Suelos antrópicos vs. naturales: La Costa 2 (Valle de Tafí ...
Tema 5: Las piedras naturales y los suelos.
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Tema 5: Las piedras naturales y los suelos.1. Los minerales en la naturaleza. Origen y
clasificación de las piedras naturales.
2. Estructura, tipos y propiedades de las piedrasnaturales.
3. Extracción, procesado y aplicaciones de las piedrasnaturales en Construcción.
4. Tipos de suelos. Arquitectura con tierra.
5. Los áridos. Normativa, designación y aplicaciones.
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. GRADO EN F. ARQUITECTU RA Y U.Curso 2018-2019. Escuela Técnica Superior de Arquit ectura.
Profesor Gonzalo Barluenga Badiola
Objetivos Docentes:
• “Conocer y diferenciar los tipos, estructura,propiedades y aplicaciones constructivas de laspiedras naturales en Arquitectura y Urbanismo.”
• “Conocer las aplicaciones de los suelos comomaterial de construcción.”
Las piedras naturales y los suelos.
• La corteza terrestre está formada por materiales sólidos(principalmente de origen mineral).
• Se distinguen dos tipos de materiales:
Rocas: agregados masivos de minerales (consolidados).
Suelos: agregadosno consolidados(minerales y mat. org.)
• Usos como materiales de construcción:
Rocas Piedras y áridos (machaqueo)
Suelos Arcillas y áridos
Composición de las Piedras: Los minerales
• Los minerales son sustancias sólidas con composiciónquímica determinada yestructura cristalina.
• Los más abundantes son:
Tipo Composición MineralesCarbonatos Ca y Mg Calcita y dolomita
Óxidos e hidróxidos Al, Fe y Si Alúmina, cuarzoSilicatos Al, Na, Ca, K y Mg Feldespato, micaSulfatos Ca Yeso, alabastro
Fosfatos Ca ApatitoSulfuros Fe y Cu Pirita, blenda, galenaNitratos Metales Nitratina y salitre
Origen de las piedras naturales
Clasificación de las piedras naturales• Las piedras son rocas utilizadas en construcción y se
clasifican por su origen geológico:
Tipo Ígneas Sedimentarias Metamórficas
Origen Magma solidificado
Erosión, transporte y sedimentación
Transformación por calor y presión
Temp. form. 550 - 1300 ºC Hasta 200 ºC 200 - 900 ºC
Daparente > 2,5 g/cm3 < 2,5 g/cm3 ≅ 2,5 g/cm3
Pabierta 0,5 - 3 % 20 - 40 % 0,5 - 3 %
Usadas en construcción
Granito
Basalto
Pórfidos
Areniscas, Margas
Caliza, Travertino
Aljez, Alabastro
Mármol
Pizarra y esquistos
Gneis
Estructura y propiedades de las piedras naturales
• Como en cualquier material natural, las propiedades noson siempre iguales (imperfecciones y heterogeneidad).
• Éstas dependen de su composición (origen) y estructura:
Microestructura: mono o policristalina (polifásica).
Macroestructura: porosas o compactas.
• Las propiedades físicas y mecánicas de las piedrascondicionan su procesado y aplicaciones.
• Propiedades a considerar: porosidad (absorción,permeabilidad, heladicidad, entumecimiento, etc.),densidad, dureza, resistencia y durabilidad.
Granito (ígnea intrusiva-plutónica)
• Policristalina polifásica (cuarzo, feldespato y mica).
• Muy dura (pulido posible pero difícil y caro).
• Propiedades:
Porosidad 0,3 – 0,5 %
D aparente 2,5 – 3,2 g/cm3
Dureza 6-7 (Mohs)
Resistencia comp. 180-240 MPa
Resistencia flex. 10-20 MPa
Desgaste 5-8 mm (DIN 52108)
Entumecimiento Inapreciable
Durabilidad Descomposición química
Tipos:
Blanco Cristal
Gris Perla
Rosa Porriño
Negro Sudáfrica
Rojo África
Verde imperial
Granitos
Rojo ÁfricaRosa Porriño Negro Sudáfrica
Gris Perla Verde Imperial Blanco Cristal
Arenisca (sedimentaria cementada)
• Arenas silíceas cementadas
• Fáciles de tallar y raspar (no se pueden pulir).
