Materiales de Construccion Para Edificacion y Obra Civil

Materiales de construcción para edificación y obra civil

Santiago Crespo Escobar

Materiales de construcción para edificación y obra civil © Santiago Crespo Escobar ISBN: 978–84–9948–297–2 e-book v.1.0

ISBN edición en Papel: 978-84-8454-887-4 Edita: Editorial Club Universitario. Telf.: 96 567 61 33 C/. Cottolengo, 25 – San Vicente (Alicante) www.ecu.fm Maqueta y diseño: Gamma. Telf.: 965 67 19 87 C/. Cottolengo, 25 – San Vicente (Alicante) www.gamma.fm [email protected] Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de este libro puede reproducirse o transmitirse por ningún procedimiento electrónico o mecánico, incluyendo fotocopia, grabación magnética o cualquier almacenamiento de información o sistema de reproducción, sin permiso previo y por escrito de los titulares del Copyright.

Dedicado a mis padres y a mi hermana.

PRÓLOGO Este libro pretende ser una herramienta para dar los primeros pasos dentro de los estudios que están relacionados con el sector de la construcción. El libro está dirigido a estudiantes tanto de formación profesional como de carreras universitarias que quieran iniciarse en el estudio de los materiales de construcción desde una visión generalista. El texto puede servir de base para el estudio general de los materiales, o como complemento para el estudio de otras disciplinas que necesiten tener un conocimiento previo de los materiales de construcción. El libro pretende plantear contenidos básicos y generales que ayuden al lector a ir entendiendo cómo se emplean los materiales de construcción dentro de los ámbitos de la edificación y la obra civil. El lenguaje que se emplea en el libro es un lenguaje técnico, sencillo y fácilmente comprensible para cualquier estudiante que se inicie, y los aspectos que se presentan se explican de tal forma que puede entenderse perfectamente la mayor parte de su contenido sin tener conocimientos previos del sector de la construcción. La finalidad del libro es, por lo tanto, que los estudiantes conozcan, entiendan, distingan y sepan aplicar los diferentes tipos de materiales de construcción en los distintos ámbitos de la edificación y la obra civil. Para el aprendizaje de cualquier disciplina técnica y científica se debe comenzar por aprender unos conocimientos básicos sobre los aspectos más elementales, enfrentándose el estudiante con contenidos poco conocidos que le irán introduciendo progresivamente en el complejo mundo que suponen esas disciplinas.

El primer paso siempre debe ser el aprendizaje de contenidos elementales que supongan una fácil comprensión y que, posteriormente, le servirán para entender aspectos más complejos, los cuales no serían entendidos si previamente no se tienen unas nociones básicas de esos contenidos más sencillos. El sector de la construcción abarca numerosos aspectos, como son los materiales, el diseño, la planificación, el proyecto, la ejecución, el control, la seguridad, los ensayos, el conocimiento del terreno, etc., y una larga lista de ámbitos de actuación. Dentro de todos ellos hay algunos aspectos comunes que debe conocer cualquier profesional sea cual sea su dedicación dentro del sector. Los trabajos de los profesionales que desarrollan su actividad tanto en la edificación como en la obra civil, exige tener muchos conocimientos de una gran cantidad de materias y disciplinas comunes a todos los trabajos, desde las más sencillas, como puede ser el conocimiento de los materiales que forman parte de los elementos de una obra, hasta las más complejas, como puede ser el cálculo de los elementos estructurales, y así se podrían indicar otros muchos aspectos. Precisamente, esas materias más sencillas, deben ser las primeras herramientas que debe conocer el profesional, dejando para la especialización otras materias más complejas que se aprenderán cuando se terminen de aprender los aspectos fundamentales. Cuando un estudiante empieza a cursar unas enseñanzas relacionadas con la edificación y la obra civil, se deben empezar a conocer primeramente los aspectos más elementales que implican estos estudios. Cuando el estudiante esté en cursos más avanzados deberá dominar esos conocimientos básicos, de lo contrario no será capaz de poder afrontar otros aspectos más complejos. Dentro del ámbito de la edificación y la obra civil, un aspecto fundamental es el conocimiento de los materiales que forman las construcciones. Se habla con frecuencia, incluso en conversaciones cotidianas, de cosas como “los ladrillos”, “la madera”, “el cemento” y una larga serie de nombres, relacionados todos con el sector de la construcción. Sin el estudio de los materiales, no se podrían estudiar otra serie de aspectos. Por ejemplo, uno no puede dedicarse a calcular estructuras si previamente no conoce cuáles son los materiales que se pueden emplear en estructuras. Tampoco puede saber qué comportamiento tienen las capas del firme que se colocan en una carretera, si previamente no se estudian las propiedades de los materiales que componen dichas capas, o por citar otro

ejemplo, para colocar un tejado se deben conocer previamente qué materiales son los más idóneos para garantizar la impermeabilidad, la estabilidad, etc. Es importante señalar que el libro trata de dar unos conocimientos básicos y una visión generalista de los materiales de construcción empleados en la edificación y en la obra civil, exponiendo los aspectos más relevantes, sin entrar mucho en detalles y sin profundizar mucho en determinados aspectos más específicos, que por su complejidad requieren un estudio más completo. El texto está dividido en nueve partes. En las siete primeras partes se estudian los materiales pétreos, materiales cerámicos, materiales aglomerantes y conglomerantes, materiales pétreos aglomerados y conglomerados, morteros y hormigones, materiales metálicos y materiales orgánicos. En cada una de estas partes se explicarán inicialmente los aspectos más elementales de los materiales: tipos, propiedades y algunos aspectos referidos a la fabricación. A continuación, se estudiará la forma en que los materiales se presentan en el mercado para su uso comercial. Una vez aprendido cómo se comercializan los materiales, se establecerán las principales aplicaciones de los mismos en todos los ámbitos tanto de la edificación como de la obra civil, distinguiéndose tanto las aplicaciones comunes como las aplicaciones específicas. Posteriormente, se estudiarán los principales ensayos que se realizan con los materiales con vistas al control de calidad y con el fin de determinar parte de sus propiedades. Finalmente, en cada una de las partes, se establecerá la designación de los distintos tipos de materiales. En la octava parte, se estudian los tipos y las principales aplicaciones de los materiales de construcción sostenible con la finalidad de contribuir a la eficiencia energética de las construcciones. Se indicarán los principales elementos de construcción tanto de la edificación como de la obra civil y se explicarán qué tipos de materiales sostenibles se emplean en dichos elementos. Para finalizar el texto, en la última parte se explican los aspectos más importantes de las fibras de vidrio, en lo que se refiere a los tipos, las propiedades, las formas de presentación y las principales aplicaciones. En el texto no se han incluido las pinturas y el vidrio para acristalamiento, puesto que muchos de los tipos, propiedades y aplicaciones de los mismos requieren un estudio mucho más específico del que se podría haber dado en este texto.

Finalmente, deseo y confío que el presente texto y los “materiales” que en él se exponen sirvan para que los estudiantes consigan los resultados deseados, mediante una preparación de alta calidad que permita garantizarles la consecución de sus objetivos. Mayo de 2009 El autor.

ÍNDICE MATERIALES PÉTREOS..................................................................... 17 1.- Generalidades .............................................................................. 17 1.1. Definiciones ......................................................................... 17 1.2. Propiedades de los materiales pétreos.................................. 18 2.- Clasificación ................................................................................ 20 2.1. Según la resistencia a compresión ....................................... 20 2.2. Según su origen o procedencia ............................................ 20 2.2.1. Clasificación de las rocas ígneas ................................. 20 2.2.2. Clasificación de las rocas sedimentarias ..................... 21 2.2.3. Clasificación de las rocas metamórficas ...................... 23 3.- Formas comerciales ..................................................................... 25 3.1. Sillar ..................................................................................... 25 3.2. Sillarejo ................................................................................ 25 3.3. Mampuesto........................................................................... 26 3.4. Losa o chapa ........................................................................ 26 3.5. Adoquín ................................................................................ 27 3.6. Bordillo o encintado............................................................. 28 3.7. Paneles y rollos de lana de roca ........................................... 29 3.8. Otras formas ......................................................................... 30 4.- Aplicaciones ................................................................................ 33 5.- Ensayos........................................................................................ 40 5.1. Muestras granulares ............................................................. 40 5.2. Muestras o probetas cilíndricas............................................ 44 MATERIALES CERÁMICOS............................................................... 49 1.- Generalidades .............................................................................. 49 1.1. Definición............................................................................. 49 1.2. Componentes principales ..................................................... 49 1.3. Proceso de fabricación ......................................................... 50 2.- Tipos y clasificación ................................................................... 51 2.1. Clasificación por la textura .................................................. 51

2.2. Clasificación de los ladrillos ................................................ 52 2.2.1. Clasificación según la norma UNE-EN 771-1:2003 ... 52 2.2.2. Clasificación de los ladrillos para fábricas resistentes 61 2.3. Clasificación de las tejas ...................................................... 62 2.4. Otros materiales cerámicos .................................................. 62 3.- Formas comerciales ..................................................................... 64 3.1. Ladrillos ............................................................................... 64 3.2. Tejas ..................................................................................... 67 3.3. Otros materiales cerámicos .................................................. 71 4.- Aplicaciones ................................................................................ 74 4.1. Ladrillos ............................................................................... 74 4.1.1. Generalidades .............................................................. 74 4.1.2. Muros y tabiques ......................................................... 75 4.1.3. Arcos y bóvedas .......................................................... 80 4.1.4. Pozos y arquetas de registro ........................................ 81 4.2. Tejados con tejas .................................................................. 83 4.2.1. Tejados con teja curva ................................................. 83 4.2.2. Tejados con tejas planas de encaje .............................. 84 4.2.3. Tejados con tejas mixtas y dobles tejas ....................... 85 4.3. Aplicaciones de otros materiales cerámicos ........................ 86 5.- Propiedades ................................................................................. 88 5.1. Ladrillos ............................................................................... 88 5.2.Tejas ...................................................................................... 90 5.3. Bovedillas ............................................................................ 90 5.4. Azulejos y gres ..................................................................... 91 6.- Ensayos........................................................................................ 91 7.- Procedencias ................................................................................ 93 MATERIALES AGLOMERANTES Y CONGLOMERANTES ........... 95 1.- Generalidades .............................................................................. 95 1.1. Definiciones ......................................................................... 95 1.2. Aguas adecuadas para hacer la mezcla ................................ 97 1.3. Propiedades .......................................................................... 97 1.3.1. Yeso ............................................................................. 97 1.3.2. Cal ............................................................................... 97 1.3.3. Cemento ...................................................................... 98 2.- Tipos y clasificacion .................................................................... 98 2.1. Clasificación general ............................................................ 98 2.1.1. Conglomerantes aéreos ............................................... 98

2.1.2. Conglomerantes hidráulicos ........................................ 98 2.1.3. Conglomerantes hidrocarbonados ............................... 99 2.2. Tipos y designación.............................................................. 99 2.2.1. El yeso ......................................................................... 99 2.2.2. La cal ......................................................................... 101 2.2.3. El cemento ................................................................. 102 2.3. Otros materiales aglomerantes ............................................113 3.- Fabricación .................................................................................114 3.1. Yeso .....................................................................................114 3.2. Cal .......................................................................................114 3.3. Cemento ..............................................................................114 4.- Aplicaciones ...............................................................................115 4.1. Aplicaciones del yeso..........................................................115 4.2. Aplicaciones de la cal..........................................................116 4.3. Aplicaciones del cemento ...................................................117 4.3.1. Aplicaciones según el tipo de obra o el tipo de elemento ............................................................117 4.3.2. Aplicaciones según el tipo de cemento ..................... 122 5.- Ensayos...................................................................................... 124 5.1. Yeso .................................................................................... 124 5.2. Cemento ............................................................................. 125 5.2.1. Ensayos de identificación .......................................... 125 5.2.2. Ensayos complementarios ......................................... 126 MATERIALES PÉTREOS AGLOMERADOS Y CONGLOMERADOS.......................................................................... 127 1.- Definición .................................................................................. 127 2.- Clasificación .............................................................................. 127 2.1. Pétreos aglomerados de arcilla........................................... 127 2.2. Pétreos conglomerados de yeso ......................................... 128 2.3. Pétreos conglomerados de cemento ................................... 130 3.- Formas comerciales ................................................................... 132 3.1. Pétreos aglomerados de arcilla........................................... 132 3.2. Pétreos conglomerados de yeso ......................................... 132 3.3. Pétreos conglomerados de cemento ................................... 135 4.- Aplicaciones .............................................................................. 143 4.1. Pétreos conglomerados de yeso ......................................... 143 4.2. Pétreos conglomerados de cemento ................................... 144 5.- Ensayos...................................................................................... 150

5.1. Pétreos conglomerados de yeso ......................................... 150 5.2. Pétreos conglomerados de cemento ................................... 151 6.- Procedencias .............................................................................. 152 MORTEROS Y HORMIGONES ......................................................... 153 1.- Definiciones y generalidades..................................................... 153 1.1. Morteros ............................................................................. 153 1.2. Hormigón ........................................................................... 154 1.3. Propiedades de los morteros y hormigones ....................... 157 2.- Tipos y clasificación .................................................................. 159 2.1. Morteros ............................................................................. 159 2.2. Hormigones ........................................................................ 159 3.- Fabricación ................................................................................ 160 3.1. Morteros ............................................................................. 160 3.1.1. Manual....................................................................... 160 3.1.2. Mecánica .................................................................. 161 3.2. Hormigón ........................................................................... 162 4.- Dosificación............................................................................... 165 4.1. Morteros ............................................................................. 165 4.1.1. Dosificaciones aproximadas para morteros y pastas . 166 4.1.2. Cálculo de volúmenes cuando nos den la dosificación en volumen. ......................................................................... 167 4.1.3. Cálculo de pesos cuando nos den la dosificación en peso...................................................................................... 170 4.2. Hormigones ........................................................................ 170 5.- Puesta en obra de morteros y hormigones ................................. 172 5.1. Morteros ............................................................................. 172 5.2. Hormigones ........................................................................ 172 6.- Aplicaciones .............................................................................. 173 6.1. Morteros ............................................................................. 173 6.2. Hormigones ........................................................................ 174 6.2.1. Elementos resistentes ................................................ 174 6.2.2. Elementos no resistentes ........................................... 175 7.- Ensayos...................................................................................... 180 7.1. Morteros ............................................................................. 180 7.2. Hormigones ........................................................................ 180 8.- Designación de morteros y hormigones .................................... 183 8.1. Morteros ............................................................................. 183 8.2. Hormigones ........................................................................ 183

MATERIALES METÁLICOS ............................................................. 185 1.- Conceptos generales .................................................................. 185 1.1. Definición........................................................................... 185 1.2. Propiedades generales ........................................................ 185 1.2.1. Propiedades mecánicas.............................................. 185 1.2.2. Propiedades térmicas ................................................. 187 1.2.3. Propiedades eléctricas ............................................... 188 1.2.4. Propiedades químicas ................................................ 188 2.- Clasificación de los materiales metálicos .................................. 189 2.1. Materiales férricos ............................................................ 189 2.1.1. Clasificación de los aceros ........................................ 190 2.1.2. Aceros para estructuras. Aceros de uso general y aceros para las armaduras del hormigón ............................. 191 2.2. Materiales no férricos ....................................................... 196 3.- Formas comerciales ................................................................... 196 3.1. Materiales férricos ............................................................. 196 3.1.1. Acero ......................................................................... 196 3.1.2. Fundición................................................................... 207 3.1.3. Aceros inoxidables .................................................... 207 3.2. Materiales no férricos ....................................................... 207 3.2.1. Aluminio .................................................................... 207 3.2.2. Cobre ......................................................................... 208 3.2.3. Cinc ........................................................................... 208 4.- Aplicaciones .............................................................................. 208 4.1. Materiales férricos ............................................................. 208 4.1.1. Aceros ........................................................................ 208 4.1.2. Fundición....................................................................211 4.1.3. Aceros inoxidables .................................................... 213 4.2. Materiales no férricos ........................................................ 215 4.2.1. Aluminio .................................................................... 215 4.2.2. Cobre ......................................................................... 217 4.2.3. Cinc ........................................................................... 217 5.- Ensayos...................................................................................... 218 5.1. Ensayos metalográficos...................................................... 218 5.2. Ensayos mecánicos ............................................................ 218 5.2.1. Ensayo de dureza....................................................... 218 5.2.2. Ensayo de tracción .................................................... 218 5.2.3. Ensayo de resistencia al choque o resiliencia............ 221 6.- Designación de las armaduras para el hormigón ....................... 222

6.1. Designación de los tipos de acero para armaduras activas ....................................................................................... 222 6.2. Designación de los tipos de acero para armaduras pasivas ....................................................................................... 223 6.2.1. Barras de acero corrugado ........................................ 223 6.2.2. Alambres corrugados ................................................. 223 6.2.3. Alambres lisos ........................................................... 224 6.3. Designación de las armaduras pasivas ............................... 224 7. Designación de los tipos de acero para estructuras .................... 225 MATERIALES ORGÁNICOS............................................................. 227 1.- Conceptos generales .................................................................. 227 1.1. Definición........................................................................... 227 1.2. Tipos................................................................................... 227 1.3. Propiedades ........................................................................ 228 1.3.1. Madera....................................................................... 228 1.3.2. Corcho ....................................................................... 230 1.3.3. Productos bituminosos .............................................. 231 1.3.4. Plásticos..................................................................... 233 2.- Clasificación .............................................................................. 234 2.1. Maderas .............................................................................. 234 2.2. Corcho ................................................................................ 235 2.3. Productos bituminosos ....................................................... 236 2.4. Plásticos ............................................................................. 240 3.- Formas comerciales ................................................................... 241 3.1. Madera ............................................................................... 241 3.2. Corcho ................................................................................ 245 3.3. Productos bituminosos ....................................................... 245 3.4. Plásticos ............................................................................. 246 4.- Aplicaciones .............................................................................. 249 4.1. Maderas .............................................................................. 249 4.1.1. Elementos resistentes o estructurales ........................ 249 4.1.2. Elementos no resistentes o no estructurales .............. 251 4.2. Corcho ................................................................................ 251 4.3. Productos bituminosos ....................................................... 252 4.4. Plásticos ............................................................................. 253 5.- Ensayos...................................................................................... 258 5.1. Madera ............................................................................... 258 5.2. Corcho ................................................................................ 259

5.3. Productos bituminosos ....................................................... 260 5.3.1. Betunes asfálticos ...................................................... 261 5.3.2. Emulsiones bituminosas ............................................ 261 5.3.3. Mezclas bituminosas ................................................. 262 5.4. Plásticos ............................................................................. 263 6.- Designación de los materiales orgánicos................................... 264 6.1. Madera resistente ............................................................... 264 6.2. Productos bituminosos ....................................................... 266 6.2.2. Emulsiones bituminosas ............................................ 267 6.2.3. Mezclas bituminosas ................................................. 267 6.3. Plásticos ............................................................................. 269 7.- Procedencias .............................................................................. 270 MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE...................... 271 1.- Generalidades ............................................................................ 271 2.- Materiales de construcción sostenible y aplicaciones ............... 273 2.1. Materiales sostenibles y aplicaciones en edificación ......... 273 2.1.1. Estructuras ................................................................. 273 2.1.2. Cerramientos, puertas y ventanas .............................. 274 2.1.3. Cubiertas.................................................................... 276 2.1.4. Revestimentos ........................................................... 277 2.1.5. Instalaciones .............................................................. 278 2.2. Materiales sostenibles y aplicaciones en obra civil ........... 279 2.2.1. Redes de abastecimiento y saneamiento ................... 279 2.2.2. Obras de tierras.......................................................... 280 2.2.3. Materiales para tratamiento de explanaciones y capas base y subbase de firmes ........................................... 281 2.2.4. Geotextiles como elementos de drenaje e impermeabilización ............................................................. 282 2.2.5. Mezclas bituminosas para pavimentos y bases de firmes de carreteras y viales ................................................ 283 2.2.6. Tratamientos superficiales para firmes de carreteras ... 284 2.2.7. Firmes y pavimentos en viales de urbanizaciones .... 285 2.2.8. Puentes y viaductos ................................................... 285 FIBRAS DE VIDRIO........................................................................... 287 1.- Generalidades ............................................................................ 287 1.1. Definiciones ....................................................................... 287 1.2. Tipos de fibras de vidrio y propiedades ............................. 288

1.3. La fibra óptica .................................................................... 289 2.- Formas comerciales de las fibras de vidrio ............................... 290 3.- Aplicaciones de las fibras de vidrio ........................................... 292 BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS LEGISLATIVAS ...................... 295

MATERIALES PÉTREOS 1.- GENERALIDADES 1.1. Definiciones Son aquellos materiales que se extraen directamente de la naturaleza no necesitando para su empleo nada más que darles la forma adecuada. Dentro de estos materiales tenemos dos tipos. Aquellos materiales que se extraen de los macizos rocosos, es decir, las rocas, que aparecen en cierta extensión. La erosión de las rocas, transporte de materiales, sedimentación de los mismos da lugar al otro tipo de materiales, a los denominados materiales o sustancias granulares o granos, lo que conocemos como arcillas, arenas, gravas, etc. Aunque dentro de este concepto se incluye lo que se conoce por suelos y rocas, el estudio que aquí se hace va encaminado sobre todo al estudio de las rocas y materiales granulares como material de construcción. Tanto las rocas como los materiales granulares están constituidas por la asociación de minerales o cuerpos de la misma composición química y forma cristalina. Esos minerales pueden ser minerales principales (en mayor proporción) y minerales secundarios. Las rocas, a lo largo del tiempo, se han utilizado de tres formas distintas en la construcción: - Como elemento resistente. - Como elemento decorativo. - Como materia prima para la fabricación de materiales de construcción. La piedra natural es el único material de construcción que ha encontrado siempre nuevas aplicaciones y se ha manifestado insustituible. Existen en 17

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nuestra época nuevos materiales de construcción, sin embargo, ninguno de ellos reúne las cualidades de la piedra natural, sobre todo en el sentido estético. 1.2. Propiedades de los materiales pétreos 1.- Densidad. Suele estar comprendida entre 2-3 g/cm3. En la densidad van a influir los minerales integrantes del material así como el % del volumen de huecos. 2.- Durabilidad. Es el período de uso sin deteriorarse y perder sus propiedades. La durabilidad es alta y pueden durar inalterables durante cientos de años. La estructura del material no se altera por la acción de los agentes exteriores (lluvia, viento, heladas, CO2), solo se modifica la capa más superficial. 3.- Dureza. Es la resistencia al rozamiento, rayadura, penetración. La dureza de los materiales pétreos depende de la dureza de los minerales que tengan y de la cohesión de la masa de dichos materiales. Para determinar la dureza de los materiales se utiliza la escala de Mohs, ordenándolos del más blando al más duro. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Talco Yeso Calcita Fluorita Apatito Feldespato Cuarzo Topacio Corindón Diamante

4.- Resistencias mecánicas. Tienen muy buena resistencia a compresión (contracción). Se cree que a mayor densidad mayor resistencia a compresión. En cambio tienen baja resistencia a tracción (estiramiento) y baja resistencia a flexión (tracción y compresión simultáneas). 5.- Propiedades térmicas. Bajo coeficiente de conductividad térmica. Baja conducción del calor o el frío. Sin embargo cuando los materiales pétreos

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tienen humedad, su conductibilidad aumenta ligeramente. Las dilataciones o contracciones térmicas solo afectan a la capa superficial, mientras que la masa interna apenas sufre deformación por efecto de la temperatura. 6.- Propiedades eléctricas. Los materiales pétreos conducen mal la electricidad, el coeficiente de conductividad eléctrica es muy bajo, aunque en presencia de humedad suele aumentar considerablemente. 7.- Impermeabilidad. Dependiendo del tipo de material pétreo la permeabilidad al agua variará. A mayor cantidad de poros en el material mayor será la permeabilidad. Además, la circulación del agua a través de los poros va aumentando el tamaño de éstos al desgastarlos por erosión. A veces el agua lleva partículas en suspensión o disueltas y pueden contribuir a cerrar parte de los poros y disminuir la permeabilidad. Si el material no tiene poros será impermeable. 8.- Resistencia a la intemperie. Por ser un material natural, la resistencia a los agentes exteriores es muy alta. Como se sabe, hay multitud de construcciones con piedras o rocas desde hace cientos de años que se mantienen en muy buen estado. El agua de lluvia, el viento, el oxígeno y los gases de combustión son los agentes que afectan a la durabilidad de los materiales pétreos. La parte que empieza a deteriorearse es la más superficial, por desgaste, desconchamiento, etc. Y con los años puede ir profundizando hacia la masa interna del material. En cuanto a las heladas, cuanto mayor sea la porosidad, más expuesto estará el material a saturarse de agua, y mayor presión se producirá en caso de congelación del agua que contenga. 9.- Elasticidad. En general, los materiales pétreos no son elásticos, aunque según sean granos o rocas, se pueden presentar ciertas deformaciones elásticas. Las piedras son muy poco elásticas, es decir, no se deforman, sino que directamente se rompen. Las muestras granulares sí pueden tener cierta deformación sobre todo en grandes agrupaciones. 10.- Combustibilidad. La resistencia al fuego es variable pero en general se puede considerar de tipo medio-bajo y menor si el material tiene cierta humedad. Por ello en caso de incendio el material aguantará cierto tiempo sin romper, y pasado ese tiempo se crearán tensiones elevadas en el material, sobre todo por la diferencia de temperatura entre la superficie y la masa interna.

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2.- CLASIFICACIÓN Se clasifican en función de la resistencia a compresión y según su origen o procedencia. 2.1. Según la resistencia a compresión Clase A: resistencia muy alta: mayor de 2.250 kg/cm2. Clase B: resistencia alta: de 1125 a 2.250 kg/cm2. Clase C: resistencia media: de 560 a 1125 kg/cm2. Clase D: resistencia baja: de 280 a 560 kg/cm2. Clase E: resistencia muy baja: de 70 a 280 kg/cm2. 2.2. Según su origen o procedencia Pueden ser ígneas, sedimentarias y metamórficas. 2.2.1. Clasificación de las rocas ígneas Son las más antiguas y se han formado por el enfriamiento y consolidación de magmas fundidos, y según qué se haya producido en el interior de la corteza terrestre o sobre ella, se llaman intrusivas o plutónicas (mucha profundidad), filoneanas (poca profundidad) o extrusivas o volcánicas (superficiales). La Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas recomienda clasificar las rocas en función de su composición y del tamaño de grano de los minerales que la forman. Entre ellas se deben destacar los granitos y basaltos cuya utilización en la construcción en España es muy grande. El carácter ácido de estas rocas lo confiere el contenido en SiO2 del cuarzo y los silicatos. Cuando una roca contiene más de un 60% de SiO2 tiene carácter ácido, y entre sus minerales además de los silicatos, debe de haber cuarzo, este es el caso de los granitos. Cuando el contenido en SiO2 es menor del 60% no existe cuarzo, y las rocas tienen carácter básico, es el caso de los basaltos. Principales rocas ígneas - Granito. Roca plutónica muy abundante, constituida fundamentalmente por cuarzo, feldespato, ortosa y mica. De coloración variable, se altera

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fácilmente con la humedad, ya que el anhídrido carbónico ataca al feldespato y a la mica, provocando su disgregación. Sin embargo es una roca de gran duración y muy resistente, cuyas buenas cualidades pueden mejorarse mediante el pulido, que realza el colorido e impide su descomposición. No admite labras complicadas y puede soportar temperaturas elevadas, aunque no es refractario. Se emplea principalmente para sillerías, mamposterías, pavimentación con losas y adoquines, plaqueados de fachadas e interiores decorativos, bordillos, molduras, pilas, lavaderos, etc. - Sienita. Muy parecida al granito pero con muy poca cantidad de cuarzo. Sus aplicaciones son parecidas, pero sobre todo para decoración. - Diorita y gabro. De colores variados, sobre todo blancos, grises y verdes, empleadas en ornamentación y en carreteras. - Pórfidos. Roca parecida al granito, con similares aplicaciones. - Basalto. Roca volcánica. De color oscuro, compacto, denso, duro, muy resistente, suele emplearse en adoquines. 2.2.2. Clasificación de las rocas sedimentarias Se han formado debido al transporte, acarreo, depósito y acumulación de materiales, principalmente provienen de rocas ígneas y metamórficas. Las rocas sedimentarias, de acuerdo con su procedencia, se pueden clasificar en detríticas, intermedias y no detríticas, (Tabla 1.1.). Dentro del grupo de las detríticas están incluidas todas aquellas rocas formadas por productos de alteración de otras, que han sido transportados y depositados pudiendo no estar todavía consolidados (rocas sueltas) o haber sufrido procesos de consolidación (rocas compactas). Dentro del grupo de las no detríticas se encuentran aquellas formadas fundamentalmente por precipitación de sustancias que se encontraban en disolución en las cuencas de sedimentación, y que luego han sufrido los procesos de consolidación. También en ellas se incluyen, y en ocasiones constituyen la mayor parte, rocas formadas por conchas y caparazones de organismos vivos. En este caso se encuentran rocas calizas y algunas rocas silíceas.

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

Detríticas

Sueltas

Compactas

Gravas Arenas Limos Arcillas

Conglomerados Areniscas Limonitas Arcillitas

Intermedias

Margas Carbonatadas

No detríticas

Evaporitas

Calizas Dolomías Yesos Cloruros Otras

Tabla 1.1. Clasificación de las rocas sedimentarias.

La distinción o separación entre gravas, arenas, limos y arcillas es por el tamaño del grano: Gravas: Arenas: Limos: Arcillas:

≥ 2 mm < 2 mm y ≥ 0,063 mm < 0,063 mm y ≥ 0,002 mm < 0,002 mm

Ya veremos que en el hormigón las gravas son partículas de tamaño ≥ 4 mm. Las cuatro fracciones de partículas, pueden presentarse sueltas o agrupadas conjuntamente, y según predomine una u otra, se llaman gravas arenosas, arenas arcillosas, etc. Cada fracción tiene sus minerales en la composición: gravas calizas, gravas silíceas, arenas calizas, arenas silíceas, etc. Los conglomerados son gravas compactadas o cementadas. Las areniscas 22

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son arenas compactadas o cementadas. Las limonitas pueden ser limos cementados o no. Las arcillitas son arcillas cementadas. Principales rocas sedimentarias - Yeso o aljez. Roca sedimentaria de origen químico, muy abundante en la naturaleza, formada por la cristalización del sulfato cálcico hidratado con dos moléculas de agua, al desecarse mares interiores y lagunas. Es blando y algo soluble en agua. El yeso se aplica principalmente para la obtención de yesos blancos y negros de revestir, escayolas, piezas prefabricadas y moldes. También se utiliza como pasta para la formación de tabiques, enrasillados y colocación de otros elementos. - Calizas. De sedimentación química por insolubilidad, formadas a base de carbonato cálcico con numerosos accesorios: arcilla, sílice, carbón, etc. Su coloración es muy variada. Son atacadas por los ácidos y se descomponen por la acción de la humedad. Es la roca, junto con el granito, que mayor utilización tiene, tanto en obras públicas como en edificación, como rocas ornamentales, en áridos para el hormigón, terraplenes, materia prima para fabricar cemento, etc. - Margas. Como son rocas arcillosas con carbonatos, de ellas se obtiene la materia prima para fabricar el cemento, que es su principal aplicación. 2.2.3. Clasificación de las rocas metamórficas Las rocas metamórficas se originan por metamorfismo fundamentalmente de las rocas sedimentarias. Recibe el nombre de metamorfismo el proceso por el que se producen ciertas modificaciones de la composición mineralógica y de la estructura de una roca a consecuencia principalmente de los incrementos de presión y temperatura que aquella experimenta cuando alcanza niveles profundos de la corteza terrestre. Esto ocurre, por ejemplo, cuando se depositan espesores considerables de rocas sedimentarias por el proceso general de acumulación, que pueden alcanzar hasta 20 km de potencia. Una roca situada a estas profundidades queda sometida a considerables presiones y temperaturas que la “metamorfizan”.

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La estructura de las rocas metamórficas puede manifestar todavía los planos de estratificación, pero presenta planos de esquistosidad o exfoliación, que se forman perpendiculares a la dirección de la presión a que se ve sometida la roca, y al extraerlas en cantera, les da un carácter lajoso, que disminuye su calidad respecto a los materiales pétreos procedentes de las rocas sedimentarias o de las rocas ígneas. Las rocas metamórficas se pueden clasificar en tres grupos, en función de la composición de las rocas sedimentarias de que proceden: * Derivadas de rocas arcillosas:

Micacitas Gneis Migmatitas Pizarras Esquistos

* Derivadas de rocas cuarcíferas:

Cuarcitas

* Derivadas de rocas carbonatadas: Mármoles Principales rocas metamórficas - Pizarras. Son arcillas metamórficas y tienen estructura foliácea o esquistosa. Su coloración es variable y oscura y no se alteran por la acción de la intemperie. Son refractarias, homogéneas, compactas, impermeables y untuosas al tacto. Además, se pueden cortar y taladrar. Las buenas pizarras admiten el pulimento, la pintura al esmalte y el barniz. Se emplean para techar, para pavimentos y también para plaqueados imitando al mármol. Es uno de los materiales pétreos más importantes para la construcción y la decoración. - Mármoles. Originalmente son calizas metamórficas, con numerosos minerales accesorios que determinan su coloración y veteados característicos. Atendiendo a su coloración, los mármoles se clasifican en blancos y de color; estos últimos monocolores y polícromos. Resulta prácticamente imposible obtener una clasificación resumida de los mármoles, dada su enorme variedad de coloridos, disposición de las vetas, forma de las brechas, etc., empleados para chapeados, pavimentación y decoración. El principal valor decorativo de esta roca estriba en su pulimento, que realza su color, dando tonalidades de gran delicadeza.

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3.- FORMAS COMERCIALES 3.1. Sillar Es un bloque o elemento con forma prismática recta, es decir, con forma de paralelepípedo rectangular en el que sus tres dimensiones son del mismo orden o muy parecidas, como máxima relación de lados 1:1:2, generalmente es grande y por lo tanto pesado, por lo que se necesitan medios mecánicos para su manipulación y colocación. Fig. 1.1. La labra de todas las superficies del sillar será perfecta. Los paramentos vistos tendrán una labra fina. La cara posterior, o trasdós, del sillar podrá tener labra basta, pero hay que tener presente que nunca deben quedar resaltos u oquedades de más de 4 cm. 3.2. Sillarejo Es un sillar pequeño de forma más o menos regular, pero sensiblemente paralelepipédica, y generalmente con labra basta.

Fig. 1.1. Denominación de las caras de un sillar y disposiciones en los muros de sillería.

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3.3. Mampuesto Piedra con forma irregular, generalmente sin forma definida, excepto en algunos casos, que se aproxima a un prisma. Puede ser sin labra o con poca labra, que se maneja a mano. La dimensión menor suele ser >12 cm. aunque a veces es difícilmente medible. Fig.1.2. El peso de los mampuestos oscila entre 15-30 kg y un volumen entre 8-10 dm3. El tamaño de mampuestos y sillarejos es parecido.

Fig. 1.2. Denominación y disposición de mampuestos.

3.4. Losa o chapa Piedra en la que una dimensión es mucho menor que las otras dos. Se emplea en revestimiento de otros tipos de fábrica, en pavimentación y en cubiertas. De este tipo suelen ser las piedras de carácter ornamental y decorativo, tales como el mármol u otras que admiten pulimento y condiciones resistentes suficientes. También de este tipo son las pizarras para cubiertas. Dichas pizarras tienen formas derivadas del cuadrado, rectángulo o círculo (Fig. 1.3.), pero las más frecuentes son las rectangulares. Las medidas normales de longitud y anchura de las chapas rectangulares de pizarra son 60x30, 50x25, 40x20, 40x15, 30x20, 30x15 y 20x20 cm.

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

El espesor oscilará entre 4 y 6 mm. Las pizarras para cubiertas serán exfoliables, con relativa facilidad, en hojas del espesor citado, perfectamente planas y se podrán perforar y cortar sin que se produzcan escamas ni grietas. La pizarra se fija a la cubierta mediante clavos de hierro galvanizado o por medio de ganchos de zinc en los que se apoya la chapa. 3.5. Adoquín Se utilizarán para adoquines las rocas de grano medio o fino. Se disponen varios tipos, con diferentes medidas, pero se distinguirán principalmente tres. Los adoquines tradicionales son aquellos que tienen forma de tronco de pirámide, con las aristas vivas o redondeadas, con radios variables (±1,5 cm). Sus medidas oscilarán de 18 a 20 cm en el largo y de 9 a 11 cm en el ancho. Su altura variará de 14 a 16 cm. Las dimensiones de las aristas de la cara inferior serán 5/6 de las correspondientes de la cara superior. Fig. 1.4. También se disponen otros adoquines con forma prismática recta, llamados rectangulares, y con dimensiones de 20x10x6 y 20x10x8 cm. Fig. 1.5.

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

Fig. 1.4. Adoquín troncopiramidal de material pétreo con aristas redondeadas.

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

3.6. Bordillo o encintado En este tipo de piedra una dimensión es mucho mayor que las otras dos. Se emplea para marcar el límite de un pavimento o la separación de pavimentos de distinto tipo o uso. Fig. 1.6. En el cuadro siguiente se indican las medidas recomendables en milímetros:

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Tipo A Tipo B

b

b1

h

h1

longitud

140

-

280

-

1000

170

140

280

150

1000

200

170

300

150

1000

Fig. 1.6. Ejemplos de bordillos de material pétreo.

En estas medidas se admitirá una tolerancia de +/- 10 mm. Estas medidas se corresponden con bordillos de material pétreo. Ya veremos que los bordillos también son de hormigón, que incluye más tipos con estas y otras medidas. En los suministros grandes se admitirá que un 10% del total de las piezas tengan una longitud comprendida entre 600 y 1.000 mm. Las secciones extremas deberán ser normales al eje de la pieza. 3.7. Paneles y rollos de lana de roca Son productos diseñados para aislamiento termo-acústico presentados en forma de paneles y rollos con anchuras variables entre 0,50 - 2,00 m y longitudes hasta 3,50 m. Los espesores pueden ser de 40, 50 y 60 mm. 29

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3.8. Otras formas - Peldaño: pieza prismática que puede formar la pieza entera del escalón o bien formar una losa de poco espesor colocada en la parte superior del escalón. - Dovela: piedra acuñada para la construcción de arcos, con cortes adecuados para cada caso y dimensiones variables. Fig 1.7 y 1.8 a y b.

Fig. 1.7. Dovela empleada en la construcción de arcos.

a)

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b)

Fig.1.8. Arco integrado en un muro de sillería.

- Ripio o perpiaño: piedra de pequeño tamaño utilizada para relleno o complemento de mamposterías. Fig. 1.2. - Jamba: pieza lisa o moldurada, para construir y/o adornar las partes laterales de puertas y ventanas. Son piezas verticales. Las mediadas son muy variables. En la figura 1.9. se muestra un ejemplo de algunas medidas.

Fig. 1.9. Jambas y dintel y ejemplos de dimensiones comerciales de una jamba.

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- Dintel: pieza superior de la puerta o ventana. Son piezas horizontales. Las mediadas son muy variables. En la figura 1.10. se muestra un ejemplo de algunas medidas. Fig. 1.9. y 1.10.

Fig. 1.10. Dintel y ejemplo de dimensiones.

- Vierteaguas (alfeizar): parte baja de la ventana con inclinación para el vertido de las aguas y goterón. Fig. 1.11.

Fig. 1.11. Vierteaguas de piedra.

- Sacos, bolsas o cantidad de materiales. Se venden por Kg o Tn. Además, se pueden obtener con materiales pétreos naturales los siguientes elementos constructivos: bardas, remates, frisos, canecillos, impostas, desagües, pedestales, mojones, bancos, pilastras, etc.

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4.- APLICACIONES Dado que las rocas son una materia prima básica e imprescindible en la construcción, de forma directa o manufacturada, es lógico que su uso y empleo sea grande y variado. Exponemos algunos de ellos para que sirvan de guía en los trabajos que presentaremos y comentaremos a continuación: 1) Fábricas de sillares o sillerías. Son muros de piedra realizados con sillares o sillarejos. Se realizan unas veces con rocas (piedras) labradas y otras al natural, cuya manipulación conocemos con el nombre de cantería o técnica de la obra de piedras. Fig. 1.12. Las sillerías pueden ser rectas (con sillares o sillarejos de forma ortoédrica, bien escuadrados), molduradas (con sillares que ofrecen molduras en las caras del paramento) y almohadilladas (con sillares que en los bordes presentan un rehundido o rebaje).

Fig. 1.12. Muro de sillería.

2) Muros de mampostería. Son muros de piedra realizados con mampuestos. Fig. 1.13. Pueden ser: - Mampostería ordinaria, con mampuestos irregulares, donde las caras del muro no son ni planas ni paralelas. - Mampostería careada, con mampuestos irregulares pero las caras vistas del paramento están talladas y labradas para que queden planas y paralelas. - Mampostería concertada, con mampuestos que se aproximan a la forma prismática recta y las caras del paramento planas y paralelas.

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Fig. 1.13. Diferentes tipos de muros de mampostería.

Foto 1.1. Muro de mampostería en línea de parcela y vivienda con fachada de sillería.

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Foto 1.2. Iglesia con fachada de sillería.

3) Revestimientos. Operación que consiste en forrar o cubrir una superficie. Pueden ser: - De suelos, con losas de piedra. - De paredes o fachadas, que son los chapados de piedra. - Rodapiés, en el borde inferior de las paredes. - Columnas, realizadas con hormigón y revestidas de piedra. - Chimeneas, revestidas con placas, etc. 4) Repisas de ventanas, empleando el alfeizar o vierteaguas. 5) Arcos, bóvedas, cúpulas y puentes, realizados con dovelas de diferentes tipos.

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Foto 1.3. Arco de piedra integrado en muro de mampostería.

Foto 1.4. Vista de parte del Acueducto de Segovia, formado por columnas de sillería y arcos de piedra.

6) Cubiertas. Con placas de pizarra, aprovechando su impermeabilidad y capacidad de exfoliación.

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7) Materia prima para fabricar otros materiales: -

Cerámicos: (ladrillos, tejas, azulejos). Cemento: (arcillas+calizas+yesos). Hormigones, empleando áridos (gravas, arenas y finos). Mezclas bituminosas, también empleando áridos. Vidrio, realizado con arenas de cuarzo. Morteros, con arenas. En las pinturas al silicato, uno de sus componentes, concretamente como aglutinante, se emplea silicato potásico o de sosa. Etc.

8) En carreteras y ferrocarriles. Con estas aplicaciones: -

-

Balasto. Para obras de vías férreas. Son las piedras que se colocan en la vía del tren. Terraplén. Es un relleno con tierras cuya sección transversal tiene forma de trapecio. Pedraplén. Es un relleno con piedras cuya sección transversal tiene forma de trapecio. Bases y subbases de firmes. Empleando áridos en capa granulares y en capas formadas con materiales tratados con cemento como el suelo-cemento y la grava-cemento. Defensa de taludes en desmontes.

Foto 1.5. Vista de balasto colocado en una vía férrea.

9) Barandillas. Tienen dos componentes: el pasamanos (elemento horizontal en el que se apoyan las manos) y los balaustrados o balaustres (columnas verticales, debajo del pasamanos). 37

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10) Aislamiento térmico y acústico. Suelen usarse según los usos y las necesidades paneles y rollos de lana de roca, con diferentes espesores, empleados en aislamientos de techos, cerramientos y particiones interiores. 11) Encuadre de puertas y ventanas, con jambas y dinteles. 12) Obras hidráulicas. En la construcción de las grandes obras públicas como las presas de materiales sueltos, se emplean núcleos a base de materiales impermeabilizantes como las arcillas y espaldones a base de tierras y gravas de diferentes tipos y tamaños. Los bloques y grandes cantos rodados naturales son empleados en la confección de gaviones, que son elementos de contención para contener riadas (crecidas de agua). 13) Obras marítimas. Se hacen diques y obras de defensa de costas, con escolleras, que son grandes bloques de piedra. También regeneración de playas con arenas muy finas. 14) En pavimentación. Se emplea la piedra en grandes losas, peldaños, bordillos y adoquines de grandes luces y alturas, siendo el granito y la pizarra sus mejores ejemplos por lo primitivo de su uso.

Foto 1.6. Bordillos de granito.

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Foto 1.7. Bordillos de granito y hormigón.

Foto 1.8. Bordillos-rígola de granito.

15) Muros de tierra armada. Son capas de tierra, sobre las que se colocan armaduras o flejes (bandas) de acero o de poliéster reforzado con fibra de vidrio y todo el conjunto se coloca entre unos paneles de hormigón.

