disponibilidad de materias primas minerales; para cerrar el círculo, las

grandes explotaciones mineras consumen grandes cantidades de hierro y acero en las

minas y plantas de beneficio, así como en la transportación (ferrocarriles, buques,

camiones) de los minerales que produce.

De los oficios relacionados con la producción y el uso de los materiales se pasó a un

nivel superior y se generaron las profesiones correspondientes. La ingeniería química

la metalúrgica y la de cerámicos surgieron con el apoyo de las grandes industrias que

producían y empleaban materiales metálicos, poliméricos y refractarios. Aunque

originalmente existía cierta relación entre ellas, de hecho, con e! tiempo estas

profesiones se fueron aislando más unas de las otras, probablemente por el afán de

especialización que se observó tan notablemente en la mayoría de las profesiones

científicas y técnicas durante el presente siglo.

A pesar de esta aparente diferenciación entre los profesionales y los científicos del

campo de los materiales, en la década de los 50’s era ya evidente para algunos

visionarios que, si bien existían diferentes tipos de materiales, debería ser posible

entender y explicar sus propiedades y comportamiento que constituyen la causa

fundamental del interés práctico en ellos sobre bases científicas generales emanadas

de la compresión de su estructura, entendida ésta como la forma en que están

constituidos los materiales, tanto en escala macroscópica como microscópica, y aún

atómica Por otra parte, la estructura de los materiales está determinada por el

procesamiento a que son sometidos en el curso de su fabricación o con el transcurso

del tiempo. Finalmente, las propiedades, la estructura y el procesamiento, en forma

conjugada, se relaciona íntimamente con el uso del material, y viceversa. Gráficamente

estas interrelaciones se han popularizado en la forma del tetraedro de la ciencia de

materiales. (Fig. 2).

Figura No. 2. Tetraedro que indica las bases de la Ciencia de Materiales.

Las interrelaciones del tetraedro de la Fig. 2 pueden ilustrarse más claramente

mediante algunos ejemplos sencillos. Tomemos el caso de los aceros para la

carrocería de los autos. Establecido así el uso de este material, se deduce que las

propiedades más importantes con que debe contar son: ductilidad durante la

manufactura de la carrocería, resistencia mecánica durante la vida útil del auto,

facilidad de unir partes del acero mediante soldadura reciclabilidad (un aspecto cada

día más relevante), buen acabado superficial y - tomando el término propiedades en un

sentido muy amplio - bajo costo. Las propiedades enlistadas pueden obtenerse con

aceros de bajo carbono (materiales reciclables), que son dúctiles y soldables cuando

están constituidos por una estructura basada en la fase ferrita (hierro casi puro), pero

con una estructura de grano muy fino (Fig. 3), que les imparta suficiente resistencia

mecánica. La estructura ferrítica de grano fino en aceros de bajo carbono, así como el

buen acabado superficial, es lograda al aplicar un procesamiento térmico y mecánico

adecuado.

Figura No. 3. Estructura microscópica de un acero con bajo contenido de carbón.

1.3. IMPORTANCIA DE LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

El conocimiento de las propiedades de los materiales nos permitirá el uso adecuado de

estos asimismo permite el constante desarrollo y optimización.

Los materiales para la construcción podríamos definirlo como un conjunto de

sustancias o materias primas utilizadas para lograr edificar obras de ingeniería civil es

decir son la base de toda obra la producción de estos implica una extracción de la

materia prima y la transformación con características y propiedades necesarias para

cumplir una función adecuada en la estructura.

La ciencia y la técnica en la producción de los materiales de construcción, viene siendo

desarrollada utilizando la teoría sobre el enlace entre la composición química del

material y la estructura interior del material y sus propiedades .A menudo el ingeniero

tiene que responder ciertas interrogantes:

Qué material utilizar? la decisión debe ser tomada en función del conocimiento de las

propiedades físicas-químicas de los materiales, ¿Qué cantidad de material utilizar?,

estará determinada por las propiedades mecánicas y ¿Cómo utilizarlo?, es función de

las propiedades tecnológicas.

En ciertos casos estos materiales pueden emplearse en la forma en la que se

encuentran en la naturaleza sin procesos de elaboración o transformación que

modifiquen sus cualidades salvo operaciones de extracción en cantera ejemplo: arena,

piedra, rocas etc.,en otros casos no es posible la aplicación directa de materiales por

los que estos deben ser tratados previamente para modificar sus propiedades, a fin de

hacerlos adecuados para su uso, entonces se les denomina materiales elaborados o

productos artificiales ejemplo: acero, ladrillos, cementos etc. Como criterio general para

la clasificación podría establecerse que son naturales todos aquellos materiales que no

alteran sus propiedades a través de las operaciones previas que deben soportar antes

de su empleo en obras y artificiales los que las han modificado

1.4. LA ESTRUCTURA DEL MATERIAL

Conocer la estructura del material permitirá comprender sus propiedades y en definitiva

ayudará a dar respuestas de donde y como usarlo a fin de lograr coordinar el efecto

técnico-económico, la estructura del material puede ser vista como: macro estructura,

observable a simple vista, la micro estructura es la estructura vista desde un

microscopio.

Existen equipos que nos permiten observar la micro estructura del material por

ejemplo:

El microscopio electrónico de barrido que permite determinar figuraciones porosidades,

fases del material, productos expansivos, alteraciones del material etc.; las principales

aplicaciones la tenemos por ejemplo para:

Mineralogía de cementos: clinker, alitas, etc.

Mineralogía de áridos: granito, calizas, etc.

Crecimientos cristalinos, texturas, fisuraciones, porosidades, fragilidad.

Fases reactivas, productos expansivos.

interferencia árido pasta, índice de huecos.

Composición microquímica, alteraciones, etc.

Cuantificación de parámetros de caracterización

Microanálisis de los rayos X emitidos por la muestra para determinar:

Composición química

Migraciones de cationes

Detección de trazas

Cartografía de cationes, etc.

Microscopio petrográfico con luz Polarizada y luz

Fluorescente para determinar:

Fases de minerales

Tamaño de grano

Parámetros petrográficos, etc.

Como apreciamos existe mucha tecnología que nos permite el mejor entendimiento en

el comportamiento de los diversos materiales de construcción.

El estudio de los materiales implica el estudio de sus propiedades, para el caso de las

construcciones, una clasificación de las principales propiedades pueden ser las

siguientes: física; térmicas; acústicas; ópticas; eléctricas; químicas; mecánicas;

tecnológicas; etc.

Las cualidades enumeradas son las que principalmente interesan al ingeniero o

constructor y la clasificación es arbitraria, su única finalidad es la de facilitar el

ordenamiento del estudio de las mismas.

1.5. PROPIEDADES FÍSICAS

1.5.1 Formas y dimensiones

Abarca el conocimiento de las formas y dimensiones en• que pueden obtenerse los

materiales, lo que es siempre conveniente y en algunos casos fundamental para su

uso.

La imposibilidad de conseguir piezas de un tamaño determinado ya sea por su

inexistencia en la naturaleza o por resultar poco viable o imposible su extracción o

fabricación obliga a unir otras menores, mediante procedimientos o dispositivos

adecuados hasta obtener el tamaño deseado.

En ciertos casos deben desarrollarse o crearse medios de unión especiales, cuyo costo

puede hacer inconveniente el empleo del material de que se trata .En otros el conjunto

resultante no mantiene las propiedades de cada elemento que lo integra y su uso habrá

de considerarse con relación a las propiedades del conjunto.

Lo dicho sobre las dimensiones puede aplicarse en mayor o menor grado a las formas

que pueden ser útiles directamente tal como las poseen los materiales o deben ser

modificadas lo cual no siempre es posible en el grado necesario sin alterar otras

propiedades.

1.5.2 Peso específico

Es necesario recordar que todo cuerpo sólido continuo (piedra, tabique, etc.) o material

sólido fraccionado (arena, grava, etc.) contiene tres distintos volúmenes. El volumen

aparente ( Va) que está determinado por las tres dimensiones del cuerpo sólido

continuo o por las tres dimensiones del recipiente que contiene el material fraccionado

(volumen a granel suelto o compacto , según sea el grado de apretamiento de las

partículas), el volumen absoluto (Vab) que mide la cantidad de materia que existe en el

volumen aparente y el volumen de huecos o vacíos (Vh), que fija la cantidad de huecos

o poros del material, y que es igual a ( Va-Vab).

Peso específico absoluto de un cuerpo de material homogéneo y continuo es su peso

por unidad de volumen.

P. E. abs = P/ Vab

Comparando los pesos específicos absolutos de los cuerpos con el peso específico del

agua que es la unidad de peso por unidad de volumen se llega al concepto de peso

específico relativo o simplemente peso específico representado por Pe

Peso especifico absoluto del cuerpo A PE = --------------------------------------------------------

Peso especifico absoluto del agua

Que es un número abstracto y que indica las veces que un cuerpo o material

cualquiera es más o menos pesado que el agua. No tiene unidades.

1.5.3 Porosidad

Se llama porosidad de un material al % de vacíos o huecos que contiene donde:

Va = Volumen aparente (dado por las dimensiones del cuerpo)

Vab = Volumen absoluto ( el ocupado por la materia)

Vh = Volumen de huecos o vacíos

V h = Va — Vab

Porosidad = % de vacíos

Simplificando:

Porosidad =

Porosidad =

Es decir que la porosidad de un material es igual a uno menos la relación de volumen

aparente del material, relación que fija el porcentaje de materia que existe en un

volumen aparente dado de un material cualquiera y se conoce con el nombre de

compacidad o volumen sólido que contiene un cuerpo.

Como:

Reemplazando en la ecuación de porosidad obtenemos:

Simplificando:

La experiencia demuestra que existe una relación intima entre la resistencia de un

material y su compacidad. Los cuerpos tienen una compacidad igual a uno, cuando la

materia de que esta constituido el cuerpo llena totalmente el espacio ocupado por este

sin permitir huecos o vacíos, y cuando las deformaciones que sufre el cuerpo no

acarrean cambio en su peso especifico; tal como los metales.

1.5.4 Permeabilidad

Esta es la propiedad vinculada con la porosidad pero que no debe ser confundida con

ella. Debe entenderse por permeabilidad a la capacidad de un material para ser

atravesado por un fluido, al establecer una diferencia de presión entre sus caras.

La permeabilidad se mide por la cantidad de líquido que pasa por un cuerpo de

espesor y superficie dados en un tiempo y bajo una presión y temperatura

determinadas; para espesores, superficies y tiempos iguales, la permeabilidad aumenta

con la presión y la temperatura.

1.5.5 Capilaridad

El fluido transita por el material, sin deferencia de presiones debido a la tensión

superficial que hay en las canículas ubicadas en el interior de los materiales. La

cantidad de liquido que penetra en el cuerpo por capilaridad mide su poder de

absorción y esta vinculado con su porosidad, desde que depende de la cantidad, forma

y grado de comunicación con la superficie de los poros y espacios vacíos del material;

pueden ser muy porosos pero poco absorbentes, si sus poros no están comunicados

con la superficie.

1.5.6 Higroscopia

Es la propiedad de algunos cuerpos o materiales de absorber el agua y por lo tanto

incrementan su volumen.

1.6 PROPIEDADES TÉRMICAS

1.6.1 Calor especifico

Se denomina calor específico o capacidad calorífica, a la cantidad de calor, expresada

habitualmente en kilocalorías o calorías grandes, necesarias para elevar en un grado

centígrado la temperatura de un kilogramo de un material determinado. La caloría

grande o kilocaloría es, a su vez, la cantidad de calor necesaria para elevar la

temperatura de 1 Kg. De agua a la presión atmosférica, de 14.50 a 15.5v.

El calor especifico, para un mismo cuerpo o sustancias, es variable según la

temperatura que se considera, pero para las necesidades de la construcción puede

operarse en general con valores medios; determinados experimentalmente.

1.6.2 Dilatación

Es la propiedad de los cuerpos de modificar sus dimensiones con los cambios de

temperatura.

Pueden ser:

• Dilatación lineal.

• Dilatación superficial.

• Dilatación cúbica.

La dilatación es variable según los limites de temperaturas que se consideran, y se

expresa, generalmente bajo la forma de un coeficiente porcentual.

El conocimiento de la magnitud de la dilatación de los materiales n las construcciones

es importante, por cuanto es necesario prever el libre juego de las estructuras al

dilatarse o contraerse por las variaciones de la temperatura o los efectos que pueden

originar la imposibilidad de deformarse libremente o ala aislamiento térmica necesaria

tendiente a evitar la dilatación.

1.6.3 Transmisión de calor

El calor pasa de los cuerpos mas calientes a los mas fríos y esa propagación de calor

se hace en el interior de un cuerpo, es decir, por transmisión de molécula a molécula.

La conductibilidad térmica se determina experimentalmente y se expresa por lo común

por un coeficiente (K) que depende del material mismo, y representa la cantidad de

calor que atraviesa en la unidad de tiempo, la unidad de superficie, en una pared o losa

que tenga un espesor igual a ala unidad de longitud y entre cuyas caras exista una

diferencia de temperatura de un grado.

Sistema c.g.c K = cal-cm/seg.cm2oc

Sistema ingles K = BTU-Pulg/hora-pie2oF

Importa conocer la mayor o menor conductividad térmica de los materiales a los

efectos de poder determinar en ciertos casos, cuanto calor puede transmitirse a través

de una estructura, una pared por ejemplo o en otros casos que espesor debe darse a

tal estructura para mantener la transmisión de calor dentro de determinados valores.

Denominamos convección cuando la propagación del calor se realiza a través de

fluidos, acompañada por un movimiento, el calor se transmite de las partes calientes a

las frías a causa del movimiento del fluido caliente hacia las zonas cuya temperatura es

más baja, sustituyéndolas o mezclándose ambas o viceversa.

La transmisión por radiación se produce sin intervención de los medios materiales es

así que el calor del sol llega a la tierra. Se trata de propagaciones de radiaciones del

mismo tipo que las luminosas y se denominan rayos infrarrojos.

1.6.4 Reflexión del calor

Los cuerpos pueden clasificarse según su permeabilidad al calor radiante en aternanos

o sea impermeables en mayor o menor grado de las radiaciones caloríficas y

diatérmanas a los permeables a la energía calorífica radiante, que los atraviesa sin

alterar su temperatura. La energía radiante originada por una fuente de calor sufre al

chocar por un cuerpo de antemano un proceso de absorción y reflexión.

La energía absorbida se transforma en calor y aumenta la temperatura del cuerpo,

mientras que la parte reflejada no la afecta, salvo el echo de convertirlo a su vez en un

foco de radiación calorífica reflejada. La reflexión del calor se mide en fracciones de

calor recibido; si llamamos E al calor recibido, Er al reflejado y Ea al absorbido,

podemos decir que:

E = Er + Ea

Er = E – Ea

El valor Ea puede expresarse como un % de E.

Esta característica nos permitirá estimar la cantidad de calor que absorberá una

estructura o construcción determinada expuesta a la radiación de una fuente de calor,

se debe considerar que influyen el color y el acabado superficial de la estructura

1.7 PROPIEDADES ACUSTICAS

Los materiales de construcción son capaces de transmitir, recepcionar, y absorber el

sonido durante ¡a propagación de las ondas sonoras en un medio pueden ocurrir varios

fenómenos, cuando la onda sonora llega hasta una superficie suceden tres cosas:

• Una parte es reflejada por la superficie

• Una parte es absorbida por la superficie

• El resto se transmite

1.7.1 Aislamiento acústico

Es la capacidad de los materiales de construcción de disminuir la transmisión del

sonido, esto dependerá del tipo de material empleado, de la tecnología constructiva, y

de la arquitectura y forma de la estructura. Para lograr grandes aislamientos se debe

construir con espesores de muros mayores.

La diferencia de presión de sonido entre el edificio emisor y el receptor es:

D = L1 — L2 y es expresado en decibeles

El aislamiento acústico dependerá del uso que se le dará al edificio, la ley de masas

indica que solo la masa aísla acústicamente por lo tanto existirán casos en que será

necesario diseñar paredes de espesores muy anchos casos extremos se puede recurrir

a las dobles paredes

1.7.2 Transmisión y reflexión del sonido

Toda emisión de sonido hace vibrar el aire cuando estas vibraciones chocan con las

paredes estas a su vez entran en vibración generando nuevas vibraciones en la

estructura adyacente, en algunos casos estas vibraciones sonoras rebotan en las

paredes y se produce la reverberación de los sonidos.

Conociendo los coeficientes de transmisión de sonido de los materiales se puede

calcular la disminución del sonido y se puede determinar el espesor de las paredes,

techos, pisos etc.

La reflexión del sonido en las superficies delimitantes contribuyen a aumentar la

energía sonora que llega dentro de un recinto estas reflexiones modifican las

características cualitativas del sonido. La reflexión es una propiedad de la propagación

del sonido, junto con la atenuación, dispersión, absorción y la refracción

Material Coeficiente de reflexión

Piedra lisa 95%

Madera 90%

Pared rugosa 80%

Pared de ladrillo 75%

Pared con relieve 64%

Bastidores de teatro 30%

Tapices de pared 25%

1.8 PROPIEDADES OPTICAS

Al interactuar los fotones de una fuentes externa con la estructura cristalina de un

material estos pueden ceder energía al material çn cuyo caso hay absorción, puede

suceder también que el foton aporta energía y el material emite electrones de idéntica

energía de forma que se produce la reflexión , también puede suceder que los fotones

no interactúen con la estructura electrónica del material en cuyo caso se produce la

transmisión en cualquiera de los casos mencionados la velocidad de los fotones

cambia este cambio propicia la refracción. En general se puede decir que un rayo

incidente en un material se puede reflejar, absorber o transmitir:

Io = I r +I a + I t

1.8.1 Color

El color es un fenómeno físico de la luz, relacionado con las diferentes longitudes de

onda en la zona visible del espectro electromagnético, que perciben las personas y

algunos animales a través de los órganos de la visión, como una sensación que nos

permite diferenciar los objetos del espacio con mayor precisión. Todo cuerpo iluminado

absorbe todas o parte de las ondas electromagnéticas y, refleja las restantes.

También se dice que el color es la Sensación que se produce en el ojo de los seres

vivos debido a la propiedad que tiene la materia de reflejar, absorber y transmitir la luz

que incide sobre ella alterándola en sus características

El estudio y conocimiento de los materiales de construcción cobrara mayor importancia

cuando los materiales a emplearse en la estructura sean caravista es decir no llevaran.

1.8.2 Reflexión de la luz

La luz es un fenómeno vibratorio de frecuencia y velocidad mucho mayores, esta

energía vibratoria al chocar con un cuerpo puede ser reflejada o absorbida en forma

parcial o total.

En el estudio luminotécnico de los ambientes y en la construcción de dispositivos de

iluminación es necesario estudiar la cantidad de energía luminosa que se refleja.

1.9 PROPIEDADES QUÍMICAS

1.9.1 Composición química

Tiene importancia por la presencia o ausencia de ciertos compuestos o elementos en

los materiales puede definir algunas características o propiedades del material por

ejemplo impurezas de los agregados alteran su comportamiento frente al cemento.

1.9.2 Estabilidad química

Algunos materiales ante la presencia de ciertos elementos puede manifestar

reacciones de inestabilidad química ejemplo la reacción álcali-sílice, presencia de

excesiva cantidad de sales en presencia de cementos Pórtland producen la

degradación del material.

1.10 ROPIEDADES MECÁNICAS

Describen la forma en que un material soporta fuerzas aplicadas, incluyendo fuerzas de

tensión, compresión, impacto, cíclicas o de fatiga, o fuerzas a altas temperaturas

1.10.1 Resistencia

Es la oposición que opone un material frente a fuerzas externas que tratan de

deformarlo; las moléculas del material tienden a mantenerse unidas por la cohesión

entre ellas

1.10.2 Tenacidad

Es la propiedad que tienen ciertos materiales de soportar, sin deformarse ni romperse,

los esfuerzos bruscos que se les apliquen.

1.10.3 Elasticidad

Consiste en la capacidad de algunos materiales para recobrar su forma y dimensiones

primitivas cuando cesa el esfuerzo que había determinado su deformación.

1.10.4 Plasticidad

Aptitud de algunos materiales sólidos de adquirir deformaciones permanentes, bajo la

acción de una presión o fuerza exterior, sin que se produzca rotura.

1.10.5 Dureza

Es la resistencia que un material opone a la penetración.

1.10.6 Maleabilidad

Otra variante de la plasticidad, consiste en la posibilidad de transformar algunos

metales en láminas delgadas.

1.10.7 Ductilidad

Considerada una variante de la plasticidad, es la propiedad que poseen ciertos metales

para poder estirarse en forma de hilos finos.

1.10.8 Isotropía

Las sustancias isotrópicas presentan siempre el mismo comportamiento

independientemente de la dirección, mientras que en las anisotrópicas las propiedades

varían con la dirección.

1.10.9 Fragilidad

Un material es frágil cuando se rompe fácilmente por la acción de un choque.

ACTIVIDAD 1

Recopilar precios de los diversos materiales de construcción y averiguar la unidad

de comercialización.

Buscar ejemplos de materiales de construcción asociándolo a sus propiedades

más resaltantes.

Seleccionar un material de construcción para el desarrollo del trabajo escalonado

TEXTOS RECOMENDADOS

Ciencias de los materiales — Gorchakov —edit- MIR

CAPITULO II

ROCAS PARA LA CONSTRUCCIÓN

____________________________________________________________

I- INTRODUCCIÓN

La humanidad se ha servido de las piedras desde tiempos remotos, gran parte de las armas y utensilios estaban hechos de piedra. Actualmente las piedras siguen ocupando un lugar preponderante: Científicamente no se utiliza la palabra piedra pues resulta poco precisa, y así para referirse a los materiales que conforman la parte externa de la Tierra se habla de rocas.

II.- DEFINICIÓN

Existen numerosas sustancias inorgánicas de origen natural, de variada composición química y estructura. Los minerales aparecen habitualmente asociados, formando rocas. Otras sustancias naturales, aún cuando no son reconocidas como minerales pueden formar rocas, éste es el caso del carbón, también es el caso de las acumulaciones de esqueletos de organismos animales o vegetales (que pueden ser de composición silícea, fosfática o carbonatico) y el de los vidrios de origen volcánico. La definición más simple que puede esbozarse de roca es: "Material del que está compuesta la corteza terrestre".De un modo general podemos considerar que todos los minerales están presentes en las diversas rocas de la corteza terrestre, pero no todos ellos se encuentran en la misma proporción y, además, la mayoría de ellos son sólo rarezas de colección si se tiene en cuenta en qué proporción se encuentran en la naturaleza respecto de la totalidad de minerales existentes en la corteza terrestre.

Se denominan minerales formadores de rocas a aquellos que constituyen mayoritariamente las rocas. Entre los principales merecen destacarse los silicatos (en todas sus variedades desde el cuarzo a las arcillas) y la calcita.

En una roca cualquiera existen minerales principales, que hacen a su clasificación, y otros accesorios, cuya presencia no es decisiva para dicha clasificación. Puede suceder que un mineral no sea importante para la clasificación de una roca aunque sí lo sea para otros fines, científicos o económicos, por ejemplo.

Por ejemplo, el granito es una roca formada por tres minerales principales, el cuarzo, los feldespatos potásicos y calco-sódicos y algún mineral de hierro y/o magnesio, como las micas o los anfíboles. Como minerales accesorios pueden aparecer minerales como el circón, el rutilo o la apatita.

III.- CLASIFICACIÓN

3.1. ÍGNEAS:Formadas por la solidificación de materiales fundidos que se originaron en el interior de la tierra, tienen diferentes texturas y están constituidas por minerales. Los principales minerales que componen las rocas ígneas son: cuarzo, ortosa; plagioclasas, augita, o l i v ino , etc.

Ejemplo: El granito y el basalto, el primero roca clara y el segundo es gris oscuro, con diferente composición minera lógica y densidad.

3.1.1 TEXTURAS MÁS COMUNES EN LAS ROCAS ÍGNEAS

Piroclástica (Fragmental)Compuesta de trozos de vidrio volcánico de y de fragmentos de rocas volcánicas, todos estos elementos mutuamente cementados. Estas texturas son comunes en rocas producto de explosiones volcánicas. Ejemplo: Tufos volcánicos brechas volcánicos. Ejm: El s i l l a r de Arequipa, el sillar de Cajamarca.

VítreaCompuesta casi en su totalidad de vidrio volcánico se produce cuando el enfriamiento ha sido tan rap. que no han tenido tiempo de formarse cristales. Ejemplo: obsidiana, la perita.

AfaniticaCompuesta de granos muy pequeños que no pueden observarse a simple vista, ni con la lupa tamaño de los granos >0.5 mm. y con restos o no de sustancia vitrea entre los granos. Ejemplo: Los derrames de lavas que se han enfriado externamente, presentan textura afanitica por lo general.

PorfídicaCompuesta de granos o cristales de uno o varios tamaños, los cuales están englobadas en una masa o pasta granular más fina o vitrea. Los cristales grandes se llaman fenos. Ejem: Textura frecuente en rocas hipoabisales (diques, tocks , lacolitos , etc.).

Granular

Formada por granos o cristales que pueden observarse a simple vista, o con la lupa. El tamaño

de los granos vacía: Grano fino: 1mnǾ; Grano medio: l-5mmǾ; grano grueso: > 5 mm Ǿ). Ejm.

Granitos, tonalitas, dioritas, etc.

3.1.2 ROCAS ÍGNEAS PLUTONICAS COMUNES

Granito: Como roca plutónica, o hipoabisales

Granodiorita: Como roca plutónica e hipoabisales

Diorita: Como masas plutónicas e hipoabisales

Gabro: Como masas plutónicas e hipoabisales

3.3.- ROCAS SEDIMENTARIAS:

Conglomerados

Compuesto de cantos rodados y gravas contienen gran cantidad de arenas y demás materiales finos que rellenan los espacios entre los cantos.

Brechas Sedimentarias

Se parecen a los conglomerados, como la diferencia, en que la mayoría de sus elementos son angulosos en vez de redondeados conos los fragmentos de las brechas son mayormente angulosos, se deduce que han sufrido poco transporte y un desgaste breve antes de su depositación.

AreniscasEstán constituidas por arenas cementadas. Pueden haber arenas cuarzosas, areniscas feldespáticas (arcosa) y areniscas sucias que contienen fragmentos rocosos, arcilla y feldespatos (grauvacas).

LutitasSon lados arcillosos endurecidos, en que predominan los minerales arcillosos, con cuarzo, mica y otros minerales. Algunas rocas de grano fino, semejante a las lutitas por su composición y tamaño del grano, muestran poco fisibilidad y se rompen en bloques angulosos pequeños, son las llamadas: lutitas.CalizasCompuestas casi totalmente de carbonato de calcio (calcita). Hay calizas orgánicas como las calizas coralinas; calizas clásticas como las lumaquelas, y calizas de precipitación química.MargasSon calizas arcillosas, tienen menos del 50% de calcita.Dolomita: Compuestas del mineral del mismo nombre la mayor parte de las dolomitas parecen resultar de la alteración de las calizas.CalcedoniaSon rocas de grano muy fino, en que el principal componente es Si02. Estas rocas son muy duras.DiatomitaEs una roca sedimentaría que está compuesta de abundancia de caparazones silicios, que hacen que la roca se torne parada y ligera.ExaporitasSe han formado por evaporación de masas de agua marina confinadas (limitadas). Ejemplo: yeso, anhidrita, h a l i t a .

3.4.- ROCAS METAMORFICAS

DefiniciónSon rocas productos de la transformación de rocas preexistentes, ígneas o sedimentarias que han sufrido alteración en su composición mineral, o en su textura o bien en ambas cosas por recristalización bajo la influencia de altas presiones, altas temperaturas y la acción de fluidos calientes, dentro de la tierra. Ejm.: Un granito puede evolucionar a ígneas; que se diferencia por su estructura bandeada, una caliza puede evolucionar hasta un mármol: Roca de grano grueso; las mangas arcillosas pueden evolucionar a Pizarras.

En algunas rocas metamórficas, los minerales como la mica, la hornblenda, clorita, talco se alinean durante el metamorfismo, hasta la roca que las contiene una estructura foliada, tales rocas, son los esquistos.

PizarrosaPresenta foliación extremadamente fina que da lugar a planas casi paralelas.

EsquistosaMuestra las minas muy delgadas, formando laminas

paralelas muy finas, según las cuales las rocas se parten fácilmente. Los minerales se pueden distinguir y son su mayoría hoyosas (mica, clorita, anfíboles).

GnéisicaMuestran foliación gruesa o bandeada cada lamina alcanza un grosor de varios milímetros, a veces varios centímetros.

Las bandas difieren en su composición mineralógica. Los granos minerales son gruesas, fáciles de identificar. Ejemplo: Bandas de feldespatos que se alternan con minerales oscuros.

GranoblásticaNo tienen foliación, muestra los granos minerales que se penetran mutuamente por haber cristalizado simultáneamente. Los minerales que componen la roca se pueden distinguir sin microscopio. Ejemplo: El mármol.

3.4.1 ROCAS METAMORFICAS MÁS COMUNES

PizarraEs una roca homogénea de grano muy fino bien marcada. Debido a su excelente foliación se parte en láminas muy finas. Los granos minerales son demasiados pequeños que no se pueden ver a simple vista.El color va de gris a negro, que son los colores más comunes. Se forman por metamorfismo de las lutitas, aunque también pueden derivarse de tobas y de otras rocas de grano fino.

FilitasSon rocas foliadas, micáceas de composición uniforme. Son de grano más gruesa y más lustrosas que las pizarras.En las filitas las capas de mica son generalmente bastante grandes para distinguirse a simple vista. Representan un grado de metamorfismo mayor que el de las pizarras. En realidad es una pizarra que ha sufrido un grado superior de metamorfismo.

EsquistoEn estas rocas los granos minerales son lo bastante grande para verlos a simple vista. Las láminas aisladas no son de grosor uniforme.Es una roca de metamorfismo regional hay gran variedad de esquistos ya que se pueden originar de muchas rocas ígneas, o sedimentarias, pero en todos los esquistos domina la presencia muy v is ib le de minerales laminadas como la mica, talco, clorita, etc.Los esquistos se clasifican por su composición mineral en:

Esquisto Micáceo: MicacitasEn el que predominan las micas, como la moscovita, junto con la bistita y el cuarzo.

Esquistos cloríticos:Son rocas verdosas de grano muy fino, generalmente son muy blandas, de aspecto graso y fácil de pulverizar y están compuestas principalmente de clorita, plagioclasa, epidota. Son muy frecuentes, y se las llama a menudo: Esquistos verdes -> Greenstone.La mayoría de estos esquistos se han formado de metamorfizarse: basaltos, andesitas a sus fosas correspondientes, o de lutitas, dolomiticas, de garbos, etc. Fi l i tas y esquistos son rocas muy débiles. Gneis:Son rocas de estructuras bandeadas, de grano grueso y con capas o lente: bien destacadas de diferentes minerales. Su composición mineralógica es variable, pero con especial abundancia de feldespatos. Otros minerales frecuentes son cuarzo, anfíboles, granates y micas. Son rocas abundantes y se han derivado de rocas muy variadas: Granitos, granodioritas, lutitas, riolitas, dioritas, pizarras metamórficas, esquistos, etc.Cuarcita:Se forma al metamorfizarse las areniscas cuarcíferas. Son rocas metamórficas, de distribución muy amplia.Son rocas Granoblástica, muy duras y de estructura sacaroidea, formadas principalmente de granos de cuarzo interpenetrados. Su color varía de rosado, rojo, blanco, marrón y negro, pero la mayoría son de tonos claros. Tienen aspecto vitreo y fractura concoidea. MármolesSon rocas granoblásticas de grano fino a grueso formadas principalmente de calcita o dolomita o por ambos minerales. Muchos mármoles muestran bandas o manchas oscuras y claras, otras presentan estructuras surcadas por venillas de calcita. Se forman los mármoles al metamorfizarse las calizas y las dolomitas.

Si procede de los dolomitas, suele contener s i l icatos magnésicos: Piróxenos , anfíboles y serpentina.Los mármoles son más compactos que las calizas y su porosidad se ha reducido por presión y recristalización.

4.- FACTORES QUE AFECTAN AL SERVICIO DE LA ROCA EN LA INGENIERÍA

4.1.-ACCION DEL HIELO

Si una roca está saturada, es decir, si sus poros están completamente llenos de agua, la congelación de esta produce esfuerzos de tensión en la roca, que puede agrietarse. por tal causa. Sin embargo, el grado de saturación de las rocas no llega generalmente al 100%. La acción del hielo producirá grietas solamente cuando no tenga dentro de los poros espacio suficiente para permitir la expansión del agua al congelarse. (La expansión es del 9% del volumen de agua aproximadamente.) El diámetro de los poros influye tanto como el grado de saturación en la acción del hielo. Las rocas con poros anchos que eliminan rápidamente el agua (es decir, por evaporación) son poco susceptibles a los daños producidos por el hielo, incluso en climas fríos. Además, como la temperatura de congelación del agua en capilaridades está por debajo de los 32 P2 (0 ), las rocas con capilaridad fina, como el granito, experimentan solamente los efectos del hielo a temperaturas muy bajas. En ensayos de congelación-deshielo en granitos no hubo signos de desintegración tras 5000 ciclos experimentales, consistiendo cada ciclo en 6 horas de congelación y una de deshielo en agua a 68 F (20°C).

La mayoría de las rocas recientes extraídas de una cantera, sobre todo las calizas y areniscas, contienen un considerable porcentaje de "agua de cantera" (conocida geológicamente como

"agua con nata" y deben de orearse antes de emplearse en la construcción (pero no deben secarse demasiado) como las rocas laminadas pueden rajarse si se congela el agua en los planos de estratificación abiertos, no es aconsejable colocarlos en los planos de crucero o los lechos de escarificación verticales. No se recomienda el empleo en climas fríos de calizas con lechos pizarrosos, ni de cualquier roca con venas que puedan absorber agua.La acción del hielo es mas fuerte cuando la roca se encuentra mojada y se somete a congelación o deshielo alternativamente, es decir, cuando se encuentre en el punto de contacto con la superficie del agua o un poco por encima de ella. La acción del hielo destruye rápidamente las rocas de gran capilaridad o con numerosas fisuras (aunque no sean porosas).

4.2. - DESTRUCCIÓN FÍSICA

Aunque los agentes físicos tratados en esta sección afectan sobre todo a la piedra de construcción, en algunas ocasiones su acción destruye también la de encanchado e incluso el hormigón. Estos agentes pueden ocasionar desconchones, grietas o la destrucción del cemento en las areniscas.

A veces aparecen, por cristalización de sales (sulfatos y cloruros), unas manchas blancas, llamadas "eflorescencias", en la superficie exterior de los edificios bajo una lluvia continuada los poros de la superficie de una piedra pueden llenarse de una solución sobresaturada de sal. Habrá entonces un crecimiento de los cristales que puede producir un exceso de presión hidrostática y la desintegración correspondiente de la piedra. Los cristales mismos pueden aumentar el volumen considerablemente debido a la continua hidratación y contribuir de esta forma al aumento de presión hidrostática.

El calentamiento cíclico a alta temperatura y su enfriamiento subsiguiente (como puede ocurrir durante un incendio, por la acción del agua fría) puede también destruir una roca, sobre todo si los minerales constituyentes son calcita o feldespato Cuando se calienta un cristal de calcita se dilata en la dirección de uno de los ejes cristalográficos (el eje c) y se contrae en una dirección normal a esta (sobre a o b). La dilatación en un cristal de ortoclasa será mas de 12 veces mayor en una dirección (la del eje a) que en otra (la del eje b), aunque no haya contracción. Igualmente, la plagioclasas (feldespato sódico) y el cuarzo tienen coeficientes deDilatación diferente en dos direcciones perpendiculares entre sí. Estas diferencias pueden producirán rebasamiento irreversible de los cristales y un aumento en volumen del granito, por calentamiento y enfriamiento cíclico. AI mismo tiempo de fenómeno pertenece el "azucara miento", sacarinización o granulación de las superficies del mármol, que se debe a la dilatación termal diferencial de los cristales fuertemente entrelazados de calcita. Como resultado de la granulación se han observado en el mármol aumentos del volumen hasta el 1%.Las variaciones de temperatura pueden también producir la exfoliación de una roca. Los cambios de temperatura extremados producen tensiones internas, con el resultado de "pelar" la superficie de aquella. Es corriente este tipo de meteorización en los granitos y en otras rocas ígneas de grano grueso.

4.3.- DESTRUCCIÓN QUÍMICA

En muchas grandes ciudades, la piedra de construcción quizá se vea más afectada por los gases atmosféricos que por cualquier otro agente destructivo. Los anhídridos carbónico, C02, sulfuroso, S02 y sulfúrico, S03, son los principales gases perjudiciales. Él ultimo forma ácido sulfúrico al combinarse con la humedad del aire. (El smog, está compuesto parcialmente por ácido sulfúrico.) Si la calcita se ve atacada por los gases sulfurosos, puede transformarse en sulfato, lo que produce el desconchamiento de la piedra. Los mármoles y calizas pueden, por lo tanto, no ser muy resistentes a la meteorización.

A veces el efecto de mojado y secado alternativo o la disolución de las sustancias solubles de la roca originan la destrucción. Este último caso suele ser bastante corriente cuando las rocas proceden de regiones áridas donde la lixiviación natural es muy lenta o no existe. Cuando es

grande el contenido de bentonitas o arcillas similares en la roca es bastante común que un proceso cíclico de mojado y secado las destruya.

5.- CENTRO DE EXTRACCIÓN DE LAS ROCAS

5.1.- CANTERAS:a) Investigación de las canteras.- Los mismos factores básicos regulan las prospecciones de rocas para piedra labrada, machacada o partida. Estos son: ♦ Calidad.♦ Cubicación.♦ Economía de producción y transporte.

CALIDADUn geólogo competente puede, en general, determinar la calidad de la roca con el examen de la muestra que él considera representativas de la cantera. Si la roca ha de utilizarse en una industria en la que solamente sus propiedades químicas, se pueden obtener datos suficientes tomando muestras con una sonda de percusión. Sin embargo, para piedra labrada y casi toda la machacada y partida deben determinarse las propiedades físicas, para lo cual se toman testigos con corona de diamantes, generalmente de tres pulgadas de diámetro (cuanto mayor sea el diámetro mas precisa será la determinación de los sistemas de Diaclasas y fracturas y su posible explotación de la cantera). La roca para piedra labrada debe estar libre de grietas, tener textura uniforme y un color atractivo, y en algunos casos ser capaz de recibir pulimentación.

Algunas piedras, como la caliza y arenisca, es conveniente que tengan lechos horizontales de estratificación. La piedra machacada y partida debe ser fuerte, firme y de baja absorción de agua. En particular, las rocas elegidas para piedra de su deben ser bastante cuadradas y con caras razonablemente planas. Su peso específico es de la mayor importancia. Se suelen preferir valores de 2.6, como mínimo, puesto que la roca debe ser suficientemente. pesada para resistir el desplazamiento por la acción de las olas, presión del hielo y las embestidas de los objetos que arrastra la corriente.

Las rocas planas o estratificadas se pueden emplear para piedra de solamente si se coloca cuidadosamente en la estructura. La gradación de la piedra debe proporcionar una capa razonablemente lisa de espesor uniforme.Se deben evitar los finos, ya que la presión de agua encerrada podría producir hundimientos, aunque se pueden emplear grava o piedra machacada para rellenar los huecos entre las rocas. Se considera que los resultados del ensayo son satisfactorios si se obtiene un porcentaje bajo de tamaños pequeños (1 pulgada) y uno alto de tamaños grandes (de '/2 yarda cúbica). Los fragmentos deben ser angulosos para asegurar una buena trabazón en la capa de piedra, como se ha explicado anteriormente. Por lo tanto, las siguientes rocas no son apropiadas para la producción de piedra partida:a) Las rocas que se fragmentan con los barrenos produciendo un porcentaje alto de finos.b) Si los barrenos producen fragmentos planos, como puede ocurrir en rocas con elementos planos, como la mica o en areniscas, con estratificación fina y escasez en tamaños más pequeños.c) Conglomerados que producen fragmentos redondeados (no angulosos).

Cuando se ha estudiado la calidad de la roca, se debe prestar atención a los rasgos geológicos locales que pueden gobernar la explotación. Son de la mayor importancia el rumbo y buzamiento. En una cantera en rocas sedimentarias puede ser ventajoso el llenar el piso paralelo a la estratificación.Si los estratos están muy levantados, se puede trabajar la cantera como una trinchera de paredes muy pendientes, explotando solamente los lechos buenos

Las Diaclasas pueden facilitar la extracción de bloques, pero en el caso de abundar demasiado, pueden limitar el tamaño de la piedra labrada. Si el revestimiento no es muy potente y no hay otros yacimientos de roca para piedra de encanchado en un radio que haga el transporte económico, se puede explotar ocasionalmente con este objeto capas lenticulares.

. CUBICACIÓN.- Si la roca aflora, especialmente en un farallón a lo largo de un curso de agua, se pueda estimar fácilmente el volumen con una simple inspección ocular y unas cuantas medidas si hay afloramiento, la cubicación puede basarse en sondeos o investigación geofísica.• En las zonas que han experimentado fuertes glaciaciones ( como Montana y las dos Dakota, etc.) se pueden aprovechar los abundantes bloques de piedra dejados por el hielo. Pueden emplearse para piedra de encanchado, aunque suele ser cara su explotación en este tipo de depósito.

• La cubicación de una cantera se hace generalmente en toneladas. Para explotaciones de piedra labrada o machacada la reserva debe ser suficiente para unos veinte años si se han de justificar los gastos iniciales y los costos de amortización. En las canteras para piedra de encanchado, la explotación suele ser posible, económicamente, como se ha explicado anteriormente, aun en el caso de que la reserva sea solamente suficiente para su inmediato empleo en la estructura.

VI.-FACTORES ECONÓMICO

- Uno de los factores más importante que puede hacer económicamente prohibitiva la explotación es el costo del transporte del producto al lugar de consumo. Las entregas locales pueden hacerse en camiones, y los transportes a larga distancia, si es posible, en barco, ya que los precios del transporte marítimo o fluvial son inferiores a los del ferrocarril. ( Se transportan grandes tonelajes de caliza en los grandes lagos, por ejemplo.).Los sueldos elevados, la falta de mano de obra, las malas condiciones del desagüe de la cantera y el desmonte costoso del estéril ( la eliminación de la arcilla, arena, grava y rocas inadecuadas que cubren la roca que se explota; Son otros factores que pueden aumentar los precios.

VII.-MÉTODOS GEOFÍSICOS DE INVESTIGACIÓNSe puede utilizar los métodos sísmico y eléctrico para cubicar la roca en el emplazamiento de una cantera en potencia. La selección del método apropiado dependerá de las condiciones geológicas y debe dejarse al juicio del geofísico. 7.1 EXPLOTACIÓN DE CANTERAS

7.1.1 EXPLOSIVOS Y VOLADURASLa materia de que se trata en este parágrafo en relación con la explotación de canteras es muy importante también en todas las investigaciones geotécnicas.Las dos clases básicas de explosivos son la pólvora negra y los altos explosivos. Estos últimos tienden a estallar con fuerte sacudida, rompen la roca y producen fisuras en ella. La pólvora negra tiende a "empujar" la roca y actúa mas suavemente rompiendo a lo largo de unas pocas superficies bien pronunciadas de cizallamiento. Por tanto, los altos explosivos se emplean en canteras para piedra machacada y en los trabajos de exploración de ingeniería civil, mientras que en las canteras para piedra labrada (y en algunas minas de carbón) se utiliza la pólvora negra. La pólvora negra puede ser bien pólvora "A" (carbón, nitrato sódico y azufre en proporciones de alrededor de 15:75:12) o "B" (carbón, nitrato sódico y azufre en proporciones de alrededor de 16:72:12). La pólvora "B" es más lenta y más barata que la pólvora "A", por lo

que se suele emplear para producir piedra de encanchado. Los altos explosivos pueden ser: 1) los que contienen principalmente nitroglicerina y nitroglicol, y 2) los que no lo contienen (casi todos los explosivos militares). Los tipos de nitroglicerina-nitroglicol (símbolo NG) son los más utilizados en ingeniería civil. Los dos tipos son semejantes en propiedades explosivas y el objeto de mezclarlos es: 1) hacer composiciones que no se deshielen y 2) la economía, ya que el nitroglicol es más barato que la nitroglicerina. Ambos se conocen con el nombre de dinamita y pueden ser de naturaleza granular o gelatinosa. Además del NG, los principales ingredientes son el nitrato amoniaco, nitrato sódico y absorbentes como la harina decenteno etc. Van empaquetados en cartuchos de papel. En la dinamita goma se emplea el algodón pólvora para dar consistencia al NG hasta que forma una sustancia gelatinosa. Como las gelatinas son plásticas, cohesivas y prácticamente impermeables, resultan excelentes para trabajar bajo el agua o para sondeos pequeños en los que deben amoldarse a estos. Las dinamitas se clasifican por su "fuerza", que indica la energía que desarrollan en el momento de la explosión.Para el almacenamiento de la dinamita es necesaria la construcción de un polvorín (una casa pequeña o cueva subterránea) que tiene una temperatura fría constante, control de humedad y ventilación apropiada. Si no se mantienen las debidas condiciones de almacenamiento, la dinamita puede estropearse de tal forma que su manejo se haga peligroso. En esos casos se debe hacer examinar y, si es necesario destruir por un experto. Esto se lleva a cabo, en general, quemándola en pequeñas cantidades. Hoy en día las dinamitas son "anticongelantes", es decir, con puntos de congelación por debajo de la temperaturas observadas en el país en el que se emplee.

