MATERIALES SINTÉTICOS

Un material sintético es aquel producto de la "síntesis química", que consiste en el proceso de obtención de compuestos químicos partiendo de sustancias más simples.

Ejemplos:

• El hormigón. Es un material compuesto empleado en construcción formado esencialmente por un aglomerante al que se añade: partículas o fragmentos de un agregado, agua y aditivos específicos.El aglomerante es en la mayoría de las ocasiones cemento mezclado con una proporción adecuada de agua para que se produzca una reacción de hidratación. Las partículas de agregados, dependiendo fundamentalmente de su diámetro medio, son los áridos (que se clasifican en grava, gravilla y arena). La sola mezcla de cemento con arena y agua (sin la participación de un agregado) se denomina mortero. Existen hormigones que se producen con otros conglomerantes que no son cemento, como el hormigón asfáltico que utiliza betún para realizar la mezcla.La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien los esfuerzos de compresión, pero no tiene buen comportamiento frente a otros tipos de esfuerzos (tracción, flexión, cortante, etc.), por este motivo es habitual usarlo asociado a ciertas armaduras de acero, recibiendo en este caso la denominación de hormigón armado, o concreto pre-reforzado en algunos lugares; comportándose el conjunto muy favorablemente ante las diversas solicitaciones. Cuando se proyecta una estructura de hormigón armado se establecen las dimensiones de los elementos, el tipo de hormigón, los aditivos y el acero que hay que colocar en función de los esfuerzos que deberá soportar y de las condiciones ambientales a que estará expuesto

• Plástico. El término plástico en su significación más general, se aplica a las sustancias de similares estructuras que carecen de un punto fijo de evaporación y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones. Sin embargo, en sentido concreto, nombra ciertos tipos de materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o multiplicación semi-natural de los átomos de carbono en las largas cadenas moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras sustancias naturales. La palabra plástico se usó originalmente como adjetivo para denotar un escaso grado de movilidad y facilidad para adquirir cierta forma, sentido que se conserva en el término plasticidad. Las propiedades y características de la mayoría de los plásticos son estas:
  
  
  • fáciles de trabajar y moldear,
  • tienen un bajo costo de producción,
  • poseen baja densidad,
  • suelen ser impermeables,
  • buenos aislantes eléctricos,
  • aceptables aislantes acústicos,
  • buenos aislantes térmicos, aunque la mayoría no resisten temperaturas muy elevadas,
  • resistentes a la corrosión y a muchos factores químicos;
  • algunos no son biodegradables ni fáciles de reciclar, y si se queman, son muy contaminantes.

ORGÁNICOS (MADERA)

La madera es un material ortótropo, con distinta elasticidad según la dirección de deformación, encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen cada año, formando anillos, y que están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. Las plantas que no producen madera son conocidas como herbáceas.

Estructura de la madera 

Analizando un tronco desde el exterior hasta el centro se encuentran distintas estructuras con distinta función y características.

• Corteza externa: es la capa más externa del árbol. Está formada por células muertas del mismo árbol. Esta capa sirve de protección contra los agentes atmosféricos.

• Cámbium: es la capa que sigue a la corteza y da origen a otras dos capas: la capa interior o capa de xilema, que forma la madera, y una capa exterior o capa de floema, que forma parte de la corteza.

• Albura: es la madera de más reciente formación y por ella viajan la mayoría de los compuestos de la savia. Las células transportan la savia, que es una sustancia azucarada con la que algunos insectos se pueden alimentar. Es una capa más blanca porque por ahí viaja más savia que por el resto del tronco.

• Duramen (o corazón): es la madera dura y consistente. Está formada por células fisiológicamente inactivas y se encuentra en el centro del árbol. Es más oscura que la albura y la savia ya no fluye por ella.

• Médula vegetal: es la zona central del tronco, que posee escasa resistencia, por lo que, generalmente no se utiliza.