Foto 1.9. Vista de la parte lateral de un muro de tierra armada en una autopista. 39

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16) Ornamentación, decoración y arte. Con placas de mármol u otro material, para realizar zócalos, dinteles, cornisas, umbrales, impostas, batientes, etc. 17) Encachados. Son sistemas de drenaje superficial, realizados con materiales diferentes. Cuando se haga con piedras, son grupos de piedras de tamaño entre 3-20 cm dispuestas de forma superficial con espesores variables entre 10 y 20 cm. 18) Columnas de piedra natural. De granito, formando parte de catedrales, iglesias y monumentos, disminuyendo su aplicación en la construcción actual, resolviéndose por medio de pilares de hormigón armado revestidos con placas de piedra.

5.- ENSAYOS Los ensayos pueden ser sobre muestras granulares (cuando están en grano) o sobre probetas cilíndricas (rocas). 5.1. Muestras granulares 1.- Densidad. Puede ser densidad aparente, densidad real y densidad absoluta. La densidad es:

El peso específico es igual pero con el peso en vez de con la masa: PE =

P V

Para hallar los tres tipos de densidades la masa a considerar es siempre la misma. Lo que cambia es el volumen: (Fig. 1.14.)

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ρAP < ρRE < ρAB VAP = volumen aparente = volumen del grano + volumen de huecos accesibles + volumen de huecos inaccesibles VRE = volumen real = volumen del grano + volumen de huecos inaccesibles= = VAP – volumen de huecos accesibles VAB = volumen absoluto = volumen del grano = VAP – volumen de huecos accesibles – volumen de huecos inaccesibles VAP > VRE > VAB

Fig. 1.14. Diferentes tipos de volúmenes en un árido

2.- Porosidad o índice de huecos. - Porosidad real. Se calcula a partir del VAP y el VRE - Porosidad absoluta. Se calcula a partir del VAP y el VAB A mayor porosidad menor densidad y al contrario.

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3.- Absorción de agua. Ab(%) =

PSAT - PSECO ⋅100 PSECO

PSAT = peso saturado o peso de los granos cuando están saturados de agua, es decir, cuando han absorbido la máxima cantidad de agua y el agua ocupa todos los poros. PSECO = peso de los granos cuando están secos, sin agua. 4.- Humedad. Hum(%) =

PHÚM - PSECO ⋅100 PSECO

PHÚM = peso húmedo o peso de los granos cuando están con algo de agua, es decir, cuando han absorbido algo de agua pero sin llegar a saturarse. PSECO = peso de los granos cuando están secos, sin agua. 5.- Granulometría. Determina las fracciones o tamaños de los granos o partículas que forman la muestra de un suelo granular. Una vez determinados los tamaños los clasifica y los ordena de mayor a menor. La granulometría se determina colocando la muestra de granos sobre unas rejillas o tamices o cribas, puestos en vertical uno encima de otro de tal forma que el tamiz superior tiene una rejilla con cuadrículas de tamaño mayor que la que está por debajo. El material que sea mayor que el tamaño de las cuadrículas de la rejilla se quedará en la misma mientras que el que sea de menor tamaño caerá a la rejilla inferior y se quedará o volverá a caer a la inferior según su tamaño. Fig. 1.15. De esta forma el material se va acumulando en sucesivos tamices o rejillas según el tamaño de las cuadrículas. Al final se determina el % que pasa a través de cada tamiz o el % que se acumula.

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Los tamaños de las cuadrículas de los tamices se miden en mm, vienen definidos en las normas UNE EN y son los siguientes: 50-40-30-20-10-8-4-3-2-1-0,5-0,25-0,125-0,063-0,032-0,016-0,008-0,00 4-0,002-0,001 mm. Entre estos tamaños hay otros tamaños intermedios.

Fig. 1.15. Tamices de separación entre gravas, arenas, limos y arcillas.

6.- Resistencia a la abrasión o al desgaste. Es la capacidad de un material para desgastarse por el rozamiento con unas partículas. Se introduce la muestra de granos a ensayar en un cilindro de acero junto con el material que desgasta, que son unas bolas de acero y se somete al cilindro a una serie de vueltas, de tal forma que las bolas de acero desgastan a la muestra de granos debido a los golpes y choques al girar (ensayo de Los Ángeles). Al final del ensayo la muestra se ha desgastado y por ello su peso es menor. = CD(%)

PINI - PFIN ⋅100 PINI

Cuanto menos desgaste tenga el CD es menor y la muestra es más resistente al desgaste. Es importante p.e. para aceras, pavimentos, solados, en general, materiales que vayan a sufrir una gran fricción al paso de vehículos, personas u otros elementos sometidos a desgaste o rozamiento importante. 43

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Si CD > 50 las muestras no son aptas para pavimentación Si CD < 20 las muestras son muy buenas para pavimentación 5.2. Muestras o probetas cilíndricas 1.- Densidad. En este caso también hay densidad aparente, densidad real y densidad absoluta, aunque las tres tienen valor parecido pues el volumen de poros en muestras rocosas es pequeño, muy inferior al de las muestras granulares. Se coge una probeta cilíndrica de 30 cm de altura y 15 cm de diámetro. La densidad es:

2.- Humedad. Igual que en muestras granulares. Hum(%) =

PHÚM - PSECO ⋅100 PSECO

3.- Resistencia a compresión. Las rocas, en general, tienen elevada resistencia a compresión. Se coge una probeta cilíndrica y se la somete a una fuerza de compresión F1 que se va aumentando progresivamente a F2, F3, hasta que se produce la rotura con FR. La resistencia a compresión es la relación entre la fuerza en Kp. que hace romper la probeta y el área de la sección transversal en cm2. Fig. 1.16. F1 < F2 < F3 < … < FR

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Fig. 1.16. Deformaciones producidas en el ensayo de compresión.

Con este ensayo se determinan el módulo de deformación y coeficiente de Poisson. • Módulo de deformación o elasticidad En rocas se determina mediante el ensayo de resistencia a compresión. En otros materiales se hace con otro ensayo.

σ = tensión o resistencia en

E=módulo de deformación o elasticidad ε = deformación unitaria ΔL= deformación

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• Coeficiente de Poisson. Es el cociente entre la deformación en la dirección perpendicular a la carga aplicada y la deformación en la dirección paralela a la carga aplicada.

En rocas suele valer entre 0,2 - 0,3

4.- Resistencia a tracción. Las rocas, en general, tienen baja resistencia a tracción, del orden de 1/10 de la resistencia a compresión. La resistencia a la tracción no suele medirse directamente sino que se hace otro ensayo (ensayo brasileño). 5.- Resistencia a flexión. Se coge una probeta prismática, y se la somete a una carga o fuerza en el centro que se aumenta progresivamente. La flexión se produce cuando hay tracción y compresión a la vez. Fig.1.17.

Fig. 1.17. Ensayo de flexión y deformaciones en la probeta prismática.

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6.- Resistencia a compresión triaxial. Es un ensayo de compresión pero aplicando la carga en tres direcciones perpendiculares. Fig. 1.18.

Fig. 1.18. Ensayo de resistencia a compresión triaxial.

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MATERIALES CERÁMICOS 1.- GENERALIDADES 1.1. Definición Son aquellos materiales fabricados artificialmente con materias primas minerales que se extraen de la naturaleza, y que se obtienen por moldeo y posterior cocción a elevadas temperaturas. Las aplicaciones generales de los materiales cerámicos pueden ser cerramientos, particiones, solados y alicatados, aparatos sanitarios, materiales refractarios, etc. 1.2. Componentes principales Los materiales cerámicos tienen los siguientes componentes: -

Arcillas, en sus diferentes tipos, es el principal componente y el que determina el tipo y algunas de las características, las propiedades y las aplicaciones que posteriormente va a tener. Desgrasantes. Su función principal es reducir la plasticidad y la retracción (contracción o disminución de volumen) dentro de estos tenemos, p.e. la arena. Fundentes. Favorecen la cocción y la vitrificación (estado sólido de un cuerpo que se alcanza al fundirse y enfriarse sin llegar a cristalizar) de los materiales cerámicos. Dentro de estos tenemos la alúmina (Al2O3). Agua. Favorecen la mezcla. Tiene que ser potable. Si las aguas no son potables deben reunir una serie de condiciones y características que establecen las normas UNE EN. Colorantes. Sobre todo proporcionar color al material cerámico aunque también pueden establecer algunas propiedades adicionales. Ejemplos: 49

Materiales cerámicos

Rojo: óxidos de Hierro (Fe2O3). Amarillo: óxidos y sales de antimonio (Sb2O3). Verde: cobre y sales de cobre (Cu). Azul: óxidos y sales de cobalto y cobre (CuO). Gris y negro: platino e iridio (Pt, Ir). Blanco: óxido de estaño (SnO). 1.3. Proceso de fabricación 1º.- Prospección del yacimiento arcilloso. Consiste en realizar un estudio, un sondeo del yacimiento, entendiéndose por tal un reconocimiento que se hace del suelo para analizar y determinar sus propiedades, características y condiciones. Esta operación consiste en realizar una perforación del terreno arcilloso y realizar la extracción de una serie de muestras que posteriormente se envían y se analizan en el laboratorio, determinando así la naturaleza del material. Con el sondeo se extrae la muestra y se determinan la densidad, composición química, propiedades físicas, humedad, resistencia, etc. 2º.- Extracción del material del terreno. La extracción puede realizarse por medios mecánicos, con retroexcavadoras, palas cargadoras, y si el terreno es duro y compacto la extracción se debe realizar con voladura. 3º.- Transporte a fábricas en camiones, dumpers y semirremolques. 4º.- Preparación del material. Esta fase consta de las siguientes operaciones: - Depuración o desbaste, que consiste en la eliminación de sustancias inutilizables. - División, que consiste en reducir a pequeños fragmentos las arcillas. - Homogeneidad. Es condición fundamental para obtener un buen producto. Las distintas clases de arcilla o la arcilla y el desgrasante deben mezclarse tan íntimamente como sea posible. - Grado de humedad. Habrá que añadir la cantidad de agua necesaria para la aplicación de posteriores procesos. - Meteorización. Consiste en someter a la arcilla una vez excavada a la acción de los agentes atmosféricos. Se coloca la arcilla en capas junto con el desgrasante, quedando a la intemperie y sufriendo, por el agua de las lluvias o de regado, un lavado que disuelve y elimina determinadas sustancias y desintegra los terrones. 50

Materiales de construcción para edificación y obra civil

-

A veces se hace la maduración y la levigación, para piezas especiales, de mucha calidad, consistente en obtener muchísima más homogeneidad y limpieza. Tamizado. Se eliminan partículas e impurezas de todas clases que se encuentran en las tierras naturalmente o que son aportadas durante la preparación y transporte. Amasado o mezcla de los componentes según las proporciones.

5º.- Moldeo. El moldeo consiste en dar al material la forma geométrica que va a tener posteriormente. Las dimensiones del molde tienen que ser mayores que las dimensiones definitivas ya que la pieza se contrae durante la cocción. 6º.- Secado. Consiste en eliminar parte del agua de la mezcla. La mezcla tiene inicialmente un porcentaje entre el 20 y el 50% de agua no pudiendo ser reducido a menos del 5%. Debe hacerse gradualmente para evitar bruscas contracciones que producirían el agrietamiento y la inutilización de la pieza. 7º.- Cocción. El objeto de la cocción es convertir una masa moldeada y seca en un material con forma permanente y con resistencias, durabilidad, aspecto y demás propiedades exigibles. La temperatura de cocción de los productos llamados “tierra cocida”, es decir, ladrillos, tejas, bloques de forjados, etc., es del orden de 900 a 1000 °C. Para otros productos como el gres o la loza sanitaria se aplican temperaturas entre 1000 y 1300 °C, mientras que para porcelana y los productos refractarios es mayor de 1300 °C. Cuanto mayor es la temperatura de cocción, mayor será la resistencia mecánica, la dureza superficial, la compactación y la impermeabilidad.

2.- TIPOS Y CLASIFICACIÓN Los materiales cerámicos se pueden clasificar según diferentes criterios: 2.1. Clasificación por la textura -

Productos porosos. Ladrillos, tejas y bovedillas. Tienen pequeños poros superficiales, el agua penetra en ellos pero es rezumada. 51

Materiales cerámicos

-

Productos semicompactos. Son productos impermeables como por ejemplo el gres, pero la compacidad no es completa. Productos compactos. Productos impermeables como la loza sanitaria y la porcelana, con una compacidad casi completa. Productos vitrificados. Con una capa exterior brillante, esmaltada, impermeable y vítrea.

2.2. Clasificación de los ladrillos -

Según la norma UNE-EN 771-1:2003. Ladrillos para fábricas resistentes.

2.2.1. Clasificación según la norma UNE-EN 771-1:2003 Esta norma clasifica dos grupos de piezas: • Piezas LD (piezas de baja densidad). Piezas con una densidad aparente menor o igual que 1.000 kg/m3, para usos en fábricas revestidas. • Piezas HD (piezas de alta densidad) que comprenden: - Todas las piezas empleadas en fábrica sin revestir. - Piezas con una densidad aparente mayor de 1.000 kg/m3, para uso en fábricas revestidas. En la clasificación se incluyen tanto piezas de arcilla cocida con forma de paralelepípedo rectangular como piezas de arcilla cocida con forma distinta a la del paralelepípedo rectangular. 1- Piezas LD El fabricante debe declarar las dimensiones de la pieza en mm, dando por este orden, el largo, el ancho y el alto. Fig. 2.1. Antes de ver esas dimensiones se va a establecer la designación de las aristas y las caras de un ladrillo. Esta designación se va a hacer con un ladrillo cuya forma geométrica es la del paralelepípedo rectangular. En la figura 2.1 se indican los nombres de las caras y aristas de un ladrillo según su colocación en un muro:

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Fig. 2.1. Designación de las caras y aristas de un ladrillo y su posición en el muro. Fuente: Norma UNE-EN 771-1:2003. Especificaciones de piezas para fábrica de albañilería. Parte 1: Piezas de arcilla cocida.

Leyenda 1 Largo (soga) 4 Tabla

2 Ancho (tizón) 5 Canto

3 Alto (grueso) 6 Testa

Si se trata de otro tipo de ladrillo, la designación de las caras y aristas sigue siendo la misma, tal y como se establece a continuación: -Aristas: Soga: arista mayor (largo). Tizón: arista intermedia (ancho). Grueso: arista pequeña (alto o espesor o grosor). - Caras: Tabla: Canto: Testa:

cara de área mayor. cara de área intermedia. cara de área pequeña.

En la figura 2.2. se representa otro tipo de ladrillo con los nombres antes citados:

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Fig. 2.2. Designación de las caras y aristas de un ladrillo.

El fabricante indicar las características de las perforaciones, su volumen, distribución, tolerancias, etc. También deberá indicar si la pieza es de categoría I o de categoría II. Estas categorías hacen referencia a la resistencia del material. Ejemplos de piezas LD son los de la Figura 2.3. Según la figura, observamos que hay piezas que tienen taladros verticales y hay otras que tiene taladros horizontales, es decir, pueden tener taladros en las tres direcciones de las tres caras del ladrillo. A partir de las piezas LD, las Normas nacionales de los Estados Miembros han de establecer su propia clasificación para este tipo de piezas, haciendo siempre referencia a las características de la Norma UNE-EN 771-1:2003.

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Fig. 2.3. Ejemplos de piezas LD según la norma UNE-EN 771-1:2003. Fuente: Norma UNE-EN 771-1:2003. Especificaciones de piezas para fábrica de albañilería. Parte 1: Piezas de arcilla cocida.

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Actualmente en España, al haber sido derogada la norma RL-88 (derogada), que clasificaba los ladrillos, no existe ninguna otra norma nacional para establecer este aspecto. Por ello, y hasta que se publique una nueva normativa nacional, que establezca las especificaciones de los ladrillos (nombre, medidas, etc.) tanto la denominación como las medidas de los ladrillos de la antigua norma RL-88 (derogada) se van a seguir utilizando, por establecer algún sistema de correspondencia con la norma UNE-EN 771-1:2003. Fig. 2.4. Según el párrafo anterior, las piezas LD, son las que se pueden corresponder, en parte, con aquellas que en la antigua norma RL-88 (derogada) denominaba ladrillos huecos, que a su vez los clasificaba en rasillas, ladrillos huecos sencillos, ladrillos huecos dobles y otros tipos. Para estos ladrillos establecía unas dimensiones correspondientes a los tamaños de usos más frecuentes. Decimos que las piezas LD se corresponden, en parte, con los que la antigua norma RL-88 (derogada) denominaba ladrillos huecos, porque dicha norma RL-88 (derogada) denominaba ladrillos huecos a aquellos que solo tenían perforaciones en canto o testa, mientras que en la norma UNE-EN 771-1:2003/A1:2006, en el dibujo que se observa, las piezas LD pueden tener perforaciones tanto en el canto y en la testa como en la tabla. Por lo tanto, se puede seguir manteniendo la correspondencia pero sabiendo esa diferencia en la dirección de las perforaciones.

Fig. 2.4. Ejemplos de ladrillos huecos según la RL-88 (derogada).

2- Piezas HD El fabricante debe declarar las dimensiones de las piezas en mm, dando por este orden, el largo, el ancho y el alto (véase la Figura 2.1.). El fabricante debe indicar las características de las perforaciones, su volumen, distribución, tolerancias, etc. 56

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También deberá indicar si la pieza es de categoría I o de categoría II. Estas categorías hacen referencia a la resistencia del material. La geometría y forma de las piezas HD se establece en la Figura 2.5. El volumen total de huecos no debe exceder el 20% del volumen total de la pieza (longitud x anchura x altura). En la figura vemos que estas piezas son totalmente macizas, o que tienen rebajes o perforaciones siempre verticales, generalmente en la tabla, aunque pueden ser en otra cara pero siempre verticales. Ejemplos de piezas HD son los de la Figura 2.5.

Fig. 2.5. Ejemplos de piezas HD según la norma UNE-EN 771-1:2003. Fuente: Norma UNE-EN 771-1:2003. Especificaciones de piezas para fábrica de albañilería. Parte 1: Piezas de arcilla cocida.

A partir de las piezas LD, las Normas nacionales de los Estados Miembros han de establecer su propia clasificación para este tipo de piezas, haciendo siempre referencia a las características de la Norma UNE-EN 771-1:2003. Como ocurre en el caso de las piezas LD, al no existir una norma nacional para establecer ese aspecto, tanto la denominación como las medidas de los 57

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ladrillos de la antigua norma RL-88 (derogada) se van a seguir utilizando, por establecer algún sistema de correspondencia con la norma UNE-EN 771-1:2003. Según el párrafo anterior, las piezas HD son las que se pueden corresponder con aquellas que en la antigua norma RL-88 (derogada) denominaba ladrillos macizos y ladrillos perforados. Para estos ladrillos establecía unas dimensiones correspondientes a los tamaños de usos más frecuentes. Tanto la denominación como las medidas pueden seguir empleándose en la actualidad. Fig. 2.6. En el caso de las piezas HD si hay una correspondencia casi completa, ya que en la antigua norma RL-88 (derogada) clasificaba los ladrillos en macizos y perforados, en donde los primeros eran totalmente macizos, o podían tener rebajes o perforaciones verticales, siempre en la tabla, nunca en el canto o en la testa, en un volumen inferior o igual al 10% del volumen total de la pieza, mientras que los segundos podían tener perforaciones verticales, siempre en la tabla, nunca en el canto o en la testa, en un volumen superior al 10% del volumen total de la pieza. En la norma UNE-EN 771-1:2003/A1:2006 establece que las piezas HD pueden ser totalmente macizas o tener rebajes o perforaciones siempre verticales, generalmente en la tabla, en un volumen inferior o igual al 20% del volumen total de la pieza.

Fig. 2.6. Ladrillos macizos según la antigua norma RL-88 (derogada).

Según la antigua norma RL-88 (derogada), los ladrillos tenían la siguiente clasificación: -Ladrillos macizos y perforados: macizos o taladros en tabla. Fig. 2.7. • Macizos: sin taladros o volumen de taladros en tabla ≤ 10% volumen total de la pieza. • Perforados: volumen de taladros en tabla >10% volumen total de la pieza.

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- Ladrillos huecos: taladros en canto o testa. Fig. 2.7.

Ladrillos macizos

Ladrillos perforados

Ladrillos huecos Fig. 2.7. Clasificación de los ladrillos según la antigua RL-88 (derogada).

Foto 2.1. Tipos de ladrillos macizos y perforados. Arriba: ladrillos macizos sin rebajes ni perforaciones; abajo y de izquierda a derecha: ladrillos perforados; y ladrillos perforados con perforaciones y cantos distintos. 59

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Resumiendo, y hasta que las normas españolas establezcan un nuevo sistema de clasificación nacional, a partir de la norma UNE-EN 771-1:2003/ A1:2006 los ladrillos se van a clasificar de esta manera: 1- Piezas LD o piezas de baja densidad. Piezas con una densidad aparente menor o igual que 1.000 kg/m3, para usos en fábricas revestidas, que pueden tener taladros en tabla, canto o testa y que serán los ladrillos huecos y dentro de éstos: • • • • •

Rasilla LHS (ladrillo hueco sencillo) LHD (ladrillo hueco doble) Rasillón Otros

2- Piezas HD o piezas de alta densidad. Piezas empleadas en fábricas sin revestir y piezas con una densidad aparente mayor que 1.000 kg/m3, para usos en fábricas revestidas, que pueden ser macizas, con rebajes o tener perforaciones verticales, donde el volumen total de huecos no debe exceder del 20% del volumen total de la pieza, (longitud x anchura x altura) y que serán los ladrillos macizos y perforados. • Macizos: sin taladros o con taladros verticales, generalmente en tabla, en volumen ≤ 10% del volumen total de la pieza. • Perforados: con taladros verticales, generalmente en tabla, de volumen > 10% y < del 20 % del volumen total de la pieza. 3- Otras piezas Nos vamos a referir a piezas que pudiendo ser LD o HD, tienen forma geométrica diferente a la del paralelepípedo rectangular. Dentro de éstas se destacan: (Fig. 2.8.) -

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Ladrillo aplantillado: se llama así porque su forma se determina mediante plantilla o patrón, cuña, dovela, etc. Ladrillo bordón: ladrillo rebajado en forma de arco por una de sus caras. Ladrillo de mocheta: rectangular con un corte cuadrado en uno de sus ángulos.

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Fig. 2.8. Ladrillos con forma geométrica diferente a la del paralelepípedo rectangular.

Foto 2.2. Ladrillos bordones.

2.2.2. Clasificación de los ladrillos para fábricas resistentes Según el CTE-DB-SE-F, las piezas para fábricas resistentes se designarán por sus medidas modulares (medida nominal más el ancho habitual de la junta). Las piezas para fábricas resistentes se clasifican en función del volumen de huecos de la pieza respecto del volumen total. Los huecos pueden ser huecos verticales que atraviesen las piezas, rebajes o asas. Las piezas se clasifican en: Macizas: volumen de huecos ≤ 25% del volumen total. Perforadas: volumen de huecos > 25% y ≤ 50% del volumen total. Aligeradas: volumen de huecos > 50% y ≤ 60% del volumen total. Huecas: volumen de huecos > 60% y ≤ 70% del volumen total. La resistencia normalizada a compresión mínima de las piezas será de 5 N/mm2. No obstante, pueden aceptarse piezas con una resistencia norma61

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lizada a compresión inferior, hasta 4 N/mm2 en fábricas sustentantes y hasta 3 N/mm2 en fábricas sustentadas, siempre que, o se limite la tensión de trabajo a compresión en estado límite último al 75% de la resistencia de cálculo de la fábrica, fk, o bien, se realicen estudios específicos sobre la resistencia a compresión de la misma. 2.3. Clasificación de las tejas - Teja curva o teja árabe. - Teja plana sin encajes. Plana con un lado algo curvo. - Teja plana con encajes. Con encajes laterales y sin rehundidos. - Teja plana monocanal con encajes. Con encajes laterales y un canal central. - Teja plana “marsellesa o alicantina” con encajes. Teja plana con rehundidos, encajes y pestañas. - Teja mixta. Mezcla o asociación de una teja curva y una teja plana. La teja mixta puede ser con encajes o sin ellos. - Doble teja. De este tipo se tienen diferentes formas, por ejemplo, asociación de una teja curva, partes de tejas planas y partes de tejas curvas, sin llegar a ser completas estas últimas, todo agrupado en una misma pieza o formato. Otro ejemplo serían las que están formadas por dos tejas curvas y una teja plana, con los remates laterales, etc. La norma UNE 136020:2004 considera estas tejas como tejas mixtas, dentro de las piezas especiales. 2.4. Otros materiales cerámicos

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-

Baldosín catalán. Piezas planas pequeñas con superficies lisas por la cara vista y la cara no vista rugosa y sin tratar para facilitar la adherencia.

-

Baldosas cerámicas. Piezas planas más grandes que las anteriores con superficies lisas, rugosas o en relieve por la cara vista y la cara no vista rugosa y sin tratar para facilitar la adherencia.

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-

Celosías cerámicas. Piezas decorativas huecas con formas y figuras diversas.

-

Bovedillas cerámicas. Piezas huecas con forma geométrica de bóveda.

-

El gres. Material cerámico hecho con arcillas de muy buena calidad, que vitrifican por sí solas a bajas temperaturas, formando un soporte llamado “bizcocho” y una capa esmaltada de terminación. Las arcillas son de mayor calidad que las del azulejo y su compactación es mayor. Los productos de gres tienen una gran compacidad y son impermeables. Durante la cocción se espolvorea el recinto del horno con cloruro sódico, lo que produce sobre la superficie de las piezas una capa de vitrificación más avanzada, que le da ese aspecto esmaltado. Las caras laterales y la cara de atrás han de estar exentas de esmalte. Las caras laterales y trasera también son impermeables y no absorben agua. Sus funciones son de protección, revestimiento, estética y decoración. Una variante del gres es el gresite que es gres con fibra de vidrio, aunque también se diferencia en la forma de presentación.

-

Los azulejos. Es un material cerámico con dos capas, una gruesa de arcilla seleccionada y otra fina de esmalte que recubre una de sus caras y que le proporciona impermeabilidad, resistencia al desgaste y un aspecto estético agradable. También lleva una capa de esmaltado en una de sus caras y no tiene que llevarla en las laterales ni en la de atrás. Las caras laterales y trasera son permeables y sí absorben agua, por ello se mojan antes de ponerlas. Tiene las mismas funciones que el gres, y una menor calidad.

-

Materiales refractarios. Son aquellos materiales que tienen un punto de fusión elevado, que son capaces de soportar elevadas temperaturas, soportando sus efectos y variaciones bruscas. También se definen como aquellos que resisten la acción del fuego sin cambiar de estado ni descomponerse. Pueden ser ácidos básicos o neutros. Sobre todo se emplean los de naturaleza básica, que son aquellos que tienen un contenido de alúmina 63

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(Al2O3) de más del 50%, componente aluminoso capaz de soportar muy altas temperaturas. Los ácidos tienen sobre todo cuarcitas, areniscas y arenas silíceas. -

Loza sanitaria. Producto cerámico compacto, recubierto de una capa externa de esmalte que lo hace impermeable, mejorando su aspecto y durabilidad. El esmalte puede ser de cualquier color, pero con preferencia es blanco.

-

Porcelana. Con arcillas de excelente calidad con alto porcentaje de alúmina, cuarzo, caolín y feldespato, sometidas a un intenso molido, con posterior levigación.

-

Ladrillo de termoarcilla. Es un bloque cerámico de baja densidad y mayor grosor que el ladrillo convencional. Este ladrillo tiene una gran cantidad de perforaciones en el sentido de transmisión del calor. Además en el interior de los bloques existen dos perforaciones mucho mayores que el resto, cuya función es facilitar el manejo de los bloques. Para conseguir que el ladrillo sea aligerado, además de las perforaciones, durante la fabricación se añaden a la mezcla unas esferas de poliestireno expandido y otros materiales granulares, que se gasifican durante el proceso de cocción a más de 900 ºC sin dejar residuos, originándose una fina porosidad homogéneamente repartida en la masa cerámica del bloque. Estos ladrillos presentan numerosas ventajas frente al ladrillo convencional en cuanto a tamaño, colocación, tiempo de ejecución, aislamiento y eficiencia energética.

3.- FORMAS COMERCIALES 3.1. Ladrillos Las dimensiones y formas de presentación de los ladrillos son muy variadas. Las medidas “estándar” de los ladrillos son 25 x 12 x h, en centímetros, siendo h la altura o el espesor o el grueso del ladrillo. 64

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Según la antigua norma RL-88 (derogada), las medidas eran: 29 x 14 centímetros y altos variables. 24 x 11,5 centímetros y altos variables. Cada uno con sus tolerancias, de ahí las medidas de 25 x 12 x h. y 30 x 15 x h. Se establecen como formas de presentación: 1.- Ladrillos LD Estos ladrillos son los equivalentes a los que la antigua norma RL-88 (derogada) denominaba ladrillos huecos, que a su vez los dividía en rasillas, ladrillos huecos sencillos (LHS), ladrillos huecos dobles (LHD) y otros tipos, y cuya denominación vamos a seguir manteniendo. Las medidas son las siguientes: (Fig. 2.9.) Rasilla:

29 x14 centímetros y grueso de 3 centímetros 24 x 11,5 centímetros y grueso de 2,5 cm.

LHS:

29 x14 cm y grueso de 4 - 5 cm. 24 x 11,5 centímetros y grueso de 6 - 5 - 4 cm.

LHD:

29 x14 cm y grueso de 9 cm. 24 x 11,5 centímetros y grueso de 10 - 9 - 8 cm.

En todos los casos las medidas son 25 x 12 x h y 30 x 15 x h, debido a las tolerancias. También son frecuentes otros tipos de ladrillos con estas medidas: Rasillón, cuyas medidas pueden ser de 40 x 20 x h, 50 x 25 x h, 60 x 30 x h, en cm, siendo h variable entre 5 y 10 cm. LHD, con medidas de 40 x 20 x 9 cm y 25 x 12 x 7 cm. Tipo Bilbao o gafas, de medidas 25 x 12 x 7, en cm, que se puede corresponder con un LHD pero de canto 7 cm y solo dos perforaciones.

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Fig. 2.9. Ladrillos huecos según la RL-88 (derogada). De izquierda a derecha se llaman rasillón, ladrillo hueco doble (LHD), ladrillo hueco sencillo (LHS) y rasilla (R).

Foto 2.3. Tipos de ladrillos huecos. De izquierda a derecha: ladrillo hueco doble, ladrillo hueco sencillo y rasilla.

Foto 2.4. Tipos de ladrillos huecos. De izquierda a derecha: ladrillo hueco doble, ladrillo hueco sencillo y rasilla. El ladrillo más grande es el rasillón.

2.- Ladrillos HD Estos ladrillos son los equivalentes a los que la antigua norma RL-88 (derogada) denominaba macizos y perforados, y cuya denominación vamos a seguir manteniendo. Las medidas son las siguientes: Macizos y perforados:

29 x14 cm y gruesos de 7,5 - 6 - 5,2 cm. 24 x 11,5 cm y gruesos de 7- 5,2 - 3,5 cm.

En todos los casos las medidas son 25 x 12 x h y 30 x 15 x h, debido a las tolerancias. 66

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También son frecuentes los ladrillos perforados de 25 x 12 x 10 cm, y 25 x 12 x 15 cm. 3.- Otros ladrillos Aplantillado, bordón y de mocheta ya explicados anteriormente. 3.2. Tejas - Teja curva o teja árabe. Medidas en planta de 42 x 20 cm. Se emplean unas 25 tejas/m2. Fig. 2.10 a y b.

a) Denominación Largo Ancho en la cabeza Ancho en la cola Alto en la cabeza Alto en la cola Radio exterior de la cabeza Radio exterior de la cola

b) Designación

Medida(cm)

Tolerancia general(cm)

1 b b1 h h1 r r1

42 20 15 8 6 10,3 7,7

±1 ±1 ±0,8 ±0,5 ±0,4

Fig. 2.10. a y b. Perspectiva, vistas y dimensiones de la teja curva. Fuente de la figura 2.10.b: Norma UNE 136020:2004. Código de práctica para el diseño y el montaje de cubiertas con tejas cerámicas.

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- Teja plana sin encajes. De forma más o menos rectangular y perfectamente plana y ligeramente curvada por uno de sus lados, con dimensiones de 42 x 25 cm. En la cara inferior tiene un resalto para su apoyo sobre los elementos de cubierta. Prácticamente no tiene uso ya que se emplea en su lugar la teja plana de encaje. Se emplean unas 12-14 tejas/m2. - Teja plana con encajes. Con encajes laterales. La parte central es totalmente plana sin relieves, y lateralmente con rehundidos y encajes para enlazar unas piezas con otras. Medidas en planta de 42 x 25 cm. Se emplean unas 12-14 tejas/m2. Fig. 2.11.

Fig. 2.11. Teja plana con encajes. Fuente: Norma UNE 136020:2004. Código de práctica para el diseño y el montaje de cubiertas con tejas cerámicas.

- Teja plana monocanal con encajes. Con un canal central rehundido que ocupa la mayor parte de la teja, dejando los encajes en los laterales. Medidas en planta de 42 x 25 cm. Se emplean unas 12-14 tejas/m2. Fig. 2.12.

Fig. 2.12. Teja plana monocanal. Fuente: Norma UNE 136020:2004. Código de práctica para el diseño y el montaje de cubiertas con tejas cerámicas. 68

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- Teja plana «marsellesa» o «alicantina» de encaje. Tiene un contorno sensiblemente rectangular, con espesor variable, que da lugar a rehundidos, encajes y pestañas que permiten el encaje de unas piezas con otras. Medidas en planta de 42 x 25 cm. Se emplean unas 12-14 tejas/m2. Fig. 2.13. a, b y c.

a)

b)

c) Denominación Designación Medida(cm) Tolerancia general(cm) 1 42 ±1 Largo l 35 ±0,8 Largo visto 1 l2 3 ±0,3 Largo de la cola b 25 ±0,5 Ancho b1 21,5 ±0,4 Ancho visto b 5 ±0,3 Ancho del nervio 2 h 5 ±0,3 Alto h 2 ±0,2 Alto de la canal 1 Fig. 2.13. a, b y c. Perspectiva, vistas y dimensiones de la teja plana «marsellesa» o «alicantina» de encaje. Fuente de la figura 2.13.c: Norma UNE 136020:2004. Código de práctica para el diseño y el montaje de cubiertas con tejas cerámicas. 69

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- Teja mixta. Resulta de la asociación de una teja curva y una teja plana en una misma pieza o formato. Medidas en planta de 42 x 25 cm. Se emplean unas 12-14 tejas/m2. Puede ser con encajes o sin ellos. Fig. 2.14. y 2.16.

Fig. 2.14. Teja mixta con encajes. Fuente: Norma UNE 136020:2004. Código de práctica para el diseño y el montaje de cubiertas con tejas cerámicas.

- Doble teja. Se presenta con diferentes formas, por ejemplo, asociación de una teja curva, partes de tejas planas y partes de tejas curvas, sin llegar a ser completas estas últimas, todo agrupado en una misma pieza o formato. Otro ejemplo serían las que están formadas por dos tejas curvas y una teja plana, con los remates laterales, etc. La norma UNE 136020:2004 considera estas tejas como tejas mixtas, dentro de las piezas especiales. Medidas en planta de 42 x 35 - 40 cm. Se emplean unas 9-10 tejas/m2. Fig. 2.15. a y b y 2.16.

a)

b)

Fig. 2.15. Dobles tejas. Fuente de la figura 2.15. a: Norma UNE 127100:1999. Código de práctica para la concepción y el montaje de cubiertas con tejas de hormigón. Fuente de la figura 2.15. b: Norma UNE 136020:2004. Código de práctica para el diseño y el montaje de cubiertas con tejas cerámicas.

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Fig. 2.16. Distintos tipos de tejas y disposición de teja mixta con encajes en un tejado. Fuente: Los materiales básicos de la construcción.

Foto 2.5. Tipos de tejas. Teja mixta y teja curva.

3.3. Otros materiales cerámicos -

Baldosín catalán. Son finos, con superficies lisas y forma cuadrada, cuyas medidas en general son de entre 10-15 cm de lado y 1-2 cm de espesor.

-

Baldosas cerámicas. Pueden tener forma rectangular, cuadrada, triangular, hexagonal u octogonal, con las caras lisas, rugosas o con relieve. Las medidas van desde 10 cm de lado hasta 50 - 60 cm, y espesores desde 1 a 3 cm, según los fabricantes.

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Materiales cerámicos

-

Celosías cerámicas. Son piezas decorativas de forma variada, de diversas medidas y configuración, empleadas para cerramientos y separaciones, protegiendo del sol y de las vistas exteriores. Por combinación de varias piezas del mismo o distinto tipo se forma la parte del cerramiento o separación que se pretende. Fig. 2.17.

Fig. 2.17. Distintos tipos de celosías cerámicas.

- Bovedillas cerámicas. Son piezas prefabricadas a base de arcilla cocida, que adoptan formas y dimensiones diferentes, pero todas llevan en su conjunto una lámina abovedada, que hace que estos elementos cerámicos trabajen como verdaderas bóvedas. Las medidas son de largo entre 50-70 cm, de ancho entre 25-40 cm y alto entre 20-35 cm. (alturas son de 17-20-22-25-26-30-35 cm.) Fig. 2.18.

Fig. 2.18. Distintos tipos de bovedillas cerámicas.

- El gres. Se fabrican plaquetas y tuberías. Las plaquetas tienen forma rectangular, cuadrada, hexagonal, etc. con dimensiones muy variables según los fabricantes, desde 10 cm de lado hasta 50-70 cm. y espesores desde 1 a 3 cm. Los tubos con diámetros entre 0,50-1,50 m. 72

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El gresite suele presentarse en el mercado por medio de piezas cuadradas de lado entre 2,5 - 5 cm, varias de ellas entrelazadas por una malla plástica, de tal manera que todo el conjunto esta formado por varias piezas formando mallas de lado 1,00 - 3,00 m. Hay plaquetas de gres o azulejos que se asemejan al gresite pero no lo son, sino que son plaquetas que imitan a varias piezas pequeñas cuadradas, pero que en realidad forman una placa. - Azulejos. Se fabrican plaquetas, con medidas y dimensiones parecidas al gres. - Cerámica refractaria. Se fabrican ladrillos, bloques, dovelas y plaquetas variadas. También morteros refractarios. - La loza. Sus formas de presentación serán según las aplicaciones que tiene, que son inodoros, lavabos, baños, duchas, fregaderos, vertederos domésticos, etc. - Ladrillos de termoarcilla. Los ladrillos de termoarcilla tienen grandes dimensiones, mayores que las de los ladrillos convencionales, por lo que los muros se construyen con menor número de piezas, y por tanto con menos juntas horizontales de mortero. Las piezas convencionales tienen unas medidas modulares de: (Fig. 2.19.) 30 cm de longitud. 19 cm de altura. 14, 19, 24 ó 29 cm de espesor.

Fig. 2.19. Ladrillos de termoarcilla. 73

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4.- APLICACIONES 4.1. Ladrillos 4.1.1. Generalidades Los ladrillos pueden colocarse en obra de distintas maneras. Cuando el ladrillo está apoyado sobre la cara mayor (tabla) siendo su dimensión mayor (soga) paralela al eje del muro, se dice que está colocado a soga. Fig. 2.20.

Fig. 2.20. Muro con ladrillos colocados a soga.

Cuando está igualmente apoyado en su tabla, pero su dimensión mayor es perpendicular al eje del muro, se dice que está colocado a tizón. Fig. 2.21.

Fig. 2.21. Muro con ladrillos colocados a tizón. 74

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Si está apoyado sobre una de sus caras menores (canto o testa), y la cara mayor (tabla) es paralela al plano del muro, se dice que está colocado a panderete. Fig. 2.22.

Fig. 2.22. Muro con ladrillos colocados a panderete.

Se dice que el ladrillo está colocado a rosca o a sardinel cuando está apoyado en una de sus caras menores (canto o testa) y su cara mayor (tabla) es normal o perpendicular al plano del muro. Fig. 2.23.

Fig. 2.23. Muros con ladrillos colocados a rosca o sardinel.

4.1.2. Muros y tabiques Los muros y tabiques se construyen colocando los ladrillos ordenadamente unos sobre otros uniéndoles con mortero de cemento. Las distintas formas de enlazar y colocar los ladrillos unos sobre otros, para formar una obra de fábrica, de tal forma que el sistema adoptado consigue la trabazón de dicha fábrica, se denomina aparejo. En la figura 2.24. se muestran los distintos tipos de aparejos. 75

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Fig. 2.24. Distintos tipos de aparejos de ladrillos.

Se llama hilada al conjunto de ladrillos de un mismo plano horizontal. El espesor de la capa de mortero que une los ladrillos que forman una obra de fábrica se denomina con el nombre general de junta, recibiendo el nombre de llagas las juntas verticales y el de tendeles las juntas horizontales. En la figura 2.25. se representan distintos tipos de juntas.

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Fig. 2.25. Distintos tipos de juntas entre ladrillos.

Se llama tabique al muro formado por rasillas o ladrillos huecos sencillos o rasillones colocados a panderete, que es cuando los ladrillos se apoyan por el canto y la tabla es la cara paralela al muro. Su espesor oscila entre 3, 4 y 5 centímetros. Fig. 2.26.

Fig. 2.26. Tabique de ladrillo hueco sencillo.

Cuando el muro está constituido por ladrillos huecos dobles, colocados también a panderete, recibe el nombre de tabicón. Fig. 2.27.

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Fig. 2.27. Tabicón de ladrillo hueco doble.

Se conocen con el nombre de cítaras los muros de ladrillos colocados a soga, es decir, apoyados por la tabla y con la soga paralela al plano del muro. Se llaman también muros de medio pie o media asta. Su espesor es igual al tizón del ladrillo, es decir 12 cm. Fig. 2.20. Cuando los ladrillos se colocan a tizón, es decir, apoyados por la tabla y con el tizón paralelo al plano del muro, se obtienen muros que se conocen con el nombre de muros de un pie o un asta, cuyo espesor es de 25 cm. Fig. 2.21. También se pueden dar muros que por combinación de distintos espesores dan lugar al muro de un pie y medio o un asta y media, cuyo espesor sería de 38 cm, y al muro de dos pies o dos astas, cuyo espesor sería de 50 cm. Es muy raro el empleo de muros de más de dos astas o dos pies. Para que la fábrica esté bien ejecutada y con una trabazón que le confiera el monolitismo adecuado, debe evitarse la continuidad de las llagas, lo mismo en el interior que en los paramentos, disponiendo el mayor número posible de hiladas entre las llagas de una misma vertical. En los muros de un pie o mayor espesor no se dejará en ningún caso una junta longitudinal vertical, para lo cual se dispondrá un número suficiente de ladrillos a tizón. 78

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Además, ningún ladrillo debe solapar menos de 1/4 de la longitud del ladrillo sobre el que descansa. Los tabicones y muros de medio pie y de un pie suelen medirse y valorarse por metros cuadrados, en tanto que los muros de pie y medio o mayores se valoran por metros cúbicos. Con ladrillos también se pueden construir muros o fábricas resistentes, cuando las mismas estén diseñadas tanto para funcionar como elementos de fábrica sustentante, es decir, la fábrica que forma parte de la estructura general de una construcción, como para funcionar como elementos de fábrica sustentada, es decir, aquella destinada solo a soportar las acciones directamente aplicadas sobre ella, y que debe transmitir a la estructura general. Las fábricas resistentes podrán llevar armaduras, o estar formadas solo por ladrillos, morteros y, en su caso, llaves de anclaje de las hojas cuando sean muros de dos hojas. Fig. 2.28 y 2.29.

Ejemplos de secciones de muros de una hoja

Ejemplos de secciones de muros capuchinos

Fig. 2.28. Ejemplos de secciones de fábricas resistentes.

a) Muro con pilastras armadas

b) Muro armado en huecos aparejados

Fig. 2.29. Ejemplos de fábricas armadas resistentes.

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4.1.3. Arcos y bóvedas Un arco es un elemento de directriz recta o curva, cuyo ancho ocupa un vano, y está formado por una serie de elementos que, debido a la forma geométrica del arco, solo soportan esfuerzos de compresión. Los arcos de ladrillo pueden ser de rosca, aparejados o tabicados. Fig. 2.30.

Fig. 2.30. Distintos tipos de arcos.

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Si se colocan varios arcos unidos entre sí, uno a continuación de otro, de tal forma que todos ellos forman en conjunto un elemento único formando un monotilismo, se obtiene la bóveda. Fig. 2.31.

Fig. 2.31. Bóveda de ladrillo, formada por una sucesión de arcos unidos entre sí.