• Propiedades:
Porosidad 5 – 30 %
D aparente 1,9 – 2,5 g/cm3
Dureza 1-5 (Mohs)
Resistencia comp. 30-200 MPa
Resistencia flex. 3-20 MPa
Desgaste 5-8,5 mm (DIN 52108)
Entumecimiento 0,7 mm/m
Durabilidad Descomposición
Tipos:
Novelda
Villamayor
Duero
Quintanar
Amarilla
Roja
Areniscas
Villamayor Duero
Quintanar Amarilla
Ojo de perdiz
Roja
Caliza (sedimentación química)
• Precipitación química de carbonatos
• Fácil labra y pulimento parcial (apomazado).
• Propiedades:
Porosidad 0,1 – 15 %
D aparente 1,9 – 2,8 g/cm3
Dureza 3-4 (Mohs)
Resistencia comp. 20-180 MPa
Resistencia flex. 5-15 MPa
Desgaste 15-40 mm (DIN 52108)
Entumecimiento 0,8 mm/m (porosas)
Durabilidad Desgastable (erosión)
Tipos:
Blanco Paloma
Rosa Sepúlveda
Crema Castilla
Piedra de Boñar
Piedra de Silos
Páramo
Calizas
Blanco Paloma Rosa Sepúlveda Crema Castilla
Piedra de Boñar Piedra de Silos Páramo
Travertino (sedimentaria por precipitación)
• Son piedras constituidas por tobas calizas.
• Son porosas y contienen restos de plantas eimpresiones.
• Suelen confundirse con mármoles, aunque son menosdensos (más porosos).
RojoOroIbérico
Alabastro (sedimentaria evaporítica)• Piedra caliza translúcida, de color blanco, rosado o
amarillento (también puede ser de yeso).
• Fácil talla y pulido. Frágil y degradable.
• Es parecido al mármol aunque más blando.
• Permite el paso de la luz (parcialmente).
Mármol (metamórfica)
• Proceden de calizas metamórficas (recristalizadas).
• Fácil labra y pulimento.
• Propiedades:
Porosidad 0,1 – 0,5 %
D aparente 2,5 – 2,7 g/cm3
Dureza 3-4 (Mohs)
Resistencia comp. 80-120 MPa
Resistencia flex. 5-15 MPa
Desgaste 15-40 mm (DIN 52108)
Entumecimiento Muy bajo
Durabilidad Desgastable (erosión)
Tipos:
Blanco Macael
Crema Marfil
Marrón Imperial
Rojo Alicante
Negro Marquina
Verde Monreal
Mármoles
Negro MarquinaBlanco Macael
Rojo Alicante
Crema Marfil
Verde MonrealMarrón Imperial
Pizarra (metamórfica)
• Metamorfismo regional de arcillas sedimentadas.
• Grano fino y color negro o azulado.
• Pueden presentar contaminación por óxidos metálicos.
• Frágiles y exfoliables.
MulticolorFilitasGris
Gneis (metamórfica)
• Formación por metamorfismo regional intenso.
• Tiene una composición similar a los granitos.
• Se distinguen por la orientación en bandas de las micas.
• Presentan cristales de cuarzo grandes (ojo de sapo).
Extracción y procesado de la piedra
• La Cantería es el arte de obtención de piedra paraaplicaciones diversas de la corteza terrestre.
• La Cantería trata los procesos de extracción, corte,labra, tratamiento, acabado y pulimento de la piedra.
• Estos procesos se realizan en la cantera (lugar donde seencuentra la piedra) y en el taller de cantería.
• El fin del proceso es obtener productos de piedra útilesen construcción.
