Asignación N°5

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL. LICENCIATURA EN INGENIERÍA CIVIL.

ASIGNACIÓN N°5.

Asignatura: Métodos y costos de Construcción. Estudiantes: Derian Carrera. 8-906-2307 Joel Pérez. 6-718-1903 Leonardo Avalo 20-14-2322 Ulises Guillen 8-885-1011 Grupo: 1IC-152. Ingeniería Civil. Profesor: Elio M. Saldaña. Primer semestre año 2018.

Contenido Introducción....................................................................................................................... 2 ¿Que son Los Materiales Para la Construcción? ................................................................. 3 Innovación en Materiales ................................................................................................... 6 Rendimientos y Costos de materiales clásicos .................................................................... 8 Rendimientos y Costos de materiales modernos ............................................................... 15 Conclusión ....................................................................................................................... 22

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Introducción El siguiente trabajo fue realizado con el fin de conocer los rendimientos de materiales tanto clásicos como modernos, para llevar a cabo la idea, es necesario que se conozca los elementos  básicos del tema tales como; ¿Qué son los materiales para la construcción?, sus propiedades, cuáles son los materiales clásicos y modernos.

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¿Que son Los Materiales Para la Construcción? Los materiales de construcción son aquellas materias primas o, usualmente, productos manufacturados que son necesarios en las labores de construcción de edificaciones o en las obras de ingeniería civil. Son los componentes de origen de los elementos constructivos o arquitectónicos de un edificio. Desde épocas remotas, el ser humano se las ha ingeniado para mejorar su calidad de vida haciendo uso de los elementos de la naturaleza, y eso lo ha llevado a innovar en materia de edificaciones para hacerlas más cómodas, más resistentes a las catástrofes y más al día con los adelantos científicos y tecnológicos. En ese proceso, ha debido aprender sobre los materiales de construcción y su empleo, para saber escoger o crear los más idóneos en cada ocasión. En este proceso, las mezclas, los materiales nuevos y sintéticos, y los diseños inteligentes han tenido un lugar privilegiado en la historia de la arquitectura y de la ingeniería civil. Muchos de los materiales de construcción son productos manufacturados de industrias  primarias, mientras que otros son materia prima tratada o en estado semi-bruto. Estos materiales deben cumplir con requisitos mínimos, como, por ejemplo: Que cumplan con las propiedades técnicas, como Resistencia Mecánica, Desgaste, Absorción, y Resistencia a la Compresión. La mayoría de los materiales de construcción se elaboran a  partir de materiales de gran disponibilidad como arena, arcilla o piedra. En la actualidad contamos con dos grupos de materiales que permiten el desarrollo de obras civiles; estos son: Materiales naturales: Son aquellos que se emplean en las construcciones prácticamente tal como proceden de la Naturaleza, o sea sin experimentar cambios en su composición química ni en constitución física, aunque se haya alterado su forma física natural. Ejemplo: • • • • • • • • • • • • • •

Hierro Madera Tierra Zinc Agua Plata Peridoto Yeso Carbón Cobalto Aluminio Cobre Mármol Arena

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Materiales artificiales: Son aquellos que han sufrido un proceso de transformación antes de emplearse en las construcciones, experimentando cambios físicos y químicos por ejemplo el cemento, el acero etc. Propiedades de Materiales •

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Densidad: Relación entre la masa y el volumen, es decir, cantidad de materia contenida por unidad. Higroscopicidad: Capacidad de la materia para absorber el agua. Coeficiente de dilatación: Tendencia de la materia de expandir su tamaño en  presencia de calor y contraerlo en presencia de frío. Conductividad térmica: Capacidad de la materia de transmitir el calor. Conductividad eléctrica. Capacidad de la materia de transmitir la electricidad. Resistencia mecánica: Cantidad de esfuerzo que la materia es capaz de resistir sin deformarse o romperse. Elasticidad: Capacidad de los materiales de recuperar su forma original una vez que cese el esfuerzo que los deforma. Plasticidad: Capacidad de la materia de deformarse y no romperse frente a un esfuerzo sostenido en el tiempo. Rigidez: Tendencia de la materia a conservar su forma frente a un esfuerzo. Fragilidad: Incapacidad de la materia para deformarse, prefiriendo romperse en  pedazos. Resistencia a la corrosión: Capacidad de tolerar la corrosión sin quebrarse o desintegrarse.