Características

Las características de la madera varían según la especie del árbol origen e incluso dentro de la misma especia por las condiciones del lugar de crecimiento. Aun así hay algunas características cualitativas comunes a casi todas las maderas.
La madera es un material anisotrópico en muchas de sus características, por ejemplo en su resistencia o elasticidad.
Si al eje coincidente con la longitud del tronco le nombramos como axial y al eje que pasa por el centro del tronco (médula vegetal) y sale perpendicular a la corteza le llamamos transversal, podemos decir que la resistencia de la madera en el eje axial es de 20 a 200 mayor que en el eje transversal.
La madera es un material ortótropo ya que su elasticidad depende de la dirección de deformación.
Tiene un comportamiento higroscopico, pudiendo absorber humedad tanto del ambiente como en caso de inmersión en agua, si bien de forma y en cantidades distintas.
La polaridad de la madera le hace afin con otros productos polares como agua, barnices, pegamentos con base de agua, etc.

LA PIEDRA
 

Introducción.

La palabra piedra se usa en el lenguaje común, en cantería, arquitectura e ingeniería para hacer referencia a cualquier material de origen natural caracterizado por una elevada consistencia.

 Los geólogos utilizan roca para referirse a estos materiales, aunque el concepto comprende otros más blandos.

Como materia prima, la piedra se extrae generalmente de canteras, explotaciones mineras a cielo abierto. La cantería es uno de los oficios de más antigua tradición.

Existen varios ejemplos arquitectónicos hechos de piedra y que podemos ver su estructura sigue intacta como Machu Picchu, Sacsayhuamán, la ciudadela de piedra de Manchay, entre otras.

Propiedades básicas de la piedra.

• Exfoliación: es la facilidad con que un material se rompe en uno o más planos definidos o sea que su masa presenta menos cohesión.

• Lustre: es el aspecto de la superficie del material al reflejo de la luz.

•  Apariencia: para trabajos de fachada debe de tener una textura adecuada y compacta. El color claro es más adecuado ya que es más durable.

• Estructura: la piedra partida no debe de tener un color apagado y debe tener una textura libre de cavidades, fisuras, y libre de material blando. Las estratificaciones no han de ser visibles a la vista.

• Resistencia: la piedra ha de ser fuerte y durable a la resistencia a la acción de desintegración del tiempo.

• Peso: es el indicativo de la porosidad y densidad.

• Dureza: esta propiedad es muy importante para suelos, pavimentos, carril de puentes, etc. Se determina por la escala de Mosh.

• Tenacidad: la resistencia al impacto que tiene la piedra.

• Trabajabilidad: ha de ser económicamente viable a cortar, darle la forma y tamaño adecuado.

• Resistencia al fuego: las piedras han de estar libres de carbonato cálcico, óxidos de hierro, y minerales con coeficiente de expansión térmica.

• Densidad: la densidad de todas las piedras es de 2,3 a 2,5 Kg/dm3.

• Movimiento térmico: pueden causar problemas por ejemplo en uniones cuando aparece la lluvia.

LA ARCILLA

INTRODUCCIÓN

La Arcilla es un tipo de Roca Natural Sedimentaria. Proviene de la descomposición de las Rocas Feldespato, siendo un silicato alumínico hidratado. Puede ser un elemento suelto o puede estar formando una masa en estado sólido, puede ser coherente o incoherente. Es un material terroso de grano generalmente fino y capas de convertirse en una masa plástica al mezclarse con cierta cantidad de agua.
Conserva su forma inicial después del secado, adquiriendo a la ves la suficiente dureza par ser manejada. La Arcilla no se transforma en cerámica hasta que toda el agua que contiene de manera natural y química se elimina por el calor; cuando esto sucede al cocerlo en el horno, el producto que resulta posee una dureza y un estado inalterable a veces incluso mayor que el de algunas clases de piedra.


CARACTERÍSTICAS DE LA ARCILLA

• Material de estructura laminar.
• Sumamente hidroscópico.
• Su masa se expande con el agua.
• Con la humedad se reblandece y se vuelve plástica.
• Al secarse su masa se contrae en un 10%
• Generalmente se le encuentra mezclada con materia orgánica.
• Adquiere gran dureza al ser sometida a temperaturas mayores a 600°C.