4.1.4. Pozos y arquetas de registro Los pozos de registro son elementos de construcción, de forma más o menos prismática o cilíndrica hueca, de sección rectangular o circular, que se colocan generalmente en las redes de saneamiento en todos los cambios de pendiente, sección y dirección de las tuberías y en tramos rectos de éstas cada cierta distancia. También se pueden colocar como elementos de acometida de la red horizontal de saneamiento de una edificación. Su función es hacer la transición de las tuberías en los casos en los que se den las circunstancias anteriores y también permitir el acceso a las tuberías a través de los pozos. El espesor de las paredes de los pozos es de 25 cm, es decir, un pie de ladrillo, generalmente perforado, de 7 cm de espesor, colocado a tizón. Cuando son de sección rectangular los ladrillos se colocan igual que en un muro de ladrillo. En el caso de que sean de sección circular, también se emplean ladrillos perforados, y para dar la sección circular los ladrillos se van girando para ir formando una circunferencia, y las juntas no tienen el mismo espesor en el plano horizontal sino que en el exterior son más abiertas y en el interior están más cerradas para poder dar el giro al ladrillo y formar dicha circunferencia. Fig. 2.32.

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La sección circular puede ser constante o variable en algunos tramos del pozo.

Fig. 2.32. Colocación de ladrillos y formación de juntas en un pozo de registro circular de un pie de espesor.

Foto 2.5. Pozo de registro circular de un pie de espesor, en ejecución de red de saneamiento en urbanización.

Las arquetas de registro son elementos de forma más o menos prismática hueca, de sección cuadrada o rectangular, que se colocan en las redes de abaste82

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cimiento de agua, energía eléctrica, alumbrado público, telefonía, etc. y, al igual que los pozos, se colocan en todos los cambios de pendiente, sección y dirección de las tuberías y en tramos rectos de éstas cada cierta distancia. También se pueden colocar como elementos de acometida de la red horizontal de saneamiento de una edificación. Fig. 2.33. Su función es la misma que la de los pozos, es decir, hacer la transición de las tuberías en los casos en los que se den las circunstancias anteriores y permitir el acceso a las tuberías a través de las arquetas. Además de las funciones anteriores, también se colocan para hacer las derivaciones de las tuberías, cables, etc. y para alojar los distintos elementos que conforman las redes, tales como válvulas de corte, llaves, válvulas de presión, contadores, etc. El espesor de las paredes de las arquetas suele ser de 12 cm, es decir, medio pie de ladrillo, generalmente perforado, colocado a soga. Los ladrillos se colocan igual que en un muro de ladrillo.

Fig. 2.33. Arqueta de registro de sección cuadrada.

Foto 2.6. Arqueta de registro de sección cuadrada, rematada con mortero de cemento y con tapa y cerco de fundición.

4.2. Tejados con tejas 4.2.1. Tejados con teja curva Los tejados con teja curva han tenido su aplicación durante muchos años, debido principalmente a su ligereza y a sus buenas características de impermeabilidad. Además de proteger de la lluvia, resisten muy bien los efectos del viento. 83

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Actualmente su uso ha disminuido, ya que para tejados de teja se suelen emplear las tejas mixtas o dobles curvas. No obstante, sigue teniendo aplicación. En este tipo de tejados, primero se colocan las tejas llamadas “canales”, con la parte más ancha hacia la parte superior del tejado. Reciben este nombre por la forma que adquieren cuando se colocan una a continuación de otra, formando un canal. Una vez colocadas éstas, se colocan las tejas denominadas “cobijas”, colocadas una continuación de otra y apoyadas entre dos líneas de tejas “canales”. Las cobijas se colocan con la parte más ancha hacia la parte más baja de la cubierta. Se suelen colocar unas 25 tejas por metro cuadrado. Las tejas se suelen recibir con mortero de cemento cada cinco hiladas. La pendiente de la cubierta debe asegurar que las tejas no resbalen por su propio peso, y además asegurar la evacuación de las aguas de lluvia, para lo cual se establecerá una pendiente del 25 al 50%.

Foto 2.7. Tejado con tejas curvas.

4.2.2. Tejados con tejas planas de encaje. Este tipo de tejados también ha tenido muchísima aplicación pero sus aplicaciones se han visto disminuidas y se han sustituido estas tejas por las mixtas y dobles curvas. Este tipo de tejas se colocan de tal forma que se solapan y encajan en ambos laterales y superior e inferiormente, con lo que la teja de tener unas 84

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medidas en planta de 40 x 25 cm, pasa a tener una parte vista de 35 x 21 cm, aproximadamente. En estos tejados, las tejas se suelen colocar en sentido ascendente, de abajo hacia arriba y de un lado hacia otro. Se suelen colocar de 12 a 14 tejas por metro cuadrado. Para la pendiente se siguen los mismos criterios que en los tejados con teja curva. 4.2.3. Tejados con tejas mixtas y dobles tejas Al ser estas tejas piezas que combinan tejas curvas y partes de tejas planas y curvas en una misma pieza, tiene las ventajas de ambos modelos en cuanto a su acoplamiento y resultado. También cuentan con la ventaja de que al ser más grandes se necesitan menos piezas en el mismo espacio y su colocación resulta más rápida y, además, aumentan la resistencia al viento y mantienen todas sus propiedades impermeabilizantes. La colocación de estas tejas se hace por filas en sentido ascendente, solapando las tejas lateralmente y colocando el resto de filas solapando las superiores con las inferiores. En estos tejados la pendiente suele ser mayor que en los tejados con tejas curvas y tejas planas con encajes, oscilando entre el 40 y el 100%. Cuando la pendiente es muy elevada se suelen fijar por clavado, para evitar resbalamientos. Para los tejados con teja mixta, se emplean unas 12-14 tejas por metro cuadrado, mientras que para los tejados con doble teja se suelen colocar de 9-10 tejas por metro cuadrado.

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Foto 2.8. Tejado con tejas mixtas.

Foto 2.9. Tejado con tejas dobles.

4.3. Aplicaciones de otros materiales cerámicos Baldosín catalán y baldosas cerámicas Se emplean sobre todo en solados, revestimientos de vierteaguas y solados en cubiertas transitables. Celosías cerámicas Empleadas para cerramientos y separaciones, protegiendo del sol y de las vistas exteriores.

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Bovedillas Se emplean en la construcción de forjados unidireccionales de hormigón. Son uno de los elementos con los que se construyen los forjados, y normalmente no resisten sino que se emplean como elementos de relleno para aligerar el peso del forjado. Fig. 2.34. En algunas ocasiones, sí se emplean como bovedillas colaborantes, es decir, contribuyen como elementos en la resistencia del forjado. En este caso su resistencia tiene que ser mayor (al menos la del hormigón vertido) que sí se trata solo de elementos aligerantes.

Fig. 2.34. Forjado unidireccional con sus elementos más significativos.

Gres Se emplea en solados, alicatados, mosaicos (solado o alicatado con dibujos y relieves diversos) y tuberías. Azulejos Alicatados y mosaicos. Cerámica refractaria En revestimiento básico de hornos, chimeneas, generadores térmicos.

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Loza Inodoros, lavabos, baños, duchas, fregaderos y vertederos domésticos. Ladrillos de termoarcilla Se emplean en la construcción de muros sobre todo para viviendas bioclimáticas. Debido a su forma geométrica, se pueden construir muros de una sola hoja con similares prestaciones que los muros tradicionales de ladrillos compuestos por varias hojas. Fig. 2.35. Con este tipo de muros se consiguen unas buenas cualidades de aislamiento termo-acústico sin necesidad de colocar aislamientos adicionales. Además, tienen buena resistencia al fuego.

Fig. 2.35. Muro con ladrillos de termoarcilla.

5.- PROPIEDADES 5.1. Ladrillos -

Densidad. En general la densidad (aparente) oscilará entre 0,5 - 2 g/cm3 . Algunos ejemplos de densidades son:

Ladrillos macizos Ladrillos perforados Ladrillos huecos

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ρAP= 1,75 - 2,05 g/cm3 ρAP= 1,40 - 1,75 g/cm3 ρAP= 1,05 - 1,40 g/cm3

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La densidad real suele ser de unos 2,05 g/cm3. -

Resistencia a compresión. Estará garantizada por el fabricante identificando a la pieza como de categoría I o de categoría II. En general para los ladrillos más comunes tenemos: Ladrillos macizos y perforados > 100 kg/cm2. Ladrillos huecos 50 - 100 kg/cm2.

-

No heladizos. Los ladrillos deben clasificarse como no heladizos sea cual sea la zona o el lugar de colocación, para evitar el peligro de desmoronamiento y desintegración.

-

Succión. Es la capacidad de inhibición de agua por capilaridad mediante inmersión parcial del ladrillo en un período corto de tiempo. El Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares del Proyecto podrá fijar el límite de succión de agua de los ladrillos, y en ningún caso podrá superar los 0,45 g/cm2 x minuto.

-

Conductividad térmica. El coeficiente de conductividad térmica (λ) determina la cantidad de calor en Kcal que atraviesa una superficie de 1 m2, de un espesor de 1 cm, durante una hora, cuando la diferencia de temperaturas entre la caras de la superficie es de 1 ºC:

Para los ladrillos el valor de λ vale, aproximadamente: Ladrillos macizos Ladrillos perforados Ladrillos huecos

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-

Exentos de sales solubles o nódulos de cal y carecerán de eflorescencias y de manchas.

-

No tendrán desconchados ni deformaciones.

5.2.Tejas -

Densidad. La densidad de las tejas debe ser muy parecida a la de los ladrillos, aproximadamente, ρRE ≈ 2,00 g/cm3 = ρAP

-

Resistencia a la flexión. Debe ser mayor que 120 kg/cm2.

-

Impermeabilidad. La impermeabilidad al agua debe ser la propiedad más importante.

-

No heladizas. Deben cumplir con esta propiedad al igual que los ladrillos.

-

Resistentes al impacto. Deben soportar los efectos de golpes producidos sobre todo por granizo, pedrusco, lluvia y nieve, sin que se produzcan grietas, roturas y desconchados.

-

Exentas de sales solubles o nódulos de cal y carecerán de eflorescencias y de manchas.

-

No tendrán desconchados ni deformaciones.

5.3. Bovedillas

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-

Resistencia a flexión mayor de 150 kg/cm2.

-

Resistencia a compresión mayor de 200 kg/cm2 si son elementos de relleno y, al menos, la misma resistencia a compresión que la del hormigón vertido en obra, si son elementos colaborantes.

-

Carencia de fisuras y desconchados mayores de 15 mm.

-

Expansión por humedad 0,55 mm/m.

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5.4. Azulejos y gres -

Densidad aparente mayor de 2,3 g/cm3.

-

Buena adherencia por la cara de fijación al soporte, con marcas y rugosidades y sin esmaltado en la cara posterior ni en los cantos.

-

Caras perfectamente planas y aristas vivas.

-

Deben permitir su fractura.

-

Resistencia a flexión, debe ser mayor de 150 kg/cm2. para los azulejos y mayor de 250 kg/cm2 para el gres.

-

Absorción de agua, en el gres debe ser muy escasa, inferior al 3%, mientras que los azulejos tienen mayor absorción.

-

Buena resistencia a la abrasión y al desgaste y elevada dureza superficial al rayado.

-

Buena resistencia a los agentes químicos.

6.- ENSAYOS -

Densidad. En los materiales cerámicos las densidades aparente, real y absoluta no se contemplan, hablándose solo de densidad que en este caso sería la aparente. En estos materiales no se establece la posibilidad de la existencia de poros que origine un comportamiento como el de los materiales pétreos granulares. Los pequeñísimos poros que pueden poseer son debidos al proceso de fabricación que en ningún caso afectan al comportamiento del material. Cuando se determina la succión en el material se estudia este aspecto y si se supera la cantidad de agua absorbida se debe rechazar el material.

-

Succión. En este ensayo se determina la proporción de poros que se llenan de agua cuando el material es humedecido.

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Materiales cerámicos

El valor de la absorción viene dado por : Ab(%) =

-

PSAT - PSECO ⋅100 PSECO

Resistencia a compresión. En el caso de los ladrillos las probetas deben ser cúbicas o prismáticas, con aristas comprendidas entre 9 y 19 cm y con la altura mayor o igual que el lado menor de la base. El ensayo de compresión es muy parecido para todos los materiales y las diferencias estriban en el número de probetas ensayadas y en el valor de la carga aplicada. En este caso se divide la carga de rotura de la probeta por el área de la sección de la misma, siendo el resultado la media aritmética de ensayar 10 probetas.

-

Permeabilidad. Un material de baja porosidad es también de baja permeabilidad, pero no se conoce la ley exacta que relacione estas dos propiedades. El ensayo de permeabilidad se aplica sobre todo a las tejas, determinando el volumen de agua que pasa en un segundo y en una superficie de un centímetro cuadrado.

-

Heladicidad. Se determina por la pérdida de peso respecto al peso inicial que experimentan una serie de probetas cuando se las someten a 50 ciclos de hielo-deshielo a unas temperaturas determinadas.

-

Eflorescencias. Son manchas blancas pulverulentas, que se forman generalmente en la superficie de los materiales y son debidas a la cristalización de las sales solubles contenidas en los ladrillos o en las tejas. También se pueden originar por el carburo de calcio que tienen los morteros que se emplean en la colocación de los ladrillos y tejas.

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Se suelen originar por la presencia de diversas sales juntas, su proporción relativa y la capacidad de absorción capilar de la pieza. El ensayo para ver si en una pieza pueden aparecer eflorescencias consiste en sumergir las mismas en agua destilada y después observar las piezas cuando se desecan.

7. PROCEDENCIAS En este tema aparecen figuras que se han extraído de otros textos. Concretamente, las figuras y los textos de procedencia son los siguientes: -

Fig. 2.1, 2.3 y 2.5, que se han extraído del texto: “Norma UNE-EN 771-1:2003. Especificaciones de piezas para fábrica de albañilería. Parte 1: Piezas de arcilla cocida”. AENOR.

-

Figuras 2.10. b, 2.11, 2.12, 2.13. c, 2.14 y 2.15. b, que se han extraído del texto: “Norma UNE 136020:2004. Código de práctica para el diseño y el montaje de cubiertas con tejas cerámicas”. AENOR.

-

Figura 2.15. a, que se ha extraído del texto: “Norma UNE 127100:1999. Código de práctica para la concepción y el montaje de cubiertas con tejas de hormigón”. AENOR.

-

Fig. 2.16, que se ha extraído del texto: “Los materiales básicos de la construcción”. Autor: Juan Arcos Molina. Editorial Progensa. 1ª Edición 1995.

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MATERIALES AGLOMERANTES Y CONGLOMERANTES 1. GENERALIDADES 1.1. Definiciones Tanto aglomerantes como conglomerantes son materiales que tienen la propiedad de adherirse, pegarse y unirse a otros, empleándose para unir materiales generalmente pétreos, como son las gravas, las arenas, unir materiales cerámicos, etc., para formar y construir diferentes elementos como pueden ser obras de fábrica, recubrir éstas con revestimientos, formar mezclas plásticas (pastas, morteros y hormigones), que después de endurecer adquieren un estado sólido. En general, se presentan en estado sólido y a veces semilíquido, pero sobre todo en polvo. Según el Diccionario de la Real Academia Española de la Lengua, el aglomerante: “Aplícase al material capaz de unir fragmentos de una o varias sustancias y dar cohesión al conjunto por efectos de tipo exclusivamente físico. Son aglomerantes el betún, el barro o arcilla, la cola, etc. Ú. t. c. s. m.”. Sin embargo, define “conglomerante” como: “Aplícase al material capaz de unir fragmentos de una o varias sustancias y dar cohesión al conjunto por efecto de transformaciones químicas en su masa, que originan nuevos compuestos. Ú. t. c. s. m.”. Entre los aglomerantes se encuentran todos los materiales que mediante procesos “físicos” de secado, de evaporación de un disolvente, produce un endurecimiento que aglutina a los elementos y une cohesionando “pegando” a los mismos; pero su composición química permanece inalterable.

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Materiales aglomerantes y conglomerantes

Sin embargo, en un conglomerante el proceso de unión se realiza por procedimientos químicos, hay reacciones internas en el conglomerante que modifican su composición química, se hidratan y adquieren otras características tanto químicas como físicas. Es el caso del yeso, la cal o el cemento. Por este motivo estos elementos no son aglomerantes, sino conglomerantes. Es habitual confundir estos dos términos, aunque son dos conceptos totalmente diferentes; de hecho autores de reconocido prestigio no hacen una distinción entre estos dos conceptos describiendo como aglomerantes al yeso, cal, cemento, betún, asfalto y alquitrán. Por lo tanto, aglomerantes son los productos bituminosos (betún, asfalto, alquitrán, etc.), las colas, las resinas y el barro o arcilla. Conglomerantes son el yeso, la cal y el cemento. La mezcla de un aglomerante o conglomerante con agua y a veces otros productos, hace que se produzcan dos fenómenos: 1.º Al tiempo de mezclarlos (diferente según la mezcla), se produce un aumento de la viscosidad debido a la unión de estos materiales (que no tiene porqué ser nada más hacer la mezcla). Comienzo del fraguado. El FRAGUADO es el proceso en el cual se empieza a producir la transformación de los componentes desde la colocación en estado semilíquido o plástico hasta llegar al estado sólido. 2.º Final del fraguado. La mezcla alcanza el estado sólido. Comienza el ENDURECIMIENTO: el material empieza a adquirir resistencia. Dependiendo de los materiales, se tardarán más o menos días en alcanzar la máxima resistencia. Ej.: en el hormigón el fraguado puede tardar 2-3 días y el tiempo que transcurre desde la puesta en obra hasta adquirir la resistencia característica es de 28 días. A veces, en algunas mezclas con cemento, según sean las condiciones ambientales, sobre la mezcla colocada en obra, durante el período de fraguado y endurecimiento, se echa agua o se realiza una aportación de humedad para evitar una prematura evaporación del agua de dicha mezcla y regular la temperatura de fraguado y posterior endurecimiento, y así el material mantiene todas sus propiedades una vez endurecido. A este proceso se le denomina curado de la mezcla. 96

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1.2. Aguas adecuadas para hacer la mezcla Con materiales aglomerantes y/o conglomerantes se pueden emplear todas las aguas potables, y si no lo son, deben cumplir ciertas condiciones establecidas en las normas UNE EN, que son las siguientes: 1- exponente de hidrógeno: ph ≥5 2- sustancias disueltas: ≤ 15g/l (15000 p.p.m.) 3- contenido de sulfatos SO4=: ≤ 1g/l (1000 p.p.m.) excepto cementos resistentes a SO4= (SR) ≤ 5g/l (5000 p.p.m.) 4- ión cloro, cloruros Cl- : en hormigón pretensado ≤ 1g/l (1000 p.p.m.) y en hormigón armado o en masa ≤ 3g/l (3000 p.p.m.) 5- hidratos de carbono: 0 6- sustancias orgánicas solubles en éter: ≤15g/l (15000 p.p.m.) 1.3. Propiedades 1.3.1. Yeso -

Tiene un fraguado y un endurecimiento muy rápidos, retrasándose con retardadores. Poca adherencia con piedra y madera. Oxida al hierro y al acero, sobre todo con humedad. Buen aislante del sonido y del fuego. Admite coloración. Solo debe emplearse en interiores o en locales con humedad relativa < 70% debido a que se disgrega al absorber agua (es muy higroscópico), aunque puede aparecer mezclado con otros productos. No tiene capacidad resistente. Al principio sufre una ligera contracción, luego una expansión, y finalmente se estabiliza con la contracción o retracción (es mayor la expansión que la contracción final).

1.3.2. Cal -

Tiene un fraguado y un endurecimiento muy lentos. La cal aérea es un material que absorbe mucha humedad y se deteriora, mientras que la cal hidráulica no, por lo que la cal aérea solo debe emplearse en interiores o en locales sin mucha humedad,

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Materiales aglomerantes y conglomerantes

-

mientras que la cal hidráulica se pude emplear en cualquier ambiente. Admite coloración. Tiene poca capacidad resistente, más la cal hidráulica. La cal suele expandirse al hidratarse y después se produce una contracción lenta durante su fraguado.

1.3.3. Cemento - Tiene un fraguado rápido y endurecimiento más lento. - Buena adherencia con otros materiales como piedra, acero y cerámica. - Resiste bien la humedad, puede emplearse en interiores y exteriores. - Es muy resistente. - Tiene una expansión al mezclarse con agua y posterior retracción. - Es deformable a los ciclos humedad-sequedad y a las variaciones de Tª.

2.- TIPOS Y CLASIFICACIÓN 2.1. Clasificación general - Conglomerantes aéreos - Conglomerantes hidráulicos - Hidrocarbonados 2.1.1. Conglomerantes aéreos Fraguan y endurecen solamente en aire, dando mezclas no resistentes al agua, sin adquirir cohesión y dureza en medio húmedo. Se distinguen: • Yeso • Cal grasa • Magnesia En contacto con humedad o agua se deshacen, solo se utilizan en interiores. 2.1.2. Conglomerantes hidráulicos Fraguan y endurecen en el aire y también en ambiente húmedo o con agua y también bajo el agua. Dentro de éstos se tienen: 98

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• Cal hidráulica • Cemento 2.1.3. Conglomerantes hidrocarbonados Que son los hidrocarburos. Suelen estar en estado líquido o semilíquido (siempre tiene cierta viscosidad). Fraguan y endurecen por enfriamiento o evaporación de partes de los disolventes o componentes y solo precisan ser calentados a cierta temperatura para su fácil extensión. Se tienen: • Alquitrán • Betún 2.2. Tipos y designación 2.2.1. El yeso Químicamente, el yeso es sulfato de calcio con diferentes grados de hidratación: -

Piedra de yeso o aljez: CaSO4 + 2 H2O (sulfato de calcio dihidratado). Anhidrita: CaSO4 (sulfato de calcio). Yeso ordinario: CaSO4 + 1/2 H2O (sulfato de calcio semihidratado).

Nos los podemos encontrar libremente en la naturaleza o prepararlos artificialmente. En cualquiera de los dos casos, posteriormente, se realizan procesos industrializados en donde se preparan estas materias primas para la elaboración de los diversos productos. A partir de los productos anteriores, se realizan una serie de procesos de fabricación industrial, obteniéndose los diferentes tipos de yesos, presentándose distintos productos en forma de polvo o bien elementos prefabricados. Durante la fabricación, pueden añadirse determinadas adiciones para modificar sus características de fraguado, resistencia, adherencia, etc. Clasificación de los yesos - Yeso negro o gris, o yeso grueso, que se designa por YG e YG/L. Constituido por yeso semihidrato (CaSO4+1/2 H2O) y anhidrita (CaSO4). Se obtiene calentando la piedra de yeso directamente con el combustible 99

Materiales aglomerantes y conglomerantes

y adquiere ese color precisamente por eso, porque está en contacto con el combustible del horno donde se cuece. Tiene impurezas, residuos, y es el yeso de peor calidad y por ello el más barato. Se emplea en obras no vistas. Tiene un contenido > 50% de yeso semihidrato, con la posible incorporación de aditivos reguladores de fraguado. En el yeso negro o gris, o yeso grueso, además de la clase normal (YG), se diferencia una clase lenta, denominada así en función de los períodos de trabajabilidad. Para caracterizar a esta clase se añadirá una L, después de la designación del tipo, separada por una barra (YG/L). - Yeso de proyección mecánica, que se designa por YPM. Producto formado por sulfato de calcio y aditivos que se añaden durante la fabricación para conseguir su puesta en obra por medio de sistemas mecánicos de proyección. - Yeso blanco o yeso fino, que se designa por YF e YF/L (clase normal y clase lenta, respectivamente, denominadas así en función de los períodos de trabajabilidad). De mejor calidad y con una granulometría más fina que el yeso negro o gris, o yeso grueso. Constituido por yeso semihidrato y anhidrita. Tiene pocas impurezas. No se mancha porque no está en contacto directo con el combustible cuando se calienta. Tiene un porcentaje > 66% de yeso semihidrato, con la posible incorporación de aditivos reguladores de fraguado. - Yeso de terminación, que se designa por YE/T. Formado por sulfato de calcio en sus diferentes grados de hidratación y determinados aditivos que se añaden durante el proceso de fabricación. - Yeso de prefabricados, que se designa por YP. Constituido por yeso semihidrato (CaSO4+1/2 H2O) y anhidrita (CaSO4). Tiene un contenido > 80% de yeso semihidrato, con mayor pureza y mayor resistencia que el yeso negro y el yeso blanco. - Escayola, que se designa por E-30 y E-30/L (clase normal y clase lenta, respectivamente, denominadas así en función de los períodos de trabajabilidad). Constituida fundamentalmente por yeso semihidrato, en cantidad > 80%, con la posible incorporación de aditivos reguladores de fraguado, y con una resistencia mínima a flexotracción de 30 Kp/cm2. 100

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- Escayola especial, que se designa por E-35 y E-35/L (clase normal y clase lenta, respectivamente, denominadas así en función de los períodos de trabajabilidad). Es el yeso de mayor calidad. Formada fundamentalmente por yeso semihidrato, en cantidad > 80%, con la posible incorporación de aditivos reguladores de fraguado, con mayor pureza que la escayola E-30, y con una resistencia mínima a flexotracción de 35 Kp/cm2. - Yeso aligerado, que se designa por YA. Formado por sulfato de calcio en sus diferentes grados de hidratación y determinados aditivos que se añaden durante la fabricación, como por ejemplo la perlita expandida, que aumentan el aislamiento térmico y la protección contra el fuego. - Yeso de proyección mecánica aligerado, que se designa por YPM/A. Yeso de proyección mecánica para aumentar el aislamiento térmico y la protección contra el fuego. - Yeso de alta dureza, que se designa por YD. Constituido por sulfato de calcio en sus diferentes grados de hidratación al que se han añadido en fábrica determinados aditivos, para conseguir mejores prestaciones de dureza superficial. - Yeso de proyección mecánica de alta dureza, que se designa por YPM/D. Yeso de proyección mecánica para trabajos que requieren altas durezas superficiales. Designación de los yesos Se realizará indicando el tipo, la norma europea de referencia, el tiempo del principio de fraguado en minutos y la resistencia a compresión en N/mm2. Ejemplo: YG/L EN 13279-1 B1 40 / 2. 2.2.2. La cal Producto resultante de la descomposición por el calor de las rocas calizas o de las rocas calizas dolomíticas: CaCO3 + calor = CaO + CO2 . CaCO3 + MgCO3 + calor = CaO + MgO + 2 CO2 . 101

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Al óxido de calcio (CaO), también se le llama cal viva. Normalmente suele venir con pequeñas cantidades de magnesia (MgO). La cal viva es un material blanco en forma de polvo. Si al óxido de calcio o cal viva lo mezclamos con agua obtenemos cal apagada, Ca (OH)2 , material que también es blanco y pulverulento: CaO + H2O= Ca (OH)2 + calor. Clasificación de las cales - Cal grasa o cal aérea. Es aquella que tiene < 5% de arcilla. Sólo puede fraguar y endurecer en ambiente seco. - Cal árida o magra. La que tiene < 5% de arcilla y más del 10% de magnesia. No tiene mucho empleo en construcción, ya que se disuelve con facilidad. - Cal hidráulica. Está formada por calizas margosas con un contenido de arcilla comprendido 5-25%. Se puede usar tanto en ambiente seco como en ambiente húmedo. No obstante, para un contenido de arcilla entre 5-10% se obtiene una cal débilmente hidráulica, por lo que sus usos son muy reducidos, empleándose en la mayoría de los casos aquellas que tienen más del 10% de arcilla. Designación de la cal - La cal aérea mediante las letras CL o DL, según que sea cal de caliza o cal de dolomía, seguidas de un número que indica el % de masa, variando entre el 70 y el 90%. Ejemplo: CL-90. - La cal hidráulica mediante las letras HL o NHL, según que sea cal artificial o natural, seguidas de un número que indica el % de masa, variando este número entre 2 y 5. Ejemplo: NHL-3,5. 2.2.3. El cemento Material polvoriento que se obtiene de una mezcla de caliza, arcilla y yeso dihidratado (CaSO4+ 2H2O). A la mezcla de arcilla y caliza se le llama clinker. 102

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Clasificación y designación de los cementos La normativa de cementos es la RC-08: Instrucción para la recepción de cementos, que clasifica los cementos de la siguiente manera: 1.- Cementos sujetos al marcado CE, que son aquellos que en el momento de su recepción en obra el suministrador debe presentar la documentación que acredite el marcado CE. 2.- Cementos sujetos al Real Decreto 1313/1988, de 28 de octubre, que son aquellos cementos que, no teniendo el marcado CE, en el momento de su recepción, el suministrador debe presentar la documentación que acredite el cumplimiento del Real Decreto 1313/1988, de 28 de octubre, por el que se declara obligatoria la homologación de los cementos destinados para la fabricación de hormigones y morteros para todo tipo de obras y productos prefabricados, según corresponda, y a la realización de una inspección visual del suministro. 2.2.3.1. Cementos sujetos al marcado CE 1.- Cementos comunes, incluidos los de bajo calor de hidratación. Se consideran cementos comunes los definidos en la norma UNE-EN 197-1 y cementos comunes con característica adicional de bajo calor de hidratación aquellos cementos comunes cuyo calor de hidratación a la edad de 7 días (medido de acuerdo con la norma UNE-EN 196-8 «método de disolución») o a las 41 horas (medido de acuerdo con la norma UNE-EN 196-9 «método semiadiabático») no supere el valor característico de 270 J/g. Composición y clasificación. Las proporciones en masa de los componentes de los cementos comunes, incluidos los de bajo calor de hidratación, se especifican en la Tabla A1.1.1., según su clasificación por tipo, denominación y designación. Designación. El cemento pórtland se designará con las siglas CEM I, seguidas de la clase de resistencia (32,5 - 42,5 - 52,5) expresada en N/mm2 (resistencia a compresión) y de la letra (R) si es de alta resistencia inicial o de (N) si es de resistencia inicial normal. En estos cementos, la designación comenzará con la referencia a la norma EN 197-1. Los cementos pórtland con

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adiciones se designarán con las siglas CEM II seguidas de una barra ( / ) y de la letra que indica el subtipo (A o B) separada por un guión (-) de la letra identificativa del componente principal empleado como adición del cemento, es decir: S: escoria de horno alto; D: humo de sílice; P: puzolana natural; Q: puzolana natural calcinada; V: ceniza volante silícea; W: ceniza volante calcárea; T: esquistos calcinados; L y LL: caliza. A continuación se indicará la clase de resistencia (32,5 - 42,5 - 52,5), y seguidamente la letra R si se trata de un cemento de alta resistencia inicial o la letra N en el caso de ser de resistencia inicial normal. En estos cementos, la designación comenzará con la referencia a la norma EN 197-1. En el caso del cemento común de bajo calor de hidratación, se deben añadir las letras LH al final de la designación correspondiente a un cemento común. En estos cementos, la designación comenzará con la referencia a la norma EN 197-1. Ejemplo 1: Cemento pórtland EN 197-1 CEM I 42,5 R, corresponde a un cemento de clase resistente 42,5 y alta resistencia inicial. Ejemplo 2: Cemento pórtland con caliza EN 197-1 CEM II/A-L 32,5 N, corresponde a un cemento con un contenido entre 6 % y 20 % en masa de caliza, de clase resistente 32,5 y resistencia inicial normal. En el caso del cemento pórtland mixto (M) se indicarán, además entre paréntesis, las letras identificativas de los componentes principales empleados como adición. Ejemplo 3: Cemento pórtland mixto EN 197-1 CEM II/ A-M(S-V-L) 32,5 R, corresponde a un cemento con un contenido entre 6 % y 20 % en masa de escoria granulada de horno alto (S), ceniza volante silícea (V) y caliza (L), de clase resistente 32,5 y alta resistencia inicial. 104

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Los cementos con escorias de horno alto, los cementos puzolánicos y los cementos compuestos se designarán con las siglas CEM III, CEM IV y CEM V, respectivamente, seguidas de una barra ( / ) y de la letra que indica el subtipo (A, B o C). En el caso de cementos puzolánicos tipo IV o cemento compuesto tipo V, se indicarán además, entre paréntesis, las letras identificativas de los componentes principales empleados como adición. A continuación, se reflejará la clase de resistencia (32,5 - 42,5 - 52,5) y seguidamente la letra R si se trata de un cemento de alta resistencia inicial o la letra N en el caso de ser de resistencia inicial normal. En estos cementos, la designación comenzará con la referencia a la norma EN 197-1. Ejemplo 4: Cemento con escorias de horno alto EN 197-1 CEM III/B 32,5 N, corresponde a un cemento con escorias de horno alto, con un contenido entre 66% y 80% en masa de escoria granulada de horno alto (S), de clase resistente 32,5 y resistencia inicial normal.

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Ejemplo 5: Cemento pórtland con caliza EN 197-1 CEM II/A-L 32,5 N-LH, corresponde a un cemento de bajo calor de hidratación, con un contenido entre 6% y 20% en masa de caliza, de clase resistente 32,5 y resistencia inicial normal. 2.- Cementos de escorias de horno alto de baja resistencia inicial. Composición y clasificación. Las proporciones en masa de los componentes de los cementos de escorias de horno alto de baja resistencia inicial se especifican en la Tabla A1.2.1., según su clasificación por denominación, designación y tipo. Tabla A1.2.1

Cementos de escorias de horno alto de baja resistencia inicial Composición (% en masa) 1),2) Componentes principales

Tipo

CEM III

1) 2)

Denominación

Cementos de escorias de horno alto

Designación Clínker

Escoria de horno alto

K

S

Componentes minoritarios

CEM III/A

35-64

36-65

0-5

CEM III/B

20-34

66-80

0-5

CEM III/C

5-19

81-95

0-5

Los valores de la tabla se refi eren a la suma de los componentes principales y minoritarios. Los requisitos para la composición se refi eren a la suma de todos los componentes principales y minoritarios. El cemento final es la suma de los componentes principales y minoritarios más el sulfato de calcio y cualquier aditivo.

Designación. Los cementos de escorias de horno alto de baja resistencia inicial se identificarán por el tipo y subtipo de cemento, de acuerdo con la tabla A1.2.1., a continuación se indicará la clase de resistencia (32,5, 42,5 y 52,5). Además se debe añadir la letra L con el fin de indicar la baja resistencia inicial. En estos cementos, la designación comenzará con la referencia a la norma EN 197-4. Ejemplo 1: Cemento de escorias de horno alto de baja resistencia inicial EN 197-4 CEM III/B 32,5 L, corresponde a un cemento de escoria de horno alto, con un contenido entre 66% y 80% en masa de escoria granulada de horno alto (S), de clase resistente 32,5 y de baja resistencia inicial. En el caso de que además sea de bajo calor de hidratación se deben añadir al final las letras LH. Ejemplo 2: Cemento de escorias de horno alto de baja resistencia inicial y de bajo calor de hidratación EN 197-4 CEM III/B 32,5 L-LH, corresponde a un cemento de escoria de horno alto, con un contenido entre 66% y 80% en masa de escoria granulada de horno alto (S), de clase resistente 32,5, con baja resistencia inicial y bajo calor de hidratación. 107

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3.- Cementos especiales de muy bajo calor de hidratación. Composición y clasificación. Las proporciones en masa de los componentes de los cementos especiales de muy bajo calor de hidratación se especifican en la Tabla A1.3.1., según su clasificación por denominación, designación y tipo.

1) Los valores de la tabla se refieren a la suma de los componentes principales y minoritarios. Los requisitos para la composición se refieren a la suma de todos los componentes principales y minoritarios. El cemento final es la suma de los componentes principales y minoritarios más el sulfato de calcio y cualquier aditivo. 2) El porcentaje de humo de silice está limitado al 110 %. 3) En los cementos puzolánicos VLH IV/A y VLH IV/B y en cementos compuestos VLH V/A y VLH V/B los componentes principales diferentes del clinker deben ser declarados en la designación del cemento.

Designación. Los cementos especiales de muy bajo calor de hidratación se identificarán por el tipo de cemento, de acuerdo con la tabla A1.3.1., y por las cifras 22,5, que indican la resistencia nominal. También, se indicarán entre paréntesis los componentes principales añadidos. En estos cementos, la designación comenzará con la referencia a la norma UNE-EN 14216. Ejemplo: Cemento especial puzolánico de muy bajo calor de hidratación EN 14216 VLH IV/B (P) 22,5, corresponde a un cemento especial puzolánico de muy bajo calor de hidratación, con un contenido entre 36% y 55% en masa de puzolana natural (P) y de clase resistente 22,5. 4.- Cemento de alúminato de calcio. Composición y clasificación. El cemento de alúminato de calcio está compuesto únicamente por clínker de cemento de alúminato de calcio, obtenido a partir de una mezcla definida de materiales aluminosos y calcáreos, sometida a tratamiento térmico adecuado. No tiene clasificación.

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Designación. El cemento de alúminato de calcio se identifica por las letras CAC. En este cemento, la designación comenzará con la referencia a la norma UNE-EN 14647. No se hace referencia a la clase de resistencia. Ejemplo: Cemento de alúminato de calcio EN 14647 CAC, corresponde a un cemento de alúminato de calcio. 5.- Cementos de albañilería. Composición y clasificación. Los cementos de albañilería están compuestos por clínker de cemento pórtland, componentes inorgánicos y, cuando sea necesario, aditivos tal y como se recoge en la Tabla A1.5.1. El sulfato de calcio se añade en pequeñas cantidades a los otros componentes del cemento de albañilería durante su fabricación para controlar el fraguado.

Designación. Los cementos de albañilería se identificarán empleando las letras MC, seguidas de la clase de resistencia (5, 12,5 y 22,5) y, cuando se aplique, la letra X. En estos cementos, la designación comenzará con la referencia a la norma UNE-EN 413-1. Ejemplo: Cemento de albañilería EN 413-1 MC 12,5 X, corresponde a un cemento de albañilería, de clase resistente 12,5 y sin aditivo inclusor de aire. 2.2.3.2. Cementos sujetos al Real Decreto 1313/1988, de 28 de octubre. 1.- Cementos resistentes a los sulfatos. Composición y clasificación. Se consideran cementos resistentes a los sulfatos los cementos en cuya composición se haya empleado un clínker que cumpla las 109

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condiciones descritas en la tabla A2.1.1. Estos cementos deberán cumplir, además de las prescripciones relativas a su tipo y clase, según el apartado 2.2.3.1.1., las adicionales que se establecen en dicha tabla.

Designación. Los cementos resistentes a los sulfatos se designarán de la misma manera a la expresada para los correspondientes cementos comunes, omitiendo el prefijo CEM, seguida por una barra ( / ) y de las siglas que identifican la característica adicional correspondiente (SR). En estos cementos, la designación finalizará con la referencia a la norma UNE correspondiente. Ejemplo 1: I 42,5 R/SR UNE 80303-1, corresponde a un cemento pórtland, resistente a los sulfatos, de clase de resistencia 42,5 R. En el caso de un cemento que, además de poseer la característica SR, también sea de bajo calor de hidratación (LH), se incluirán unas siglas a continuación de las otras, expresadas en este orden: primero LH, seguido por una barra ( / ) y después, SR. Ejemplo 2: I 42,5 N-LH/SR UNE 80303-1, corresponde a un cemento pórtland (tipo I) de bajo calor de hidratación, resistente a los sulfatos y de clase de resistencia 42,5 N. 2.- Cementos resistentes al agua de mar. Composición y clasificación. Se consideran cementos resistentes al agua de mar los cementos en cuya composición se haya empleado un clínker que cumpla las condiciones descritas en la tabla A2.2.1. de la RC-08. Estos 110

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cementos deberán cumplir, además de las prescripciones relativas a su tipo y clase, según el apartado 2.2.3.1.1., las adicionales que se establecen en dicha tabla. Los componentes puzolánicos que formen parte de estos cementos (cenizas volantes silíceas, puzolanas naturales y humo de sílice en su caso) cumplirán las mismas prescripciones que las de los cementos resistentes a los sulfatos, definidas en el apartado 2.2.3.2.1. La clasificación es la misma que para los cementos resistentes a los sulfatos. Designación. Los cementos con características adicionales resistentes al agua de mar se designarán de la misma manera a la expresada para los correspondientes cementos comunes, omitiendo el prefijo CEM, seguida por una barra ( / ) y de las siglas que identifican la característica adicional correspondiente (MR). En estos cementos, la designación finalizará con la referencia a la norma UNE correspondiente. Ejemplo 1: III/B 32,5 R/MR UNE 80303-2, corresponde a un cemento con escorias de horno alto (tipo III), resistente al agua de mar, subtipo B y clase de resistencia 32,5 R. En el caso de un cemento que, además de poseer la característica MR, también sea de bajo calor de hidratación (LH), se incluirán unas siglas a continuación de las otras, expresadas en este orden: primero LH, seguido por una barra ( / ) y después MR. Ejemplo 2: III/B 32,5 N-LH/MR UNE 80303-2, corresponde a un cemento con escoria de horno alto (tipo III), resistente al agua de mar, subtipo B, de bajo calor de hidratación y clase de resistencia 32,5 N. 3.- Cementos blancos. Clasificación y composición. 1. Cementos comunes blancos. Los tipos, subtipos, denominaciones y composición corresponden a los señalados para los cementos comunes en el apartado 2.2.3.1.1. Los componentes principales, clínker y adiciones, así como los minoritarios de estos cementos blancos son los mismos que los correspondientes a los cementos comunes incluidos en la tabla A1.1.1. 2. Cemento de albañilería blanco. El cemento de albañilería blanco tendrá la clase de resistencia 22,5 X, y sus constituyentes serán conformes a lo indicado en el apartado 2.2.3.1.1. 111

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Designación. 1. Cementos comunes blancos. La designación de los cementos comunes blancos es la misma que la de los cementos homólogos correspondientes de UNE-EN 197-1, sustituyendo el prefijo CEM por el prefijo BL. A continuación, se incluye el sufijo o sufijos, en su caso, correspondientes a la característica o a las características adicionales, si las hubiere, y finalmente la referencia UNE 80305 o las referencias, si son más de una, a las normas que correspondan. Ejemplo: BL I 42,5 R UNE 80305, corresponde a un cemento pórtland (tipo I), blanco, de clase resistente 42,5 y alta resistencia inicial. 2. Cemento de albañilería blanco. En el caso del cemento de albañilería blanco se designará con las siglas BL seguidas del tipo y clase de resistencia 22,5, de la letra X y de la referencia UNE 80.305. Ejemplo: BL 22,5 X UNE 80305, corresponde a un cemento de albañilería (tipo MC), blanco, de clase resistente 22,5 y sin agente inclusor de aire. 4.- Cemento para usos especiales. Composición y clasificación. Las proporciones en masa de los componentes del cemento para usos especiales se especifican en la Tabla A2.4.1. Los componentes de este cemento han de cumplir los requisitos que para ellos se establece en el Anejo 3 de la RC-08.

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Designación. En el caso de cemento para usos especiales, se indicará la designación correspondiente al tipo (ESP VI-1), seguida de la relativa a la clase de resistencia (22,5N - 32,5N - 42,5N) y de la referencia a UNE 80.307. Ejemplo: ESP VI-I 32,5 N UNE 80307, corresponde a un cemento para usos especiales, de clase resistente 32,5 y resistencia inicial normal. 2.3. Otros materiales aglomerantes Productos bituminosos. Son un conjunto de hidrocarburos que provienen del petróleo (sobre todo) o del carbón, acompañados de materias inertes de muy distinto origen. Tienen como cualidad afín su adherencia, color, densidad, composición, etc. Como tales tenemos, el betún, el asfalto, el alquitrán y las breas. Como derivados de éstos tenemos las emulsiones bituminosas, las mezclas bituminosas y las lechadas bituminosas. Colas. Básicamente la cola es un producto químico, de naturaleza líquida o sólida, utilizado para unir materiales entre sí. En determinados entornos se conocen como adhesivos. Existen multitud de tipos. En función de sus componentes, se pueden establecer las siguientes diferenciaciones: Adhesivos sintéticos. A base de polímeros que son derivados del petróleo (colas de poli-vinil-acetato, colas etilénicas, colas de poliuretano, colas de caucho sintético, adhesivos anaeróbicos o de cianoacrilato...). Adhesivos de origen vegetal. A base de derivados de la patata, el maíz,... (colas de almidón, dextrinas, cauchos naturales...). Adhesivos de origen animal. A base de pieles de animales (colas de gelatina) o de derivados lácteos (colas de caseína). Resinas. Son sustancias orgánicas sólidas naturales o sintéticas. Las primeras vienen de la secreción de algunas plantas, árboles e insectos y las segundas se fabrican artificialmente a partir de compuestos químicos. 113

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Como importantes podemos destacar la resina epoxi o poliepóxido que es un polímero termoestable que se endurece cuando se mezcla con un agente catalizador o “endurecedor”.