Tipos de Materiales Pétreos: Se trata de materiales provenientes o constituidos por rocas, piedras y materia calcárea, incluidos los materiales aglutinantes (que se mezclan con agua para hacer una pasta) y los cerámicos y vidrios, provenientes de arcillas, barros y sílices sometidos a procesos de cocción en hornos a altas temperaturas. Metálicos: Provenientes del metal, obviamente, ya sea en forma de láminas (metales maleables) o hilos (metales dúctiles). En muchos casos se usan aleaciones. Orgánicos: Provenientes de la materia orgánica, ya sean maderas, resinas o derivados. Sintéticos: Materiales producto de procesos químicos de transformación, como los obtenidos mediante destilación de hidrocarburos o polimerización (plásticos).

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Materiales Clásicos Granito: Conocida como “piedra berroqueña”, es una roca ígnea formada esencialmente por

cuarzo. Es muy empleada para fabricar adoquines y para confeccionar muros y suelos (en forma de losas), aplacados o encimeras, dada su vistosidad y el acabado de su pulitura. Es una piedra de interiores, dado su potencial decorativo. Cemento: Material conglomerante que consiste en una mezcla de caliza y arcilla, calcinadas, molidas y luego mezcladas con yeso, cuya principal propiedad es la de endurecerse al entrar en contacto con el agua. En construcción se lo utiliza como material esencial, en una mezcla con agua, arena y grava, para obtener una sustancia uniforme, maleable y plástica que al secar endurece y se le conoce como hormigón. Ladrillo: El ladrillo está hecho de una mezcla arcillosa, cocida hasta retirarle la humedad y endurecerla hasta que obtiene su característica forma rectangular y su color anaranjado. Duros y frágiles, estos bloques son sumamente utilizados en la construcción, dado su costo económico y su confiabilidad. Del mismo modo se obtienen las tejas, hechas del mismo exacto material, pero moldeadas diferente. Acero. El acero es un metal más o menos dúctil y maleable, dotado de gran resistencia mecánica y resistente a la corrosión, que se obtiene a partir de la aleación del hierro con otros metales y no metales tales como el carbono, el zinc, el estaño y algunos otros. Es uno de los  principales metales empleados en el sector construcción, ya que se forjan estructuras que luego se rellenan de cemento, conocidas como “hormigón armado”.

Madera: Numerosísimas maderas se emplean en la construcción, tanto en el proceso de ingeniería como en el acabado final. De hecho, en muchos países existe una tradición de construir las casas de madera, aprovechando su relativa economicidad, su nobleza y resistencia, a pesar de ser susceptible a la humedad y a las termitas. Actualmente muchos suelos se fabrican de madera barnizada (parquet), la mayoría absoluta de las puertas y también algunos armarios o muebles de esa naturaleza. Asfalto: Esta sustancia viscosa, pegajosa y color plomo, también conocida como betún, se utiliza como impermeabilizante en los techos y muros de numerosas construcciones y, mezclado con gravilla o arena, para pavimentar las carreteras. En estos últimos casos hace las veces de material aglomerante y es obtenido del petróleo.

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Innovación en Materiales Los avances tecnológicos han permitido incorporar nuevas opciones para la construcción que en todos los casos tienden a reducir el costo de edificar viviendas y de optimizar los plazos de ejecución. En la actualidad existen nuevos métodos, técnicas y sistemas, con materiales innovadores, y se han desarrollado medios ingeniosos que abrevian tiempo. Los materiales para construir deben probar un comportamiento específico, pero también es necesario que sus precios sean accesibles para la producción económica a escala y así contar con una amplia disponibilidad. Los materiales para construir viviendas son elementos clave de una economía y cumplen un papel importante por la ecología, en la medida que aportan a la sustentabilidad, para la conservación del Medio Ambiente.  Nuevos materiales, técnicas y tecnologías asombran por su visión tan ingeniosa evidenciada, el precio accesible en el mercado que muchos tienen y su incorporación creciente a los sistemas modernos de construcción. Impresión 3D Ahora la tecnología de impresión 3D se está integrando para producir formas complejas de construcción. Esta unión tiene el potencial de reducir el tiempo requerido para producir componentes, desde semanas a meras horas. El proyecto Contour Crafting (“construcción de contornos”), liderado por el profesor