7.1.2 DETONACIÓN.

La causa de la rotura de la roca por una explosión, son los esfuerzos cortantes y de tensión que se desarrollan en ella por la presión ejercida en todo sentido por los gases de explosión. En cambio, una voladura de una esquina con una sola fila de sondeos sé considera económica.El arranque de una yarda cubica (volumen medido en el yacimiento) de una mezcla de roca firme y suelta produce una medida de 1.4 yardas cubicas en relleno. Para volar rocas en zonas grandes, como las trincheras de carreteras, se emplean de 1 a 1.25 libras por yarda cubica de roca. En sitios más cerrados,Como en zanjas o cimentaciones, las cantidades necesarias pueden ser duplicadas. La cantidad necesaria de explosivo y el tipo de este depende de su fuerza explosiva, la densidad y facturación de la roca, y. el posible daño que puedan causar las voladuras en los edificios o construcciones próximos.

VIII.- TIPOS DE MATERIALES EXTRAÍDOS DE LAS CANTERAS.

8.1.- PIEDRA CHANCADA

En las canteras para obtener la piedra machacada, el arranque que se hace por medio de altos explosivos y sondeos profundos, mientras que en las de piedra labrada se hacen sondeos cortos y se cargan con pólvora negra. Los sondeos en una cantera para piedra machacada deben llegar a la cota del piso de la cantera e incluso rebalsarlo en 3 a 5 pies

Sin embargo, si el piso de la cantera esta formado por un plano natural de rotura, no hace falta exceder de este nivel con los sondeos. También el diámetro en los sondeos es mayor que en las canteras de piedra labrada.

La explotación de una cantera de piedra machacada puede llevarse por el método de bancos, siendo la altura de cada uno de hasta cien o ciento y pico pies, o por el método de voladura por

túneles. La sección de una de estas galerías es de 4 a 5 pies cuadrados y su planta recuerda una letra T cuyo pie es perpendicular al frente de la cantera.Las alas de la galería (que corresponden a la parte superior de la letra T ) y una parte del socavón de entrada se cargan con alto explosivo y el resto se ataca con piedra partida. El producto que se consigue es piedra partida que puede utilizarse para encanchado o para escolleras.

Chancadoras

Se utilizan generalmente machacadoras giratorias y de mandíbula para rocas bastante duras, como el granito basalto o caliza. La machacadora giratoria consiste en una tolva cóncava con un eje vertical robusto suspendido de un extremo. El eje funciona como una especie de péndulo que describe un pequeño circulo en la parte inferior de la tolva. El eje tiene una cabezaMachacadora intercambiable y la tolva va revestida de duelas de hierro endurecido y acero, también renovables. El tamaño del producto final es de 1 14 pulgadas en las machacadoras pequeñas y de unas 7 en las grandes. En las machacadoras de cono el eje se ha sustituido con un cono. Una machacadora de mandíbulas consiste en una mandíbula fija y otra móvil, forradas con unas placas intercambiables, generalmente acanaladas y muy resistentes al desgaste. La mandíbula móvil puede girar sobre un eje horizontal, con un movimiento pendular machacada la piedra golpeando la mandíbula inmóvil (blake, dodge y otros sistemas). En las grandes explotaciones la machacadora no reduce generalmente toda la piedra al tamaño definitivo y los trozos gruesos pasan por otras machacadoras secundarias Giratorias y de mandíbulas con alguna modificación.

8.2.- ARENA Y GRAVA

La arena y la grava se emplean en ingeniería, para hacer hormigón y su emplazamiento en las partes del terreno o de las estructuras en que sea necesaria la permeabilidad; por ejemplo, en las cajas de las carreteras, avenamientos para ferrocarriles, etc. En los proyectos de vivienda y los almacenes se colocan frecuentemente bajo las placas del piso almohadones de arena y grava, a fin de crear una "rotura capilar" y evitar así la humedad en el edificio.

Las canteras donde se puede encontrar este material son los siguientes:

a) CONOS DE DEYECCIÓN.-

Estos depósitos se encuentran generalmente en los valles, al pie de las montañas y pasan desde depósitos con mucha pendiente, que contienen grandes fragmentos de roca y guijarros, a los depósitos casi llanos, de suave pendiente, que generalmente contienen elementos finos. Los de mayor tamaño suelen aparecer en la proximidad de las empinadas vertientes exteriores de la cabecera del cono (el extremo superior) y los finos cerca de los bordes externos (en el extremo inferior y a los lados). Los derrubios en los conos de deyección suelen ser angulosos o, todo lo mas, algo redondeados, ya que la distancia a que han sido arrastrados antes de la deposición es corta; son característica en ellos su poca estratificación y su lenticularidad.

b).- DEPÓSITOS DE TERRAZAS.-

Forman grandes bancales en la topografía de una región, y suelen encontrarse en a los lados de los ríos o en las planicies aluviales de los ríos. Las arenas y gravas suelen estar bien estratificadas, bien clasificadas por tamaños y bien rodadas. Sin embargo, se debe proceder con cautela en su utilización por su edad de la terraza, pues gran parte de las gravas pueden estar muy meteorizadas y ser por esta causa blandas, o bien pueden haberse depositado

ciertos productos químicos, como óxidos de hierro o silicatos, tanto en su superficie como en su interior, que las hacen inútiles para algunos de los fines a que suelen destinarse, como es el hormigón.Los terrenos de las planicies de aluvión están dentro de los limites de un valle fluvial y pueden tener muchas millas de anchura normal al curso del río. Suelen ser terrenos de grano fino, afirmación que, sobre todo, es válida para los ríos meandriformes. En la vecindad de los arroyos puede haber terrenos con elementos de mayor tamaño, como arenas y gravas. Para utilizar los depósitos de las planicies de aluvión, puede ser necesario un proceso laborioso (como el lavado) con el objeto de eliminar los elementos finos.Los aluviones glaciales se depositan en los arroyos que provienen de un glaciar y pueden encontrarse a muchas millas del lugar en que estaba realmente el hielo. Los depósitos tienden a estar estratificados y tienen extensiones de muchas millas cuadradas, a menos que estén concentrados en valles estrechos. Los aluviones glaciales pueden contener toda clase de tamaños, desde las arcillas hasta grandes bolos. Generalmente, el tamaño de los elementos tiende a decrecer hacia el extremo inferior del deposito, aunque por las recesiones y avances alternantes del manto del hielo durante la época de glaciación puede suceder que haya una variación considerable en la gradación de los lechos. Los aluviones depositados por los arroyos de los glaciares alpinos tienen una estratificación mas caprichosa. Y pueden no poseer un porcentaje tan alto en finos como los que proceden de glaciares continentales.

c).- ACARREOS GLACIALES DE FONDO.-

Estos depósitos son muy heterogéneos y casi siempre son fuentes de poca calidad de arenas y gravas. Generalmente se encuentran en ellos todos los tamaños, desde harina de roca, hasta grandes bloques, pero su separación es caprichosa. Hay grandes cantidades de finos, en general, como harina de roca, pero ocasionalmente puede haber lentejones de arena o cantos.

d). - MORRENAS.-

Estos depósitos se encuentran donde quiera que haya habido alguna vez el hielo. Pueden aparecer a lo largo de las laderas de los valles, o cruzan el fondo de estos, o se presentan como montículos en los terrenos llanos. Los depósitos suelen ser mezclas caprichosas de tierra, gravas y cantos. Los depósitos alpinos tienden a un porcentaje mas alto en componentes de tamaño grueso, mientras que en los continentales puede haber mucha harina de roca.

e).- LAS DUNAS DE ARENA.-

Pueden encontrarse en llanuras semiáridas, a lo largo de antiguas planicies de aluvión, en las que el viento ha clasificado los viejos depósitos aluviales, o a lo largo de las playas. Las dunas son muy corrientes en regiones áridas, donde la vegetación es muy escasa o falta en absoluto. La arena suele tener tamaño de fino a medio, pero su gradación no es buena.

f).- DEPÓSITOS RESIDUALES.-

Algunas veces se puede obtener arena (y raras veces grava) en los depósitos procedentes de la destrucción del os afloramiento por meteorización. Son típicos los que tienen su origen en granitos (en condiciones semiáridas), areniscas y, bajo algunas condiciones, cuarcitas. En todos los lugares en que se encuentran, estos depósitos suelen tener una extensión muy limitada y, si se han de emplear en construcción, es necesario un análisis petrográfico muy cuidadoso para asegurarse de que los granos no estén demasiado meteorizadas para su utilización.

g).- OTRAS FUENTES.-

En ocasiones se puede utilizar un cantizal para la producción de arena y grava (generalmente de esta última) si su gradación le permite. Generalmente, suele ser necesaria la trituración para obtener una proporción suficiente de tamaños pequeños. Los depósitos deltaicos, formados en la desembocadura de grandes ríos o arroyos, contienen alguna arena, pero con un porcentaje elevado de limo y arcilla. Los depósitos lacustres (depósitos de lagos),que generalmente están formados por arcilla y limo, contienen a veces elementos gruesos, como resultado de la deposición de antiguos arroyos que desembocaban en el lago.

8. 3. - AGREGADOS PARA EL CONCRETO.

TERMINOLOGÍA.-

La American Society For Testing Materials (Sociedad Americana de Ensayos de Materiales) define el término "áridos" como material de construcción inerte que aglomera por una matriz en una masa conglomeratica, forma hormigón, mastique, mortero, argamasa, etc.

En realidad, los áridos no son inertes, sino que son físicamente y químicamente activos en muchos aspectos gobiernan las propiedades y comportamiento de la masa a la que han sido incorporados. El término "árido mineral" se emplea para designar un producto rocoso utilizado como árido; a continuación se trata sobre los áridos minerales empleados en la fabricación de hormigón de cemento portland.

Los áridos gruesos empleados en el hormigón son fragmentos de roca machacada o naturales, como gravas y cantos, que no pasan por una criba con orificios de VA de pulgada. Los finos son arenas uniformemente graduadas, o cerniduras de roca machacada, o gravas que pasan por 1/4 de pulgada.

ROCAS QUE SON PERJUDICIALMENTE REACTIVAS CON LOS CEMENTOS

ALCALINOS

Rocas reactivas componentes reactivos

ROCAS SILÍCEAS:

Sílex opalinos.........................................................Ópalo Si02nH20Sílex de calcedonia................................................ Calcedonia Si02Calizas silíceas...................................................... Calcedonia y/u ópalo

ROCAS VOLCÁNICAS:Riolitas y tobas riolíticas.......................................Dacitas y tobas daciticas.....................................Andecitas.............................................................

ROCAS METAMORFICAS:

Filitas..................................................................... Hidromica (iluta)

ROCAS VARÍAS: Todas las rocas que contengan Filoncillos, inclusiones, revestimientos externos o Granos detríticos de ópalo, calcedonia o tidimita. Aparentemente, también el cuarzo muy fracturado Por proceso natural.

Se ha establecido que los áridos que contienen más del 0.25% en peso de ópalo, más del 55 en peso de calcedonia o más del 3% de rocas o tobas volcánicas de acidas a intermedias, vítreas o criptocristalinas, pueden producir reacciones perjudiciales, al menos que se emplee un cemento bajo en álcalis. Si alguno de estos minerales reactivos está rodeado de sustancias inocuas o agregados a ellas, pueden emplearse los áridos probablemente sin ningún peligro. Puede no ser peligroso utilizar, por ejemplo, sílex de calcedonia que contenga una cantidad considerable de Carbonato cálcico.

Además del análisis petrográfico hay otros medios de calcular la reactividad de unos áridos. Estos medios son:

1.- Un ensayo químico.- Consiste en disolver los áridos de una solución de hidróxido sódico NaOH, y determinar la reducción en alcalinidad de la solución.

2.- Midiendo el cambio de la longitud de unas barras pequeñas de mortero hechas con los áridos que se desean ensayar y que se han tenido durante varios meses en un ambiente húmedo, pues la reactividad, si es que la hubiere, debe aumentar la longitud de las mencionadas barras.

3.- Midiendo el cambio de longitud de vigas de hormigón sometidas a mojado y secado con un calentamiento y enfriamiento simultáneos.

4.- Examinando estructuras construidas empleando los áridos sospechosos. La reactividad en el hormigón se puede combatir por el empleo de cemento de bajo álcalis, que contienen menos del 0.6% de óxidos de sodio y potasio (especificaciones American Federal). El empleo de materias puzolanas puede evitar o reducir la reacción de los álcalis. En algunas ocasiones, esto se consigue incorporando en el hormigón algún compuesto químico "inclusor de aire", para aumentar el porcentaje de huecos y así dejar dejar espacio suficiente para la expansión.

AGREGADOS ARTIFICIALES.- Los agregados debido a la mano del hombre pueden estar compuestos por materias tales como escoria de alto horno enfriadas al aire o loes fundido. Este último se produce fundiendo en horno eléctrico de calcinación de alta temperatura loes arcilloso o limoso. El procedimiento aunque se encuentra todavía en periodo de ensayos en plantas pilotos, promete la producción de áridos de bajo precio (y también posiblemente de piedra de ensechado) para las zonas pobres en áridos naturales. Las escorias de altos hornos se emplean sobre todo para la construcción de carreteras o ferrocarriles.

IX.- ROCAS ORNAMENTALES

9.1 GRANITOS.-

Es una roca intrusiva de textura faneritica, formada principalmente por feldespatos alcalinos (feldespato potásico y oligoclasa) y cuarzo.

CLASES DE GRANITOS.

Según su uso se pueden clasificar en:

GRANITOS CLAROS.- Granitos admellitas,granodioritas,sienitas.

GRANITOS OSCUROS.- Tenemos entre estos a las gabros, dioritas, peridotitas, pirosenitas

CARACTERÍSTICAS GENERALES.

Definición.- Se entiende por granito ornamental, al conjunto de rocas ígneas compuestas por diversos minerales, que se explotan generalmente en forma de bloques de naturaleza coherente, y se utilizan en la industria de la construcción, decoración es decir aprovechando sus cualidades estéticas, una vez elaboradas, con procedimientos tales como aserrado, pulido, labrado, tallado, esculpido, etc.

9.3.- MARMOLES Y CALIZAS ORNAMENTALES

El mármol es una roca metamórfica constituida por granos de calcita y/o dolomitapresentando a menudo otros minerales metamórficos en proporciones variables, la textura deesta forma es variable ya que puede ser faneritica y afanitica.El mármol se caracteriza por ser de color blanco, aunque puede mostrar una amplia gama decolores.Comercialmente se emplea la expresión mármol para indicar una roca caliza capaz de serpulimentada, esta roca también es empleada como materia prima para el tallado de adornoscaseros.

CARACTERÍSTICAS GENERALES.

Se entiende por mármoles o calizas ornamentales al conjunto de rocas constituida fundamentalmente por minerales carbonatados de dureza Mohs del orden de 3-4 (calcita, Dolomita, etc)

CARACTERÍSTICAS FÍSICASAbsorción y peso especifico aparente Resistencia al desgaste por rozamiento Resistencia a las heladas

USO DEL MARMOLEs en ornamentación en el sector de la construcción donde se utiliza en lápidas funerarias, revestimientos, peldaños, estatuas.

9.4 PIZARRASEs una roca microcristalina que se origina por el metamorfismo regional de baja temperatura y de presión media o alta cuya principal característica es la fisibilidad.

CARACTERÍSTICAS GENERALESLos elementos tubulares "de pizarras" son fragmentos de rocas cuyas principales caras sonplanos de esquistocidad natural de este tipo de rocas.Las pizarras son rocas metamórficas de grano fino que presentan una exfoliacióncaracterística debido a la orientación planar de sus minerales principales, que constituye laesquistocidad.

PROPIEDAD PRINCIPALLa fisibilidad es la propiedad principal de la roca para estos usos que permite el labrado sistemático por exfoliación según los planos de esquistocidad, obteniéndose delgadas laminas de rocas (placas y lozas).

PROPIEDADES GENERALESLas pizarras parar la construcción deben poseer las siguientes propiedades generales:

- Baja permeabilidad- Porosidad y capacidad de absorción de agua muy reducida - Incombustibilidad elevada Productividad térmica muy baja - Alta resistencia a los cambios de temperatura - Conductividad eléctrica muy baja - Resistencia mecánica apropiada a las exigencias según sus

aplicaciones

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE PLACAS Y LOSAS (PIZARRAS)

- Absorción y peso específico aparente - Resistencia al desgaste por rozamiento- Resistencia a las heladas Resistencia a la compresión- Resistencia a la flexión- Resistencia a los cambios térmicos

X.- ALGUNAS CANTERAS EN EL ÁREA DE LIMA.

1. 10.1.- CANTERA LA MOLINA

I.- Ubicación.- La cantera la molina se encuentra ubicada a la altura del Km 10.5 de la carretera a Cieneguilla, la Molina.

II.- Evaluación de la cantera.a) Origen y características geológicas de la cantera.Esta cantera se encuentra ubicado en la quebrada Pampa Grande, la cual es un deposito fluvio aluvial de orientación E- W y de gran recorrido, que se alimenta a su paso por el aporte de muchas quebradas tributarias que arrastran el material producto de la meteorización principalmente de intrusivos intermedios (granodioritas).La cantera la Molina se encuentra frente a una de las quebradas tributarias, cerca de la cualel depósito está compuesto por gravas, cantos y bloques de hasta 60 cm, subredondeados asub angulosos con matriz color pardo rosácea, compuesta por arena gruesa de granosub redondeado a sub anguloso y también sedimentos finos.

Hacia el centro de Pampa Grande, el depósito está compuesto por arenas bastante limosas geológicamente mal clasificadas y de color pardo amarillento.

Sobre el deposito de Pampa Grande, hacia las laderas se observa acumulaciones de arena y también algunos conos de escombros.

B) ANÁLISIS QUÍMICO DE LOS AGREGADOS.El análisis químico se realizo para poder determinar la cantidad de sales o sólidos dísueltos y de sulfatos, que podrían encontrarse ya sea en la piedra como en la arena. Para la prueba se tomaron 1000 gr. de piedra y 100 gr. de arena.

MUESTRA DE LA PIEDRASólidos disueltos 200 mg./L 0.020%Sulfatos 12.0 mg./L 0.0012%

MUESTRA DE ARENA

Sólidos disueltos 72.00 mg./L 0.0072%Sulfatos 10.00 mg./L 0.001%

C) EXPLOTACIÓN DE LA CANTERAEl tiempo de explotación de la cantera es de 39 años teniendo un área de 100 Ha de las

cuales quedan por explotar 25 Ha, siendo su promedio de 15 m.

D) PRODUCCIÓN DE LOS AGREGADOS.Con respecto al hormigón, este se vende directamente del cargador frontal sin ningún

proceso. Para la obtención de los otros materiales el tractor lleva el hormigón a la tolva de la planta clasificadora para que esta separe la arena, piedra de 3/8", y la piedra de V2*\ el material mayor que Yz" y menor que 6" es llevado por medio de camiones y del cargador frontal a la chancadora; una vez triturado el material es llevado a otra clasificadora para luego obtener las piedras chancadas. Los agregados que produce esta cantera son:• Hormigón.

• Arena gruesa.

• Piedra natural de ¼” de '/2".

• Piedra chancada de 1/8", de 1/2", de ¼”.

• Polvillo.• En general las partículas son angulosas a sub-angulosas, de superficies rugosas.• La roca predominante en esta cantera es el granito (43.1%) seguida por la granodiorita (14.1%).• El porcentaje de minerales nocivos al concreto se encuentra dentro de los limites permisibles, tanto para la piedra como la arena.• El porcentaje de rocas alteradas es bajo, por lo que se puede usar como agregado grueso.• Desde el punto de vista geológico el material de esta cantera es clasificado como regular, permitiendo su uso en la construcción.

F) PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

• Con respecto al porcentaje de absorción vemos que el mayor porcentaje lo tiene la piedra de VA" natural (1.63%). Dicho valor no es perjudicial al concreto; por lo cual podemos decir que estos agregados no son muy absorbentes y darán mejor trabajibilidad al concreto.• El porcentaje de impurezas orgánicas en la arena gruesa no es significativo, es decir que no tiene materias perjudiciales al concreto.• Los concretos de pesos aparentes sueltos y compactados se encuentran dentro de los limites normales (1300-2100 kg/m3), teniendo como máximos a los del hormigón, y a los de arena gruesa. Dando un buen índice del uso de estos agregados en concretos normales.• Observamos que los valores de contenido de humedad en su totalidad son menores que los de absorción, en consecuencia no existirá humedad superficial del agregado, es decir, que el agregado no aportara agua por el contrario lo absorbe de la mezcla.• Con respecto a la superficie especifica, la arena gruesa es la que tiene el mayor valor (44 cm2/gr), es decir que para esta se necesitara mas pasta para cubrirla.

Observamos que el hormigón tiene un alto valor (25 cm2/gr), mientras que las piedras tienen valores pequeños.

PRIMER EXAMEN DEL CURSO

MARTES 12 DE ABRIL

CAPITULO III

AGLOMERANTES______________________________________________________________________

IV.- DEFINICIÓN

Material que puede contener a otro, sin necesidad que exista reacción entre ellos y que pasan a formar un conjunto. También se puede afirmar que es un compuesto (de una o varias sustancias), y que tiene la capacidad de endurecimiento en presencia de agua y que actúan uniendo materiales heterogéneos. Tienen por lo tanto la propiedad de adherir diferentes materiales sueltos hasta originar nuevos. En la construcción necesitamos utilizar estos materiales a fin de permitirnos aglomerar diferentes materiales de construcción a fin de lograr la edificación

4.1 CLASIFICACIÓN

De acuerdo a su composición Química:

• Orgánicos: Resinas, polímeros en general• Inorgánicos: Yesos, cales, cementos, puzolanas etc.

De acuerdo a su forma de reacción:

• Térmicos: Cuando adquiere resistencia por enfriamiento• Poliméricos: Cuando adquiere resistencia por reacciones de polimerización• Hidráulicos: Cuando adquieren resistencias en presencia de agua.

De acuerdo a su fragua:

• Aéreos: Aquellos que fraguan y adquieren cohesión y dureza en un medio seco ejemplo: el barro, yeso, la cal aérea, etc. Dentro de los aglomerantes a base de barro se tienen : adobe, tapial Quincha etc.

• Hidráulicos: Además de fraguar en un ambiente seco también pueden hacerlo en un medio húmedo e incluso sumergido en el agua Ejemplo: Cemento, cal hidráulica.

De acuerdo a su procedencia:

• Naturales:

Provenientes de la calcinación de rocas naturales ejemplo: De la calcinación de las rocas calizas se obtienen las cales ,los cementos naturales obtenidos de la cocción de las rocas margas ( arcilla y caliza ),el yeso etc.

• Artificiales:

Obtenidos a partir de la cocción de piedras de composición conocida y dosificada ejemplo: cementos artificiales obtenidos de la caliza, arcilla y yeso.

• Hidrocarbonados:

Aquellos que endurecen cuando se calientan ejemplo: el betún, el alquitrán etc.

3.-CEMENTOS

3.1 Antecedentes Históricos

El uso de los cementos empezó en la más remota antigüedad y ha sufrido una evolución errática para llegar al presente estado de técnica. Los antiguos egipcios usaban un cemento que se fabricaba por un proceso de calcinación, siendo de esta manera la primera contribución a esta industria. Los romanos aumentaron el conocimiento y las técnicas adquiridas por los pueblos anteriores llevando los trabajos de ingeniería civil, incluyendo el uso del hormigón, a un nivel relativamente complicado. Los primeros morteros consistían en cal hidráulica a la que agregaban ceniza volcánica.

En el siglo 18, un ingeniero inglés John Smeaton, quizá el primer hombre al que se le pudiera llamar ingeniero civil, estudió los cementos. Hizo este estudio cuando fue comisionado para reconstruir el faro de Eddystone , encontrando que unas calizas arcillosas parecían producir el mejor cemento hidráulico. En realidad el primer cemento portland, un pariente lejano del portland que conocemos ahora, se le acredita con mayor frecuencia a Joseph Aspdin.

En 1824 Aspdin ,obtuvo una patente británica para fabricar un producto al que llamó específicamente cemento portland. La importancia del trabajo de Aspdin, es que las temperatura usadas para la calcinación, fueron sobre el punto de fusión, combinando de esta forma casi toda la cal (CaO) libre y llegando a un producto superior.

Otros investigadores, a fines del siglo 19 empezaron a estudiar la composición química del cemento, Le Chatelier descubrió que, el silicato de tricálcico era el principal componente del cemento. Otras investigaciones, en el campo de la aplicación del cemento, publicada en 1917 por Duff Abrams, conocida como efectos de la relación agua-cemento en la resistencia, es la más valiosa de las contribuciones, a la tecnología del hormigón.

Cronológicamente se pueden mencionar algunos hitos importantes:

En 1824, Joseph Aspdin; patento el cemento Pórtland (vía húmeda).En 1840, primera fabricación del cemento en el mundo.En 1845, Isaac Jonson; clinkerizacion (calcinación de la caliza mas arcilla)En 1867; se hacen las primeras losas con acero embebido en el concreto (concreto armado)En 1868, se inicia la exportación de cemento de Inglaterra a Estados UnidosEn 1871, se empieza la producción de cemento en Estados Unidos.En 1886, se inicia el uso de hornos rotatorios en la producción del clinker.En 1890, se adiciona yeso para retardar la fragua.

3.2 Definiciones

Pasta: está compuesta de: cemento, agua y aire = C + Agua+ aire

Mortero: se obtiene agregando arena a la pasta = C + Agua + Arena + aire

Concreto (Hormigón): mezcla de mortero con grava = C + Agua + Arena + piedra + aire

Aditivo: sustancia que se agrega al hormigón, para modificar sus propiedades, tanto en estado fresco como endurecido.

Cementos:

Según la Norma Técnica Peruana, el cemento Portland es un cemento hidráulico producido mediante la pulverización del Clinker compuesto esencialmente por silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o más de las formas sulfato de calcio como adición durante la molienda, Es decir:

Cemento Portland = Clinker Portland + Yeso

El Clinker Portland es un producto semiacabado de forma de piedras negruzcas de tamaños de ¾” aproximadamente, obtenido de la calcinación de una mezcla de materiales calcáreos y arcillosos en proporciones convenientes, hasta llegar a una fusión incipiente (Clinkerizacion) a 1450 °C.

Está compuesto químicamente por Silicatos de calcio, aluminatos de calcio, ferro aluminatos de calcio y otros en pequeñas cantidades, los cuales se forman por la combinación del Óxido de Calcio (CaO) con los otros óxidos: dióxido de silicio (S1O2), óxido de aluminio (AI2O3) y óxido férrico (Fe2C>3).

El Clinker Portland se enfría rápidamente y se almacena en canchas al aire libre.

El cemento Portland es un polvo muy fino de color verdoso. Al mezclarlo con agua forma una masa (pasta) muy plástica y moldeable que luego de fraguar y endurecer, adquiere gran resistencia y durabilidad.

3.3 Materias primas del cemento PortlandLas principales materias primas necesarias para la fabricación de un cemento Portland son:

a. Materiales calcáreos: Deben tener un adecuado contenido de carbonato de calcio(Co3Ca) que será entre 60% a 80%, y no deberá tener mas de 1.5% de magnesia. Aquítenemos a las margas, cretas v calizas en general estos materiales suministran el óxidode calcio o cal.

b. Materiales arcillosos: Deben contener sílice en cantidad entre 60% y 70%. Estosmateriales proveen el dióxido de silicio o sílice y también el óxido de aluminio oalúmina, aquí tenemos a las pizarras, esquistos y arcillas en general.

c. Minerales de fierro: Suministran el óxido férrico en pequeñas cantidades. En algunoscasos éstos vienen con la arcilla.

d. Yeso: Aporta el sulfato de calcio.

Nota: El yeso se añade al Clinker para controlar (retardar y regular) la fragua. Sin el yeso, el cemento fraguaría muy rápidamente debido a la hidratación violenta del aluminato tricálcico y el ferro aluminato tetra cálcico.

3.4 Composición Química

a. Componentes Químicos

Los componentes químicos del cemento Portland se expresan por el contenido de óxidos, en porcentajes. Los principales óxidos son: la cal, sílice, alúmina y el óxido férrico, siendo el total de éstos del 95% al 97%. En pequeñas cantidades también se presentan otros óxidos: la magnesia, el anhídrido sulfúrico, los álcalis y otros de menor importancia. Así tenemos:

Oxido Componente Porcentaje Típico AbreviaturaCaO 58% - 67% CSi02 16%-26% s

A1203 4% - 8% AFe203 2% - 5% FS03 0.1%-2.5%MgO l%-5%

K20 y Na20 0%-l%Mn203 0% - 3%Ti02 0% - 0.5%P205 0%- 1.5%

Pérdida x Calcinación 0.5% - 3%

b. Compuestos QuímicosLos compuestos químicos formados por la combinación de los óxidos entre si por la cocción a altas temperaturas. Los principales compuestos que constituyen aproximadamente el 95% del cemento, también se presentan en menores cantidades, otros compuestos secundarios.

Designación Fórmula Abreviatura Porcentaje

Silicato tricálcico 3CaO.Si02 C3S 30% a 50%

Silicato dicálcico 2CaO.Si02 C2S 15% a 30%

Aluminato tricálcico 3CaO.Al203 C3A 4% a 12%

Ferro aluminato tetracálcico 4CaO.Al203.Fe203 C4AF 8% a 13%

Cal libre CaO

Magnesia libre (Periclasa) MgO

3.5 Propiedades de los compuestos principales

a. Silicato Tricálcico (C3S)

• Es el más importante de los compuestos del cemento

• Determina la rapidez o velocidad de fraguado

• Determina la resistencia inicial del cemento

• El calor de hidratación es equivalente a 120 cal/gr. Este compuesto tiene mucha importancia en el calor de hidratación de los cementos

• Contribuye una buena estabilidad de volumen

• Contribuye a la resistencia al intemperismo

b. Silicato Di cálcico (C2S)

• Es el segundo en importancia

• Endurece con lentitud

• Alcanza elevada resistencia a la compresión a largo plazo (después de prolongado endurecimiento)

• El valor de hidratación es equivalente a 63 cal/gr

• Contribuye a la resistencia al intemperismo junto al C3S

• Su contribución a la estabilidad de volumen es regular

c. Aluminato Tricálcico (C3A)

• Es el primero en hidratarse, o sea fragua con mucha rapidez (hidratación violenta)

• Tiene poca resistencia mecánica (no incide en la resistencia a la compresión)

• Tiene baja resistencia al intemperismo (acción del hielo y deshielo)

• Tiene mala estabilidad de volumen

• Escasa resistencia a la acción del ataque de los sulfatos y ataques químicos

• Calor de hidratación equivalente a 207 cal /gr

d. Ferro Aluminato Tetra cálcico (C4AF)

• Tiene relativa trascendencia en la velocidad de hidratación (es relativamente rápida)

• El calor de hidratación es equivalente a 100 cal/gr (moderado)

• En la resistencia mecánica no esta definida su influencia

• La estabilidad de volumen es mala

Nota: El Silicato Tricálcico (C3S) y el Silicato Di cálcico (C2S) constituye el 75% del cemento. Por eso la resistencia mecánica se debe a éstos dos compuestos.

3.6 Propiedades del cemento

a. Finura o Fineza

Referida al grado de molienda del polvo, se expresa por la superficie específica, en m2/kg. En el laboratorio existen 2 ensayos para determinarlo

• Permeabilimetro de Blaine

• Turbidimetro de Wagner

Tipo de cemento FINEZA ASTMC115 cm2/GR

Calor de Hidratación

1 1790 370II 1890 370III 2030 540IV 1910 380V 1910 380

Importancia: A mayor finura, crece la resistencia, pero aumenta el calor de hidratación y cambios de volumen.

b. Peso Específico

Referido al peso del cemento por unidad de volumen, se expresa en gr/cm3. En el laboratorio se determina por medio de:

• Ensayo del Frasco de Le Chatelier (NTP 334.005)

Importancia: Usado en diseño de mezclas

c. Tiempo de Fraguado

La mezcla de un aglomerante con el agua genera una pasta dependiendo del aglomerante y de las condiciones ambientales se observan dos fenómenos:

1. Aumento de viscosidad y elevación de temperaturas (inicio de fraguado)2. Transformación de la pasta en un material sólido, con desaparición de la plasticidad

(final del fraguado ) .Se trata de un proceso irreversible una vez pérdida la plasticidad ,el proceso de endurecimiento se ha iniciado .

Es el tiempo transcurrido desde el mezclado (agua con cemento) y la solidificación de la pasta; se denomina tiempo de fragua . Se expresa en minutos. En el laboratorio existen 2 métodos para calcularlo

• Agujas de Vicat : NTP 334.006

• Agujas de Gillmore : NTP 334.056

Importancia: Fija la puesta correcta en obra y endurecimiento de los concretos y morteros.

d. Estabilidad de Volumen

Representa la verificación de los cambios volumétricos por presencia de agentes expansivos, se expresa en %. En el laboratorio se determina mediante:

• Ensayo en Autoclave: NTP 334.004 (99)

e. Resistencia a la Compresión

Mide la capacidad mecánica del cemento. Es una de las más importantes propiedades, se expresa en Kg/cm2. En el laboratorio se determina mediante:

• Ensayo de compresión en probetas cúbicas de 5 cm (con mortero cemento-arenanormalizada): NTP 334. 051 (98)

Se prueba a diferentes edades: 1,3,7, 28 días.

Importancia: Propiedad que decide la calidad de los cementos

f. Contenido de aire

Mide la cantidad de aire atrapado o retenido en la mezcla (mortero), se expresa en % del volumen total. En el laboratorio se determina mediante:

• Pesos y volúmenes absolutos de mortero C-A en molde cilíndrico estándar: NTP334.048 (97)

Importancia: Concretos con aire atrapado disminuye la resistencia (5% por cada 1 %)

g. Calor de Hidratación

Mide el calor desarrollado por la reacción exotérmica de la hidratación del cemento, se expresa en cal/gr. En el laboratorio se determina mediante:

• Ensayo del Calorímetro de Langavant o el de la Botella Aislante. Se empleamorteros estándar: NTP 334.064

3.7 Tipos de cementos

a. Cementos Portland sin adición

Constituidos por Clinker Portland y la inclusión solamente de un determinado porcentaje de sulfato de calcio (yeso). Aquí tenemos según las Normas Técnicas:

• Tipo I : Para usos que no requieran propiedades especiales de cualquier otro tipo

• Tipo II: Para uso general y específicamente cuando se desea moderada resistencia a los sulfatos o moderado calor de hidratación

• Tipo III: Para utilizarse cuando se requiere altas resistencias iniciales

• Tipo IV: Para emplearse cuando se desea bajo calor de hidratación

• Tipo V: Para emplearse cuando se desea alta resistencia a los sulfatos.

b. Cementos Portland Adicionados

Contienen además de Clinker Portland y Yeso, 2 o más constituyentes inorgánicos que contribuyen a mejorar las propiedades del cemento. (Ejm: puzolanas, escorias granuladas de altos hornos, componentes calizos, sulfato de calcio, incorpora dores de aire). Aquí tenemos según Normas técnicas:

• Cementos Portland Puzolánicos (NTP 334.044)

■ Cemento Portland Puzolánico Tipo IP: Contenido de puzolana entre 15% y 40%.

■ Cemento Portland Puzolánico Modificado Tipo I (PM): Contenido de puzolana menos de 15%.

• Cementos Portland de Escoria (NTP 334.049)

■ Cemento Portland de Escoria Tipo IS : Contenido de escoria entre 25% y 70%

■ Cemento Portland de Escoria Modificado Tipo I (SM) : Contenido de escoria menor a 25%

• Cementos Portland Compuesto:

Tipo 1 (Co) (NTP 334.073): Cemento adicionado obtenido por la pulverización c conjunta de Clinker Portland y materiales calizos (travertinos), hasta un 30% de peso.

• Cemento de Albañilería (A) (NTP 334.069): Cemento obtenido por la pulverización de Clinker Portland y materiales que mejoran la plasticidad y la retención de agua.

• Cementos de Especificaciones de la Performance (NTP 334.082): Cemento adicionado para aplicaciones generales y especiales, donde no existe restricciones en la composición del cemento o sus constituyentes. Se clasifican por tipos basados en requerimientos específicos: Alta resistencia inicial, resistencia al ataque de sulfatos, calor de hidratación. Sus tipos son:

■ GU: De uso general. Se usa para cuando no se requiera propiedades especiales

■ HH : De alta resistencia inicial

■ MS : De moderada resistencia a los sulfatos

■ HS : De alta resistencia a los sulfatos

■ MH: De moderado calor de hidratación

■ LH : De bajo calor de hidratación

3.8 Los Cementos en el Perú

En el Perú, actualmente tenemos las siguientes empresas cementeras:

NOMBRE UBICACIÓNCementos Lima S A Atocongo - Lima

Cementos Pacasmayo SAA Pacasmayo - La Libertad

Cemento Andino S A Condorcocha - Tarma ( Junín )

Yura SA Yura - Arequipa

Cemento Sur S A Caracote - Juliaca ( Puno )

Cemento Rioja Pucallpa - Ucayali

Nota: El cemento en el Perú se comercializa en bolsas de 42.5 kg. Las bolsas son de papel tipo Klupac, entre 2 a 4 según el caso.

La capacidad instalada (Tn/Año), así como los mercados de cada uno de estas fábricas de cemento se muestra a continuación:

EMPRESA CAP. INST. MERCADOCementos Lima S A 4'300,000 Lima, Callao, lea, Ancash

Cementos Pacasmayo S A A

2'300,000 La Libertad, Amazonas, Cajamarca, Lambayeque, Piura, Tumbes, Ancash

Cemento Andino S A 1´060,000 Lima, Callao, Junín, Huancavelica, Cerro de Pasco, Loreto, Ucayali, San Martín, Ayacucho

Yura SA 600,000 Arequipa, Moquegua, Tacna, Apurímac

Cemento Sur S A 155,000 Puno, Cusco, Apurímac, Madre de Dios, Moquegua, Tacna

En relación a los tipos cementos por empresa producidos actualmente en el Perú, tenemos:

EMPRESA TIPOS DE CEMENTO QUE PRODUCECementos Lima S A Sol I, Sol II, Atlas IPCementos Pacasmayo S A A Pacasmayo I, Pacasmayo II, Pacasmayo V,

Pacasmayo MS, Pacasmayo IP, Pacasmayo ICo

Cemento Andino S A Andino I, Andino II, Andino V, Andino IPMYura SA Yura I, Yura IP, Yura IPM, Cemento de AlbañileríaCemento Sur S A Rumi I, Rumi II, Rumi V, Rumi IPMCemento Rioja S.A. Cemento Portland Tipo IPM

3.9 Requisitos Técnicos de los cementos

De acuerdo a las Normas Técnica Peruanas NTP 339.009, los requisitos físicos y químicos de algunos cementos Portland, se muestran a continuación:

a. Requisitos físicos obligatorios

Requisitos Físicos Tipo

I II V IMS IP ICo

Resistencia la Compresión mín. Kg/cm2

3 días7 días28 días

120 190280*

100 170280*

80150210

100170280*

130200 250

130 200 250

Tiempo de fraguado, minutos Inicial, mínimoFinal, máximo

45 375

45 375

45 375

45 • 420

45 420

45 420

Expansión en autoclave,% máximo 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80

Resistencia a los Sulfatos % máximo de expansión -- -- 0.04*

14 días0.10 6meses

0.10* 6meses

--

Calor de Hidratación máx., KJ/Kg 7 días

28 días-- 290* -- -- 290*

330*----

b. Requisitos químicos obligatorios

Requisitos Químicos Tipo

I II V MS IP ICo

Óxido de Magnesio (MgO), máx., % 6.0 6.0 6.0 -- 6.0 6.0

Trióxido de Azufre (S03), máx., % 3.5 3.0 2.3 -- 4.0 4.0

Pérdida por Ignición, máx., % 3.0 3.0 3.0 -- 5.0 8.0

Residuo Insoluble, máx., % 0.75 0.75 0.75 -- -- --

Aluminato tricálcico (C3A), máx., % -- 8 5 -- -- --

Álcalis equivalentes(Na20 + 0.658 K20), máx., % 0.6* 0.6* 0.6* -- -- --

c. Requisitos físicos opcionales

Características Físicas Opcionales Tipo

I II III IV V

Falso Fraguado, % ( P. Fin ) mínimo 50 50 50 50 50

Calor de Hidratación, máx., Cal/gr 7 días

28 días----

70--

----

60 70

----

Resistencia la Compresión (MPa) 28 días 280 280 -- -- --

Resistencia a los sulfatos, 14 días, máx -- -- -- -- 0.04

d. Requisitos químicos opcionales

Características Químicas Opcionales Tipo

I II III IV V

Aluminato tricálcico (C3A), máx., % - -- 5-8 -- --

Suma ( C3S + C3A ), máx. % -- 58 -- -- -

Álcalis equivalentes (Na20 + 0.658 K20),máx., % 0.6 0.6 0.6 -- --

Los tipos de cemento cuyo requisitos para concretos expuestos a soluciones que contienen sulfatos se muestran a continuación:

Exposición a sulfatos

Sulfatos solubles en agua (S04) en el suelo

Sulfatos (SO4) en el agua,

ppm

Tipo Cemento

Concreto conagregado depeso normalreí. a/c máxen peso

Concreto con agregado depeso normal y ligeroResist. Comp. mínima MPa

Insignificante 0<SO4<0.1 0<SO4<150 -- -- --

Moderada 0.1<SO4<0.2 150<SO4<1500 II, IP,MS, IPM

0.50 40

Severa 0.2<SO4<2.0 1500<SO4< 10,000

V 0.45 45

Muy severa SO4>2.0 S04> 10,000 V más puzolana

0.45 45

3.10 Usos y aplicaciones de los cementos Portland

a. Cementos Portland estándar (Sin adición)

Tipo I

Para construcciones de concreto y mortero en general, donde no se requiera propiedades especificas.

Tipo II

En obras donde se requiera resistencia moderada a la acción de los sulfatos y/o moderado Calor de hidratación y reducción de agrietamientos (consecuencia de la hidratación del cemento). Se recomienda en edificaciones, estructuras industriales, puentes, obras portuarias, perforaciones y en general a todas aquellas obras que soportan la acción de suelos ácidos y/o aguas subterráneas.

Tipo III

Para obras que requiera alta resistencia inicial (adelanto de la puesta en servicio) y también en obras de zonas frías.

Tipo IV

Para obras donde se requiera bajo Calor de Hidratación, caso de represas, centrales hidroeléctricas y obras de grandes masas de concreto.

Tipo V

Además de las cualidades del Tipo II, es recomendado para obras donde se requiera elevada resistencia a los sulfatos. Es el caso de obras portuarias expuesta al agua de mar También en canales, alcantarillas, túneles, suelos con alto contenido de sulfatos.

b.- Cementos Pórtland Adicionados

• Tipo IP y IPM : En general, para uso similar al del Tipo I, especialmente en obras de masivas y en donde se recibe ataques de aguas agresivas, aguas negras, en cimentaciones en todo terreno, en obras sanitarias, trabajos de albañilería, pre-fabricados, baldosas y adoquines, fabricación de bloques de albañilería.