CLASIFICACIÓN

Cada una de las propiedades de la Arcilla puede dar lugar a una clasificación distinta. Así pues, puede clasificarse según su color, su temperatura de cocción, sus propiedades plásticas, su porosidad después de la cocción, su composición química, etc.


Según su uso práctico se clasifican en:

• Tierras Arcillosas: se vuelven vidriosas incluso a 900°C, contiene elevados porcentajes de partículas silicuas o calizas.

• Arcillas comunes: son fusibles y se usan a temperatura comprendidas entre 900 y 1050°C. Contienes grandes cantidades de Carbonato Cálsico y Óxidos de Hierro.

• Arcillas para losa: se usan hasta temperaturas de 1250°C, casi no contiene impurezas y contiene más de 25% de caolinita.

• Arcillas para gres: funde a temperaturas elevadas, pero sintetizan y compactan a temperaturas inferiores, originando productos de nula porosidad y vitrificados.

• Arcillas para porcelana: tienen un punto de vitrificación muy elevado por lo que se añaden un número elevado de fundentes.


Según su fusibilidad y color de arcilla se clasifican en:

• Caolines: su componente principal es la caolinita, puede usarse a temperaturas superiores a 1300°C.

• Arcillas refractarias: son arcillas que pueden usarse hasta los 1500°C. Su composición y color son variables aunque el contenido en Sílice es elevado.

• Arcillas gresificables: son arcillas bastante refractarias. Pueden usarse a temperaturas elevadas. Son mas plásticas que las refractarias, dando lugar a los productos de nula porosidad.

• Arcillas blancas grasas: Se usan a temperaturas inferiores a los 1250°C y poseen elevada plasticidad y gran encogido durante el secado. Toman color blanco o marfil después de la cocción.

• Arcillas rojas fusibles: son arcillas de alta fusibilidad. Son plásticas. Su composición es muy variable, pero siempre con alto contenido de hierro. Según su origen geológico:

•  Arcillas primarias: son aquellas que se encuentran en el mismo lugar de su formación. Por lo general solo podemos considerar, arcillas primarias, a los caolines.

• Arcillas secundarias o sedimentarias: son aquellas que no se encuentran en el lugar de formación por haber sido arrastradas y posteriormente sedimentadas. Estas Arcillas por lo general, están impurificadas con materiales muy diversos, lo que produce la gran diversidad de Arcillas que puedan encontrarse.

Según su trabajabilidad:

• Arcillas grasas: Son arcillas impuras de colores entre café, grises, rojizos o amarillentos, se encuentran formando capas y se las conoce como ceraturo o tierra arcillosa

• Magras: Son arcillas muy puras y duras lo que les hace difíciles de trabajar y dar forma. Se las conoce como Caolín, material de color blanco y al que se le ve como una sola masa y sirve para trabajos eminentemente de cerámica.


Según las características de las Arcillas Crudas:

• Arcillas bituminosas: son de color negro, gris o azulado debido al alto contenido de substancias orgánicas.

• Caolines: son de coloro blanco, amarillento o ligeramente azulado. Se adhieren mucho a la lengua y con agua forman una masa moldeable pero que no se adhiere a los objetos en contacto con ella.

• Arcillas emécticas: Son aquellas que se diferencian de los caolines en que con agua forman una masa no moldeable y absorben con gran avidez las grasas y aceites.

• Arcillas plásticas: sonde color amarillento o pardo. Tienen tacto graso y se pulimentan con la uña. Con agua forman una masa muy plástica, permitiendo incluso la formación de anillos a partir de pequeñas barras cilíndricas. En su composición puede haber algo de arena o mica e hidróxido férrico.

• Arcillas limosas: son de color amarillo o pardo, se adhieren a la lengua pero no tienen tacto graso, ni pueden pulimentarse ni son lo suficientemente plásticas como para poder formar anillos sin romperse.

• Loess: son de colores grises y amarillentos. Se adhieren a la lengua. No son muy trabajables. Tienen alto contenido en compuestos de hierro y algo de cal. Sus partículas son de grano muy fino.

• Arcillas Figulinas: Actualmente se tiende a incluirlas con las arcillas plásticas, ya que su única diferencia es un mayor contenido en cal y hierro, son menos plásticas, sus particulas son de granos muy finos.

