LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

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Los materiales de construcción son los productos, subproductos y materias primas empleados en la fabricación de edificaciones y obras civiles. Sus características y propiedades son determinantes en la definición de las cualidades físicas de la construcción en sí, así como el método constructivo, equipos y mano de obra necesarios para desarrollarla. Normalmente se denomina "materias primas" a aquellos elementos que se llevan a la obra como los ofrece la naturaleza, es decir sin ser procesados. En contraposición, aquellos elaborados por el hombre, ya sea manufacturados con sus manos o a través de maquinarias, se conocen como productos.

Revisando la historia:

Los primeros elementos para construir empleados por el hombre de los que se tiene registro fueron el barro, la piedra, las pieles de animales y fibras vegetales como madera o paja.

Unos 13 mil años atrás, con la mezcla de algunos de estos productos básicos, el hombre habría fabricado los primeros materiales manufacturados en forma de ladrillos de barro o adobes, que más adelante perfeccionaría al descubrir el procedimiento para convertirlos en cerámicos y hacerlos más resistentes mediante el fuego.

1)   Materiales Orgánicos

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son aquellos materiales y productos provenientes de la materia orgánica, es decir que proceden de animales o vegetales, y que una vez labrados, moldeados o cortados para darles las dimensiones apropiadas, pueden ser empleados en la obra  incluso  sin  ningún  tratamiento  que  modifique  sus  propiedades  físicas  o químicas.

1.1) Materiales orgánicos en la construcción:

1.1.1) Madera: se usa directamente sin su corteza, a modo de tablones o listones, siendo uno de los elementos constructivos más antiguos que se han utilizado tanto viviendas como para otras edificaciones y estructuras. En forma de fibras, astillas o aserrín se emplea para producir varios tipos de materiales compuestos.

1.1.2) Bambú y Guadua: tanto la guadua (de américa) como el bambú (de asía) son un tipo de material versátil, ligero, flexible y de gran dureza, especialmente resistente a la tensión, ampliamente utilizado en la fabricación de estructuras como puentes, torres, viviendas, etc.

1.1.3) Paja y hojas de palma: hasta tiempos recientes era muy frecuente como cubiertas en viviendas precarias y de zonas rurales. Tanto la paja como la palma se comportan como un aislante térmico muy económico y aunque no son duraderos su substitución es fácil. También se utilizan en la confección de paredes de bahareque o adobes.

1.1.4) Corcho: extraído de la corteza de algunos árboles, se trata de un tejido vegetal formado por células en forma de poliedro agrupadas de tal forma que no dejan espacio intercelular alguno, constituyendo un material impermeable de gran resistencia   química, ligero,elástico y muy buen aislante térmico y acústico.

1.1.5) Linóleo: El linóleo es un material fabricado a partir de aceite de lino solidificado, mezclado con harina de madera o polvo de corcho y colocado sobre un soporte de una lona o tela basta. Se utiliza para construir recubrimientos de pisos.

2)   Materiales Pétreos

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     Son materiales de apariencia pétrea, inorgánicos y de origen natural, que derivan de las rocas o poseen cualidades semejantes a éstas.

     Habitualmente están disponibles en forma de bloques, losetas o fragmentos y son empleados principalmente en la construcción de pisos, cerramientos, y como revestimientos. Por sus cualidades estructurales y durabilidad son utilizados en el sector construcción de forma intensiva.

  Clasificación de los materiales pétreos

 Naturales: son aquellos que provienen de yacimientos naturales (generalmente llamados canteras, picadoras, pedreras y/o graveras), y que una vez seleccionados, refinados, clasificados y cortados están listos para ser utilizados en la obra.

 Artificiales: obtenidos mediante un proceso de manufactura tienen el mismo aspecto que los pétreos naturales, pero con algunas características mejoradas o controladas. Por ejemplo, el adobe, el concreto, los morteros, la argamasa.