• Tipo MS: Más resistente a la agresión química, se puede utilizar en estructuras en ambientes y suelos húmedos-salitrosos, para estructuras en cimientos y pisos.

• Tipo ICo: Corresponde al cemento tipo I mejorado con mayor plasticidad, se puede utilizar en obras de concreto y de concreto armado en general, morteros en general, especialmente para tarrajeo y asentado de unidades de albañílería, pavimentos y cimentaciones.

5.- YESO

5.1 Reseña Histórica

Desde épocas antiguas el yeso ha convivido con la humanidad y constituye uno de los más antiguos materiales de construcción. Durante el período neolítico se usó para realizar cimientos y muros. Los asirios empleaban un yeso conocido como alabastro. Hace 6000 años los egipcios preparaban argamasas de yeso y 1500 años después utilizaron estuco de yeso en el revestimiento interior de las pirámides. La civilización griega lo denominó gypsos (yeso) y la romana generalizó su uso en Europa. Posteriormente, los españoles lo introdujeron en América Latina.

El yeso empleado como material de construcción se obtiene mediante un proceso de deshidratación de la piedra yesera. El yeso es uno de los aglomerantes mas antiguos conocidos por la humanidad. Se le empleo en Egipto, en la construcción de las Pirámides. Fue usado por los griegos, los romanos y los árabes.

Los antiguos peruanos lo llamaban pachach. Se obtenía pulverizando groseramente las piedras yeseras cocidas, y cerniéndolo en trozos. No se empleaba en empastados de muros o techos; sino mezclados con grava formando una especie de concreto que les servía para rellenar muros formados por dos paredes de adobe. En nuestro medio en la década del 40 su aplicación fue muy extendida , fue uno de los materiales más usados ; hasta la actualidad se pueden ver casas con muros y techos revestidos de yeso.

Orígenes, El yeso se originó hace 200 millones de años como resultado de depósitos marinos cuando parte de lo que ahora son nuestros continentes eran inmensas extensiones oceánicas. Durante este período algunos mares se secaron dejando lechos de yeso que se recubrieron para ser descubiertos posteriormente por el hombre.

El yeso puro es un mineral blanco, pero debido a impurezas puede tornarse gris, castaño o Rosado. Se denomina sulfato de calcio dihídratado y su estructura cristalina esta constituida por dos moléculas de agua y por una de sulfato de calcio:

CaSO4 – 2H2O

El yeso es el producto resultante de la deshidratación de la piedra de yeso finamente triturada y que en presencia del agua forma una pasta en la naturaleza podemos encontrarlo en dos formas:

• Anhidrita

Incolora o blanca a veces la presencia de impurezas le otorgan tonos azules ,grises o rojizos ,su estructura es compacta de alta capacidad de absorción convirtiéndose en piedra de yeso o algez y aumentando su volumen.

• Piedra de Yeso

Contiene 2 moléculas de agua ,se suele encontrar en la naturaleza cristalizado, los yesos para la construcción son obtenidos a partir de este material .Según su estructura tenemos yeso fibroso, yeso laminar, yeso alabastro

5.2.- PROPIEDADES

Como ya se menciono el yeso es un sulfato de calcio di hidratado (CaSO4 .2H20), se presenta en cristales tubulares exfoliables en láminas, generalmente incoloros.Tiene una dureza de 2 en la escala de Mohs y una gravedad específica de 2.32.Su color generalmente varía de blanco a blanco grisáceo, sin embargo, puede tener diversas tonalidades como amarillas, rojizas, castaño, azul grisáceo, rosa o amarillo como consecuencia de las impurezas que contenga.Suave y plástico; a altas temperaturas de calcinación pierde toda el agua y se desgrana con facilidad para ser luego triturado. No es abrasivoEl yeso es un material con resistencia al fuego. Tiene baja temperatura de calcinaciónFunciona como agente oxidante, es usado como material de acabado en construcción, mejora la estructura o condiciones físicas del suelo.En función de su temperatura de cocción se pueden obtener yesos de diferentes características, los empleados en la construcción son los semihidratados que son los obtenidos a temperaturas entre 120 a 180°.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS

a) Regulación Higrométrica

Por sus excelentes cualidades higrométricas el yeso es el más eficaz y natural regulador de la humedad ambiental en los interiores de las edificaciones. Absorbe la humedad excesiva y la libera cuando hay sequedad. No es apto utilizarlo con elementos de hierro o acero porque los oxida en cambio puede utilizarse con elementos de aluminio , no es recomendable su utilización en exteriores por su fácil degradación a los agentes atmosféricos.

b) Aislamiento Térmico

La utilización de yeso en los revestimientos interiores aumenta hasta en un 35% la capacidad de aislamiento térmico de las edificaciones.

c) Absorción Acústica

Debido a su elasticidad y estructura finamente porosa, el yeso ofrece una excelente capacidad de insonorización. Disminuye ecos mejorando las condiciones acústicas de las edificaciones.

d) Protección Contra el Fuego

El yeso es incombustible y resistente al fuego. Al exponerse al calor se produce una gradual liberación del agua de cristalización en forma de vapor que retrasa la elevación de temperatura absorbiendo el calor, sin emanar gases tóxicos que son la principal causa de accidentes fatales en la mayoría de incendios.

e) Compatibilidad DecorativaEl yeso, debido a su excelente plasticidad y moldeo, posee infinidad de posibilidades en decoración. Es compatible con casi todos los elementos de decoración: papel, tapiz, madera, pintura, texturizados, etc.

f) Blancura

La blancura natural del yeso conforma el soporte más adecuado para aplicar cualquier tipo de acabado posterior, tanto en blanco como en otros colores.la blancura esta asociada a la pureza del material.

g) Trabajabilidad

El yeso en estado plástico es muy manejable, moldeable y liviano y se adhiere fácilmente a las superficies. Cuanta menos agua se utilice más rápidamente fraguara, el agua actúa como retardante de fragua.

h) Durabilidad

El yeso, una vez formada la red cristalina en el fraguado, es estable en el tiempo e inalterable ante las variaciones ambientales.

i) Finura

El grado de finura del grano de yeso influirá en la mayor rapidez del fraguado asimismo cuanta menos agua se utilice más rápidamente fragua.

j) Adherencia

Tiene baja adherencia a las piedras y a las maderas, se suele utilizar para unir provisionalmente elementos diversos.

k) Almacenamiento

Debe ser almacenado donde no haya humedad , si llega a absorber puede no fraguar ,por ello se recomienda almacenarlo en silos elevados o en bolsas de papel que se depositan en zonas ventiladas

5.3.- CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS

5.3.1 Protección Contra IncendiosAnte un incendio, la placa absorbe una cantidad apreciable de calor por deshidratación: 4034 cal/m2. Mientras no ocurre la deshidratación total, el yeso permanece entre los 100°C y los 160°C, evitando el choque térmico y la transmisión de calor, retardando así la propagación del fuego durante una hora. Al ser incombustible y con prolongada resistencia al fuego, el yeso limita la dilatación de las estructuras, especialmente las metálicas, permitiendo que el flujo térmico se distribuya uniformemente evitando puntos de concentración.

5.3.2 Aislamiento Acústico

Las placas de yeso forman una superficie continua, aunque no sean de densidad y espesor elevados. Además, el hecho de que el yeso sea de estructura interior porosa, unido a una elasticidad bastante significativa, le confiere características de buen absorbente y amortiguador acústico

5.3.3 Aislamiento Térmico

Una casa mal aislada térmicamente exige un mayor consumo de energía para proporcionar ambientes confortables. Sin embargo, el hecho de que existan poderosas fuentes de calefacción no garantiza un ambiente cómodo, ya que el aire se calienta en las inmediaciones de la fuente de calor pero permanece frío junto a las paredes. Las placas de yeso, de apenas 13 mm, al tener una estructura continua y un bajo coeficiente de conductibilidad térmica (0,26 Kcal/h/m °C), garantizan un ambiente uniformemente confortable, pues tienen un poder aislante tres veces mayor que el ladrillo y cuatro veces y media mayor que el hormigón.

5.3.4 Equilibrio de la Humedad Ambiente

Cuando un determinado volumen de aire alcanza el 100% de humedad relativa, el vapor existente se condensa originando agua especialmente en las superficies más frías. Dado que el yeso es un material poroso, puede absorber el exceso de humedad para después devolverlo al ambiente cuando éste se encuentre más seco. Así, un único cuarto de 12 m2 (4 m x 3 m), forrado con 48 m2 de placas de yeso encartonado, tiene la posibilidad de absorber en un día aproximadamente 24 Kg de vapor de agua, o sea, el equivalente al producido en la casa entera durante el mismo periodo. Al tratarse de un material aislante, evita la condensación de vapor de agua, tal como sucede en las frías paredes corrientes, lo que impedirá la formación de hongos que ennegrecen las paredes y los techos.

Material considerado no inflamable y de difícil combustión, clasificado como MI. Para situaciones más exigentes pueden emplearse placas con fibra de vidrio incorporada, con lo que aumenta su resistencia a la combustiónEl coeficiente de resistencia térmica de un material es el valor de la resistencia al paso del calor, y viene determinado por la densidad y espesor del material.

5.4 VARIEDADES COMERCIALES

a) Yeso sin calcinar:Es un mineral constituido principalmente por sulfato de calcio dihidratado, tal como se encuentra en los yacimientos. Actividades consumidoras:

1 Cementeras2 Agroquímicos3 Pinturas

1 Obras Mineras2 Tratamiento del agua

b) Yeso Calcinado:Es el Sulfato de Calcio Semihidratado, obtenido del yeso natural a través de deshidratación parcial por calentamiento.

5.5 PRINCIPALES USOS

5.5.1CONSTRUCCIÓN

En productos prefabricados como bases de revestimiento, plafones, lienzos (tabla roca) y planchas de yeso y fieltro; láminas de yeso, placas acústicas, cartón enyesado para revestir casas y tablas de fibra prensada para paredes.

En fabricación de tabiques, para aislar mezclas usadas para resanes en tuberías, calderas, techos y como absorbente de aceites de pisos en fábricas, como relleno. Como material para divisiones y techos. Puede ser usado como roca de construcción. Al mezclarse con resinas sintéticas suele utilizarse como aislante. Y Como retardante del cemento portland.

5.6 PRODUCCIÓN

5.6.1.- PRODUCTORES

En la provincia de Azángaro se encuentra 1770,680 TM. de reserva de yeso probada y probable. Se tiene también en el Distrito de Platería provincia de Puno 22,080 TM. de yeso a nivel del departamento de Puno, existen muchos yacimientos denunciados de yeso, siendo las siguientes:

PROVINCIA DE AZANGARO:- Paloma Blanca (Samán) con: 25 hectáreas de denuncio.- Esmeralda I (Samán) con: 300 hectáreas de denuncio.- San Sebastián Moropaco con: 30 hectáreas de denuncio. Total denuncio = 355 hectáreas

PROVINCIA DE PUNO:

En el distrito de Capachica, se esta actualmente explotando yeso, lo cual no se dispone de cifras de volúmenes de producción, ya que estas no están registradas el MITINCI-Puno. A nivel de denuncios se tiene:

- Blanquita (Acora) con : 102 Has de denuncio- Península Capachica con : 3 Has de denuncio- San Antonio de Capachica : 3 Has de denuncio

5.7 MERCADO

PANORAMA DEL MERCADO INTERNACIONAL

Los principales productores de yeso en el mundo son, en orden de importancia: Estados Unidos, China, Irán, Tailandia, Canadá, España, México, Japón y Francia.La producción mundial de yeso por regiones se distribuye de la siguiente manera:Norteamérica (Estados Unidos, Canadá y México) con el 32.0%. Asia 32.0% y Europa 16.0%.Se estima que menos del 20% de la producción mundial entra al comercio internacional y pocos países son exportadores, entre los que destacan Canadá y México, quienes exportan gran parte de su producción a Estados Unidos.De los aspectos más relevantes por regiones, destacan los siguientes:Estados Unidos. El principal uso en este país es el de productos prefabricados, cuyas exportaciones cubren Asia, Europa y Latinoamérica. En este país la industria del yeso es favorecida por las altas tasas de construcción y la autorización del gobierno para mejorar el sistema carretero en los próximos años. Sudamérica. Los principales países productores son Brasil, Chile y Argentina. Europa. España es el principal país productor y exportador de yeso en Europa, vende principalmente a Estados Unidos, Inglaterra y Escandinava.En Francia el yeso es consumido de manera interna principalmente para: pasta de yeso, productos de cartón de yeso, cemento y acondicionadores de suelo.Asia. En China gran parte de la producción de yeso es consumido internamente por la industria del cemento, el resto por las industrias ligera, cerámica y productos de construcción, sin embargo, la magnitud de la construcción de una planta para fabricar tablas de fibra prensada para pared indica que podría llegar a ser uno de los principales líderes mundiales en este mercado. En Japón las principales industrias consumidoras son el cemento y cartones de yeso. Sus importaciones de yeso provienen principalmente de Tailandia, país que exporta la mayor parte de su yeso a los países vecinos.

6.- CAL

Se produce a partir de la calcinación de la roca caliza carbonato de calcio, mineral que se encuentra en la naturaleza combinado o asociado con otras sales constituyentes de las arcillas. Se distinguen las cales aéreas y las hidráulicas, las primeras endurecen con el C02 del aire y el resto lo hace con agua. Actualmente la cal se usa en la preparación de mortero de cemento para albañilería de bloques y ladrillos y para estucos especiales. Los morteros con adición de cal tienen mayor retentividad de agua, cualidad que evita su intercambio con los elementos secos que se están uniendo y mantiene la humedad necesaria para el desarrollo de su capacidad resistente.

6.1 Reseña histórica

La cal es el producto resultante de la descomposición, por el calor de las rocas calizas acompaña al hombre desde hace milenios es un material antiguo, los primeros indicios de utilización de la cal datan del V mileno A.C., en Mesopotamia (actual Irak) . Entonces era empleada como material para el blanqueo de superficies. Fueron los Griegos y posteriormente los Romanos, quienes utilizaron abundantemente y con éxito este material en forma de mortero para construir y decorar, y tratar los suelos. Entre algunas obras que aún se pueden apreciar tenemos a los templos griegos, vías romanas, al célebre Pont du Gard, obras realizadas con cal. En la Antigüedad, durante la edad media y hasta la Revolución Industrial, fue el material de construcción más utilizado.

En el siglo XIX, las investigaciones en los materiales se orientan hacia los aglomerantes de fraguado rápido. En el siglo XX las destrucciones y construcciones urgentes prefieren los aglomerantes artificiales, como el cemento.Hoy en día, la cal utilizada pura o en productos nuevos listos para su utilización, regresa de nuevo. Sus cualidades físicas y estéticas demostradas son irremplazables para la construcción y la decoración. La cal hidráulica fue descubierta a principios del siglo XIX.

En el Perú a la piedra de cal se le llama Iscu, y los peruanos la obtenían quemando las calizas por el método de montón y huayronas. Los antiguos peruanos mezclaban la cal con arena o con arcilla para obtener morteros que se empleaban en revestimientos y tarrajeos.

6.2 Definición

El carbonato de calcio, en las distintas formas en que se encuentra en la naturaleza (piedra caliza), una vez calcinado (900°C) da lugar al oxido de calcio mas el anhídrido carbónico

CaC03+ calor -----------------------------------------------► Ca 0+C02

Recién salida del horno la cal es amorfa ,terrosa, blanca y se encuentra ávida de agua con quien reaccionara para formar la cal apagada .

CaO +H20 ----------------------------------------► Ca(OH)2+calor

La cal apagada tiene la propiedad de endurecer lentamente en contacto con el aire y por ello se utiliza como aglomerante . Con presencia de agua aglomera bien formando una pasta que endurece contacto con el CO2 del medio ambiente obteniéndose un aglomerante que químicamente vuelve a ser roca caliza .es decir primero se produce desecación por evaporación del agua de amasado y después una carbonatación por absorción del anhídrido carbónico C02 del aire :

Ca (OH)2+C02 -------------------------------------------► CaC03+H20Hidróxido de cálcico +anhídrido carbónico Carbonato cálcico +agua

Esta reacción es muy lenta puede iniciarse 24 horas después del amasado y solidificar hasta seis meses después observándose inestabilidades volumétricas importantes que se pueden observar incluso fisuras y grietas.

Si la piedra caliza que se calcina es muy rica en calcio, o sea casi pura, se obtiene cal gruesa. Si tiene algo de arcilla se obtiene cal hidráulica. Si la piedra caliza es totalmente pura, una vez calcinada toma el nombre de cal viva (oxido de calcio).

6.3 Clasificación.

Las piedras calizas naturales son raras como especies químicamente puras (carbonato de calcio CaCÜ3), generalmente las acompañan otros materiales como el carbonato de magnesia MgCC>3, la arcilla, hierro, azufre, álcalis y materias orgánicas; éstas que al calcinarse con la piedra, de no volatilizarse, comunican a la cal propiedades que dependen de la proporción en que entran como constituyentes de la piedra caliza.Las clases de cales dependen de la mayor o menor cantidad de arcilla, siendo las denominaciones típicas: cal hidráulica; cal grasa; cal viva y cal dolomítica (Magra).

6.3.1 Cal VivaMaterial obtenido de la calcinación de la piedra caliza que al desprender anhídrido carbónico, se transforma en óxido de calcio (CaO), se le llama también cal en terrón y cal en polvo, y con ello se verifican idénticas operaciones que en el producto logrado con la cal grasa para realizar su apagado.

6.3.2 Cal aérea o grasaSi la caliza primitiva contiene hasta un 5% de arcilla y menos del 3%, MgCÜ3 y otras materias no mas de 4% ; el 90% deben ser Óxidos de calcio y magnesio para el caso de cales aéreas que suele utilizarse como morteros de enlucidos , la cal obtiene al calcinarse se le denomina cal aérea o grasa y al apagarse da una pasta fina y untuosa de ahí la denominación de grasa. La cal aérea debe reposar unos seis días para usos en morteros

6.3.3 Cal Magra o dolomítica

Es una cal aérea, también llamada cal gris procedente de mezclas de rocas calizas y dolomíticas (menos de 5% arcillas y oxido de magnesio mayor a 10%) ,Cuando la caliza primitiva contiene impurezas tales como arena u otras sustancias extrañas que no producen acción química alguna en el producto resultante, sino que obran como simples adulterantes, y si la cal así obtenida contiene solamente de un 50 a 80% de óxido de calcio se le denomina magra , árida o dolomítica,. Esta cal se apaga mas lentamente que la grasa, desprendiendo menor calor, la pasta es menos untuosa y no es recomendable su uso en la construcción. Al apagarse la cal se forma una pasta gris poco aglomerada, cuanto mas grande es la proporción del oxido de magnesio peores son las cualidades de la cal resultante. Principalmente se usa como pintura.

6.3.4 Cal hidráulicaEs la que proviene de la calcinación de calizas que tienen más del 5% de arcilla y que da un producto que además de los caracteres que poseen las cales grasas, pueden endurecer y solidificarse bajo el agua o en un medio húmedo. (A todos los materiales que poseen esta última propiedad se les denomina hidráulica, para distinguirlos de los otros que se llaman aéreas).

Lo que diferencia una cal de otra, es que la hidráulica se obtiene a mayor temperatura y además, como condición indispensable, es que las calizas que se emplean para fabricar la cal hidráulica contienen apreciable porcentaje de arcilla.Es una cal en polvo parcialmente apagada además de fraguar y endurecer en el aire también lo hace bajo el agua obtenido a partir de rocas calizas con altos contenidos de arcilla de hasta 20% y que por cocción a elevadas temperaturas se forma el oxido calcico libre necesario para que se pueda apagar y al mismo tiempo para que queden silicatos y aluminatos de calcio anhidros ( que no contienen agua) .Estas proporcionaran a la cal en polvo sus propiedades hidráulicas .Las cales hidráulicas tienen poco resistencia mecánica , el tiempo de fragua puede variar desde los dos días hasta los 36 días.

6.4 PROPIEDADES

6.4.1 PROPIEDADES MECÁNICAS - FÍSICO – QUÍMICAS

• Buena flexibilidad; lo que no ocurre con los aglomerantes artificiales.• Se adhiere muy bien a los soportes debido a la finura de su grano.

• Aérea o hidráulica; la cal deja respirar los muros, favoreciendo los intercambios higrométricos.

• Capta y arroja el agua, evitando las subidas de humedad.• Permeable al aire e impermeable al agua.• Excelente aislante térmico y acústico, contribuye a la comodidad de las viviendas.• Comportamiento al fuego bueno.

• Propiedades desinfectantes.• Se utiliza cal viva para sanear establos y sótanos.• De una manera general la cal apagada combate las bacterias.• Su trabajabilidad es una cualidad esencial, particularmente en la restauración de

edificios antiguos.• Peso especifico entre 3.08 y 3.3.• Reacciona exotéricamente

6.4.2 PROPIEDADES PLÁSTICAS

• La Untuosidad y la flexibilidad de los morteros a base de cal son muy apreciados poralbañiles y decoradores.

• Sus cualidades hacen que sea un producto tácil de usar, aplicable tanto mecánicamente como manualmente.

• La lentitud de endurecimiento de los morteros a base de cal les permite ser flexibles y trabajables más tiempo.

3.4.3 PROPIEDADES ÓPTICAS

• La blancura de algunas cales permite relevar y dar valor a arenas y óxidos que intervienen en la decoración, tanto se trate de un enlucido rústico como de un estuco italiano.

• Brinda luminosidad, aspecto aterciopelado incomparable, es una cualidad indispensable para la decoración, que se puede obtener con la cal más que con otro material.

6.5 PROCESO DE FABRICACIÓN

La caliza en su estado natural constituye la materia prima para la producción de la cal.Una vez extraída, se lleva a una instalación de chancado primario donde se reduce hasta un tamaño máximo de entre 80 y 200 mm.La obtención de unas u otras granulometrías está en función del tipo y diseño del horno empleado (vertical, horizontal o rotativo).Mediante transportes adecuados, la cal viva obtenida se lleva a silos de almacenamiento, desde donde puede ser distribuida en sacos o a granel.Otra etapa del proceso es la producción de cal hidratada o apagada. En las instalaciones donde se fabrica la cal viva se lleva al hidratador, donde se mezcla con la cantidad adecuada de agua.

3.5 MATERIAS PRIMAS:

• Calizas• Caliza dolomítica

Si una piedra caliza es pura y se somete a la acción de temperatura entre 800 y 900°C, se verifica la siguiente reacción:

CaC03 + CALOR = C02 + CaO (CAL VIVA)(Piedra caliza) 880-900°C

El Procedimiento anterior recibe el nombre de calcinación y encierra las tres operaciones siguientes:

a) La piedra caliza pierde primeramente su agua de cantera entre 120 y 150°C.

b) Se provoca en la caliza su disociación en oxido de calcio (CaO) y bióxido de carbono (CO2)a una temperatura de 880y 900°C.

■

c) El bióxido de carbono en forma de gas, se pierde en la atmósfera, quedando como productoaprovechable el óxido de calcio (CaO), conocido como Cal Viva.Esta secuencia representa industrialmente el proceso a seguir, pero puede hacerse incompleto o modificarse según el medio y el objeto que persigue la industria rural o rústica no reclama una verdadera instalación y se vale de sus propios medios para satisfacer la necesidad que persigue.

3.6.1 Extracción

La extracción de las calizas debe hacerse a cielo abierto para lograr el menor costo y se practica preferentemente por medio de voladuras para evitar, en cuanto sea posible, costo adicional para fragmentarla a tamaños convenientes.

Tipos de Hornos

- Rudimentarios

- Discontinuos

- De cuba

Tipos

- De llama corta

- Continuos - Vertical

- De corrientes paralelas

6.6.2 Calcinación al aire libre de acuerdo al tipo de horno

• La calcinación que se hace en hornos con forma de tronco de cono invertido. carga de estos hornos se hace por arriba en capas sucesivas de piedra caliza y carbón amedida que se saca la cal por debajo. La primera carga de caliza se dispone en formade bóveda sobre las barras de hierro o parrilla y en el hogar que forma esta bóveda sehace lumbre de leña que enciende una primera capa de carbón de 5 a7 cm. de espesor,cual es cubierta con una capa de 20 a 22cm, y sucesivamente echando nuevas capashasta que no se eleve el fuego. :

• Calcinación en hornos continuos.- estos hornos son de tipos diversos y han sufrido tantas transformaciones que seria materialmente imposible describirlos aquí. Como su nombre lo indica, son de producción continua, es decir permiten la descarga en su parte inferior, del material ya calcinado, recibiendo en su parte superior o tragante material frío o crudo, continuando este proceso indefinidamente.

6.6.3 HIDRATACIÓN O APAGADO DE LA CAL

Proceso en el que el oxido de calcio o cal viva se transforma en hidróxido de calcio Ca(HO)2, mediante la reacción química exotérmica que experimenta la cal viva en presencia del agua, es decir: CaO + H20 =Ca(HO)2 + Calor

De esta operación depende la ausencia de elementos de cal viva que, posteriormente pueden hidratarse, provocando trastornos en los muros ñeque fue empleada la cal como aglutinante, puesto que, según hemos asentado, la cal viva al absorber el agua es capaz de incrementar de 3 a 3½ veces su volumen.

Durante la hidratación o apagado de la cal, las rocas de cal viva absorben agua desintegrándose y obteniéndose un polvo fino de color blanco.

6.6.4 Molienda

Para este objeto se utiliza dos tipos de molinos: el de bolsas y el pulverizador de martillos, el primero, se ha ido suprimiendo gradualmente, debido a la potencia o energía que consume, pues, adelfas de la masa a moler hay necesidad de mover un peso elevado de bolsas de metal, lo que redunda en un elevado costo de molienda. El segundo, que muele por efecto de impacto entre los martillos y la cámara de molienda es mas utilizada actualmente. Su aplicación principales parta casos de material de poca dureza, como lo es la cal de buena calidad.Para completar el ciclo industrial de la cal, es exigencia actual hacer pasar el producto molidopor un separador tipo ciclón en el que, por medio de una corriente de aire se para un mejorproducto.

6.6.5 Almacenado y envasado

El producto final se almacena en silos con mecanismo adecuado en su parte inferior para el envasado automático, este hace en sacos de papel de doble forro de 25kg y 40kg de peso

6.7 USOS EN LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN

Como material de construcción, ya sea como piedra ornamental o para la fabricación de cemento. Importantes cantidades se utilizan como agregado para concretos, y en la construcción de carreteras, en la industria química; como relleno de asfalto, fertilizantes, en la industria del vidrio, como fundente en la metalurgia y en la refinación del azúcar principalmente.

- Contrapisos interiores y exteriores Colocación de mosaicos y baldosas

- Manipostería- La cal apagada se emplea, principalmente, como material aglomerante en las

construcciones.- La cal viva, para ser empleada en la construcción, debe ser "apagada" en la obra, o sea

tratada con agua.- La cal se usa en la elaboración de modernos materiales de construcción como el

concreto aireado y ladrillos de silicato de calcio. Estos materiales son apreciados

porque poseen excelentes propiedades aislantes térmicas y acústicas, además de facilitar el trabajo.

- La cal se usa para estabilizar suelos arcillosos, para dar calidad durable, cohesión, dureza y resistencia a los caminos con el cemento y concreto, para producir acero, vidrio, plástico, hierro, aluminio, cristal, cables, de fibra óptica, papel, ladrillo, recubrimiento para techo, fibra de vidrio, pintura, espuma, alfombras; para la purificación del cobre, oro, plata, etc.

- La cal se utiliza para preparar cemento y argamasa, y para neutralizar los suelos ácidos en la agricultura.

- La cal viva y la cal hidratada son ampliamente usadas en la extracción de muchos minerales no ferrosos. En el proceso de flotación del cobre, la cal actúa como agente estabilizador y mantiene la alcalinidad en niveles adecuados.En la extracción del mercurio, la cal se usa para eliminar el azufre. Durante la extracción de zinc, níquel y plomo entre otros minerales, también se emplea cal.

6.7.1 Otras aplicaciones de la Cal

Se usa también en la fabricación del carburo de calcio, de la soda cáustica, de la soda, del amoníaco, del vidrio, etc.

- La lechada de cal se emplea, principalmente, para blanquear- También se usa como desinfectante para evitar el sarro de las tuberías, corrige la

acidez del agua residual, como tratamiento de la materia orgánica y fertilizante.- También se emplea para fabricar papel y vidrio, para lavar la ropa blanca, para curtir las

pieles o el cuero, en el refinado de azúcar y para ablandar el agua.- El agua de cal, que es una disolución alcalina de cal apagada en agua, se utiliza

principalmente en medicina como antiácido, como neutralizador de un ácido venenoso o para el tratamiento de las quemaduras.

- El agua de cal se emplea en farmacias (linimiento óleo-calcáreo) para quemaduras (agua de cal y aceite).

6.8 FÁBRICAS EN EL PERÚ

Los yacimientos en la Costa son las más accesibles, cerca de Lima se explotan las calizas cretáceas de las formaciones Atocongo y Chilca para la fabricación de cemento y otros usos.En la costa de Ancash, se han encontrado relativamente pequeños e irregulares yacimientos de las calizas Santa del Cretáceo inferior. La ciudad de Trujillo se abastece de calizas muy puras de la Formación Simbal. En el departamento de Lambayeque se explotan calizas cretáceas que se presentan en pequeños yacimientos.En el departamento de Piura para obtener carbonato de calcio se recurre a la explotación de conchuelas. A lo largo de toda la costa peruana se encuentran depósitos de coquina o conchuela; las más abundantes se encuentran entre Pisco y Tacna.

En el norte, las calizas de mayor interés son las del cretáceo Formación Cajamarca, utilizadas para la fabricación de cemento y cal; por ejemplo el yacimiento de la cantera Tembladera. En el centro del Perú, las calizas Jurásicas son las de mejores características, se utilizan para la fabricación de cemento. En cambio, las calizas cretáceas se emplean para la obtención de cal.

IRA 2DAPLANTA DE SUST. SUST.

DPTO. BENEFICIOCALERA

EMPRESA MINERA DISTRITOCÍA. DE MINAS BUENAVENTURA

PROVINCIA PROCESO OBTEN.

OBTEN.

CAJAMARCA

CHINA LINDA

S.A.A. ENCAÑADA CÍA. INV.

CAJAMARCA CALCINACIÓN CAL

LIMA CIMALSA AGRICS. LURIN S.A. SAN MATEO CÍA. MRA. AGREGADOS

HUAROCHIRI CALCINACIÓ

N MOLIENDA

CAL

LIMA ACSA DOS CALCÁREOS S.A. SAN MARTIN CÍA. MRA. AGREGADOS

LIMAFINA

MOLIENDA

CALPIEDRA

CEMENTO

LIMA ACSA LADRILLOS

CALCÁREOS S.A. LIMA LIMA FINA . CALIZA

CAL

CALCÁREOS VILLA EL MEZCLADO YLIMA UNO CIA.MRA.LUREN S.A. LIMA COCIDO CAL SILICATO

PLANTA DE BELLAAREQUIPA CALMINSA CAL MINERA S.A.

UNION SOUTHERN PERÚ COPPER

CARAVELI CALCINACIÓN

CAL

P. LAV. Y CORPORATION CONC. DESUCURSAL

MOQUEGU CONCHUELA PERÚ ILO ILO CALCINACIÓN CAL

6.9 PRODUCCIÓN DE ALGUNOS MATERIALES EN EL PERÚ

6.10 IMPACTO AMBIENTALToda empresa debe ser consciente que toda producción genera impacto al medio ambiente; por ello debe implementar tecnología que conlleven a disminuir esas tendencias de contaminar el medio ambiente.El beneficio de minerales de piedra caliza requiere de un conjunto de actividades Minero-Metalúrgicas que conllevan a obtener dos tipos de productos, la primera de ellas la cal viva y la segunda la cal apagada.El primer producto que se obtiene es la Cal Viva con un contenido de 90% de CaO, además de este producto se produce también Materiales de Desperdicio que aun contienen importantes cantidades de cal y que pueden recuperarse. Medio Físicob.l. Agua.- El agua es afectada por el cambio de uso, originalmente destinado al agro y ahora para uso industrial, este impacto cesará cuando el Proyecto culmine con su Plan de Cierre.b.2. Aire.- La calidad del aire es fuertemente afectada por la presencia de material suspendido.Estudios de monitoreo indican que la sensibilidad del material particulado puede alcanzar los 300 metros a partir del foco de producción y en la dirección del viento. La presencia de polvo en el aire se debe principalmente a dos factores: producción de polvos y corrientes de vientos.Para el caso de producción de polvos, los focos más importantes son: Fabricación de cal apagada, especialmente en las etapas de clasificación del producto utilizando ciclones. Áreas de clasificación de la cal obtenida de los hornos.

• Áreas de depósitos de los residuos industriales.

• Áreas de almacenamiento de productos.

• Área de chancado y almacenamiento de insumos de procesos.

• Vías de acceso a las diferentes áreas del Proyecto.• En general todos los sedimentables que no han sido recogidos oportunamente.

6.9.2 PROBLEMÁTICA MEDIO AMBIENTALLa producción de cal es una fuente potencial de contaminación del aire. En este apartado se expone de forma esquemática para cada una de las etapas del proceso, la problemática medioambiental y las correspondientes afecciones.

ETAPA AFECCIÓNPROBLEMÁTICAMEDIOAMBIENT

AL

AFECCIÓN

ACOPIO Y PREPARACIÓN DE MATERIAS PRIMAS

C. ATMOSFÉRICA C. RESIDUOS C. RUIDO

Polvo arcilloso y calizo. GasesPolvo, lodos arcillosos y calizos .aceitesMolestaCALCINACIÓN C.

ATMOSFÉRICA C. RESIDUOSC. RUIDO

Polvo, CO, C02, NOx, S02 e inquemados Polvo, partículas de materiales y fungibles no aptos Molesta

CLASIFICACIÓN Y MOLIENDA

C. ATMOSFÉRICA C. RESIDUOS C. RUIDO

Polvo y partículas Aceites usados

HIDRATACIÓN C. ATMOSFÉRICA C. RESIDUOS C. RUIDO

Vapor de agua y polvos en suspensión Hidróxidos de cal (recuperables) Molesta

MANTENIMIENTO,ENVASADOY ALMACENAMIENTO

C. ATMOSFÉRICA C. RESIDUOS C. RUIDO

PolvoInertes y aceites usadosMolesta

7.- PUZOLANAS

7.1 HISTORIA

Los griegos descubrieron las mezclas de puzolana - cal, entre el 600 y 700 A.C., se ha identificado que el material utilizado como aglomerante en aquella época era una combinación de cal, tierra de santorín ,arena fina menor de 2 mm y agregado silíceo entre 10 y 20 mm, tenían una composición de 6 volúmenes de tierra de santorin ,2 volúmenes de cal y 1 volumen de arena fina . se utilizaron en los acueductos ,puentes desagües etc. algunas de las cuales actualmente se encuentran funcionando, tal es el caso del acueducto y del panteón construido por Adriano.

La puzolana esta compuesta por cerca del 80 % de vidrios volcánicos Todas estas estructuras proporciona evidencias de la durabilidad de los morteros puzolana- cal bajo condiciones de exposición a climas templados o fríos

7.2 DEFINICIÓN

El ASTM, define: "Las puzolanas son materiales silíceos o alúmina-si liceos quienes por sí solos poseen poco o ningún valor cementante, pero cuando se han dividido finamente y están en presencia de agua reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio a temperatura ambiente para formar compuestos con propiedades cementantes".

También se puede decir que la puzolana es una adición mineral, polvo muy fino que mejora mucho el comportamiento del concreto en el estado fresco, actúa con el hidróxido de calcio resultante de la hidratación del cemento produciendo silicato de calcio hidratado en forma de tobermorita incrementando su impermeabilidad y resistencia a los sulfatos. Todas estas estructuras evidencian mayor durabilidad de los morteros puzolana - cal bajo condiciones de exposición a climas templados o fríos.

7.3COMPOSICIÓN QUÍMICA

7.3.1 PROPIEDADES DE LAS PUZOLANAS

Las propiedades de las puzolanas dependen de la composición química y la estructura interna.

Se prefiere puzolanas con composición química tal que la presencia de los tres principales óxidos (Si02, A1203, Fe2C>3) sea mayor del 70%.

Se trata que la puzolana tenga una estructura amorfa. En el caso de las puzolanas obtenidas como desechos de la agricultura (Cenizas de la Caña de Azúcar y el Arroz), la forma más viable de mejorar sus propiedades es realizar una quema controlada en

incineradores rústicos, donde se controla la temperatura de combustión, y el tiempo de residencia del material. Si la temperatura de combustión está en el rango entre 400-760 °C, hay garantía de que la sílice se forma en fases amorfas, de mucha reactividad. Para temperaturas superiores comienzan a formarse fases cristalinas de sílice, poco aglomerantes.

7.5 CLASIFICACIÓN

7.5.1 LAS PUZOLANAS NATURALES

Se clasifican en cuatro categorías: vidrios volcánicos no alterados, tufas volcánicas, arcillas o esquistos calcinados, y sílices opalinas crudas o calcinadas.

7.5.2PUZOLANASARTIFICIALES:

Cenizas volantes: Las cenizas que se producen en la combustión de carbón mineral (lignito) fundamentalmente en las plantas térmicas de generación de electricidad.Arcillas activadas o calcinadas artificialmente: Por ejemplo residuos de la quema de ladrillos de arcilla y otros tipos de arcilla que hayan estado sometidas a temperaturas superiores a los 800 °C. Escorias de fundición: Principalmente de la fundición de aleaciones ferrosas en altos hornos. Estas escorias deben ser violentamente enfriadas para lograr que adquieran una estructura amorfa. Las cenizas de residuos agrícolas: La ceniza de cascarilla de arroz y las cenizas del bagazo y la paja de la caña de azúcar. Cuando son quemados convenientemente, se obtiene un residuo mineral rico en sílice y alúmina, cuya estructura depende de la temperatura de combustión..

7.6 PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

El reemplazo parcial del cemento por puzolana incrementa la resistencia del concreto a los sulfatos y los ataques por agua de mar. Ello se debería a la remoción de hidróxido libre que se forma en la forma en la hidratación del cemento. El resultado es que la pasta endurecida contiene menos hidróxido de calcio, más Silicato de calcio hidratado, y otros productos de baja porosidad .la hidratación de mezclas de cemento hecho con puzolanas naturales de origen volcánico indican que el refinamiento de los poros resultante de la reacción puzolanica es importante para garantizar la durabilidad química y la resistencia mecánica.

7.7 USOS

Las puzolanas de origen natural han sido empleadas en concretos masivos, así como en construcciones de concreto y fabricación de productos de concreto. Pueden ser empleadas como reemplazo parcial del cemento Portland o como una adición al mismo. Algunas puzolanas naturales han sido empleadas en la misma forma que las cenizas

Hoy los cementos adicionados, consistentes de cemento Portland y puzolana, se encuentran especificados por las normas ASTM C 595 y C 1157. Son empleados en construcciones de concreto por razones económicas para ayudar a reducir el consumo de energía y alcanzar los beneficios técnicos especificados.

7.8 EFECTOS SOBRE LAS PROPORCIONES DE MEZCLA

Las proporciones óptimas para una combinación dada de puzolana cemento. Portland no pueden ser predichas. Cuando es emplea como reemplazo en igual volumen o igual masa al cemento. Siendo la densidad de las puzolanas menor que la del cemento el reemplazo por volumen es empleado en un porcentaje dado. La masa de la puzolana puede ser mayor que la del cemento reemplazado si el concreto es dosificado para óptimas propiedades y máxima economía.

La cantidad de puzolana natural empleada varia significativamente en función de la actividad puzolanas. Algunas se emplean en un rango del 15% al 35% sobre la base de la masa del material cementante total en el concreto .las puzolanas naturales mas reactivas pueden ser empleadas en bajas concentraciones de 5% al 15% por masa del material cementante total.

7.9 EFECTO SOBRE LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO

• Las puzolanas producen una mezcla cohesiva que mantiene una consistencia plástica, mejorando la trabajabilidad

• Absorben el agua de la mezcla y la mantienen en el sistema, mejorando el acabado.• Su empleo reduce la segregación y exudación, e incrementa la resistencia.• No requiere incremento en el contenido total de agua para la consistencia deseada.

• La contracción por secado y la absorción del concreto endurecido no son afectadas por su empleo. permite beneficios económicos al permitir una reducción del contenido de cemento Portland en la mezcla.

• Son partículas suaves y redondeadas a fin de reducir la demanda de agua, permitiendo máximas proporciones de materia sólida y mínimas de agua.

• Las características de tiempo de fraguado son influenciadas por la temperatura ambiente y del concreto, el tipo, fuente, contenido y fineza del cemento, contenido de agua de la pasta, los álcalis solubles en agua, el uso de otros aditivos, la cantidad de puzolana y la fineza de esta.

7.10 EFECTO SOBRE LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO ENDURECIDO

• Contribuyen a la resistencia debido a su composición química y a sus características físicas en términos al acomodo de partículas.

• Cuando se emplean puzolanas de baja actividad química para reemplazar al cemento sobre la base de iguales volúmenes, la resistencia inicial puede reducirse.

8.- ESCORIAS DE ALTOS HORNOS

8.1 DEFINICIÓN

Las escorias de alto horno son el producto no metálico consistente esencialmente de silicatos y aluminosilicatos de calcio y de otras bases, que es desarrollado en condición de ñinción en forma simultánea con el hierro en hornos de función. las escorias de alto horno enfriadas al aire son el material resultante de la solidificación de las escorias de alto homo liquidas bajo condiciones atmosféricas , el subsecuente enfriamiento puede ser acelerado por aplicación de agua a la superficie solidificada .las escorias de alto homo un cemento hidráulico consiste esencialmente en una mezcla intima y uniforme cemento Portland y escoria de alto homo finamente granulada , cemento Pórtland y puzolana, o cemento Pórtland con escoria de alto homo y puzoíana, producida por la molienda intima de clinker de cemento Pórtland con los otros materiales o por la mezcla de cemento Pórtland con los otros materiales , o una combinación de molienda y mezcla . En la actualidad se utilizan en la planta de cemento Pacasmayo, provenientes de la siderúrgica de chimbóte.

8.2 PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS

• La sílice, calcio, aluminio, magnesio y oxigeno constituyen el 95% o mas de la escoria de alto homo.

• Las escorias enfriadas lentamente son predominante cristalinas y por tanto no poseen propiedades cementantes significativas.

8.3 ESPECIFICACIONES

La norma ASTM C989 proporciona tres grados de resistencia de las escorias, dependiendo de su respectiva resistencia de mortero cuando son mezcladas con una masa igual de cemento Portland. la clasificación son los grados :120, lOOy 80 basados sobre el índice de actividad de la escoria.

8.4 ACTIVIDAD HIDRÁULICA

El principal producto de hidratación que se forma cuando las escorias son mezcladas con cemento Portland y agua es silicato de calcio hidratado. Cuando las escorias son mezcladas con agua, estas reaccionan con los álcalis y el hidróxido de calcio para producir Silicato de calcio hidratado adicional. La reacción inicial es limitada , hasta la disponibilidad de álcalis, hidróxido de calcio o sulfatos .

8.5 FACTORES QUE DETERMINAN LAS PROPIEDADES CEMENTANTES

Los principales factores que deberán influir en la efectividad del uso de las escorias cementantes hidráulicos son:

a) Composición química de las escorias.b) Concentración de álcalis del sistemac) Contenido de vidrio de las escoriasd) Fineza de las escorias y del cemento Pórtland.e) Temperatura en la fase inicial del proceso de hidratación.

8.6 ALMACENAMIENTO, MANEJO Y DOSIFICACIÓN

Las escorias deberán ser almacenadas en silos para proporcionar protección contra daños y contaminación. Cuando se emplea silos con compartimentos, deberá efectuarse chequeos periódicos para evitar la contaminación del material almacenado las escorias son manejadas con la misma clase de equipo que el cemento Pórtland. Vaciado y limpieza periódicos son recomendables.