3.- FABRICACIÓN 3.1. Yeso -

Extracción de la piedra de yeso y desbastado o eliminación de materiales inutilizables. Trituración del material. Cocción. Molienda para reducir el material a polvo y eliminar los tamaños inadecuados. Tamizado. Segunda molienda.

3.2. Cal -

Extracción del material. Desbastado (eliminar materiales extraños). Trituración del material. Cocción (CaO) en polvo. Apagado de la cal: CaO+ H2O → Ca(OH)2 + calor.

- Tamizado. La cal apagada Ca(OH)2 es el producto final, lo que viene en los sacos. 3.3. Cemento -

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Extracción de las materias primas (caliza, arcilla y yeso dihidratado), y desbastado. Trituración y machaqueo. Dosificación: establecer las proporciones y la cantidad de cada componente.

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-

-

Mezcla de arcilla y caliza y primera molienda. Humectación o eliminación de la humedad de la mezcla antes de la cocción. Cocción de la mezcla de arcilla y caliza en el horno (el yeso aún no se ha añadido). Enfriamiento a la temperatura apropiada, en enfriadores. Lo mejor es dejar secar a temperatura ambiente, aunque se tarda mucho tiempo. El producto que se obtiene es el clinker. Mezcla del clinker con el yeso dihidratado. Molienda de la mezcla anterior. Almacenado en silos (depósito o almacenes) con unas condiciones determinadas de humedad y temperatura.

4.- APLICACIONES 4.1. Aplicaciones del yeso * Revestimientos interiores como tendidos, guarnecidos y enlucidos. * Como elementos de revestimientos y elementos decorativos, se emplean bloques de yeso. * Falsos techos de escayola. * Elementos prefabricados para tabiques, empleando paneles de yeso y paneles de yeso laminado o cartón-yeso. * Mármol artificial, mediante yeso de imitación al mármol, empleado como elemento decorativo, * Aislamiento térmico y acústico y protección contra el fuego. Por los tipos de yesos, las aplicaciones específicas son las siguientes: - El YG y el YG/L para pasta de agarre en la ejecución de tabicados, en revestimientos interiores (tendidos y guarnecidos) y como conglomerante auxiliar en obra.

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- El YPM para aplicaciones en obra mediante sistemas mecánicos de proyección. - El YF y el YF/L para revestimientos interiores finos tales como enlucidos, refinos y blanqueos, colocados sobre otro revestimiento interior (guarnecido o enfoscado). - El YE/T en el acabado de superficies de todo tipo: yeso aplicado manual o proyectado, tabiques de placas y paneles de escayola, tabiques cerámicos de gran formato, etc. - El YP en la ejecución de elementos prefabricados para tabiques. - La E-30 y la E-30/L en la ejecución de elementos prefabricados para tabiques y techos. - La E-35 y la E-35/L en trabajos de decoración, en la ejecución de elementos prefabricados para techos y en la puesta en obra de estos elementos. - El YA proporciona excelentes características en aislamiento térmico y acústico y en protección contra el fuego. - El YPM/A en aplicaciones que requieran excelentes propiedades de aislamiento térmico y acústico, o protección contra el fuego y que requieran colocación en obra por medio de proyección mecánica. - El YD para conseguir mayor dureza y resistencia superficial. - El YPM/D cuando se requieran aplicaciones con proyección mecánica y que exijan requerimientos de elevada dureza y resistencia superficial. 4.2. Aplicaciones de la cal * Revestimientos interiores con cal grasa o hidráulica. * Mortero para particiones con cal grasa o hidráulica. * Revestimientos interiores y exteriores como revocos, estucos, etc. con cal hidráulica. 116

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* Mortero para particiones y cerramientos con cal hidráulica. * Estabilización de suelos con cal hidráulica, con objeto de disminuir la susceptibilidad al agua del suelo o aumentar su resistencia, para su uso en la formación de explanadas. * Componentes de pintura a la cal. * Revestimientos exteriores decorativos (con dibujos y colores: esgrafiados). 4.3. Aplicaciones del cemento 4.3.1. Aplicaciones según el tipo de obra o el tipo de elemento 1) Cementos recomendados para hormigones a emplear en aplicaciones de tipo estructural.

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1.1. Cementos recomendados para aplicaciones genéricas de tipo estructural.

(*) En el caso de grandes volúmenes de hormigón en masa. (**) Dentro de los indicados son preferibles los de alta resistencia inicial. (***) La inclusión de los cementos CEM II/A-V, CEM II/A-P y CEM II/A-M (V-P) como utilizables para la aplicación de hormigón pretensado, es coherente con la posibilidad, contemplada en la EHE, de utilización de adición al hormigón pretensado de cenizas volantes en una cantidad no mayor del 20 % del peso de cemento. (****) Para esta aplicación son recomendables los cementos con bajo contenido en alcalinos o aquellos citados en la tabla.

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1.2. Cementos recomendados para aplicaciones específicas de tipo estructural.

También pueden emplearse los cementos tipo CEM I, cuando se añada una adición al hormigón en cantidad suficiente, compatible con las exigencias del proyecto. Se recomienda que los cementos a utilizar sean de clase resistente baja (32,5), así como tener en cuenta, especialmente, el calor de hidratación, por lo cual, con carácter general, la utilización de cementos con característica adicional de bajo calor de hidratación y de muy bajo calor de hidratación resultan aconsejables.

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- Cementos recomendados para obras hidráulicas distintas de las presas.

1.3. Cementos recomendados en determinadas circunstancias de hormigonado.

1.4. Cementos recomendados según las diferentes clases de exposición.

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2) Cementos recomendados para hormigones a emplear en firmes de carreteras, de puertos y de aeropuertos.

(*) Cuando la agresividad del suelo, debido a la presencia de sulfatos, lo requiera, es necesario utilizar cementos con la característica adicional de resistencia a sulfatos (SR).

3) Cementos recomendados para hormigones a emplear en aplicaciones de tipo no estructural.

4) Cementos recomendados para morteros de albañilería.

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4.3.2. Aplicaciones según el tipo de cemento Cementos comunes (CEM) CEM I * * * *

Hormigones prefabricados. Hormigones de alta resistencia. Hormigones de desencofrado rápido. Hormigón pretensado y postensado.

CEM II * Mortero para enfoscados, revestimientos que no sean de color blanco. En estos últimos, deberían usarse los MC. * Hormigones armados en general de resistencia media. * Hormigones que requieran gran cantidad de cemento por m3 de hormigón. * Mortero de agarre, para hacer particiones, mamposterías, etc. (para unir ladrillos u otros materiales), mortero para revestimientos. En estos últimos, deberían usarse los MC. CEM III * Para ambientes agresivos que contengan sulfatos que puedan afectar al cemento o al hormigón. Zonas marítimas. CEM IV * Ambientes moderadamente agresivos, obras hidráulicas y vertederos sanitarios e industriales. CEM V * Para estabilización de suelos con objeto de disminuir la susceptibilidad al agua del suelo o aumentar su resistencia, para su uso en la formación de explanadas. * Como componente estructural en firmes de carretera. Para ello se emplean materiales tratados con cemento como el suelo-cemento y la gravacemento.

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* Hormigones para firmes de carreteras en pavimentos y bases. * Hormigón en grandes macizos como presas y obras que requieran compactación con rodillo Cementos de bajo calor de hidratación (LH) * Grandes macizos de hormigón. Cementos de albañileria (MC) * Mortero para enfoscados y revestimientos. * Morteros de agarre o de unión de materiales. * Morteros cola (es un mortero de agarre). Cementos aluminosos (CAC) * Hormigones y morteros refractarios en hornos. * Ambientes agresivos medios y obras marítimas. Cementos resistentes a los sulfatos (SR) * Hormigones en contacto con terrenos o aguas que contengan sulfatos. Cementos resistentes al agua del mar (MR) * Obras marítimas. Cementos blancos (BL) * * * *

Revestimientos blancos: revocos (también pueden ser de color gris). Relleno de juntas de alicatados y solados. Para fabricar baldosas de terrazo. En las pinturas al cemento, ya que uno de sus componentes es el cemento blanco. Se aplican en hormigones vistos o decorativos.

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5.- ENSAYOS 5.1. Yeso A continuación, se indican los ensayos más característicos en los diferentes tipos de yesos, así como el procedimiento general de cada ensayo. - Análisis químico. Los ensayos que se realizan para determinar las características químicas de una muestra son el de contenido de agua combinada, índice de pureza, contenido de sulfato cálcico semihidrato y PH. - Consistencia. Se trata de determinar que cantidad de yeso en kg es necesario amasar con 100 cm3 de agua para obtener una muestra con una consistencia establecida, cuando se deja la mezcla en reposo durante un tiempo determinado. - Resistencias a flexión y a compresión. Se fabrican probetas prismáticas de 160x40x40 mm con la relación agua/yeso determinada según el tipo de yeso. Para la flexión, se coloca una probeta sobre dos apoyos separados entre sí 150 mm y se aplica una carga central continua y creciente hasta que se produzca la rotura. La compresión se determina aplicando una carga continua y creciente a otra probeta hasta que ésta rompe. - Adherencia. Consiste en determinar la carga que es necesario aplicar para despegar una chapa metálica que se encuentra adherida a una muestra de pasta de yeso. - Finura de molido. Se hacen pasar las muestras de los diferentes tipos de yesos por los distintos tamices que nos determinan el tamaño de las partículas del yeso grueso, del yeso fino, del yeso de terminación, etc. -Tiempo de fraguado o período de trabajabilidad. Se determina preparando la pasta de yeso, colocándola en un molde y produciendo la

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penetración en la pasta de una aguja a intervalos de un minuto. Cuando la aguja no penetra hasta el fondo de la pasta, indica que ésta ha empezado a fraguar, determinándose el tiempo transcurrido desde la colocación de la pasta hasta ese momento, tiempo que indica el inicio del fraguado o el final del período en el que la pasta se puede trabajar. 5.2. Cemento En los cementos, se realizan dos tipos de ensayos: los ensayos de identificación y los ensayos complementarios. 5.2.1. Ensayos de identificación Se consideran ensayos de identificación aquéllos que permiten verificar el tipo, el subtipo y la clase de resistencia del cemento sometido a recepción y que quedan recogidos en el apartado A6.1. de la RC-08. Instrucción para la recepción de cementos, y que posteriormente se resumirán. Los métodos de ensayo serán los establecidos en las normas correspondientes citadas en las tablas de los Anejos 1 y 2 de la RC-08. Según el apartado A6.1. de la RC-08, los ensayos de identificación se distinguirán para cada tipo de cemento. En algunos tipos de cementos son los mismos ensayos y en otros cementos se establecen ensayos diferentes. Los ensayos de identificación que más frecuentemente se realizan en la mayor parte de los distintos tipos de cementos, son los siguientes: -

Resistencias mecánicas (a las edades de 7 y 28 días para clases resistentes 32,5 N, y a 2 y 28 días para el resto). Determinación de pérdida por calcinación. Determinación de componentes.

Además de los anteriores, otros ensayos de identificación, que se dan en otros tipos de cemento son: -

Ensayo de puzolanicidad a las edades de 8 ó 15 días. Determinación del calor de hidratación.

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5.2.2. Ensayos complementarios Se consideran ensayos complementarios aquéllos que permiten determinar el resto de las características del cemento sometido a recepción y que quedan recogidos en el apartado A6.2. de la RC-08. La determinación de las características se hará de acuerdo con las normas correspondientes citadas, para cada propiedad y tipo de cemento, en las tablas de los Anejos 1 y 2 de la RC-08. Los ensayos complementarios que más frecuentemente se realizan en la mayor parte de los distintos tipos de cementos, son los siguientes: -

Estabilidad de volumen. Tiempo de fraguado. Residuo insoluble. Contenido de sulfatos. Contenido de cloruros.

Además de los anteriores, otros ensayos complementarios, que se dan en otros tipos de cemento son: -

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Puzolanicidad. Determinación de álcalis. Determinación del óxido de aluminio. Determinación de sulfuros.

MATERIALES PÉTREOS AGLOMERADOS Y CONGLOMERADOS 1.- DEFINICIÓN Son aquellos materiales que se obtienen mezclando un material aglomerante o conglomerante, agua, otro elemento que puede ser un material pétreo, orgánico, etc., y aditivos y/o adiciones cuando sea necesario. Necesitan de un fraguado y un endurecimiento. Se les llama pétreos porque después del fraguado se quedan en estado petrificado, es decir, el producto final forma un todo uno, con cohesión, con forma dura y más o menos compacta. Los aglomerantes o conglomerantes que se usan son los vistos en el tema anterior: arcillas, cementos, cales y yesos. -

Material aglomerante o conglomerante: material que se presenta en polvo o semilíquido, en un saco o en un envase, que se mezcla con otros.

-

Material pétreo aglomerado o conglomerado: mezcla de todos los productos (agua y aglom. o congl. y otros) que una vez mezclados adquieren un estado sólido y petrificado.

2.- CLASIFICACIÓN 2.1. Pétreos aglomerados de arcilla 1. Adobes. Son prismas o ladrillos de tierra arcillosa, cal y paja cortada, ligeramente comprimidos y secados solo al aire. Se fabrican rústicamente con cualquier tierra arcillosa, excepto la muy arenosa, después de haberla cribado. Se colocan sobre fosos poco profundos, se amasan con consistencia de barro espeso con batideras o azadas y se les da forma con unos bastidores de madera comprimiéndolos ligeramente y enrasándolos finalmente con un listón o rasero.

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2. Tapiales. Son muros hechos con barro, en capas apisonadas y moldeadas directamente en el sitio de emplazamiento, entre unos tableros de madera. El barro no es preciso que sea tan graso como el de los adobes, y basta que contenga del 15 al 20% de arcilla, a la que se le suele añadir paja, arena, etc. 2.2. Pétreos conglomerados de yeso 1. Cartón-yeso o yeso laminado. Núcleo de yeso entre dos cartones multihoja de celulosa, análogo al tablero contrachapado de madera. La placa más sencilla es aquella que está formada por un alma de yeso y las láminas de celulosa a ambos lados. Las placas pueden tener los bordes rectos, redondeados, o achaflanados. Fig. 4.1. A partir de la placa sencilla se emplean otras variedades como la placa que tiene el alma de yeso reforzado con fibra de vidrio. Con las fibras de vidrio se aumenta considerablemente la resistencia al fuego y el aislamiento térmico además de tener la placa una mayor resistencia a tracción y a flexión. También se disponen placas que llevan adosadas en el dorso paneles de fibras de vidrio, lana de roca o poliestireno expandido, que mejoran considerablemente las propiedades aislantes. A veces, por una de las caras de las placas en vez de cartón multihoja se disponen láminas de aluminio, que actúan como barrera de vapor. Por combinación de dos o más placas sencillas se forman los paneles compuestos. Pladur: nombre de una marca comercial que fabrica placas de cartón-yeso o yeso laminado. Las placas sencillas de yeso laminado suelen tener una densidad aproximada de unos 800 kg/m3, y un peso por metro cuadrado de placa que varía según el espesor:

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Espesor en mm

Peso en kg/m2

10

7,5

13

10

15

12

20

17

Fig. 4.1. Placas de cartón-yeso o yeso laminado.

Dentro del yeso laminado, hay unos tipos de paneles, llamados paneles de “trillaje”, que son dos placas de cartón-yeso entre las que se dispone un trillaje o alma celular de cartón especial que rigidiza el conjunto. 2. Tableros de yeso armado. Es una plancha de yeso con una malla metálica fina de acero en su interior. Se usa cuando los falsos techos tienen que soportar algún peso.

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3. Mármol artificial. Para imitar al mármol se le añade al yeso alúmbrico laminillas de mica, mármol pulverizado y alabastro, obteniéndose un producto de similar apariencia que la piedra de mármol natural. 2.3. Pétreos conglomerados de cemento 1. Bloques de cemento u hormigón. Los de cemento están formados por un mortero que forma un bloque prefabricado. Los de hormigón igual pero fabricados con hormigón en vez de con mortero de cemento. Pueden emplearse en fábricas resistentes o en fábricas no resistentes. 2. Baldosas hidráulicas. Son placas obtenidas comprimiendo varias capas de morteros de diferentes dosificaciones en moldes metálicos. Son baldosas realizadas mortero de cemento, que lleva los mismos componentes que este, pero con diferentes tipos de arenas y cementos según las aplicaciones de las baldosas. Suelen tener tres capas, la base o soporte, la intermedia y la exterior. Se fabrican con los morteros de cemento una serie de pavimentos con características especiales de duración, dureza, aislamiento, etc. Los pavimentos de gran duración se preparan con morteros a partes iguales de cemento y carborundo en forma de arena, con granos de 2 a 5 mm. El carborundo es un carburo de silicio (CSi); obtenido en el horno eléctrico, es casi tan duro como el diamante. 3. Baldosas hidráulicas de terrazo. Son baldosas de mortero de cemento pero en este caso la capa exterior tiene áridos de colores que son de mármol de muy buena calidad con granos de 1 a 15 mm y piedras duras que admiten pulido. Según este tamaño, los terrazos pueden ser de grano grueso, medio o fino. Y con diferentes acabados lisos o en relieve. Los solados de terrazo no se realizan solo con baldosas prefabricadas, sino también con pavimentos hechos “in situ”, echando directamente la mezcla sobre el suelo y dejándola secar. 4. Adoquines de mortero de cemento u hormigón. De fabricación análoga a las baldosas, con la capa de rodadura de mortero rico, y más pobre la capa de relleno.

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La superficie sometida al desgaste a veces se refuerza con una armadura metálica constituida por varillas, empleando áridos de gran dureza como el cuarzo. 5. Morteros y hormigones. Son mezclas plásticas formadas por áridos, un conglomerante que es el cemento, agua, aditivos y/o adiciones. Se diferencian en varios aspectos sobre todo en el tipo de cemento y en los áridos, ya que el mortero solo lleva áridos finos o arenas y el hormigón lleva áridos gruesos, áridos finos y filler, y los cementos son de mejor calidad y más específicos en los hormigones. Otras diferencias que ya se verán son en la resistencia, en la dosificación, en el curado, en la compactación, en la colocación, etc. Con morteros y hormigones se pueden fabricar todo tipo de elementos, bien directamente “in situ”, es decir, fabricando el elemento directamente en la obra por medio de unos moldes o encofrados, o bien por medio de elementos prefabricados, que son aquellos que se elaboran en una industria y posteriormente se llevan y se montan en la obra. 6. Bordillos de hormigón en masa. Pueden tener una o dos capas. En el primer caso fabricados con un hormigón convencional pero con mayor cantidad de áridos finos o arenas y suelen ser los convencionales. Los segundos son de mayor calidad al tener una capa de acabado que reúne ciertas características no convencionales. 7. Celosías de cemento u hormigón. Al igual que las cerámicas, son piezas decorativas huecas con formas y figuras diversas. 8. Tejas de cemento u hormigón. Son elementos de cobertura con diferentes perfiles cuyo diseño puede permitir ensambles y solapes transversales y longitudinales. Los modelos son los mismos que las tejas cerámicas, sobre todo la mixta y la doble. 9. Bovedillas. Realizadas con diferentes tipos de morteros y hormigones, y de mayor peso y resistencia que las cerámicas. Para aligerar se emplean áridos ligeros, arlita, perlita, etc. de poca densidad, y también produciendo en el hormigón una serie de celdillas o huecos por procedimientos fisicoquímicos. 10. Fibrocemento. Es un material formado por un mortero de cemento, el cual tiene agua, cemento, fibras, minerales, y aditivos y/o adiciones, em-

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pleado en la fabricación de placas ligeras y rígidas, ampliamente utilizadas en construcción. Las placas de fibrocemento son impermeables y fáciles de cortar y de perforar. Se utilizan principalmente como material de acabado de cubiertas y para el recubrimiento de paramentos exteriores que deban protegerse de la lluvia, tuberías, bajantes, tuberías de saneamiento, desagües, placas sanitarias a la turca, macetas, jardineras, bebederos, chimeneas, ventiladores y remates. Es importante señalar que el fibrocemento ya no se fabrica con amianto. Las fibras de amianto son perjudiciales para la salud, es un producto cancerígeno y está totalmente prohibida su utilización. Solo se permite trabajar con amianto en trabajos de rehabilitación con amianto ya existente y tomando muchísimas medidas de seguridad, establecidas por Real Decreto. Actualmente, en la fabricación del fibrocemento, en vez de fibras de amianto, se emplean otras no dañinas como las fibras de vidrio o las de sílice.

3.- FORMAS COMERCIALES 3.1. Pétreos aglomerados de arcilla Adobes. Las dimensiones suelen ser de 40x30x10 o bien 46x23x13 cm. 3.2. Pétreos conglomerados de yeso 1. Cartón yeso. Se fabrican con un núcleo de yeso, que puede ser de yeso ordinario o yeso reforzado con fibra de vidrio, y dos laminas multihoja de cartón o papel fuerte, formando placas con espesores de 6,5, 10, 13, 15 y 19 mm. Las dimensiones corrientes son: 1,80 a 3,60 m de longitud, y 0,60 a 1,20 m de anchura. Fig. 4.2. Los paneles más sencillos que se emplean en construcción están formados por dos placas de cartón-yeso de 13 mm de espesor cada una y un hueco entre ellas, normalmente de espesor 46 mm, que a veces se rellena con otro material, que puede ser poliestireno expandido, lana de roca o fibra de vidrio. Las medidas son: 13-46-13 en mm, total 72 mm de espesor.

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Fig. 4.2. Panel de yeso laminado de 72/46 mm de espesor.

Por combinación de varios de estos paneles sencillos se diseñan otros compuestos de espesores variables, por ejemplo 98/46 mm, que tienen, por un lado, dos placas de 13 mm unidas por sus caras, un hueco o relleno de 46 mm y, por el otro lado, otras dos placas de 13 mm unidas por sus caras: 13 + 13+ 46 + 13 +13 = 98 mm de espesor.

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También se disponen placas sencillas que llevan en el dorso un panel de lana de roca, fibra de vidrio o poliestireno expandido. En estos casos, las placas suelen ser de 13 m de espesor y el panel suele ser de 20 a 40 mm, con espesor final del panel compuesto de entre 33 y 53 mm. Fig. 4.3

Fig. 4.3. Panel compuesto de placa de yeso laminado y panel de fibra de vidrio adosado en el dorso.

Los paneles de trillaje están formados por dos placas de yeso-laminado de 13 mm cada una y en su interior un alma de cartón rígido con espesor del alma entre 30-60 mm. El panel más sencillo tiene 66 mm de espesor y por combinación de varios de éstos se pueden formar paneles compuestos de mayor espesor. Fig. 4.4.

Fig. 4.4. Panel de yeso laminado con trillaje.

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Foto. 4.1. Ejemplos de placa simple de yeso laminado y panel de yeso laminado con trillaje.

2. Tableros de yeso armado. Se fabrican planchas de yeso con un mallazo de pequeño diámetro (Ø 2 - 2,5 - 3 mm) en su interior. Las planchas pueden tener estas medidas: Largo: 0,5 - 5 m Ancho: 0,5 - 2 m Espesor: 0,5 - 2 cm 3. Mármol artificial. El mármol artificial se comercializa en forma de planchas cuadradas, rectangulares, circulares o incluso poligonales, de multitud de medidas según los fabricantes y las aplicaciones. 3.3. Pétreos conglomerados de cemento 1. Bloques de cemento u hormigón. Pueden ser bloques macizos, perforados, aligerados y bloques huecos. (Fig. 4.5. y 4.6.). Las medidas son las mismas para todos. La diferencia entre unos y otros está en el volumen de huecos de la pieza: Macizos: volumen de huecos ≤ 25% del volumen total. Perforados: volumen de huecos > 25% y ≤ 50% del volumen total. Aligerados: volumen de huecos > 50% y ≤ 60% del volumen total. Huecos: volumen de huecos > 60% y ≤ 70% del volumen total. 135

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Medidas: largo A: 39; 49; 59 cm ancho B: 6,5; 9; 11,5; 14; 19; 24; 29 cm alto C 19 cm

Fig. 4.5. Tipos de bloques macizos de cemento u hormigón

Fig. 4.6. Tipos de bloques huecos de cemento u hormigón.

2. Baldosas hidráulicas. De dimensiones y formas variables: cuadradas, rectangulares, hexagonales, octogonales, desde 10 cm de lado hasta 50-60 cm. 10 x 10, 15 x 15, 20 x 20, 30 x 30, 40 x 40, 40 x 30, 40 x 60, etc. Con espesores de 1 a 3 cm, con espesor de la capa superior ≥ 0,5 cm. (Fig. 4.7., 4.8. y 4.9.). 136

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Normalmente, estos elementos se diseñan y normalizan desde los Ayuntamientos y CC.AA. por lo que en cada ámbito territorial se dispondrán diferentes modelos.

Fig. 4.7. Tipos de baldosas hidráulicas de 20x20 cm. Modelo Ayuntamiento de Madrid.

Fig. 4.8. Tipos de baldosas hidráulicas de 15x15 cm. Modelo Ayuntamiento de Madrid.

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Fig. 4.9. Tipos de baldosas hidráulicas empleadas en pasos de peatones. Modelo Ayuntamiento de Madrid.

Fig. 4.10. Tipos de baldosas hidráulicas de terrazo. Modelo Ayuntamiento de Madrid.

3. Baldosas hidráulicas de terrazo. De dimensiones y formas como las baldosas hidráulicas, con espesor de la capa superior ≥ 0,7 cm. (Fig. 4.10.). Los pavimentos de terrazo son solados hechos “in situ” construidos con unos reglones colocados de canto en dos direcciones perpendiculares formando cuadrados de 5 x 5 m, echando la mezcla sobre los mismos, enrasando y dejándola secar. Al final quedan unas losetas grandes de 5 x 5 m. 4. Adoquines de mortero de cemento u hormigón. De dimensiones semejantes a los adoquines de material pétreo. Se disponen varios tipos, con diferentes medidas, pero se distinguirán principalmente tres. Los adoquines tradicionales son aquellos que tienen forma de tronco de pirámide, con las aristas vivas o redondeadas, con radios variables (±1,5 cm). Sus medidas oscilarán de 18 a 20 cm en el largo y de 9 a 11 cm en el ancho. Su altura variará de 14 a 16 cm. Las dimensiones de las aristas de la cara inferior serán 5/6 de las correspondientes de la cara superior. Fig. 4.11. 138

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También se disponen otros adoquines con forma prismática recta, llamados rectangulares, y con dimensiones de 20x10x6 y 20x10x8 cm. Fig. 4.12. Otro tipo son los llamados “UNI”, que tienen forma más o menos prismática pero con entrantes y salientes y dimensiones de 22x11,2x6 y 22x11,2x8 cm. Fig. 4.12.

Fig 4.11. Adoquín troncopiramidal de mortero u hormigón con aristas redondeadas.

Fig 4.12. Adoquines rectangular y UNI de mortero u hormigón.

5. Morteros y hormigones. Además de los elementos que se mencionan en este apartado, se fabrican multitud de elementos con formas diferentes, que se verán en el tema de morteros y hormigones. 6. Bordillos de hormigón. Son iguales que los de granito pero de hormigón en masa. Fig. 4.13. y 4.14.

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Fig. 4.13. Tipos de bordillos empleados en separación de calzadas, aparcamientos y aceras. Modelo Ayuntamiento de Madrid.

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Fig. 4.14. Tipos de bordillos empleados en delimitación de isletas y alcorques. Modelo Ayuntamiento de Madrid.

7. Celosías de cemento u hormigón. Al igual que las piezas de cerámica, son piezas decorativas con formas variadas, de diversas medidas y configuración. Combinando varias piezas sencillas se obtienen formas compuestas que forman elementos completos. Fig. 4.15.

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Fig. 4.15. Distintos tipos de celosías de cemento.

8. Tejas de cemento u hormigón. Los modelos son los mismos que las tejas cerámicas, sobre todo la mixta y la doble, con sus medidas y dimensiones. Medidas en planta de 42 x 35 - 40 cm. Fig. 4.16. a y b.

a)

b)

Fig. 4.16. Tipos de tejas de cemento u hormigón. Fuente de la figura 4.16. a: Norma UNE 127100:1999. Código de práctica para la concepción y el montaje de cubiertas con tejas de hormigón. Fuente de la figura 4.16. b: Norma UNE 136020:2004. Código de práctica para el diseño y el montaje de cubiertas con tejas cerámicas.

9. Bovedillas. Las medidas son las mismas que las bovedillas cerámicas. Fig. 4.17.

Fig 4.17. Bovedilla de cemento.

10. Fibrocemento. Con el fibrocemento nos encontramos sobre todo tuberías y planchas onduladas y nervadas. Fig. 4.18. 142

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Las tuberías tienen los siguientes diámetros nominales: ID: 60, 80, 100, 120, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500 y 600 mm. Las planchas pueden ser onduladas y nervadas con estas dimensiones: Largo: 1,25 - 3,00 m Ancho: 1,00 - 2,00 m Altura de la cresta: > 5 cm

Fig. 4.18. Tipos perfiles utilizados en placas de fibrocemento.

4.- APLICACIONES 4.1. Pétreos conglomerados de yeso 1. Cartón-yeso. Las principales aplicaciones del yeso laminado consisten en la fabricación de planchas para la formación y construcción de particiones prefabricadas empleadas en separación de locales interiores. También se emplean paneles de yeso laminado en los techos en placas (falsos techos) que hacen que la altura del techo disminuya y se oculte la cara inferior del forjado o elemento superior, siendo los paneles aquellos elementos que se apoyan en unos perfiles metálicos. 143

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Los paneles de yeso reforzado con fibras de vidrio se emplean también en particiones y falsos techos, pero sobre todo en aquellas zonas donde sea necesaria una elevada protección frente al fuego y mayor resistencia a flexión. Igualmente, estas placas se emplean como elementos de protección de estructuras frente al fuego. También se emplean estos paneles en aislamiento acústico, contribuyendo también las fibras de vidrio a absorber las vibraciones producidas. Los paneles compuestos que llevan placas de cartón-yeso y en su dorso un panel de fibras de vidrio, poliestireno expandido o lana de roca, se emplean en hojas interiores de cerramientos o trasdosados de muros de fachadas, así como en cubiertas en las capas inferiores, para mejorar las características termoacústicas de los elementos. En zonas de humedad relativa elevada, se emplean placas de yeso laminado con una de las caras compuesta de láminas de aluminio en vez de cartón multihoja, con el fin de formar una barrera al paso del vapor. 2. Tableros de yeso armado. Los tableros de yeso armado se emplean en elementos que tiene que resistir cierta flexión, sobre todo en techos continuos (otro tipo de falsos techos), que tienen que soportar algún tipo de carga de pequeña magnitud. 3. Mármol artificial. El mármol, sea natural o artificial, tiene aplicaciones de tipo decorativo, empleándose en decoración de multitud de elementos. Sin embargo, hay que indicar, que el mármol artificial tiene menos peso y resistencia que el material pétreo natural, por lo que es muy importante tener en cuenta que si se emplea este tipo, aunque sea por decoración, no se pueden poner sobre él elementos de cierto peso, ya que podrían producir su rotura. 4.2. Pétreos conglomerados de cemento 1. Bloques de cemento u hormigón. Sus principales aplicaciones son en muros y en cerramientos, predominando los bloques huecos o huecos ciegos, perforados o aligerados, para contribuir a un mayor aislamiento. Los bloques macizos se suelen emplear más cuando se trata de una fábrica resistente, es decir, que los propios bloques forman parte de un elemento que está diseñado para resistir cargas. Fig. 4.19.

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A veces se hacen muros o fábricas armadas, es decir, entre los bloques se meten unas barras de acero, las armaduras. Fig. 4.20.

Foto 4.2. Muro realizado con bloques huecos de hormigón.

Fig. 4.19. Fábrica con bloques aligerados de hormigón.

Fig. 4.20. Fábricas armadas realizadas con bloques aligerados y perforados de hormigón.

2. Baldosas hidráulicas. Las baldosas hidráulicas de mortero de cemento tienen multitud de aplicaciones. Con frecuencia se suelen ver en la mayor parte de las aceras de la vía pública, y también en zonas peatonales. 145

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Se suelen emplear en construcciones a la intemperie, y no se emplean en interiores de viviendas. También se emplean en pavimentos industriales, combinando el mortero de cemento con resinas plásticas. Otra aplicación es en recintos húmedos, donde se requieren pisos no absorbentes y de fácil limpieza.

Foto 4.3. Baldosas hidráulicas Tipo I y Tipo III en junta de dilatación. Modelo Ayuntamiento de Madrid.

Foto 4.4. Baldosas hidráulicas Tipo I, Tipo III y Tipo VI en zona de paso de peatones. Modelo Ayuntamiento de Madrid.

3. Baldosas hidráulicas de terrazo y pavimentos terrazo. Sus aplicaciones suelen ser muy parecidas a las baldosas hidráulicas corrientes. Sin embargo, son recomendables en pavimentos que estén sometidos a mucho desgaste o erosión por rozamiento. 146

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Estas baldosas a veces se emplean en interiores, por tener mayor resistencia superficial y por mejorar en gran medida el aspecto estético frente a las baldosas hidráulicas ordinarias.

Foto 4.5. Baldosas hidráulicas de terrazo. Modelo Ayuntamiento de Madrid.

4. Adoquines de mortero de cemento u hormigón. Los adoquines se colocan en zonas urbanas, en calzadas, zonas de aparcamiento, zonas peatonales y aceras. En calzadas se busca una disminución de la velocidad del tráfico y una menor circulación. A veces, se colocan en zonas de aparcamiento para diferenciarlas de las zonas de circulación de vehículos que llevan otro tipo de pavimento.

Foto. 4.6. Adoquines rectangulares de cemento u hormigón en formación de acera.

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5. Morteros y hormigones. Los morteros y hormigones tienen muchísimas aplicaciones y dado que en el siguiente tema se tratarán estos materiales se indicarán las aplicaciones de los mismos. 6. Bordillos. Los bordillos de hormigón tienen las mismas aplicaciones que los bordillos de material pétreo. Sus aplicaciones fundamentales son las de separación de calzadas con aparcamientos, separación de calzadas con aceras, separación de aceras con aparcamientos, delimitación de aceras con zonas de parcelas y zonas verdes o terrizas, delimitación de aceras con alcorques, delimitación de isletas en calzadas, etc.

Foto 4.7. Bordillos de hormigón y granito. Modelos Ayuntamiento de Madrid.

Foto 4.8. Bordillos de hormigón Tipo III, en construcción de urbanización. Modelos Ayuntamiento de Madrid. 148

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Foto 4.9. Bordillos de hormigón Tipo VI, en formación de alcorque. Modelo Ayuntamiento de Madrid.

7. Celosías de mortero de cemento u hormigón. Estos elementos se suelen emplear en cerramientos para separación y protección del sol y de las vistas. También para delimitar zonas de tendederos en cocinas y zonas de patios tanto interiores como exteriores.

Foto 4.10. Celosías de mortero de cemento.

8. Tejas de cemento u hormigón. Estas tejas tienen sus únicas aplicaciones en formación de tejados, sobre todo en aquellas zonas geográficas que por su localización (zonas costeras, de montaña, etc.) se encuentra expuestas a condiciones meteorológicas adversas con vientos fuertes, lluvias intensas, nieve, etc. Son tejas más pesadas que las cerámicas, aunque se pueden emplear morteros y hormigones aligerados para disminuir el peso de las mismas. 149

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9. Bovedillas. Las bovedillas de cemento u hormigón se emplean en forjados unidireccionales. Tienen mayor resistencia que las bovedillas cerámicas y, además de su función principal que es la de relleno del forjado, que serían bovedillas aligerantes, también pueden colaborar en parte en la función portante contribuyendo, aunque sea en poca medida, en la resistencia del mismo, y en este caso serían bovedillas colaborantes.

Foto 4.11. Bovedilla de mortero de cemento u hormigón.

10. Fibrocemento. Este material se utiliza principalmente como material de acabado de cubiertas y para el recubrimiento de paramentos exteriores que deban protegerse de la lluvia. También se aplica en canalones y en piezas especiales: chimeneas, sombreretes, claraboyas y piezas para ventilación. Otras aplicaciones son en tuberías, bajantes, tuberías de saneamiento, desagües, placas sanitarias a la turca, macetas, jardineras, bebederos, recipientes, depósitos, chimeneas, ventiladores y remates.

5.- ENSAYOS 5.1. Pétreos conglomerados de yeso •

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En las placas de yeso laminado se realizan principalmente los ensayos de densidad, resistencia a flexión (carga de rotura a flexión), deformación bajo carga, absorción de agua y dureza superficial.

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5.2. Pétreos conglomerados de cemento •

Los bloques de cemento u hormigón se ensayan a compresión cortándolos en dirección perpendicular a su longitud y se superponen uniéndoles con una ligera capa de cemento o mortero para formar un cubo. Se hace constar la sección y la carga total que produce la rotura.

•

Las tejas se ensayan a la flexión apoyándolas en sus dos bordes y cargándolas de un modo continuo hasta su rotura. El ensayo de permeabilidad de las tejas se hace colocando una cubeta y cargándola con una columna de agua de 5 cm, no debiendo soltar agua antes de dos horas.

•

En los tubos de cemento u hormigón, para determinar la presión interna, se tapan de forma adecuada sus extremos y se introduce agua que se comprime mediante un acumulador de presión hasta que se produce la rotura. Otro ensayo es el de rotura, para lo cual se introduce el tubo en una prensa y se le somete a una carga hasta que rompe.

•

En cuanto a las baldosas hidráulicas, la forma, aspecto, uniformidad de tono, en su caso, y la fractura, deben ser cuidadosamente examinados. En cuanto a ensayos tecnológicos, las UNE EN correspondientes fijan y describen los métodos operatorios para investigar la densidad, el coeficiente de absorción, el desgaste por rozamiento, la heladicidad, la permeabilidad y la resistencia a flexión de estos materiales.

•

En el fibrocemento, hay que destacar los ensayos sobre planchas y tubos. En las planchas el ensayo fundamental es el de resistencia a flexión (carga de rotura por flexión). En las tuberías interesa determinar el comportamiento de estos materiales en cuanto a permeabilidad, absorción, heladicidad, resistencia al calor, presión interna y carga de rotura.

151

Materiales pétreos aglomerados y conglomerados

6.- PROCEDENCIAS En este tema aparecen figuras que se han extraído de otros textos. Concretamente, las figuras y los textos de procedencia son los siguientes:

152

-

Figura 4.16. a, que se ha extraído del texto: “Norma UNE 127100:1999. Código de práctica para la concepción y el montaje de cubiertas con tejas de hormigón”. AENOR.

-

Figura 4.16. b, que se ha extraído del texto: “Norma UNE 136020:2004. Código de práctica para el diseño y el montaje de cubiertas con tejas cerámicas”. AENOR.

MORTEROS Y HORMIGONES 1.- DEFINICIONES Y GENERALIDADES Mortero: mezcla compuesta por un material conglomerante o aglomerante (no tiene por qué ser cemento), cargas minerales inertes, naturales o artificiales, agua, aditivos y/o adiciones, en su caso. Hormigón: mezcla de un material conglomerante, que siempre es el cemento, árido grueso (grava y gravilla), árido fino (arena), algo de finos, agua, aditivos y/o adiciones, en su caso. También hay que saber diferenciar los siguientes conceptos: Pasta: material aglomerante o conglomerante, agua, y, en su caso, aditivos y/o adiciones. Lechada: pasta con bastante agua y, en su caso, aditivos y/o adiciones. Es importante señalar, que hay muchos conglomerantes o aglomerantes que ya vienen con el aditivo añadido, y otros que no, en cuyos casos habrá que tenerlo en cuenta a la hora de establecer los componentes del mortero, hormigón, pasta o lechada. 1.1. Morteros Los componentes de los morteros deben tener ciertas características para ser utilizados como tales. A continuación se indican algunas especificaciones de los mismos. Conglomerantes o aglomerantes. Como conglomerantes o aglomerantes se emplean cemento, yeso, cal, cemento-cola, pegamento-cola y bases orgánicas. 153

Morteros y hormigones

Cargas minerales. En los morteros las cargas minerales suelen ser las arenas (excepcionalmente gravilla). En los morteros, las arenas son partículas de tamaño inferior a 2 mm y superior a 0,063 mm, aunque se puede también establecer la clasificación de las arenas para el hormigón que las establece como partículas de tamaño inferior a 4 mm y superior a 0,063 mm (EHE-08). Como arenas se pueden utilizar las arenas naturales, rocas trituradas, escorias siderúrgicas adecuadas, así como cualquier material que se adapte a lo dispuesto en la vigente Instrucción de Hormigón Estructural (EHE-08). Son materiales inertes, naturales o artificiales, que no participan en el fraguado y endurecimiento, pero sí en las propiedades físicas y químicas del mortero endurecido. Aguas. En general, podrá utilizarse cualquier tipo de agua potable para el amasado del mortero. Las aguas que no sean potables deben cumplir con las condiciones de la norma UNE EN correspondiente, condiciones ya comentadas en el tema de aglomerantes y conglomerantes. Aditivos. Son sustancias o productos, en estado sólido o líquido, que incorporadas al mortero antes de, o durante el amasado (o durante un amasado adicional), en una proporción inferior al 5% del peso del conglomerante, producen la modificación deseada, en estado fresco y/o endurecido, de alguna de sus características, propiedades habituales o comportamiento. Adiciones. Son sustancias o productos que se añaden al mortero en proporciones superiores al 5% del peso del conglomerante, con el fin de modificar alguna de sus características, propiedades o comportamiento, en estado fresco y/o endurecido. Deben cumplir con las especificaciones de las Normas UNE EN. 1.2. Hormigón Los componentes del hormigón deben tener ciertas características, tal y como establece la EHE-08. A continuación, se indican las más importantes.

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

Conglomerante. Tipos de cemento según el tipo de hormigón: Tipo de hormigón

Tipo de cemento Cementos comunes

Hormigón en masa

Cementos para usos especiales

Hormigón armado

Cementos comunes

Hormigón pretensado

Cementos comunes de los tipos CEM I y CEM II/A-D

Áridos. Los áridos en el hormigón son el árido grueso y el árido fino. Aparte de la composición, procedencia, naturaleza, etc., la clasificación de estos áridos se establece en el tamaño. En los áridos se permite la presencia de finos, con un contenido máximo según la EHE-08. Se entiende por arena o árido fino, el árido o fracción que pasa por un tamiz de 4 mm de luz de malla (tamiz 4 UNE EN 933-2:1996), y por grava o árido grueso, el que resulta retenido por dicho tamiz. Para el hormigón, según la EHE-08: - Árido grueso (grava y gravilla): ≥ 4 mm - Árido fino (arena): < 4 mm y ≥ 0,063 mm - Finos: < 0,063 mm Árido grueso:

grava: gravilla:

≥ 20 mm ≥ 4 mm y < 20 mm

Árido fino:

arena gruesa: ≥ 2 mm y < 4 mm arena fina: ≥ 0,063 mm y < 2 mm

Finos: son muy importantes. Están en poco cantidad y acompañando a los otros áridos. Hay que recordar que según la mecánica del suelo: Grava: Arena: Limos: Arcilla:

≥ 2 mm < 2 - 0,063 mm < 0,063 - 0,002 mm < 0,002 mm 155

Morteros y hormigones

Aguas. En general podrá utilizarse cualquier tipo de agua potable, tanto para el amasado del hormigón como para su curado, siempre que cumpla con lo prescrito en la vigente Instrucción de Hormigón Estructural (EHE-08), basándose en la Norma UNE EN. Las aguas que no sean potables deben cumplir con las condiciones de dicha norma, ya comentadas en el tema de aglomerantes y conglomerantes. Aditivos. Se entiende por aditivos aquellas sustancias o productos que, incorporados al hormigón antes del amasado (o durante el mismo o en el transcurso de un amasado suplementario) en una proporción no superior al 5% del peso del cemento, producen la modificación deseada, en estado fresco o endurecido, de alguna de sus características, de sus propiedades habituales o de su comportamiento. Tipos: -

-

-

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Modificadores de fraguado y endurecimiento: impiden, retardan o aceleran el fraguado y endurecimiento del hormigón y se les llama inhibidores, retardadores o aceleradores. Reductores de agua o plastificantes: disminuyen el contenido de agua de un hormigón para una misma trabajabilidad o aumentan la trabajabilidad sin modificar el contenido de agua, sin disminuir la resistencia. Reductores de agua de alta actividad o superplastificantes: disminuyen significativamente el contenido de agua de un hormigón sin modificar la trabajabilidad o aumentan significativamente la trabajabilidad sin modificar el contenido de agua, sin perjudicar la resistencia. Inclusores de aire o aireantes: aumentan la resistencia a las heladas del hormigón endurecido. Producen en el hormigón un volumen controlado de finas burbujas de aire, uniformemente repartidas, para mejorar su comportamiento frente a las heladas. Impermeabilizantes: aunque el hormigón bien compactado es impermeable, se emplean en hormigones en contacto con agua. Anticongelantes: disminuyen el punto de congelación del agua hasta -10, -15ºC. Aditivos para el bombeo. Aditivos para proyección. Aditivos para inyección. Colorantes. Generadores de gas y de espuma: para hacer el hormigón más ligero.