    Cuando son el resultado de un proceso industrializado de fabricación se les  denomina pétreos industriales, tal es el caso del vidrio, de los ladrillos, las tejas, los azulejos, el gres, etc.

Los materiales pétreos en la construcción

Piedra: La piedra de origen natural es un material de bajo coste y muy abundante, por lo que su uso en la industria de la construcción es casi generalizado, se clasifican en:

     Rocas compactas: como el granito, la caliza, el mármol, la pizarra, las  areniscas.

·   Rocas disgregadas: Como las arcillas, los "áridos" (arena, grava, gravilla) y muchos abrasivos.

Pétreos aglutinados: Son el resultado de la acción de un material aglutinante (como las molduras de yeso escayola) o de un aglutinante mezclado con áridos, como es caso del mortero de concreto y el hormigón.

Barro o tierra compactado: Es un material aglutinado resultado de la mezcla de barro (agua y tierra) con materiales fibrosos. Con él se construyen muros o bloques de adobe.

Materiales cerámicos: Se obtienen principalmente a partir de la cocción de las arcillas y otros materiales y algunas veces tienen propiedades refractarias, como por ejemplo los ladrillos, las tejas, el gres, los azulejos y la porcelana.

Vidrio: Es un tipo de material cerámico que resulta de la fundición de minerales, se caracteriza por ser trasparente y ofrecer una gran resistencia a la deformación.

3) Materiales Aglutinantes

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Los aglutinantes son sustancias que a través de reacciones químicas o físicas tienen la capacidad de unir fragmentos de uno o más materiales, para constituir un producto o subproducto compacto de utilidad en el campo de la construcción.

Destacan porque al combinarse con otros materiales generan sustancias que tienen la cualidad de ser moldeadas, de adherirse fácilmente a otros materiales o unirse entre sí, pero sobre todo porque al endurecerse alcanzan resistencias mecánicas considerables.

3.1) Clasificación de los materiales aglutinantes

La forma más simple de clasificarlos es de acuerdo al proceso a través del cual se lleva a cabo la unión. Así pues:

    3.1.1) Conglomerantes: cuando la unión ocurre mediante transformaciones químicas. Como por ejemplo el yeso hidráulico, la cal y el cemento.

3.1.2) Aglomerantes: aquellos en los que la unión tiene lugar a través de procesos físicos. Ejemplos: el barro, el alquitrán, la cola blanca, etc.
De modo alternativo, una clasificación más elaborada responde a la procedencia de cada material. Así tenemos:

     ·       Minerales: como su nombre lo dice, son de origen mineral y pueden haber sido procesados o mezclados con otros para mejorar sus características. Se citan entre estos el cemento, el yeso cocido, el yeso hidráulico, la cal, la arcilla, el cemento. Se subclasifican a su vez en aéreos, hidráulicos y termoplásticos por la forma en que actúan.

·       Bituminosos: se trata de hidrocarbonos que se diluyen o calientan para permitir que se mezclen con otros componentes.

     ·       Naturales: son materiales de procedencia orgánica, principalmente de plantas, aunque también pueden ser de origen animal.

·       Sintéticos: producidos mediante procesos industriales de síntesis química, generalmente usados como aditivos, adhesivos o revestimientos.

Algunos de los materiales de uso más extensivo en la industria de la construcción no podrían conseguirse sin el empleo de sustancias aglomerantes. Entre tales tenemos:

El fibrocemento

El concreto (hormigón)

El asfalto

 La madera aglomerada

 El mortero de yeso

 4) Materiales Metálicos

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Luego de los pétreos son el tipo de materiales más utilizados en la construcción. Hoy en día es casi imposible concebir una edificación sin ellos.

Los materiales metálicos son metales extraídos de la naturaleza que han sido procesados a fin de proporcionarles características y formas adecuadas para ser utilizados en la industria de la construcción y obras civiles.