Las escorias deberán ser dosificadas por peso de acuerdo con los requerimientos del ACI 304r y ASTM C94. Cuando la escoria es dosificada acumulativamente en el mismo equipo de pesado que el cemento, la escoria deberá seguir en el pesado al cemento. Cuando las escorias son introducidas en la mezcladora, es preferible introducirlas conjuntamente con los otros componentes de la mezcla de concreto

8.7 PROPORCIONAMIENTO DEL CONCRETO

Las proporciones de la escoria se eligen según los propósitos para los cuales el concreto va ser empleado, cuando las escorias son mezcladas con cemento Pórtland, la combinación de materiales cementantes dará por resultado propiedades físicas que son características del material predominante.

Las escorias tienen mayor plasticidad y facilidad de compactación, por lo tanto puede emplearse mayor volumen de agregado grueso para reducir la demanda de agua. Un incremento en el agregado grueso puede ser deseable dado que reduce la contracción de la mezcla del concreto, especialmente cuando se emplean altos contenidos de cemento.

8.8 EFECTO SOBRE LAS PROPIEDADES DEL CONCRETO FRESCO

8.8.1 Trabajabilidad

Los concretos con escorias tienen mejores características en cuanto se refiere a la trabajabilidad y facilidad de coloración, siendo ello debido a las características superficiales de las escorias que crean planos muy suaves en la pasta. Ello también origina que poca o ningún agua pueda ser absorbida por estas durante el mezclado inicial. Así, los concretos con escorias presentan mayor trabajabilidad debido al incremento de pasta y de la cohesividad de la mezcla.

8.82 Tiempo de fraguado

Puede esperarse un incremento en el tiempo de fraguado cuando se emplea escorias como reemplazo del cemento en las mezclas. El incremento depende de la temperatura inicial del concreto, la proporción de mezcla empleada, la relación agua / material cementante, y las características del cemento Pórtland. En general el tiempo de fraguado inicial se prolonga en media a unas temperaturas. En altas temperaturas puede ser, deseable una mas lenta longitud de fraguado, pero debe tenerse cuidado para minimizar el agrietamiento por contracción plástica.

8.8.3 Exudación

El efecto de las escorias sobre la exudación de la mezcla depende de la fineza de la escoria cuando se la compara con la del cemento, así como el efecto combinado de estos dos cementantes. Si la escoria es más fina que el cemento la exudación se reduce, si la escoria es más gruesa, la magnitud y velocidad de la exudación pueden incrementarse. El tiempo de fraguado y la calidad no absorbente de las escorias densas pueden contribuir al incremento de

la exudación.

8.9 EFECTO SOBRE LAS PROPIEDADES DE CONCRETO ENDURECIDO

Resistencia el efecto de las escorias sobre la resistencia depende de su índice de actividad y de la magnitud de su empleo en la mezcla. La resistencia de morteros al 50% depende del grado del escoria, los factores que pueden afectar el comportamiento de las escorias en el concreto son la relación agua / material cementante las características físicas y químicas del cemento Pórtland, y las condiciones de curado. El porcentaje de ganancia de resistencia alcanzando con una escoria de grado 120 es mucho mayor en mezclas que tienen una alta relación agua/ material cementante que el que alcanzaría en mezclas con una baja relación agua - material cementante, la temperatura de curado tiene efecto importante sobre la resistencia. Especialmente en edades iniciales. Los concretos con escorias tienen un excelente comportamiento en curados bajo elevadas temperaturas. Se han reportado resistencias que exceden las del concreto al día y edades posteriores para condiciones de curado acelerado. Inversamente, la reducción de la resistencia en edades iniciales puede esperarse cuando los concretos con escorias han sido curados a temperaturas normales o bajas . La proporción de escorias también afecta la resistencia y la magnitud de su ganancia con escorias altamente activas , las mayores resistencias a los 28 días se encuentran para mezclas de 40% a 50% ver figura 8.4 para resistencias tempranas ,1a magnitud de la ganancia de resistencia es diversamente proporcional a la cantidad de escoria empleada , ver figura 8.5 en la resistencia en flexión ( modulo de rotura) se aprecian incrementos a edades mas allá de los 7 días , debido fundamentalmente a um¡n incremento en la densidad de la pasta y una mejora en la adherencia en la interfase pasta - agregado

8.9.1 Modulo de elasticidad

Se han encontrado el mismo módulo de elasticidad en concretos que contenían cemento pórtland con escoria de alto horno cuando se los comparaba con concreto preparado con cemento pórtland tipo I.

8.9.2 Escurrimiento y contracción

En los casos de la contracción y el escurrimiento plástico del concreto algunas investigadores han encontrado pocas diferencias cuando los cemento Portland con escoria fueron comparados con los cementos Portland., otros han informado de mayores escurrimiento plásticos y contracción cuando se empleo diversas mezclas de escorias . Se ha concluido que el incremento en la contracción puede ser debido al mayor volumen de pasta en el concreto cuando la escoria es sustituida sobre la base de igual masa.

6.9.3 Influencia de curado

El concreto con escorias deberá ser mantenido en condiciones favorables de humedad y temperatura durante su primera etapa, a fin de permitirle desarrollar su potencial de resistencia y durabilidad. El concreto mezclado con escorias o como ingrediente separado, experimenta pérdida de resistencia de la misma magnitud cuando el curado se detiene a los 3 días cuando la escoria es mayor del 30% el concreto es mas susceptible a las condiciones de curado pobre que los concretos sin escoria.

8.9.4 Efecto de la temperatura

La presencia de escorias en el concreto reduce la elevación de temperatura en concreto masivo. De acuerdo a los ensayos de la norma ASTM C 186, las mezclas con escorias

producen las mayores acumulaciones de calor. La incorporación de escorias a las mezclas reduce la magnitud inicial en la generación de calor, esta reducción es directamente proporcional a la proporción de escoria empleada. El calor de hidratación depende del cemento Pórtland empleado y de la actividad de la escoria se puede esperar una reducción en el calor de hidratación cuando las escorias se emplean para reemplazar igual cantidad de cemento . Los poros en el concreto normalmente contienen hidróxido de calcio y son, en parte, llenados con silicato de calcio hidratado."La permeabilidad del concreto depende de su porosidad y de la distribución de poros por tamaños. Si la proporción de escorias excede del 50% de total de material cementante se puede obtener altas resistencias a los sulfatos cuando se emplea cemento tipo II .las mezclas de 50% de escorias y cemento Pórtland tipo I, con mas del 12% de C3A, tiene una resistencia a los sulfatos equivalente a la de los cementos tipo V. los cambios que mejoran la resistencia a los sulfatos del concreto influyen:

a) Los incrementos en la resistencia a los sulfatos no solo dependen del contenido del contenido de C3A sino también del contenido de alúmina de la escoria.

b) Cuando el contenido de alúmina de la escoria es menor del 11% se aprecia un incremento en la resistencia a los sulfatos independientemente del contenido de C3A del cemento cuando se emplea escorias entre 20%y 50%

c) Si se tiene una reducción del hidróxido del calcio soluble en la formación de los hidratos del silicato del calcio, las posibilidades de formación del sulfoaluminato de calcio (etringita) se reducen.

d) La resistencia al ataque por sulfatos depende de la permeabilidad del concreto o la pasta. La formación de silicato del calcio hidratado en los poros , normalmente ocupados por álcalis e hidróxido de calcio, reduce la permeabilidad de la pasta y previene la introducción de sulfatos agresivos .

Reducción de la expansión álcali- sílice

El empleo de escorias como reemplazo parcial del cemento reduce la expansión potencial del concreto debido a la reacción álcali- síl ice en aquellos casos en que la escoria ha sido empleada en cantidades mayores del 40% del material cementante total cuando se emplean cementos que tiene un contenido de álcalis hasta el 1% cuando el contenido de escoria esta en el orden del 40% al 65% del material cementante total, la expansión virtualmente es eliminada cuando se ensaya de acuerdo a ASTM C227. Resultados similares se han obtenido cuando se emplea cemento Pórtland con escoria de alto horno.

Resistencia a la corrosión

Se ha considerado el peligro potencial de los efectos de los sulfatos en las escoria. Se ha demostrado que su empleo no tiene efectos negativos sobre la corrosión del acero. Igualmente se ha encontrado que una ligera reducción en el PH de la solución de poros no tiene impacto negativo sobre la pasividad del acero de refuerzo, y que el empleo de escorias en concreto de buena calidad, reduce la permeabilidad del concreto reduciendo así la penetración de cloruros y dióxido de carbono los cuales promueven la corrosión del acero.

SEGUNDO EXAMEN PARCIAL

10DE MAYO

CAPITULO IV

GENERALIDADES SOBRE PASTAS

5.1 DEFINICION

La mezcla de un aglomerante más agua se llama pasta, pero esta debe ofrecer cierta

consistencia, pues cuando el aglomerante está muy diluido la mezcla se llama lechada.

La aplicación de la pasta sobre una superficie se llama empastado.

5.2 GENERÁLIDADES SOBRE COMPACIDAD

Compacidad: es la propiedad de un material de ocupar plenamente un volumen,

cuando la compacidad es igual a 1 la materia de la que esta constituido el cuerno llena

totalmente el espacio ocupado por este, sin permitir huecos o vacíos, tal es el caso del

agua cuya compacidad es igual a 1.

Para calcular el valor de la compacidad (c), se establece una relación de volúmenes

donde:

(1)

Siendo:

Vs = Volumen absoluto o volumen ocupado por la parte solida (m3)

Va = Volumen aparente dado por las dimensiones del cuerpo (m3)

Como existe también una proporción de vacíos en el cuerpo es necesario calcular la

porosidad (e), la cual; está definida por:

Siendo:

Vv = volumen de vacíos (m3)

Para facilitar el cálculo de la compacidad es necesario referirse a términos más fáciles

de medir, como es el caso del peso específico y del peso volumétrico. Relacionando

estos términos con la compacidad se tiene que:

1) Peso específico

Siendo: Ws = peso de sólidos (kg),

Además.

Peso especifico relativo

Por lo tanto

………………… (a)

2) Peso volumétrico

Reemplazando (a) y (b) en (1):

Finalmente: (valor adimensional)

5.3 DOSIFICACION DE PASTAS

Usando el criterio de compacidad y aplicando la dosificación por peso se plantea un

ejemplo para calcular las cantidades de material para preparar una pasta de yeso con

60% de agua.

Datos: Relación:

yeso = 935 kg/m3 1: 0,6

yeso = 2.6

1) Cálculo del volumen absoluto de pasta (Vs):

Vs pasta = Vs yeso — Vs agua

Pero:

Vs pasta = (c x Va) yeso — (c x Va) agua

Además: entonces:

Podemos concluir que con 0,36 m3 de yeso y con 0,6 m3 de agua se pueden preparar

0,96 m3 de pasta.

2) Cálculo de la cantidad de yeso para preparar 1 m3 de pasta.

Usando el volumen absoluto:

Si 0,36 m3 yeso --------------- 0,96 m3 pasta

X --------------- 1 m3’de pasta

Usando el volumen aparente:

Si 1 m3 yeso --------------- 0,96 m3 pasta

X --------------- 1 m3’de pasta

3) Cálculo de la cantidad de agua:

Si 0.60 m3 agua --------------- 0,96 m3 pasta

X --------------- 1 m3’de pasta

Vol agua = 625 litros

CAPÍTULO V

MORTEROS

Mortero es la mezcla de un aglomerante y agregado fino realizada por vía húmeda Es uno de

los componentes del conjunto estructural en una construcción al formar parte de la albañilería

Su función principal es la de constituir el adhesivo que une las unidades de albañilería y, a la

vez, separarlas para absorber sus irregularidades.

La aplicación de un mortero sobre una superficie se llama tarrajeado o revoque; éste a su vez

puede ser primario o enfoscado o enlucido o tartajeo fino.

6.1 COMPONENTES DEL MORTERO

1) Arena

Para morteros la arena debe consistir de una mezcla de grados duros, compactos y de

diferentes tamaños. La forma de los granos influye mucho en la resistencia de los

morteros; los granos de superficie apera y forma angulosa se adhieren mejor y dan

mayor resistencia que los de superficie lisa y redondeada, pero necesitan más agua

para alcanzar la misma resistencia

La composición granulométrica también influye sobre la calidad de los morteros, sobre

la compacidad, impermeabilidad y resistencia mecánica; pues una arena que tenga

toda la disposición de tamaños necesitará menor cantidad de aglomerante y el mortero

será más barato y compacto.

El papel que cumple la arena en el mortero se resume en:

- Para morteros de cal: es simplemente mecánico, pues sirve para separar los

granos de aglomerante y evitar, de este modo, las contracciones que se producen

en el mortero como consecuencia de la evaporación del agua de amasado y de la

que se absorbe en la hidratación del calcáreo.

- Cuando se emplean aglomerantes hidráulicos ya no se originan contracciones;

entonces la arena sirve para disminuir la dosis de aglomerante.

- En todos los casos los agregados desempeñan la función de dar cuerpo o

resistencia a las masas.

- Se utilizará también por una razón económica, sin material inerte la mezcla agua

cemento es la más fluida posible, pero presenta excesiva contracción, además,

logra un volumen fijado a menor costo.

2) El agua

El agua de amasado de los morteros no debe contener sustancias en suspensión o

disueltas que alteren el fraguado del cemento. Las aguas puras como las de lluvia son

ácidas (pH menor que 7), y las estancadas contienen materia orgánica que las

convierten en alcalinas (pH mayor que 7); se debe utilizar agua potable con un pH

neutro igual a 7.

El papel del agua en el mortero se puede resumir en los siguientes puntos:

- Es el vehículo que da plasticidad a la masa.

- Juega un papel importante en la resistencia final del mortero, ya que un exceso de

ella al evaporarse deja huecos que debilitan el conjunto; mientras que su

insuficiencia hace inmanejable la muestra e impide que el aglomerante contribuya

con todo su poder aglutinante.

La cantidad de agua para un mortero no se puede precisar porque depende de varios

factores, pero se estima que debe estar entre el 20 y el 25% del peso total de sus

componentes.

En general el exceso de agua ejerce las siguientes influencias:

- Aumenta el tiempo de fragua

- Disminuye la resistencia, teniendo mayor influencia en los ensayos a corto plazo.

- Aumenta la cantidad de lechada en la superficie libre del mortero.

- Aumenta la dificultad de trabazón entre un mortero viejo y uno nuevo.

- Tiende a producir la separación de la arena y el cemento.

En cambio el defecto de agua produce.

- Acortamiento del tiempo de fragua

- Incremento de la porosidad y, por consiguiente, el decrecimiento de la

impermeabilidad.

- Decrecimiento de la resistencia

6.2 PROPIEDADES DEL MORTERO

1) En estado plástico el mortero debe poseer trabajabilidad y retentividad.

El mortero debe tener el máximo de trabajabilidad para poder ser extendido con

facilidad y para que pueda penetrar en las irregularidades de la unidad de albañilería,

propiciando además que las juntas queden completamente llenas.

La trabajabilidad se logra mediante una combinación de plasticidad, fluidez y cohesión,

y es esencia] para asegurar la extensión de la adhesión. Depende de la presencia y

cantidad de cal, tamaño de las arenas y de la cantidad de agua. Se puede medir

controlando la fluidez.

Este cálculo debe dar valores del orden del 115 al 150 %.

La retentividad es la capacidad del mortero de retener su agua ante la acción de la

albañilería que tiende a absorberla; es indispensable para que el mortero mantenga su

trabajabilidad. Si el mortero no es retentivo:

- No fraguara todo el cemento pues tendrá una hidratación parcial.

- El cemento se endurecerá y deformara

- Impedirá el asentado correcto de la siguiente hilada

Se puede medir controlando la fluidez: para ello se toma un flujo inicial con el mortero,

luego se somete el mismo mortero a vacío estándar; se vuelve a medir el flujo; la

retentividad será:

Debiendo lograrse valores mayores del 75%.

2) En estado endurecido debe tener adhesión y resistencia a la compresión.

El mortero debe mantener unidos los bloques de albañilería si el mortero no pega, la

albañilería estará compuesta de piezas sueltas y no tendrá resistencia. El cemento

tiende a contraerse y esta contracción puede producir fisuración del mortero en la

junta, destruyendo parte de la adhesión. Esto se puede impedir agregando cal al

mortero, la cual lo hace endurecer con lentitud y mantiene al mortero elástico.

La resistencia a la compresión se usa como criterio de aceptabilidad de un mortero

aunque no dice nada respecto a las propiedades que realmente interesan de un

mortero. Se mide en kg/cm2 usando moldes cúbicos o cilíndricos para el ensayo el cual

se realiza a la edad de 28 días.

La resistencia de los morteros es función de la relación agua/cemento; como los

morteros se preparan con materiales inertes de resistencia igual o superior a la del

cemento, la resistencia está determinada por la del aglutinante (agua – cemento).

Dentro de los factores que afectan la resistencia a la compresión se tienen:

a) Condiciones de fraguado.

b) Edad de la muestra

c) Velocidad de aplicación de carga

d) Geometría de la muestra

— Mayor resistencia cuando H/D = 0.5 (H<D).

— Menor resistencia cuando H/D 3.5 (H>D).

e) Compactación de la mezcla

f) Uniformidad en el preparado de la pasta

g) Cantidad de agua usada: relación agua/cemento

h) Curado.

i) Gradación de la arena

3) Retemplado de los morteros: en muchas condiciones es necesario retemplar el

mortero, es decir, restituir el agua evaporada hasta recuperar el temple o la

trabajabilidad del mortero. Sin embargo, existe un limite de tiempo para esta

operación definido por el inicio de la fragua del cemento

Después de este tiempo la operación de remezclado reduce crecientemente la

resistencia a la compresión.

6.3 TIPOS DE MORTERO

1) Morteros de Yeso

No son muy usados porque la pasta de yeso admite poca arena como consecuencia de

la debilidad del yeso en su fragua Las proporciones máximas son 1:2 ó 1:3. Además,

como el fraguado del yeso es rápido, no da tiempo de amasarlo. La pasta una vez

fraguada o endurecida no se le puede agregar más agua

2) Morteros de Cal

Las proporciones más empleadas son de 1:2, 1:3, 1:3,5 y 1:4; generalmente se agrega

cal a la arena en forma de pasta. La fragua es lenta, y se prefiere trabajar con arenas

de grano fino.

3) Morteros de Cemento

Estos morteros proporcionan pastas que al endurecer dan máximas resistencias

comparadas con las de los otros aglomerantes, aunque son menos plásticas. Las

dosificaciones más usadas son:

1:3 para muros con sobrecarga

1:5 para muros sin sobrecarga

Lográndose resistencias a la compresión del orden de 102 kg/cm2 a los 7 días, y 168

kg/cm2 a los 28 días sobre morteros 1:3.

4) Morteros Bastardos:

Son aquellos conformados por dos aglomerantes, siendo el primero de ellos el titular, y

el segundo aquel que se adiciona con un fin económico de disminuir la dosis del titular

y, también, para proporcionarle ciertas cualidades particulares.

- Con yeso: Conformado por una mezcla de yeso, cal y arena. Se emplean para

empastados y enlucidos.

1.3:1 para paredes (yeso, cal, arena).

2.3.1 para cielo raso.

- Con cemento: Conformado por una mezcla de cemento, cal y arena Se logra un

mortero más suave y plástico, más compacto y con cierto grado de

impermeabilidad. Las proporciones más usadas son:

14.6 para asentado en muros no sobrecargados.

1:1:3 en muros con sobrecarga

1:2:12 para tarrajeo.

6.4 DOSIFICACIONDE MORTEROS

Se suelen expresar por la relación entre los volúmenes de aglomerante y arena.

Ejemplo: 1:3.

El volumen de mortero resultante es menor que la suma de los volúmenes aparentes

de los componentes, porque los huecos de la arena se rellenan con la pasta del

aglomerante.

Si se conocen las densidades reales y aparentes de los componentes del mortero, se

puede determinar las cantidades en peso del cemento y arena requeridas.

Existen tres tipos de dosificación:

1. Por peso: es el mejor sistema, el más exacto.

2. Por volumen: la dosificación por volúmenes aparentes es inexacta, pues

las cantidades para obtener 1 rn3 dependen de varios factores: relación de la

mezcla, composición granulométrica del agregado, forma, contenido de humedad,

llenado del recipiente.

Ejemplo de dosificación por peso preparar un mortero bastardo de cemento 1:2:6 con

20% de agua, si se sabe que:

Cemento Cal Arena

pe = 3,15 pe=2,33 pe = 2,6

= 1510 kg/m3 = 700 kg/m3 = 1620 kg/m3

Volumen de agua = 0,20 * ( Vol aparentes) 0,20 * (1+2+6) = 1.8

Volumen absoluto de lamezcla (VsM):

Cemento:

Usando Volumen absoluto Usando Volumen aparente

0.479 m3 ------------- 6.617 m3 1 m3 --------------------- 6.617 m3

X ------------- 1 m3 X ------------- 1 m3

Cal:

Usando Volumen absoluto Usando Volumen aparente

0.60 m3 ------------- 6.617 m3 2 m3 --------------------- 6.617 m3

X ------------- 1 m3 X ------------- 1 m3

Arena:

3.738 m3 ------------- 6.617 m3

X ------------- 1 m3

Agua:

1.8 m3 ------------- 6.617 m3

X ------------- 1 m3

CAPITULO VI

CONCRETO

Se considera al concreto como una piedra artificial formada por la mezcla, por vía húmeda de

cemento Pórtland, agregado fino y agregado grueso.

9.1 TIPOS DE CONCRETO

Se pueden diferenciar los siguientes tipos:

Concreto simple: es una mezcla de cemento Pórtland, agregado fino, a regado grueso

y agua. En la mezcla el agregado deberá estar totalmente envuelto por la pasta de

cemento; el agregado fino deberá rellenar los espacios entre el agregado grueso y a la

vez estar similarmente cubierto por la misma pasta la que deberá saturar los espacios

yacios remanentes.

Concreto armado: es el concreto simple cuando éste lleva embebida una armadura de

acero como refuerzo y está diseñado bajo la hipótesis de que los dos materiales

trabajan conjuntamente, actuando la armadura para soportar el esfuerzo de tracción e

incrementar la resistencia a la compresión del concreto.

Concreto estructural: es el concreto simple cuando es dosificado, mezclado,

transportado y colocado de acuerdo a especificaciones precisas que garanticen una

resistencia mínima preestablecida en el diseño, y una durabilidad adecuada

Concreto estructural armado: cuando el concreto estructural lleva armaduras de

acero como refuerzo.

Concreto ciclópeo: es aquel que lleva una fuerte proporción de piedras grandes,

cuyas dimensiones pueden llegar a ser de hasta 10 Pulg. Estas piedras ocupan como

máximo el 30% del volumen total; no se considera concreto estructural.

Concreto estructural ligero: cuando se emplean agregados de bajo peso específico

(menor a 1,1 t/m3), resultando un concreto de peso especifico significativamente menor

que el concreto normal.

Concreto pesado: es un concreto de gran densidad, que varia entre 2.8 a 6 t/m3, a

diferencia de los concretos normales que varían entre 2.2 y 2.3 t/m3. Para su

fabricación se utilizan agregados pesados (baritas, minerales de fierro como magnetita,

limonita y hematita, o partículas de acero como subproducto industria]). Se utiliza en la

construcción de paredes de bóvedas, cajas fuertes, centrales nucleares (protección

contra las radiaciones) contenedores de desechos radioactivos.

Concreto con aire incorporado: cuando contiene determinada proporción de burbujas

de aire que le comunican propiedades especiales mejora la trabajabilidad del concreto

(las burbujas de aire funcionan como billas que resbalan sin producir ligamento entre

los elementos del concreto); le da mayor resistencia a las heladas (para que el agua no

penetre en los poros se coloca allí una presión mayor que la atmosférica y que la

presión del poro, por consiguiente no se produce agrietamiento).

Concreto pre-mezclado: es aquel que se dosifica en planta y que puede luego ser

mezclado en la misma planta o en camiones mezcladores, para luego ser transportado

a la obra.

Concreto pre-tensado: es aquel concreto armado a cuyas armaduras se les tensa

para sanar resistencia a la compresión en el concreto.

9.2 COMIPONIENTES DEL CONCRETO

Los materiales componentes han de ser elegidos, dosificados y manipulados de

acuerdo a normas establecidas y a las condiciones económicas, técnicas y

constructivas. Tanto las propiedades del cemento como las de los agregados y el agua,

tienen un efecto importante sobre la resistencia y durabilidad del concreto.

Cemento: la pasta de cemento separa las piezas individuales de agregados y se

adhiere firmemente a ellos. Se debe trabajar con cemento fresco (edad no mayor de 3

meses).

Agregados: forman el material inerte que le da cuerpo a la masa y abarata los costos.

Deben de tener buena gradación, carencia de sales e impurezas, cierta dureza, libres

de barro y materia orgánica, resistencia al desgaste ante los fenómenos de hielo y

deshielo, poca porosidad.

La resistencia del concreto está influenciada por la compacidad de los agregados.

El tamaño recomendable del agregado grueso para los diferentes tipos de concreto y

estructuras puede variar entre los siguientes valores:

- Concreto armado: ½”, ¾”, 1 ¼, y 1 ½”.

- Concreto simple: 2”, 2 ½”, 3”.

- Para columnas y dinteles: de ¾” a 1”.

- Para techos: de ¼” a ¾”.

- Muros de Contención y Pavimentos: de 2” a 3”.

La granulometría del agregado grueso puede influir también sobre la trabajabilidad de

la mezcla

Agua: el agua para la preparación del concreto debe ser fresca, limpia y bebible. Las

impurezas en el agua pueden interferir con la fragua inicial del cemento, afectar la

resistencia del concreto, provocar manchas en su superficie y también originar la

corrosión de la armadura de fierro.

Se puede usar agua con impurezas (agua de pantanos, agua de mar, aguas alcalinas,

arroyos, ríos) solo cuando mediante pruebas previas a su uso se determina que los

cubos de mortero preparados con ella dan resistencias mayores al 85% de la

resistencia de los cubos preparados con agua potable.

El agua de mar se podrá usar (excepto en concreto pretensado) sabiéndose que:

- Disminuye la resistencia final del concreto en 15%

- Produce eflorescencia en la superficie del concreto terminado

- Incrementa el peligro de corrosión del refuerzo cuando el concreto está expuesto o

climas húmedos, cuando el concreto está permanentemente bajo agua dulce o

salada no existe riesgo de corrosión.

9.3 PROPIEDADES DEL CONCRETO

Para cumplir los requisitos de uso es esencial que el concreto endurecido tenga sobre

todo resistencia y durabilidad y, para poder colocarlo dentro de los encofrados, debe

tener trabajabilidad cuando se encuentra en estado plástico. Cuando se requiere

impermeabilidad, debe ser denso y de calidad uniforme

En general la calidad del concreto dependerá del uso de materiales apropiados,

proporciones correctas, métodos adecuados de mezclado y colocación, suficiente

protección durante el curado.

1) RESISTENCIA

Debido a las numerosas pruebas a las que ha sido sometido, actualmente se sabe de

antemano que resistencia se obtendría en el concreto endurecido para determinadas

proporciones de sus ingredientes.

La resistencia del concreto no puede probarse en condición plástica, el procedimiento

acostumbrado consiste en tomar muestras durante el mezclado, las cuales después de

curadas se someten a pruebas de compresión.

La resistencia del concreto depende básicamente de la relación agua – cemento y del

grado de compactación de la mezcla, además de las características de los agregados y

del anua, el curado y la supervisión durante su preparación y manipuleo.

Usualmente se determina la resistencia a la compresión por la facilidad en la

realización de los ensayos y el hecho que la mayoría de propiedades del concreto

mejoran al incrementar esta resistencia

La resistencia a la compresión es la carga máxima por unidad de área soportada por

una muestra antes de fallar en compresión (agrietamiento, rotura).

Se indica por f’c y se mide a los 28 días después de vaciado y realizado el curado

respectivo.

Además de los esfuerzos de compresión, el concreto debe resistir la tensión diagonal

(cortante) y los esfuerzos de adherencia, presentes estos últimos al entrar en contacto

con el acero de refuerzo.

En las estructuras de concreto, la habilidad para resistir, cargas se conoce como

resistencia. Es posible realizar pruebas de cada uno de los esfuerzos individuales

mencionados, pero la de compresión, proporciona una buena indicación de las otras

propiedades.

Muestreo:

Se toma una muestra del concreto que se esta vaciando.

- En hormigoneras fijas:

En el tercio central del vaciado para volúmenes menores de 0,5 m3 o en cinco sitios

diferentes del montón formado.

Muestra compuesta se forma tomando parte del vaceado del fin del primer tercio, y

la otra parte del inicio del último tercio, se usa para volúmenes mayores de 0,5 m3.

- En camiones concreteros: la muestra se toma en el tercio central del vaciado.

Tamaño de muestra:

Se tomará una muestra por cada 120 m3 de concreto producido o 500 m2 de superficie

llenada y en todo caso no menos de una al día.

El volumen de la muestra no será menor de 30 litros y deberá ser tomada como

máximo en el término de 1 hora desde la preparación.

No deben transcurrir más de 15 minutos entre las operaciones de muestreo y el

moldeo del concreto.

Se deben preparar como minino dos probetas de ensayo por cada muestra, pero es

recomendable moldear tres para una mayor precisión.

Las muestras se vacían en moldes cilíndricos de 6” x 12”, en tres capas compactadas

c/u con 25 golpes (en espiral), usando para ello una barra compactadora de 5/8” de

diámetro y 60 cm., de longitud, con uno de los extremos serniesférico (para no

segregar el material). Antes del vaciado los moldes serán engrasados para facilitar el

desmolde.

Nota:

a) En caso de agregados de tamaño superior a 2” usar moldes de 8 x16”.

b) Identificar la probeta anotando:

* Procedencia.

* Fecha de vaceado.

Ejemplo:

Las pruebas se realizan por lo general a los 7 y 28 días, obteniéndose diferentes

valores en función del tiempo (edad de ensayo), temperatura y humedad tal como se

observa en la figura

Curva Típica de Endurecimiento del Concreto

Edad % Resistencia

3 días 50%

7 días 75%

14 días 90%

28 días 100%

2) TRABAJABILIDAD

Es la propiedad que tiene el concreto dada por la facilidad que presenta para ser

mezclado, colocado, compactado y acabado.

No existe prueba alguna que permita cuantificar esta propiedad pero se puede apreciar

a través de los ensayos de consistencia

Algunos factores que pueden afectar la trabajabilidad son:

a) Aquellos que incrementan la trabajabilidad:

- Contenido de cemento: las mezclas más ricas son más trabajables.

- Fineza del cemento: cementos más molidos incrementan la trabajabilidad.

- Empleo de material puzolánico.

- Agregados de perfil esférico.

- Uso de aditivos incorporadores de aire.

b) Aquellos que disminuyen la trabajabilidad:

- Suciedad del agregado: porque chupa agua de mezcla

- Porosidad y absorción del agregado.

3) CONSISTENCIA

Evalúa la oportunidad que ofrece el material para ser manipulado y que al final tome la

forma exacta del molde o encofrado.

De manera general indica el grado de humedecimiento de una mezcla de concreto, y

afecta la facilidad con que el concreto fluirá durante la colocación. Se mide en términos

de asentamiento, revenimiento o slump; a mayor asentamiento se tendrá una mezcla

más húmeda. La consistencia está relacionada con la trabajabilidad y está afectada

por:

a) La cantidad de agua.

b) El contenido de cemento (al igual que la trabajabilidad).

c) Las características del agregado:

- Agregados rugosos requieren mayor cantidad de agua

- Tamaño máximo del agregado: el agua de mezclado disminuye al aumentar el

tamaño de agregado.

- Forma del agregado: perfil esférico de mayor trabajabilidad.

- Porosidad y absorción.

d) La cantidad de aire incorporado: aumenta la trabajabilidad porque incrementa el

volumen efectivo de pasta

El revenimiento o asentamiento se puede medir con el Cono de Abrams, con la Bala de

Kelly, o con el docilímetro (ver figuras adjuntas).

Este ensayo sólo es aplicable en concretos plásticos, no en; concreto sin asentamiento

(alta resistencia, tamaño agregado mayor de 2 ½”, bajo contenido de agua menor de

160 l/m3).

Cada estructura requiere un asentamiento diferente, como puede apreciarse en el

siguiente cuadro:

AsentamientoEstructura Máx. Mín.

Muros y zapatas de cimiento en concreto armado. 8 2Zapatas simples, cajones y muros 8 2

10 2Columna 10 2Pavimentos y losas 8 2Concreto masivo 5 2

CONO DE ABRAMS

DOCILIMIETROElemento de fierro fundidocon peso y dimensiones BALA DE KELLYdeterminadas: se deja caer e: min 20cm = 3 veces el

y se mide la penetración Tamaño Máximo del Agregado

4) SEGREGACION

Es definida como la descomposición mecánica del concreto en sus partes

constituyentes: ocurre cuando el agregado grueso tiende a separarse del mortero. Se

produce por:

- Altura muy grande de caída del concreto.

- Manipulación inadecuada

- Exceso de vibración: el agregado de mayor tamaño se asienta en el fondo.

- Demasiada diferencia de peso específico entre finos y gruesos.

Los factores que aumentan el riesgo de segregación son:

- Mezclas pobres en cemento.

- Mezclas poco consistentes.

- Encofrados complicados.

- Concreto colocado bajo agua.

- Malas condiciones de transporte.

- Exceso de agua

5) HOMOGENEIDAD

Es el término opuesto a segregación: el concreto debe encontrarse con la misma

proporción de sus componentes en toda la masa.

Es función del tiempo la compactación, transporte, colocación, etc.

6) EXUDACION

Debido a esta acción, el agua tiende a subir a la superficie del concreto. Eso ocurre

por:

- Sedimentación de sólidos.

- Altas temperaturas (aumentan la velocidad de exudación).

- Exceso de contenido de anua en el concreto.

- Altura del encofrado

- Falta de material fino.

Y causa los siguientes efectos:

- Disminuye la resistencia debido a la formación de concreto poroso.

- Agrietamiento por evaporación del agua.

- Malogra el acabado.

- Forma cangrejeras cuando hay escape lateral en el encofrado.

9.4. ETAPAS PRINCIPALES EN LA PRODUCCION DE UN CONCRETO

1) DOSIFICACION

El concreto se compone esencialmente de cemento, agregados y agua. Puede

contener aire, ya sea atrapado o incorporado intencionalmente con el empleo de un

aditivo.

Las proporciones de La mezcla de concreto deben ser seleccionadas de tal manera

que se obtenga trabajabilidad, resistencia y durabilidad. Siempre que sea posible, se

debe contar con información sobre los agregados obtenida de ensayos de laboratorio.

Las proporciones de dosificación se establecen en el siguiente orden: cemento: arena:

agregado grueso.

El primer paso para determinar las proporciones de los distintos elementos consiste en

establecer la relación agua-cemento: ésta dependerá del grado de exposición a que

estará sometido el concreto de la resistencia deseada (f’c)

Este valor de f’c se alcanzará cuando el transporte, colocación y compactación del

concreto se efectúen adecuadamente.

El f’cx de la tanda de ensayos deberá ser mayor o igual al f’c.

El incremento necesario sobre el f’c para alcanzar el valor diseñado dependerá de la

calidad de la construcción, y ésta a su vez dependerá de la mano de obra, equipo,

materiales y control de la mezcla.

Los factores K para el incremento del f’c de modo que f’cx=k f’c se pueden establecer

como sigue:

TIPO VALOR DE KMateriales de calidad muy controlada, dosificación por pesado, supervisión especializada constante.

1.15

Materiales de calidad controlada, dosificación por volumen, supervisión especializada esporádica.

1.25

Materiales de calidad controlada, dosificación por volumen, sin supervisión especializada.

1.35

Materiales variables, dosificación por volumen, sin supervisión especializada.

1.50

Concreto pre-mezclado. 1.25

Métodos de Dosificación

a) Dosificación por Peso: Este método tiene la ventaja de poder efectuar

correcciones en la proporción de agregados debido a la precisión con que trabajan

las balanzas. Con este método se pueden obtener concretos de diversas

resistencias:

140 kg/cm2 210 kg/cm2 280 kg/cm2

175 kg/cm2 245 kg/cm2

Este método aplica las Tablas del American Concrete Institute (ACI – Comité 613)

(Ver tablas del Nº 1 al Nº 6 incluidas en el Anexo).

Ejemplo: Diseñar una mezcla de concreto a emplearse en el vaceado de cajones

de cimentación de una edificación, para la cual se pide alcanzar un f’c = 245

kg/cm2. Las condiciones de colocación del concreto así como las disponibilidades

de equipos de compactación hacen recomendable trabajar el concreto con un

asentamiento entre 3” y 4”.

Se dispone en obra de los siguientes materiales:

Cemento Agregado fino Agregado grueso

Pórtland Pesss = 2.70 Tam. Máx. = 1 ½”

Pe = 3.15 Hf = 0.85% Pesss = 2.70

= 1510 kg/m3 Af = 0.52% Hg = 0.16%

MF = 2.8 Ag = 1.15%

fs = 1360 kg/m3gs =1578 kg/m3

gs =1320 kg/m3

- Relación a/c: para condiciones de laboratorio

- En la tabla 01: relación a/c para condiciones severas de servicio.

- En la tabla 02: relación a/c en función a la resistencia que se quiere alcanzar, y

usando concreto sin aire incorporado

- Selección del Tamaño Máximo del agregado grueso: Tabla Nº 03.

Cajones de cimentación Muros reforzados con secciones mínimas de 30 a75 cm.

diámetro entre 1 ½ - 3”

- Selección del Revenimiento: Tabla Nº 04

Para este caso se solicitó entre 3” y 4” (7,5 -10 cm.)

- Determinación de la cantidad de agua: Tabla Nº 05

Datos:

Rev = 3 – 4” Wa= 175 kg / m3 de concreto

Tamaño máx.=1 ½” (40 mm.) Va = 0,175 m3 / m3 de concreto

Concreto sin aire incorporado Vv = 1.0% (aire atrapado)

- Determinación de la cantidad de cemento/nm3 de concreto:

- Determinación de la cantidad de agregado grueso/m3 de concreto: Tabla N” 06

Datos: Tamaño máx. ag.= (40 mm.) Vg = 0.72m3 (vol. aparente)

MF = 2.8

- Determinación de la cantidad de finos/m3 de concreto:

Vol. Total de concreto 1 m3

Vol. Total = Va + Vc + Vg + Vf + Vv

- Cantidades básicas para 1 m3:

Agua: 0.175 m3 = 175 litros

Cemento: 302.77 kg.

Arena: 826,20 kg.

Piedra: 1136.16 kg.

- Corrección por humedad y absorción del agregado:

- corrección por volumen:

- Cantidades Corregidas por m3

Agua: 0,183 m3 = 183 litros

Cemento: 302,77 kg 303 kg.

Arena: 831,6kg 832kg

Piedra: 1105,5 kg. 1106kg

- Expresión de las proporciones en peso: por cada kilogramo de concreto

Cemento: Arena:

Piedra: Agua:

Es decir:

1: 2.74: 3,65 con 0,60 litros de agua.

Para calcular la cantidad de materiales por tanda bastará multiplicar la cantidad

de cemento usada en cada tanda por los valores resultantes.

Ejemplo: cantidades a usarse por cada saco de cemento de 42.5 kg.

Cemento: 1 * 42.5 = 42.5 kg. (1 saco)

Arena: 2.74 * 42.5 = 116.45 kg.

Piedra: 3.65 * 42.5 = 155,12 kg.

Agua: 0.60 * 42,5 = 25.5 kg.

b) Dosificación por Volumen: Es la forma usual de dosificar para obras pequeñas,

en base a la unidad de volumen conocido. Este tipo de dosificación tiene

rendimientos muy bajos y costos de producción altos. Con la dosificación por peso,

y los pesos volumétricos sueltos de los anegados, se pueden transformar los

valores de pesos a volúmenes;

Ejemplo: dosificación por volumen para el resultado de la dosificación por peso.

Cantidades/m3 de concreto

Agua: 183 litros

Cemento: 303 kg. 1510 kg/m3

Arena: 832 kg. 1360 kg/m3

Piedra: 1106 kg. 1320 kg/m3

Cemento:

Arena:

Piedra:

Agua:

Esto se expresa.

1: 3.06: 4.19 / con 0,91 litros de agua

Luego por cada saco de cemento de 1 pie3 se usaran:

Cemento: 1 * 1 pie3 = 1 bolsa

Arena: 2,68 * 1 pie3 = 2,68 pie3

Piedra: 3.48 * 1 pie3 = 3.48 pie3

Agua: 0.91 * 1 pie3 = 0.91 pie3 = 25.48 litros

Algunos volúmenes conocidos:

1 lata ± i pie3 0,028 m3 (0.025 m3 = 25 litros)

1 carretilla 2 pie3 (0,056 m 3) (2 bolsas de cemento)

1 buggi 3 pie3 (llenado ± cabezón) (3 bolsas de cemento)

En 1 rn3 35 pie3 15 carretillas 11.6 buggies

Proporciones comunes para determinadas resistencias

1: 2: 2 f’c = 210 kg/cm2

1: 2: 3 f’c = 175 kg/cm2

1: 2: 4 f’c = 140 kg/cm2

c) Corrección por Revenimiento: Esta corrección se efectúa para alcanzar la

consistencia deseada por ejemplo para el problema planteado en la dosificación

por peso:

- Revenimiento pedido 3 - 4” (8-10 cm.)

- Revenimiento obtenido 4 cm.

- Corrección: 2 litros de agua/cm., de revenimiento

Si falta se aumenta el agua.

Si sobra se disminuye el agua.

En este caso: faltan 4 cm.

Agregar 2 litros/cm. * 4 cm. = 8 litros de agua

Este valor se agrega sobre las cantidades básicas sin corregir:

Agua 195 litros + 8 litros 203 litros Wa”= 203 kg.

Va = 0.203 m3

Para mantener la constante se modificará la cantidad de cemento:

Corno el volumen total debe ser constante, se debe agregar un peso mayor de

arena o de agregado grueso. Suponiendo que el peso de gruesos es constante:

Wg” = 1057,26 kg.

Vg’’ = 0,384 m3

Entonces:

Corrección por contenido de humedad:

Wa”’ = Wa’ - [Wg” (Hg - Ag) + Wf” (Hf - Af)]

Corrección por volumen (similar al primer ejemplo)

Cantidades por m3 de concreto.

TABLA P ARA DOSIFICACION DE CONCRETO

SEGUN EL ACI

TABLA N 0 1 .- Máxima relación agua-cemento permisible para concretos expuestos a

medios severos*

Tipo de estructuraEstructuras continuamente en

contacto con agua y expuestas a hielo y deshielo***

Estructura en contacto con agua de mar o sulfatos

Secciones delgadas y secciones con recubrimiento menor de 3 cm. para el acero de refuerzo.

Todas otras estructuras 0.45

0.50

0.40**

0.45**

* Basado en el informe ACI-Comité 201

** Usar cemento tipo II ó IV (ASTM-C150) y aumentar la relación agua-cemento hasta 0.05.

*** Debe usarse concreto con aire incorporado.

TABLA N 0 2 .- Relaciones agua-cemento y resistencia a la compresión de concretos.

Resistencia a la compresión a los 28 días (k/cm2)

a/c en pesoSin aire incorporado Con aire incorporado

450400350300250200150

0.380.430.480.550.620.700.80

----0.400.460.530.610.71

TABLA Nº 3.- Tamaños de agregados para diferentes tipos de construcción*

Dimensiones mínimas de la sección (cm)

Muros reforzados y

vigas, columnas.

TAMAÑO MÁXIMO DE AGREGADOS (IN)**

Muros si refuerzo

Lozas muy reforzadas

Losas poco o ningún refuerzo

5 a 12.5

15 a 25

70 a 35

75 a más

½ - ¾

¾ - 1 ½

1 ½ - 3

1 ½ - 3

¾

1 ½

3

6

¾ - 1

1 ½

1 ½ - 3

1 ½ - 3

¾ - 1 ½

1 ½ - 3

3

3 - 6

** Tamices con abertura cuadrada

* Adaptado del ACI 613-54

TABLA N 0 4 .- Revenimientos recomendados para varios tipos de construcción

Tipos de construcciónRevenimiento

Máximo Mínimo

1. Concreto armado en cimentaciones, pavadas y zapatas2. Plateas de cimentación, porosos y sub

estructuras, de paredes3. Vigas y paredes reforzadas

4. Columna de edificios

5. Pavimento y losas

6. Concreto en masa

8

8

10

10

8

8

2

2

2

2

2

2

* Debe incrementarse en 2 cm. si se usan métodos de compactación diferentes al vibrado.