Extracción de la piedra (Cantera)
Extracción tradicional de la piedra
CORTE CON HILO: CARA TRASERA
CORTE CON SIERRA: CARA INFERIOR Y LATERALES
Extracción industrial de la piedra
Corte de la piedra (taller)
Marcado del corte Corte con radial
Transporte y almacenaje de placas cortadas
REFUERZO DE PLACAS DE GRANDES
DIMENSIONES CON RESINA Y MALLA DE
FIBRA DE VIDRIO
Corte de cantos (taller)
Torneado (taller)
Tallado (taller)
Tratamientos superficiales (Acabados)
• Tipos de acabados superficiales (de + a – fino):
Pulido (Mármoles y Granitos)
Apomazado (Calizas)
Flameado con calor (Granitos)
Raspado (Areniscas)
Abujardado (golpeado con cabezal de puntas)
Serrado, Cortado, Partido y Lajado.
• Producen diferentes texturas.
• No se pueden aplicar a todos los tipos de piedras.
Tratamientos superficiales (Acabados)
Aplicaciones de las piedras naturales en Construcción
• La piedra se utiliza en construcción para diferentesaplicaciones (estructurales, cerramientos, acabados).
• Suele usarse en elementos vistos (interior y exterior).
• Aplicaciones:
Obras de fábrica (sillería, mampostería).
Piezas complementarias (balaustres, jambas, dinteles).
Revestimientos de suelos y escaleras.
Revestimientos de paredes (Interior).
Aplacados y chapados (exterior).
Cubiertas (pizarras)
Aplicaciones de las piedras naturales en Construcción
Aplicaciones de las piedras naturales en Construcción
Aplicaciones de las piedras naturales en Construcción
Aplicaciones de las piedras naturales en Construcción (Cubierta)
Formatos piezas de Pizarra para cubierta
Productos de piedra natural
• La forma, dimensiones y acabados dependen dela aplicación y su situación (interior o exterior).
• Tipos habituales (por aplicaciones):
Mampostería: Piezas irregulares, careadas,sillarejos y sillares.
Revestimientos: Placas y plaquetas.
Pavimentos: Baldosas, adoquines y bordillos.
Cubiertas: Placas y piezas conformadas.
Normativa sobre piedras naturales para Construcción
• Los productos de piedra para Construcción debencumplir las normas generales derivadas de suaplicación concreta(Código Técnico):
DB- SE- F. Resistencia y Estabilidad (muros)
DB- HE. Comportamiento térmico (fachadas).
DB- HR. Comportamiento acústico (fachadas).
• Productos conmarcado CE: Baldosas, adoquines ybordillos exterior; Placas, plaquetas y baldosas interior;Pizarra y piedra para cubierta inclinada; Piezas parafábrica de albañilería.
(SEC 3-4: Marcado y Declaración + Ensayo Inicial).
Tipos de suelos• Los suelos son agregados no consolidados.
• Se distinguen dos tipos:
Coherentes (arcillosos): mezclas de arcillas y arenas.
Incoherentes (arenosos): Granulares (arenas y gravas).
• Las arcillas se utilizan como material de construcciónen forma de tapial y adobe y para la fabricación demateriales y productos cerámicos.
• Los suelosgranulares se emplean como componente demateriales compuestos (normalmente conglomerados),como relleno, estratos filtrantes, drenajes y para fabricarvidrio (sílice).
Arquitectura con tierra• El material principal son las arcillas (minerales
laminares de partículas muy pequeñas).
• Tienen un comportamiento plástico al mezclarlas conagua. Muestran una gran adherencia.
• Aplicaciones:
Tapial: masa de tierra y paja, en encofrado
Adobe: bloques de tierra y paja, dejados secar al sol
Bloque compactado: piezas de tierra, arena y agua,prensados .
• Las soluciones actuales usan componentes para mejorarsu comportamiento (cal, yeso, cemento, resinas, etc.)
Arquitectura con tierra (tapial)
Arquitectura con tierra (adobe y bloque)
Los áridos naturales
• Son materiales disgregados que se utilizan comocomponentes de materiales compuestos conglomerados(morteros y hormigones) o aglomerados.