Los metales, son minerales capaces de conducir electricidad y calor con facilidad, que poseen alta densidad, tienen una elevada capacidad de reflexión de la luz, y que (con la única excepción del mercurio) permanecen sólidos a temperatura ambiente. En términos generales se extraen de las rocas, en las que se hayan mezclados con otros elementos de los que hay que separarlos. Es por ello que antes de ser utilizados todos los metales requieren ser sometidos a procesos físicos y/o químicos especiales.

4.1) Propiedades de los materiales metálicos

Los metales tienen ciertas características físicas que son de mucha utilidad en la industria de la construcción, suelen ser brillantes, tener alta densidad, ser dúctiles, maleables, a su vez duros, y ser buenos conductores de calor y electricidad. 

Se usan muchísimo en la industria pues esta combinación de propiedades es de gran utilidad en la construcción de máquinas, estructuras, mecanismos, circuitos y herramientas. 

4.2) Clasificación de los materiales metálicos

Los materiales cuyo componente principal es el hierro se llaman ferrosos, el resto se clasifica sencillamente como no ferrosos.

Existe otro grupo cuyo uso es bastante limitado y que son conocidos con el nombre de metales preciosos.

·        Materiales ferrosos - su componente principal es el hierro en cualquiera de sus presentaciones, es el metal más empleado en la actualidad, principalmente con fines estructurales, se usa en aleación con pequeñas cantidades de carbono para la producción de acero.

·        Materiales no ferrosos - empleados por propiedades especificas en las que aventajan al hierro, como conductividad, peso o resistencia, a su vez se pueden diferenciar por su peso, así:

o   Pesados: el estaño, el cinc, el plomo, el cobre, el bronce, el bronce, etc.

o   Ligeros: el aluminio y el titanio.

o   Ultraligeros: el magnesio y el berilio.

4.3) Materiales metálicos en la construcción

Algunos usos frecuentes son:

4.3.1) El cobre: para el cableado eléctrico y otros componentes de los circuitos de electricidad, en aleación con otros materiales se usa para obtener bronce y latón.

4.3.2) El estaño: en la producción de soldaduras.

 

 4.3.3) El hierro: aleado con carbono forma acero, de acuerdo a su calidad tiene diversos usos:

·    Hierro forjado o hierro dulce: con un contenido bajo de carbono, para fabricar rejas, puertas, cerraduras y pestillos
·        Acero: por su gran resistencia y dureza se usa especialmente en con fines estructurales, también en vigas, puentes, tirantes, piezas de unión, herramientas y hasta utensilios decorativos, en conjunto con el concreto se usa para producir concreto armado.
·        Hierro fundido o fundición: es un material muy duro, con gran resistencia al desgaste, de color gris oscuro, resistente a la corrosión.
·        Acero inoxidable: se trata de un acero que incluye en su composición un cierto contenido de cromo o níquel, que le confiere una alta resistencia a la corrosión, una variación de este sería el acero corten, muy empleado con fines estructurales

4.3.4) Aluminio: se utiliza en cables de líneas eléctricas de alta tensión, y carpintería metálica para fabricar puertas y ventanas, especialmente en cocinas y baños.

4.3.5) El plomo: por su gran plasticidad y maleabilidad a cierta temperatura, anteriormente se empleaba en instalaciones de fontanería (o plomería), en la industria de la vidriería se usa para dar dureza al vidrio.

 4.3.6) Zinc: casi exclusivamente para cubiertas.

4.3.7) Titanio: desde hace un par de décadas se usa como revestimiento inoxidable de fachadas.

4.3.8) El níquel: usado para proteger otros metales contra el óxido.

 5) Materiales Compuestos
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Un material compuesto (llamado también composite) es aquel integrado por dos o más materiales diferentes física y químicamente, cuyas propiedades son mejores o más completas que las de estos componentes por separado, u ofrece rangos de rigidez, peso, dureza, conductividad, resistencia a temperaturas extremas o a la corrosión mejorados.
Su importancia radica en que amplían las posibilidades de construcción y diseño, al permitir el desarrollo de productos que superan las limitaciones de los materiales simples, permitiendo formas más intrincadas, a su vez que construcciones más resistentes, eficientes y duraderas. Su principal desventaja es el costo asociado a su producción.