TABLA N° 5.- Cantidades aproximadas de agua requerida para diferentes revestimientos y

tamaños mínimos de agregado grueso*

Revenimiento(cm)

Agua (kg/m3) de mezcla para los tamaños de agregados indicados en mm.10 12.5 20 25 40 50 70

Concreto sin aire incorporado.3 a 58 a 1015 a 16Porcentaje de aire retenido en la masa de concreto

205225240

3

200215230

2.5

185200210

2

180195205

1.5

160175185

1

155170180

0.5

145160170

0.3Concreto con aire incorporado.

3 a 58 a 1015 a 16Porcentaje de aire retenido en la masa de concreto

180200215

8

175100205

7

165180190

6

160175185

5

145160170

4.5

140155165

4

135150160

3.53/8” ½” ¾” 1” 1 ½” 2” 3”

* Estas cantidades de agua de mezcla en función del concreto libre. Son máximas para un

agregado de forma angular y que ha dado de acuerdo a los límites especificados.

TABLA N 0 6 .- Volumen de agregado grueso por unidad de vol6men de concreto.

Tamaño máximo de

agregado (mm.)

Volumen de agregado grueso seco y compactado para unidad de volumen de concreto para diferentes módulos de finura de arena

2.40 2.60 2.80 3.00

1012.52025405070

0.590.590.660.710.760.780.81

0.480.570.640.690.740.760.79

0.460.550.620.670.720.740.77

0.440.530.600.650.700.720.75

* Volúmenes de agregado grueso basado en la norma ASTM C-29 (peso volumétrico de a-

gregados).

2) MEZCLADO

El mezclado del concreto tiene por objeto cubrir la superficie de los agregados con la

pasta de cemento, produciendo una masa homogénea.

Normalmente se realiza con mezcladoras o concreteras (de eje horizontal y de cuba

basculante), pero también se puede preparar a mano. De cualquier forma, lo que se

pretende es lograr una mezcla uniforme, de consistencia y trabajabilidad apropiada

El tiempo mínimo de mezclado depende de la eficiencia del equipo, pero un tiempo de

un minuto se puede considerar satisfactorio para mezcladoras de tamaño medio (6 a

16 pie3).

Para concretos con bajo contenido de cemento y consistencia seca, el tiempo debe

aumentarse a un mimito y medio.

El tiempo de mezclado se mide desde el momento en que todos los materiales están

dentro del tambor o trompo; para cargar los materiales en el trompo generalmente se

recomienda agregar primero un 10% del agua y luego los materiales sólidos (piedra,

arena, cemento) con el resto del agua.

No es conveniente aumentar el tiempo de mezclado pues se puede producir

segregación en el agregado. Igualmente es necesario controlar la capacidad de la

mezcladora para evitar la formación de juntas frías (en el vaceado de concreto en

capas, el vibrador debe penetrar hasta la capa inferior).

El vibrador debe penetrar en

el vaceado anterior para evitar

“juntas frías”

El mezclado a mano se realiza con lampa sobre un terreno liso y poco absorbente:

usualmente se mezclan en seco los componentes sólidos: arena y cemento, hasta

lograr un color uniforme; luego se añade la piedra y finalmente el agua volteando el

conjunto por lo menos 3 veces. Este procedimiento se utiliza para pequeños

volúmenes.

Rendimiento para el mezclado a mano:

5 peones + 1 oficial o maestro rinden 4.7 m3 por jornada de 8 horas.

Rendimiento de mezcladoras:

- Mezcladora de 31/2 pie3 …………………. 15 m3/jornada

- Mezcladora 6 pie3 ………………………… 25 m3/jornada

- Mezcladora de 11 pie3 …………………… 40 rn3/jornada

Capacidad de camiones trompo: 5, 6, 7, 8 m3 de capacidad.

Concreto Pre-mezclado

Es el concreto mezclado previamente en planta y transportado hasta el sitio de

vaceado en un camión mezclador o trompo.

Si la distancia que debe recorrer el camión mezclador puede hacerse en el tiempo

inicial de fraguado, el agua se añade en la planta y sólo se mezcla durante el

transporte; cuando la distancia es muy larga, el camionero debe añadir el agua a lo

largo del camino.

El concreto preparado de esta forma podrá ser descargado como máximo después de

una hora y media (luego de agregar el agua).

Cuando se use concreto pre-mezclado se deberá considerar:

- Que el equipo de transporte y la organización del personal en obra sean

compatibles con el volumen y la rapidez de provisión de concreto.

- Al hacer el pedido precisar: volumen requerido (m3), calidad de concreto (f’c),

consistencia, tamaño máximo del agregado, día y hora de remisión e intervalo de

llegada de los camiones a la obra

- Se deberá acondicionar adecuadamente el acceso de los camiones y tener los

encofrados listos.

- Los camiones mezcladores están equipados con una mezcladora de tambor, un

depósito de agua y un motor auxiliar que controla el mezclado.

3) TRANSPORTE

El concreto puede ser transportado satisfactoriamente por varios métodos: carretillas,

chutes, buggies, elevadores, baldes, fajas y bombas,

La decisión de que método emplear depende sobre todo de la cantidad de concreto por

transportar, de la distancia y dirección (horizontal o vertical) y de consideraciones

económicas.

La mezcladora puede vacear el concreto por medio de un canal o medio tubo “chute” a

un balde, carretilla o depósito.

Las carretillas o “dumpers” son de una rueda, completamente metálicas, con capacidad

de 2 a 3 pie3.

Los carritos son también metálicos, con llantas neumáticas pero de mayor capacidad,

de 4 a 9 pie3.

Para edificaciones de varios pisos se utilizan castillos elevadores, donde mediante un

winche se eleva una tolva que transporta el concreto.

Las consideraciones más importantes durante el transporte son:

- Evitar la segregación con el traqueteo de las carretillas y la caída del concreto en el

recipiente

- Evitar la pérdida de material, especialmente de la pasta de cemento (el equipo

debe ser estanco).

- Coordinar la capacidad de transporte con la cantidad de concreto a colocar para

evitar “juntas frías”.

Para prevenir la segregación del agregado (ver figura N0 1) es importante que se tome

en consideración que el concreto debe caer siempre que sea posible de manera

vertical al centro del recipiente, tolva o balde; sobre todo cuando se trabaja con

mezclas sueltas, tamaño grande de agregados o mezclas con poco contenido de

cemento. Cuando la descarga se realiza en ángulo la piedra tiende a desplazarse hacia

un extremo produciéndose segregación, es recomendable en este caso colocar una

pantalla o contención al extremo de la canaleta

Equipo:

a) Carretillas; se recomiendan las de ruedas de jebe tipo buggie, las cuales deben ser

conducidas sobre superficies suaves y rígidas, acondicionando tablones

b) Canaletas: deben ser de metal o revestidas de metal, de fondo redondeado, con

pendiente adecuada para que resbale el concreto; al extremo se debe instalar un

dispositivo que permita descargar el concreto verticalmente.

FIG. Nº 1 DESCARGA DEL CONCRETO

c) Fajas transportadoras: funcionan como una canaleta sólo que en forma mecánica;

cuando el recorrido es muy largo necesita protección contra el clima, también se

debe cuidar la forma de descarga

d) Elevadores: montacargas o winches, unos permiten subir el concreto con carretillas

y otros solo con cubo (los más pequeños).

e) Bombas: se utilizan para alturas máximas de bombeo de 25 metros. Para usarlas

habrá que considerar que:

- No se puede bombear concreto con más de 3” de asentamiento, pues segregará y

la tubería se obstruirá

- No se debe bombear concreto que contenga menos de siete bolsas de cemento

por metro cúbico, pues el cemento es el lubricante que impide la obstrucción de la

tubería

- La primera mezcla que se bombee debe ser rica en cemento.

f) Latas: este tipo de transporte sólo se utiliza para obras pequeñas.

4) COLOCACION

El concreto deberá colocarse en su posición definitiva tan rápido como sea posible

después de mezclado para evitar la segregación del agua.

El trabajo debe realizarse de tal manera que el concreto se encuentre pastoso durante

su colocación, y que fluya fácilmente dentro del encofrado y las barras de refuerzo

cubriéndolas completamente. No debe emplearse concreto que haya empezado a

fraguar.

La colocación del concreto en los elementos para los cuates está destinado, es un

paso muy importante para logar la uniformidad y alta calidad del concreto colocado; se

debe evitar a toda costa la separación de los agregados gruesos, lo cual se consigue

cuando el concreto cae verticalmente.

Una vez iniciado el vaceado debe continuarse hasta completar toda la sección o paño.

En el caso de tener que dejar una junta de construcción en un techo, ubicada en las

proximidades del medio de la luz de la losa, viga o vigueta.

La colocación del concreto en el encofrado se acomoda con pisones para conseguir

que fluya hacia las esquinas del molde y que envuelva el refuerzo sin que queden

vacíos o cangrejeras.

El encofrado deberá tener las dimensiones y forma del elemento a vacear, deberá ser

rígido para no deformarse por el empuje del concreto; deberá ser estanco para evitar la

pérdida de agua; no deberá ser absorbente para lo cual se te puede recubrir con

aceite.

Colocación del concreto para evitar la segregación:

- Evitar que el concreto choque contra las paredes del encofrado para no producir

segregación ni cangrejeras en la parte inferior. Adicionalmente se evitará ensuciar

el fierro y el encofrado.

CORRECTO INCORRECTO

- Utilizar un concreto cada vez más seco (con slump variable) conforme sube el

llenado del concreto en el encofrado, de lo contrario habrá un exceso de agua en la

parte superior con pérdida de resistencia y durabilidad por ejemplo: 5” de

asentamiento en la parte inferior, 3” ó 4” en la parte intermedia y 2” en la parte

superior.

- En columnas se recomienda efectuar la colocación mediante bombas o con

aberturas intercaladas durante el vaceado; pues cuando se suelta el concreto

desde alturas mayores a 1 metro se produce segregación.

CORRECTO INCORRECTO

- Para la colocación del concreto en losas se recomienda colocar el concreto

alejándolo de la cara llenada

CORRECTO INCORRECTO

- Para la colocación del concreto en pendientes fuertes se recomienda colocar una

retención en el extremo de la canaleta para evitar la segregación y asegurar que el

concreto permanezca en la pendiente, de lo contrario el agregado grueso se irá al

fondo de la misma

CORRECTO INCORRECTO

- Para la colocación del concreto en pendientes suaves vacear el concreto en la

parte inferior de la pendiente, pues si se comienza a colocarlo en la parte alta, la

vibración transportará el agregado grueso hacia la parte inferior.

CORRECTO INCORRECTO

Colocación del concreto en climas calurosos:

La condición ideal para vaciar el concreto es un día cubierto, sin viento, húmedo y con

una temperatura entre 8 y 20ºC.

El concreto a 16ºC fragua en 2 horas y media, y está totalmente dura en 6 horas; a

35ºC estos períodos se reducen a menos de la mitad. Consecuentemente la posibilidad

de juntas filas y la dificultad de acabado aumenta a mayores temperaturas.

Adicionalmente la velocidad de evaporación se incrementa en climas calurosos, con el

peligro de presentarse falta de hidratación del cemento y fisuración del concreto.

Por ello el objetivo que se debe perseguir en climas calurosos es colocar el concreto

que está frío y mantenerlo en este estado; para ello se recomienda:

- Mantener los agregados cubiertos, protegidos del sol directo, regándolos

continuamente.

- Obtener el agua más fría posible, y si se toma de reservorios mantenerlos

cubiertos y protegidos del sol.

- Regar abundantemente los encofrados antes de la colocación del concreto.

- Realizar con rapidez el transporte, colocación y compactación del concreto.

- Iniciar el curado lo antes posible sin que se dañe la estructura.

- En climas extremos, enfriar los agregados y/o el agua para preparar el concreto.

Colocación del concreto en climas fríos:

Se tomarán precauciones cuando el concreto se coloque en días cuya temperatura sea

menor de 5ºC.

Si el concreto se hiela antes de alcanzar una resistencia de 35 kg/cm2 deberá ser

retirado. Para impedir que esto ocurra se pueden aplicar las siguientes

recomendaciones:

- No preparar concreto con agregados cuya temperatura sea inferior a 0ºC o que

contengan nieve o hielo.

- No colocar concreto a temperaturas menores de 0ºC cuando la temperatura está

subiendo o menores de 8ºC cuando la temperatura está bajando.

- Deberá retirarse la nieve o el hielo de los encofrados,

- El transporte, colocación y compactación del concreto debe efectuarse con la

mayor rapidez.

- El concreto recién colocado debe protegerse con mantos o cubiertas gruesas de

plástico, colocados a unos 10cm de la superficie del concreto para crear un

colchón aislante que impida la pérdida del calor de hidratación.

- No se requiere curado cuando la temperatura se mantiene por debajo de 10ºC,

excepto en climas muy secos.

- En caso de climas muy fríos, será necesario calentar los agregados y/o el agua

para preparar el concreto.

5) COMPACTACION

El concreto tal como se coloca en el molde tiene una considerable cantidad de aire

atrapado, si se le permite endurecer bajo esta condición, resulta un concreto

desuniforme, débil, poroso y de mala apariencia.

La compactación retira el aire atrapado empleando varios métodos o técnicas,

dependiendo de la trabajabilidad de la mezcla, de las condiciones de colocación y de la

densidad y grado de aireación requerido.

Métodos de compactación:

a) Manuales: la mezcla alcanzará cierto gado de compactación por acción de la

gravedad al depositar el concreto en el encofrado; esto es factible en mezclas

fluidas que requieren poca energía de compactación tal como el chuceado manual

el cual se efectúa generalmente mediante una vara metálica

b) Mecánicos: el método más usual es la vibración; se usa para mezclas tiesas y

tiesa-plásticas, en las cuales es necesario aplicar mayor energía

La vibración consiste en someter el concreto fresco a impulsos vibratorios rápidos

que producen ondas responsables de la compactación.

CORRECTO INCORRECTO

Los vibradores deben penetrar verticalmente unos 10cm. en la llenada previa,

colocándose a distancias regulares para lograr el monolitismo del concreto.

La vibración por si misma no hace al concreto más fuerte ni más resistente a los

agentes externos, pero permite el uso de mezclas mas secas y menos trabajables; su

importancia disminuye cuando más fluido sea el concreto.

Los concretos blandos o fluidos que puedan consolidarse a mano no deben vibrarse,

de lo contrarío segregarán y disminuirán su calidad y resistencia.

Método de compactación según la trabajabilidad:

TIPO DE CONSISTENCIASLUMP

(Pulg)MÉTODO DE COMPACTACIÓN

Tiesa 0-1 Vibración o presión

Tiesa – Plástica 1-2 Vibración normal

Plástica 3-4 Vibración ligera y chuceado

Fluida 5-7 Chuceado

6) CURADO

Se denomina curado a la serie de acciones que contribuyen a que el concreto reúna

condiciones adecuadas de temperatura y humedad que aseguren la hidratación del

cemento.

El concreto endurece y adquiere resistencia debido a la reacción química entre el

cemento y el agua (hidratación del cemento) en un proceso que requiere largo tiempo;

la hidratación inicialmente es rápida, pero se vuelve cada vez más lenta conforme

avanza el proceso.

El proceso de curado consiste en proveer al concreto del agua necesaria a

temperaturas por encima de los 5ºC, esta acción genera los siguientes beneficios:

- Se mejora la durabilidad.

- Se posterga la contracción de fragua (cuando la superficie del concreto se seca

antes de la fragua final se producen contracciones que generan rajaduras).

- Se reducen las eflorescencias, pues se impide el afloramiento de sales.

- Se mejora la impermeabilidad.

- Se mejora la resistencia; estudios efectuados demuestran que si el concreto no se

cura, solo se logra alcanzar un 50% de la resistencia final; si sólo se cura durante 3

días se puede lograr hasta un 80% de la resistencia final; mientras que si se cura

permanentemente (28 días) se alcanza hasta un 130% de la resistencia final.

El curado debe iniciarse tan pronto como sea posible sin causar maltrato a la superficie

de concreto; para cementos Pórtland tipo I se pueden establecer los siguientes

tiempos:

1 - 3 horas después de la colocación…… en climas calurosos.

2.5 - 5 horas después de la colocación…… en climas templados.

4.5 - 7 horas después de la colocación…… en climas fríos

El tiempo de curado debe ser el máximo posible, pero como mínimo 7 días.

Métodos de curado:

a) Por provisión de agua.

- Regar el concreto

- Cubrirlo con lonas permanentemente húmedas.

- Cubrirlo con arena mojada

- Formar melgas rodeando el concreto con arena, tierra u otro material que retenga

el agua y aniegue el área circundada Es aplicable a losas y pavimentos.

b) Por retención de agua

Aplicando membranas impermeables inicialmente liquidas a la superficie del

concreto. Se aplica en elementos verticales y en la parte lateral e inferior de

elementos horizontales. Estas membranas retienen la humedad de la mezcla

9.5 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO

Los encofrados son los moldes que dan forma a los diversos elementos que componen

las obras de concreto; para que cumplan este fin deben satisfacer ciertas condiciones:

Resistencia: para soportar con seguridad el peso de los obreros y depósitos, la

presión lateral del concreto y las cargas de construcción (El peso unitario del concreto

fluido se estima en 2 400 kg/m3).

Rigidez o indeformabilidad: es decir que el encofrado no pierda su nivel ni su plomo

cuando lo llenan con el concreto.

Estabilidad: es usual que la falla de los encofrados se deba a la falta de arriostra

miento, ya que el peso del concreto es mucho mayor que el del encofrado y está

ubicado en la parte alta del mismo, creando condiciones severas de carga lateral.

Estanqueidad: las juntas deben ser herméticas de manera que no ocurran fugas de la

lechada de cemento.

Facilidad de desencofrado: se debe tener cuidado de asegurar que el concreto no

atrape al encofrado, los clavos no deben clavarse a fondo.

Economía: el costo del encofrado debe ser de 1/5 a 1/3 del costo de la estructura, por

consiguiente se requiere cuidado en el corte y mantenimiento de la madera, así como

una sistematización que permita el uso repetido de las formas.

MATERIALES

Los encofrados pueden ser de madera o de metal; los de metal generalmente son

fabricados en planta usando el acero y el aluminio: vienen en piezas de diferentes

longitudes, alquilándose como equipo para determinada obra (viguetas, puntales,

escuadras, andamios, crucetas, etc.).

Los encofrados metálicos son modulares, sus formas obedecen a módulos destinados

al encofrado de elementos estructurales. Tienen como ventaja su rápido armado y

como desventaja su peso excesivo.

Los encofrados de madera generalmente son fabricados en obra de acuerdo a las

necesidades. Pueden ser de acabado rústico o de acabado definitivo; los primeros se

usan cuando se va a aplicar tarrajeo y se trabaja con madera sin cepillar. Los segundos

se emplean cuando se trabajan superficies expuestas que no llevarán tarrajeo, en este

caso se utiliza madera cepillada

En nuestro medio se usan maderas importadas (pino oregón, pino blanco, pino

araucaria y álamo) y nacionales (pino nacional, tornillo) las que deben cumplir las

siguientes características:

- No deben alabearse con la humedad.

- No deben hincharse exageradamente al ser mojadas.

- Debe emplearse madera seca

En la fabricación del encofrado deben utilizarse además de la madera; clavos, pernos y

alambres Las desventajas de este tipo de encofrado son el costo y el tiempo que

demanda fabricarlos.

DESENCOFRADO

Una vez endurecido el concreto la estructura debe desencofrarse.

El desencofrado temprano es conveniente desde el punto de vista económico (por el

numero de usos que tiene la madera), sin embargo para asegurar un adecuado

comportamiento estructural del concreto, los encofrados deberán permanecer hasta

que el concreto adquiera la resistencia suficiente para soportar las cargas y evitar la

ocurrencia de deflexiones, guiñaduras y despostillamientos.

En general el tiempo de desencofrado depende del tipo y dimensiones de la estructura,

de las cargas a las que estar sujeta, de la naturaleza del concreto empleado y de las

condiciones atmosféricas.

Se recomiendan los siguientes tiempos mínimos;

Muros de contención sin relleno………….. 12 a 18 horas

Muros de contención con relleno…………. 7 días

Columnas y placas…………………………. 12 a 18 horas

Vigas: costados…………………………….. 12 a 18 horas

Fondo……………………………….. 14 días

Aligerado, losas y escaleras………………. 7 días

Losas de poca luz (menos de 2 m)………… 3 días

9.6 JUNTAS EN EL CONCRETO

Cuando se mantiene el concreto continuamente húmedo, se expande lentamente

durante años. Normalmente el concreto no estará hinchándose continuamente por

cuanto éste va perdiendo agua, disminuyendo su volumen.

La pasta y el concreto se contraerán o hincharán de acuerdo a los cambios de

contenido de agua; estos fenómenos son llamados de contracción y expansión.

Cuando no se toman precauciones para contrarrestar las fuerzas que se generan por el

fenómeno descrito pueden ocurrir metas en la estructura; por tal motivo es necesario

colocar una junta.

Las juntas son separaciones mínimas que se dejan en las estructuras de concreto y

que tienen como función controlar la contracción, expansión y vibración en caso de

edilicios, evitando que la estructura se agriete.

Tipos de junta

1) Juntas de construcción: tienen como propósito dividir la estructura en partes

compatible con la capacidad de producción y colocación del concreto. Deben ubicarse

teniendo en cuenta el comportamiento estructural y tratando de recuperar el

monolitismo del concreto.

No se indican en los documentos del proyecto (planos ni especificaciones técnicas)

debiendo ser ubicadas por el constructor.

Condiciones para su colocación:

- Asegurar la adherencia del concreto endurecido con el concreto fresco, colocando

una capa de 0,5 cm., de espesor o más de pasta de cemento.

- Colocar juntas horizontales: encima de la cimentación, debajo de las vigas y

encima de las losas o vigas (si son peraltadas). No pueden haber juntas

horizontales dentro de vigas, losas ni zapatas.

- Colocar juntas verticales: al centro de la luz de vigas o losas, nunca cerca de sus

apoyos.

2) Juntas funcionales: tienen como propósito permitir el movimiento irrestricto de

partes adyacentes de una o más estructuras, o de la estructura y de los elementos no

estructurales.

El movimiento puede ser causado por cambios volumétricos del concreto,

deformaciones o desplazamientos estructurales, diferencias de comportamiento entre

la estructura y los elementos no estructurales o por asentamientos diferenciados de la

cimentación. Las juntas funcionales pueden ser:

- De contracción o control: se usan en pavimentos, muros, parapetos; permiten el

movimiento sólo en el sentido horizontal, perpendicular a la junta: si no se colocan

estas juntas se producen rajaduras y fisuras. Se separan a distancias entre 4 y 6

m.

- De expansión o dilatación: con espesores de 2 a 5 cm., los cuales son rellenados

por emulsiones asfálticas, tiras de esponja, u otro material compresible con

densidad menor de 200 kg/m3.

- De separación sísmica; separan y unen elementos adyacentes en las estructuras

usando para ellos planchas de acero o aluminio.

9.7 CONCRETO CON AIRE INCORPORADO

Un pequeño volumen de aire introducido químicamente en el concreto le da una mayor

resistencia a las heladas y deshielos; además vuelve al concreto mas fluido porque las

burbujas de aire no producen ligamento entre los elementos del concreto sino que

resbalan entre si como billas.

Se mejora la trabajabilidad, lo que permite reducir el volumen de aguay de arena.

Una buena proporción de aire incorporado es del 3 al 6% del volumen de concreto;

más del 6% disminuye la resistencia porque hace al concreto muy poroso.

9.8 ADITIVOS EN EL CONCRETO

Se denominan así a las sustancias añadidas a los componentes fundamentales del

concreto con el propósito de modificar alguna de sus propiedades, por ejemplo: mejorar

la trabajabilidad, reemplazar el exceso de agua, acelerar o retardar la fragua,

incrementar la resistencia inicial, reducir la exudación, disminuir la segregación, etc.

Normalmente se agregan en un porcentaje igual al 1% del peso del cemento.

La mayoría de los aditivos se comercializan en forma de soluciones acuosas, sin

embargo algunos se venden en forma de polvos solubles en agua y eventualmente en

pasta Algunos ejemplos son:

- Bentonplast: plastificador.

- Tricosal: acelerante de fraga

- Pozzolith: dispersante, plastificador e inclusor de aire.

- Plastiment: retardador de fragua

Otros tipos de aditivos son:

- Adhesivos: mejoran la adherencia con la armadura de refuerzo.

- Fungicidas, germicidas e insecticidas: evitan la formación de hongos y bacterias en

ciertas estructuras.

- Impermeabilizantes: inhibidores de la corrosión.

- Pigmentos colorantes.

TERCER EXAMEN

07 DE JUNIO

CAPITULO VII

PRODUCTOS PREFABRICADOS DE MORTEROS Y CONCRETO

Son materiales de construcción obtenidos por prefabricación, en los cuales se han utilizado

morteros y concreto para su elaboración.

Como sabe las propiedades de los morteros y concretos permiten que estos materiales

reemplacen, en una diversidad de elementos, a otros materiales tradicionales, ya sea por su

carencia, por constituir una alternativa más económica o por brindar un mejor comportamiento.

Se pueden clasificar en:

- Productos para muros y techos: tabiques. bloques.

- Productos para pisos y pavimentos: mosaicos, losetas, losetones, terrazos,

baldosas.

- Productos para recubrimientos: zócalos, imitación de piedras naturales como

mármol, granito, etc.

- Productos para coberturas: tejas, láminas de fibro cemento y piezas especiales.

- Productos varios: tubos, postes, cercos, ductos, dinteles, cajas de agua, cajas de

desagüe, canaletas para regadío, bloques ornamentales, durmientes para

ferrocarril, bloques para muros de contención.

10.1 PRODUCTOS PARA MUROS Y TECHOS

Bloques: son piezas paralelepípedos rectangulares que se fabrican con formas que

faciliten las uniones, por ejemplo oquedades e inclinaciones (ver figura Nº 2).

Estos bloques son generalmente modulares, y para la construcción del muro se apilan,

no se asientan; reduciendo el tiempo de construcción, y el costo total de la obra; El tipo

más conocido de bloques de concreto es el de los denominados “Parva Domus’’.

Se utilizan para formar muros o como elementos de relleno para losas de concreto

armado.

Las dimensiones más comunes son:

Bloques para muros (modulares) Bloques para techos

Espesor Ancho Longitud Espesor Ancho Longitud10 20 40 12 30 2515 20 40 15 30 (25, 30, 33)20 20 40 20 30 (25, 30, 33)25 20 40 25 30 (25, 30, 33)30 20 40 30 30 (25, 30, 33)

FIG. Nº 2: BLOQUES DE CONCRETO PARA MUROS Y TECHOS

En algunos casos los huecos se rellenan con concreto para reforzar determinadas

zonas de la construcción, tales como esquinas, encuentros de muros: en este caso se

coloca también un refuerzo de acero en el que las varillas tienen mayor longitud que las

masas para asegurar el amarre: se conoce como albañilería armada (ver figura Nº 3).

Proceso de fabricación:

Estos productos se pueden fabricar con morteros y hormigones preparados con

agregados livianos. La consistencia del mortero puede ser fluida, pastosa o seca

dependiendo del procedimiento de moldeo:

- Si el moldeo se hace por compresión directa o vibración, la mezcla puede estar

prácticamente seca (compresión con palancas movidas con aire comprimido o

hidráulicas).

- Si el moldeo es manual, la mezcla debe tener suficiente cantidad de agua para

darle fluidez.

Una vez moldeado, el material debe fraguar dentro del molde por lo menos 24 horas;

luego se retira y se procede al curado por aspersión con agua fresca o saturándolo en

una atmósfera de vapor de agua durante 18 horas. Antes de ser usados deben

permanecer por lo menos 8 días en el almacén. Los bloques se fabrican en diversos

colores y texturas y pueden ser aplicados en edificios de altura media, muros de

contención y otros.

10.2 PRODUCTOS PARA PISOS Y PAVIMENTOS

Se da el nombre de pavimentos a los revestimientos superiores en un suelo, que se

disponen encima de una cama o base en forma de superficies planas, por las que se

puede transitar cómodamente. Son elementos de reducido espesor en comparación a

sus otras dimensiones. Se clasifican de acuerdo a su composición en:

Losetas: aquellas cuya superficie tiene el color natural del cemento Pórtland; sus

dimensiones usuales son de 20x20 cm. Su unidad de metrado es metro cuadrado (m2)

Losetas de color: cuando la coloración de la superficie es uniforme y es producida por

un pigmento colorante de origen mineral (verde, amarillo, rojo, negro, chancaca, etc.);

sus dimensiones son de 20x20cm.

Loseta blanca: cuando se fabrican con cemento blanco.

FIG. Nº 3: ALBAÑILERÍA ARMADA

Mosaico: cuando presentan un dibujo coloreado en varios tonos o una combinación de

colores, son piezas cuadradas o rectangulares, muy resistentes a la compresión y al

desgaste.

Loseta veneciana: son aquellas que presentan su superficie formada por trozos de

mármol cementados en la masa de la pasta superficial de la loseta.

Sus dimensiones pueden ser: 20x20 cm., 30x30 cm. y 40x40 cm.; con espesores de 2

cm.

Proceso de fabricación: las losetas se componen de tres (3) capas, presentándose

de abajo hacia arriba.´

- Base o primera capa: formada por mortero de cemento 1:3 a 1:5, el cual contiene

arena fina y arena gruesa con un 15% del volumen total en agua; esta capa se

fabrica rugosa para favorecer la adherencia.

- Secante o segunda capa: constituida por polvo de ladrillo o arena artificial, con un

espesor de 12 mm.

- Pasta o capa superficial: compuesta por un mortero de arena fina de cemento gris

o blanco, o por polvo de cuarzo, trozos de mármol de color o pigmentos colorantes;

su espesor es de 5 mm.

Para fabricarla se vacea en primer lugar la capa superficial en un molde metálico, para

ello se coloca la pasta completamente fluida y se le agrega el granito, mármol,

colorantes, etc.

A continuación se coloca el secante y se cubre finalmente con el mortero de cemento:

se apisona y nivela hasta completar el molde. Se comprime con una prensa manual o

hidráulica a una presión aproximada de 7,5 kg/cm2.

Luego se retira del molde y se deja fraguar durante 48 horas; una vez seca se pasa por

una pulidora para darle brillo o lustre y se someten a curado por 24 horas para que

recupere el agua perdida durante el pulido.

Terrazo: es un elemento elaborado in situ, formado por una mezcla de cemento

Pórtland o blanco con trozos de mármol, pigmentos colorantes, marmolina, etc. que se

agregan para aumentar su efecto decorativo.

Este pavimento se fabrica sobre un piso convenientemente apisonado, sobre el cual se

colocan unas cintas de latón, aluminio o bronce de 1 mm., de espesor; las que además

de formar los dibujos que se deseen sirven como juntas de dilatación que impiden el

agrietamiento y rajaduras.

Los espacios formados entre las cintas se rellenan con un mortero plástico 1:2 6 1:4,

con espesor de 3 a 15 mm.; este mortero generalmente es coloreado y se apisona

enérgicamente para finalmente enrasarlo.

Una vez endurecido (después de 3 a 4 días) se pule con máquinas especiales. Se

puede utilizar también en escaleras, contrazócalos, descansos, etc.

Losetones: son losas de concreto pre-fabricadas, de dimensiones de hasta 1 x 1 m;

empleadas en el revestimiento de pisos y veredas.

Se fabrican con mezclas de concreto ricas en cemento, y se enlucen con mortero de

cemento 1:2; su espesor varia entre 7 - 10 cm. Llevan refuerzo metálico para aumentar

su resistencia.

También se fabrican adoquines de concreto de menores dimensiones, 210 x 105 mm.,

con espesores de 4, 6 y 8 cm.; en variedad de colores; los cuales se utilizan para la

construcción de pavimentos desmontables que permiten la inspección y mantenimiento

de la infraestructura subterránea (agua, luz, desagüe) Rinden 44 piezas por metro

cuadrado (m2).

Estos adoquines se asientan sobre un falso piso con espesor no menor de 10 cm.,

usando un mortero de cemento 1:3 de 2 cm. de espesor. Para el caso de terrenos

salitrosos, los adoquines se preparan con cemento Pórtland tipo V.

10.3 PRODUCTOS PARA RECUBRIMIENTOS

Son elementos compuestos de piedras naturales o artificiales, preparados a base de

morteros y utilizados para proteger los muros interiores y exteriores o para lograr un

efecto decorativo. Dentro de ellos se tienen:

Zócalos: se denominan así cuando se emplean en el recubrimiento del muro hasta una

altura parcial: su unidad de metrado es el metro cuadrado (m2). Para su fabricación se

utilizan morteros de cemento y mármol.

Contrazócalo: es el recubrimiento de la parte inferior del muro en una altura que oscila

entre 10 y 30 cm.; su unidad de metrado es el metro lineal (ml). Se utilizan morteros de

cemento, loseta, mármol reconstituido o artificial, terrazo.

Mármol artificial: se fabrica con mortero de cemento blanco y arena muy fina,

formando una capa de 5 a 10 mm., de espesor. Esta capa se colorea y se le agregan

mármoles, arenisca o cuarzo, nácar o piedras especiales para obtener un efecto

decorativo. Bajo esta capa se coloca otra de mayor espesor (10 a 15 mm.) a base de

mortero corriente; sirve para recubrir muros, columnas y figuras decorativas.

Granito artificial: preparado a partir de un mortero de cemento blanco y arena de

mármol u otras piedras naturales: una vez endurecido presenta superficies pulidas y

brillosas. Se puede utilizar en la construcción de placas, peldaños, etc. los elementos

así fabricados se refuerzan con parrillas de alambre.

10.4 PRODUCTOS PARA COBERTURAS

Son todos aquellos materiales o elementos que por sus características pueden

proteger la cubierta de una edificación de los agentes atmosféricos.

Deben ser impermeables, inalterables a la acción de las lluvias, viento y cambios de

temperatura, ligeros, incombustibles y económicos.

Dentro de ellos se tienen:

Tejas: son piezas fabricadas con mortero de cemento a asbesto cemento, de formas

variadas, curvas o planas; y con ranuras para los empalmes.

10.5 PRODUCTOS VARIOS

Postes: piezas verticales usadas principalmente con portadores de lámparas en el

alumbrado público, soporte de líneas telegráficas, teléfonos o de transmisión en

general.

También se utilizan como soportadores de seriales, cercas, etc. Su sección transversal

varía de acuerdo con el esfuerzo que deben soportar, pudiendo ser cuadrados o

circulares.

Si los postes han de resistir grandes cargas laterales o deben alcanzar alturas mayores

de 6 m., deberán llevar refuerzo metálico, y se diseñan secciones más resistentes.

Ductos: son conductos de mortero de sección exterior rectangular o cuadrada, que

llevan vanos agujeros o vías de sección circular.

Se usan en la conducción de cables telefónicos y eléctricos que deben ir enterrados.

Se pueden fabricar de 1 a 4 vías, con longitudes de 1m.; pudiendo ser rectos o curvos

(90º).

Tubos: son elementos de sección circular hechos de concreto simple o armado, que se

utilizan para conducir agua potable y agua residual (ver figura Nº 4).

Se emplean en instalaciones sanitarias (tubos de agua y desagüe, tubos de ventilación

para desagües); en irrigación, drenaje, caminos y ferrocarriles.

En el caso de los abastecimientos de agua, los diámetros y espesores se determinan

de acuerdo al caudal ya la presión del agua que debe conducir la agresividad del aguay

el suelo, y las características del material a conducir.

En el caso de conducción de desagües, además del caudal es necesario considerar las

cargas actuantes en la superficie del suelo; la agresividad del agua y del suelo

circundante y el tipo de fluido a conducir.

Se pueden fabricar mediante dos procesos:

FIG. Nº 4: ELEMENTOS VARIOS DE CONCRETO

- Por compresión: se fabrican en moldes verticales constituidos por dos cilindros

concéntricos, los cuales se apisonan enérgicamente en forma manual o mecánica

(2 000 golpes/minuto); con vástagos o vibradores que comprimen la mezcla. Se les

desmolda a las 24 horas y se les somete a curado.

- Por centrifugación: se fabrican en moldes horizontales formados por cilindros

metálicos que se someten a un movimiento giratorio apreciable; dentro de los

cilindros se coloca la mezcla bastante fluida La fuerza centrífuga hace que el

mortero se pegue a las paredes del molde en un espesor uniforme.

Cuando el tubo es reforzado con acero, se prepara una malla o canastilla de alambre

de fierro quemado Nº 12.

Características de los tubos:

Los tubos se denominan de acuerdo a su diámetro interior, se fabrican en diámetros

desde 4”, 6”, 8” hasta 64”.

Se pueden encontrar tubos simples o de unión espiga y campana (ver figura Nº 3). Sus

longitudes varían de 1 a 2 m.

Para unir los tubos se utiliza mortero de cemento 1:4, en un proceso que se denomina

“calafateo”.

Cajas para agua y desagüe: se emplean cajas de concreto pre-fabricadas para

colocar el medidor en el caso de la instalación de agua potable, y la caja de registro en

las instalaciones de desagüe (ver figura Nº 4).

Durmientes para ferrocarril: hechos con concreto armado o pretensado.

Bloques de concreto para muros de contención: son bloques de concreto con

dimensiones de 0,.35x0,35x0,55 m, con pesos del orden de 155 kg por bloque y que

disponen de un agujero central para su manipulación.

Estos bloques son colocados por simple apilado, sin usar mortero para asentado, con

el solo amarre a medio bloque; de manera que por su geometría van quedando

engrampados, alineados, nivelados y con la inclinación requerida por el muro.

CAPITULO VIII

LADRILLO SILICO – CALCAREO

Son bloques prismáticos constituidos por una mezcla de cal, arena y agua, debidamente

dosificada elaborados, prensados y endurecidos con vapor de agua bajo condiciones

especiales.

Poseen las siguientes características:

- Color blanco grisáceo.

- Caras planas.

- Dimensiones exactas.

11.1 MATERIA PRIMA PARA SU FABRICACION

Arena o sílice: dióxido de silicio (SiO2), con alto contenido de sílice (70-30%) y

con una conveniente granulométrica (que pase la malla Nº 30),

bajo módulo de finura y libre dé impurezas.

Cal o calcita: carbonato de calcio (CaCO3). La calcita se prepara para

obtener cal viva, para lo cual se calcina en hornos a

temperaturas de 1000ºC luego es triturada hasta obtener un

polvo impalpable (que pase la malla Nº 100), y finalmente se

almacena.

11.2 FABRICACION

Se mezcla la cal viva con arena de manera uniforme y a esta mezcla se le agrega agua

en un porcentaje aproximado de 6% del peso total: dicha mezcla se realiza en una

mezcladora automática.

Como la sílice y la cal no reaccionan químicamente entre si en un ambiente normal,

entran en reacción y combinación en un reactor, bajo la influencia simultánea de calor,

vapor de agua y presión (16 atmósferas).

Lograda esta reacción, se lleva la mezcla a una prensa donde se moldean los ladrillos

de acuerdo a sus dimensiones finales.

Los moldes son llevados a una autoclave donde se someterán a presión de vapor de

agua a una temperatura de 20ºC y presión de 15 atmósferas. El producto final recibe el

nombre de hidrosilicato cálcico.

Las unidades de albañilería pueden ser macizas o con alveolos verticales, cuya

máxima presencia alcanza el 30% del volumen.

11.3 TIPOS DE LADRILLO SILICO CALCARE (Ladrillo Blanco)

Dimensiones (cm.) Cantidad/m2 de muro

Espesor Ancho Longitud De cabeza De soga

Corriente Standard 5.5 10.5 22 107 58

Corriente Grande 7.0 11.5 24 91 46

King kong de amarre 10.0 11.5 24 67 34

King kong Standard 11.5 14.0 25 558 34

King kong económico 11.5 17.5 24 41 30

Tabique 12.0 9.0 24 72 29

11.4 PROPIEDADES

1) Tiene calidad acústica, es decir, aísla los ruidos.

2) Tiene propiedades aislantes, es resistente al calor y conserva el ambiente

fresco.

3) Tiene buen acabado caravista

4) Resistencia a la compresión de 175 a 200 kg/cm2.

5) Módulo de ruptura igual a 30 kg/cm2.

6) Absorción promedio 18%.

7) Es susceptible al ataque de las sales del terreno o de la atmósfera, provocando

deformaciones y grietas.

8) Se pueden utilizar en albañilería confinada y en albañilería armada,

obteniéndose en este último caso construcciones de hasta 6 pisos con muros

de 12 cm., de espesor.

9) En el mercado nacional se fabrican también ladrillos decorativos y lajas para

enchapes; los ladrillos vienen con acabados lisos y rústicos, y diversidad de

colores (gris, rosado, perla, beige, etc.). Las lajas tienen menor espesor (de 2,4

a 4,5 cm.) y vienen con acabado rústico.

11.5 RECOMENDACIONES PARA SU USO

1) Utilizar mortero de cemento/cal: 1:1:6 para altas resistencias.

1:1:10 para asentados normales.

1:2:8 para revoques.

2) Espesor del mortero. 1,5 cm. para sentado de ladrillos.

1,0 cm. para tarrajeo.

3) El ladrillo no necesita ser mojado antes de asentado.

CAPITULO IX

MATERIALES BITUMINOSOS

Los materiales bituminosos, también conocidos como aglomerantes hidrocarbonados, están

formados por una mezcla muy compleja de hidrocarburos y sus combinaciones, y constituyen

una extensa gama de productos de gran empleo en la construcción.

Los productos bituminosos tienen dos orígenes:

- Si proceden del petróleo se denominan bituminosos asfálticos.

- Si proceden de la destilación de materias carbonosas se denominan alquitranes.

12.1 PRODUCTOS BITUMINOSOS ASFALTICOS

Estos productos se han formado en un proceso de concentración de los componentes

más ligeros de los petróleos naturales: la concentración puede haberse realizado en la

naturaleza, lentamente, durante muchos años, dando lugar a los asfaltos y betunes

naturales.

Se encuentran en yacimientos, mezclados en mayor o menor proporción con

impurezas minerales u orgánicas, que es necesario eliminar para su empleo en obra.

Los productos bituminosos asfálticos también pueden obtenerse por la destilación

artificial del petróleo, la que se lleva a cabo para obtener distintos fluentes ligeros de

gran utilidad comercial, corno la gasolina y los lubricantes; y como producto residual se

obtienen los productos asfálticos.

BETÚN

Se denomina betún al producto bituminosos totalmente soluble en sulfuro de carbono,

que posee propiedades aglomerantes.

Químicamente está formado por una mezcla de hidrocarburos cíclicos saturados,

derivados de los ciclanos, con un porcentaje de carbono (80 al 88%), algo de hidrógeno

(9 al 12%). oxígeno (0 al 5%), azufre (0 al 3%) y nitrógeno (0 al 2%).

Los principales componentes de los betunes son los asfáltenos (le proporcionan

cuerpo, estabilidad y adhesividad); los rnaltenos (le proporcionan ductibilidad y

plasticidad); los carbenos (hacen perder al betún la ductibilidad y adhesividad) y los

carboides o resinas asfálticas.

Todos estos componentes forman una micro-emulsión, y dependiendo de la proporción

en que se encuentren se tendrá un betún más o menos duro, adhesivo y viscoso.

Propiedades:

- Es de color negro o marrón oscuro.

- Su densidad varía de 1,1 a 1,4.

- En estado sólido reblandece a los 50ºC y se funde entre 1.00 y 130ºC;

- Para fluidilficarlo se le agrega un producto volátil (gasolina, kerosene o petróleo

diesel) con el fin de disminuir su viscosidad y facilitar su puesta en obra, una vez

extendido el producto volátil se evapora

- Se utiliza para el afirmado de carreteras y otros usos industriales.

ASFALTO

Es un producto natural, o compuesto que sirve de aglutinante a materiales minerales

inertes.

Se puede obtener en forma natural en yacimientos, corno un material negro que

impregna rocas calizas, arcillosas, pizarras, etc., mezclado con elevada proporción de

impurezas, parte de las cuales se eliminan en un tratamiento previo a su empleo.