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-

Multifuncionales: modifican más de una de las funciones principales definidas con anterioridad.

Adiciones. Son sustancias o productos que se añaden al hormigón en proporciones superiores al 5% del peso de cemento, con el fin de modificar alguna de sus características, propiedades o comportamiento, en estado fresco y/o endurecido. Deben cumplir con las especificaciones de las Normas UNE EN. Según la EHE-08, en el hormigón se emplearán únicamente como adiciones las cenizas volantes y el humo de sílice, y solo en el momento de su fabricación. En el hormigón pretensado solo se puede emplear el humo de sílice, y en ningún caso las cenizas volantes. 1.3. Propiedades de los morteros y hormigones Estado fresco Docilidad o trabajabilidad. Facultad de ser manejado, transportado y colocado fácilmente sin que pierda homogeneidad. Consistencia. Facilidad para deformarse, plasticidad. Homogeneidad. Es la cualidad por la cual los diferentes componentes del hormigón o del mortero aparecen regularmente distribuidos por toda su masa, por encontrarse correctamente amasado, cuidadosamente transportado y adecuadamente colocado en obra. Peso específico. Es el cociente entre el peso (p) en kgf y el volumen (v) en m que ocupa el mortero fresco o el hormigón cuando se introduce y compacta en un recipiente de una capacidad dada. 3

Trabazón y compactabilidad. Resistencia que pone un hormigón fresco o mortero a disgregarse por la acción de vibraciones o golpes recibidos durante su transporte y vertido en obra. Grado de unión o ligazón sin huecos en su masa. Comportamiento frente a temperaturas extremas. En tiempo de heladas no fragua debido a que el agua se congela, y en tiempo muy caluroso el agua

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Morteros y hormigones

se evapora muy rápido y se pierde resistencia, se producen fisuras y aumento de retracción. Contenido de aire. Es la cantidad de aire contenida en un volumen determinado, expresada en %. Estado endurecido Durabilidad. Es el tiempo durante el cual el mortero u hormigón cumple con la función para la que fue colocado, en definitiva es su «vida útil». Debe conservar durante su vida de servicio prevista y hasta el final de la misma un coeficiente de seguridad de valor aceptable. En cualquier caso, la «durabilidad» está íntimamente relacionada con la resistencia. Compacidad. El nivel de unión o apretamiento de los componentes con la menor cantidad de poros. Peso específico. En los morteros varía entre 1,75-2,25 t/m3, mientras que en el hormigón en masa tiene un valor de 2,2 t/m3, y en los hormigones armados y pretensados unas 2,5 t/m3. Permeabilidad al agua y absorción de agua. La permeabilidad es la propiedad que permite la entrada dentro del material de agua o líquidos. Un mortero u hormigón es permeable cuando se producen microporos en su masa, debidos a una pérdida de agua de forma indebida durante el amasado, o cuando no tiene la compactación adecuada y se producen “canalillos de comunicación con el exterior”. Respecto a la absorción, sobre todo en elementos expuestos a la intemperie. Deformabilidad. Modificación de las medidas o dimensiones en el material, por medio de giros y/o desplazamientos. Características mecánicas. Resistencias a tracción y compresión. Son variables dependiendo de los tipos de morteros y hormigones. Por lo general, elevadas resistencias mecánicas indican una buena calidad. La resistencia a compresión de los morteros es variable. El hormigón por sí solo, resiste muy bien a compresión, y es la característica más importante del hormigón endurecido. En cambio, por sí solo, resiste muy poco a tracción y por ello se arma con armaduras, para resistir mejor la tracción.

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Adherencia o resistencia de unión. Capacidad para pegarse o juntarse a otros materiales y mantenerse unido. La adherencia dependerá en gran medida del tipo y características de los materiales a unir así como del soporte donde vaya a colocarse la mezcla plástica. Resistencia a la abrasión. Indica la dureza superficial y por tanto la resistencia al desgaste. Conductividad térmica. Indica la cantidad de calor que pasa a través del material en un período de tiempo. Importante en el hormigón, sobre todo cuando tenga la finalidad de aislar térmicamente.

2.- TIPOS Y CLASIFICACIÓN 2.1. Morteros Se clasifican según la naturaleza del conglomerante o aglomerante. Pueden ser simples, cuando llevan solo un aglomerante o conglomerante, o mixtos, cuando llevan dos o más. Mortero de cemento (simple): arena, agua, cemento y aditivos. Mortero de cal (simple): igual, pero en vez de cemento, cal. Mortero de yeso (no se usa, se emplea la pasta de yeso). Cemento y cal hidráulica (mixtos o bastardos): arena, agua, aditivos y dos conglomerantes que son cemento y cal. • Yeso y cal hidráulica (mixtos o bastardos): igual pero con yeso y cal. • Yeso y cal grasa (mixtos o bastardos). • Morteros- cola (mixtos o bastardos). Tipos: - Morteros cola a base de cemento (cemento-cola): cemento, árido fino, aditivos orgánicos (caucho, resinas), agua y otros aditivos. - Morteros-cola de bases orgánicas (pegamento-cola) (no se consideran morteros en sí): base adhesiva (gomas naturales o sintéticas, resinas), líquidos orgánicos y aditivos variados. • • • •

2.2. Hormigones • Hormigón en masa: el que tiene áridos, agua, cemento, aditivos y/o adiciones.

159

Morteros y hormigones

• Hormigón armado: hormigón en masa que en su interior lleva unas barras de acero (armaduras). • Hormigón pretensado o postensado: hormigón armado con las armaduras sometidas a una tensión o estiramiento. • Hormigón ciclópeo: hormigón en masa o armado, con áridos gruesos > 25 cm. • Hormigón centrifugado: hormigón en masa o armado, fabricado por un proceso de certificación. • Hormigón continuo o discontinuo: hormigón con áridos de granulometría continua o discontinua. • Hormigones especiales. Hay muchos tipos. Algunos de ellos son: 1- Hormigones ligeros: suelen ser hormigones en masa, pero en algunos casos pueden ser armados. Tienen baja densidad, menor de 2,0 g/cm3 y elevada porosidad. Se usan para aislamiento térmico, en particiones, cerramientos, etc. 2- Hormigones de alta resistencia: aquellos cuya resistencia a comprensión es mayor de 50 N/mm2. 3- Hormigones refractarios, aquellos que soportan elevadas temperaturas. 4- Hormigones pesados, aquellos que tienen una densidad mayor de 2,8 g/cm3, usados normalmente para protección de radiaciones nucleares. 5- Hormigones reforzados interiormente con fibras vegetales, sintéticas, de plástico, de vidrio, etc. 6- Hormigones impregnados con polímeros. 7- Hormigón proyectado: hormigón en masa que se coloca mediante proyección con una máquina. 8- Otros hormigones.

3.- FABRICACIÓN 3.1. Morteros 3.1.1. Manual -

160

YESO: tarda poco en fraguar. Normalmente ya viene el aditivo mezclado con el yeso para retrasar un poco el fraguado. Si no viene el retardador se le puede añadir aparte, o simplemente no echarlo. Su fabricación consiste en:

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1- Se coloca una artesa o una gaveta. Se echa el agua y a continuación se espolvorea el yeso, que debe cubrir todo el agua más un poquito. 2- Después se amasa con la paleta, dando varias vueltas en los dos sentidos. -

CAL Y CEMENTO: la superficie donde se hace debe estar seca porque si está húmeda se absorbe parte del agua del soporte. Su fabricación consiste en: 1- Se coloca una artesa o una gaveta. Se mezcla con la paleta la arena y el conglomerante (en seco) hasta que adquiera un color homogéneo. 2- Se realiza un montoncito. 3- Se practica una corona o agujero en la parte superior. 4- Se añade el agua por la corona. 5- Se remueve con la paleta describiendo arcos de círculo con movimiento de vaivén, remolino, círculo en ambos sentidos.

3.1.2. Mecánica Se realiza en amasadoras, mezcladoras y centrales de amasado. - YESO: tiempo de amasado 1 - 1’5 min. 1- Se echa el agua (toda). 2- Se añade el yeso en polvo. - CAL Y CEMENTO: tiempo de amasado 1 - 1’5 min. 1234-

Se echa la mitad del agua. Cemento y arena simultáneamente. Se añade el resto de agua gradualmente, poco a poco. Si lleva aditivos se añaden al final o también junto con el cemento y la arena (a veces los aditivos ya vienen mezclados con el cemento en polvo por lo que no habría que echarlos).

161

Morteros y hormigones

Las amasadoras o mezcladoras se emplean para fabricar pequeñas cantidades de mortero. Las centrales de amasado de mortero son instalaciones grandes colocadas en la propia obra, que fabrican grandes cantidades de mortero, similares a una central de hormigonado pero en vez de con hormigón, con mortero. Fabrican el mortero igual que las amasadoras.

Foto 5.1. Central de amasado de mortero instalada a pie de obra.

3.2. Hormigón Generalmente el amasado es a máquina. La fabricación del hormigón se puede realizar de las siguientes formas: 1- Amasadoras u hormigoneras, para pequeñas cantidades “in situ”. 2- Centrales de hormigonado, para grandes cantidades “in situ”. 3- Plantas de hormigonado (fijas), para grandes cantidades, luego se transporta el hormigón en un camión hormigonera. El procedimiento en todos los casos es el siguiente: 162

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1º- Se añade la mitad del agua. 2º- Cemento, arena, finos y aditivos, todo a la vez. 3º- Grava. 4º- Resto del agua gradualmente, poco a poco.

Foto 5.2. Amasadora móvil haciendo el vertido del hormigón amasado en bañera para su transporte al lugar de colocación.

Centrales de hormigonado. Son grandes instalaciones para fabricar el hormigón “in situ” a pie de obra. Se montan directamente en obra y al finalizar todo el hormigonado se desmontan. Sus componentes principales son: -

Silos o depósitos de cemento, áridos, agua, aditivos y/o adiciones. Dosificador o báscula de cemento, áridos, agua, aditivos y/o adiciones. Hormigonera o amasadora. Central de control y producción.

El tiempo de amasado en la central o planta de hormigonado es de 1’15’’ más otro tiempo que depende del volumen de mezcla que cabe en el tambor de la amasadora. Este tiempo aumenta 15’’ por cada 400 litros de más a partir de 750 litros de capacidad del tambor de la hormigonera. Ejemplo: Volumen del tambor = 0,75 m3, tiempo de amasado 1’15’’. Volumen del tambor = 1,00 m3, tiempo de amasado 1’30’’. 163

Morteros y hormigones

Volumen del tambor = 1,50 m3, tiempo de amasado 1’45’’. Tiempo máximo 2’. Plantas de hormigonado. Tienen los mismos componentes que las centrales de hormigonado, aunque tienen mayor volumen y ocupan más espacio. Son instalaciones fijas, que fabrican el hormigón y posteriormente lo trasladan a la obra mediante camiones hormigonera. El tiempo de transporte debe ser el menor posible, ya que lo ideal es colocar el hormigón en obra nada más fabricarlo. Estos camiones hormigonera tienen capacidades de 6, 8, 10, 12, 16 y 20 m3, suele ser frecuente el de 8 m3. Dado que si el hormigón se pide en planta hay que emplear un tiempo en transportarlo, estos camiones durante el traslado también amasan el hormigón para evitar que pierda ciertas propiedades. No obstante, se puede esperar un cierto tiempo desde que el hormigón se fabrica hasta que se coloca, que como máximo debe ser una hora en verano y dos en invierno. En cualquier caso, la amasadora del camión debe girar hasta justo antes de colocarlo en obra.

Fig. 5.1. Vista de parte de una planta de hormigonado fija, con sus depósitos de cemento y la amasadora en el centro.

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

Foto 5.3. Vista de parte de una planta de hormigonado fija, con sus depósitos de cemento y dosificadores de áridos.

Foto 5.4. Camión hormigonera. En la foto de la izquierda se observa el tubo de salida del hormigón desde la amasadora del camión.

4.- DOSIFICACIÓN La dosificación de morteros y hormigones consiste en determinar las cantidades de los componentes del material que se quiere fabricar. 4.1. Morteros Se suelen establecer dosificaciones en peso y en volumen.

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Morteros y hormigones

La dosificación de un mortero establece las proporciones en peso o en volumen de los componentes respecto del conglomerante o aglomerante: - Si solo hay un conglomerante: 1 : 2 : 0,5 1 → conglomerante 2 → arena 0,5 → agua Significa que por cada volumen o por cada peso de conglomerante necesitamos 2 veces más de arena y 0,5 más de agua (no significa que por cada litro o kilo de conglomerante necesitemos 2 de arena y 0,5 de agua). El agua a veces no aparece y hay que determinarla. 1:2 1 2

→ conglomerante → arena

- Si hay dos conglomerantes: 1:2:2 1 2 2

→ conglomerante principal → conglomerante secundario → arena

Y no aparece el agua. 4.1.1. Dosificaciones aproximadas para morteros y pastas 1- Pasta de yeso: * 50% agua para el yeso negro; 60-70 % agua para el yeso blanco. * Yeso negro: 850 kg yeso y 600 l agua por m3 de pasta de yeso negro. * Yeso blanco: 810 kg yeso y 650 l agua por m3 de pasta de yeso blanco.

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

2- Morteros de cal grasa: * Enfoscados: 1:2, 1:3. * Revocos: 1:1. 3- Morteros de cal hidráulica: * Enfoscados: entre 500-1000 Kg. cal/m3 arena. * Rellenos: 400-600 Kg. cal/m3 arena. * Obras de fábrica: 300-400 Kg. cal/m3 arena. 4- Morteros de cemento: * Morteros para solados y pavimentos: 1:6. * Mortero para enfoscados y obras de fábrica: 1:4 (mamposterías, muros de ladrillo). * Revocos: 1:2 en morteros impermeables. * Rellenos de juntas y grietas: 1:1. 4.1.2. Cálculo de volúmenes cuando nos den la dosificación en volumen Necesitamos: -

Dosificación en volumen → cong : ar : w Densidades de los componentes:

dcong → densidad conglomerante dar → densidad arena dw → densidad agua DM → densidad mortero resultante -

El rendimiento de la mezcla es:

-

Fórmula del rendimiento

-

Volumen de cada componente:

167

Morteros y hormigones

Y estas cantidades son siempre por m3 de mortero. Ejemplo Hallar los volúmenes necesarios de cemento, arena y agua para preparar 1 m3 de mortero cuya dosificación en volumen es 1 : 4 : 0,75. Determinar también el peso de cada componente, así la dosificación o proporción en peso. -

1 : 4 : 0,75

-

dcong = 1,30 t/m3 dar = 1,65 t/m3 dw = 1,00 t/m3 DM = 2,25 t/m3

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

Para hallar el peso de cada componente simplemente multiplicamos por su densidad: Pcong = dcong ∙ Vcong = 1,30 t/m3 ∙ 0,179 m3 = 0,233 t cemento / m3 mortero Par = dar ∙ Var = 1,65 t/m3 ∙ 0,715 m3 = 1,180 t arena / m3 mortero Pw = dw ∙ Vw = 1,00 t/m3 ∙ 0,134 m3 = 0,134 t agua / m3 mortero La dosificación en peso sería: cong = 1 ar =

w=

Pw 0,134 = = 0,58 Pcong 0,233

1 : 5,06 : 0,58 Para resumir diremos que para calcular cantidades, el cemento y la arena se obtienen en peso, mientras que el agua se obtiene en volumen: 0,233 t cemento / m3 mortero 1,180 t arena / m3 mortero 134 litros agua / m3 mortero Cuando nos dan la dosificación sin el agua, hay que determinar el porcentaje en peso de agua respecto del total de la mezcla. En los morteros el porcentaje de agua varía desde el 8% en un mortero seco hasta el 20% en un mortero muy fluido. Por ejemplo, dosificación 1:3. El % de agua nos lo dan o lo fijamos nosotros. Agua =12%. → (cong + ar) ∙ 0,12 → (1 + 3) ∙ 0,12 = 0,48

169

Morteros y hormigones

Y la dosificación sería

1 : 3 : 0,48

4.1.3. Cálculo de pesos cuando nos den la dosificación en peso Necesitamos: -

Dosificación en peso →

cong : ar : w

-

DM → densidad mortero resultante

-

Peso de cada componente:

Si una vez hallados los pesos de cong, ar y w, quisiéramos hallar sus volúmenes, solo tendríamos que dividir cada peso entre su densidad:

4.2. Hormigones También se puede hacer en volumen y en peso (más preciso). Normalmente, se determinan el cemento y los áridos en peso y el agua en volumen. Se establece la dosificación por m3 de hormigón.

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

Métodos de dosificación 1- Basados en la cantidad de cemento (es el dato de partida): son los más utilizados. Se establecen los Kg. de cemento por m3 de hormigón. Los métodos que más se utilizan son los de: A) Fuller B) Bolomey C) Faury A partir de este dato y de la granulometría de los áridos del hormigón (grava, gravilla, arena, finos), se establecen los pesos de los diferentes áridos, así como la cantidad de agua. De forma aproximada, para fabricar 1 m3 de hormigón se necesitan: -

1500 kg de grava-gravilla. 700 kg de arena. 300 kg de cemento. 200 litros de agua.

2- Métodos basados en fck (resistencia característica a comprensión a los 28 días de edad, expresada en N/mm2). CANTIDAD MÍNIMA DE CEMENTO EN FUNCIÓN DEL TIPO DE HORMIGÓN 1- HM (hormigón en masa): 200 Kg / m3 hormigón. 2- HA (hormigón armado): 250 Kg / m3 hormigón. 3- HP (hormigón pretensado): 275 Kg / m3 hormigón. CANTIDAD MÁXIMA La cantidad máxima de cemento por metro cúbico de hormigón será de 500 kg. En casos excepcionales, previa justificación experimental y autorización expresa de la Dirección de Obra, se podrá superar dicho límite. HR (hormigón de alta resistencia): 500 – 600 Kg/m3 hormigón.

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Morteros y hormigones

RELACIÓN agua – cemento: a/c = litros de agua / Kg cemento -

a/c min.: 0,30 – 0,35 a/c máx.: 0,65

Indica si el hormigón es más líquido o más seco. Cuanta más agua tiene el hormigón menor es su resistencia. Existen plastificantes (aditivos) que disminuyen la cantidad de agua para hacer el hormigón más resistente y a la vez fluido para poder aplicarlo bien.

5.- PUESTA EN OBRA DE MORTEROS Y HORMIGONES 5.1. Morteros -

Colocar justo después del amasado y nunca colocar si ha empezado a fraguar. No colocar con lluvia, ni con heladas, ni con temperatura < 0ºC ni > 40ºC. En verano colocar muy rápidamente y realizar el curado en los casos necesarios. No aumentar la cantidad de agua si el mortero está duro, pues disminuye sus propiedades, en especial la resistencia, y el mortero se empobrece.

5.2. Hormigones -

-

-

172

Todas las consideraciones que se han dicho en los morteros. La temperatura idónea de colocar el hormigón es entre 7-21ºC. Colocar justo después del amasado y, si fuera necesaria la espera, respetar los tiempos máximos de una hora en verano y dos en invierno. En ningún caso colocar en obra si ha empezado a fraguar. La colocación se realizará por tongadas o capas de espesor máximo 50 cm, compactando cada capa antes de extender la siguiente, y realizar la colocación de las capas sin que transcurra mucho tiempo entre la colocación de ambas, sin tiempos de espera y sin que la temperatura de una capa a otra sea diferente. La temperatura de la masa de hormigón al colocar en obra debe ser de unos 32ºC. No se moverán ni las armaduras ni los encofrados durante la colocación.

Materiales de construcción para edificación y obra civil

-

El hormigón debe ocupar todos los huecos del encofrado y éstos deben ser mojados, sobre todo si son de madera. Realizar siempre la compactación del hormigón justo después de colocar, operación de suma importancia. En elementos superficiales realizar el curado. Evitar la segregación o decantación del hormigón cuando se realice el hormigonado en elementos de altura superior a 2,00 m. Estudiar las condiciones meteorológicas, sobre todo en verano y en épocas de heladas. No hormigonar si la temperatura > 40ºC y tampoco hacerlo si en las 48 horas siguientes se prevé que la temperatura descienda por debajo de 0ºC.

6.- APLICACIONES 6.1. Morteros 1- Mortero empleado en cerramientos y particiones. Para unir los ladrillos empleados en estos elementos constructivos, se emplean morteros de diferentes tipos, sobre todo el mortero de cemento, tanto para cerramientos como para particiones. A veces, en particiones, cuando en las mismas se empleen ladrillos huecos sencillos, rasillas o rasillones, la unión de estos ladrillos se puede hacer con pasta de yeso negro. 2- Revestimientos. Con mortero de cemento se hacen enfoscados, revocos, estucos, etc. 3- Material de agarre. El mortero es el material de agarre por excelencia de otros materiales. Para unir ladrillos en cualquier tipo de muro se emplea el mortero de cemento. Para colocar un solado de baldosas también se emplea este mortero, así como para fijación de azulejos y baldosas de gres. El mortero cola y el pegamento cola se emplean fundamentalmente para fijar piezas de azulejo y gres en alicatados. 4- Relleno de juntas. Para hacer un rejuntado en un alicatado se emplea una lechada de cemento, generalmente blanco, y si el espesor de las juntas es considerable, de más de 5 mm, se emplea un mortero de cemento blanco con arena muy fina.

173

Morteros y hormigones

También se emplea mortero de cemento en rellenos de juntas entre elementos constructivos, en los que no se prevén cambios dimensionales importantes debido a las variaciones de temperatura. 5- Elementos prefabricados. Existen multitud de elementos prefabricados realizados con morteros de cemento (bloques, barandillas, baldosas…), que ya han sido comentados en el tema anterior. 6.2. Hormigones 6.2.1. Elementos resistentes 1- Cimentaciones. Empleando hormigón armado en los elementos de cimentación: zapatas, losas, pilotes, etc. 2- Pilares. También mediante elementos de hormigón armado. 3- Vigas. Las vigas pueden ser de hormigón armado, pretensado o postensado, dependiendo de los elementos a construir y del tipo de obra. Con hormigón armado se construyen elementos que soportan cargas de tipo medio, por ejemplo en la mayor parte de los edificios. Los pre y postensados se emplean en elementos que tienen grandes luces y cargas, como por ejemplo en viguetas de forjados de edificación y en vigas de puentes, aunque muchas veces se colocan en elementos prefabricados. 4- Forjados unidireccionales y reticulares. Las viguetas que forman el forjado suelen ser de hormigón armado o pretensado, generalmente prefabricado, completándose con hormigón en rellenos, vigas y capa de compresión. 5- Muros y elementos de contención. Se construyen muros de contención y muros pantalla para contención de aguas, tierras, etc. 6- Elementos prefabricados: vigas, pilares, losas, tuberías, dovelas, bloques, paneles, placas de refuerzo, bordillos, cunetas, canales, piezas para bajantes, traviesas para vías férreas, dados de hormigón, losas, tapas, muros separadores de calzadas, báculos de soporte de farolas, etc.

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

Estos elementos pueden ser de hormigón en masa, hormigón armado u hormigón pretensado, según los casos. Por ejemplo, las vigas pueden ser armadas y pretensadas, al igual que las traviesas para vías férreas. Las tuberías pueden ser de hormigón en masa o armado. Las cunetas suelen ser de hormigón en masa, las dovelas son de hormigón armado, etc. 7- Firmes de hormigón. Su utilización cada vez es menor, pero en su caso se colocará en el firme un pavimento formado por losas de hormigón en masa unidas por pasadores o barras de acero y, en ocasiones, se puede poner también la capa base, cuando exista, del mismo material. Los firmes de hormigón armado también pueden usarse, aunque se limitan a ciertas aplicaciones. Los firmes de hormigón con fibras de acero están en fase experimental. 8- Presas de hormigón. Empleando grandes bloques de hormigón en masa y hormigón armado, se construyen presas de gravedad, presas bóveda y presas de arco. 6.2.2. Elementos no resistentes 1- Fachadas y paredes en muros cortina. Por medio de paneles de hormigón aligerado reforzado con fibras de vidrio, que se acoplan directamente sobre la estructura portante o sobre unos perfiles metálicos fijados a ésta. 2- Antepechos y petos. Son muretes colocados bajo ventanas y en coronación de cerramientos para protección de cubiertas. 3- Revestimientos. Con paneles de hormigón reforzado con fibra de vidrio. 4- Hormigón de limpieza en zapatas. Es una capa de hormigón pobre, de unos 10 cm de espesor, que se coloca antes de la zapata. 5- Hormigón aligerado de pendienteado en cubiertas. Es un hormigón poroso o con áridos ligeros, que se emplea para dar soporte e inclinación a los elementos de una cubierta plana. 6- Elementos prefabricados: arquetas de registro, pozos de registro, paneles, remates de chimeneas, sombreretes, albardillas, alféizares, cornisas, armarios de registro en parcelas, etc.

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Morteros y hormigones

7- Bloques de hormigón para cerramientos no resistentes, cuando se empleen en fábricas no resistentes diseñadas solo para separación.

Foto 5.5. Paneles prefabricados de hormigón reforzado con fibra de vidrio en formación de parte del cerramiento de una edificación.

Foto 5.6. Estructura de hormigón armado de una edificación formada por vigas, pilares y forjados unidireccionales.

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Foto 5.7. Alineación de pilares de hormigón armado de una obra de edificación.

Materiales de construcción para edificación y obra civil

Foto 5.8. Losas alveolares de hormigón empleadas en la construcción de forjados unidireccionales.

Foto 5.9. Colocación de bovedillas de cemento y viguetas prefabricadas en construcción de forjado unidireccional de hormigón.

Foto 5.10. Tuberías de hormigón armado para saneamiento. 177

Morteros y hormigones

Foto 5.11. Pozo prefabricado de hormigón para saneamiento. Obsérvese en el pie del pozo la cuneta revestida de hormigón.

Foto 5.12. Cuneta revestida de hormigón para recogida de aguas a pie de desmonte en el trazado de una autopista.

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

Foto 5.13. Traviesas de hormigón pretensado AI-04 empleadas en la construcción de las líneas de alta velocidad actuales.

Fig. 5.2. Vistas y dimensiones de la traviesa AI-04 empleada en la construcción de las líneas de alta velocidad actuales.

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Morteros y hormigones

7.- ENSAYOS 7.1. Morteros Los ensayos más característicos que se realizan en morteros, son los siguientes: -

Determinación de la consistencia. Determinación de la densidad aparente. Determinación del contenido de aire. Determinación del tiempo de fraguado. Determinación de las resistencias a flexión y compresión. Determinación de la adherencia. Determinación del coeficiente de agua por absorción capilar. Determinación de la resistencia a la abrasión.

7.2. Hormigones 1. Consistencia. La docilidad del hormigón se comprobará mediante la determinación de la consistencia del hormigón fresco por el método del asentamiento, según UNE EN 12350-2. El ensayo de consistencia consiste en determinar la pérdida de altura o el descenso de altura que experimenta un cierto volumen de hormigón fresco cuando se retira el molde que lo contiene. Se determina mediante el Cono de Abrams. Fig. 5.3. El ensayo de consistencia se considerará conforme cuando el asentamiento obtenido en los ensayos se encuentre dentro de los límites definidos en la siguiente tabla: Consistencia definida por su tipo Tipo de consistencia Seca Plástica Blanda Fluida Líquida

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Tolerancia en cm

Intervalo resultante

0 ±1 ±1 ±2 ±2

0-2 2-6 5 - 10 8 - 17 14 - 22

Materiales de construcción para edificación y obra civil

Consistencia definida por su asiento Asiento en cm Entre 0 - 2 Entre 3 - 7 Entre 8 - 12 Entre 13 - 18

Tolerancia en cm ±1 ±2 ±3 ±3

Intervalo resultante A±1 A±2 A±3 A±3

Fig. 5.3. Determinación de la consistencia del hormigón.

Salvo en aplicaciones específicas que así lo requieran, se evitará el empleo de las consistencias seca y plástica. No podrá emplearse la consistencia líquida, salvo que se consiga mediante el empleo de aditivos superplastificantes. 2. Compresión simple. La resistencia del hormigón se comprobará mediante ensayos de resistencia a compresión efectuados sobre probetas fabricadas y curadas según UNE-EN 12390-2. Todos los métodos de cálculo y las especificaciones de la Instrucción EHE-08 se refieren a características del hormigón endurecido obtenidas mediante ensayos sobre probetas cilíndricas de 15 cm de diámetro y 30 cm de altura. No obstante, para la determinación de la resistencia a compresión, podrán emplearse también probetas cúbicas de 15 cm de arista. La determinación de la resistencia a compresión se efectuará según UNE EN 12390-3. Para determinar la resistencia se ensayan varias probetas. La resistencia que interesa obtener es la llamada “resistencia característica” que es aquella que establece un grado de fiabilidad o confianza del 95%, con lo cual solo hay una probabilidad del 5% de que se presenten valores más bajos que ella.

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Morteros y hormigones

Foto 5.14. Probeta de hormigón preparada para realizar el ensayo de resistencia a compresión.

3. Determinación de la profundidad de penetración del agua. La comprobación, en su caso, de la profundidad de penetración de agua bajo presión en el hormigón, se ensayará según UNE-EN 12390-8. Antes de iniciar el ensayo, se someterá a las probetas a un período de secado previo de 72 horas en una estufa de tiro forzado a una temperatura de 50±5ºC. 4. Flexotracción. Se realiza sobre probetas prismáticas de 10x10x40 cm o de 15x15x60 cm. Las probetas se apoyan en unos rodillos a una distancia tres veces la longitud de la arista. La carga se puede aplicar de dos maneras. La primera es con una carga centrada y la segunda con dos cargas separadas a un tercio de la luz. La resistencia a flexotracción es más baja cuando se ponen dos cargas a un tercio de la luz. En general, esta resistencia es 1,5 veces mayor que la resistencia a tracción. 5. Tracción indirecta o ensayo brasileño. La resistencia a tracción del hormigón se determina indirectamente con probetas cilíndricas, iguales que las de compresión, que se colocan entre dos platos de la prensa con el eje principal en horizontal y se somete a la probeta a compresión en las dos generatrices opuestas donde están los platos. La resistencia a tracción suele ser, aproximadamente, un 10% de la resistencia a compresión. 6. Velocidad de propagación de impulsos ultrasónicos. Consiste en enviar una vibración continua de frecuencia variable a lo largo de la pieza a ensayar, hasta que se determina cuál es la frecuencia de resonancia. Este método sirve para determinar las resistencias a compresión y a flexotracción 182

Materiales de construcción para edificación y obra civil

del hormigón ante las vibraciones y cargas dinámicas, así como para detectar la existencia de fisuras y coqueras en el interior de su masa.

8.- DESIGNACIÓN DE MORTEROS Y HORMIGONES 8.1. Morteros Se designan por la resistencia a compresión. La resistencia de los morteros: Clase M 1, M 2’5, M 5, M 7’5, M 10, M 12’5, M 15, M 20, M d. La letra M es de mortero y el número indica que el mortero debe tener una resistencia a comprensión mayor que 1; 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; d (mayor que 25) expresada en N/mm2, respectivamente. 8.2. Hormigones Los hormigones se tipifican de acuerdo con el siguiente formato: T−R / C / TM / A donde: T indica el tipo de hormigón HM Hormigón en masa HA Hormigón armado HP Hormigón pretensado R Resistencia característica de proyecto del hormigón a compresión a 28 días de edad, expresada en N/mm2. Se recomienda utilizar la siguiente serie de resistencias: HM: 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100 HA y HP: 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100

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Morteros y hormigones

C Inicial del tipo de consistencia (S, P, B, F, L). (Seca, plástica, blanda, fluída, líquida) TM Tamaño máximo del árido en milímetros. A Designación del ambiente de exposición del hormigón. Ejemplo: HA-30 / P / 20 / IIb

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MATERIALES METÁLICOS 1.- CONCEPTOS GENERALES 1.1. Definición Los metales son elementos químicos que se encuentran en la naturaleza generalmente en estado sólido, excepto el mercurio. Normalmente son buenos conductores del calor y de la electricidad. Tienen dureza variable desde los más duros, como el cromo (Cr), hasta los más blandos, como el sodio (Na). Tienen densidades variables, desde densidades muy ligeras, como litio (Li), hasta densidades muy altas, como el cobre (Cu). Los puntos de fusión también son diferentes, así como muchas de sus propiedades y características. Los metales raramente se encuentran nativos en la naturaleza en cantidad suficiente para ser empleados industrialmente. Por lo general, se encuentran en combinaciones químicas con otros cuerpos de composición muy variada, formando la mena, a la que acompañan otras substancias de naturaleza térrea, llamada ganga. La mezcla de mena y de ganga, se conoce con el nombre de mineral. Para obtener un metal hay que efectuar una serie de operaciones con el mineral. El conjunto de estas operaciones se llama metalurgia, la cual, cuando se trata específicamente del hierro, recibe el nombre de siderurgia. 1.2. Propiedades generales 1.2.1. Propiedades mecánicas. 1. Resistencia a tracción. En general se caracterizan por tener una excelente resistencia a tracción, muy superior, a la que ofrecen los materiales pétreos; y así, por ejemplo, las armaduras de acero han de formar parte, con 185

Materiales metálicos

frecuencia, de piezas de otro material, como es el caso del hormigón, para resistir los esfuerzos de tracción que éste es incapaz de soportar. 2. Resistencia a compresión. En general alcanza también valores elevados. Los metales, salvo excepciones, son isorresistentes, es decir, que sus resistencias a la tracción y a la compresión tienen valores similares. 3. Resistencia a cortadura o esfuerzo cortante. Suele ser bastante elevada en torno al orden del 60% de la resistencia a tracción o compresión. 4. Fatiga. Es la propiedad de resistir un número limitado de ciclos alternativos de carga descarga de forma periódica hasta que el material rompe. 5. Dureza. Expresa la capacidad de un metal a ser deformado superficialmente, o también la resistencia a la penetración, al rozamiento o al frote. 6. Deformabilidad. Es la capacidad de un material para sufrir deformaciones antes de su rotura. Dentro de la deformabilidad tenemos:

186

-

Elasticidad. Propiedad que tiene un metal para deformarse bajo la acción de una carga y recuperar su forma primitiva cuando cesa de actuar la carga. Los metales no son totalmente elásticos, sino que al retirar la carga, siempre queda una ligera deformación denominada deformación remanente.

-

Plasticidad. Propiedad que tiene un metal para deformarse bajo la acción de una carga y cuando la carga se retira la deformación se mantiene, es decir, el material no recupera su forma primitiva, sino que queda deformado. Es importante señalar la plasticidad como propiedad mecánica, es decir, es diferente decir que un material es plástico desde el punto de vista mecánico, a decir que es un material plástico desde el punto de vista de su composición. Desde el punto de vista mecánico un material plástico es aquel en el que se manifiesta la plasticidad, y desde el punto de vista de su composición un material plástico es aquel que químicamente se clasifica como tal por ser un material orgánico. Tampoco hay que confundir la plasticidad que puede tener una mezcla, por ejemplo, el hormigón, referida a la consistencia en estado fresco.

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Se distinguen, dentro de la plasticidad, dos propiedades: la ductilidad que define la capacidad de un metal para ser transformado en alambres mediante estirado en hilera, soportando esfuerzos de tracción; y la maleabilidad, que indica la capacidad de un metal para transformarse en láminas por esfuerzos de compresión. La ductilidad también se define, desde el punto de vista mecánico, como la relación entre la deformación plástica en el límite de rotura y la deformación elástica en el límite de elasticidad. -

Acritud. Es el aumento de la resistencia en estado plástico por efecto de la deformación.

-

Fragilidad. Un material es frágil cuando es muy pequeña su deformación antes de la rotura. Esta propiedad es la contraria a la tenacidad.

7. Tenacidad. Propiedad de los metales de resistir grandes deformaciones en estado plástico, es decir, soportar deformaciones elevadas antes de producirse la rotura. Es lo contrario a la fragilidad. 8. Soldabilidad. Es la propiedad que tienen algunos metales, por la que dos piezas de los mismos, en contacto, pueden unirse íntimamente formando un conjunto rígido. 1.2.2. Propiedades térmicas Dentro de éstas tenemos la conductividad térmica y la dilatación lineal. Dentro de ellas tenemos el coeficiente de conductividad térmica (λ) y el coeficiente de dilatación lineal. La conductividad térmica expresa la facilidad que presenta un material para el paso de calor. Cuantitativamente se define como la cantidad de calor que atraviesa un bloque de un metro cuadrado de sección, y de espesor de un metro, cuando entre sus extremos se establece una diferencia en la temperatura de 1 °C, durante una hora.

En general la conductividad térmica de los metales es elevada, ejemplos son la del aluminio con 175 y la de la fundición o hierro fundido con 50. 187

Materiales metálicos

El coeficiente de dilatación lineal mide la variación de la unidad de longitud de un cuerpo cuando su temperatura aumenta un grado centígrado. 1.2.3. Propiedades eléctricas Es la libertad con la que se mueven los electrones dentro de la masa de los metales. Dentro de estas propiedades tenemos la resistividad eléctrica y su inversa, la conductividad eléctrica. La conductividad eléctrica de los metales es muy elevada por lo tanto son muy buenos conductores de la electricidad mientras que la resistividad eléctrica es muy baja. El mejor conductor de la electricidad es la plata (Ag), aunque el más utilizado es el cobre (Cu) y también el aluminio (Al). 1.2.4. Propiedades químicas Los metales, en general, en estado puro son muy poco estables como lo demuestra el hecho de que muy pocos de ellos se encuentran en estado nativo en la naturaleza, siendo más corriente que aparezcan combinados con otros elementos, principalmente con oxígeno o azufre. Su actividad química puede ser muy variada en función de las condiciones ambientales, sobre todo la temperatura, puesto que es sabido que el aumento de ésta, generalmente, trae como consecuencia un aumento considerable de la actividad química. Esta actividad depende también de la superficie que el metal ofrece al agente con el que reacciona; así como de las impurezas que los metales tienen en su masa y las de los cuerpos que reaccionan con ellos. Dentro de la actividad química nos fijaremos exclusivamente en la oxidación y en la corrosión. -

188

Oxidación. Es la combinación de un metal con el oxígeno en estado seco, es decir, sin presencia de catalizadores ni reacciones intermedias. Normalmente los metales se oxidan exclusivamente por el oxígeno de la atmósfera. Los metales se cubren con la capa de oxido formada, y esta capa, en la mayoría de los casos, impide una mayor profundización de la oxidación del metal, con lo que se detiene el proceso. La oxidación es

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también llamada corrosión seca ya que tiene lugar sin intervención del agua o de soluciones ionizadas. -

Corrosión. Cuando un material metálico oxidado entra en contacto con algún agente catalizador, generalmente el agua o la humedad, se produce una oxidación que progresa hacia el interior de la masa del metal produciendo una descomposición de éste, y en consecuencia una pérdida de peso y disminución de sus dimensiones y propiedades. El fenómeno así producido recibe el nombre de corrosión. La corrosión hace que se disminuyan considerablemente las características mecánicas del elemento atacado y por lo tanto puede originar serios perjuicios en las construcciones que contengan elementos metálicos susceptibles de que se produzca este fenómeno, como por ejemplo el acero de estructuras o las armaduras del hormigón armado. No en todos los metales se produce corrosión. Va a depender de los potenciales de polarización, o potenciales de oxidación-reducción.

2.- CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES METÁLICOS Los materiales metálicos se pueden clasificar en dos grupos principales: -

Materiales férricos. Son aquellos que contienen hierro mayoritariamente en su composición y otra serie de componentes en proporciones muy reducidas. El hierro puro no tiene aplicación práctica en las múltiples aplicaciones del hierro. Éste se encuentra siempre aleado con otros metales o metaloides que entran en la composición del producto en proporciones varias. Aparte del hierro químicamente puro, se denomina hierro a las aleaciones hierro-carbono con bajo contenido de este último, inferior al 0,03%.

-

Materiales no férricos. Son todos aquellos que no contienen hierro como, por ejemplo, el cobre, el plomo, el cinc y el aluminio.

2.1. Materiales férricos Los materiales férricos los podemos clasificar de la siguiente manera:

189

Materiales metálicos

1.- Fundición o fierro fundido. Es una aleación de hierro y carbono, con porcentaje de carbono comprendido entre el 2,6 - 4,3 %, también puede llevar otra serie de componentes como Mn, Si, S y P, en proporciones inferiores al 10%. 2.- Hierro colado. Aleación de hierro-carbono con porcentaje de carbono entre el 1,28 - 6% y una reducción del % de los componentes Mn, Si, S y P. 3.- Hierro dulce. Aleación de hierro-carbono con proporción de carbono entre el 0,05 - 0,2 %, y ausencia casi total de Mn, Si, S y P. 4.- Acero. Es una aleación de hierro y carbono con proporción de carbono entre el 0,05 - 1,70%, aunque en algunos casos puede llegar al 2% y excepcionalmente más en ciertos aceros con alto contenido en cromo. Tiene algunas proporciones de Mn, Si, S y P. Tiene un peso específico de 7,85 t/m3. 5.- Aceros inoxidables. Son una aleación de hierro y carbono con porcentaje de carbono entre el 0,08 - 0,5 %. Además, también están aleados con Cr, Ni, Mb y W, sobre todo el Cr y el Ni. También puede contener Mn, Si, S y P. 2.1.1. Clasificación de los aceros Se pueden clasificar según tres criterios: 1) Según su composición. 2) Según su utilización. 3) Según el grado de transformación. Se estudiarán los tipos de acero según su utilización, que a su vez, se clasifican de la siguiente forma: 1. 2. 3. 4.

Aceros para estructuras. Aceros para maquinaria y elementos mecánicos. Aceros para útiles y herramientas. Aceros con propiedades y aplicaciones específicas.

Dentro de los tipos de aceros para estructuras, se establecerá la siguiente clasificación:

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

-

Aceros de uso general, para edificación, naves industriales, puentes, obra civil, etc. Aceros para calderas y recipientes. Aceros para cascos de buques. Aceros para tuberías y conducciones. Aceros para las armaduras del hormigón. Aceros para carriles y material de vías férreas.

2.1.2. Aceros para estructuras. Aceros de uso general y aceros para las armaduras del hormigón Dentro de los aceros para estructuras, se estudiarán los aceros de uso general y los aceros empleados en las armaduras del hormigón. 2.1.2.1. Aceros de uso general, para edificación, naves industriales, puentes, obra civil, etc. Hay varios tipos: S-235, S-275, S-355 y S-450. Y cada uno de estos con diferentes grados: JR, J0 y J2, según la tabla 4.1. del CTE-DB-SE-A. (Designación de aceros al final del tema). 2.1.2.2. Aceros para armaduras empleadas en el hormigón Pueden ser: •

Aceros para armaduras activas, empleadas en el hormigón pretensado y postensado. Los productos de acero para armaduras activas son los siguientes: -

Alambre: producto de sección maciza, liso o grafilado, que normalmente se suministra en rollo. Barra: producto de sección maciza que se suministra solamente en forma de elementos rectilíneos. Cordón: producto formado por un número de alambres arrollados helicoidalmente, con el mismo paso y el mismo sentido de torsión, sobre un eje ideal común (véase UNE 36094). Los cordones se diferencian por el número de alambres, del mismo diámetro nominal y arrollados helicoidalmente sobre un eje ideal común y que pueden ser 2, 3 ó 7 cordones.

191

Materiales metálicos

Los cordones pueden ser lisos o grafilados. Los cordones lisos se fabrican con alambres lisos. Los cordones grafilados se fabrican con alambres grafilados. En este último caso, el alambre central puede ser liso. Los alambres grafilados proporcionan mayor adherencia con el hormigón. Se denomina “tendón” al conjunto de las armaduras paralelas de pretensado que, alojadas dentro de un mismo conducto, se consideran en los cálculos como una sola armadura. En el caso de armaduras pretesas, recibe el nombre de tendón, cada una de las armaduras individuales. • Aceros para armaduras pasivas, empleadas en el hormigón armado. Pueden ser: -

Barras rectas o rollos de acero corrugado soldable. Alambres de acero corrugado o graficado soldable. Alambres lisos de acero soldable.