Behrokh Khoshnevis de la Universidad del Sur de California (EE. UU.), pretende revolucionar el sector de la construcción con su colosal impresora 3D capaz de construir una casa entera de dos plantas en un solo día. El sistema de impresión tridimensional sería el habitual solo que, a gran escala, de forma que permitiría erigir estructuras con absoluta libertad y sin la rectitud que implica la construcción convencional. La impresora consta de dos brazos telescópicos unidos por una viga transversal que aloja el cabezal de impresión. Estos brazos se mueven el plano horizontal mediante guías y en vertical mediante la grúa de cada brazo. Al cabezal llega directamente desde la cementadora una mezcla especial de hormigón de secado rápido que se va depositando por capas en las zonas determinadas según el prototipo creado digitalmente. Una vez terminado el proceso, se requeriría el trabajo humano para la instalación de puertas y ventanas, así como de la instalación de electricidad y agua, lo que, según los promotores, evitaría la supresión de  puestos de trabajo en el sector. Por lo pronto, se trata de un proyecto en desarrollo, con lo que tardará algún tiempo en materializarse. Cuando lo haga, la impresora 3D desbancará por completo al ladrillo, al abaratar los costes de producción del inmueble.

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Carreteras inteligentes En 2014 se abrieron los primeros tramos del proyecto Smart Highway en los Países Bajos. Las marcas de tráfico están hechas de una nueva pintura especial luminiscente, no solamente  para los coches, sino también hay un carril bici de piedras que brilla inspirado en Vicent van Gogh. Los próximos objetivos del proyecto incluyen pintura de carretera que pueda reaccionar a la temperatura y a su vez proporcionar avisos meteorológicos. "Para mejorar las condiciones de conducción, en lugar de centrarse en el coche, Roosegaarde y Heijmans están utilizando las últimas tecnologías para innovar en materia de carreteras", señala a Efe, Marieke Swinkels-Verstappen, portavoz de la empresa Heijmans N.V., en Rosmalen (Países Bajos). En concreto, estas dos compañías están desarrollando en conjunto unas carreteras más  sostenibles, seguras e intuitivas, dotadas de luces interactivas, energía inteligente y nuevas señales de tráfico que se adaptarán a las distintas situaciones de circulación", según SwinkelsVerstappen. La principal innovación en el medio kilómetro de prueba de la  N329 son las marcas viales que brillan en la oscuridad, obtenidas mediante un polvo foto luminiscente integrado en la  pintura de carretera,  cuyo brillo dura hasta diez horas, una vez que ha sido alimentado por la luz solar durante todo el día y que, según Heijmans, hace innecesaria la iluminación extra. "Heijmans ha conseguido llevar la luminiscencia hasta el extremo de que las tres rayas de diferentes tonos de verde situadas a largo de ambos bordes de la carretera parezcan casi radiactivas", ha comentado  a la revista electrónica Wired, Daan Roosegaarde, fundador y  jefe de diseño del estudio que lleva su apellido. En los próximos años a la 'smart highway se le irán incorporando otros adelantos tecnológicos como las marcas del tiempo que aparecerán sobre el asfalto cuando la temperatura alcance un cierto nivel, según adelantan desde Studio Roosegaarde.

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Rendimientos y Costos de materiales clásicos Recomendaciones generales Es importante controlar la calidad del concreto: •

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Lo primero que se debe realizar al preparar la mezcla es medir su consistencia con el cono de Abrams, siendo recomendable un slump de tres a cuatro pulgadas. El siguiente paso es realizar la rotura de la probeta para controlar la resistencia del concreto. Al iniciar una obra, debemos realizar un diseño de mezcla del concreto (en un laboratorio certificado) para obtener las proporciones óptimas para cada tipo de resistencia (100, 140, 175, 210 kg/cm2). El curado del concreto aumenta su resistencia.