• Componente mayoritario en morteros y hormigones(entre el 40 y el 80 %).
• Constan de partículas incoherentes de diferentestamaños.
• Se suelen clasificar:
Por tamaño: Zahorras, gravas, arenas y finos.
Por forma: rodados o angulosos (machaqueo de rocas).
Compacidad de un árido
• Representa la proporción de volumen de partículas sólidas respecto al volumen que ocupa el árido (Vap).
• Aumenta mezclando diferentes tamaños de grano: (Los pequeños rellenan los huecos de los grandes).
• Una mayor compacidad reduce la cantidad de pasta necesaria para fabricar materiales conglomerados.
Monogranular 2 tamaños de grano 3 tamaños de grano
Áridos: aplicaciones en Construcción
• Materiales conglomerados: Morteros, Hormigones yPiedra Artificial.
• Materiales aglomerados: Pavimentos bituminosos,capas de rodadura, piedra artificial.
• Rellenos: Capas de nivelación, drenajes.
• Pavimentos: Bases y suelos compactados.
• Protecciones: Impermeabilizaciones bituminosasautoprotegidas.
Áridos: Normativa y designación
• Todos los áridos deben obtener el marcado CE para suutilización en Construcción.
• Los áridos se designan en función de su naturaleza(composición), forma y tamaño máximo y mínimo.
• Normativa (en función de su aplicación):
Arenas en morteros de albañilería CTE DB-SE-F
Áridos para hormigones EHE-08
• Además de los áridos naturales, existen áridosartificiales y reciclados.
Marcado CE de áridos para Construcción
• Desde 2004, los áridos deben obtener el marcado CE parasu aplicación en Construcción.
• Se aplica el Sistema 2+ (Marcado y Declaración,Certificación de producción por organismo notificado).
• Aplicaciones normalizadas (UNE-EN):
Áridos para hormigón (naturales). (UNE-EN 12620)
Áridos para mezclas bituminosas. (UNE-EN 13043)
Áridos para morteros (naturales). (UNE-EN 13139)
Áridos ligeros (hormigones y morteros). (UNE-EN 13055)
Bases y Subbases de pavimentos (UNE-EN 13242)
Tema 5: Las piedras naturales y los suelos.1. Los minerales en la naturaleza. Origen y
clasificación de las piedras naturales.
2. Estructura, tipos y propiedades de las piedrasnaturales.
3. Extracción, procesado y aplicaciones de las piedrasnaturales en Construcción.
4. Tipos de suelos. Arquitectura con tierra.
5. Los áridos. Normativa, designación y aplicaciones.
Glosario de conceptos del Tema
•Los minerales •Gneis •Arquitectura con tierra
•Origen geológico •Extracción y procesado •Técnicas constructivas
•Clases de piedras •Corte de tableros •Productos
•Estructura y propiedades •Otras técnicas •Áridos naturales
•Granitos •Tratamientos superficiales
•Tipos de áridos
•Areniscas •Aplicaciones constr. •Compacidad de áridos
•Calizas •Productos de piedra •Aplicaciones constr.
•Travertino •Normativa •Normativa
•Alabastro •Marcado CE •Designación de áridos
•Mármoles •Suelos •Marcado CE
•Pizarra •Tipos de suelos
Bibliografía de consulta recomendada.• Fernández Madrid, J.;Manual del granito para arquitectos,
Asociación gallega de graniteros, 1996.
• García de los Ríos, J. I., Báez, J. M.;La piedra en Castilla yLeón, Junta de Castilla y León, 1994.
• Olarte, J. L. y Guzmán , E.;Manual de edificación con tierraarmada: Diseño, cálculo y construcción con el sistema CET, D.G. Arquitectura CM, 1993.
• Marcado CE para productos de Piedra Natural, FederaciónEspañola de la Piedra Natural, 2005.www.fdp.es.
• El Marcado CE, Asociación Galega de Graniteiros, 2005.www.graniteiros.com.