5.1) Fase Matriz y Fase de Refuerzo

En su mayor parte los materiales compuestos están formados por dos o más fases. Una de ellas constituye una matriz continua que rodea a las demás actuando como un ligante, que configura geométricamente la pieza y da cohesión al material, uniendo y a su vez soportando a la otra fase (que constituye un refuerzo), protegiéndola, y manteniéndola en la posición correcta. En términos estructurales esta matriz se ocupa de transmitir y distribuir las cargas externas de unas fibras a otras hacia el refuerzo.La fase de refuerzo, por su parte, aporta la resistencia mecánica del material y se caracteriza por ser discontinua, dispuesta en forma de fibras.

5.2) Clasificación por su Matriz

Los materiales compuestos se clasifican de acuerdo a la composición de su matriz de la siguiente manera:

Compuestos de matriz polimérica: cuya matriz es un polímero o plástico, son reforzados con fibra de vidrio o fibra de carbono, entre otros. Son los más utilizados en la industria de la construcción.

Compuestos de matriz metálica: reforzados con fibras como el carburo de silicio, la matriz está formada por materiales livianos, como el aluminio.

Compuestos de matriz cerámica: compuestos de fibras de carburo de silicio o nitruro de boro, envueltos en una matriz cerámica, útiles en aplicaciones que requieren altas temperaturas.

Materiales Compuestos en la construcción

Aunque algunos materiales compuestos (como la madera y el hueso) aparecen en la naturaleza y los consideramos orgánicos, la gran mayoría de ellos son creados por el hombre de manera artificial:

Madera conglomerada o tableros OSB: material hecho de varias capas de virutas o astillas de madera, unidas con diversos aglomerantes bajo fuerte presión y temperaturas elevadas.

Madera contraenchapada: conformado por varias láminas o chapas de madera, pegadas transversalmente una sobre otra con resinas sintéticas mediante fuerte presión y altas temperaturas.

El concreto (hormigón): producto de mezclar cemento, arena, grava y agua que se endurece al secar, relativamente económico, resistente al fuego, duradero y muy versátil. Suele reforzarse con varillas de acero u fibras para mejorar sus características.

El fibrocemento: originalmente una mezcla de cemento reforzado con fibra de amianto para mejorar su resistencia a la tracción. Hoy se emplean otros tipos de fibras.

El asfalto: el asfalto es una mezcla de agregados minerales e hidrocarburos caracterizado por su gran poder de impermeabilidad y cohesión.

La piedra artificial: producto aglomerado de arena de mármol y otros materiales unidos por cementos o de adhesivos plásticos que presentan un aspecto y acabado similar a la piedra natural es más fácil de moldear y más económica que la piedra natural.

 

 6) Materiales Sintéticos

https://es.slideshare.net/chuchocro7/materiales-sintticos-usados-en-la-construccion

Fundamentalmente plásticos derivados del petróleo, aunque frecuentemente también se pueden sintetizar. Son muy empleados en la construcción debido a su inalterabilidad, lo que al mismo tiempo los convierte en materiales muy poco renovables.

Los materiales obtenidos se usan en casi todas las formas imaginadas: Aglomerantes, sellantes, impermeabilizantes, aislantes, o también en forma de pintura, esmaltes, barnices.

6.1) Materiales sintéticos en la construcción

·        PVC

 

·        Suelos vinílicos

 

·        Polietileno

 

·        Poliestireno

 

·        Poliestireno extruido

 

·        Poliestireno expandido

 

·        Polipropileno

 

·        Poliuretano

 

·        Poliéster

 

·        ETFE

 

·        EPDM

 

·        Neopreno

 

·        Resina epoxi

 

·        Acrílicos

 

·        Metacrilato

 

·        Pintura acrílica

 

·        Silicona

 

·        Brea