EQUIVALENCIAS DE LONGITUD, ÁREA Y VOLUMEN PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UNA EDIFICACIÓN.

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EQUIVALENCIAS PARA LA COMPRA DE ACERO (valores r eferenciales)  Norma técnica: ASTM A650 Grado 60-95c

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EQUIVALENCIAS PARA LADRILLOS Y BLOQUES POR m 2  DE MURO

Continuación de la tabla siguiente página

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LADRILLOS POR m 2  DE TECHO

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COSTOS DE MATERIALES CLÁSICOS DE LA CONSTRUCCION. MATRERIALES CEMENTO ARENA ROCA ¾ ACERO -BARRA #3 -BARRA #4 -BARRA #5 -BARRA #8 BLOQUES -BLOQUES DE 4´´ -BLOQUES DE 6´´ BLOQUES DE ARCILLA -BLOQUES DE 4´´ -BLOQUES DE 6´´ PINTURA ANTI-CORROSIVA ALAMBRE DE REFUERSO FORMALETA TECHO -ZINC

UNIDAD SACO M3 M3

COSTO 9.60 28.00 16.95

VARILLA VARILLA VARILLA VARILLA

3.44 5.90 9.25 23.70

BLOQUES BLOQUES

0.82 0.99

BLOQUES BLOQUES GALÓN LB M2

0.77 1.08 31.95 0.56 6.50

0.92m x 1.22m LB

-PANALIT SOLDADURA 7018 AC CONCRETO -3000 PSI -3500 PSI -4000 PSI -4500 PSI -5000 PSI -5500 PSI -6000 PSI ASFALTO

M3 M3 M3 M3 M3 M3 M3 TONELADA

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9.00 1.50 195.51 201.67 207.21 214.63 221.86 231.17 260.07 185.00

RENDIMIENTO DE MATERIALES. BLOQUES. ➢

Bloques para 1 metro cuadrado de pared:

Área del bloque: • •

ALTO: 20.3 cm LARGO: 45.7 cm  .  =    = 20.3   45.7  = 927.71 

Cantidad de bloques por m2: # =

10,000 927.71

= 10.78 

Cantidad de bloques en campo = 12 bloques.

MORTERO. ➢

Cantidad de mortero de repello para 1 metro cuadrado de pared:

Cantidad de mortero = 1.00 x 1.00 x 0.015 = 0.015 m3

➢

Cantidad de mortero para 1 metro cuadrado de bloques:

Bloques de 4´´ = 0.0267 m3 Bloques de 6´´ = 0.0290 m3

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DOSIFICACIONES. CONCRETO.

MORTERO.

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Rendimientos y Costos de materiales modernos Metaldeck

El sistema de losa METALDECK aprovecha las características de una lámina de acero preformada (STEEL DECK) sobre la cual se hace un vaciado en concreto. El comportamiento combinado entre el concreto, una vez que este ha alcanzado su resistencia máxima, y el tablero en acero, permite obtener un sistema de losa estructural práctico para todo tipo de edificaciones.

Ventajas Funcionalidad Resistencia estructural con menos peso Apariencia atractiva Construcción en todos los climas Calidad uniforme Durabilidad garantizada Economía y valor agregado Facilidad constructiva Las láminas preformadas de acero tienen dos funciones principales: 1. Trabajar como formaleta: para el vaciado de la losa de concreto y cargas adicionales debido al proceso constructivo. 2. Actuar como refuerzo positivo de la losa una vez el concreto haya fraguado. Esta propiedad de la lámina de actuar como refuerzo de la losa otorga las características de lámina colaborante.

El acero utilizado es del tipo Laminado en Frío (Cold Rolled) y Galvanizado, con un comportamiento esencialmente elastoplástico, con esfuerzo de fluencia mínimo nominal igual a 275MPa (40ksi) y con un módulo de elasticidad igual a 203,000MPa (29,500ksi).