El corrugado se obtiene creando en el acero unas corrugas, estrías o retallos y el grafilado con corrugas o estrías que forman rayas. Con estos tipos de acero se pueden fabricar los tipos de armaduras pasivas para el hormigón. 2.1.2.2.1. Tipos de armaduras activas para el hormigón Se denominan armaduras activas a las disposiciones de elementos de acero de alta resistencia mediante las cuales se introduce la fuerza del pretensado en la estructura. Pueden estar constituidos a partir de los alambres, barras o cordones explicados anteriormente. 2.1.2.2.2. Tipos de armaduras pasivas para el hormigón 1. Armaduras elaboradas. 2. Ferralla armada. 3. Mallas electrosoldadas. 4. Armaduras básicas electrosoldadas en celosía.

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

1.- Armaduras elaboradas. Elementos que se obtienen a partir de: - Barras rectas acero corrugado soldable (barras corrugadas). - En su caso, a partir de mallas electrosoldadas.

Foto 6.1. Armaduras elaboradas.

2.- Ferralla armada. Es el conjunto o grupo de armaduras elaboradas (barras de acero corrugado), que forman un armazón o armado, unidas, bien mediante atado por alambre o mediante soldadura no resistente.

Foto 6.2. Ferralla armada para armadura de pilar. 193

Materiales metálicos

3.- Mallas electrosoldadas. Formadas a partir de: - Barras rectas o rollos de acero corrugado soldable, o - Alambres de acero corrugado soldable. Se define la malla electrosoldada como la armadura formada por la disposición de barras corrugadas o alambres corrugados, longitudinales y transversales, de diámetro nominal igual o diferente, que se cruzan entre sí perpendicularmente y cuyos puntos de contacto están unidos mediante soldadura eléctrica. Serán fabricadas a partir de barras corrugadas o alambres corrugados, que no se mezclarán entre sí.

Foto 6.3. Malla electrosoldada.

Fig. 6.1. Mallas electrosoldadas en zapatas de cimentación.

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

Foto 6.4. Ferralla armada para construcción de pilares y mallas electrosoldadas entrelazadas para construcción muros de contención.

4.- Armaduras básicas electrosoldadas en celosía. Se define como la estructura espacial formada por: -

Un cordón longitudinal superior, de acero corrugado. Uno o varios cordones longitudinales inferiores, todos de acero corrugado. Elementos transversales de conexión, lisos o corrugados, continuos o discontinuos y unidos a los cordones longitudinales mediante soldadura eléctrica.

El cordón superior y los cordones inferiores de las armaduras básicas electrosoldadas en celosía serán fabricados a partir de: -

Barras rectas o rollos de acero corrugado soldable, o Alambres de acero corrugado soldable.

Los elementos transversales de conexión serán fabricados a partir de: -

Alambres de acero corrugado soldable, o Alambres lisos de acero soldable. 195

Materiales metálicos

Foto 6.5. Armaduras básicas electrosoldadas en celosía.

2.2. Materiales no férricos - Aluminio (Al): metal blanco, brillante, ligero, densidad 2,7 g/cm3. Bajo punto de fusión 67 ºC. No se altera por la acción del aire húmedo, ya que en contacto con el aire se forma una capa de óxido que protege al metal. No sufre corrosión. Dúctil y maleable, gran conductor del calor y la electricidad. A veces se alea con otros metales para aumentar la rigidez. - Cobre (Cu): metal rojo, muy pesado con densidad 8,9 g/cm3. Punto de fusión alto 1084 ºC. No se altera por la acción del aire húmedo. Muy buen conductor del calor y la electricidad, sobre todo esta última. No sufre corrosión. - Cinc o Zinc (Zn): metal gris azulado, brillante, densidad 7,13 g/cm3. No se altera por la acción del aire húmedo. No sufre corrosión.

3.- FORMAS COMERCIALES 3.1. Materiales férricos 3.1.1. Acero Estas formas de presentación son de los aceros clasificados según el grado de transformación (que no se han explicado) y, concretamente, dentro de este tipo, lo que son productos acabados.

196

Materiales de construcción para edificación y obra civil

Los productos acabados de acero se clasifican de la siguiente forma y tienen estas formas comerciales: -

Productos acabados planos. Productos acabados largos.

3.1.1.1. Productos acabados planos Dentro de estos productos se tienen dos tipos: - Fleje: anchura < 500 mm, espesor 3-5 mm - Chapa: anchura ≥ 500 mm, con espesores: Fina Media Gruesa

3≤

e e e

< 3 mm < 4,75 mm ≥ 4,75 mm

3.1.1.2. Productos acabados largos Dentro de éstos hay varias formas de presentación: - Perfiles estructurales (resistentes), con estas secciones: (Fig. 6.2.a y 6.2.b)

Fig. 6.2.a. Tipos de perfiles laminados de acero.

197

Materiales metálicos

Fig. 6.2.b. Tipos de perfiles laminados de acero (perspectiva).

Foto 6.6. Perfil metálico HEB.

- Perfiles comerciales no estructurales (no resistentes), con las mismas secciones que los perfiles estructurales, pero más pequeñas. - Barras, con secciones: (Fig. 6.3.a y 6.3.b)

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- Circulares - Rectangulares

- llanta e ≥ 10 mm - pletina e < 10 mm

- Cuadradas - Hexagonales - Octogonales - Barras especiales

Fig. 6.3.a. Tipos de barras de acero.

Fig. 6.3.b. Tipos de barras de acero (perspectiva).

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Materiales metálicos

- Perfiles y elementos para vías férreas: (Fig. 6.4.a, 6.4.b, 6.5, y 6.6) - Carriles - Sujeciones - Traviesas mixtas o traviesas bibloque de hormigón

Foto 6.7. Vista de vía férrea.

Fig. 6.4.a. Tipos de carriles de acero.

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

Fig. 6.4.b. Tipos de carriles de acero (perspectiva).

Foto 6.8. Sujeción VM para líneas de alta velocidad.

Fig. 6.5. Sujeción VM para líneas de alta velocidad.

201

Materiales metálicos

Fig. 6.6. Clip y tirafondo de sujeción VM.

- Acero para las armaduras activas empleadas en el hormigón. Los diámetros de los alambres, barras y cordones, se establecerán en función del tipo de elemento y su resistencia, y serán los siguientes: Tipos de alambres de pretensado Designación Y 1570 C Y 1670 C Y 1770 C Y 1860 C

Serie de diámetros nominales, en mm 9,4 - 10,0 7,0 - 7,5 - 8,0 3,0 - 4,0 - 5,0 - 6,0 4,0 - 5,0

Carga unitaria máxima fmáx en N/mm² no menor que 1.570 1.670 1.770 1.860

Tipos de cordones de pretensado Cordones de 2 ó 3 alambres

202

Designación

Serie de diámetros nominales, en mm

Y 1770 S2 Y 1860 S3 Y 1960 S3 Y 2060 S3

5,6 - 6,0 6,5 - 6,8 - 7,5 5,2 5,2

Carga unitaria máxima fmáx en N/mm2 no menor que: 1.770 1.860 1.960 2.060

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Cordones de 7 alambres Designación Y 1770 S7 Y 1860 S7

Serie de diámetros nominales, en mm 16,0 9,3 - 13,0 - 15,2 - 16,0

Carga unitaria máxima fmáx en N/mm2 1.770 1.860

- Acero para las armaduras pasivas empleadas en el hormigón. Los diámetros de las barras y alambres serán los siguientes: - Barras rectas o rollos de acero corrugado soldable. Diámetros: 6 – 8 – 10 – 12 – 14 – 16 – 20 – 25 – 32 y 40 mm. Empleadas en:

- armaduras elaboradas - ferralla armada - mallas electrosoldadas - armaduras básicas electrosoldadas en celosía

- Alambres de acero corrugado o grafilado soldable. Diámetros: 4– 4,5– 5 – 5,5 – 6 – 6,5 – 7 – 7,5– 8– 8,5– 9– 9,5– 10– 11– 12– 14 y 16 mm. Empleados en:

- mallas electrosoldadas - armaduras básicas electrosoldadas en celosía

- Alambres lisos de acero soldable. Diámetros: 4– 4,5– 5 – 5,5 – 6 – 6,5 – 7 – 7,5– 8– 8,5– 9– 9,5– 10– 11– 12– 14 y 16 mm. Empleados en: - armaduras básicas electrosoldadas en celosía, solo en los elementos transversales de conexión, en los cordones longitudinales superior e inferiores no se puede.

203

Materiales metálicos

Foto 6.9. Mallas electrosoldadas y armaduras elaboradas en formación de armado de tablero de puente.

- Puntas, clavos, tornillos y roblones o remaches. (Fig. 6.7., 6.8., 6.9. y 6.10.).

Fig. 6.7. Tipos puntas y clavos.

Fig. 6.8. Tipos de roblones.

204

Materiales de construcción para edificación y obra civil

Fig. 6.9. Tipos de tornillos ordinarios y calibrados con sus respectivas tuercas y arandelas.

Fig. 6.10. Tipo de tornillo de alta resistencia con su respectiva tuerca y arandela.

- Vainas. En los elementos estructurales con armaduras postesas es necesario disponer conductos adecuados para alojar dichas armaduras. Para ello, lo más frecuente es utilizar vainas que quedan embebidas en el hormigón de la pieza, o se recuperan una vez endurecido éste. Los tipos de vainas más utilizados son: Vainas obtenidas con flejes metálicos corrugados enrollados helicoidalmente. Se presentan en forma de tubos metálicos con resaltos o corrugaciones en su superficie para favorecer su adherencia al hormigón y a la lechada de inyección y aumentar su rigidez transversal y su flexibilidad longitudinal. Vainas de fleje corrugado de plástico. Las características morfológicas son similares a las anteriores, con espesores mínimos de 1 mm. 205

Materiales metálicos

Tubos metálicos rígidos. Con un espesor mínimo de 2 mm, presentan características resistentes muy superiores a las vainas constituidas por fleje enrollado helicoidal Tubos de polietileno de alta densidad. - Cables y cordones (Fig. 6.11.). Se llaman cordones a los cables, formados por un alma, metálica o textil, y un conjunto de alambres formando un arrollamiento espiral o helicoidal alrededor de dicho alma. El cable es un elemento que puede tener un alma central, metálica o textil, y un conjunto de alambres formando un arrollamiento espiral o helicoidal alrededor de dicho alma. También es un cable aquel que no tiene alma central y solo dispone de un conjunto de alambres con arrollamiento espiral. Y un cable también puede estar formado por un solo cordón o un número adecuado de cordones. La denominación de los cables compuestos de varios cordones es A x B + C, siendo A el número de cordones, B el número de alambres de cada cordón y C el alma, formada por cordones o cables. Cables y cordones constituyen un todo más o menos grueso y apto para resistir esfuerzos, fundamentalmente de tracción. Los cables-cordones están formados por un solo cordón de composición variable, que normalmente no tiene el alma central. Este tipo de cables se suele usar en los puentes colgantes.

Fig. 6.11. Tipos de cables y cordones de acero.

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3.1.2. Fundición - Tuberías de diferentes diámetros. Por ejemplo, el Canal de Isabel II en las Normas de Abastecimiento de Agua utiliza tuberías de fundición dúctil de diámetros 80, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600 y 800 mm. - Alambres lisos de diferentes diámetros. - Chapas lisas y onduladas. 3.1.3. Aceros inoxidables - Tuberías. Siguiendo el mismo ejemplo de antes, el Canal de Isabel II en las Normas de Abastecimiento de Agua utiliza tuberías de acero de diámetros 800, 1.000, 1.200, 1.400, 1.600, 1.800 y 2.000 mm. - Planchas o chapas y paneles con formas onduladas, grecadas y nervadas, rectangulares o cuadradas, con superficies lisas o relieves decorativos. - Llaves de anclajes. Elementos planos en forma de H, T, Y, Z o cualquier otro tipo, utilizados para trabar o ligar las dos hojas o paramentos diferentes de una fábrica de ladrillo, con el fin de mejorar la estabilidad del muro. 3.2. Materiales no férricos 3.2.1. Aluminio - Barras y perfiles con estas secciones: en T, en doble T, en U, en L, en LD, redondos, cuadrados, rectangulares. - Planchas o chapas y paneles con formas onduladas, grecadas o nervadas Fig. 6.12. - Alambres lisos de diferentes diámetros. - Cables de diferentes diámetros y secciones. Por ejemplo, el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión en su ITC-BT-07 establece que las secciones nominales de los conductores de aluminio expresadas en mm2 serán las siguientes: 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500 y 630 mm2. - Paneles sándwich, formados por dos laminas exteriores de aluminio y un núcleo interno. El núcleo interno puede estar formado por: - Espumas sintéticas de poliuretano o poliestireno. - Un alma celular de cartón rigidizado. - Un alma celular alveolar de aluminio. - Un panal o nido de abeja de fibra de vidrio, fibras de carbono, resinas sintéticas o aluminio.

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Materiales metálicos

Fig. 6.12. Tipos de perfiles en chapas de aluminio.

3.2.2. Cobre - Tuberías de diferentes diámetros. Para el cobre, los diámetros nominales, expresados en mm, se ajustarán a la siguiente serie: 6, 8, 10, 12, 14, 15, 16, 18, 22, 25, 28, 35, 40, 42, 54, … - Alambres y cables. Por ejemplo, el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión en su ITC-BT-07, establece que las secciones nominales de los conductores de cobre expresadas en mm2 serán las siguientes: 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500 y 630 mm2 (igual que las de aluminio y además las de 6 y 10 mm2). 3.2.3. Cinc - Planchas o chapas y paneles con formas onduladas, grecadas o nervadas. - Medios tubos de sección circular y rectangular

4.- APLICACIONES 4.1. Materiales férricos 4.1.1. Aceros 1. Elementos resistentes o estructurales: en edificios, en puentes, en naves industriales, en obra civil, en cerramientos Fig. 6.13. y 6.14. 2. Tamices o cribas para determinar la granulometría de los áridos. 3. Elementos no resistentes (no estructurales): perfiles de ventana, perfiles para particiones prefabricadas, vallas. 4. Vías férreas: carriles, sujeciones, traviesas mixtas. 5. Armaduras pasivas para hormigón armado y armaduras activas para hormigón pretensado y postensado. 208

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6. Placas de anclaje con pernos. Rigidizadores, cartelas, platabandas, presillas, empleadas en estructuras metálicas. Fig. 6.13. 7. Apeos y apuntalamientos. Elementos que se emplean para la sujeción provisional de elementos que acaban de entrar en carga, y se retiran una vez que estos son capaces de ser autorresistentes. Empleados en forjados, muros de contención, entibaciones, etc. también como apuntalamientos se emplean grandes estructuras metálicas de contención, colocadas transversalmente a los elementos que se pretende sujetar. 8. Cajones metálicos y paneles en entibaciones de zanjas y vaciados. Para sujeción provisional de tierras se emplean estos sistemas frente a los tradicionales con madera. Estos sistemas se componen de chapas y/o paneles arriostrados transversalmente por unos tubulares metálicos que harían las veces de apeos y apuntalamientos de las propias chapas y paneles. 9. Conectadores metálicos en elementos mixtos de acero-hormigón. Para unir la parte de estructura metálica con el hormigón se emplean unos elementos de conexión que tienen la función de transmitir las cargas de uno a otro. 10. Bulones de refuerzo en túneles, obras subterráneas y obras de contención. Son elementos metálicos, normalmente tubulares o armaduras, y se colocan para reforzar las tierras o el hormigón, para que éstos sean más resistentes. 11. En forjados, empleando placas nervadas de chapa metálica galvanizada. También se emplea este tipo de chapa en puentes mixtos de acero y hormigón, siendo de mayores dimensiones. 12. Anclajes en elementos de contención. Son barras o armaduras que se introducen en el terreno y posteriormente se rellenan con una lechada o mortero expansivo y aumentan la resistencia al vuelco en los elementos de contención. 13. Corazas y mallas metálicas con anclajes para contención de tierras. En taludes, desniveles y pendientes pronunciadas se colocan estos elementos para resistir los empujes del terreno. 14. En micropilotes, empleando armaduras, perfiles y tubos. Los micropilotes son elementos que se emplean para reforzar terrenos o elementos de cimentación, y están formados por un tubo metálico en el que se introducen una o varias armaduras y posteriormente se rellena el tubo con lechada, mortero u hormigón. 15. Planchas prefabricadas, con perfiles de acero actuando como viguetas, y relleno de poliestireno, empleadas en forjados unidireccionales.

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Materiales metálicos

16. En excavaciones, obras subterráneas y demoliciones, se colocan estructuras metálicas de contención para sujeción provisional de paredes y techos. Incluso se pueden formar cimbras metálicas para los fines anteriores.

Fig. 6.13. Distintas soluciones estructurales con perfiles laminados de acero.

Fig. 6.14. Placa de anclaje con pernos.

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Foto 6.10. Vigas y pilares de estructura metálica de acero.

Foto 6.11. Vigas y pilares de estructura metálica de acero.

Foto 6.12. Apeos y apuntalamientos en contención de forjado.

4.1.2. Fundición 1. Tuberías y piezas especiales (codos, piezas en T, válvulas, etc.) de redes de abastecimiento de agua. 211

Materiales metálicos

2. Rejillas de absorbederos y sumideros, para recogida de aguas pluviales, colocadas junto a los pozos de registro. 3. Tapas y cercos para pozos y arquetas de registro, para cerrar la parte superior de los mismos y permitir el acceso a su interior. 4. Mobiliario urbano, bancos, papeleras, etc. 5. Postes para farolas y luminarias.

Foto 6.13. Tuberías de fundición dúctil.

Foto 6.14. Pieza en T de fundición dúctil.

Foto 6.15. Pozo-absorbedero en aparcamiento con tapa y rejilla de fundición.

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Foto 6.16. Tapa de fundición en arqueta de red de abastecimiento de agua.

4.1.3. Aceros inoxidables 1. En cubiertas con aceros galvanizados, se emplean placas nervadas y grecadas, en cubiertas preferiblemente inclinadas. 2. Encofrados, moldes para dar la forma a los elementos de hormigón. 3. Revestimientos laminados flexibles de paramentos interiores, por medio de placas ligeras de peso reducido. 4. Perfiles para falsos techos, suspendidos por medio de varillas o alambres del forjado y sobre los que se colocan las placas del falso techo. Se suelen colocar de aluminio, debido a su menor peso. 5. Perfiles para unión de paneles de yeso laminado. En particiones prefabricadas realizadas con yeso laminado, las placas de cartón-yeso se atornillan a unos perfiles, que a su vez van sujetos a suelo y techo. 6. Tuberías. En redes de abastecimiento de agua se pueden colocar tuberías de acero inoxidable, aunque su uso es desplazado por las de fundición. 7. Instalaciones de gas. En las redes de abastecimiento a alta presión, se colocan tuberías de acero inoxidable en vez de polietileno, debido a su comportamiento mecánico y a su durabilidad. 8. Barandillas. 9. Bulones de refuerzo. Para reforzar terrenos, en obras subterráneas, túneles y excavaciones se colocan estos elementos que contribuyen a aumentar la resistencia del terreno y así evitar desprendimeintos. 213

Materiales metálicos

10. Bolardos en aceras. Elementos metálicos colocados en los bordes de las aceras de las calles, separados entre 1-1,50 m en horizontal para evitar que los vehículos invadan dichas aceras. 11. Llaves de anclajes. Colocadas entre las juntas horizontales de las hojas de los muros de ladrillo que están parcialmente en contacto, para que ambas hojas estén unidas entre sí. 12. En encofrados de forjados, se emplean correas y portacorreas de acero inoxidable, que son unos perfiles sobre los que se colocan las tablas, casetones, etc. que se emplean para la formación del encofrado de un forjado. 13. Compuertas y elementos de defensa en obras hidráulicas, formadas por chapas metálicas revestidas con una protección antioxidante y perfiles laminados de diferentes tamaños que estructuran y refuerzan los elementos por la parte trasera.

Foto 6.17. Chapas de encofrado metálico 300x50 y de 50x50 cm para formación de pilar de hormigón armado.

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Foto 6.18. Correas y portacorreas colocadas para recibir los tablones que formarán el encofrado del forjado.

4.2. Materiales no férricos 4.2.1. Aluminio 1. Perfiles de ventanas, en aluminio blanco lacado o aluminio plateado, en ambos casos anodizado. 2. Perfiles para falsos techos, al igual que los de acero inoxidable, pero es preferible la colocación de perfiles de aluminio, debido a su ligereza y buena funcionalidad. Sobre los mismos se colocan las placas del falso techo. Los perfiles se sujetan al forjado por medio de varillas. 3. Perfiles para unión de paneles de yeso laminado, para la fijación de las placas de yeso laminado que forman una partición prefabricada. 4. Perfiles resistentes para estructuras de aluminio ligeras. En ocasiones, se pueden emplear perfiles de aluminio aleado con otros metales, sobre todo hierro, para aumentar su resistencia y rigidez. 5. Conductores eléctricos. En redes de abastecimiento de energía eléctrica de baja, media y alta tensión, los conductores son de aluminio, debido a que su densidad es mucho menor que la del cobre, y se colocan, entre otros motivos, por problemas de comba o deformación. 6. Radiadores, de aluminio blanco lacado, que han ido sustituyendo a los tradicionales de fundición. Los de aluminio son mucho más ligeros y su coeficiente de transmisión térmica es de más de tres veces superior que el de fundición. 7. Instalaciones de climatización. En instalaciones centralizadas de aire acondicionado, los conductos que distribuyen el aire pueden ser

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Materiales metálicos

de aluminio, aunque deben de llevar un revestimiento aislante por el exterior para evitar pérdidas. 8. Persianas, muy aligeradas, no presentan problemas de deformaciones como ocurre con las PVC, y presentan mejor comportamiento a la intemperie, pero permiten una mayor transmisión del calor o del frío debido a su elevada conductividad. 9. Elementos decorativos. 10. Revestimientos ligeros con placas rígidas de aluminio lacado, colocadas en paramentos interiores de locales. 11. Cubiertas de aleaciones ligeras. 12. Postes y farolas y elementos reflectores en luminarias. 13. Fachadas de muros cortina y cubiertas, se emplean paneles tipo sándwich, que forman la hoja exterior del cerramiento, siendo apropiados los paneles por su ligereza, resistencia a la intemperie de la cara exterior de aluminio y por llevar el aislamiento y la barrera de vapor interior. En cubiertas sucede lo mismo, el propio panel no necesita de la incorporación de aislantes ni elementos que impidan el paso del vapor de agua al aislamiento del panel. 14. Pinturas de aluminio (martelés). Son pinturas formadas por aluminio molido (purpurina) y un barniz graso neutro. Por su gran resistencia a la intemperie, se emplean como protección y acabado de superficies metálicas.

Foto 6.19. Postes y brazos de aluminio en formación de farolas. 216

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Foto 6.20. Perfiles de aluminio para fijación de paneles en fachada con muro cortina.

4.2.2. Cobre 1. Tuberías de instalaciones de fontanería, calefacción, etc. 2. Instalaciones de climatización. 3. Conductores, sobre todo en instalaciones eléctricas en interiores de edificios, empleando cables de baja sección. También se pueden emplear en instalaciones de telecomunicaciones, de televisión, telefonía, aunque su uso está desapareciendo y está siendo sustituido por conductores de fibra óptica. 4.2.3. Cinc 1. Cubiertas, con placas de cinc. 2. Capa protectora de otros materiales, por ejemplo acero galvanizado, empleado en cubiertas, en las llaves de anclaje, etc. 3. Canalones y bajantes en cubiertas, como elementos de recogida de aguas. 4. Revestimientos laminados ligeros, empleados en paramentos interiores de locales.

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Materiales metálicos

5.- ENSAYOS 5.1. Ensayos metalográficos Consisten en estudiar la textura y constitución de los metales mediante observaciones ópticas en el microscopio. Se observan líneas, homogeneidad, posibles fisuras, etc. 5.2. Ensayos mecánicos 5.2.1. Ensayo de dureza Se emplea el método Brinell. Consiste en aplicar sobre una superficie pulida de un metal una bola de acero de cierto diámetro y ejercer una fuerza durante un tiempo determinado, de tal forma que se produce una huella en forma de casquete esférico, de una determinada profundidad p y diámetro d. En los aceros se emplea una bola de diámetro D=10 mm y se aplica una fuerza de 3000 kp durante un tiempo de 30 segundos (Fig. 6.15).

Fig. 6.15. Ensayo de dureza Brinell.

5.2.2. Ensayo de tracción Consiste en someter a una probeta de un metal a una fuerza continua y creciente de tracción, hasta que se produce la rotura Fig. 6.17. En el caso de los aceros, la aplicación de esa fuerza continua y creciente hasta que se produce la rotura, da lugar a una serie de tensiones y deformaciones en el material, que se reflejan en el denominado diagrama tensión-deformación del acero (Fig. 6.16):

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Fig. 6.16. Diagrama tensión- deformación en el ensayo de tracción del acero.

En el diagrama se observa que en el eje vertical tenemos las tensiones y en el horizontal las deformaciones o alargamientos unitarios expresados en %. Según se va aplicando la carga, el material pasa por tres períodos o zonas de deformaciones: 1º.- Tramo OA’= período elástico o zona elástica. Las tensiones son proporcionales a las deformaciones. Significa que si al material le aplicamos una carga, el material adquiere una tensión y se deforma. Si retiramos la carga, la tensión desaparece, el material recupera su forma primitiva y se elimina la deformación, aunque siempre se queda una pequeñísima deformación remanente. La tensión correspondiente al final de la zona elástica es el límite elástico = σe 2º.- Tramo A’B’= período de cedencia o zona de cedencia. Al aumentar la carga, se supera la zona elástica, el material no aumenta la tensión, sino que es la misma e incluso puede bajar o tener pequeñas oscilaciones. Lo que sí aumenta de forma considerable es la deformación. Este período es muy corto y es simplemente un período de transición hacia la zona plástica. 3º.- Tramo B’C’= período plástico o zona plástica. Si seguimos aumentando la carga, aumenta también la tensión y sobre todo la deformación, hasta llegar 219

Materiales metálicos

al punto C, momento en el que la tensión es máxima, que es la tensión de rotura y es el punto donde el material empieza a romper pero sin separarse del todo. Posteriormente en el punto D se produce la separación total (física) del material. Si antes de llegar al punto C se retira la carga, el material solo recupera la deformación de la zona elástica del tramo OA’, quedando de forma permanente la deformación del tramo B’C’, que es la deformación plástica del material, es decir, el material quedaría deformado para siempre en esa zona. La tensión correspondiente al final de la zona plástica se llama tensión de rotura = σr , que es la máxima tensión que puede soportar el material, justo antes de empezar a romper. Con el ensayo de tracción se determinan: Límite elástico = σe Tensión de rotura = σr Alargamiento longitudinal o deformación longitudinal unitaria en % =

Estricción o contracción transversal unitaria en % =

Módulo de elasticidad = E →

Para el acero E= 210000

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Fig. 6.17. Ensayo de tracción del acero.

5.2.3. Ensayo de resistencia al choque o resiliencia Consiste en dejar caer un peso conocido desde una altura determinada hasta golpear a una probeta y producir la rotura de la misma debido al golpe. La caída se produce con un movimiento pendular. De ahí que el ensayo se haga con el llamado “péndulo de Charpy” Fig. 6.18. y 6.19.

Fig. 6.18. Probeta del ensayo de resiliencia.

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Materiales metálicos

PÉNDULO

PROBETA

Fig. 6.19. Ensayo de resiliencia mediante el péndulo de Charpy.

6.- DESIGNACIÓN DE LAS ARMADURAS PARA EL HORMIGÓN 6.1. Designación de los tipos de acero para armaduras activas Alambres de pretensado Designación Y 1570 C Y 1670 C Y 1770 C Y 1860 C

Carga unitaria máxima fmáx en N/mm² no menor que 1.570 1.670 1.770 1.860

El límite elástico fy estará comprendido entre el 0,85 y el 0,95 de la carga unitaria máxima fmáx. Barras de pretensado La carga unitaria máxima fmáx no será inferior a 980 N/mm2. El límite elástico fy, estará comprendido entre el 75 y el 90 por 100 de la carga unitaria máxima fmáx. Esta relación deberán cumplirla no solo los valores mínimos garantizados, sino también los correspondientes a cada una de las barras ensayadas.

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Tipos de cordones de pretensado Cordones de 2 ó 3 alambres Carga unitaria máxima fmáx en N/mm2 no menor que: 1.770 1.860 1.960 2.060

Designación Y 1770 S2 Y 1860 S3 Y 1960 S3 Y 2060 S3

Cordones de 7 alambres Carga unitaria máxima fmáx en N/mm2 1.770 1.860

Designación Y 1770 S7 Y 1860 S7

En ambos casos el límite elástico fy estará comprendido entre el 0,88 y el 0,95 de la carga unitaria máxima fmáx. 6.2. Designación de los tipos de acero para armaduras pasivas 6.2.1. Barras de acero corrugado Tipo de acero

Acero soldable con características especiales de ductilidad

Acero soldable

Designación

B 400 S

B 500 S

B 400 SD

B 500 SD

Límite elástico fy (N/mm2) ≥

400

500

400

500

Carga unitaria de rotura fs (N/mm2) ≥

440

550

480

575

6.2.2. Alambres corrugados Tipo de acero Designación Límite elástico fy (N/mm2) Carga unitaria de rotura fs (N/mm2)

Acero soldable (trefilado) B 500 T 500 550

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Materiales metálicos

6.2.3. Alambres lisos Se empleará el mismo tipo de acero que para los alambres corrugados, es decir, el acero B 500 T. 6.3. Designación de las armaduras pasivas Armaduras elaboradas y ferralla armada (las barras que formen las armaduras elaboradas y la ferralla armada serán barras corrugadas). Tipo de acero

Acero soldable

Designación Límite elástico fy (N/mm2) ≥ Carga unitaria de rotura fs (N/mm2) ≥

Acero soldable con características especiales de ductilidad B 400 SD B 500 SD

B 400 S

B 500 S

400

500

400

500

440

550

480

575

Tipos de aceros y armaduras normalizadas a emplear para las armaduras pasivas

Tipo de armadura

Armadura con acero de baja ductilidad

Designación

AP 400 T

AP 500 T

Tipo de acero

-

-

ME 400 T

ME 500 T

AB 400 T

AB 500 T

Tipo de malla electrosoldada Tipo de armadura básica electrosoldada en celosía

Armadura con acero soldable de ductilidad normal AP 400 S B 400 S B 400 SD ME 400 S ME 500 SD

AP 500 S B 500 S B 500 SD ME 500 S ME 500 SD

AB 400 S AB 400 SD

AB 500 S AB 500 SD

Armadura con acero soldable y características especiales de ductilidad AP400 SD AP 500 SD B 400 SD

B 500 SD

ME 400 SD

ME 500 SD

AB 400 SD

AB 500 SD

Tipos de mallas electrosoldadas Tipo de malla electrosoldada Tipo de acero

224

ME 500 SD

ME 400 SD

ME 500 S

ME 400 S

ME 500 T

ME 400 T

B 500 SD

B 400 SD

B 500 S

B 400 S

B 500 T

B 400 T

Materiales de construcción para edificación y obra civil

Tipos de armaduras básicas electrosoldadas en celosía Tipo de armadura básica electrosoldada en celosía Tipo de acero

AB 500 SD

AB 400 SD

AB 500 S

AB 400 S

AB 500 T

AB 400 T

B 500 SD

B 400 SD

B 500 S

B 400 S

B 500 T

B 400 T

7. DESIGNACIÓN DE LOS TIPOS DE ACERO PARA ESTRUCTURAS Se designan según la tabla 4.1. del CTE-DB-SE-A, con la letra inicial S (inicial del acero en inglés), a continuación se indicará la tensión del límite elástico expresada en N/mm2, que podrá ser 235, 275, 355 ó 450, y finalmente se indicará la referencia de la temperatura del ensayo de resiliencia, que podrá ser JR, J0 o J2.

225

MATERIALES ORGÁNICOS 1.- CONCEPTOS GENERALES 1.1. Definición Son aquellos materiales que en su composición tienen principalmente carbono, junto con otros elementos en menor proporción. 1.2. Tipos 1. Madera. Formada por el conjunto de tejidos que forman la masa del tronco de los árboles sin corteza. Es un material ligero, resistente y de fácil manejo. 2. Corcho. Es un material que se obtiene de la corteza del alcornoque. 3. Productos bituminosos. Son un conjunto de hidrocarburos que provienen del petróleo (sobre todo) o del carbón, acompañados de materias inertes de muy distinto origen. 4. Plásticos. Son cuerpos orgánicos macromoleculares constituidos por C, H, O y N principalmente. Generalmente están en estado sólido. Los plásticos usados en construcción suelen ser poco elásticos. Su gran inconveniente es que son muy combustibles. 5. Fibras naturales de origen vegetal. Son productos con los que se pueden obtener hilados, cuerdas, mallas y otras manufacturas que proceden de los tallos vegetales de determinadas plantas tales como el lino, el yute, el cáñamo y el esparto. Estos tallos son de diámetros reducidos de milímetros o pocos centímetros. 6. Cuerdas. Son ligamentos de fibras naturales, a base de torsión o trenzado de hilos formados de las fibras de lanas, lino, esparto, yute, cáñamo, etc. 227

Materiales orgánicos

7. Linóleo. Producto artificial formado por yute en forma de tela y una pasta formada por corcho en polvo, serrín, aceite de linaza (que se obtiene de las semillas del lino), resinas y colorantes. 8. Otros productos: la caña, el bambú y el mimbre. Son plantas que, en general, tienen el tallo con mayor longitud y diámetro más grueso que las plantas con las que se obtienen fibras naturales de origen vegetal (lino, yute, cáñamo, esparto). En este tema trataremos la madera, el corcho, los productos bituminosos y los plásticos. 1.3. Propiedades 1.3.1. Madera 1. Anisotropía. Es cuando un material tiene distintas propiedades en distintas direcciones. Por ejemplo, en las resistencias, si la dirección de la carga aplicada es paralela a las fibras la resistencia a comprensión es mayor que si la dirección de la carga aplicada es perpendicular a las fibras. 2. Densidad. Su densidad aparente varía entre 0,3 - 0,9 g/cm3 dependiendo del tipo de madera. Flota en el agua porque la densidad aparente < 1. Su densidad real es aproximadamente 1,56 g/cm3. La densidad que se calcula es la aparente con un 15% de humedad de agua (humedad internacional). 3. Humedad. Es la propiedad que más afecta a las dos propiedades anteriores y al resto. Si la madera tiene una humedad entre el 25 y el 30% se considera que se encuentra saturada. Del 20 al 25% semiseca; del 15 al 20% la denominaríamos seca a efectos de venta; del 10 al 15% es el resultado de desecar al aire; con menos del 10% ya la consideramos desecada. A mayor humedad mayor densidad. A mayor humedad menor resistencia. Fig. 7.1. A mayor humedad menor durabilidad. A mayor humedad mayor conductividad térmica y eléctrica.

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

Fig.7.1. Influencia de la humedad en la resistencia de la madera.

4. Conductividad térmica. Tiene bajo coeficiente de conductividad térmica. Transmite mal el calor o el frío, lo que quiere decir que es buen aislante térmico. 5. Conductividad eléctrica. Tiene bajo coeficiente de conductividad eléctrica. Transmite mal la energía eléctrica. 6. Resistencias mecánicas. Tiene alta resistencia a comprensión. Esta resistencia es mayor si la dirección de aplicación de la carga es paralela a las fibras, variable entre 15-30 N/mm2 y menor si la dirección de aplicación de la carga es perpendicular a las fibras, entre 4-7 N/mm2, pero es alta en ambos casos. Fig.7.2. La resistencia a tracción es alta si la dirección de aplicación de la carga es paralela a las fibras, entre 6-25 N/mm2, pero, en cambio, esta resistencia es baja si la dirección de aplicación de la carga es perpendicular a las fibras, entre 0,5-1 N/mm2. La resistencia al esfuerzo cortante es algo inferior a la resistencia a compresión con la dirección de aplicación de la carga perpendicular a las fibras, varía entre 2-5 N/mm2. La resistencia a flexión es elevada, mayor cuanto mayor es la densidad de la madera y varía entre 15-30 N/mm2.

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Materiales orgánicos

Fig.7.2. Resistencia de la madera en función de la dirección de aplicación de la carga y de la dirección de las fibras.

1.3.2. Corcho 1. Densidad. Debido a que el 88% de su volumen es aire, la densidad varía entre 0,170 - 0,240 g/cm3. Densidad media: 0,214 g/cm3. 2. Es un material elástico. Recupera su forma primitiva cuando cesa de actuar una carga quedando una pequeña deformación remanente. 3. Alta impermeabilidad. Es un material impermeable al agua y casi impermeable al vapor de agua. 4. Bajo coeficiente de conductividad térmica. Presenta una resistencia al paso del calor 30 veces superior a la del hormigón gracias a su estructura alveolar. 5. Buen absorbente acústico (en cambio no es buen aislante acústico). Es un material que amortigua muy bien los impactos, por lo que se emplea para absorber el ruido, ya que aunque éste incida sobre una superficie es absorbido y repartido por toda la masa del material. También es un material ideal para absorción de vibraciones. 6. Elevada resistencia a la intemperie. Lo que hace que resista bien la pudrición, la humedad, debido a que solo se humedece un 5% a temperatrura ambiente, lo que hace que tenga también baja capacidad de absorción de agua. 230

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7. Resistencias mecánicas. Cuando el material aparece como corcho aglomerado con otros productos (corcho mezclado con resinas, etc.) o como aglomerado compuesto (capas de corcho simple o aglomerado y capas de otros materiales) formando, por ejemplo, baldosas, tiene un elevada resistencia a flexión, pero por sí solo tiene poca capacidad resistente. 1.3.3. Productos bituminosos 1. Densidad. Entre 0,9 y 1,6 t/m3. 2. Penetración. Con la penetración se mide la consistencia del producto. Se determina por medio de la penetración en mm de una aguja. A menor penetración más viscosidad. Con la penetración se establece si el material es líquido, semisólido o sólido. La penetración de un producto bituminoso disminuye cuando la densidad del mismo aumenta. 3. Viscosidad. Es la resistencia a la fluidez (movimiento entre las moléculas del fluido) de un fluido mediante una fuerza transversal. También se podría relacionar con el rozamiento entre las supuestas capas del fluido. Si un fluido se coloca en un recipiente tendrá mucha viscosidad si se queda más o menos fijo sin adaptarse a la forma geométrica de dicho recipiente, y se queda como sin movimiento o deformación. Por el contrario, si el fluido se esparce por todo el recipiente según le echamos tomando la forma del mismo, su viscosidad será muy baja o nula. La viscosidad depende de la densidad y de la penetración. A mayor densidad, menor penetración y mayor viscosidad. 4. Ductilidad. Es la deformación que experimenta el material antes de la rotura mediante una fuerza de tracción. Es una propiedad importante. Por efecto de la temperatura el material se dilata o contrae y la ductilidad ha de ser alta para evitar el agrietamiento del material. 231

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5. Adherencia. Se establece la adherencia de los productos bituminosos mezclados con áridos, esto es en las mezclas bituminosas. Viene representada por la resistencia a despegarse uno del otro, para lo cual los áridos deben estar sumamente recubiertos por el betún. 6. Susceptibilidad. Es la propiedad que presenta para variar su viscosidad en función de la temperatura. 7. Punto de inflamación o punto de llama. Temperatura a partir de la cual el producto empieza a quemarse. 8. Permeabilidad. Los productos bituminosos son impermeables de por sí, debido a que, en general, no son solubles en agua y tienen una elevada viscosidad a temperatura ambiente. 9. Envejecimiento. Los productos bituminosos pasado un cierto tiempo (pocos años) tienden a perder parte de sus propiedades por evaporación de parte de sus componentes y entonces el material se deteriora y envejece. Para evitarlo, o que este envejecimiento se produzca más tarde, se emplean los betunes modificados con polímeros, como el SBS. Lo que hace es provocar dentro del betún una red tridimensional, y esto implica que mejore su cohesión permitiendo soportar mayores cargas con mayores tiempos de duración y en ámbitos más amplios de temperatura. Para que los productos bituminosos cumplan un buen papel para el uso que están diseñados, estas propiedades se deben cumplir de tal forma que el producto cumpla las siguientes funciones: -

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Facilidad de puesta en obra cuando el material se extiende. Elevada cohesión y adhesividad entre sus componentes. Baja susceptibilidad térmica, para no romperse por el enfriamiento o las bajas temperaturas. Impermeabilidad. Elevada durabilidad. Inalterabilidad a la humedad y a la intemperie. Baja permeabilidad al vapor de agua.

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1.3.4. Plásticos 1. Densidad. 1,1 - 1,8 g/cm3. 2. Elevadas resistencias mecánicas, tanto a tracción, como a comprensión, como a flexión. Las resistencias mecánicas varían considerablemente con la temperatura, ya que cuanto mayor es esta última, menor es la resistencia. Llegado el punto crítico de temperatura a partir del cual el material empieza a fluir, las resistencias mecánicas se reducen hasta hacerse prácticamente nulas. Las resistencias a flexión y a compresión son elevadas y varían entre 70 y 250 N/mm2, mientras que la resistencia a tracción es de menor magnitud, variable entre 30 y 60 N/mm2. 3. Buen comportamiento a la intemperie. Debido a su naturaleza y estructura química, así como a la disposición de las cadenas de sus compuestos, los efectos del sol, lluvia, viento, CO2, tienen una influencia muy baja sobre el comportamiento de los plásticos. Tan solo el efecto de las elevadas temperaturas les puede ir afectando con el tiempo, al igual que a los productos bituminosos, resolviéndose el problema en gran medida con un riguroso control de fabricación y mediante la fabricación de materiales plásticos compuestos. 4. Gran capacidad de transmisión de la luz. Sobre todo si son transparentes, dejando pasar la luz solar al interior de un local y produciendo el efecto invernadero en su interior. Si son de color, su capacidad de transmisión disminuye y se vuelven traslucidos o incluso prácticamente opacos con determinados tipos y colores. 5. Impermeables al agua y casi impermeables al vapor de agua. 6. Resistencia al fuego. Es su principal inconveniente, ya que arden con facilidad. Los plásticos puros son productos combustibles, pero combinados entre sí y mezclados con otros materiales aumentan la temperatura de fusión. También se mejora esta propiedad con deteminados procesos de fabricación.

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No obstante, para mejorar esta propiedad, si se colocan en grandes cantidades, es conveniente protegerlos con productos inífugos, que impidan su rápida descomposición en caso de incendio. 7. Aislamiento térmico y acústico. Su coeficiente de conductividad térmica es muy bajo. Esto hace que tengan muchas aplicaciones como materiales aislantes térmicos. Los plásticos producen un aislamiento igual o incluso mayor que los materiales tradicionales, colocando unos espesores mucho menores. Esta propiedad es variable según los tipos de plásticos pero, en general, se puede decir que 5 cm de espesor de un plástico produce el mismo aislamiento térmico que una pared de madera de 15 cm de espesor y que un muro de LHD de 30 cm. Respecto al aislamiento acústico, se emplean en menor medida, combinados con otros materiales, como el corcho.

2.- CLASIFICACIÓN 2.1. Maderas Existen numerosas clasificaciones de la madera. Desde el punto de vista de la madera como material de construcción, la clasificación más importante es la que divide a la madera en maderas macizas naturales y maderas industriales aglomeradas. La madera maciza es aquella que se obtiene del árbol y únicamente se la elimina parte de la humedad hasta que sea la adecuada al fin perseguido y se le da la forma geométrica necesaria, pero en ningún caso sufre ninguna combinación ni tratamiento con otros materiales, obteniéndose productos como tableros, listones, vigas y otros elementos que se usan directamente. En cambio, las maderas industriales aglomeradas, son aquellas que se obtienen sometiendo a la madera a una serie de tratamientos especiales de corte, triturado, etc. obteniendo virutas, serrines, astillas, celulosa y otros elementos que se mezclan entre sí y/o con otros materiales como resinas, otras fibras vegetales y sintéticas o incluso metales, obteniendo diversos productos como los tableros aglomerados, los tableros contrachapados y los tableros de fibras, entre otros. 234

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Otra clasificación es según su estructura anatómica, y se distinguen tres grupos: 1. Coníferas o resinosas: pino y abeto. Empleadas en elementos resistentes o estructurales. 2. Frondosas: roble, haya, castaño, eucalipto, nogal, etc. Empleadas, en general, en elementos decorativos y elementos no resistentes. 3. Exóticas: caoba, en elementos decorativos y no resistentes. Son maderas más caras que las anteriores. También se pueden distinguir por su utilización y calidad: 1. 2. 3. 4. 5.

Madera de pino: 1ª, 2ª, 3ª y 4ª clase. Madera de pianete o pinsapo: 1ª, 2ª, 3ª y 4ª clase. Madera de haya: 1ª, 2ª y 3ª clase. Madera de roble y de castaño: 1ª, 2ª, 3ª, 4ª y 5ª clase. Madera de chopo: 1ª, 2ª y 3ª clase.