Generalmente se le encuentra con rocas calizas y se suele extraer a cielo abierto;

después se muele y pulveriza en molinos desintegradores; se tamiza y se obtiene

finalmente un conjunto de granos de color marrón oscuro impregnados de asfalto.

Para utilizar este asfalto pulverizado, se coloca en unas calderas que reciben el

nombre de decrepitadores, y se calienta a temperaturas máximas de 150ºC, de tal

manera de eliminar el vapor de agua.

El asfalto así calentado se puede utilizar en pavimentos, extendiéndolo en fajas de 10

cm., de ancho, y comprimiéndolo con piones y rodillos; adicionalmente se le agrega

una capa de arena fina para evitar el resbalamiento.

Otra forma de obtener el asfalto es a través de la destilación natural o artificial del

petróleo.

Por destilación natural se obtiene cuando el petróleo aflora a la superficie a través de

fallas o grietas en la roca impermeable que cubre el yacimiento petrolífero. El petróleo

liquido (debe ser petróleo de base asfáltica) se encuentra enterrado con determinada

presión y temperatura, al salir a la superficie cambia a otras condiciones de presión y

temperatura perdiendo sus compuestos volátiles y convirtiéndose en asfalto.

La destilación artificial se produce en plantas especiales en las que se trata el petróleo

líquido de base asfáltica

En función a su uso, los asfaltos se pueden clasificar en asfaltos para pavimentación y

en asfaltos industriales y breas.

1) Asfaltos para pavimentación: son asfaltos obtenidos de la refinación del

petróleo, elaborados para cumplir con las especificaciones establecidas para

materiales que se emplean en pavimentación. Pueden ser sólidos o líquidos.

a) Cementos asfálticos sólidos: se emplean principalmente en la pavimentación de

calles y carreteras, así como también en el revestimiento de canales y reservorios.

En ambos casos, el asfalto se mezcla con agregados granulares (piedra, arena o

algún relleno mineral) a temperaturas entre 135 y 170ºC; debiendo transportarse,

esparcirse y compactarse mientras se halla todavía caliente.

El enfriamiento tarda de 1 a 2 horas según el clima y las condiciones de transporte.

En carreteras el asfalto se utiliza en la construcción de bases y superficies de

rodadura; también se utiliza en el sellado de superficies existentes, para

rejuvenecer el pavimento y compensar su desgaste.

Una vez compactada y fría, la mezcla se convierte en un pavimento resistente,

duradero e impermeable.

Los cementos asfálticos se clasifican a su vez de acuerdo con su grado de

penetración en PEN 60/70, PEN 85/100, PEN 100/120 (a mayor numeración menor

viscosidad).

El grado PEN 85/100 es el más adecuado para climas fríos, y el PEN 60/70 para

climas cálidos. Se venden en cilindros de 200 kilos o a granel en camión tanque

con sistema de calentamiento (solo se puede descargar el producto a temperaturas

de 110ºC).

b) Asfaltos líquidos: se producen diluyendo un cemento asfáltico con un solvente

derivado del petróleo o con agua (mediante la inclusión de un emulsificante). Los

asfaltos líquidos permiten el mezclado con los agregados sin necesidad de recurrir

al calentamiento, reduciendo así los costos de producción, transporte y colocación

de las mezclas.

El endurecimiento de la mezcla ocurre al evaporarse o separarse el solvente del

asfalto. Si el solvente utilizado es un derivado del petróleo, se obtiene un asfalto

líquido tipo “cutback”. Si en cambio se utiliza agua más emulsificante, se obtiene

una “emulsión asfáltica”

Asfalto liquido cutback: se clasifica como sigue

1. De endurecimiento rápido RC (raid curing); cuando el Solvente utilizado es muy

volátil (nafta o gasolina). Petroperú produce el tipo RC-250, cuyo rendimiento

es el siguiente:

- Nueva carpeta asfáltica 0.05 gal/m2.

- Sellado 0.3 gal/m2.

- Pavimento asfáltico en frío 1.5 a 2 gal/m2.

- Impermeabilización de techos 1 gal por cada 5 a 10 m2.

2. De endurecimiento inmediato MC (médium curing): cuando el solvente es de

volatilidad intermedia (kerosene).

3. De endurecimiento lento SC (slow curing): cuando el solvente es poco volátil

(destilado pesado).

Emulsiones asfálticas: las hay de dos tipos, emulsiones aniónicas (adecuadas

para agregados básicos) y emulsiones cariónicas (adecuadas para agregados

ácidos).

Las emulsiones se utilizan en mezclas en frío, para pavimentos y sellado de

pavimentos existentes.

2) Asfaltos industriales y breas: son propiamente asfaltos oxidados (oxi-asfaltos) y,

por lo tanto, menos susceptibles a los cambios de temperatura, se expenden en estado

sólido o en estado líquido.

a) Asfaltos industriales sólidos (ASI): Se clasifican de acuerdo a su punto de

ablandamiento (PA) que es la temperatura a la cual es asfalto industrial sólido se

ablanda sin llegar al estado líquido, estos ocurre a los 110ºC aproximadamente.

Petroperú ofrece los grados 160/180; 180/200 y 200/220 PA, además de los

asfaltos industriales sólidos especiales como el asfalto para pilas.

Para aplicar estos asfaltos sólo se requiere calentanos, usándose como pegamento

para pisos de parquet, vinílicos y asfálticos; o cuando se vierte en las juntas de

dilatación de losas de concreto.

Además de estos usos, los asfaltos industriales se emplean en la fabricación de

tejas artificiales, en fieltros para impermeabilización de techados y cimentaciones,

en papel impermeable para la fabricación de bolsas y para la protección contra la

corrosión de tuberías, tanques y estructuras metálicas.

Se expenden en cilindros de 190 kilos.

b) Asfaltos industriales líquidos: estos asfaltos tienen como base el asfalto sólido

industrial 160/180 PA, conteniendo proporciones variables de un solvente derivado

del petróleo.

Se producen tres grados que se diferencian por su contenido de solvente:

- Grado 60 (40% ASI) es el más líquido y se usa como pintura asfáltica para proteger

tuberías y tanques metálicos que van a ser enterrados o expuestos a ambientes

muy húmedos.

- Grado 150 (60% ASI) es más viscoso y se utiliza como pegamento de fieltros

embreados, para impermeabilización de techos, tuberías, reservorios de concreto,

etc.

- Grado 200 (75% ASI), es el más viscoso, por lo que se utiliza como, pegamento de

paneles para aislamiento acústico y térmico (cámaras frigoríficas).

El grado 60 no requiere calentamiento, pero si es aconsejable para los grados 150

y 200 (mínimo 80ºC). Se expende en cilindros de 54 galones.

c) Breas: se denomina brea al residuo fusible que queda después de la evaporación

parcial o destilación fraccionada del alquitrán o de sus derivados. Es un material

frágil pero dúctil y duro; estas características son adecuadas para el aislamiento de

conexiones eléctricas, ya que el producto es un mal conductor de la electricidad y

se puede desprender fácilmente cuando se desea efectuar cambios en las

conexiones.

También se utiliza en el calafateo de embarcaciones y toneles de madera, para lo

cual se mezclan con sebo u otro producto que reduzca su fragilidad: no obstante

para trabajos de calafateo es preferible utilizar un asfalto industrial de punto de

ablandamiento elevado.

Las breas se clasifican de acuerdo a su punto de ablandamiento (PA), Petroperú

ofrece los grados 160/180 (brea sólida) y 240/280 (brea dura); la primera se

expende en cilindros de 190 kilos de peso, mientras que la segunda se vende a

granel (no es un producto pegajoso).

Propiedades Físicas:

El asfalto, al igual que otros materiales de construcción, es un material reológico, esto

significa que sus características de esfuerzo-deformación dependen del tiempo.

Además, el asfalto es un material termoplástico, pues su consistencia varía con la

temperatura.

Esto significa que ambos factores, tiempo y temperatura, deben ser considerados al

evaluarse las propiedades mecánicas de los materiales bituminosos para aplicaciones

prácticas en ingeniería

12.2 ALQUITRAN

Es un producto negro y viscoso obtenido por la condensación de los gases

desprendidos en la destilación de materias hidrocarbonadas y orgánicas (madera,

lignito, turba, carbón). A partir de esta destilación se obtiene el alquitrán bruto, el cual

se refina para obtener diversos propósitos como aceites y naftalina, y como un residuo

de esta refinación se obtienen los diversos tipos de alquitrán usados en la construcción

de carreteras.

Obtención: a partir del alquitrán se procede primero a una Sedimentación que tiene

lugar en grandes depósitos, donde se separa la mayor parte del agua y las materias

extrañas en suspensión.

Como no toda el agua se puede separar por sedimentación, es necesario eliminarla en

un proceso de deshidratación o calentamiento en calderas a temperaturas que varían

entre 105 y 110ºC, junto con el agua se separan parte de los aceites ligeros.

Finalmente se procede a una destilación fraccionada o refinación en las llamadas

retortas y de alquitrán, donde se somete a una elevación lenta de temperatura que

permite ir separando consecutivamente por destilación los productos de diferente

volatilidad.

Usos:

- En la construcción de pavimentos.

- Para la protección del hierro y la madera (como pintura).

- Para impermeabilizar paredes.

- Como base en la fabricación de colorantes, perfumes, explosivos, etc.

12.3 ENSAYOS NORMALIZADOS DE LOS PRODUCTOS BITUMINOSOS

Existen una serie de ensayos que se utilizan para caracterizar al producto y otros que

se usan para determinar sus propiedades, en función a su manejo en obra y su

comportamiento bajo la acción de los agentes atmosféricos y de las cargas que

produce el tráfico.

* Para caracterizar al producto se requieren los siguientes ensayos:

- Peso específico: el cual varia normalmente entre 0,9 y 1,4. Mayores valores

indican un exceso de impurezas o una manipulación defectuosa durante su

destilación.

- Solubilidad (contenido de betún puro): el cual se puede calcular midiendo el

porcentaje de solubilidad en sulfuro de carbono; este dato es importante para la

ALQUITRAN BRUTO

SEDIMENTACION

DESHIDRATACION

REFINACION PRODUCCION DE DESTILACIÓN

RESIDUOS DE DESTILACIÓN

1. Alquitranes ligeros.2. Alquitranes viscosos3 y 4 Breas.

1. Aceites ligeros (160-200ºC)2. Aceites de naftalina Ácido

carbólico (160-200ºC)3. Naftalina y aceite de

creosota (250-300ºC)4. Aceites de antraceno (300-

350ºC)

dosificación de mezclas.

- Cantidad de cenizas: en los asfaltos naturales o en los betunes con proporción

apreciable de impurezas es conveniente determinar la proporción de materia

orgánica o cenizas.

- Porcentaje de agua: el agua es una impureza del betún, ya que produce espuma al

calentarlo para su aplicación en obra.

- Prueba de la mancha (oliensis): en este caso se persigue comprobar la

homogeneidad y procedencia del producto bituminoso; se examina una gota del

producto sobre un papel de filtro Whatman.

* Para determinar las propiedades para su manejo en obra se requiere:

- Punto de inflamación: generalmente expresado en grados centígrados, indica la

temperatura a la cual puede calentarse el material para su aplicación.

- Ductilidad: susceptibilidad a los cambios de temperatura, para el ensayo se utiliza

una probeta normalizada que se somete a una temperatura determinada y luego se

procede a su estiramiento a una velocidad especificada hasta que el hilo se rompe;

la longitud expresada en centímetros con la que el hilo se rompe define la

ductibilidad.

- Los asfaltos de mayor ductilidad generalmente tienen mejores propiedades

aglomerantes.

- Para pavimentación se prefieren asfaltos dúctiles; en cambio para Inyecciones

debajo de losas de hormigón y relleno de grietas, se prefieren asfaltos menos

susceptibles a los cambios de temperatura (asfaltos oxidados).

- Pérdida de peso por calentamiento: debido a la volatilización de los componentes

más ligeros en un proceso de calentamiento.

* Ensayos que miden el comportamiento bajo la acción de las cargas producidas por el

tráfico y los agentes atmosféricos:

- Consistencia o viscosidad: se usa para determinar el grado de fluidez de los

asfaltos.

- Adhesividad: para medir su adherencia con los áridos.

- Envejecimientos con el paso del tiempo el material se hace más consistente y al

aumentar su dureza se vuelve frágil, por lo que el pavimento se agrieta y se

destruye.

12.4 TITOS DE PAVIMENTOS ASFALTICOS

Concreto asfáltico: se denomina así a la mezcla bien graduada de inertes y cemento

asfáltico, también se le conoce con el nombre de asfalto caliente, va que es necesario

calentar los agregados a temperaturas de 120 a 1500C.

Mezclas frías: se denominan así a las mezclas de agregados con cutbacks, los

agregados se dosifican fríos y el líquido asfáltico se calienta a 600C para reducirle su

viscosidad y permitir un mezclado eficiente. En nuestro medio estas mezclas se

preparan con RC-250, o sea un cutback de curado rápido.

Macadam asfáltico: sobre una base previamente imprimada, se extiende una capa de

piedra de 4 a 7 cm., la cual se compacta con rodillos cilíndricos, sobre ella se aplica un

riego asfáltico y gravilla y se vuelve a compactar finalmente se aplica otra capa de riego

asfáltico y gravilla y se pasa nuevamente el rodillo.

Slurry seal: o lechada asfáltica, es una mezcla fluida, como un mortero liquido viscoso

de emulsión asfáltica, agua, gravilla y cemento Pórtland que se utiliza para regenerar

pavimentos envejecidos o cuarteados.

12.5 Imprimación: es el riego asfáltico que se aplica a la capa de base con el objeto de

asegurar una buena adherencia entre el firme y la capa asfáltica que se colocará sobre

este. Se emplea asfalto líquido de curado medio (MC).

CAPITULO X

MATERIALES CERÁMICOS

Son productos que se fabrican por moldeo con materiales procedentes de la arcilla sus

exponentes más usados son los ladrillos, tejas, adobes, tubos, etc.

13.1 ARCILLA

La arcilla, materia prima de los productos cerámicos, es un material complejo,

compuesto básicamente por sílice y alumina, con cantidades variables de óxidos

metálicos y otros ingredientes.

Proviene de la descomposición lenta de la roca ígnea, que se ha formado bajo el calor

y la presión tremenda de la acción volcánica expuesta más tarde a la acción de la

intemperie. La arcilla tiene su origen en rocas tales como los feldespatos, micas,

granitos, basaltos, etc., las que por acción de los fenómenos atmosféricos (sol, lluvia,

viento, etc.) se han roto en partículas cada vez más pequeñas que han sido

transportadas por inundaciones y depositadas en lagos, campos, pantanos y lagunas.

Con el paso de los años, los cambios en la corteza terrestre han expuesto estos

depósitos de arcillas encontrándose con frecuencia en ¡as márgenes de los ríos y en

las laderas de las montañas.

COMPOSICIÓN

El mineral básico de las arcillas recibe el nombre de caolinita o caolin, que viene a ser

un silicato de aluminio hidratado cuya fórmula química es la siguiente:

En su estado puro es blanco o casi blanco, de estructura terrosa y grano fino, muy

untuoso al tacto; su empleo está reservado a la industria cerámica fina.

Dada la cantidad de rocas que le dan origen y al proceso de descomposición a que es

sometida, generalmente contiene impurezas como el cuarzo, carbonato de calcio, oxido

de hierro, sustancias orgánicas, micas, magnesias, etc.

Estas impurezas le proporcionan determinadas características y defectos; así por

ejemplo, el oxido de hierro es el material que le confiere el color rojizo, el carbonato se

presenta como gránulos conocidos con el nombre de caliche, los que al hidratarse

aumentan de volumen y hacen explosión, malogrando las piezas fabricadas; la materia

orgánica también es perjudicial porque se quema fácilmente desprendiendo gases que

provocan vacíos.

CLASIFICACIÓN

* Según su mayor o menor plasticidad;

1) Arcillas grasas: son arcillas demasiado plásticas, con poca proporción de

arena: son impermeables, dificultando el secado y produciendo gran

contracción en la Pieza fabricada (mayor del 10%) lo que produce

agrietamientos y genera mayor cantidad de desperdicios que encarecen el

producto. Para utilizarla es conveniente mezclarla con tierra arenosa o aserrín

triturado.

2) Magras: son arcillas con mayor contenido de arena y cal, lo que le proporciona

esponjosidad a la masa y permite que el agua se introduzca fácilmente en su

interior.

* Por su origen:

1) Arcillas residuales: cuando permanecieron sobre el piso de origen, ejemplo el

caolín.

2) Arcillas transportadas: fueron arrastradas por el agua, viento, etc., luego de

transportados yacen en capas conociéndoseles también como arcillas

sedimentarias.

PROPIEDADES FÍSICAS

1) Amasada con una adecuada proporción de agua forma una masa plástica

capaz de adquirir cualquier forma deseada.

2) Plasticidad: esta propiedad se manifiesta al humedecer la arcilla, y es mayor

cuando más finos sean sus granos, dependiendo También de la cantidad de

agua usada La plasticidad interviene bastante en el moldeado, pues si es muy

alta las piezas se pegan en los moldes o en la máquina de fabricación; si por lo

contrario es deficiente, las piezas serán quebradizas y frágiles.

3) Contracción: es una propiedad importante porque de ella dependerá la

dimensión definitiva de las piezas. La contracción que sufren las arcillas por

desecación del agua de amasado es función del grado de plasticidad; es

peligroso trabajar con arcillas que se contraigan más del 7%, pues existe el

riesgo de que las piezas se fisuren durante el secado.

4) Fusibilidad: propiedad de la arcilla por la cual al ser sometida a temperaturas

elevadas se ablanda suavemente y se Rinde después. En este proceso se

pueden distinguir tres etapas:

o Iniciación de la fusión o fisión incipiente: los granos de arcillase ablandan lo

suficiente para convertir en una masa al conjunto, ocurre a los 1 0000C.

o Vitrificación: incremento del calor que produce un ablandamiento total de

los granos de arcilla, los cuales fluyen y se sueldan o transforman toda la

pieza en una masa densa no absorbente, ocurre entre los 1300 y 15000C.

o Viscosidad: la arcilla se hace tan fluida que la pieza pierde su forma

5) Color: la arcilla es blanca cuando está exenta de óxido de hierro y materias

carbonosas.

6) Peso especifico promedio 2.1

7) Peso volumétrico: 1010 kg/m3 en estado seco.

1760 kg/m3 en estado húmedo

13.2 APLICACIONES DE LA ARCILLA

ARCILLA EN CRUDO

Tiene un papel secundario en la construcción, actualmente se emplea en el medio

rural. Usos de la arcilla en crudo:

1) Morteros de arcilla: la arcilla es un aglomerante aéreo que no fragua, sino que

endurece por un proceso físico de evaporación del agua de amasado; es un

material deleznable y poco resistente al intemperismo.

Se puede emplear en la fabricación de morteros para asentar mamposterías de

adobe o piedra, o para enlucir superficies de adobe, recubrir entramados de

materiales vegetales, etc. Para ello se prepara una pasta formada por tierra

arcillosa amasada con una cantidad de agua conveniente; es recomendable

emplear arcillas magras para lograr un mortero más trabajable y homogéneo, de

secado más fácil y de menor contracción.

El espesor de la junta entre adobes deberá estar entre 1 y 2 cm., y para enlucidos

y estucados de 2cm.

Para lograr morteros más resistentes se le puede adicionar al barro polvo de

escorias o polvos que contengan sílice y cal, de esta manera se puede aplicar en

exteriores pues lo protege contra el intemperismo; también se le puede añadir una

lechada de cal para protegerlo de las lluvias.

2) Adobes: son piezas moldeadas de barro sin cocer, son materiales de bajo costo y

de fácil preparación, por lo que se han utilizado extensivamente en nuestro país.

Características:

- Son acústicos y malos conductores del calor.

- Baja resistencia a la compresión: aproximadamente 20 kg/cm2.

- Producen un débil amarre entre una pieza y otra

- No son recomendables para construcciones de más de un piso.

- Son muy maltratados por la humedad.

- Su resistencia a la fracción es nula a menos que se le agreguen fibras resistentes.

- Se deben colocar en aparejo de cabeza o de soga

- Las dimensiones apropiadas son: 46x22x10 cm.

Fabricación: Pasa por las siguientes etapas:

- Preparación de la tierra y amasado: hay que limpiar la tierra quitándole las piedras

grandes, luego se le agrega paja, crines, guano, viruta u otras fibras vegetales en

longitudes de 10 a 20 cm. y en proporción del 35 al 45% del volumen con el fin de

darle mayor resistencia a la tracción.

- Se remueve la tierra y se le agrega agua hasta logar el barro, el cual se amasa con

los pies y con lampas.

- Se deja reposar por 2 días, evitando que se moje en caso de lluvia, y se bate

nuevamente antes de usarlo.

- Moldeado: se realiza sobre un terreno nivelado llamado tendal o era, este terreno

se espolvorea con arena o guano para provocar una cara rugosa que tenga mayor

adherencia.

- Sobre el tendal se coloca el molde o gavera el cual se debe mojar para que el

barro no se adhiera; y se rellena con el barro ya preparado, alisando la superficie

con una regla.

- La gavera tendrá dimensiones ligeramente mayores que el adobe para prevenir la

contracción, inmediatamente después de alisado se retira el molde.

- Secado: se deja el adobe al aire libre por 2 semanas, apoyado inicialmente sobre

su cara mayor, y luego de 5 días se cambia a posición de canto. Se puede apilar

luego de 2 semanas.

3) Tapiales o adobones: son bloques de barro de grandes dimensiones, con

longitudes de 1 a 1.2 m; ancho de 0,40 a 0,50 m y altura de 0,60m, que se fabrican

“in situ” empleando encofrados de madera

Para ello se arma el encofrado y dentro de él se van introduciendo capas de barro

magro ligeramente humedecido, en espesores máximos de 10 cm.; estas capas se

van consolidando luego de cada vaceado dándoles aproximadamente 100

golpes/m2.

Para protegerlos de las condiciones atmosféricas hay que cubrirlos con paja,

guano o restos vegetales, o adicionarle cal al barro.

No ofrece seguridad en caso de sismos debido a su gran peso y a las uniones

pobres entre bloques.

4) Tejados: para la construcción de tejados se extiende paja sujeta con alambre y se

reparte sobre largueros o vigas de techo; a esto se le agrega el barro blando

adicionado con cal y polvo de material puzolánico que le da mayor resistencia al

intemperismo.

5) Pavimentos o pisos: el empleo de estos pavimentos queda limitado a las

construcciones rurales o de tipo provisional.

Se apisona fuertemente el estrato que va a contener el piso y sobre él se consolida

una capa de barro tipo graso de unos 15 cm. de espesor; por último una capa de

barro magro y húmedo mezclado con escoria y apisonado hasta cerrar todas las

grietas.

ARCILLA COCIDA

Tiene un papel preponderante en la construcción urbana por su solidez y resistencia

Usos de la arcilla cocida:

1) Ladrillo: el ladrillo es la unidad básica para la construcción de muros, y se le

puede definir como una pieza de barro cocida

Clases:

a) De acuerdo a su uso y a sus dimensiones en:

Dimensiones (cm.)

Ladrillos para muros Largo Ancho Altura

Macizo corriente

Macizo king kong

Pandereta (3 huecos)

Pandereta (6 huecos)

Previ (3 huecos)

Previ (6 huecos)

25

25

25

25

29

29

12

14

14

12

9

19

6

10

6

10

9

9

Ladrillos para techo Largo Ancho Altura

Hueco (4 huecos)

Hueco (6 huecos)

Pastelero

30

30

25

30

30

25

12

15-20-25-30

3

- El macizo corriente se emplea para toda clase de muros, especialmente en muros

portantes.

- El macizo king kong de mayores dimensiones que el macizo corriente para muros

que van a soportar cargas apreciables.

- Pandereta: utilizado en los muros de los pisos superiores con el fin de disminuir el

peso, también se utilizan en construcciones aporticadas de concreto armado;

pueden tener 3 ó 6 huecos.

- Previ: ladrillo estructural utilizado en albañilería armada, es modular y tiene buen

acabado caravista

- Caravista ladrillo de acabado, se utiliza en muros que no requieren revestimiento.

- Ladrillo hueco: para techos aligerados de concreto armado pueden tener 4 u 8

huecos, y vienen en diferentes espesores en función del espesor de la losa de

techo.

- Pasteleros: usados como revestimiento para impermeabilizar las azoteas o para

pisos rústicos de poco tráfico; su espesor mínimo es de 3 cm.

b) De acuerdo a su sección se clasifican en:

- Ladrillo sólido: cuando cualquier sección paralela a la superficie de asiento tiene un

área neta equivalente al 75% del área bruta de la misma sección. Se usan en

muros portantes.

- Ladrillo hueco y perforado: cuando cualquier sección paralela a la superficie de

asiento tiene un área neta equivalente a menos del 75% del área bruta. Los ladrillo

huecos tienen alveolos con dimensiones tales que permiten la construcción de

albañilería armada; mientras que los perforados presentan agujeros más

pequeños.

Ladrillo hueco Ladrillo perforado

- Ladrillo tubular: ladrillo con huecos paralelos a la superficie de asiento, por ejemplo

el ladrillo pandereta o el ladrillo hueco para techo.

Fabricación. Los ladrillos pueden fabricarse en forma manual o artesanal y en forma

industrial; estos últimos presentan mejores características de forma y resistencia y

permiten tener muros con mejor acabado.

Generalmente el barro para la fabricación se obtiene por mezcla de varias arcillas o de

arcilla y arena; recomendándose la siguiente composición:

Caolinita……………………….. 25-30%

Arena cuarzosa……………….. 50-70%

Oxido de hierro……………….. 5-10%

Cal……………………………… 0-20%

a) Preparación de la mezcla: la arcilla y la arena se colocan en tolvas independiente

cuyas salidas tienen un sistema de regulación de alimentación en función a la

velocidad de avance de la faja trasportadora Previamente los componentes son

triturados en una molienda primaria donde se reducen los terrones a gránulos;

pudiendo ser sometidos también a una segunda molienda para reducir los gránulos

a polvo. Luego se procede al tamizado para eliminar las sustancias extrañas

(sólidos o restos vegetales).

Los productos así preparados son mezclados con anua (20 al 30%) agregando

cuando sea necesario algún desengrasante (sal común o carbonato de bario): el

amasado se realiza en una batea cilíndrica provista de paletas, y debe ser lo más

uniforme posible.

b) Moldeado: mediante el moldeado se da a la pasta la forma del producto terminado.

El moldeado se realiza en prensas de hilera; en donde se obliga a la pasta a salir

por medio de un helicoide a través de una boquilla de sección rectangular,

formándose así un ladrillo continuo que se corta de acuerdo a un tamaño pre-

establecido. utilizándose para ello un bastidor de alambre.

Generalmente estas máquinas tiene sistema de vacío para evacuar el aire de la

pasta, ya que el aire aprisionado en la arcilla tiende a dilatarse durante el cocido

formando huecos internos.

Una vez que los ladrillos salen de la prensa son recibidos en planchas de metal

previamente engrasadas y transportados a los tendales.

c) Secado: una vez moldeadas se secan las piezas antes del cocido pues de lo

contrario la gran cantidad de agua absorbida se transforma en vapor y produce

vacíos ocasionando la distorsión del producto.

El secado se realiza de manera lenta y gradual en tendales abiertos pero evitando

que los dos primeros días reciban directamente los rayos de sol para que no se

produzcan rajaduras debidas al secado superficial. También se pueden utilizar

métodos de secado artificial mediante hornos o estufas secadoras.

d) Cocción: se realiza en hornos tipo túnel a temperaturas de aproximadamente

900ºC, donde se va ganando el calor gradualmente y se pierde de manera similar.

e) Almacenado: se almacena en rumas evitando alturas excesivas para no ocasionar

derrumbes; la venta de ladrillos se realiza por millar.

2) Tejas: son elementos que sirven para cubrir el techo o para formar ellas solas la

cobertura, aunque a veces son también decorativas.

Su objetivo principal es el de ofrecer defensa contra la lluvia y nieve así como

también contra los calores excesivos. Su color es rojo.

Se fabrican de manera similar al ladrillo, variando únicamente el moldeado pues

salen de la prensa como una plancha de poco espesor y para darle la curvatura se

utilizan moldes manuales. En el horneado se debe considerar el uso al que se van

a destinar, pues si es de defensa contra la lluvia la cocción se lleva hasta lograr la

vitrificación del producto para que no absorba agua

Comercialmente se pueden encontrar tejas planas, tipo serrano, teja convencional.

3) Tubos para drenaje: los tubos de barro cocido se fabrican exclusivamente para

ser utilizados en obras de drenaje. Sus principales características son:

- Diámetro interior desde 4” hasta 18”.

- Espesor de las paredes de 1,5 cm., la pared no necesariamente debe ser porosa

porque el agua no entra a través de las paredes sino por las juntas que existen

entre un tubo y otro (se colocan hasta tocarse), incluso algunos se fabrican

vidriados por ser más resistentes.

- La longitud es de 30 cm. para lograr mayor cantidad de puntos de entrada de agua;

longitudes menores dificultan el alineamiento.

- Sobre las uniones se utiliza un recubrimiento o filtro de grava o material vegetal

para impedir el ingreso de material sedimentable.

- Existen dos clases de tubos: los simples con ambos extremos lisos e iguales; y los

tubos de unión espiga y campana, también se pueden encontrar tubos de boca

redonda pero de contorno hexagonal o de base plana para facilitar su acomodo a

la hora de colocarlos en la zanja y en el transporte.

- El proceso de fabricación es similar al de los ladrillos, variando únicamente la

forma del molde a la salida de la prensa que cera de sección circular.

4) Enchapes: son láminas de ladrillo de poco espesor que sirven para dar acabado a

las paredes en ligar del enlucido. Se pegan con mortero de cemento, debiéndose

considerar que antes de colocar el enchape hay que:

- Limpiar la pared y quitar restos de humedad.

- Al trabajar el tarrajeo hacer rayas de más de 3 mm.

- Pegar con:

o Pegamento cerámico o adhesivo plástico.

o Mortero 1:1:4 cemento: cal: arena

- Humedecer el cerámico antes de asentarlo para que no chupe agua del mortero.

- Separación entre piezas (bruña) mínimo 5 mm., se rellena con mortero 1:0.5:10

con arena tina

Los enchapes tienen forma rectangular, presentan muy buen acabado y sus

dimensiones en cm. son generalmente:

24 x 6 x 1 ó 24 x 9.5 x 1

5) Pisos: se fabrican pisos duros y no absorbentes, que son quemados a mayores

temperaturas para vitrificarlos.

Dentro de ellos se encuentra el piso tipo pastelón de sección cuadrada con 40 cm.

de lado y espesor de 2 cm.; los pisos decorativos de formas diversas conocidos

como pisos cerámicos; también pisos cerámicos esmaltados que llevan una de las

caras recubiertas con barniz vitrificado, y con diversos aspectos decorativos.

6) Mayólica: son productos preparados en base a arcilla plástica pobre en hierro y

rica en alúmina.

Fabricación: la arcilla reducida a polvo es dosificada y llevada a una mezcladora

donde se le añade agua mediante rociadores de aspersión. Una vez humedecida

se pasa a una moldeadora-prensadora, donde se moldea el bizcocho de forma

cuadrada con dimensiones de 11x11x0.5 ó de 15x15x0.5cm.

Los bizcochos se colocan en marcos especiales y se llevan a una estufa para

secarlos a temperaturas de aproximadamente 95ºC durante 3 días. Una vez secos

se llevan al horno para la cocción a temperaturas de 9000C durante unas 25 horas.

Se debe controlar en forma visual la coloración del bizcocho y la presencia de

rajaduras y deformaciones.

EL bizcocho cocido se lija y se limpia mediante escobillas, y luego se cubre una de

las caras con esmalte blanco o de color y se seca al medio ambiente. Las caras

pueden ser también decoradas, usando para ello mallas especiales. Una vez seco

se lleva nuevamente al horno para su cocción a temperaturas de 1000ºC durante 4

a 5 días, hasta que alcance el brillo deseado.

Las mayólicas se clasifican de acuerdo a su calidad en mayólica de primera,

segunda o tercera; se comercializan por metro cuadrado (m2).

Se colocan sobre el muro tartajeado asentadas con mortero de cemento fabricado

con arena fina, y las juntas se unen con porcelana.

CAPITULO XI

MADERAS

La madera es un material de origen orgánico constituida por el conjunto de tejido que forman la

masa de los troncos de los árboles desprovistos de su corteza.

Es el material de construcción más ligero y de fácil trabajo, cuyas aplicaciones son múltiples:

como material estructural, para revestimientos, encofrados, estibaciones. etc.

15.1 ESTRUCTURA IDE LA MADERA

Está constituida por una aglomeración de células tubulares de forma y longitud muy

variable.

M = Médula, es la parte más vieja que se

forma por secado y resinificación,

generalmente se encuentra coloreada

D = Duramen, madera dura y consistente

impregnada de tanino y lignina que le

comunica una coloración rosa

A = Albura, es la madera joven que con el tiempo se transforma en durámen.

C = Cambiun o capa generatriz, está debajo de la corteza formada por células de

paredes muy delgadas que son capaces de transformarse por divisiones sucesivas en

nuevas células, formándose en la cara interna células de xilema o madera nueva y en

la externa liber o floema

L = Corteza o capa suberosa, cuya misión es la protección o aislamiento de los tejidos

del árbol de los agentes atmosféricos.

15.2 COMPOSICION QUIMICA

Esta compuesta por 50% de carbono, 6% de hidrógeno, 42% de oxigeno, 1% de

nitrógeno y 1% de cenizas; los cuales dan lugar a la formación de celulosa, lignina,

hemicélulas, resinas y albúminas.

El 50% de la madera está formada por celulosa (C6H10O5), la cual es un hidrato de

carbono análogo al almidón, inalterable a temperatura ordinaria y en aire seco, pero en

el húmedo se descompone tomando color oscuro, pudriéndose y perdiendo sus

propiedades resistentes.

Tipo de suelo según clasificación AASHO

(Asociación Americana de Caminos)

Cantidad de cemento %

(por peso)

A-1 (Fragmentos de grava y arena) 3-8

A-2 (Limo o arcilla grava y arena) 5-9

A-3 (Arena fina) 5-10

A-4 (Suelo limosos) 7-12

A-5 (Suelo limosos) 8-14

A-6 (Suelo arcillosos) 9-15

A-7 (Suelo arcillosos) 9-15

Suelo Cal: en los lugares donde se tiene escasez de cemento o es muy alto el costo

de este material, se puede estabilizar el suelo con cal para lo cual se recomienda

duplicar las cantidades indicadas para el cemento.

Suelo estabilizado con emulsión asfáltica: este método fue ideado para solucionar el

problema que tienen los adobes al ser sometidos a la acción del agua.

Todo adobe tiene un porcentaje de arcilla que al captar agua superficial se expande al

secarse se contrae, produciendo rajaduras en el adobe. Si se logra impermeabilizar el

suelo utilizando una solución asfáltica, se recubren las partículas de tal manera que el

agua no entra ni sale.

La emulsión asfáltica es una cadena carbonada de petroquímica de alta densidad,

siendo usado como estabilizante el asfalto de curado rápido RC-250. Para utilizar este

estabilizante se debe poner en emulsión con agua o con asfalto de curado ME-70: esto

es debido a que el RC-250 fragua muy rápidamente y el ME-70 retarda la fragua.

La emulsión asfáltica se mezcla con el suelo y agua, pero como se requiere mucha

energía es necesario el empleo de maquinaria.

El porcentaje de emulsión empleada varía entre 1 y 7 %, dependiendo del contenido de

arcilla:

15 % de arcilla…………………….. 7 % de emulsión

0 % de arcilla………………………. 1 % de emulsión

Con la mezcla ya dosificada se pueden moldear adobes; el tiempo de secado es de

más o menos 30 días, dependiendo del clima, tipo de suelo y cantidad de estabilizador.

El secado inicial debe hacerse bajo cubierta.

El 30% de la madera está formada por lignina (C19H24C14), se cree que es un derivado

del fenilpropano, parecido al tanino. Es de color oscuro, duro y frágil, desplaza a la

celulosa de la madera y le da rigidez y protección. El 20% restante esta formado por

hemicélulas, materias tánicas, colorantes, resinas y albúminas; la hemcelulosa y la

lignina son las sustancias que unen a las fibras.

15.3. PROPIEDADES FÍSICAS

Las propiedades de las maderas dependerán del crecimiento, edad, contenido de

humedad, clase de terreno y distintas partes del tronco.

1) Humedad: la madera tiene agua de constitución, agua de saturación (que

impregna las paredes) y agua libre (absorbida por capilaridad). La madera es

higroscópica, por lo que absorbe o desprende humedad según el medio

ambiente; su humedad varía entre límites muy amplios, en la madera recién

cortada entre 50 y 60% y puede llegar hasta los 250 a 300%.

La humedad se puede medir por pesadas de probetas húmedas y desecadas, y

es importante este dato porque estas variaciones hacen que la madera se hinche

o contraiga variando su volumen y por consiguiente su densidad.

La madera verde tiene un contenido de humedad mayor del 30%, la madera

semiseca entre 30 y 15% y la seca menor del 15%.

2) Densidad: la densidad real de las maderas es sensiblemente igual para todas

las especies, y se estima en 1.56; mientras que la densidad aparente varia no

sólo entre especies sino también para una misma especie, dependiendo del

grado de humedad y localización en el árbol

De acuerdo a su densidad aparente las maderas se clasifican en: pesadas

(mayor de 800 kg/m3), ligeras (entre 500 y 700 kg/m3) y muy ligeras (menor de

500 kg/m3).

3) Contracción e hinchamiento: la madera cambia de volumen con la humedad

que contiene, cuando pierde agua se contrae, siendo mayor esta contracción en

la albura, esto origina tensiones por desecación que agrietan y alabean la

madera.

El hinchamiento se produce cuando absorbe humedad, aumentando de volumen

hasta el punto de saturación (20 a 25% de agua), a partir de este punto ya no

aumenta el volumen aunque siga absorbiendo agua. Por ello hay que tener

presente al momento de diseñar una estructura de dejar los espacios necesarios

para que los empujes que se produzcan no .comprometan la estabilidad de la

obra.

4) Dureza: es la resistencia que opone la madera al desgaste, rayado, clavado, etc.

Depende de su densidad, edad, estructura, y si se trabaja en el sentido de las

fibras o en el transversal.

Cuanto más viejo y dura sea la madera mador resistencia opone; por su dureza

se clasifican en muy duras (ébano, encina); bastante duras (robles, arce, fresno,

álamo, acacia, cerezo, almendro); algo duras (castaña, haya, nogal, pino);

blandas (abeto, sauce) y muy blandas (tilo, chopo).

La dureza se puede determinar con el método de Brinell, que consiste en

determinar la huella que produce una billa de acero con cierta carga.

5) Honestidad: o propiedad de separar la madera por cortes en el sentido

longitudinal de sus fibras, paralelas al eje del tronco. La madera es más hendible

cuanto mas dura, densa y carente de nudos sea, las maderas más hendibles son

la encina, pino abeto, arco, haya.

6) Conductividad: la madera seca es mala conductora del calor y la electricidad,

pero húmeda se hace conductora de ésta. La conductividad es mayor en el

sentido longitudinal, y más las maderas pesadas que las ligeras o porosas, por lo

cual se emplean como aisladores térmicos en los mangos de utensilios de

cocina, paredes. etc.

7) Duración: la duración de la madera varía mucho con la clase y el medio donde

se encuentre, por ejemplo el roble dura 100 años. el álamo 60 años, el pino 48,

el sauce 30. etc.

15.4 PROPIEDADES MECÁNICAS

Las propiedades mecánicas de la madera dependen del grado de humedad que

contenga y de la densidad, así por ejemplo para la resistencia a la compresión, por

cada variación de 1% de humedad la resistencia varía en menos 4%.

1) Flexibilidad y elasticidad: los árboles recién cortados presentan el máximo de

flexibilidad debido a la humedad que contienen; así mismo la madera de árboles

jóvenes admite mayor deformación.

2) Resistencia: la resistencia de la madera no es la misma para todas las especies,

ni aún para los distintos trozos que se pueden obtener de un mismo tronco pues

en ella influyen diversos factores como son: la clase o género botánico, el grado

de humedad, los defectos que pueda presentar en la pieza (nudos,

resquebrajaduras, etc.).

o Resistencia a la Tracción: cuando el esfuerzo se realiza transversalmente

a las fibras la resistencia se debe a la oposición que ofrecen estas al

separarse, la que es vencida cuando la pieza falla. Cuando el esfuerzo se

realiza paralelo a la dirección de las fibras, la rotura casi siempre es

ocasionada por esfuerzos oblicuos que hacen que se separen las fibras; la

madera ofrece gran resistencia a este esfuerzo.

o Resistencia a la compresión: cuando se realiza en dirección longitudinal a

las fibras, estas trabajan como si fueran columnas huecas; en sentido

transversal la pieza tiende a achatarse (existe mayor resistencia en sentido

longitudinal).

ESFUERZOS MECÁNICOS DE LA MADERA

El ensayo se realiza en probetas de 2 x 2 x 3cm. colocados entre las placas de una

prensa hidráulica:

- Resistencia a la flexión: en la flexión debe considerarse la rigidez de la viga o sea

su capacidad par absorber las cargas sin flexionarse exageradamente. En la

rigidez interviene decisivamente el estado de humedad, pues una pieza seca es

1.5 veces más rígida que una húmeda Las pruebas se realizan sobre una probeta

prismática de 2x2x30 cm.

Siendo:

b = ancho (cm.)

h = altura o espesor (cm.)

P = carga aplicada (kg.)

L = separación entre apoyos inferiores (cm.)

- Resistencia al esfuerzo cortante: es muy pequeño en el sentido de las libras, sobre

todo para maderas fibrosas, siendo de 4 a 6 veces mayor en dirección

perpendicular a ellas.

15.5 EXPLOTACION Y MANUFACTURA DE LA MADERA

Comprende una serie de procesos que se inician con la explotaci6é forestal:

1) La explotación Forestal comprende la tala o derribo de árboles; la poda o corte de

ramas y hojas y el trozado de tos troncos gruesos en dimensiones apropiadas para

ser transportados a los aserraderos.

2) Aserrado: esta operación se realiza en los aserraderos donde se cortan los troncos

mediante sierras circulares ó de cinta, todas estas sierras son de acero de temple

especial.

3) Secado: el secado la madera es la primera etapa en la preparación para su uso en

la construcción en la eliminación del agua para lo cual se pueden emplear dos

sistemas:

Un secado natural o lento que puede durar de 1 a 3 años, dependiendo de la clase

de madera, se realiza, en un lugar ventilado.

Un secado artificial o acelerado; se realiza colocando la madera en un ambiente y

elevando la temperatura dentro de él, haciendo circular vapor de agua por tuberías

convenientemente ubicadas en el piso y las paredes.

Una vez que cumpla con estos procesos, se somete la madera a un tratamiento de

protección que puede ser por inyección de sustancias químicas que aseguren una

mejor resistencia y resistencia a insectos y hongos principalmente o por

impregnación con diversos productos como cloruro mercúrico, sulfato de cobre,

alquitrán, urea. etc.

15.6 APLICACIONES DE LA MÁDERA EN CONSTRUCCION

Se puede efectuar una clasificación por los diferentes tipos de aplicación:

1) Para carpintería marcos de puertas y ventanas, hojas de puertas, tableros

contrachapados, persianas, puertas machihembradas, etc.

2) Para pisos y escaleras: parquet, piso machihembrado, muertos para piso

machihembrado, zócalos, pasos de escaleras, pasamanos, etc.

3) Para estructuras: vigas, viguetas, coberturas, tijerales, columnas, entrepisos.

4) Para puentes, durmientes de ferrocarril, postes.

5) Para encofrados: tableros, tablas, puntales, reglas especiales para acabados

caravista, triplay, etc.

6) Aglomerados de madera.

Tableros contrachapados:

Llamados también compensados o contraplacados; son láminas o chapas de madera

superpuestas, constituidas por un número impar de chapas, las cuales se disponen

ubicando las chapas pares con las fibras en sentido perpendicular a las fibras de las

chapas impares; todas ellas van pegadas con cola aplicando temperatura y presión.