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Propiedades de lámina METALDECK Punto de fluencia mínimo Resistencia última Elongación en 50mm Recubrimiento en Zinc

40ksi (272MPa) 55ksi (380MPa) 16% G60

El Metaldeck de 2 pulgadas en Correagua están en espesores de 0.71 y 0.88 mm fabricado en acero galvanizado norma ASTM- A- 653, G-60 Lámina de Metaldeck Calibre 22 de 10 pies (3.05 metros)

B/. 26.90

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Isopanel Es un panel con un nucleo de poliestireno expandido (EPS) recubierto en ambas caras con lamina de acero galvanizado prepintado calibre 26 Su nucleo de EPS le confiere excelentes propiedades de aislamiento térmico, brindando confort y ahorro energético gracias a la reducción de los requerimientos de enfriamiento. Disponibles en espesores de 75, 100, 150 y 200mm, ideales para aplicaciones en cuartos frios, fachadas y divisiones internas de galeras , oficinas y albergues temporales. Ventajas Excelente aislate térmico y acústico Fácil y rápida instalación Permite mayor espaciamiento entre puntos de fijación

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Construcción de galeras

Construcción estaciones eléctricas

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Construcción de techos PCH (panel constructivo Hopsa) Es un sistema de paredes estructurales y de cerramiento con aislante térmico integrado. Los paneles están compuestos por un núcleo de poliestireno expandido, con mallas electro  – soldadas de acero galvanizado de alta resistencia en cada una de sus caras. El resultado es un material de construcción mucho mas resistente, rápido y económico que e l bloque tradicional. Ventajas -

Excelente aislante térmico y acústico Fácil y rápida instalación Resistencia estructural y sísmica Fácil manejo y trasporte con menos desperdicio en la obra Reduce el consumo de energía eléctrica requerida en los equipos de aire acondicionado

Las propiedades construidas con este sistema tienen una durabilidad igual que las casas que son construidas de la manera convencional y tiene una seguridad más efectiva, de acuerdo con los expertos. 19

Plycem

El panel PLYCEM es una hoja de fibrocemento utilizada en cerramientos de fachadas y paredes exteriores en construcciones de tipo residencial, comercial e institucional y todas aquellas donde se desee dar realce arquitectónico. Las láminas PLYCEM son el resultado de la mezcla de cemento, caliza, y fibras orgánicas naturales que gracias a un proceso de mineralización, se transforman en materia inerte que garantiza la resistencia del producto. Lámina de Fibrocemento Plycem 1.22m x 2.44m x 17mm PRECIO $44.95

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AQUAPANEL Placa de cemento ligera para uso exterior como fachadas. Compuesta por un alma de cemento portland con aditivos y material aligerante, recubierta en sus caras por una malla de fibra de vidrio, que se extiende sobre sus bordes para reforzarlos. La placa Aquapanel es incombustible, estable y ligera, no se ablanda, ni se pudre con el agua. Características -

Placa de cemento para uso exterior. La alternativa ideal al ladrillo y el bloque cerámico o de hormigón Compuesta de cemento portland, aditivos y aligerantes 100 % resistente al agua y al moho Curvable hasta 1 metro de radio Robusta y altamente resistente a impactos Incombustible (A1) Muy fácil de instalar, se puede cortar hasta con cutter Segura, higiénica y sostenible

Campo de aplicación Placa en base de cemento que forma parte de los sistemas de fachada ligera Knauf Aquapanel. Estos se pueden clasificar por su uso como cerramientos completos, soporte para ventiladas o especiales para rehabilitación energética de muros exteriores. Lamina de tamaño de 1.2X2.44m X 8mm tiene un precio de 21.99 Dólares

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Conclusión Las actualizaciones de las normas de diseño permiten tanto al diseñador como al cliente, tener mayor confianza en los análisis y diseño de edificaciones realizados, ya que se tiene seguridad en el buen comportamiento de la estructura frente a distintas solicitaciones de carga. Comparando los rendimientos de materiales clásicos con los modernos ambos son muy  buenos uno mejor que otro, pero los modernos son recientes ya que se soluciona la  problemática de trasporte, pesos y hasta amigables con el medio ambiente. Es importante que los estudiantes aprovechen todo el conocimiento que la Universidad ofrece, ya que, como lo hemos podido vivir, son una base muy sólida para el buen desarrollo y desenvolvimiento de un estudiante.

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