Por último, también se distinguen las maderas duras y las maderas blandas: - Maderas blandas: son ligeras y más baratas. Se las llama blandas, no tanto por la dureza, sino más por su facilidad de trabajo. Son las más empleadas en mobiliario y estructuras. Son sobre todo de maderas coníferas como pino o abeto. - Maderas duras: por lo general son más resistentes y más caras. Presentan mayor complicación a la hora de trabajar con ellas y son de mayor calidad. 2.2. Corcho 1. Corcho natural. Está formado por láminas simples de corcho. 2. Corcho aglomerado. Formado por varias láminas simples de corcho natural unidas por yeso, cemento, resinas, etc. 3. Corcho aglomerado compuesto. Formado por varias láminas simples de corcho natural unidas por yeso, cemento, resinas, etc. y combinadas con otras capas de otros materiales, por ejemplo madera o poliéster reforzado con fibra de vidrio, yeso laminado o cartón-yeso, etc. 235

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2.3. Productos bituminosos 1. Betunes asfáticos. Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados solamente por carbono e hidrógeno. Los hidrocarburos pueden ser naturales o artificiales. Los hidrocarburos naturales son el carbón, el petróleo y el gas, mientras que los artificiales son principalmente derivados del petróleo. Se definen como betunes asfálticos los ligantes hidrocarbonados, sólidos o viscosos, preparados a partir de hidrocarburos naturales por destilación, oxidación o «cracking», que contienen una baja proporción de productos volátiles, poseen propiedades aglomerantes características y son esencialmente solubles en sulfuro de carbono. A partir de los betunes asfálticos, se establecen otra serie de betunes con unas características determinadas. Betunes asfálticos modificados con polímeros. Se definen como betunes asfálticos modificados con polímeros los ligantes hidrocarbonados resultantes de la interacción física y/o química de polímeros. Dentro de éstos, tienen especial interés los betunes modificados con polvo de neumáticos usados o caucho, lo que se conoce como neumáticos fuera de uso (NFU). Dentro de éstos están los que tienen alta viscosidad o baja viscosidad. Betunes fluidificados para riegos de imprimación. Se define como betún fluidificado para riegos de imprimación al ligante hidrocarbonado resultante de la incorporación a un betún asfáltico de fracciones líquidas, más o menos volátiles, procedentes de la destilación del petróleo y que se emplea en carreteras para la impermeabilización de capas granulares no estabilizadas. Betunes fluxados. Se definen como betunes fluxados los productos resultantes de la incorporación a un betún asfáltico de fracciones líquidas, más o menos volátiles, procedentes de la destilación del alquitrán.

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2. Asfaltos. Betunes mezclados con impurezas o cargas minerales en porcentaje menor del 5%. Su utilización cada vez es menor. 3. Alquitranes. Se obtienen por destilación de materias orgánicas vegetales (maderas), y también por destilación de materias orgánicas minerales (carbón). 4. Breas. Son productos que se obtienen por destilación del alquitrán. Su uso está siendo cada vez más reducido. 5. Emulsiones bituminosas. Se definen como emulsiones bituminosas las dispersiones de pequeñas partículas de un ligante hidrocarbonado en una solución de agua y un agente emulsionante de carácter aniónico o catiónico, lo que determina la denominación de la emulsión. Las emulsiones bituminosas pueden ser aniónicas o catiónicas, según el tipo de emulsionante utilizado en su fabricación (aniónico o catiónico) y, a su vez, pueden ser de rotura rápida, media o lenta, o especiales para riegos de imprimación. Emulsiones bituminosas modificadas con polímeros. Se definen como emulsiones bituminosas modificadas con polímeros las dispersiones de pequeñas partículas de un ligante hidrocarbonato y de un polímero en una solución de agua y un agente emulsionante de carácter aniónico o catiónico, lo que determinará la denominación de la emulsión. 6. Lechadas bituminosas. Son mezclas fabricadas a temperatura ambiente con un ligante hidrocarbonado (emulsión bituminosa), áridos, agua y, eventualmente, polvo mineral de aportación y adiciones. 7. Mezclas bituminosas. Productos formados por la mezcla de un producto bituminoso (normalmente betún o emulsión bituminosa), áridos (gruesos y finos, en granulometría continua con bajas proporciones de árido fino o con discontinuidad granulométrica en algunos tamices), polvo mineral y, eventualmente, aditivos, de manera que todas las partículas del árido queden recubiertas por una película homogénea de ligante.

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Las mezclas bituminosas, a su vez, se pueden clasificar de varias maneras: a) Por la temperatura de puesta en obra: •

• •

•

Mezclas en caliente, que se fabrican con betunes asfálticos a temperaturas más o menos elevadas, en general, en torno a los 150 ºC y su puesta en obra se hace a una temperatura muy superior a la del ambiente, entre 150-180ºC. Mezclas en frío, en las que el ligante suele ser una emulsión bituminosa y la puesta en obra se realiza a temperatura ambiente. Mezclas semicalientes, se fabrican y se ponen en obra a una temperatura de entre 120 y 135ºC y tienen la característica de emplear betunes especiales modificados con polímeros con una viscosidad baja. Mezclas templadas, se fabrican y extienden en obra a una temperatura de entre 40 y 90ºC, en las que el ligante es una emulsión bituminosa modificada también con polímeros.

b) Por el porcentaje de huecos de la mezcla: • • • •

Densas (2 - 6 %) (D-12, D-20), siendo 12 y 20 los tamaños máximos nominales. Semidensas ( 6 - 12 %) (S-12, S-20, S-25). Gruesas (> 12%) (G-20, G-25). Drenantes (> 20%) (PA-12).

c) Por el tamaño del árido: • • •

Mezclas gruesas (> 20 mm). Mezclas finas (10 - 20 mm). Microaglomerados (< 10 mm).

d) Por el tipo de ligante empleado: • •

Convencionales (betunes asfálticos). Especiales (betunes asfáticos modificados).

e) Por la estructura del árido: 238

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• •

Sin esqueleto mineral, la resistencia de estas mezclas solo se debe a la cohesión del betún. Con esqueleto mineral, en las que gran parte de la resistencia de la mezcla es debida al rozamiento interno de los áridos.

A partir de las diversas clasificaciones expuestas, se obtienen diversos tipos de mezclas, siendo las más utilizadas: -

Mezclas bituminosas en caliente tipo hormigón bituminoso. Productos formados por la mezcla de un producto bituminoso (normalmente betún o emulsión bituminosa), áridos (gruesos y finos) en granulometría continua, polvo mineral y, eventualmente, aditivos, de manera que todas las partículas del árido queden recubiertas por una película homogénea de ligante. Su fabricación y puesta en obra se hace a una temperatura muy superior a la del ambiente.

-

Mezclas en frío. Las más utilizadas son las de tipo abierto, formadas fundamentalmente por un árido grueso y una emulsión bituminosa, con una baja proporción de árido fino.

-

Mezclas bituminosas drenantes o porosas. Tienen una proporción muy elevada de huecos (20 al 30%) lo que les da una gran permeabilidad. Para su confección se suelen utilizar betunes modificados por su mayor adhesividad, aunque también se pueden emplear betunes convencionales.

-

Microaglomerados. Son mezclas con un tamaño máximo de árido inferior a 10 mm, por lo que se suelen usar en capas de pequeño espesor.

-

Mezclas bituminosas de alto módulo. Son mezclas bituminosas en caliente tipo hormigón bituminoso pero con un elevado módulo de elasticidad, superior a 11.000 N/mm2 a 20 ºC, mientras que las mezclas normales suelen tener un módulo del orden de 6.000 N/mm2 a la misma temperatura.

-

Mezclas sin esqueleto mineral. Con gran proporción de betún y que trabajan solamente por la cohesión entre las partículas del betún.

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2.4. Plásticos Se pueden clasificar según varios criterios. La clasificación más tradicional es aquella que los identifica según su temperatura de fusión y su comportamiento a la intemperie y establece tres tipos de plásticos: 1. Termoplásticos. Fluyen al ser calentados por encima de cierta temperatura (no muy alta). Por calentamiento y/o presión se vuelven deformables, adquieren plasticidad y adoptan un estado viscoso-líquido. Son fusibles y solubles. Son termoconformables o remoldeables por calor. 2. Termoestables. Permanecen insolubles y sin fluir hasta su temperatura de descomposición. Su temperatura de fusión es superior a la de los termoplásticos. A temperatura ambiente son rígidos y más estables. A pesar del aporte calórico, no son moldeables, no adquieren plasticidad. 3. Elastómeros. Permanecen insolubles y sin fluir hasta su temperatura de descomposición. Su temperatura de fusión es superior a la de los termoplásticos. A temperatura ambiente se pueden deformar, son elásticos y deformables. No son termoconformables.

1. Termoplásticos

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- ésteres de celulosa - polimetacrilato de metilo - poliacrilonitrilo (fibras de carbono) - poliamida (nylon) - poliestireno - policloruro de vinilo - poliolefínicos (polietileno, polipropileno) - policarbonato - poliaramida - geotextiles (que pueden estar formados por polietileno, polipropileno, poliamida y aramidas)

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2. Termoestables

- resinas de silicona - resinas poliéster - resinas de poliuretano - resinas epoxi - resinas melamínicas - resinas fenólicas

3. Elastómeros

- caucho - látex - neopreno

Algunos de los termoplásticos y los termoestables suelen mezclarse con otros materiales para obtener plásticos compuestos o reforzados. Entre ellos destaca la utilización de las resinas de poliéster, las resinas fenólicas, el policarbonato y las fibras de carbono, todos ellos reforzados con fibras de vidrio. Estos compuestos tienen unas propiedades mucho mejores que las que tienen los elementos simples por separado.

3.- FORMAS COMERCIALES 3.1. Madera 1. Marcos o cercos. Altura = 1,80 - 2,50 m (variable) Sección = 3 x 3 - 10 x 10 cm 2. Nudillos (precercos). De medidas similares al cerco o marco. 3. Tapajuntas (molduras) (tapa el nudillo y el marco o cerco). Altura = 1,90 - 2,60 m Ancho = 5 - 15 cm. Espesor = 0,5 - 2,5 cm 4. Vigas. Simples y compuestas (armadas). Las compuestas serían las que están formadas por dos o más vigas simples unidas con tornillos. Secciones transversales: 15 x 15 cm 15 x 20 cm 241

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20 x 20 cm . . 40 x 40 cm 5. Viguetas, largueros y listones. Simples. Secciones transversales desde 8 x 8 hasta 15 x 15 cm. 6. Tableros contrachapados. Son varias hojas simples que se pegan con la dirección de las fibras perpendicularmente entre sí para formar elementos de mayor espesor. Mínimo tres hojas. Largo = 1 - 2 m Ancho= 1 - 2 m Espesor = 3 - 30 mm 7. Tableros blindados. Son tableros contrachapados pero la lámina central es metálica. 8. Tableros de partículas o tableros aglomerados (la denominación correcta debería ser tablero aglomerado de partículas de madera, pero es más conocido por las denominaciones anteriores). Formados por virutas, astillas y restos de madera encoladas en caliente y a presión por medio de resinas sintéticas. De medidas y dimensiones muy variables. 9. Tablero de virutas. Tablero de constitución similar al de partículas pero fabricado con virutas de mayores dimensiones. Sus propiedades mecánicas son mayores. Dentro de éstos están los tableros de virutas orientadas, que son aquellos en los que las virutas de las capas externas están orientadas siguiendo la dirección longitudinal del tablero, por lo que las propiedades mecánicas del tablero se incrementan en esa dirección y disminuyen en la dirección perpendicular. Largo = 0,30 - 5,00 m Ancho = 0,30 - 5,00 m Espesor = 1 - 10 cm

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Fig.7.3. Distintas formas de presentación de la madera. Fuente: Los materiales básicos de la construcción.

10. Tableros de fibras. De medidas variables, se obtienen paneles que se elaboran con fibras de madera y otras fibras vegetales que se unen con colas y resinas mediante prensado en caliente, procedentes de la pasta de madera. Hay dos clases, los paneles con fibras de densidad dura, de mayor resistencia, y los paneles con fibras de densidad media, con una resistencia inferior.

Foto 7.1. Panel aislante acústico rígido de fibras de madera.

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11. Madera microlaminada. Producto derivado de la madera para uso estructural fabricado con chapas de madera de pequeño espesor, del orden de 3 a 5 mm, encoladas en la misma dirección de la fibra. 12. Entarimado. Láminas de madera que se apoyan y se fijan sobre unos listones o largueros también de madera (entre las láminas y los listones queda un hueco). Medidas: Largo = 0,50 - 5,00 m Ancho= 5 - 30 cm Espesor= 1,5 - 2 cm 13. Tarima. Planchas rectangulares muy finas de espesor 0,5 - 1 cm, de superficies variables: 1 x 1 m; 1 x 0,20 m; 0,50 x 0,20 m; etc. Es más barato que el entarimado y se usa, por ejemplo, en escenarios o pisos. Van pegadas al suelo. También se presentan en forma de láminas sueltas que se pegan al suelo y se unen lateralmente. 14. Tarima flotante. Láminas de madera que se unen lateralmente y se apoyan en el suelo (van apoyadas en el suelo pero no van pegadas al suelo). Largo = 0,50 -1,00 m Ancho = 10 - 15 cm Espesor = 0,5 - 2 cm 15. Parqué. Tablillas de madera finas, que van pegadas al suelo. Medidas: Largo = 0,10 - 1,00 m Ancho = 3 - 15 cm Espesor = 0,5 cm Derivado de éste es el parqué hidráulico, que está formado por tablillas de madera colocadas sobre una capa base de mortero de cemento. 16. Estructuras laminadas. Son dos o más láminas de madera, cada una con un espesor ≥ 2,5 cm, que se unen con adhesivos, tornillos o pernos. La dirección de las fibras de las láminas es paralela. 15. Paneles sándwich. Formados por láminas de madera en las caras exteriores y un núclelo de poliestireno, pvc, poliuretano, fibra de vidrio, etc. 244

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16. Paneles simples y compuestos. Formados por una o dos capas: una capa de madera y las otras de fibra de vidrio, yeso laminado, poliestireno, pvc, etc. 3.2. Corcho 1. Láminas simples de corcho natural. Con espesores entre 0,5 - 2 cm (o incluso más). 2. Rollos. Muy finos, para revestimientos interiores. 3. Planchas con celdillas (cavidades huecas), preferentemente de corcho natural. Para absorción acústica en discotecas, cines, etc., en paredes y techos. 4. Paneles y planchas de corcho aglomerado y aglomerado compuesto, biseladas o no, y lisas, con perforaciones o con estrías. Para acústica en paredes y techos. También se emplean estas planchas y paneles en juntas de dilatación en la construcción, aislamientos térmicos, acústicos, revestimientos, etc. 5. Baldosas de corcho (aglomerado compuesto) para suelos. Con una resistencia mecánica de al menos, 5 kg/cm2. Pueden ser de muchos tipos. Están formadas por dos capas, una interior de corcho y una exterior formada por una lámina de madera o de plástico reforzado (poliéster reforzado con fibra de vidrio). Espesores de 5, 6 y 8 mm. Las baldosas pueden tener formas cuadradas o rectangulares de 30 - 40 cm de lado. 3.3. Productos bituminosos 1. Láminas o membranas bituminosas monocapa o multicapa, que pueden llevar incorporadas en su interior un aislamiento formado por una armadura de fibra de vidrio, lana de roca, poliuretano, etc. Estas láminas se emplean en impermabilización de cubiertas, muros, etc. Las membranas pueden venir sin protección, o autoprotegidas, y en este caso la capa superior de la membrana se refuerza con gránulos minerales u hojas metálicas. Se suministran en rollos.

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2. Cordones o perfiles. Para rellenos y sellados de juntas. 3. Adhesivos y mastiques. Empleados en el relleno de juntas y grietas y en el sellado y unión de láminas bituminosas. 4. Betunes de penetración. Emulsiones bituminosas. Mezclas bituminosas. Lechadas bituminosas. Se comercializan por bidones, cisternas y tanques y camiones, valorándose los productos por kilogramos o toneladas según la cantidad. 5. Pinturas bituminosas. Se comercializan por peso en bolsas, tarros o botes. 3.4. Plásticos 1. Planchas o paneles monolíticos simples o reforzados con fibras de vidrio. Con multitud de formas y características: cuadradas, rectangulares, planas, onduladas, grecadas, nervadas, con superficies lisas, rugosas, con relieves decorativos, con nódulos o sin ellos, etc.

Foto 7.2. Panel aislante rígido de poliestireno extruido.

2. Paneles sándwich. Formados por dos laminas exteriores de resinas de poliéster o resinas fenólicas, reforzados con fibras de vidrio, y un núcleo o alma interna entre ambas láminas exteriores. El núcleo interno puede estar formado por: - Espumas sintéticas de poliuretano o poliestireno. - Un alma celular de cartón rigidizado.

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- Un alma celular alveolar de aluminio. - Un panal o nido de abeja de fibras de vidrio, fibras de carbono, resinas o aluminio. 3. Perfiles. Con diferentes formas y secciones.

Foto 7.3. Perfiles de ventana de PVC.

4. Sustancias líquidas o semilíquidas: siliconas, masillas, selladores, adhesivos, etc. 5. Espumas.

Foto 7.4. Espuma acústica de poliéster.

6. Burletes o cordones, que son elementos longitudinales para aislamientos de puertas y ventanas. 7. Casetones, de pvc premoldeado, son una especie de “bañeras” empleadas en encofrados de forjados reticulares. 8. Tuberías y piezas especiales (codos, manguitos, conos de reducción, etc.). 247

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9. Baldosas de plástico combinadas con diferentes materiales, por ejemplo, baldosas de PVC con resinas epoxi y con mortero de cemento, baldosas de poliéster reforzado con fibras de vidrio, etc. 10. Membranas. Son láminas finas flexibles de poliestireno extruido (entre otros) que pueden ser lisas o tener nódulos (entrantes o salientes en la membrana con forma esférica, cilíndrica o troncocónica).

Foto 7.5. Membrana de poliestireno extruido para drenaje de muros.

11. Cintas o bandas de plástico para remates y terminación de elementos. 12 Fibras. Son hilos o filamentos estirados mecánicamente revestidos de compuestos generalmente textiles o plásticos, dando lugar a la fibra. Las fibras se comercializan por diámetros, y los hay desde unas pocas micras, hasta fibras de varios centímetros que dan lugar a los cordones de fibras. 13 Geotextiles. Un geotextil es un material textil plano, polimérico (sintético o natural) que puede ser no tejido, tricotado o tejido, y que se emplea en ingeniería civil en contacto tanto con suelos como con otros materiales para aplicaciones geotécnicas. Pueden estar formados por polietileno, polipropileno, poliamida, aramidas y otros elementos, y se presentan en el mercado de la siguiente forma: -

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En forma de membranas, cintas, fibras, mallas o redes, que pueden estar tejidas y cosidas. Láminas planas no tejidas, con fibras cortadas o filamentos continuos.

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4.- APLICACIONES 4.1. Maderas 4.1.1. Elementos resistentes o estructurales 1- Entramados. Conjunto estructural formado por vigas y pilares de madera, que forman un sistema resistente. 2- Pavimentos. Se resuelven mediante entarimados, tarimas flotantes, parqués, tarimas, etc. 3- Encofrados. Moldes para dar forma a elementos de hormigón, sobre todo para forjados, vigas y pilares. 4- Apeos y apuntalamientos. Elementos auxiliares de sujeción o contención provisional empleados en construcción de forjados, vigas, pilares, muros, excavaciones, zanjas, túneles, etc. 5- Cimbras. Son elementos auxiliares provisionales para la construcción de arcos, bóvedas y cúpulas, y se complementan con apeos y apuntalamientos. Fig. 7.4. a y b. a)

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b)

Fig.7.4. a y b. Cimbra de madera y elementos.

6- Tableros para entibaciones. Las entibaciones son sistemas provisionales de contención de tierras, que tienen por objeto reforzar y proteger los frentes de las paredes y techos en zanjas, excavaciones, túneles y obras subterráneas. Fig. 7.5.

Fig.7.5. Tipos de entibaciones de madera en zanjas.

7- Postes. Para sujeción de cables y otros elementos. 8- Escaleras. Se diseñan peldaños, losas para peldaños y vigas zancas de madera.

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9- Mangos para útiles y herramientas. 10- Precercos o nudillos. Empleados en la colocación de puertas y ventanas y que van empotrados en la fábrica o elemento donde va colocada la puerta o ventana y sirven para la fijación del marco o el cerco. 11- Marcos y cercos. Elementos que se fijan al cerco o nudillo y sobre los que se colocan puertas y ventanas. 4.1.2. Elementos no resistentes o no estructurales 1- Muebles. 2- Revestimientos laminados. Flexibles y ligeros, empleados en el interior de locales. 3- Carpinterías. Se emplea la madera en rodapiés, tapajuntas o molduras, puertas, etc. 4- Barandillas. Para protección de escaleras, siendo de madera tanto los balaustres como el pasamanos. 5- Persianas. 6- Aislamiento térmico y acústico con paneles de fibras de madera y fibras de vidrio. 4.2. Corcho 1- Aislamiento térmico de paredes, suelos, techos y muros. 2- Absorción acústica y absorción de vibraciones en máquinas, discoteca, cines, etc., empleando láminas simples de corcho natural, paneles de corcho aglomerado compuesto, planchas con celdillas, etc. 3- Relleno de juntas. Con planchas de corcho aglomerado para juntas de dilatación en la construcción.

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4- Falsos techos. Sobre todo en techos en placas, empleando placas y paneles de corcho aglomerado, apoyadas en unos perfiles suspendidos. 5- Revestimientos de paredes y techos. Se suelen aplicar revestimientos con láminas simples de corcho natural y revestimientos más rígidos con paneles de corcho aglomerado. Estos revestimientos pueden ser de terminación o sobre los mismos colocar una o varias capas de acabado con papel, pinturas, etc. 6- Solados. Se emplean baldosas de corcho aglomerado compuesto en naves industriales, salas de fiesta, discotecas, cines, auditorios, cuartos de ascensores, salas de máquinas, etc. 4.3. Productos bituminosos 1- Impermeabilización de cubiertas con láminas monocapa y multicapa autoprotegidas o no. Generalmente suelen ser láminas bituminosas modificadas con polímeros como el SBS o el APP, que presentan mejores propiedades, resistiendo temperaturas más altas y más bajas. 2- Barrera para el vapor de agua. Para evitar condensaciones, se emplean láminas bituminosas. Pueden venir por separado o adheridas a otros materiales (plásticos, aluminio, etc.) formando paneles compuestos. 3- Pinturas bituminosas. Son disoluciones de asfaltos, alquitranes o breas en disolventes orgánicos y mezcladas con resinas sintéticas. A veces también pueden mezclarse con agua. De aspecto negro y brillante. Y sus aplicaciones son en impermeabilización y en sellado de juntas y grietas. 4- Pavimentación. La utilización de los productos bituminosos en pavimentación es su principal aplicación. Las mezclas bituminosas en caliente son las que mayor utilización tienen en carreteras de nueva construcción. Se usan tanto en vías urbanas como en carreteras convencionales, autopistas y aeropuertos, y se utilizan tanto para capas de rodadura como para las capas inferiores. Se está experimentando el uso de mezclas semicalientes y templadas para garantizar una mayor sostenibilidad ambiental.

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

Las mezclas en frío tienen su principal aplicación en la construcción y conservación de carreteras secundarias, ya que no dan buenos resultados en carreteras principales. Los microaglomerados y lechadas bituminosas se emplean para realizar tratamientos superficiales en operaciones de mantenimiento, impermeabilización, conservación y rejuvenecimiento superficial de pavimentos envejecidos y degradados. Las mezclas de alto módulo de elasticidad se suelen emplear en capas base por la capacidad de absorción de esfuerzos y deformaciones. Los betunes y las emulsiones bituminosas suelen formar parte de la composición de las mezclas bituminosas, aunque se pueden emplear en tratamientos superficiales de mejora de pavimentos por fisuración, agrietamiento y tratamientos de impermeabilización. También se emplean como riegos, que son capas bituminosas que tiene la función de unir, impermeabilizar, sellar, curar, sanear, etc., las capas sobre las que se colocan. 5- Imprimaciones. Las imprimaciones bituminosas son capas de betún que se colocan por varios motivos. Uno de ellos es como elemento de unión para facilitar posteriormente la colocación encima de la misma de otra capa bituminosa, con el fin de aumentar la adherencia sobre aquella. También se emplean para tapar posibles grietas, fisuras, poros de una superficie para realizar su sellado y sobre la que luego se va a colocar una lámina bituminosa impermeabilizante. 6- Relleno de juntas y grietas. Se emplean adhesivos y mastiques. En juntas de retracción y en juntas de dilatación de firmes y pavimentos de hormigón se hace un sellado de las juntas con cordones bituminosos de un betún o una emulsión modificada. También se pueden emplear para otro tipo de juntas, en cubiertas, muros de ladrillo, hormigón, soleras, y en este caso pueden ir combinados o no con otros materiales, como siliconas, poliestireno expandido, etc. 4.4. Plásticos 1- Paneles monolíticos y paneles sándwich para paredes interiores y paneles inferiores bajo cubiertas y sobre forjados, para impermeabilizar y aislar térmicamente las cubiertas.

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2- Cubiertas, en forma de planchas o paneles, como elemento de impermeabilización. Chapas o paneles con formas onduladas, grecadas y nervadas. También canalones en cubiertas. 3- Tragaluces, lucernarios y claraboyas, con planchas transparentes, traslúcidas, de colores, etc.

Foto 7.6. Lucernario de plástico transparente en cubierta para el paso de luz.

4- Redes de abastecimiento, empleando tuberías de diversos materiales plásticos, PVC, poliéster reforzado con fibras de vidrio, polietileno, polipropileno, etc., empleadas en redes de alumbrado, telefonía, gas, energía eléctrica y abastecimiento de agua.

Foto 7.7. Tubos de polipropileno para redes de abastecimiento de energía eléctrica y alumbrado público.

5- Tuberías de drenaje, mediante tuberías de PVC ranuradas, perforadas o con juntas abiertas, que recogen el agua y la conducen hasta otros elementos. 254

Materiales de construcción para edificación y obra civil

6- Instalaciones de saneamiento, en el interior de edificios: red interior de baños y cocinas, bajantes y colectores con tuberías de PVC. 7- Solados, realizados con baldosas de PVC, de poliéster reforzado con fibras de vidrio, o resinas epoxi con mortero de cemento, etc. 8- Impermeabilizaciones con láminas de PVC, polietileno, poliéster reforzado, y sellado con siliconas, resinas epoxi, etc. 9- Aislamiento térmico con paneles monolíticos y paneles sándwich de diversos materiales y espumas proyectadas con poliuretano. 10- Absorción acústica, se emplean paneles sándwich con relleno de corcho o poliestireno. 11- Relleno de juntas con poliuretano proyectado o poliestireno y después se rellena con silicona para impermeabilizar. 12-Perfiles de ventana, sobre todo perfiles de PVC. 13- Persianas, también de PVC. 14- Encofrados, en forjados reticulares, por medio de casetones recuperables de PVC y encofrados de puentes con elementos recuperables de poliéster reforzado con fibras de vidrio. Fig. 7.6. y 7.7.

Fig.7.6. Casetones de plástico de PVC premoldeado para formación de encofrado de forjado reticular. 255

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Fig.7.7. Estructura de colocación de encofrado para forjado reticular. Fuente: Los materiales básicos de la construcción.

15- Barandillas con pasamanos y balaustres de PVC o de poliéster reforzado con fibras de vidrio. etc.

16- Cajas de registro para instalaciones eléctricas, enchufes, pulsadores,

17- Aislamientos y cubiertas de cables eléctricos, con polietileno reticulado, PVC, etc. 18- Redes de seguridad de poliamida, poliéster reforzado, aramida o fibras de carbono, empleadas como medida de protección en obras de construcción. 19- Adhesivos y pegamentos para unir estructuras de madera y unión de otros elementos. 20- Láminas de polietileno para realizar el curado del hormigón. 21- Bovedillas de poliestireno, empleadas en forjados unidireccionales, sobre todo en las últimas plantas para aislar térmicamente. 22- Manivelas de puertas y ventanas, para apertura y cierre de éstas, sustituyendo a las clásicas metálicas. 256

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23- Revestimientos laminados ligeros, en paramentos interiores de locales, con placas rígidas de PVC, poliéster con fibras de vidrio, poliestireno, etc. 24- Pinturas al agua plásticas, pinturas al agua al temple, pinturas al esmalte, pinturas de resinas naturales y artificiales, pinturas nitrocelulósicas y pinturas de siliconas. 25- Cintas de señalización de canalizaciones en redes de abastecimeinto de agua, energía eléctrica y gas. 26- Tirantes y cordones empleados en puentes atirantados y puentes colgantes, utilizando fibras de aramidas, fibras de carbono y resinas de poliéster reforzadas con fibras de vidrio. 27- Fachadas con muros cortina, empleando paneles sándwich de poliéster reforzado con fibras de vidrio y relleno o alma de espuma sintética de poliuretano, poliestireno, panal de abeja, alveolos metálicos o de cartón y corcho aglomerado.

Foto 7.8. Fachada con muro cortina realizado con perfiles metálicos y placas de poliéster reforzado con fibras de vidrio.

28- Falsos techos, empleando paneles sándwich en los techos en placas. 29-Geotextiles. Las principales aplicaciones de los geotextiles son las siguientes: -

Como elemento de separación de la subbase o base de una carretera y la explanada, para impedir la contaminación de esta última. Como elemento de refuerzo en pavimentos fisurados. 257

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-

Como capa impermeabilizante mezclando asfalto, elástómeros y otros polímeros. Como elemento filtrante o drenante, permitiendo el paso de agua a través de sus poros y recogiendo las partículas en suspensión. Refuerzo de taludes y desniveles pronunciados. Estabilización y refuerzo de suelos.

30- Cables de fibra óptica, para redes de telecomunicaciones. Se pueden emplear cables para fibra óptica formados por fibras de polietileno espumoso o politetrafluoroetileno espumoso. Aunque generalmente estos cables suelen ser de fibras de vidrio, empleando como materia prima la arena de sílice, que es la que se emplea para la fabricación de los derivados del vidrio.

5.- ENSAYOS 5.1. Madera - Densidad. Hay que determinar el peso y el volumen de la probeta. Respecto al peso, habrá que hacerlo de tal forma que la madera tenga la humedad específica de acuerdo con el tipo de densidad que se quiera obtener, aunque para la densidad aparente se establece con el 15% de humedad (humedad internacional). - Contracción e hinchamiento. Se determina por diferencia de dimensiones antes y después del secado, determinando la contracción o hinchamiento de una probeta en las tres direcciones: longitudinal, radial y tangencial. - Ensayo de dureza. Consiste en determinar la huella que produce en una probeta prismática de madera una bola de acero de 10 mm de diámetro cuando se le aplica una carga de 200 kg durante 60 segundos. Existen tres procedimientos que son el método de secado, el método de destilación y el método eléctrico. - Resistencias mecánicas: tracción, comprensión, flexión y esfuerzo cortante. Resistencia a compresión paralela a las fibras. El método se basa en aplicar, sobre una sección transversal extrema de la probeta, una carga continua de 258

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compresión en dirección paralela a las fibras de la madera, midiendo las deformaciones producidas por la aplicación de dicha carga hasta llegar a la rotura de la probeta. Ensayo de compresión perpendicular a las fibras. El método se basa en aplicar, sobre una cara radial de la probeta, una carga continua de compresión en dirección perpendicular a dicha cara, midiendo las deformaciones producidas por la aplicación de la carga hasta llegar a la rotura de la probeta o en su defecto hasta una deformación máxima de 2,5 mm. Resistencia a tracción paralela a las fibras. El método se basa en aplicar, sobre una sección transversal extrema de la probeta, una carga continua de tracción en dirección paralela a las fibras de la madera, midiendo las deformaciones producidas por la aplicación de dicha carga hasta llegar a la rotura de la probeta. Ensayo de tracción perpendicular a las fibras. El método se basa en aplicar una carga continua de tracción en dirección perpendicular a las fibras de la madera hasta alcanzar la rotura de la probeta. Ensayo de flexión y esfuerzo cortante. Se hace con una probeta prismática plana colocada entre dos apoyos y se la aplica una fuerza centrada hasta que se produce la rotura. 5.2. Corcho Los ensayos sobre el corcho son diferentes según el tipo de producto que se tenga. Por ello, se distinguirán una serie de productos sobre los que se relizarán los siguientes ensayos: -

Corcho en plancha y granulados de corcho: .. .. .. ..

-

Densidad Humedad Absorción acústica Coeficiente de conductividad térmica

Aglomerados expandidos puros de corcho para aislamiento térmico y acústico (placas o láminas simples de corcho natural): 259

Materiales orgánicos

.. .. .. .. .. .. -

Densidad aparente Resistencia a la rotura por flexión Humedad Aislamiento térmico Absorción acústica Coeficiente de conductividad térmica

Parqués de corcho aglomerado: .. .. .. ..

Densidad aparente Resistencia al despegado Fuerza de cizalladura Estabilidad dimensional. Determinación de la curvatura por exposición a la humedad .. Tensión de rotura por tracción -

Aglomerados compuestos: .. Densidad aparente .. Tensión de rotura por tracción y flexión .. Estabilidad dimensional

-

Corcho aglomerado para juntas de dilatación en la construcción: .. .. .. ..

-

Espesor Tensión de rotura por tracción Compresión Expansión transversal

Rollos de aglomerado compuesto: .. .. .. ..

Espesor Tracción Flexibilidad Humedad

5.3. Productos bituminosos Los principales ensayos que se realizan en los productos bituminosos, son los siguientes: 260

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5.3.1. Betunes asfálticos -

Toma de muestras de los materiales bituminosos. Se utiliza para deteminar la naturaleza y las características de los materiales.

-

Densidad y densidad relativa de los materiales bituminosos.

-

Penetración de los materiales bituminosos. Se utiliza para deteminar la consistencia del betún asfáltico o del alquitrán por medio de la distancia de penetración vertical de una aguja expresada en décimas de milímetro.

-

Punto de reblandecimiento anillo y bola de los materiales bituminosos. Se utiliza para determinar la deformación por reblandecimiento por aplicación de calor.

-

Ductilidad de los materiales bituminosos. Se determina mediante la realización de un ensayo de tracción y la ductilidad se define por medio de la distancia máxima en cm que se estira el material hasta el instante de la rotura.

-

Puntos de inflamación y combustión de los materiales bituminosos (aparato Cleveland, vaso abierto). Se emplea para determinar la temperatura de inflamación del material mediante la aplicación de calor.

-

Solubilidad de los materiales bituminosos en disolventes orgánicos.

5.3.2. Emulsiones bituminosas -

Destilación. El ensayo de destilación se usa para determinar las proporciones relativas de betún asfáltico y agua presentes en la emulsión.

-

Carga de partículas. El ensayo de carga de partícula se hace para identificar las emulsiones catiónicas de rotura rápida y media.

-

Viscosidad Saybolt-Furol. Se utiliza el ensayo Saybolt-Furol, para medir la consistencia de las emulsiones bituminosas.

261

Materiales orgánicos

-

Sedimentación de las emulsiones bituminosas. El ensayo de sedimentación indica la tendencia de las partículas de asfalto a perder la estabilidad, durante el almacenamiento de la emulsión. Detecta la propensión de los glóbulos de betún a sedimentar durante el almacenamiento.

-

Estabilidad de las emulsiones bituminosas (método de emulsibilidad).

-

Tamizado de las emulsiones bituminosas. Consiste en separar por medio de un tamiz las partículas gruesas y comprobar la velocidad de rotura de la emulsión.

5.3.3. Mezclas bituminosas -

Densidad aparente y contenido de huecos en mezclas bituminosas compactadas. Para determinar la densidad relativa aparente y el porcentaje de huecos de la mezcla.

-

Resistencia a la disgregación. Se realiza introduciendo la muestra en la máquina de Los Ángeles sin carga abrasiva (bolas) y obteniendo su pérdida en peso después de 300 revoluciones del tambor. También, con la máquina de Los Ángeles, se termina la adhesividad, sumergiendo el material cuatro días en agua y sometiéndolo al mismo desgaste explicado anteriormente.

262

-

Ensayo de inmersión-compresión o sensibilidad al agua. Se emplea para determinar la pérdida de cohesión que se produce por la acción del agua sobre las mezclas bituminosas compactadas.

-

Resistencia a la deformación plástica de las mezclas bituminosas. Se utiliza para determinar la estabilidad y deformación de las mezclas bituminosas mediante la colocación en una prensa y procediendo a su rotura.

-

Determinación del coeficiente de resistencia al deslizamiento con el péndulo TRRL. Se utiliza para determinar las características antideslizantes de la superficie de un pavimento.

Materiales de construcción para edificación y obra civil

-

Determinación de la resistencia al deslizamiento con el equipo de medida del rozamiento transversal.

-

Permeabilidad in situ de pavimentos drenantes con permeámetro.

5.4. Plásticos -

Determinación de la densidad. Mediante este ensayo, se pueden conocer los cambios que se producen en los componentes que forman el material plástico cuando se le someten a la acción de agentes exteriores. La densidad vendrá expresada por la relación del peso de un volumen dado de material a la temperatura de 20° C, al de un volumen igual de agua a la misma temperatura.

-

Determinación de la dureza. Se halla la dureza de los materiales plásticos determinando la huella permanente que deja una bola de acero, sobre la probeta, al presionarla con una carga fija durante un tiempo especificado. La bola es de acero, y de 5 mm de diámetro. Se le aplica una carga constante de 50 kg y se mide la penetración de la bola, a los 10 segundos de la aplicación de la carga y a los 60 segundos del mismo momento. La dureza se obtiene dividiendo la carga aplicada, expresada en kg, por la superficie de la huella dejada por la bola, expresada en centímetros cuadrados

-

Resistencia a compresión. Para determinar la resistencia a compresión de los materiales plásticos se utilizan probetas de 120 x 15 x 10 mm, conservadas de 20 a 24 horas, a 20° C, en un desecador con cloruro cálcico anidro. El esfuerzo se ejercerá paralelamente a la mayor dimensión de la probeta. El resultado será media de tres determinaciones.

263

Materiales orgánicos

-

Resistencia a tracción. Las características y condiciones de las probetas serán las mismas que en el ensayo de compresión. El resultado será también la media de tres determinaciones.

-

Resistencia a flexión. Las características y condiciones de las probetas serán las mismas que en el ensayo de compresión y de tracción. Los resultados serán la media aritmética de cinco ensayos.

-

Determinación de la resistencia al calor. No es fácil determinar la deformación bajo carga de un material plástico al elevarse la temperatura. Hay que recurrir a ensayos empíricos como el ensayo Martens, en el que se mide la temperatura por encima de la cual un material, sometido a una carga de flexión constante y a una temperatura creciente, experimenta una deformación. Esta temperatura recibe el nombre de “grado Martens”.

-

Determinación de la resistencia química. Tiene por objeto determinar la resistencia frente a diversos reactivos.

Los reactivos especificados por las normas españolas son: - Disolución de ácido sulfúrico al 30%. - Disolución de ácido sulfúrico al 3%. - Disolución de hidróxido sódico al 10%. - Disolución de hidróxido sódico al 1%. - Alcohol etílico de 95%. - Disolución de cloruro sódico al 10%.

6.- DESIGNACIÓN DE LOS MATERIALES ORGÁNICOS 6.1. Madera resistente Madera maciza La madera maciza aserrada, para su uso en estructuras, estará clasificada quedando asignada a una clase resistente. Las clases resistentes son: a) Para coníferas y chopo: C14, C16, C18, C20, C22, C24, C27, C30, C35, C40, C45 y C50. 264

Materiales de construcción para edificación y obra civil

b) Para frondosas: D18, D24, D30, D35, D40, D50, D60 y D70. En las cuales los números indican el valor de la resistencia característica a flexión, f m, k , expresada en N/mm2. Madera laminada encolada La madera laminada encolada, para su uso en estructuras, estará clasificada quedando asignada a una clase resistente. Las clases resistentes son: a) Para madera laminada encolada homogénea: GL24h, GL28h, GL32h y GL36h. b) Para madera laminada encolada combinada: GL24c, GL28c, GL32c y GL36c. En las cuales los números indican el valor de la resistencia característica a flexión, f m, g, k, expresada en N/mm2. Madera microlaminada Su designación será LVL, que son las siglas de su nombre en inglés. Tableros de fibras Se designarán por las siglas MDF o HDF, según se trate de un tablero de fibras de densidad media o un tablero de fibras de alta densidad. Tablero de partículas (tablero aglomerado) Su designación será la siguiente: P4 Tablero de partículas estructurales para su uso en ambiente seco. P5 Tablero de partículas estructurales para su uso en ambiente húmedo. P6 Tablero de partículas de alta prestación estructural para su uso en ambiente seco. P7 Tablero de partículas de alta prestación estructural para su uso en ambiente húmedo.

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Materiales orgánicos

Tablero de virutas orientadas Se designan de la siguiente forma: OSB/2 Tablero de virutas orientadas para uso en ambiente seco. OSB/3 Tablero de virutas orientadas para uso en ambiente húmedo. OSB/4 Tablero de virutas orientadas de alta prestación para uso en ambiente húmedo. OSB son las siglas de su nombre en inglés. 6.2. Productos bituminosos 6.2.1. Betunes Betunes convencionales. La denominación del tipo de betún asfáltico se compondrá de la letra B seguida de dos números indicadores del valor mínimo y máximo admisible de su penetración (expresada en décimas de milímetro), separados por una barra inclinada a la derecha (/), existiendo los siguientes tipos: B 13/22; B40/50; B60/70; B 80/100; B150/200; B200/300. Betunes modificados con polímeros. La denominación del tipo de betún asfáltico modificado con polímeros se compondrá de las letras BM, seguidas de un número que indica el intervalo de penetración y, en su caso, otra letra minúscula, separados por un guión (-), que indiquen el tipo a que pertenecen, existiendo los siguientes tipos: BM-1; BM-2; BM-3(a, b, o c); BM-4; BM-5. En el caso de los betunes modificados con caucho la designación será: -

BC, betunes mejorados con polvo de caucho. BMC, betunes modificados con polvo de caucho. BMAVC, betún modificado con polvo de caucho, con alta viscosidad.

Los betunes fluidificados para riegos de imprimación se designarán por las siglas FM100.

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Para los betunes fluxados, la denominación del tipo de betún fluxado se compondrá mediante las letras FX seguidas por un número, indicativo del valor de su viscosidad STV. 6.2.2. Emulsiones bituminosas La denominación del tipo de emulsión bituminosa se compondrá de las letras EA o EC, representativas del tipo de emulsionante utilizado en su fabricación (aniónico o catiónico), seguidas de las letras R, M, L o I, según su tipo de rotura (rápida, media o lenta) o que se trate de una emulsión especial para riegos de imprimación y, en algunos casos, de un guión (-) y los números 1, 2 ó 3, indicadores de su contenido de betún residual y, en su caso, de la letras d o b, para emulsiones bituminosas con una menor o mayor penetración en el residuo por destilación. Existen los siguientes tipos: Aniónicas: EAR-1; EAR-2; EAM; EAL-1; EAL-2; EAI. Catiónicas: ECR-1; ECR-2; ECR-3; ECM; ECL-1; ECL-2; ECI. En el caso de las emulsiones bituminosas modificadas con polímeros, la denominación se hará igual que antes y además añadiendo la letra m al final, existiendo los siguientes tipos: ECR-1-m; ECR-2-m; ECR-3-m; ECM-m; EAM-m; ECL-2-m. 6.2.3. Mezclas bituminosas Mezclas bituminosas en caliente. La designación del tipo de mezcla se hace con una letra indicativa del porcentaje de huecos (D=densas, S=semidensas, G=gruesas, PA=drenantes), y un número en función del tamaño máximo nominal del árido (expresado en milímetros), existiendo los siguiente tipos: D-12; D-20; S-12; S-20; S-25; G-20; G-25; PA-12. La designación de las mezclas bituminosas discontinuas se hará con las letras BBTM seguida de un número que indica el tamaño máximo del árido, a continuación la clase mediante las letras A, B, C y D, y finalmente el tipo de ligante utilizado, existiendo los siguientes tipos:

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BBTM 8A; BBTM 11A; BBTM 8B; BBTM 11B. (Se ha omitido el tipo de ligante). La designación de las mezclas bituminosas drenantes se hará con las letras PA, seguida de un número (tamaño máximo del árido) y luego el tipo de ligante, existiendo las siguientes: PA 11; PA 16. (Se ha omitido el tipo de ligante). La designación de las mezclas bituminosas tipo hormigón bituminoso se hará de la siguiente manera: -

-

Con las letras AC, que indica que la mezcla es de tipo hormigón bituminoso. Después el tamaño máximo del árido. A continuación, indicar una de las tres abreviaturas siguientes: surf/bin/ base, que indican que la mezcla se va a emplear en capa de rodadura, intermedia o base, respectivamente. Seguidamente el tipo de ligante empleado. Finalmente, se indicará el tipo de granulometría de la mezcla con las letras D (densa), S (semidensa) o G (gruesa) y, además, si es una mezcla de alto módulo, se añadirán las letras MAM.