De esta manera se obtiene un tablero indeformable. Las láminas se obtienen por

desenrollo de troncos previamente reblandecidos por vapor de agua, descortezados y

troceados. Se emplean maderas como el roble, caoba, ébano, pino, oregón,.etc.

Los tableros contrachapados se pueden clasificar:

Por el número de chapas:

a) Triplay (3 chapas): de igual o diferente espesor, con dimensiones de 4x8 pies.

ALMA

b) Multicapas o Múltiplex: están formados por más de 5 capas (7, 9, 11, etc.).

c) Decorativos: cuando una de las caras tiene mejor acabado y efecto decorativo, se

emplean maderas finas.

* Por el acabado:

a) Tableros de primera cuando no tienen nudos ni defectos en ambas caras.

b) Tableros de segunda: cuando no presenta defectos por una de las caras pero en la

otra si

c) Tableros de tercera: cuando una de las caras tiene pequeños defectos y la otra los

presenta en mayor proporción.

Se emplean en construcción para el revestimiento de paneles, muebles, revestimiento

de maderas ordinarias por otras de mejor calidad, etc.

Tableros aglomerados:

Están conformados por partículas de diferente dimensión (astillas, hojuelas, viruta),

encoladas con una resina orgánica (generalmente urea formaldehido) bajo condiciones

de presión y temperatura.

La materia prima es madera rolliza de 10 a 15 cm. de diámetro, la que una vez

descortezada y trozada pasa a una máquina astilladora que la convierte en partículas

de 2 a 4 mm.

La masa de partículas es secada con aire caliente y clasificarla por tamaños; luego se

encola y se conduce a la prensa donde se le somete a un tratamiento de presión,

temperatura y tiempo.

Finalmente el tablero es dimensionado y lijado, y se expenden en medidas de 6 x 16

pies ó 6 x 8 pies, con espesores de 4 mm., 6 mm. 8mm, 10 mm., 13mm., 16 mm.,

19mm., 22mm., 30mm. y 45mm.

Se usan en carpintería, construcción de viviendas prefabricadas, muebles, paneles,

cielo raso; pueden ser revestidos con láminas de madera o material sintético (papel

melamínico, fórmica). No son muy resistentes a la humedad.

También se pueden fabricar con otras fibras como el bagazo de la caña de azúcar, paja

de cereales, tallos de algodón, tallos de maíz, etc.

15.7 CLASIFICACIÓN DE LOS PERFILES DE MADERA

1) Por sus características externas:

2) Por su función estructura

3) Por sus dimensiones

DenominaciónDimensiones

Espesor Ancho Longitud

ListónTablaTablónCuartónViga

½” a 1”½” a 1”1½” a 4”

Mayor de 4”Mayor de 6”

Menor de 4”Mayor de 4”Mayor de 6”Mayor de 4”

Mayor de 12”

10’ a 14’VariableVariableVariableVariable

15.8 MEDIDA COMERCIAL DE LA MADERA

La medida más usada es el pie2 (square feet); un pie cuadrado de madera es el

volumen de una pieza o tabla de 12” x 12” x 1”. Cuando se realizan operaciones

comerciales, se reducen a pies los volúmenes de todas las piezas, porque en esta

medida se comercializa la madera, se estima y calcula en los proyectos y

presupuestos, se computan los tastos de transporte, se paga y contrata a los obreros,

etc.

El pie cuadrado se conoce también como pie tablar (pt); para reducir a pies de madera

una pieza cuyas dimensiones están dadas en otras unidades, hasta realizar las

siguientes conversiones.

Siendo:

a = espesor

h = ancho

c = longitud

Ejemplo: ¿cuántos pies cuadrados de madera se tienen en 5 tablones de 1 ½” x 12” x

2.4m?

15.9 DEFECTOS EN LAS MADERAS

1) Hendiduras o grietas: debidas a la confracción ó dilatación de las fibras por secado

violento o desigual, predisponen al agrietamiento longitudinal de la pieza.

2) Nudos: son los puntos en los cuales las ramas se han desprendido del tronco; la

presencia de nudos caracteriza las distintas clases comerciales de madera

Madera selecta: El 90% de la plancha debe estar libre de nudos, es una madera

muy cara, se usa para ebanistería o para estructuras diseñadas para soportar

grandes esfuerzos.

- Madera de primera: el 75% de la plancha está libre de nudos.

- Madera de segunda: el 75% de la plancha está libre de nudos pero se puede

cumplir que D = a/5 y d = a/10; no deben presentarse rajaduras visibles. Se usa

para encofrados.

- Madera de tercera menos del 75% de la plancha está libre de nudos, sólo se puede

usar para encofrados cuando se corta.

15.10 PRINCIPALES MADERAS USADAS EN EL PERÚ

- Para pisos de parquet: hualtaco, cachimbo, palo de sangre, chonta, huayacán,

caoba, copaiba

- Para escaleras: diablo fuerte, caoba

- Para cuartonería alcanfor, mohena, nogal, pino rojo, roble peruano.

- Para muebles: caoba, cedro, palo de rosa, tornillo, ishpingo.

- Para encofrados: pino oregón, tornillo.

La madera nacional es madera corta con longitudes máximas de 14’ a 18’. La madera

importada tiene tramos largos, de 24’ a 30’; dentro de ellas se tiene el pino oregón,

pino chileno, arce, abeto, abedul, ébano.

15.11 OTROS MATERIALES ORGÁNICOS

1) Corcho: la corteza del árbol alcornoque, producida desde los 2 años a partir del

tercer al cuarto año la corteza se desgarra y cae en planchas que se prensan y se

secan.

Es un material blando por excelencia, tiene múltiples aplicaciones en la

construcción y decoración; se usa como plancha aglomerada para aislar los

ambientes acústicamente; para formar baldosas (impermeabilizadas y barnizadas o

revestidas con láminas de vinilo), que se expenden en tamaños de 30 x 30cm. ó 45

x 45cm. y se colocan con cola.

2) Cañas: son plantas herbáceas de tallo leñoso, de 3 a 6 metros de longitud, huecas,

con tabiques transversales en los nudos o arranque de las hojas; tienen la

superficie exterior compacta y brillante, de color amarillos, son ligeras, baratas e

impermeables. Se venden por millar

Las más usadas son:

- Carrizo: Caña hueca se sección transversal redonda, con diámetros de ½ a 1 ½ y

longitudes de 6 a más metros. Crece en las orillas de los ríos costeros y acequias y

en ceja de selva

- Caña brava: de mayor durabilidad que el carrizo, se desarrolla en las playas y

riberas de los ríos costeros y en ceja de selva

- Bambú: pueda alcanzar alturas de 40 m; tiene tallo liso, hueco, articulado con

tabiques transversales. Crece en regiones tropicales y puede medir hasta 30 cm.

de diámetro. Los más comunes miden entre 6 y 10cm. de diámetro y 8 a 10 m. de

largo.

Las cañas se utilizan para fabricar entramados para techos o tabiques (quincha), como

cielo raso utilizando caña partida unida por alambres, para fabricar esteras, etc.

Quincha: es un panel formado por bastidores de madera aserrada o palos de

eucalipto, los cuales se rellenan con carrizo redondo (½” y ¾”), caña brava partida o

tiras de bambú (1” de ancho y espesor entre ½” y ¾“), formando un entramado

trenzado y autofijado a los bastidores.

Este panel después de ser montado es revocado con barro mezclado con paja, luego

recibe un tarrajeo fino con el mismo barro, yeso, cemento u otro material,

Estera: es un entramado tejido, formado por carrizos cortados en ½ o ¼ de caña, o

con paja de junquillo. Tiene dimensiones de de 2 x 3 m.

3) Cuerdas o sogas.- Están constituidas por un conjunto de hilos de cáñamo,

esparto, lino, yute, etc., retorcidos o trenzados, foirmando cuerpos alargado,

flexibles y resistentes. Se emplean para suspender pesos, sujetar piezas, etc.

CAPITULO XII

ASBESTO CEMENTO

Este producto es una mezcla de asbesto y cemento a la que se le pueden agregar otros

materiales para lograr diferentes cualidades en el producto final.

16.1 MATERIAS PRIMAS

Asbesto: es una fibra mineral que proviene de la roca eruptiva llamada serpentina,

posee gran resistencia a la tracción y sirve de refuerzo o armadura en el producto final.

Cemento: interviene corno material aglomerante, se utiliza el cemento Pórtland tipo I.

Agua: es el medio fluido en el que se realiza la mezcla

Colorantes: se agregan a la mezcla para darle color, siendo preparados en base a

óxidos naturales o sintéticos.

Celulosa: se agrega al asbesto cemento en forma de pliegues de cartón para darle

cierta flexibilidad al material final.

Sílice: se agrega para facilitar y mejorar el curado del asbesto cemento a presión de

vapor en autoclaves

16.2 FABRIOCACIÓN

La fabricación del asbesto cemento consiste en abrir las fibras de asbesto (vienen

formando haces) para poder alcanzar su máximo aprovechamiento, y mezclarlas con

cemento, sílice y otros productos con una cantidad de agua tal que permita la

fluidificación de esta mezcla

La mezcla fluidificada es llevada por gravedad o bombeo a una máquina Hatecheck

(similar a las utilizadas en la industria papelera), para que por percolación a través de

una serie de tamices, y contacto con un fieltro, se forme una película continua de

asbesto cemento. Esta película por enrollamiento sucesivo o superposición de capas

da lugar a una lámina en estado plástico.

La lámina se ondula manual o mecánicamente, y se mantiene en esta condición

durante 24 horas hasta alcanzar el fraguado del cemento. Luego se desmolda, se

somete a curado y se mantiene por 28 días en espera de alcanzar una resistencia

adecuada, quedando lista para su despacho.

Para la fabricación de piezas moldeadas, la misma pasta lisa antes de ondularse es

moldearla manualmente, y gracias a la plasticidad del material es posible la obtención

de diferentes productos.

16.3 PRODUCTOS

Tubos:

1) Tubos de presión para agua: con diferente presión de servicio que los clasifica en

clase 105, 150 ó 200 lb/pulg.

2) Tubos para alcantarillado.

3) Conexiones especiales.

Planchas:

1) Planchas corrugadas para coberturas y cielo raso.

2) Planchas lisas para cobertura lateral y revestimiento de muros y tabiques.

3) Canalones para coberturas superiores y laterales.

Piezas moldeadas:

Tanques para agua, accesorios para techados, ductos, elementos decorativos, canales

de riego, tejas. etc.

16.4 CARACTIERISTJCAS

1) Material resistente.

2) Imputrescible (no le afectan las condiciones atmosféricas).

3) De fácil manipulación: se puede corlar, aserrar, taladrar, clavar, limar.

CAPITULO XIII

EL VIDRIO

El vidrio es una disolución sólida de varios silicatos como el de sodio, calcio, piorno. Etc.,

obtenida por fusión a elevada temperatura y cuya masa una vez enfriada adquiere un estado

amorfa con cierta dureza

Como materia prima para su fabricación se puede utilizar: arena silicea (cuarzosa), piedra silex,

tierra de infusorios ceniza potásica, salitre sódico, caliza pura, etc., a ésta se le agregan dos

bases: la potasa y la cal (óxido cálcico) u otro óxido de metal divalente. Para darle color

permanentemente se utiliza óxido de cromo (para el rojo), de cobalto (para el azul) y de uranio

(para el amarillo).

Estos materiales son calculados, pesados y mezclados íntimamente para fundirlos en hornos

de crisol o de cuba, a temperaturas que oscilan entre los 1000 y 1400ºC. Luego se enfrían

lentamente para evitar que se vuelvan quebradizos

Los hornos de crisol se emplean generalmente para pequeñas producciones y para

operaciones manuales; el calentamiento se realiza con gas natural o aceite combustible.

17.1 CARACTERISTICAS

Los vidrios de construcción son frágiles, transparentes, no deforman la imagen, sus

caras son lisas y sus planos son bien perfilados.

Cuanto mayor espesor presenten producen un mayor aislamiento acústico y térmico:

para el primer caso el mejor es el vidrio laminado y para el segundo el vidrio flotado de

color.

17.2 CLASES Y Terminología COMERCIAL

1) Vidrios simples y planos:

- Vidrio simple o sencillo: usado en ventanas y mamparas; es blanco y transparente;

con un espesor entre 2 mm. y 2,3 mm., y con un peso aproximado de 5 kg/m2.

- Vidrio semi-doble o medio doble: con un espesor entre 2,4 y 2.75 mm. y un peso

aproximado de 6 kg/m2.

- Vidrio doble y triple: de mayor espesor que el vidrio simple, se utiliza para cubrir

aberturas de más de 0,50 m. Los dobles tienen un espesor que varia entre 3,0 y

3,5 mm. y un peso de 8 kg/m2 y los triples o triplex tienen de 3,6 a 5.5 mm., de

espesor y peso de 10 kg/m2.

2) Vidrios impresos: se usan cuando se desea gran penetración de luz natural en

edilicios donde la transparencia no es deseable; pueden ser de dos categorías,

normal y grueso; la primera con espesores entre 3,5 y 4,5 mm.; y la segunda con

espesores entre 4,5 y 8 mm. Se usan en mobiliario, alumbrado, puertas para ducha

y placas acrílicas. Pueden ser:

- Vidrio labrado: es todo aquel que no tiene superficie lisa, puede ser blanco o de

color, pero no es transparente. Generalmente el labrado o relieve se presenta en

una sola cara

- Vidrio catedral: es un vidrio de superficie rugosa y granulosa, se fabrican blancos y

de colores; no es transparente.

3) Vidrios de seguridad:

- Armados: con espesores de 3 a 8 mm., llevan incorporada una tela metálica

- Templados: se quiebran en trozos tan pequeños, casi como escarcha, que no

producen daño. Tienen una resistencia de 4 a 5 veces la del vidrio compón.

- Laminados: se rajan pero no revientan. Están formados por dos o más planchas de

vidrio plano unidas rígidamente entre sí por medio de una lámina plástica (polivinil

bitiral).

4) Vidrios difusos o polarizados: con las mismas secciones que los vidrios planos.

Pueden ser:

- Vidrio esmerilado: es aquel al que se le ha hecho perder su transparencia por

acción de un producto abrasivo (arenas).

- Vitreux: es un conjunto de trozos de vidrio, blancos o de diversos colores, unidos

entre si por tirillas de plomo formando dibujos ornamentales.

5) Bloques de vidrio baldosina:

- Baldosas y losetas de vidrio: son las piezas destinadas a ser usadas en pisos y

cubiertas de tragaluces que deben soportar tráfico, Sus dimensiones son

pequeñas: 20 x 20 cm.

- Fibra de vidrio: se fabrica dirigiendo aire comprimido contra el vidrio fundido que

sale por unas boquillas, obteniéndose fibras análogas a la lana de vidrio.

17.3 PROPIEDADES

1) Es Un material isótropo, es decir que conserva sus propiedades en todas sus

direcciones.

2) Es un buen aislante eléctrico a la temperatura ambiente.

3) Es inalterable al ataque de los agentes atmosféricos y del agua.

4) Tiene elevada dureza y resistencia a la abrasión.

5) Absorbe casi la totalidad de tas radiaciones ultravioletas.

6) Se clasifican según su calidad en:

- Vidrios de primera: sin fallas.

- Vidrios de segunda: sin fallas de consideración

- Vidrios de tercera: con fallas más o menos extensas.

7) Se venden por pie2, dándose las dimensiones en pulgadas reunidas:

Pulgada reunida = suma de los lados = largo – ancho

8) Al momento de colocarlos en obra se pintan con gruesas capas de pintura blanca

para hacerlos notar e impedir accidentes.

11.4 METRADO DE VIDRIOS

El largo y ancho de las piezas de vidrio se mide en pulgadas y el área en pies

cuadrados; es decir que 1 pie2 tiene 144 pulg.

Por ejemplo: una pieza de vidrio de 24” x 60” tiene una superficie de 10 pie2 de acuerdo

a lo siguiente:

17.5 ESPECIFICACIONES PARA VIDRIOS Y CRISTALES

Vidrio: los vidrios deberán ser los denominados clase B, tipo “Double Strength” (DSB)

de aproximadamente 1/8” de espesor, con un peso de 26 onzas por pie cuadrado pie2.

Tamaño: el vidrio deberá suministrarse en tamaño cortado u “out size”, con un espesor

de acuerdo al vano de ventana a colocarse.

Dimensiones máximas: las aberturas de hasta 5” x 6” sólo podrán llevar vidrio doble

(de 26 onzas).

Cristal: se usará el denominado “Polished Plate-Class Glazing Quality” de ¼” de

espesor para mamparas principales de entrada

CAPITULO XIV

METALES

Los minerales rara vez se encuentran en la naturaleza en cantidad suficiente para ser utilizarlos

industrialmente; generalmente se hallan combinados con otros cuerpos de composición muy

variada.

Para obtener un metal es necesario efectuar con los minerales una serie de operaciones que

consisten en separar al metal de otras sustancias de naturaleza térrea. Este conjunto de

operaciones se llama metalurgia y se realizan en lavaderos de mineral en donde se tritura el

material, se lava, se separa y finalmente se calcina, en el caso de obtener exclusivamente

hierro se llama siderurgia

18.1 PROPIEDADES DE LOS METALES

Para poder ser utilizados industrialmente los metales deben ser de fácil obtención

poder adquirir formas apropiadas y alcanzar cierta resistencia.

La forma se puede obtener fundiendo el metal y colocándolo en moldes o por medios

mecánicos, dependiendo esto último de las siguientes propiedades:

- Forjabilidad: es la capacidad de un metal para soportar en estado sólido y bajo

calor una variación de su forma por acciones mecánicas de martillado, laminado y

prensado; sin perder cohesión.

- Maleabilidad: propiedad de los metales de poder modificar su forma a temperatura

ordinaria por acciones mecánicas de martillado, estirado y laminado.

- Ductibilidad: propiedad de un cuerpo de poder alargarse en la dirección de su

longitud. convirtiéndose en alambre o en hilo. Los metales más dúctiles son los

metales preciosos: oro, plata, platino, aluminio, hierro, cobre, zinc, estaño y plomo.

- Tenacidad: resistencia a la rotura por fracción que tienen los cuerpos debido a la

cohesión de las moléculas que los integran (kg/mm2); esta resistencia se puede

aumentar por tratamientos mecánicos de martillado y laminado o por adición de

otros cuerpos como el carbono y el hierro.

- Facilidad de corte: es la propiedad de los metales de poder separarse en pedazos

con herramientas de corte; los metales que no poseen esta propiedad se

desprenden en trozos irregulares al cortarlos.

- Soldabilidad: propiedad de poder unirse dos metales hasta formar un trozo único.

La soldadura puede hacerse al rojo, mediante martillo o forja, y por fusión mediante

el soplete (soldadura autógena) y electricidad.

- Oxidabilidad: por acción del oxigeno del aire se oxidan todos los metales menos los

nobles (oro, plata platino), recubriéndose de una capa de óxido; esto se evita

aleándolo con otro metal o recubriéndolo con pintura anticorrosivo.

18.2 PRINCIPALES METALES USADOS EN LA CONSTRUCCION

Para propósitos constructivos en el mercado se encuentran dos tipos de metales: los

ferrosos y los no ferrosos.

18.2.1. METALES FERROSOS

1) Hierro:

Industrialmente se designa con este nombre, no al elemento químico de signo Fe, sino

a las aleaciones del hierro con otros elementos que lo acompañan en forma de

impurezas en su obtención o añadidos expresamente para modificar sus propiedades

(carbono, silicio, manganeso, fósforo. azufre, etc.).

Obtención: se puede obtener en estado sólido (mediante forjado) o en estado líquido

(en altos hornos).

Por forjado: se obtiene hierro dulce o forjable y también acero, pero solamente es

aplicable a minerales muy ricos por ser de escaso rendimiento, su valor sólo es

histórico.

En altos hornos: está constituido por un horno vertical cuya altura varía entre 20 y 30

cm., el diámetro mayor entre 6 y 8 m y el diámetro menor entre 3 y 5 m.

Las paredes se construyen con ladrillo refractario, con un espesor aproximado de 80

cm.

El horno se carga por la parte superior colocando capas alternadas de mineral con

carbón y fundente (carbonato cálcico, arcilla arenisca); este ultimo para no perder el

mineral de hierro pues de no adicionarlo se formaría una escoria de silicato-alumínico-

férrico.

Los productos que se obtienen de los altos hornos son:

a) Lingotes de primera fusión o Fierro cochino: se lo llama también fierro negro;

tiene un alto porcentaje de impurezas (más o menos 10%) que le comunican

propiedades indeseables para ser utilizado en construcción. Se usa como materia

prima para la obtención del acero y otros hierros.

b) Escorias de altos hornos: son menos densas que el hierro líquido y flotan en él;

estas escorias se recogen en vagonetas y se hacen enfriar, solidificándose ya sea

en forma granular (si se enfrían rápidamente en el agua) o en filamentos llamados

lana de escoria (si se enfría con un chorro de vapor). Se pueden utilizar para

moldear ladrillos; bloques y baldosas mezclándolas con cemento y cal grasa y

para fabricar cemento resistente a los sulfatos. La lana de escoria es también

utilizada como aislante.

c) Gases de altos hornos: tienen una composición similar al gas de gasolina, se

utiliza para quemarlos y obtener energía para mover maquinas.

Los productos obtenidos por primera fusión no se pueden emplear para el moldeo de

piezas por su alto contenido de impurezas, por lo que es necesaria una segunda

fusión para mejorar su calidad.

Productos de segunda fusión : por segunda fisión se obtiene hierro colado o hiero

fundido, de gran fluidez y pureza, sirve para moldeo. Según que la fundición tenga o

no carbono en estado de grafito, recibe el nombre de, fundición mis o fundición blanca.

Los productos de fundición gris se utilizan para moldear piezas de maquinaria,

mientras que los de fundición blanca además del moldeo se emplean para obtener

acero.

Colado del hierro: con el nombre de colar se denomina a la acción de verter el metal

fundido en un molde para darle, una forma especial; se pueden utilizar moldes de

arena, lingoteras o por inyección.

A partir del hierro colado o tundido se puede obtener:

- Tubos para agua y gas.

- Accesorios para tuberías: codos, tees, reducciones, etc.

- Piezas estructurales o de maquinarias.

- Laminados: rieles, ángulos, viguetas.

- Estirados: tubos, alambres.

- Forjados: perfiles.

Hierro dulce: cuando el metal es dúctil y maleable, se prepara fundiendo un lingote

pobre en sílice y manganeso, con un contenido de carbono entre 0.05 y 0.1%

Este tipo de fundición se utiliza para moldear artículos de forma complicada, pero no se

emplea en estructuras; se pueden fabricar piezas de maquinaria, accesorios de

tuberías, clavos a partir de un alambre de hierro, pernos, tuercas, alambres, cadenas,

etc.

2) Acero:

Son aquellos productos ferrosos cuyo contenido de carbono oscila entre 0.10 y 1.5 %,

lo que le permite endurecerse fuertemente cuando sufre un enfriamiento rápido.

Se puede fabricar:

a) Acero al crisol: en un crisol de ladrillos refractarios se coloca hierro dulce con algo

de carbón vegetal y minerales de manganeso, y se somete a alta temperatura por

2 ó 3 horas, el metal líquido se coloca en moldes para formar lingotes. Se obtiene

un acero de alta calidad usado para preparar herramientas, cuchilería, resortes,

etc.

b) Acero de cementación: al igual que en caso anterior se trata de hacer absorber

carbono al hierro dulce para convertirlo en acero; se realiza en un convertidor o

recipiente de ladrillo refractario y se eleva la temperatura a 700ºC., El proceso dura

de 7 a 12 días y hay que dejarlo enfriar lentamente.

Por su composición química se puede obtener:

a) Acero al carbón: con contenidos desde 0,1 a 1,5 %, conforme aumenta el

porcentaje, el acero es más duro.

b) Acero al silicio: contienen del 1 al 3% de silicio, presenta elevada resistencia a La

ruptura, se usa para fabricar resortes, núcleos de bobinas eléctricas, chapas de

inducidos de máquinas eléctricas.

c) Aceros especiales:

- Al níquel (para piezas de automóviles, válvulas de motores, cuchillar, etc.).

- Al cromo (rodamientos, cuchillar, válvulas).

- Al manganeso (ejes, mandíbulas para triturar).

- Al cobalto (imanes).

- Al tungsteno (herramientas, matrices, imanes)

Formas comerciales del acero: se puede encontrar acero con diferentes grados de

dureza, dependiendo de su contenido de carbono: acero grado 40 y grado 60; el

primero no se produce en el Perú, el segundo es fabricado por SiderPeru y Aceros

Arequipa con un contenido de carbono entre 0,34 y 0,46%.

Las propiedades más importantes del acero grado 60 desde el punto de vista de su uso

son:

- Punto de fluencia mínimo: definido como el esfuerzo más allá del cual el material

deja de comportarse elásticamente ocurriendo una deformación permanente. El

límite de fluencia para el acero grado 60 es de 4200kg/cm2.

- Resistencia a la rotura: representa el máximo valor del esfuerzo que el material

puede soportar en tracción sin fracturarse, corno mínimo debe tener una

resistencia de 6330 kg/cm2.

- Elongación: es la propiedad del material que le permite alargarse sin presentar

fracturas. Indirectamente esta propiedad viene a ser indicativa también de la

posibilidad de doblar la varilla o capacidad de soportar efectos de impacto. Como

mínimo debe considerarse un alargamiento de 9%.

Tipos de productos fabricados:

a) Varillas de refuerzo para concreto armado: son barras de acero al carbón,

corrugadas para lograr mayor adherencia con el concreto. Vienen en longitudes de

9 m. con los siguientes diámetros:

Diámetro Peso Nominal (kg/m)

8 mm. 0.39

3/8 pulg. 0.56

12 mm. 0,89

½ pulg. 0,99

5/8 pulg. 1.55

¾ pulg. 2.24

1 pulg. 3,97

1 3/8 pulg. 7,91

Las varillas se venden por kilos en función a su peso unitario o nominal,

pudiéndose estimar aproximadamente este último con la siguiente relación:

Donde:

= Peso unitario (kg/m)

D = diámetro de la varilla (pulg.)

Estas varillas deben almacenarse sobre cartones o madera, protegiéndolas de la

humedad para que no se oxiden.

b) Barras lisas: para ser usadas en carpintería metálica, maquinado y otros. Pueden

tener sección redonda, hexagonal o cuadrada, con longitudes de 6m y diámetros

variables.

c) Planchas: lisas o corrugadas; la más usada es la plancha galvanizada zincada

llamada calamina, con dimensiones de 0,83x1.83m., se venden por su espesor

(mm. o pulgadas) o por su calibre (gauge).

El galvanizado es un método de preservación que se utiliza para proteger al hierro

de la oxidación; para ello se sumergen las piezas en un bario galvánico, en metal

fundido o aplicando con brocha una pintura metálica (zincado para fabricar

calaminas; estañado para fabricar hojalata emplomado: niquelado; cromado).

d) Vigas y perfiles: vienen en longitudes de 6 m. y secciones variables. canales U,

tees, doble tee, I de ala ancha, ángulos de alas iguales y desiguales.

e) Platinas: para usos en carpintería metálica y maquinado; vienen en longitudes de

6 m. y secciones variables

f) Mallas y alambres: usados como refuerzo metálico del concreto armado, para

cercos eléctricos, para amarrar estribos, clavos y maderas; se venden por rollos o

carretes, por unidad de longitud y peso.

g) Cables: retorcidos o trenzados en disposición de hélice; el núcleo o espacio que

queda en la parte central se rellena con cáñamo, yute u otro material.

18.2.2 METALES NO FERROSOS

1) Cobre:

Se encuentra en forma natural y en forma de minerales, conformando óxidos y sulfuros,

siendo los más importantes: la calcopirita o sulfuro de cobre y fierro (S2FeCu); la

calcosina (SCu2) y la cuprita (Cu2).

El cobre es tenaz, dúctil y maleable; de color rojo, gran conductor del calor y la

electricidad. En estado puro y a temperatura normal es inoxidable.

Aplicaciones: en la industria eléctrica, para fabricar alambres y cables (se diferencian

por la capacidad de amperaje AWG); en la fabricación de tubos para la conducción de

agua, para la construcción de serpentines, calderos; para tomar aleaciones:

bronce = cobre + estaño

latón = cobre + zinc

alpaca = cobre + níquel

2) Plomo:

Se presenta en minerales, casi siempre sulfuros mezclados con plata y antimonio,

siendo los más importantes la galena o sulfuro de plomo (PbS), la cerusita (CO3Pb) y la

anglesita (SO4Pb).

Es un metal blanco azulado, muy blando que se raya con la uña; es muy maleable

pudiéndose laminar en hojas finas; se oxida en el aire húmedo.

Se utiliza para trabajos de gasfitería (soldadura); en la fabricación de pinturas; tubos

para agua y gas; alambres y varillas y para formar aleaciones como la del plomo

endurecido (plomo + antimonio).

3) Zinc:

Se encuentra en la naturaleza en los siguientes minerales: blanda o sulfuro de zinc

(ZnS), calamina o carbonato de zinc (ZnCO3) y smithsonita o silicato de zinc

(SiO2.2Zn.2H20).

El zinc es duro, quebradizo y maleable; de color gris azulado. Se emplea en el

galvanizado o revestimiento de otros metales; para formar planchas lisas y onduladas

que sirven (le coberturas; en la fabricación de barras y alambres y en aleaciones.

4) Estaño:

Raramente se encuentra nativo, proviniendo generalmente de minerales como la

casiterita u óxido de estaño (SnO2) y la esta una o pirita de estaño.

En estado puro es blanco, maleable, poco dúctil y resistente; se utiliza para recubrir

interiormente los tubos de plomo destinados a la conducción de agua potable; en la

fabricación de válvulas, gasfitería, artículos de cocina y en el revestimiento de la

hojalata

5) Aluminio:

Se encuentra en la naturaleza formando las arcillas, en forma de óxido hidratado

AL2O3H2O o bauxita, y en forma de fluoruro de aluminio y sodio o criolita

Es un metal blanco brillante, muy ligero, dúctil y maleable; prácticamente está libre de

la corrosión. Se utiliza para fabricar barras, perfiles, filetes, planchas y accesorios

CAPITULO XV

PLASTICOS

Las materias plásticas artificiales son sustancias de origen generalmente orgánico, producidas

por medios químicos, capaces de adquirir forma por el calor y la presión, conservándola

después y alcanzando gran resistencia mecánica. También se les denomina Resinas Sintéticas

por analogía con las resinas naturales.

Químicamente se consideran como disoluciones sólidas coloidales procedentes de productos

naturales obtenidos por síntesis mediante procesos de condensación, polimerización y

asociación de moléculas de pequeña magnitud.

Generalmente constan de dos componentes: el aglutinante que es la resma (proporciona

solidez y elasticidad), y la materia de relleno (que le da dureza).

Las materias primas empleadas en la fabricación de plásticos se pueden obtener de la cal, el

carbón, sal, celulosa, agua, aire, o agrupándose de la siguiente manera:

- Del alquitrán de hulla se obtiene: fenol, cresol y benceno.

- Del nitrógeno sintético, a partir del aire, se obtiene: metanol, formaldehído, urea y

ácido nítrico.

- Del carburo de calcio se obtiene el acetileno para las materias vinílicas.

- Del alcohol y acetona se preparan las materias polieténicas.

Las primeras materias plásticas conocidas fueron el celuloide, la ebonita (caucho, azufre de

Goodyear), bakelita, nylon, etc.

19.1 CLASITICACION

Los materiales plásticos se clasifican en tres grandes grupos:

19.1.1 TERMOESTABLES

Se caracterizan porque una vez elaborados los productos permanecen rígidos e

inalterables, y sólo se les puede cambiar de forma mediante operaciones mecánicas de

aserrado, cortado, taladrado, etc. Dentro de ellos se tienen:

La bakelita, fenol plástico que se obtiene al reaccionar en grandes calderas metálicas

el fenol y el formaldehído, en presencia de un ácido como catalizador. Es un producto

sólido y ligero, resistente al agua, calor, ácidos y disolventes orgánicos; se emplea en

forma líquida para barnices y pinturas; en la fabricación de aparatos como

interruptores, conmutadores, teléfonos, etc.

La urea-formaldehído, es un plástico que se prepara con urea sintética, obtenida del

amoniaco y anhídrido carbónico con formaldehído; del cual se obtiene una resina que

mezclada con rellenos vegetales o minerales y colorantes se utiliza para impregnar

fibras textiles y fabricar polvos de moldeo; se emplean en la fabricación de tableros

aglomerados, planchas contraplacadas.

La melalina, se utiliza como impermeabilizante de fibras textiles, para pinturas,

barnices y esmaltes.

La silicona, son polímeros de silicio y oxígeno, de gran dureza y resistencia al calor,

buen aislante eléctrico que sirve para fabricar chapas, tubos, láminas, barnices; es un

buen protector contra la humedad y resiste altas temperaturas.

19.1.2 TERMOPLÁSTICOS

Comprenden las materias plásticas o resinas sintéticas que se reblandecen por el

calor, pudiéndose remoldear cuantas veces sea posible sin que se modifique o varíe el

material. Los más comunes son:

El celuloide, que se obtiene a partir de la celulosa de madera o algodón y se utiliza

para sustituir al vidrio o asociarlo con él en la fabricación de vidrios de seguridad

Tripiex. A partir de la celulosa también se pueden obtener el pergamino vegetal, la fibra

vulcanizada, libras plásticas (nylon, sarán, vinyón, etc.), planchas decorativas (que

resultan de la unión de resinas sintéticas con fibra celulosa en forma de láminas

pegadas a elevada presión y temperatura).

El acetato de celulosa, que se emplea en la fabricación de molduras arquitectónicas,

para pintura al duco, etc.

La ebonita, se fabrica vulcanizando caucho con azufre, es de color negro y se utiliza

como material aislante, en la fabricación de asas, mangos, aparatos telefónicos, etc.

Las resinas acrílicas, se utilizan en la fabricación de láminas onduladas para

claraboyas, láminas planas, fabricación de lentes, accesorios para baños, puertas,

ventanas, etc.

Las resinas vinicolas, se obtienen a partir del ácido clorhídrico o acético sobre el

acetileno. El Policloruro de vinilo (PVC) es la resina termoplástica más importante entre

aquéllas que contienen el grupo vinilo, el procedimiento de transformación de dicho

termoplástico en artículos manufacturados (tuberías, accesorios, planchas, pisos

vinílicos) comprende una primera fase de preparación del compuesto definitivo, ya que

el PVC requiere la presencia de otros componentes como estabilizantes, lubricantes,

pigmentos, etc. que le permiten soportar todos los procesos de transformación a los

cuales es sometido.

Los estirenos, se obtiene a partir del etileno y benceno, procedentes del carbón o

petróleo; se emplea en la fabricación de tejas y baldosas transparentes y coloreadas.

19.1.3 PROTEINAS PLÁSTICAS

Son sustancias orgánicas compuestas de aminoácidos de origen animal o vegetal

(semillas de algodón, café, soya, cacahuate, caseína y queratina), de las que se parte

para la obtención de las materias plásticas.

La caseína es la de mayor importancia, se le puede emplear como materia plástica y

también como adhesivo (cola fría), se obtiene a partir de la leche cuajada o de la

semilla de soya

19.2 ELABORACION DE LAS MATERIAS PLÁSTICAS

Existen varios procesos para la elaboración del plástico:

1) Moldeo por compresión: se aplica de preferencia en las resinas termoestables,

como las fenólicas y de urea, las cuales en estado de polvo o bolas se introducen

en moldes de acero previamente calentados y se colocan entre los platillos de una

prensa hidráulica de gran poder. La resina al ser calentada entre 150 y 180ºC y

comprimida a 400 kg/cm2 fluye y, al cabo de poco tiempo el material endurece y se

desmolda.

2) Moldeo por inyección: se emplea para resinas termoplásticas; la materia plástica

en forma de polvo o granulada alimenta en forma continua una cámara de caldeo,

y una vez reblandecida es impulsada automáticamente a los moldes de donde es

expulsada luego de endurecer; se fabrican accesorios (codos, tees.

acoplamientos, uniones, etc.).

3) Moldeo por transferencia: es una modificación del proceso de inyección y

consiste en colocar la resina en forma de pastillas en una cámara caliente para

que fluidifique, con la temperatura precisa se aplica la presión para transferir la

materia plástica de la cámara al molde.

Este procedimiento es muy usado en la fabricación de material eléctrico de una

sola pieza

4) Moldeo por extrusión: es el procedimiento más adecuado para la fabricación

continua de tubos, barras, hilos, perfiles, etc. La materia plástica bien

homogenizada se lamina y se obliga a salir mediante presión a través de una

boquilla o matriz, obteniéndose una lámina, tubo, etc., la cual se enfría al aire y se

conduce mediante una cinta transportadora a las máquinas de cortar, enrollar, etc.

19.3. CARACTERÍSTICAS GENERALES Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

- Bajo peso: lo cual facilita el transporte, acarreo e instalación.

- Alta resistencia química

- Bajo índice de rugosidad.

- Densidad de 1.35 a 1.8 kg/dm3.

- Resistencia al calor hasta los 40ºC para el celuloide y hasta 155ºC para las

fenólicas

- Resistencia a la compresión entre 600 y 1800 kg/cm2.

- Resistencia a la flexión entre 500 y 1800 kg/cm2.

- Resistencia a la tracción entre 2.50 y 750 kg/cm2.

19.4 TUBERÍAS DE PLÁSTICO Y ACCESORIOS

Se fabrican a partir del Policloruro de Vinilo (PVC), pudiéndose encontrar tubos rígidos

y tubos flexibles.

Los tubos rígidos tienen usos múltiples ya sea para conducciones industriales (plantas

de depuración, industria petroquímica, industria de papel, etc.) o para conducciones

domésticas (para agua fría y caliente, para instalaciones eléctricas, para conducción de

agua potable a presión, para desagües y redes pluviales). Se venden en longitudes de

3 a 5 metros.

Las tuberías flexibles se fabrican en PVC, etileno, propileno y polietileno; se utilizan

para drenaje, conductos de ventilación, canalización de granos y polvo etc. Se venden

en rollos en longitudes desde 25 hasta 100 metros, y diámetro máximo de 90 mm.

1) Tuberías para conducciones industriales: para esta clase de conducciones, el

material plástico de mayor rendimiento es el poliéster reforzado con fibra de vidrio

(PRFV); se compone de tres capas, la intermedia de fibra de vidrio.

Son muy resistentes a las temperaturas elevadas, a los agentes climatológicos y

químicos, tienen gran facilidad de corte (con sierra manual), fácil instalación y poco

peso.

Las uniones entre tuberías pueden ser fijas o desmontables; éstas últimas

reproducen en poliéster los sistemas normales de unión (bridas, manguitos).

Las uniones fijas pueden realizarse por vendaje o a tope (cubriendo la junta con

capas sucesivas de fibra de vidrio saturada con resinas de poliéster hasta formar

un tejido) y por pegamento (se realiza con dos piezas de poliéster, una de las

cuales envuelve a la otra, rellenándose el hueco entre ambas con pegamento, se

emplean manguitos).

2) Para conducciones domésticas: se fabrican a partir de PVC rígido y se emplean

en instalaciones eléctricas e instalaciones sanitarias.

- Para Instalaciones Eléctricas: se pueden encontrar dos clases de tubos: S.A.P.

(clase pesada. Standard Americano) y S.E.L. (clase liviana, Standard Europeo). La

clase liviana es usada en instalaciones domésticas en diámetros de 5/8”, ¾” 1”, 1

¼”, 1 ½”, y 2”; con longitudes de 3 metros.

La clase pesada es usarla en instalaciones industriales y viene en diámetros de ½”,

¾”, 1”, 1 ½”, 2”, 2 ½”, 3” y 4”, tiene longitudes de 3 metros.

FIG. Nº 5 ACCESORIOS PARA DESAGUE Y VENTILACIÓN

FIG. Nº 6: ACCESORIOS PARA CONDUCCIÓN DE AGUA A PRESIÓN

Accesorios: de 900C, conexiones a caja y uniones.

- Para instalaciones de Desagüe: se encuentra la clase S.A.L. (Clase liviana.

Standard Americano), se utiliza para instalaciones domésticas y viene en

longitudes de 3 metros para los diámetros de 2” 3” y 4”; y de 5 metros para los

diámetros de 6” y 8”.

Accesorios: ramal en Y simple, ramal en Y simple con reducción, ramal en Y doble,

ramal en Y doble con reducción ramal en T simple, ramal en T simple con

reducción, ramal en T doble, ramal en T doble con reducción; tee sanitaria simple,

tee sanitaria simple con reducción, tee sanitaria doble, tee sanitaria doble con

reducción, codos a 45º, codos a 90º, codo de ventilación, trampa P, tapones, etc.

(ver figura N0 5).

- Para conducción de Fluidos a presión: Se encuentra en clase S.A.P. (Standard

Americano Pesado) tipo 90 de PVC rígido. Estas tuberías se fabrican de cuatro

clases, en función a la presión nominal que pueden soportar: clase 15 (15 kg/cm2 =

215 lb/pulg2), clase 10 (10 kg/cm2 = 150 lb/pulg2), clase 7.5 (15 kg/cm2 = 105

lb/pulg2), y clase 5 (5 kg/cm2 = 75 lb/pulg2).

Vienen en diámetros de: ½”, 1”, 1 ¼”, 1 ½”, 2”, 2 ½”, 3”, 4”, 6”, 8”, 10” y 12”, y

longitudes de 5 metros.

Accesorios: codos a 90°, codos a 45°, curvas a 45°, tee reducciones, uniones,

tapones (ver figura N° 6).

CAPITULO XVI

PINTURAS

Son mezclas líquidas, generalmente coloreadas que aplicadas por extensión, pulverización o

inmersión, forman una capa o película brillante u opaca en la superficie de los materiales de

construcción, a los cuales protege y decora

20.1 COMPOSICION

Están constituidas por un pigmento sólido (base) y un aglutinante o vehículo líquido (en

este caso incluye el diluyente) formando ambos una dispersión y agregando además

un colorante adicional y/o materia secante. Otros consideran que las pinturas se

componen de un pigmento, un aglutinante y un diluyente.

Los pigmentos son cuerpos sólidos finamente pulverizados, insolubles en el aglutinante

o vehículo; su función es colorear, dar consistencia y facilitar el secado de la pintura.

Pueden ser naturales y artificiales; minerales u orgánicos (vegetales, animales,

sintéticos).

Los más importantes son: albayal de blancos (blanco de plomo, blanco de zinc, blanco

de plata); rojos (a base de plomo y óxido férrico).

Los aglutinantes o vehículos son los líquidos que llevan en suspensión los pigmentos, y

que una vez secos mantienen unidas las partículas de color entre sí y adheridas a la

superficie que ha sido pintada. El vehículo consta del aglutinante propiamente dicho y

de un líquido o diluyente que lo disuelva y diluye (solvente). Ejemplo de vehículos:

aceite de linaza, aceite de ricino, resinas naturales, etc.

El secante, es el cuerpo que se le añade a la pintura para acelerar la oxidación y

polimerización de los aceites vegetales, disminuyendo el tiempo de secado de la

pintura (óxidos).

20.2 PROPIEDADES

Las pinturas deben tener las siguientes propiedades:

- Excelente adhesión a las superficies a proteger.

- Limitada porosidad y máxima impermeabilidad frente a la humedad.

- Excelente resistencia a la abrasión del medio ambiente y a la acción de la luz solar.

- Rápido secado.

- Flexibilidad, es decir, la capacidad de adaptarse a las variaciones de forma de la

superficie donde se aplique.

- Lavabilidad; capacidad de resistir la eliminación de manchas sin que se destruya o

separe de la superficie en que ha sido aplicada.

- Brillo: capacidad de una película de reflejar la luz, pudiendo seleccionarse un

acabado brillante, mare o satinado

20.3 TIPOS DE PINTURAS

Las pinturas se pueden clasificar:

1) según el diluyente:

- Pinturas diluibles en agua o látex: durante el secado el agua se evapora, el

aglutinante y el pigmento se funden formando una película continua y flexible.

- Pinturas diluibles en solventes minerales derivados del petróleo: aguarrás o

thinner, éstos se evaporan dejando al aglutinante reaccionar químicamente con el

pigmento en una oxidación que hace que se forme una película fina y dura, A este

grupo pertenecen las pinturas al óleo y alquídicas.