• Magras: Son de color variable como gris, verdoso, amarillento, etc. Se adhieren a la lengua y contienen gran cantidad de caliza. Las verdaderas magras no rayan el vidrio. Son fusibles y se reconocen por la efervescencia que se produce al agregarse algunas gotas de ácido.

• Gredas: son de color variado, generalmente blanco. Se adhieren a la lengua, son de grano bastante grueso y contienen un alto porcentaje de cuarzo.


USOS DE LA ARCILLA

Para cualquier uso de la arcilla primero se le debe dar un tratamiento determinado dependiendo del uso que se le quiera dar. Por ejemplo en la cerámica se le combina o mezcla distintos tipos de arcillas, fundentes, y otros elementos dependiendo directamente en el uso al que se vaya a destinar la que se vaya a destinar la mezcla.
Es utilizada en la producción de aislantes eléctricos puesto que no transmiten la electricidad (para esto se utilizan arcillas que no contengan óxidos de hierro.)
Dentro del campo de la construcción, la arcilla no es utilizada directamente sino más bien se la usa en la fabricación de baldosas, ladrillos, sanitarios, tejas, y en la mezcla de las pinturas, etc.
La arcilla también es utilizada dentro del campo de la odontología para la fabricación de réplicas de dientes y elaboración de dentífrico bucal aunque en muy reducidas proporciones.
La arcilla es uno de los principales componentes de los adobes ( tierra arcillosa.)
Es muy utilizada en la fabricación de elementos decorativos, para fabricar vajillas, elementos aislantes de temperatura y en una gran variedad de elementos de alfarería.

LA ARENA.

 Definición.

 La arena, agregado fino o árido fino se refiere a la parte del árido o material cerámico inerte que interviene en la composición del hormigón.

Introducción

El árido fino o arena constituye de hecho la mayor parte del porcentaje en peso del hormigón. Dicho porcentaje usualmente supera el 60% del peso en el hormigón fraguado y endurecido. La adecuación de un árido para la fabricación de hormigón debe cumplir un conjunto de requisitos usualmente recogidos en las normas como la EHE, el eurocódigo 2 o las normas ASCE/SEI. Dichos requisitos se refieren normalmente a la composición química, la granulometría, los coeficientes de forma y el tamaño.

Composición

El agregado fino consistirá en arena natural proveniente de canteras aluviales o de arena producida artificialmente. La forma de las partículas deberá ser generalmente cúbica o esférica y razonablemente libre de partículas delgadas, planas o alargadas. La arena natural estará constituida por fragmentos de roca limpios, duros, compactos, durables.
En la producción artificial del agregado fino no deben utilizarse rocas que se quiebren en partículas laminares, planas o alargadas, independientemente del equipo de procesamiento empleado.

La arena es extraída en minas.

 

                                      

TIPOS DE MATERIALES

Atendiendo a la materia prima utilizada para su fabricación, los materiales de construcción se pueden clasificar en diversos grupos: 

• Arena. Se emplea arena como parte de morteros y hormigones.

  

• Arcilla. La arcilla es químicamente similar a la arena: contiene, además de dióxido de silicio, óxidos de aluminio y agua. Su granulometría es mucho más fina, y cuando está húmeda es de consistencia plástica. La arcilla mezclada con polvo y otros elementos del propio suelo forma el barro.

• Piedra. La piedra se puede utilizar directamente sin tratar, o como materia prima para crear otros materiales.

• Metálicos. Los más utilizados son el hierro y el aluminio.

• Orgánicos. Fundamentalmente la madera y sus derivados, aunque también se utilizan o se han utilizado otros elementos orgánicos vegetales, elementos textiles o incluso pieles animales.

• Sintéticos. Fundamentalmente plásticos derivados del petróleo, aunque frecuentemente también se pueden sintetizar. Son muy empleados en la construcción debido a su inalterabilidad, lo que al mismo tiempo los convierte en materiales muy poco ecológicos por la dificultad a la hora de reciclarlos. También se utilizan alquitranes y otros polímeros y productos sintéticos de diversa naturaleza.