Los tipos de mezclas son las que se establecen en el siguiente cuadro: Tipo de mezcla Tipo de capa

Espesor(cm)

Denominación UNEEn 13108-1(*)

Denominación anterior

AC16 surf D AC16 surf S AC22 surf D AC22 surf S

D12 S12 D20 S20

5-10

AC22 bin D AC22 bin S AC32 bin S AC22 bin S MAM(**)

D20 S20 S25 MAM(**)

Base

7-15

AC32 base S AC22 base G AC32 base G AC22 base S MAM(***)

S25 G20 G25 MAM(***)

Arcenes(****)

4-6

AC16 surf D

D12

4-5 Rodadura >5

Intermedia

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

(*) Se ha omitido en la denominación de la mezcla la indicación del tipo de ligante por no ser relevante a efectos de esta tabla. (**) Espesor mínimo de 6 cm. (***) Espesor máximo de 13 cm. (****) En el caso de que no se emplee el mismo tipo de mezcla que en la capa de rodadura de la calzada.

6.3. Plásticos La designación de los plásticos se hará de la siguiente forma: 1. Termoplásticos

-

ésteres de celulosa (CA, CB, CAB, etc.) polimetacrilato de metilo (PMMA) poliacrilonitrilo (fibras de carbono) (PAN) poliamida (nylon)(PA) poliestireno (PS) poliestireno extruido (XPS) poliestireno expandido (EPS) policloruro de vinilo (PVC) poliolefínicos polietileno (PE) polipropileno (PP) policarbonato (PC) poliaramida geotextiles (que pueden estar formados por polietileno, polipropileno, poliamida, aramidas)

2. Termoestables

-

3. Elastómeros

- caucho (IR, SBR, BR) - látex - neopreno

resinas de silicona resinas poliester resinas de poliuretano (PUR) resinas epoxi (EP) resinas melamínicas resinas fenólicas

269

Materiales orgánicos

7.- PROCEDENCIAS En este tema aparecen figuras que se han extraído de otros textos. Concretamente, las figuras y los textos de procedencia son los siguientes: - Fig. 7.3. y 7.7., que se han extraído del texto: “Los materiales básicos de la construcción”. Autor: Juan Arcos Molina. Editorial Progensa. 1ª Edición 1995.

270

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE 1.- GENERALIDADES Las emisiones producidas por los combustibles usados para dar respuesta a la demanda de energía a nivel global traen como consecuencia el incremento general de las temperaturas con el consiguiente cambio climático. Se prevé que, si no se ponen las medidas adecuadas, en este siglo, las temperaturas podrían subir entre 1,5 y 4,5 °C y, por ello, se han establecido unos objetivos para poder controlar y reducir las emisiones. Para reducir este consumo de energía, hay que tender a cambiar los planteamientos sobre las distintas formas en que se desarrollan muchos procesos industriales y establecer nuevos hábitos dentro del desarrollo de la vida diaria. De esta manera, se conseguirán disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero y de esta forma evitar el aumento considerable de las temperaturas a corto y medio plazo. No solo esto, con la emisión de gases de efecto invernadero también se aumenta la polución y se disminuye la calidad de vida. Si se llevan a cabo una serie de medidas se conseguirá una eficiencia energética que pueda contribuir a producir los efectos deseados sin disminuir el desarrollo de los procesos. Se puede tender a pensar que estas medidas implican un coste económico elevado. La inversión inicial que pueden suponer estas medidas se amortiza en muy poco tiempo y, en definitiva, se ahorran costes y, lo más importante, se contribuye a mejorar la eficiencia energética. Entre las medidas más eficientes que contribuyen a disminuir el impacto ambiental en el desarrollo de los procesos se pueden mencionar las siguientes: 271

Materiales de construcción sostenible

-

Disminuir el uso de combustibles fósiles: petróleo, carbón, etc. Aumentar el uso de combustibles biodegradables: biogás, biomasa, madera, etc. Utilizar fuentes de energía renovables: sol, viento, agua, etc. Utilizar materiales de construcción sostenible. Incorporar especies vegetales autóctonas y variadas en las zonas de actuación.

Por lo que respecta al sector de la construcción, los objetivos que se persiguen en la construcción sostenible son varios: buscar los materiales más adecuados en relación con el impacto ambiental que producen, desarrollar los procesos de construcción mediante máquinas y energías que no impliquen un aumento de la contaminación ambiental, etc. Y posteriormente, durante el período de explotación de las construcciones y el desarrollo de los procesos habituales en la vida diaria, establecer medidas que favorezcan la eficiencia energética, como pueden ser el empleo de máquinas, aparatos y elementos de bajo consumo, el reciclado de productos, etc. En general, en obras de nueva construcción, los aspectos que tienen una relación más directa con el ahorro energético son los siguientes: -

-

272

El establecimiento de la mayor cantidad de zonas verdes posibles, reduciendo las zonas de aparcamiento en superficie así como los viales. Si es necesario realizar la retirada de arbolado y especies vegetales autóctonas durante la construcción. Posteriormente, para incrementar el valor ecológico del emplazamiento y el entorno, se deberían incorporar estas especies mediante la repoblación de la zona con las mismas en la medida de lo posible. El uso de energías renovables como biomasa o biogás para las calderas de producción de calefacción y agua caliente sanitaria. El uso de materiales sostenibles y componentes de la construcción de elevada inercia térmica. La ventilación adecuada mediante el empleo de sistemas de ventilación natural cruzada. El uso en lo posible de la mayor cantidad de luz natural en las viviendas y construcciones. El uso la menor cantidad de energía eléctrica en las construcciones. El uso de sistemas fotovoltaicos, térmicos solares, hidráulicos y eólicos para la producción de energía.

Materiales de construcción para edificación y obra civil

Concretamente, dentro del sector de la construcción, en lo que afecta a la edificación, los factores a tener en cuenta para contribuir a la eficiencia energética son los siguientes: -

El sistema de calefacción y aire acondicionado del edificio. El sistema de producción de agua caliente sanitaria. La orientación del edificio y parámetros climatológicos. Los materiales y los elementos de la construcción. La energía eléctrica y la iluminación. Los ascensores, equipos eléctrohidráulicos y electromecánicos. Los electrodomésticos. La contaminación ambiental que pueda producir su explotación.

En la obra civil, los factores a tener en cuenta son los siguientes: -

El trazado de la obra y sus accesos. Los recursos naturales existentes en el trazado y su ámbito de influencia. El suelo, la fauna y la flora. Yacimientos y zonas arqueológicas. Masas de agua. Los materiales y los elementos de la construcción. La energía eléctrica y la iluminación. Equipos electrohidráulicos y electromecánicos. La contaminación ambiental que pueda producir su explotación.

En este tema solamente se va a tratar la sostenibilidad ambiental en lo que respecta a los tipos de materiales de construcción sostenible que contribuyen a mejorar la eficiencia energética, exponiendo los materiales de uso más común así como algunos ejemplos y aplicaciones del empleo de los mismos en soluciones constructivas.

2. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE YAPLICACIONES 2.1. Materiales sostenibles y aplicaciones en edificación 2.1.1. Estructuras En la construcción de estructuras, el hormigón armado va a seguir siendo el

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Materiales de construcción sostenible

material idóneo por excelencia. De sus buenas propiedades ya de por sí comentadas, hay que indicar un aspecto medio ambiental importante: el cemento está capacitado para capturar y almacenar el CO2 que hay en la atmósfera. En los hormigones las modificaciones que se experimentan para mejorar la sostenibilidad están encaminadas a sustituir total o parcialmente el acero resistente a tracción por fibras de vidrio o fibras de carbono. Con ello se mejorarían determinadas prestaciones: mayor resistencia de los elementos, disminución de la cantidad del material con la consiguiente reducción de cargas, mayor facilidad de construcción con la mayor utilización de elementos prefabricados y menor consumo de energía en las operaciones de fabricación de un hormigón convencional y de su puesta en obra. En elementos de gran tamaño se está estudiando el comportamiento que tendrían elementos formados por nanotubos de fibra de carbono, sobre todo por ser un material que resiste cinco veces más que el hormigón armado tradicional y sus operaciones de fabricación y puesta en obra serían mucho más sencillas. Existe una gran diferencia entre colocar un elemento de grandes dimensiones y elevado peso propio, o colocar un elemento de dimensiones mucho más reducidas y un peso muy inferior y, además, con mejores propiedades mecánicas. El problema de la utilización de estos elementos formados por nanotubos de fibras de carbono estriba, entre otros, en varios aspectos: -

El coste de fabricación de estos elementos. Su comportamiento ante determinados fenómenos naturales (vientos elevados, acción del CO2, terremotos, etc.), que en la actualidad se está experimentando. El estudio de su durabilidad. Su comportamiento ante el fuego.

Para la construcción de forjados, una solución bastante buena desde el punto de vista ambiental es el empleo de forjados unidireccionales realizados con losas alveolares de hormigón, cuyos huecos actúan como acumuladores y distribuidores del calor, con la consiguiente mejora de la climatización. 2.1.2 Cerramientos, puertas y ventanas El efecto combinado de aislamiento y capacidad de acumulación térmica es lo que define la inercia térmica de un material.

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

La capacidad de acumulación térmica de una pared depende de su espesor, de su peso y del calor específico del material, y nos indica la capacidad de almacenar calor. En cerramientos, a mayor espesor y porosidad, mayor inercia térmica y mayor aislamiento. Una solución consiste en colocar una hoja interior de ladrillo hueco doble con aislamiento de fibras de vidrio y como hoja exterior paneles de madera laminada y tratada con fibras vegetales. Otra solución frecuente en cerramientos es la colocación de una hoja interna de ladrillo hueco doble, sobre la que se proyecta un aislamiento de poliuretano o se colocan planchas de fibras de vidrio. Como hoja exterior, se forma un muro cortina a base de planchas huecas de poliéster reforzado con fibras de vidrio o de hormigón aligerado también con fibras de vidrio. Si se quiere conseguir un aislamiento aún mayor, en la hoja exterior se coloca un panel tipo sándwich, formado por láminas de resinas fenólicas o de poliéster, en ambos casos reforzadas con fibras de vidrio, colocadas en ambas caras, y un núcleo o alma interna de espumas sintéticas de poliuretano, poliestireno o polipropileno. También se emplean cada vez con mayor frecuencia los cerramientos con bloques de termoarcilla, que al tener las testas con forma de machiembrado, se permite un sencillo encaje entre los bloques, colocando éstos con junta horizontal de mortero y junta vertical a hueso. Los revestimientos exteriores que suelen colocarse cuando en los muros se empleen bloques de termoarcilla, son morteros monocapa de cemento, mortero monocapa de cal y cemento y pintura sobre enfoscado de mortero de cemento. Con la termoarcilla, en invierno, el calor desprendido por el sol en las horas del día se acumula en los bloques y en las horas nocturnas se distribuye por todo el cerramiento, evitando que éste se enfríe. En verano sucede lo contrario, y la gran inercia térmica de los bloques hace que la temperatura del local en las horas centrales del día no sea muy elevada. Las ventanas y puertas exteriores tienen un efecto muy importante en la eficiencia energética de una edificación, y deben estar montadas debidamente para evitar fugas y penetraciones. 275

Materiales de construcción sostenible

En las ventanas y puertas exteriores cabe considerar dos aspectos: el material de la carpintería y el acristalamiento. En cuanto a la carpintería, los materiales más adecuado son el PVC y la madera. También se puede emplear aluminio, mediante perfiles monolíticos de aluminio con fibras de vidrio o perfiles compuestos por láminas de aluminio en ambas caras y núcleo interno de poliuretano o poliestireno. Las puertas y ventanas tienen que tener doble acristalamiento. Son frecuentes ventanas con acristalamiento 4-12-4, formadas por dos hojas de cristal de 4 mm de espesor y cámara de aire entre ellas de 12 mm. 2.1.3. Cubiertas En los tejados se está experimentando una solución de teja formada por arcillas expansivas, que contribuyen a un mayor aislamiento térmico debido al mayor estiramiento de las estructuras laminares de la materia prima. Bajo las tejas, la colocación del panel tipo sándwich comentado anteriormente para los cerramientos, aumenta considerablemente el aislamiento. Con el empleo de cubiertas ajardinadas se aumenta en gran medida la inercia térmica, se mejora el aislamiento de la parte superior de la edificación y, si se colocan las plantaciones autóctonas de la zona, incluso las retiradas durante la construcción, se estará, por un lado, mejorando la eficiencia energética de la edificación y, por otro, manteniendo parte de la flora existente en el entorno. Los tejados con placas de pizarra contribuyen a la sostenibilidad, ya que la pizarra es un material pétreo extraíble directamente de la naturaleza, al que únicamente hay que dar forma y tamaño, mediante corte, labra, etc. Su uso no genera residuos. Con las placas de pizarra se evita la fabricación de otros materiales de cubrición como las tejas, que además de la extracción de las materias primas y su elaboración, genera otros procesos de fabricación industrial, moldeo, secado y sobre todo la cocción en hornos con el consiguiente consumo de energía. Sería conveniente extraer las pizarras de una cantera próxima a la obra, que traería consigo una disminución de la distancia de transporte tanto a la fábrica de tratamiento del material como posteriormente a la obra.

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Materiales de construcción para edificación y obra civil

Las pizarras tienen el inconveniente de que al colocar placas finas para evitar sobrecargar la cubierta, el aislamiento térmico es menor, lo que puede resolverse con la colocación bajo las placas de unos aislantes, los cuales se indicarán posteriormente. Para contribuir a una mayor eficiencia energética, además de necesitar materiales ecológicos en los cerramientos y en las cubiertas, se necesitan aislamientos que contribuyan a mejorar el rendimiento de la envolvente de una edificación. Los aislantes de calor son materiales generalmente de origen orgánico o de origen mineral de baja densidad, discontinuos o porosos, como la fibra de vidrio, el corcho, el poliestireno, el poliuterano, la arlita, la perlita, la lana de roca, que generalmente se presentan en forma de planchas o espumas, que pueden ser simples o compuestas, combinadas con láminas o placas de otros materiales. 2.1.4. Revestimentos En solados se pueden emplear baldosas formadas por una capa de mortero de cemento aligerado con arlita o creando burbujas de poliestireno en la mezcla, y otra capa de madera sólida con fibras vegetales. También se emplean baldosas de mortero de cemento aligerado con resinas epoxi. Si el material del solado no es un buen aislante, directamente encima de la capa de compresión del forjado se colocan unos paneles de material aislante termoacústico, como por ejemplo planchas de poliestireno extruido, material muy respetuoso con el medio ambiente y con los principios de desarrollo sostenible. Incluso se pueden colocar en el forjado bovedillas de poliestireno expandido. Los revestimientos tradicionales con mortero de cemento y pasta de yeso son adecuados para la sostenibilidad; no obstante, con cal hidráulica se mejoran las prestaciones ambientales aunque se produce una disminución de otras propiedades, como la durabilidad o la resistencia. En cuanto a las pinturas, con las que se obtienen mejores resultados son las pinturas de silicato de sodio, duras, resistentes, insolubles en agua, pero 277

Materiales de construcción sostenible

sobre todo ecológicas. Son pinturas con gran resistencia a la intemperie, y son perfectamente resistentes a la alcalinidad de los cementos, con lo cual se aplica mucho en superficies de hormigón. También hay que destacar las pinturas al esmalte. Estas pinturas se caracterizan por ser insolubles en agua, elásticas, duras, brillantes, resistentes a los ácidos y bases y tienen gran poder aislante. Si se les agrega como pigmento bronce de aluminio del 15 al 25 por 100, se obtienen unas pinturas muy ligeras, con gran poder reflejante, empleándose en construcciones metálicas, reflectores y radiadores. Las pinturas plásticas sin disolventes ni coalescentes, son apropiadas para cualquier superficie tradicional, debido a sus buenas propiedades adherentes sobre mortero, hormigón, yeso, ladrillo, etc. No desprenden olores, ya que están exentas de pigmentos tóxicos y disolventes aromáticos; tienen un efecto antimoho, son permeables al vapor de agua, lavables y coloreables. Las pinturas a la cal también son ecológicas por su elevada transpirabilidad y sus propiedades antihongos y antibactericidas. Para que tengan estas propiedades es conveniente dar previamente una capa de imprimación con pinturas de silicatos para imprimaciones. Las pinturas termoaislantes de baja conductividad térmica, confieren al soporte cualidades termoaislantes, fonoabsorventes, anticondensación y antimoho. 2.1.5. Instalaciones Para calefacción, funcionan muy bien los sistemas de suelo radiante con tuberías de polietileno reticulado instaladas por debajo del suelo de la vivienda con distribución de agua caliente en invierno y agua fría en verano. La calefacción por suelo radiante consiste en una tubería, en forma de espiral, empotrada en la capa de mortero que discurre por toda la superficie del local. En invierno la tubería conduce agua caliante, a una temperatura de unos 40ºC, temperatura muy inferior a la que emplean los sistemas convencionales de calefacción, que suele ser de unos 70ºC, lo que supone un menor consumo energético de la calefacción radiante, al ser menor la temperatura que necesita la caldera para calentar el agua. 278

Materiales de construcción para edificación y obra civil

Las tuberías van colocadas sobre un material aislante, tanto térmico como acústico, en su caso, que va colocado directamente encima de la capa de compresión del forjado. En cuanto a materiales empleados en tuberías para agua fría y agua caliente, destaca el uso de tubos de materiales termoplásticos de pared estructurada. Estos tubos pueden ser fabricados con diversos materiales, policloruro de vinilo plastificado (PVC-U), polietileno (PE) o polipropileno (PP) y que, en general, pueden ser de dos tipos: a) Tipo A. Aquellos cuyas superficies interna y externa son lisas. -

Tipo A1. Las superficies interna y externa están unidas bien por nervios internos longitudinales (tubos alveolares) o bien mediante algún material termoplástico, esponjoso o no (tubos multicapa). Tipo A2. Las superficies interna y externa están unidas por nervios internos transversales (también tubos alveolares).

b) Tipo B. Aquellos cuya superficie interna es lisa, pero la superficie externa no. Los tubos de poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV) presentan las ventajas de una gran resistencia a la abrasión y al ataque químico, y una elevada ligereza. El policloruro de vinilo orientado molecularmente (PVC-O) además de contribuir considerablemnte a la sostenibilidad, al estar formado por una estructura laminar que contribuye a su elasticidad de manera determinante, le confiere al material una gran resistencia al impacto aun en condiciones climáticas extremas. 2.2. Materiales sostenibles y aplicaciones en obra civil 2.2.1. Redes de abastecimiento y saneamiento En las canalizaciones de saneamiento se emplean por excelencia tuberías de hormigón armado, y si éstas van bajo presión se refuerzan con fibras de vidrio. Para abastecimiento de agua son recomendables las tuberías de PVC-U y PVC-O, así como para redes de telefonía. En redes de gas se mantiene el 279

Materiales de construcción sostenible

uso del polietileno (PE), mientras que en energía eléctrica se recomienda el uso del polipropileno (PP). En cuanto a las arquetas, éstas podrán ser prefabricadas, en general, de PVC-U de pared lisa, de materiales termoplásticos de pared estructurada o de hormigón. Excepcionalmente, podrán instalarse arquetas prefabricadas de otros materiales, como por ejemplo el poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV). Los pozos de registro están ampliando sus aplicaciones con hormigón reforzado con fibra de vidrio debido a sus buenas cualidades frente a las agresiones químicas. Para la recogida de aguas pluviales se están investigando sumideros de poliuretano y sumideros de fibras de carbono, frente a los sumideros de fundición tradicionales. Con estos materiales se consiguen menores espesores, menores deformaciones y mayor resistencia a la flexión. 2.2.2. Obras de tierras En ejecución de movimientos de tierras y estabilización de suelos hay que tener muy presente al cemento. Es importante su empleo puesto que contribuye a la reducción de emisiones ya se debe emplear en consolidación y estabilización de explanadas y capas de forma. De esta forma, la cantidad de tierras que se necesitan para mejorar estas unidades de obra es menor, reduciendo el movimiento de tierras y las emisiones contaminantes derivadas de su transporte. Además, los suelos estabilizados con cementos y capas de forma hacen que los espesores de las capas superiores sean menores, con lo que se consigue una disminución en la cantidad de materiales empleados en estas capas, así como una reducción en el número de viajes de transporte de los mismos. También conviene recordar que en las obras públicas es importante el estudio de las canteras de materiales que se encuentren próximas a la obra, sobre todo en aquellas en las que se empleen gran cantidad de materiales pétreos, lo que reduce en gran medida la obtención de los mismos, realizando 280

Materiales de construcción para edificación y obra civil

los procesos de extracción en las propias canteras y acortando las distancias de transporte a la obra. Sin embargo, muchas veces la extracción de áridos para obras públicas en canteras próximas a la obra no es muy rentable desde el punto de vista ambiental, debido a que a veces es complicado que los mismos áridos extraídos de forma natural tengan las propiedades necesarias exigidas en el Pliego de Prescripciones Técnicas Particulares del Proyecto, sobre todo en lo que se refiere a la forma, caras de fractura, etc., siendo necesario muchas veces triturarlos y tratarlos artificialmente. 2.2.3. Materiales para tratamiento de explanaciones y capas base y subbase de firmes Cuando las explanadas que sirven de apoyo a una infraestructura viaria no son lo suficientemente resistentes hay que tratarlas para mejorar sus propiedades. Desde el punto de vista sostenible se pueden realizar varios procesos: -

Estabilización del suelo (sobre todo la capa de forma) con cal o con cemento, consiguiendo lo que se llama suelo estabilizado in situ con cemento o cal, que tiene por objeto disminuir la susceptibilidad al agua del suelo o aumentar su resistencia, para su uso en la formación de explanadas. En cuanto a los suelos, deben ser los propios suelos de la traza u otros materiales locales que no contengan en ningún caso materia orgánica, sulfatos, sulfuros, fosfatos, nitratos, cloruros u otros compuestos químicos en cantidades perjudiciales para los propios materiales que formen la explanada y para el medio ambiente.

-

Adecuado tratamiento de la capa de forma y de la explanada en su conjunto, sustituyendo parte del espesor, introduciendo elementos de refuerzo, etc.

En el caso de la capa subbase, cuando exista, se recomienda utilizar zahorras artificiales obtenidas por trituración. El material que forme las zahorras estará exento de terrones de arcilla, materia vegetal, marga u otras materias extrañas que puedan afectar a la durabilidad de la capa.

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Materiales de construcción sostenible

También se podrán utilizar subproductos o productos inertes de desecho, siempre que cumplan los requisitos establecidos en el Plan Nacional de Residuos de Construcción y Demolición. Como subbase también se podrá emplear una capa de suelo-cemento empleando como áridos zahorras artificiales. Desaparece la disposición tradicional de colocar sobre la explanada una capa de zahorra natural como subbase de los firmes. Esta desaparición está motivada por dos razones: por su escasa aportación estructural al firme, cuando se construyen en capas de 20 a 25 cm, y sobre todo por cuestiones ambientales, pues actualmente es prácticamente imposible disponer de zonas de préstamo que permitan la obtención de materiales que satisfagan las prescripciones técnicas de las zahorras naturales. Para la capa base podrán emplearse también zahorras artificiales trituradas, y también utilizar subproductos o productos inertes de desecho. Asimismo, se podrá utilizar grava-cemento, empleando zahorras o áridos procedentes de la trituración de piedras de cantera o de gravera. Como capas base también se pueden emplear capas de mezclas bituminosas, que se explicarán posteriormente. 2.2.4. Geotextiles como elementos de drenaje e impermeabilización Antes de la colocación de la subbase del firme, si existe, o de la base, es conveniente colocar un geotextil que cumpla las funciones de refuerzo, pero sobre todo de impermeabilización. Al cumplir la función de impermeabilización, se evita que el agua que pueda penetrar por el firme llegue a la explanada y, además, el propio geotextil hace de elemento de evacuación de las aguas, recogiéndolas y conduciéndolas hacia otros elementos que se encargan de dirigirlas hacia otros lugares para su posterior reutilización. Ese agua se puede reciclar posteriormente y emplearla en riegos, piscinas, balsas, o incluso utilizarla en la misma obra para realizar la humectación de las tierras y lavado de áridos siempre que las mismas cumplan los requisitos 282

Materiales de construcción para edificación y obra civil

exigidos, y en caso contrario se procederá a una tratamiento de las mismas mediante depuración. Este geotextil, por lo tanto, funciona como elemento impermeabilizante, realizando la evacuación del agua y controlando el drenaje sobre la infraestructura. En muchas ocasiones, el geotextil cumple una función como elemento de protección anticontaminante si la explanada tiene componentes susceptibles de contaminación de las distintas capas del firme. También, se colocan los geotextiles encima de la capa subbase, como elemento filtrante, reteniendo las partículas sólidas o en suspensión que pueda llevar el agua que se filtra a su través, con lo que el agua que recoge posteriormente el geotextil inferior, será mucho más limpia y facilitará el reciclado y uso posterior. 2.2.5. Mezclas bituminosas para pavimentos y bases de firmes de carreteras y viales Las temperaturas elevadas a las que se fabrican y posteriormente se extienden las mezclas bituminosas en caliente, producen unos efectos perjudiciales para el medio ambiente, tales como la emisión de dióxido de carbono y compuestos volátiles, la necesidad de emplear una cantidad de energía muy elevada para producir el calentamiento de la mezcla para poder extenderla, etc. Según esto, se podría pensar que el uso de las mezclas en frío podría solucionar gran parte del problema, pero las mezclas en frío solamente se pueden emplear en carreteras con intensidades de tráfico bajas, puesto que su resistencia mecánica a la transmisión de cargas es menor que la de las mezclas en caliente. Para poder resolver estos inconvenientes sin disminuir las prestaciones de las mezclas, se están estudiando unos tipos de mezclas bituminosas llamadas mezclas semicalientes y mezclas templadas. Las mezclas semicalientes se fabrican y se ponen en obra entre 120 y 135 ºC y tienen la característica de emplear betunes especiales modificados 283

Materiales de construcción sostenible

con polímeros con una viscosidad baja, lo que produce una disminución considerable de la temperatura y hace que la mezcla sea apropiada para su fabricación y utilización. Estos betunes especiales modificados con polímeros son betunes cuyas propiedades reológicas han sido modificadas durante su elaboración mediante el empleo de un agente químico, como por ejemplo el caucho natural, polímeros sintéticos y azufre. Las mezclas semicalientes aumentan la durabilidad, pueden reciclarse cuantas veces se quiera y su utilización reduce entre un 4-6% las emisiones de dióxido de carbono durante todo el ciclo de su vida. Las mezclas templadas se fabrican y se extienden en obra a una temperatura de entre 40 y 90 ºC, en las que el ligante es una emulsión bituminosa modificada también con polímeros. No obstante, en los últimos tiempos se ha incrementado el uso de mezclas bituminosas en caliente empleando betunes modificados con polvo de caucho, procedente de neumáticos fuera de uso (NFU), es decir, con productos de reciclaje. El uso de los NFU está aumentando su campo de aplicación, empleándose principalmente en el pavimento de carreteras como componente de los betunes de las mezclas bituminosas, en pavimentos de zonas peatonales y se está estudiando su uso en aislamiento de vibraciones de máquinas y motores. El empleo de los NFU en las mezclas bituminosas en caliente no presenta riesgos de contaminación, y los procesos de fabricación y puesta en obra son adecuados desde el punto de vista técnico y ambiental. Las mezclas fabricadas y puestas en obra con este material reciclable son flexibles, tienen una elevada durabilidad y reducen el nivel de ruido producido por la rodadura de los vehículos, además de contribuir a la reparación de firmes fisurados y agrietados. 2.2.6. Tratamientos superficiales para firmes de carreteras En los tratamientos superficiales que se aplican en carreteras se deben emplear áridos machacados artificialmente, de diferentes tamaños y una limpieza cuidadosa. 284

Materiales de construcción para edificación y obra civil

En cuanto al ligante bituminoso, principalmente se emplea una emulsión asfáltica bien aniónica o catiónica. La más empleada suele ser la ECR-2 (emulsión catiónica rápida 2) modificada con polímeros con menor penetración en el residuo por evaporación. 2.2.7. Firmes y pavimentos en viales de urbanizaciones En urbanizaciones de nueva construcción es conveniente emplear en el firme de los viales pavimentos formados mezclas bituminosas drenantes o porosas. Con este tipo de firmes se consigue, por un lado, controlar y evacuar el agua filtrada a través de las capas del firme, recogiéndola por medio de las capas impermeabilizantes inferiores colocadas sobre la explanada, formadas por geotextiles u otros sistemas, y conduciéndola hacia los elementos de drenaje, con el fin de reutilizar las aguas recogidas para distintos fines, riego, limpieza, etc. Por otro lado, con los firmes drenantes se consigue evacuar rápidamente el agua de la superficie, evitando que se acumule en la calzada consiguiendo con esto no disminuir la adherencia neumático-pavimento y así evitar deslizamientos. Además, en las mezclas porosas, la ausencia de resaltes origina superficies sin vibraciones, manteniendo la macrotextura superficial. Por otra parte, la presencia de poros en estas mezclas convierte a la capa de rodadura en un material absorbente que contribuye a disminuir el ruido total emitido por la circulación de vehículos. En zonas de menor velocidad de circulación, así como en zonas peatonales, se pueden emplear adoquines de material pétreo, que son materiales naturales no transformados industrialmente, al contrario que las mezclas bituminosas, que al llevar betunes se necesita del pétroleo para su obtención. 2.2.8. Puentes y viaductos La construcción sostenible aplicada a materiales para puentes tiene el ámbito de aplicación en las losas de hormigón, en los tirantes de puentes atirantados y en los cordones de los puentes colgantes. 285

Materiales de construcción sostenible

En losas se están experimentado modelos formados por hormigón de alta resistencia reforzado con fibra de vidrio, también de alta resistencia. Esta última, tiene una resistencia a tracción cuatro veces superior a la del acero. Además de las propiedades sostenibles relacionadas con el proceso de fabricación y comportamiento exterior, con la fibra de vidrio se mejoran las propiedades mecánicas: se aumenta la resistencia, se reduce el riesgo de fisuración y se contribuye a disminuir el peso propio de los elementos con la consiguiente reducción de cargas. En los tirantes y en los cordones de pretensado también se está tendiendo hacia la sustitución de los cables de acero de alta resistencia a tracción por tirantes y cordones de fibras de aramidas, fibras de carbono y fibras de vidrio, combinadas con resinas de poliéster. Estos cordones son mucho más resistentes que los tradicionales de acero y también más ligeros, y tienen un mejor comportamiento a la intemperie a largo plazo.

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FIBRAS DE VIDRIO 1.- GENERALIDADES 1.1. Definiciones La fibra de vidrio es un producto de origen mineral. La fibra de vidrio se elabora a partir de la principal materia prima de la que están compuestos los materiales vítreos. Esta materia prima es la arena de sílice. A partir de esta materia prima básica se añaden otros componentes, como cal, alúmina y magnesia y también se le añaden determinados óxidos, en proporciones muy estrictas, con el fin de obtener el producto con las características deseadas. Con estos componentes se realizan una serie procesos de transformación a partir de los cuales se obtiene la fibra de vidrio. Estos procesos consisten básicamente en realizar una mezcla de los componentes, después introducir la misma en un horno y posteriormente someterla a un proceso determinado. Uno de estos procesos consiste en someter a la mezcla a un proceso de centrifugación, a partir del cual se obtiene la lana de vidrio. Otro proceso consiste en someter a la mezcla a un estirado mecánico en hileras obteniéndose hilos o filamentos de 5 a 25 micras de diámetro, lo que se llama seda de vidrio. La lana presenta fibras relativamente más cortas y más gruesas. La seda de vidrio tiene las fibras más largas y más finas. La seda de vidrio tiene más aplicaciones que la lana. 287

Fibras de vidrio

Obtenidos los hilos, tanto de lana como de seda, éstos son revestidos por unos compuestos orgánicos, generalmente resinas epoxi, que aseguran la unión y protección de dichos hilos. 1.2. Tipos de fibras de vidrio y propiedades Existen varios tipos de fibras de vidrio, con estas propiedades: • Tipo AR: poseen un alto contenido en óxido de circonio, el cual les confiere una buena resistencia química. Estas fibras son unas de las más resistentes y tienen un alto módulo de elasticidad, muy superior al del acero, en torno a 4 veces más, dependiendo de los tipos, lo que hace que puedan sustituir a éste en las aplicaciones tradicionales y aumentar las propiedades de los elementos donde van incluidas las fibras. Estas fibras, por sus características mecánicas, son unas de las más empleadas extendiéndose su uso en hormigones reforzados, plásticos reforzados como el poliéster, también como fibra sustituta del amianto en el fibrocemento, en revestimientos de fachadas, tirantes y cables de puentes, etc. • Tipo C: se caracterizan por su alta resistencia a los agentes químicos, empleadas en tuberías, depósitos de agua y torres de refrigeración. • Tipo D: su principal característica es su excelente coeficiente dieléctrico apropiado para colocar en radares, y poseen un bajo coeficiente de conductividad térmica idóneo para todo tipo de aislamientos. • Tipo E: se caracterizan también por sus buenas propiedades dieléctricas. Tienen muy bajo coeficiente de conductividad térmica y por ello son muy buenas para aislar térmicamente, empleándose en muros y tabiques, en fachadas, cubiertas, suelos, techos, por medio de paneles con este tipo de fibras, bien reforzando el panel o bien formando el material principal, tanto de las hojas exteriores como del núcleo. • Tipo R: tienen muy buenas propiedades mecánicas y un elevado módulo de elasticidad, pero se usa más para aplicaciones aeronáuticas. Dentro de las fibras de vidrio, cabe destacar el uso de un tipo de fibra que está revolucionando el mercado: la fibra óptica. 288

Materiales de construcción para edificación y obra civil

1.3. La fibra óptica La fibra óptica es una delgada hebra de vidrio o silicio fundido que conduce la luz. Se requieren dos filamentos para una comunicación bidireccional. Las fibras ópticas también se pueden fabricar con materiales plásticos tales como el polietileno espumoso y el politetrafluoroetileno espumoso. Estos materiales, por sus excelentes propiedades y características, ligereza, menor sección, mayor capacidad y velocidad de transmisión de la luz, han ido sustituyendo a los cables coaxiales de cobre, más gruesos y con mayor lentitud en la transmisión de la información. Con unos pocos kilogramos de vidrio pueden fabricarse aproximadamente 40 kilómetros de fibra óptica. Los constituyentes esenciales de las fibras ópticas son el núcleo, el manto, el recubrimiento y la envoltura externa, que resguardan al cable del aplastamiento, la humedad y otros riesgos. El núcleo es la parte más interna de la fibra y es la que guía la luz. El núcleo consiste en una o varias hebras delgadas de vidrio o de plástico con diámetro de 5 a 125 micras. El revestimiento es la parte que rodea y protege al núcleo. El grosor del filamento es comparable al grosor de un cabello humano, es decir, aproximadamente de 0,1 mm. Dependiendo del material y del tipo de fibra se tienen distintos espesores. En sílice, cuarzo fundido o plástico el diámetro puede ser de 50 o 62,5 micras para la fibra multimodo y 9 micras para la fibra monomodo. En cuanto a los tipos de fibras, se clasifican en función del modo de propagación de la luz. En las fibras monomodo los rayos solo se transmiten a través del eje de la fibra, es decir, solo hay un camino para que se desplace la luz. Esto sucede cuando el diámetro del núcleo tiene la misma magnitud que la longitud de onda de las señales que emiten, o cuando el núcleo tiene un único índice de refracción. Esta fibra es la que tiene mayor capacidad de transportar información, pero es la más compleja. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Por ello, los mayores flujos se consiguen con esta fibra. En las fibras multimodo, el índice de refracción del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta, por lo que hay varios caminos por los que se desplaza la luz. Tienen una banda de paso que llega

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Fibras de vidrio

hasta los 500 MHz/km, por lo que tienen menores flujos que la anterior, pero es más sencillo su funcionamiento y comportamiento. También se tiene la fibra multimodo de índice escalonado. En estas fibras, el núcleo está constituido por un material uniforme cuyo índice de refracción es claramente superior al de la cubierta que lo rodea. Tienen una banda de paso que llega hasta los 50 MHz/km. Las grandes ventajas que poseen los cables de fibra óptica, respecto a los cables convencionales coaxiales de cobre, son las siguientes: -

Permiten navegar por Internet a una velocidad de 2 millones de bps. Sus dimensiones son muy reducidas, con un peso más reducido, lo que permite ocupar menos espacios. Es inmune al ruido y a las interferencias. La transmisión es segura y no puede ser perturbada. Su acceso es ilimitado y continuo. Es compatible con las tecnologías de la información y de la comunicación de hoy en día.

Sus inconvenientes son pocos, compensados por las grandes prestaciones que se consiguen con ellos: -

El coste de conexión es alto, ya que las compañías cobran por megabytes transferidos y no por tiempo. La instalación es cara, sobre todo si son fibras monomodo. Las fibras son frágiles y si hay roturas su reparación es complicada, y han de sustituirse.

2.- FORMAS COMERCIALES DE LAS FIBRAS DE VIDRIO Las lanas de vidrio, son aquellas que tienen las fibras más cortas y más gruesas, con las siguientes formas comerciales: -

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Fieltros de lana, presentados en forma de rollos de anchuras variables entre 0,20 y 1,00 m y longitudes variables, en forma de láminas flexibles de longitudes hasta 2,00 m, y en forma de prismas más rígidos, con espesores variables en todos los casos entre 3-10 cm. Estos fieltros

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pueden estar armados mediante hojas de papel y telas metálicas o plásticas y también pueden llevar un forro de cartón multihoja o de poliéster. -

Las medias cañas o coquillas, presentadas en forma de cilindros huecos, de diámetros variables en función del diámetro de las tuberías que protegen.

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La borra, amorfa.

-

Los burletes, que son cordones de fibra de vidrio de espesores variados según el espesor de las juntas donde generalmente se colocan.

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Paneles monolíticos rígidos, de borra conglomerada con resinas epoxi o poliéster, de longitudes desde 0,50 m hasta 3,00 m y espesores de 3-5-7-10 cm.

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Paneles sándwich, formados por dos láminas de poliéster reforzado con fibras de vidrio y núcleo o alma interna de poliestireno expandido, poliuretano, pvc, cartón trillaje o panal de abeja metálico o sintético, con medidas similares a los paneles monolíticos y espesores del alma de 3-4-5-6-7-8-9-10 cm, con espesor total del panel variable entre 10-30 cm.

Foto 9.1. Fieltros de fibra de vidrio, uno revestido con papel multihoja y otro sin revestir.

Las sedas de vidrio, con las fibras más largas y más finas, tienen estas formas comerciales: -

Los fieltros de seda, de medidas similares a los fieltros de lana y también con la armadura de papel o metálica.

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Fibras de vidrio

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La borra de seda, amorfa.

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Paneles monolíticos rígidos, de lana conglomerada, con las mismas formas comerciales que los elementos de lana de vidrio.

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Paneles sándwich, con las mismas formas que los de lana de vidrio.

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Cables y cordones. Los cables son presentados en hilos o filamentos de diámetros variables desde 5 a 100 micras, y los cordones se forman por combinación de varios hilos, que pueden tener un alma central también de fibra de vidrio u otras fibras como las fibras de aramida o fibras de carbono, y también pueden tener un refuerzo exterior en la perifería del cable de filamentos también de fibras de aramida o carbono. Estos cables, cordones y tirantes de fibras de vidrio pueden ser simples, es decir, formados únicamente por este material, aunque generalmente aparecen reforzados con fibras de carbono y fibras de aramida, pudiendo formar tanto el núcleo o alma como el encamisado del cable, cordón o tirante.

3.- APLICACIONES DE LAS FIBRAS DE VIDRIO Las fibras de vidrio, por su naturaleza, características y propiedades, tienen que estar presente en multitud de aplicaciones relacionadas con el sector de la construcción. En otros campos, industrial, espacial, textil, etc., sus aplicaciones son muy numerosas pero no forman parte de este texto. Dada su estructura fibrosa y elástica, resistente, duradera, inalterable a determinados reactivos, carácter incombustible, baja conductividad térmica y acústica, presentan unas propiedades excelentes para su utilización en muchos elementos de construcción. -

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Aislamiento térmico de terrazas, cubiertas, cerramientos, muros, tabiques, techos y solados. Se emplean fieltros de lana, paneles monolíticos y paneles sándwich, según las características y uso de los elementos constructivos.

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Protección y aislamiento térmico de tuberías de calefacción y agua caliente sanitaria, empleando coquillas de fibra de vidrio.

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Fachadas de muros cortina por medio de paneles sándwich.

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Particiones prefabricadas, con paneles de yeso laminado reforzados con fibras de vidrio.

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En juntas de carpintería y juntas de construcción se emplean burletes de fibras de vidrio.

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Tuberías de poliéster reforzado con fibras de vidrio para abastecimiento de agua y tuberías de saneamiento de fibrocemento con fibras de vidrio.

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Tanques y depósitos de agua por las buenas propiedades de las fibras frente a los agentes químicos.

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Aislamiento acústico y absorción acústica, mediante fieltros de seda de vidrio y borra de seda amorfa, tanto en paredes como en suelos y techos, combinados o no con paneles sándwich con alma de corcho, seda de vidrio, borra de seda o poliestireno.

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Redes de telecomunicaciones de telefonía, transmisión de datos, videoconferencia, videotelefonía, TV por cable, etc., empleando cables de fibra óptica.

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Hormigón armado, pretensado y postensado, con cables y filamentos de fibras de vidrio, combinados con otras fibras de aramida y carbono, sustituyendo a las armaduras tradicionales de acero.

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En los cables y tirantes de los puentes colgantes y puentes atirantados, se emplean cables y cordones.

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El hormigón reforzado con fibras de vidrio también se utiliza empleando fibras de vidrio en vez de las armaduras de acero. Con hormigones de fibras de vidrio, es conveniente que el tamaño máximo del árido no supere los 25 mm, ya que durante el amasado los áridos pueden golpear a las fibras y romperlas, dada su fragilidad. El porcentaje 293

Fibras de vidrio

de fibras varía ente el 3-6% en peso de los materiales secos y la fibras tiene una longitud entre 30 -70 mm. -

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También se emplean en morteros, dando lugar a los morteros reforzados con fibras de vidrio, llamados GRC (siglas en inglés). Empleadas en morteros, se aumenta la resistencia a tracción de éstos, de 2 a 3 veces la resistencia de un mortero sin reforzar.

BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS LEGISLATIVAS DAPENA GARCÍA, Enrique. Materiales de construcción. Materiales pétreos. Servicio Publicaciones. E.U. Ingeniería Técnica de Obras Públicas. U.P.M. 2003. HORTA ZUBIAGA, Arturo; FERNÁNDEZ PIÉROLA, Inés; SÁNCHEZ RENAMAYOR, Carmen. Los plásticos más usados. Facultad de Ciencias Físicas. UNED. 2001. VIGIL M.ª R.; PASTORIZA A.; FERNÁNDEZ PIEROLA, Inés. Los plásticos como materiales de construcción. Colección Educación Permanente Madrid. UNED. 2002. FERRE DE MERLO, Luis. Tecnología de la construcción básica. Editorial Club Universitario. 2004. 1.ª Edición. MEDINA SÁNCHEZ, Eduardo. Construcción de estructuras de hormigón armado. Edificación. Delta Publicaciones Universitarias. 2.ª Edición. 2008. Manual de empleo de caucho de NFU en mezclas bituminosas. Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX). Ministerio de Fomento. 2007. EHE-08 Instrucción de hormigón estructural. REAL DECRETO 1247/2008, de 18 de julio, por el que se aprueba la Instrucción de hormigón estructural. (BOE 22 agosto 2008). Código Técnico de la Edificación (CTE). REAL DECRETO 314/2006, de 17 de marzo, por el que se aprueba el Código Técnico de la Edificación (BOE 28 marzo 2006), modificado por RD 1371/2007, de 19 de octubre (BOE 23 octubre 2007) y por Orden VIV/984/2009, de 15 de abril (BOE 23 abril 2009).

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Bibliografía y referencias legislativas

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