2) Por la naturaleza del aglutinante:

- Pintura a la Cal: formado por una lechada de cal grasa apanada, y pigmentos (10-

15%). Se usa para blanqueados e impermeabilizados.

- Pintura al agua, a la cola, o al temple: se prepara a base de cemento y polvo con

los pigmentos puestos en suspensión en agua de cola animal o vegetal que hace

de aglutinante. Se suele agregar tiza en proporciones adecuadas y agua antes de

utilizarla Sólo se aplica en interiores y especialmente en techos enlucidos con

yeso.

- Pintura de emulsión o plástica para exteriores: fabricada a partir de polímeros

acrílicos. Tiene alto poder de adherencia y se puede aplicar con broche, rodillo,

pulverizador o pistola. Secan con mucha rapidez (de 5 a 7 horas) y sirven además

para cubrir superficies revocadas con cemento, fibrocemento, planchas

prefabricadas y paredes estucadas.

- Pintura para texturas: es muy resistente y tiene la singularidad de que con ella

pueden sellarse grietas, agujeros y resquebrajaduras producidas en las paredes

por diversas razones. Tiene gran adherencia y se puede aplicar con rodillo o

brocha.

- Pintura especial para ladrillos: es la más cara porque en su fabricación

intervienen aceites que proporcionan un acabado muy fino. Se puede aplicar

directamente sobre ladrillos, hormigón, cemento, fibrocemento y revocados

comunes.

- Esmalte: emplea el barniz como aglutinante y lleva los colores en suspensión.

- Pintura al duco: a base de celulosa y líquidos muy volátiles a los que se les

agrega sustancias plastificantes, resinas y pigmentos que le dan brillo. adherencia

y color.

- Pintura anticorrosivo: Se emplean para proteger al hierro de la oxidación; se

prepara a bese de resinas alkídicas y pigmentos anticorrosivos.

- Pintura luminosa: llevan perlas de vidrio de pequeño diámetro, o pigmentos

radioactivos (bromuro de sodio y sulfuro de zinc), comprende las pinturas

fosforescentes.

- Barniz: son líquidos más o menos fluidos que extendidos en capas más o menos

delgadas sobre los cuerpos, se solidifican, dando una superficie lisa, continua,

incolora, brillante, realza los colores y los protege de los agentes atmosféricos.

Están constituidos por resinas y gomas o ceras disueltas en aceites secantes:

pueden ser transparentes y opaco.

- Laca: es un barniz con un disolvente volátil, provee una película flexible, de buena

adhesión sobre metal y maderas.

20.4 COMERCIALIZACIÓN

Se venden por volumen, en unidades de galón.

Rendimiento: 20-40 m2/galón (para pintura al óleo).

40-50 m2/galón (para pintura al agua).

1 pintor puede cubrir 100 m2/jornada de 8 horas (2 manos).

20.5 RECOMENDACIONES PARA SU APLICACIÓN

La pintura no alcanza las propiedades óptimas sobre áreas que no se preparan

convenientemente; por ello es necesario limpiar la superficies de productos extraños o

contaminantes (grasa, suciedad, materiales de origen orgánico, hongos) y lijarla

cuando sea excesivamente rugosa o lisa

Cuando se compruebe la aparición de hongos u otras formaciones bacterianas, hay

que aplicar alguna sustancia estabilizadora o un impermeabilizador que proteja la

superficie.

Otra recomendación es que la pared esté completamente seca antes de aplicar la

pintura para evitar que ésta se descascare.

CAPITULO XVII

ALGUNOS CRITERIOS PARA LA CONSTRUCCION

I.- DETERMINACION DE LAS NECESIDADES

Se establecen las necesidades según se trata de construcciones por ejecutarse en un

centro demostrativo.

II. ELEMENTOS 01W SE TIENEN EN CUENTA PARA PROYECTAR LA

CONSTRUCCION.

Que haya sido establecida la necesidad en cualquiera de las alternativas; que existan

los materiales necesarios, según la construcción de que se trata, así como los recursos

humanos, presupuestales, etc.

A.- DISPONIBILIDAD DE MATERIALES:

Se tiene en cuenta la cercanía de canteras y facilidad de extracción de materiales, así

como de su transporte.

B.- RECURSOS HUMANOS

1) Se procederá a la organización y/o reforzamiento del comité de construcción.

2) Se promueve la organización de la población para su participación en la

selección de ciertos materiales y su preparación para la ejecución de la obra.

3) Se prepara el calendario de participación, para garantizar la disponibilidad

oportuna de los materiales y de la mano de obra participante de la comunidad.

C.- REQUERIMIENTOS PRESUPUESTALES:

Se establecen los requerimientos totales, a fin de conocer los materiales disponibles en

el área y sus posibles costos de materiales que serán adquiridos.

D.- REQUERIMIENTOS DE ASISTENCIA TECNICA:

A cargo exclusivamente de los técnicos (Ingenieros, etc.).

E.- SELECCIÓN Y USO DE MATERIALES DE CONSTRUCCION:

Se define como la técnica que permite conocer la selección adecuada y las alternativas

de uso de los diferentes materiales de construcción.

Es conveniente conocer estas alternativas, teniendo en cuenta la diversidad de

construcciones que debe complementarse en el área rural a fin de satisfacer las

necesidades de dotación de servicios para la producción, así mismo de servicios

generales y comunitarios (salud, educación, esparcimiento, etc.)

III.- ORIENTACION DE UNA CONSTRUCCION:

La iluminación solar, conocida también como iluminación natural es indispensable para

la vida humana, animal y vegetal; consecuentemente la calificación solar tiene mucha

importancia tata la vida humana y juega un papel muy importante para la orientación de

las construcciones que no cuentan con servicios de calefacción artificial o aire

acondicionado.

En la Sierra Peruana las variaciones de la temperatura son muy grandes desde -70c, a

130°c, además la humedad relativa del aire es baja, la transmisión de calores

igualmente baja, presentándose grandes diferencias de temperatura entre ambientes

bajo sol y bajo sombra.

En el interior de ambientes, la temperatura suele ser baja, debido a la poca asolación

que reciben las ventanas.

1. APROVECHAMIENTO DE LA ENERGIA SOLAR DIRECTA.

Es posible aprovechar la energía solar directamente mediante una adecuada

orientación de ventanas; para ello es necesario que se analice previamente las

características de cada ambiente, su uso, requerimientos de iluminación, de

temperatura, etc.

Si un ambiente requiere una temperatura eleva da durante el día, se puede utilizar un

plano de ventanas que capte la mayor cantidad posible de energía solar, con la línea

NORTE-SUR, hacia el NORTE. Esta ubicación es lamas conveniente.

Si se trata de un invernadero, en el cual se requiere alta temperatura, se pueden

construir tanto el techo como las paredes de vidrio. Si las paredes más grandes del

invernadero se colocan mirando hacia el ESTE y OESTE respectivamente, entonces

las paredes cortas son los que menos asoleación reciben y por tanto, es posible

construidas de otro material con la finalidad de disminuir costos.

En una casa habitación, es conveniente prestar atención a la orientación de las

ventanas, según el uso del ambiente, así:

a) Los dormitorios se utilizan durante la noche, desde las 7p.m. (aprox.) hasta las 7

a.m. del día siguiente.

Debido a este resulta conveniente orientar la ventana del dormitorio de tal manera

que los rayos solares, ingresen en las tardes, con la finalidad de temperar el

ambiente para recibir al usuario y mantenerlo cómodo durante la noche.

Una buena orientación para la ventana del dormitorio sería mirando hacia el

OESTE, hacia el SUR-OE SITE o hacía el NOR-OESTE.

Si la orientación se hace mirando hacia el NOR-OESTE las mayores asoleaciones

ocurren durante los meses de abril, mayo, junio, julio y agosto, que son los meses

en los cuales la temperatura ambiente a la sombra desciende mucho si la

orientación es mirando, hacia el SUR-OESTE se logra menor asoleación que en el

caso anterior, siendo más abundante durante los meses de octubre, noviembre,

diciembre, enero y febrero; que coinciden con el periodo de lluvias.

b) Los ambientes que son más utilizados por los usuarios durante las mañanas deben

tener ventanas orientadas hacia el ESTE, hacia el NOR-OESTE o hacia el SUR-

ESTE con la finalidad de calentar el ambiente para mayor comodidad,

generalmente se trata de oficina, estudios, cocinas u otros ambientes de uso

durante el día.

c) Los ambientes de estares eventuales, tales como salas y comedores, no requieren

de temperaturas controladas por la eventualidad de su uso. Es recomendable

orientar las ventanas de estos ambientes mirando hacia el NORTE o hacia el SUR.

d) En una escuela se debe tener mucho cuidado en la orientación de las aulas de

clase. Los rayos del sol no deben ingresar directamente, lo cual supone una

orientación de ventanas mirando hacia el NORTE o hacia el SUR; sin embargo se

deben tener en cuenta otros factores tales como:

- La iluminación de un aula debe ser por la izquierda de los alumnos.

- Los rayos del sol, en todo caso, deben ingresar al aula por las mañanas y no por

las tardes.

- Al ingresar, al aula los rayos del sol deben iluminar hacia la pizarra y no hacia los

alumnos.

- Si la pizarra se ubica en la parel que mira hacia el ESTE entonces la ventana debe

mirar hacia el NORTE y en este caso, es preferible que se gire en ángulo de 23º

hacia el OESTE, con la Finalidad que los rayos del sol, al ingresar por las tardes al

salón, iluminen la pizarra.

- Resulta mucho mejor ubicar la pizarra en la pared que mira hacia el OESTE, con lo

cual la ventana debe ubicarse mirando hacia el SUR y en este caso para que los

rayos del sol no cause deslumbramiento a los alumnos debe girarse 23º hacia el

ESTE.

e) Si se trata de oficinas, sala de profesores y similares, es recomendable que los

rayos del sol ingresen durante las mañanas y no durante las tardes. Se puede

preferir la orientación de ventana mirando hacia el NOR-ESTE o hacia el SUR-

ESTE.

f) Para laboratorios, bibliotecas, salas de lectura, es conveniente que los rayos del

sol, no ingresen directamente, por tanto se prefieren ubicaciones de ventanas

mirando hacia el NORTE o SUR.

g) En todo caso la ventana que produce menor captación de energía solar es la

orientada mirando hacia el SUR, por lo tanto, se trata precisamente de lograr un

ambiente frío.

2.- ORIENTACION DE CALLES.

Si se trata de orientar calles de una localidad, es conveniente dar más o menos

similares condiciones de asoleación, tanto en un sentido como en el otro. Esto se

consigue mediante una orientación de calles NOR-ESTE-SUR-ESTE, NOR-ESTE-

SUR-ESTE.

No seria conveniente una orientación NORTE - SUR; ESTE -OESTE, por que la

distribución de energía solar resulta muy desigual, motivando que algunos frentes de

casa permanezcan sin asoleación durante varios meses del año o que reciban

asoleación muy fuerte durante lodo el tiempo.

III. SUELOS DE CIMENTACION:

El peso de una edificación, incluyendo el peso de los objetos que tiene y el de sus

ocupantes, se transmite mediante una estructura determinada hacia los cimientos, los

que a su vez se encargan a transmitirlas cargas al suelo de cimiento.

El diseño de la cimentación, de una edificación es muy importante por que de ello

depende su estabilidad; para efectuar un buen diseño se requiere el conocimiento del

suelo de cimentación y la concepción de un cimiento coherente con el suelo de

cimentación y edificación.

El suelo en el cual se va a construir la edificación debe ser uniforme (la misma textura)

y se debe indagar su resistencia, en Kg/cm2 de capacidad portante y se refiere a la

carga que puede ser aplicado al suelo, sin que se presente hundimientos o

deformaciones grandes, que se denominan fallos del suelo.

En general, todo suelo presentará deformaciones al ser sometido a cargas; en el caso

de un suelo rocoso las deformaciones son imperceptibles, en un suelo arcilloso son

bastante grandes.

Los asentamientos o deformaciones diferenciales, en distintas partes del edificio

ocasionaran agrietamientos e incluso el colapso total de la edificación.

La determinación de la capacidad portante del terreno debe quedar a cargo de

personal especializado; sin embargo se puede intentar describir un rango de valores,

para algunos suelos Anexo 7.1.

a) SUELO ROCOSO:

Cuando la roca es sana, no fisurada ni con intemperismo notorio, se espera gran

resistencia portante, que supera fácilmente los 4 Kg/cm2. El suelo no presenta mayor

problema y no se requieren ensayos de laboratorio, puesto que las cargas que

transmiten la edificación resultan moderadas.

Si el suelo es rocoso, pero la roca se encuentra con mercado intemperismo o muy

fisurada, su capacidad portante baja notoriamente a menos de 3 Kg/cm2.

b) SUELO DE GRAVAS GRUESAS GRAVAS O GRAVILLAS

Resulta generalmente un buen suelo para cimentación; si se trata de conglomerados

bien graduados y compactas; la resistencia suelo supera los 4 Kg/cm2; en caso de

gravas no muy compactas se puede estimar unos 3 K/lcm2.

c) SUELOS FORMADOS POR ARCILLAS SECAS:

Tiene buena capacidad portante, igual o mayor a 3Kg/cm2. Sin embargo si sE mojan su

resistencia baja bastante.

d) SUELOS ARENOSOS:

Presentan resistencia entre 1.5. K2/em2 a 3 Kg/cm2, siempre que no se trate de arenas

movidas o arenas fumas.

e) SUELOS DE ARCILLA HUMEDA:

Pueden tener resistencia entre 1.5 a 3 Kg/cm2, siempre y cuando no tengan un alto

contenido de humedad.

V.- TECNOLOG1A DEL CONCRETO:

1.- NATURALEZA DEL CONCRETO:

A) POROSIDAD:

Existe en el concreto, cantidades variables de espacios vacíos que pueden ser

divididos en diversas categorías y pueden ser agrupados de forma siguiente:

A.1) Porosidad por Aire Atrapado.- Relativamente grandes vacíos de aire que

suelen presentarse en la masa del concreto son parte inevitable de todos los

concretos.

A2) Porosidad por aire incorporado.- En el concreto puede existir vacíos

intencionalmente incorporado, mediante el empleo de un agente incorporador

de aire. Son de perfil esférico de un diámetro promedio de 0.08 a 0.10 mm., en

total puede comprender un 5% o más del volumen del concreto.

Este sistema de vacíos, estrechamente espaciados tiene una influencia

decisiva en la protección del concreto durante los procesos de congelación y

deshielo.

A.3) Poros Capilares.- Las cavidades capilares, es una tercera y muy importante

clase de espacios vacíos, que constituye los residuos de los espacios

originalmente ocupados por el agua en el concreto fresco.

El gel, como producto de la hidratación del cemento puede desarrollarse

únicamente en los espacios originalmente llenos de agua. Una proporción

relativamente pequeña de tales espacios, será ocupada por el Gel.

Es evidente que conforme aumenta el número de poros capilares, la

resistencia mecánica de la pasta endurecida será menor, y aumenta las

posibilidades de deterioro del concreto bajo la acción de procesos de

congelación y deshielo

A.4) Poros Gel

CONCEPTOS:

Pasta de Comento.- Endurecida involucra al material compuesto por todos los

productos de la hidratación del cemento, a los poros capilares incluidos, al

residuo del cemento no hidratado si lo hay, así como cristales de hidróxido de

calcio que se forma durante la hidratación.

Gel Cemento.- Se entiende a la parte sólida de la pasta o cemento

endurecido, incluyendo los cristales de hidróxido de calcio, pero incluyendo los

poros capilares y el cemento no hidratado.

El gel cemento tiene también unos espacios vacíos que comúnmente están

llenos de agua. Estos espacios vacíos presentes en el gel, pero que son tan

pequeños que el agua no congela en ellos.

A. 5) Porosidad en el Agregado:

Algunas rocas contienen macroporos, es decir poros bastantes grandes, como

para que el efecto capilar en ellos sea despreciable.

La porosidad de los agregados aceptables está por debajo del 10% y

comúnmente por debajo del 3%, en contraste con el 30% o más de la pasta de

cemento endurecida.

2.- AGUA PARA MEZCLADO:

Es el elemento fundamental en la preparación del concreto que por norma

generalmente el agua a emplearse en el concreto debe estar libre de ácidos, así como

de materia orgánica, sales y otras impurezas.

ENSAYOS PARA DETERMINAR LA CALIDAD

a) Deberá realizarse un análisis químico del agua, a fin de comparar los valores

obtenidos en la tabla.

AGUA POTABLE AGUA PARA CONCRETOCloruros 250 300Sulfatos 50 300Salas de Magnesio 125 150Sales solubles 300 1500Sólidos en suspensión 10 1000

b) Aguas no Recomendables:

- Aguas ácidas con un PH menor que 7.

- Aguas calcáreas, tales como los provenientes de desagües de curtiembres.

- Aguas minerales carbonatadas, los provenientes de plantas de galvanización.

- Aguas que contienen más del 3% de cloruro de sodio o más del 3.5% de sulfatos.

- Aguas que contienen algas.

- Aguas que no deben tener humus partículas de carbón

c) En relación al agua de mar se tiene que:

- No hay evidencia de fallos de estructuras.

- El agua de Mar, tiene un efecto acelerado.

- El agua de Mar, puede ser empleada en la preparación de mezcla para estructura

de concreto simple.

- En algunos casos para concreto armado.

- El agua de Mar no debe emplearse en la preparación de concreto de alta

resistencia.

VI.- TRABAJABILIDAD

La trabajabilidad del concreto es una propiedad en la que el concreto recién mezclado

sea fácil de colocar, compactar y acabar y más aunque permanezca libre de

segregación y exudación durante estas operaciones. Cuando un concreto reúne estos

requisitos se dice que es trabajable.

CRITERIO DE ASTM

La norma C-125 del ASTM define a la trabajabilidad del concreto como “aquella

propiedad que determina el esfuerzo requerido para manejar una cantidad de concreto

recién mezclado con el mínimo de pérdida de homogeneidad”.

CRITERIO DE ACI:

Define a la trabajabilidad como aquella propiedad del concreto recién mezclado que

determina la facilidad y homogeneidad en lo cual este material se puede mezclar,

colocar, compactar y acabar.

FACTORES QUE AFECTAN LA.TRABAJABILIDAD.

La trabajabilidad de una mezcla de concretos depende y puede ser modificada por un

número de factores:

a) Cemento: Puede influir sobre la trabalabiidad de una mezcla concreto en razón de:

El Contenido: de cemento de una mezcla modifica la

trabajabilidad principalmente a la falta de fierros y mezcla pobre

tiende a producir concretos ásperos y difíciles de trabajar. Puede

ser mejorado incorporando aire, por el empleo de aditivos o

adiciones minerales.

La fineza.- Diferencias en la fineza del cemento, los cementos

molidos a límites superiores de lo permisible incrementa la

trabajabilidad; se vuelven más cohesivos.

Composición Química.- Las altas temperaturas en el proceso de

molienda del clinker, presencia de yeso inestable.

b) Perfil del Agregado: El agregado de perfil esférico tiende a mejorar la

trabajabilidad; el agregado de perfil angular y cuando esta bien graduado con

porcentaje adecuado de agregado fino produce concretos satisfactoriamente desde

el punto de vista de trabajabilidad y plasticidad.

Asimismo, las partículas de agregado que se encuentra recubierta de polvo,

aquellos que presentan costras o incrustaciones superficiales, puede modificar la

trabajabilidad de la mezcla.

CAPITULO XVIII

NORMALIZACIÓN

___________________________________________________________________

II.- INTRODUCCIÓN

La Normalización no es una invención del siglo XX, lo que es del presente siglo, es el aspecto de que se ha desarrollado una técnica para su realización asimismo se han creado organismos para orientarla, tecnificando así una actividad que, en forma empírica e instintiva, es tan antigua como la humanidad.

La aplicación de la técnica normalizadora es esencialmente una conquista del siglo XX. Se pueden referenciar algunos hitos importantes en este proceso entre ellos:

• 1901, se funda el que actualmente es el decano de los institutos de normalización, en el mundo, la British Standard Institution, BSI.• 1926 ,surge la Asociación Francaise de Normalization, AFNOR• 1917, La Deustcher Normenans Schuss, DIN. En 1975 fue reconocida por el gobierno alemán como la institución de normalización de esa nación.

En general, podemos resaltar la frecuente coincidencia entre el nacimiento de estos organismos de normalización y una movilización económica nacional, sea militar, sea pacifica, esto se explica fácilmente, puesto que la normalización permite obtener el máximo rendimiento de las fuerzas productivas de un país. Podemos igualmente hacer notar que la creación de estos institutos en los países desarrollados es anterior a la primera guerra mundial, mientras que en los países en vías de desarrollo es posterior a la segunda guerra mundial.

Entre los países que ya contaban con normas nacionales, se observaba que cada país tenia normas propias y que estas no guardaban relación con las similares de los otros países , y que muchas veces establecían requisitos diferentes e inclusive, unidades de medida diversas. Esto trajo como consecuencia lo que se dio a llamar barreras técnicas, es decir, obstáculos a la libre circulación de los productos, por no encontrase estos productos acordes a las exigencias de otros mercados, como por ejemplo, aparatos eléctricos de 110v., 50 ciclos destinados a países con sistemas de 220v. 60 ciclos.

Por estas razones, los institutos nacionales de normalización fundaron en 1926, la Federación Internacional de Asociaciones Nacionales de Normalización, ISA. La ISA realizó desde 1926 hasta 1936 , una labor pionera e importante. Sin embargo, inoperante durante la segunda guerra mundial, su trabajo fue continuado y ampliado por la Organización Internacional de Normalización, ISO, fundada en 1946, con sede en Ginebra Suiza, y que en la actualidad, agrupa a más de 90 países, colaborando con ella, a través de sus comités especializados, aproximadamente 100,000 técnicos de todo el mundo. ISO (Organización internacional de normas). Sus miembros son instituciones nacionales de normalización de 90 países miembros.

Dentro de sus objetivos esta el promover el desarrollo y aplicación de estándares en el mundo para facilitar el intercambio internacional de bienes y servicios. Emite normas en una gama muy amplia de temas, tiene aproximadamente 200 comités técnicos.

Igualmente existen entidades de las Naciones Unidas, tales como la organización para la agricultura y la alimentación, FAO y la Organización Mundial de la Salud OMS, que en estrecho contacto establecen normas para lograr que la humanidad sea abastecida de lo necesario para su sustento y protección.

Las normas y recomendaciones que publican estas instituciones garantizan, al establecer requisitos iguales para productos ¡guales manufacturados en diversas partes del mundo, que los mercado para ellos se amplíen a todos los países, facilitándose el intercambio comercial en productos en beneficio de la humanidad.

La normalización significó una profunda transformación en las condiciones y formas de producción y en los ámbitos de consumo.

En los centros productivos en los que existen normas técnicas que son aplicadas, se han logrado efectos benéficos sobre la estructura de la producción y además, el consumidor ha tenido la oportunidad de comparar niveles de calidad en función del precio y poder, realmente contra con la garantía de un mecanismo, el de normalización, que se le asegura en el producto que adquiere, debidamente normalizado, es aquel que responde a sus necesidades.

Por ello, en el siglo XX, en el que se ha producido transformación en el campo tecnológico y un desarrollo notable de los nuevos artículos para atender a nuevas necesidades, el concepto de la norma ha estado inherente unido a la evolución de la economía y de la actividad productiva, marcando hondamente el comportamiento de los centros de consumo y producción.

2.2 DEFINICIÓN Y CONCEPTO DE LA NORMALIZACIÓN

La normalización es la actividad que consiste en la elaboración, difusión y aplicación de las normas técnicas, encaminada a establecer las características de calidad que debe reunir un producto, proceso o servicio.

Normalización es una disciplina que trata del establecimiento, aplicación y adecuación de las reglas destinadas a conseguir y mantener un ordenamiento dentro de una campo determinado, con el fin de procurar beneficios para la sociedad acordes con su desarrollo económico y social.

El resultado de la normalización surge de un balance técnico y socio - económico propio de un momento, por lo que no podemos considerarla estática: lo establecido debe ser base o punto de partida para el futuro.

La necesidad que lleva a este actuar es el de obtener un ordenamiento para evitar o suprimir la confusión o el caos dentro del campo o actividad en la que estamos actuando, y una vez obtenido este es mantenido gracias a lo dinámico de esta disciplina.

El fin de la normalización es el beneficio de la sociedad; de allí que deba ser una obra de conjunto en la que participen todos los sectores interesados.

2.3 OBJETIVOS Y VENTAJAS DE LA NORMALIZACIÓN

2.3.1 OBJETIVOS DE LA NORMALIZACIÓN

• Fijar niveles de calidad

. La normalización especifica los requisitos que deben cumplir los productos y servicios, con los cuales se fija la calidad de los mismos. Especificar es definir calidad.

• Reducir la diversificación de modelos

La normalización reduce los tipos de un producto a un número capaz de cubrir las necesidades que prevalecen en una época dada. Simplificar es reducir los modelos.

• Asegurar intercambiabilidad

La normalización fija ciertos requisitos de los productos con el fin de hacer posible la complementación e intercambialidad entre ellos. Unificar es definir requisitos dimensionales.

2.4 VENTAJAS DE LA NORMALIZACIÓN

La armonización de los objetivos anunciados anteriormente permite lograr una serie de ventajas en los campos de la economía y el orden social indicado a continuación.

• En el campo de la producción:

Facilita el planeamiento de la producción

Mejora los procesos de fabricación

Facilita la producción en serie

Uniformiza la mano de obra

Reduce el espacio de almacenaje Disminuye las existencias almacenadas Disminuye los cotos

de adquisición, fabricación, mantenimiento de equipo y embalaje.

Incrementa la producción.

• En el campo de la comercialización y el consumo:

Garantiza una calidad estable

Facilita el acceso a los datos técnicos anteriormente dispersos o inciertos

Facilita la selección del producto mas adecuado a las necesidades

Agiliza la formulación de pedidos

Disminuye los precios

Reduce los plazos de entrega

Permite la comprobación de la calidad

Disminuye los litigios

• En el campo de la macroeconomía:

Mejora la producción en cantidad, calidad y regularidad

Pone en orden las actividades económicas

Mejora la relación entre la oferta y la demanda

Permite la estructura progresiva de un catalogo de productos nacionales

Promociona las ventas en el mercado internacional

Acelera el desarrollo socio económico

2.5 TIPOS DE NORMAS TÉCNICAS

Con el objeto de darles un ordenamiento, en este caso, por el carácter de su aplicación, por su contenido o nivel de aplicación.

2.5.1 POR EL CARÁCTER DE APLICACIÓN

• Normas obligatorias.- son aquellas establecidas y aprobadas como tales, por elorganismo oficial competente. La exigibilidad de su aplicación, surge como lapublicación oficial de la resolución correspondiente.

• Normas operativas o voluntarias.- son aquellas normas establecidas yaprobadas por un organismo oficial competente cuya aplicación es potestativa

2.5.2 POR SU CONTENIDO

• Normas de tecnología y definiciones.- son aquellas que reúnen términos ovocablos relacionados con determinada actividad, con el objeto de establecer susignificado.

• Normas de clasificación.- son aquellas en que se establece un ordenamiento de materiales o productos, en función de su uso, de niveles de calidad, de variedad, etc.

• Normas de elaboración.- son aquellas en que se establecen ciertas condiciones de fabricación para garantizar determinados requisitos exigidos en el producto.

• Normas de requisitos.- son aquellas en que se establecen características de productos indicando valores, límites, tolerancias, etc.

• Normas de métodos de ensayo.- son aquellas en que se establecen los procedimientos a seguir en los ensayos necesarios para determinar si las propiedades de los productos cumplen con los requisitos fijados.

• Normas de muestreo y recepción.- son aquellas en que se establece la cantidad, procedimientos de extracción y la preparación de muestras y el sistema de aceptación y rechazo de los productos.

• Normas de rotulado.- son aquellas en que se establece la forma de identificar,

manipular y transportar el producto.• Normas de envase y embalaje.- son aquellas en que se establece las características de

los materiales utilizados para proteger, transportar y almacenar el producto.

2.5.3 POR SU NIVEL DE APLICACIÓN

• Norma de empresa.- es la que una empresa establece dentro de ella misma para guiarla en su organización y en sus operaciones de compras, de fabricación, de ventas, de almacenaje, etc.

• Normas de Asociación.- es la que se establece en una entidad que representa a un grupo de personas o empresas que se desempeñan en un campo de interés común.

• Norma Nacional.- es la que establece el Organismo Nacional de Normalización, en el Perú, las normas técnicas nacionales las ha establecido el Instituto de Investigaciones Tecnológicas Industrial y Normas Técnicas ITINTEC; actualmente el INDECOPI.

• Norma Internacional.- es la que establece por acuerdo realizado entre los organismos de normalización de los países que poseen un interés común en la materia estudiada. Pueden ser normas regionales como por ejemplo las normas COPANT (Comisión Panamericana de Normas Técnicas) y normas mundiales, como la ISO (Organización Internacional de Normalización)

2.6 APLICACIÓN DE LA NORMA

Las ventajas de la normalización se logran sobre todo, como resultado de la aplicación de las normas de manera que, en un momento dado, constituyen un reflejo de la realidad tecnológica y socio - económica imperante.

Para la actividad productiva, las normas constituyen, por un lado, un instrumento de gran valor para los fines de racionalización de la empresa y por otro, permiten fijar los parámetros necesarios para evaluar la calidad de los productos.

Se hace, pues necesario a nivel empresarial la constitución de un organismo o departamento de normalización, que actué en forma coordinada con el control de calidad y que mantenga estrecha relación con el Organismo Nacional de Normalización.

El mecanismo más importante que utilizan los organismos nacionales de normalización para lograr la aplicación de las normas es el sistema denominado Sello de Conformidad. Es un sistema de certificación permanente mediante el cual, el organismo Nacional de Normalización otorga a los fabricantes una licencia que les da derecho a usar un distintivo sobre un determinado producto que implica una garantía de que dicho producto cumple con las especificaciones establecidas en una norma Técnica Nacional.

El sello de conformidad con Normas, Implica que los productos cumplen permanentemente con las normas y que la empresa ha implementado un sistema eficiente de control de calidad, correspondiente al organismo Nacional de Normalización la verificación del cumplimiento de estas acciones.

2.7 LA NORMALIZACIÓN EN EL PERÚ

En el Perú, la normalización como actividad sistemática y organizada es de reciente origen. Como primer intento de unificación, se dio la ley de pesas y medidas con fecha 16 de diciembre de 1862, siendo presidente el General Miguel San Román por las que se establecieron las unidades de medidas cambiando las usadas en el país derivadas principalmente de las incaicas y coloniales, a las establecidas en el sistema métrico internacional.

Posteriormente, la preocupación por la normalización desemboco en una serie de Reglamentos y Códigos (de la construcción de caminos, de aguas, etc.) que enmarcaron las actividades en estos campos. La normalización tal como se entiende actualmente, solo se inicia con la dación de la ley N° 13270 de promoción industrial (noviembre de 1959) por la que se creo el Instituto Nacional de Normas Técnicas Industriales y Certificación (INANTIC); de reglamento de dicha ley extractamos lo siguiente:

El instituto Nacional de Normas Técnicas Industriales y Certificación (INANTIC), es el Organismo técnico creado por la ley para promover , estudiar, establecer, revisar, verificar y certificar normas técnicas, con sujeción a las disposiciones de la ley del presente reglamento.

En el año de 1970, se promulga la Ley General de Industrias DLN° 18350 y posteriormente, los DLN°19262 19565 crean y fijan objetivos y funciones del instituto de Investigación Tecnológica Industrial y de Normas Técnicas (ITINTEC)

Así mismo, a efecto de adecuar su actuación a la constitución vigente en esa época, el ITINTEC se rigió por su ley de Organización y funciones, contenida en el Decreto Legislativo N°171, la que se complementa con su correspondiente estatuto aprobado por Resolución Suprema N° 090-81-ITI/IND.

En normalización técnica y control de calidad ÍTINTEC fue el organismo público competente para:

Elaborar y aprobar normas técnicas nacionales aplicables a todos los sectores

Representar al gobierno ante los organismos regionales e internacionaies de normalización

Otorgar el sello de conformidad con normas

Otorgar certificaciones de conformidad con normas o especificaciones para unidades o lotes de materiales o productos

Asesores en control de calidad y otros inherentes a sus funciones.

2.8 METODOLOGÍA DE LA ELABORACIÓN DE NORMAS

La solicitud para estudio y establecimiento de una norma técnica nacional puede tener su origen en entidades del sector público o privado, que tengan un interés particular en el tema a normalizar. Estas solicitudes son objeto de análisis por la dirección de la normalización y certificación de calidad en los planes del trabajo del instituto.

La priorización de los temas se realiza previa al establecimiento de criterios que permitan apreciar la significación y trascendencia de la norma en una época determinada entre estos merecen destacarse los siguientes:

Repercusión de la norma en la alimentación, salud y seguridad de la población

Grado de incidencia del tema a normalizar en la economía del país

Necesidad del mercado nacional y posibilidades de actuar en el mercado internacional

Adecuación del tema a normalizar a los planes nacionales o regionales de desarrollo

Precisando el tema a normalizar y cualquiera que sea el contenido de la norma a establecerse, el proceso de su elaboración se desarrolla a través de una sucesión de etapas imprescindibles que son las siguientes:

Recopilación de antecedentes, mediante la información técnica y socio - económica posible vinculada con el tema, con el objeto de elaborar un primer documento de trabajo que servirá de base para el estudio posterior.

En el ITINTEC esta labor se ha venido desarrollando por el personal técnico del instituto y el documento elaborado recibe la denominación de Esquema de Norma.

Coordinación durante la cual el documento básico de trabajo se somete a consideración de representantes de los sectores de la producción, el consumo y la técnica con el objeto de conciliar los intereses particulares de dichos sectores, teniendo en cuenta las consideraciones tecnológicas, económicas, sociales, etc. Imperantes en el medio.

Discusión pública durante la cual el documento anterior se hace de conocimiento de todos los interesados con el objeto de que en un plazo determinado, formulen las observaciones debidamente fundamentadas en relación del contenido del proyecto.

En el ITINTEC esta etapa se ha desarrollado efectuando la publicación pertinente en el diario oficial "El Peruano". El estudio de las observaciones propuestas se efectuaba en el mismo comité especializado que elaboro el documento con la participación de el o de los que presentaron las observaciones.

Aprobación durante la cual el proyecto de norma es sometido a consideración del organismo de decisión para su revisión final y establecimiento como Norma.

En el INTITEC el proyecto de norma era elevado a conocimiento de consejo directivo siendo sancionado como Norma Técnica Nacional mediante resolución promulgada por la Dirección General, la que publica el diario oficial "El Peruano".

Teniendo en consideración el carácter dinámico de las normas y entendiendo que deben reflejar el estado de la realidad tecnológica y socio - económica imperante, las normas pueden ser objeto de observación en cualquier momento, cuando, como resultado de su aplicación se determine la conveniencia de modificarlas total o parcialmente.

En el INTITEC las observaciones debidamente fundamentadas que se formulan en relación a una Norma Técnica Nacional eran sometidas a estudio del comité especializado que la elaboro para que se pronuncie sobre las observaciones planteadas. La introducción de modificaciones en la Norma supone la opinión favorable del comité especializado, el conocimiento del consejo directivo y la emisión de la correspondiente resolución promulgada por la Dirección General que se publica en el diario oficial "El Peruano".

2.9 NORMAS TÉCNICAS PERUANAS

Son documentos que establecen las especificaciones de calidad de los productos, procesos y servicios. Existen también NTP's sobre terminología, métodos de ensayo, muestreo, envase y rotulado que se complementan entre sí. Su aplicación es de carácter voluntario.

2.10 Creación de INDECOPI

Con fecha 24 de noviembre de 1992, por decreto ley N°25868 se promulgo la :LEY DE ORGANIZACIÓN Y FUNCIONES DEL INSTITUTO NACIONAL DE DEFENSA DE LA COMPETENCIA Y DE LA PROTECCIÓN DE LA PROPIEDAD INTELECTUAL - INDECOPI.

INDECOPI- organismo dependiente del ministerio de industria, turismo e integración. Tiene personería jurídica de derecho público y goza de autonomía técnica, económica, presupuestal y administrativa. Rige su funcionamiento de acuerdo a las disposiciones que contiene el presente Decreto Ley.

DE LA FINALIDAD Y DOMICILIO.-

El INDECOPI es el organismo encargado de la aplicación de las normas legales destintadas a proteger:

El mercado de las practicas monopólicos que resultan controlistas y restrictivas de la competencia en la producción y comercialización de los bienes y de la prestación de servicios, así como las practicas que generan competencia desleal y de aquellas que afectan a los agentes del mercado y a los consumidores.

Los derechos de propiedad intelectual en todas sus manifestaciones conforme lo estipula el artículo 30 del presente Decreto Ley.

Calidad de los productos

Otros que se asignan.

El INDECOPI, tiene su sede en la ciudad de Lima, y podrá establecer oficinas en el territorio de la república.

DE LAS OFICINAS.- El INDECOPI, tiene cinco oficinas destinadas a la protección de los derechos de la propiedad intelectual en todas sus manifestaciones que son las siguientes:

La oficina de signos distintos

La oficina de invenciones

La oficina de nuevas tecnologías

La oficina del registro de transferencia de tecnología extranjera

La oficina de derecho de autor

2.11LaCRT

La Comisión de Reglamentos Técnicos y Comerciales (CRT) del Indecopi, en su calidad de Organismo Peruano de Normalización, tiene por función aprobar las Normas Técnicas Peruanas-NTP, recomendables para todos los sectores y las Normas Metrológicas Peruanas (NMP) y ponerlas a disposición de todos los interesados en su centro de información y documentación

La elaboración de las NTP es desarrollada por los Comités Técnicos de Normalización, lo cual garantiza la participación pluralista de las partes involucradas en el tema a normalizar.

2.12 DISPOSICIONES COMPLEMENTARIAS

Por resolución suprema refrendada por el ministerio de industria, se trasferirá al INDECOPÍ los recursos económicos, saldos presupuéstales, bienes patrimoniales y acervo documentado del instituto de investigación tecnológica industrial y de normas técnicas - INTÍTEC, conforme a lo dispuesto en el articulo 2o del Decreto Ley N°25818, que declara en disolución y liquidación a dicho instituto.

2.13 SISTEMA PERUANO DE NORMALIZACIÓN

Es aquel constituido por el Organismo Peruano de Normalización y un conjunto de Comités Técnicos de. Normalización, encargados de la aprobación y elaboración de las Normas Técnicas Peruanas respectivamente. El Objetivo de este Sistema es llevar a cabo la gestión de la normalización en el Perú.

Con el objeto de tener reconocimiento internacional, el Sistema Peruano de Normalización ha sido formulado con base en:

Las directivas del Código de Buenas Prácticas para la Normalización de la Organización para la Normalización - ISO.

El Acuerdo sobre Obstáculos Técnicos al Comercio de la Organización Mundial del Comercio - OMC

La Decisión 419 (modificación de la Decisión 376) de la Comunidad Andina, "Sistema Andino de normalización, acreditación, ensayos, certificación, reglamentos técnicos y metrología".

Este Sistema se haya constituido por un conjunto de Reglamentos y Guías Peruanas (adoptadas y basadas en antecedentes internacionales), que constituye el marco técnico regulatorio del mismo.

Presenta las siguientes características:

Las Normas Técnicas Peruanas, son de carácter recomendable.

Las Normas Técnicas Peruanas, son aprobadas por el INDECOPÍ, a través de la Comisión de Reglamentos Técnicos y Comerciales.

Las Normas Técnicas Peruanas, son elaboradas por los Comités Técnicos de Normalización.

Esquema del Proceso de Elaboración y Aprobación de las Normas Técnicas Peruanas

2.14 LOS COMITÉS TÉNICOS DE NORMALIZACIÓN - CTN

Son entes conformados por representantes de todos los sectores involucrados en una actividad definida que, por encargo y bajo supervisión de la Comisión elaboran Proyectos de Normas Técnicas Peruanas relacionados con su área de especialización. Un Comité Técnicos de Normalización por lo general, está conformado por tres sectores: los productores (fabricantes, importadores, comercial izadores), los consumidores (asociaciones de consumidores, Ministerios, etc.) y los técnicos (universidades, colegios profesionales, laboratorios, organismos de certificación, etc.)

Un Comité Técnico de Normalización posee una Secretaría, que generalmente es un Gremio o Asociación de productores, consumidores o técnicos, encargado de la dirección logística/administrativa del comité. Asimismo los miembros eligen un Presidente y la Comisión nombra un Secretario a propuesta de la Secretaría.

La Comisión es la responsable de la creación de los Comités Técnicos de Normalización, la solicitud para conformar un CTN puede ser presentada en cualquier momento, existiendo procedimientos establecidos por la Comisión para evaluar la procedencia de la misma.

Hasta la fecha, los Comités Técnicos de Normalización conformados con sus respectivas Secretarías son los siguientes

COMITÉS TÉCNICOS DE NORMALIZACIÓN

El procedimiento para conformar un Comité Técnico de Normalización sigue las siguientes etapas:

PROCEDIMIENTO PARALA CONFORMACIÓN DE UN COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN

2.15 SISTEMA DE CALIDAD BASADO EN ISO 9000

El sistema de calidad basado en ISO 9000 tiene como objetivo identificar todas las áreas relacionadas con la calidad, asignar responsabilidades y establecer relaciones de cooperación. Además busca establecer mecanismos para la integración de todas las funciones dentro de un sistema global, a través del establecimiento de procedimientos para controlar la efectividad del sistema de gestión, es decir manteniendo registros, auditorias internas regulares y una revisión periódica por la gerencia de la efectividad continuada del sistema.

La aplicación de los sistemas de la calidad es útil para inspirar confianza entre los clientes en situaciones contractuales. Las acciones preventivas y correctivas, en todo el proceso, garantizan

una calidad predecible del producto o servicio que se ofrece. La aplicación es también de inmenso valor para los propios suministradores por que transforma sistemas de control de calidad específicos para cada caso, en sistemas de la calidad organizados y eficaces en relación con los costos, los cuales pueden ofrecer tremendas ventajas competitivas a las empresas al combinar alta calidad y bajo costo. Un numero cada vez mayor de empresas no solo están implantando sistemas de calidad en sus propias actividades, si no también insisten en que sus proveedores de materiales y componentes deberán contar con sistemas de calidad certificados.

El sistema de calidad tal como la Organización Internacional para la Normalización (ISO) en su serie norma ISO 9000 se desarrollo como respuesta a los retos de una creciente globalización de los mercados y ha sido ampliamente aceptado a nivel mundial. En América Latina, tanto las empresas como los gobiernos están actualmente dedicando una gran cantidad de recursos al desarrollo de infraestructura para hacer que el cumplimiento de estas normas sea una exigencia para los proveedores comerciales, así como para los proveedores de la administración pública.

2.16. EL ISO EN EL PERÚ

Los altos estándares en las empresas peruanas comenzaron en 1994 cuando una empresa de cables eléctricos obtuvo la certificación internacional ISO 9001 y 9002. Ese mismo año una empresa transnacional de lubricantes también siguió el ejemplo de la empresa peruana y logro la certificación internacional.

La mejora de la calidad continúo en los años siguientes con mayor intensidad al comprender que en el mundo globalizado era necesario alcanzar óptimos productos de calidad para competir en el difícil mercado peruano internacional. A setiembre del presente año han obtenido una certificación de la serie ISO 9000 mas de 45 empresas peruanas y otras 5 lograron el ISO 14000. Se sabe que varias compañías de diferentes rubros se encuentran ejecutando ambiciosos programas de calidad para acceder al grupo de privilegiados.

ACTIVIDADES SUGERIDAS

1.-IDENTIFICAR , LEER Y EXPONER ACERCA DE UNA NORMA DE REQUISITOS PARA ALGÚN MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN.

2.-IDENTIFICAR, LEER Y EXPONER ACERCA DE UNA NORMA DE ENSAYOS PARA ALGÚN MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN.

3.- IDENTIFICAR , LEER Y EXPONER ACERCA DE UNA NORMA DE MUESTREO PARA ALGÚN MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN.

4.- LEER ACERCA DE LAS NORMAS ISO DE CALIDAD