Materiales de construcción
Un material de construcción es una materia prima o con más
frecuencia un producto manufacturado, empleado en la construcción de edificios
u obras de ingeniería civil.
Clasificación de los materiales de
construcción
Los materiales empleados en la construcción de viviendas,
edificios y grandes obras de ingeniería se pueden clasificar en cinco grupos
principales:
•Pétreos.
•Cerámicas y vidrios.
•Compuestos.
•Metálicos.
•Aglutinantes.
Materiales pétreos:
son las piedras naturales. Pueden presentarse en forma de bloques o losetas, o
también como gránulos. Ejemplos: el mármol, la pizarra o la arena
Cerámicas y vidrios:
son los obtenidos a partir de la cocción del barro, como las tejas y los
ladrillos; o de la fundición de minerales como el vidrio.
Materiales
aglutinantes: son productos pulverizantes que, cuando se mezclan con agua,
sufren unas transformaciones químicas que producen su endurecimiento al aire o
bajo el agua.
Este proceso se conoce como fraguado.
Ejemplos: el cemento y
el yeso.
Materiales
compuestos: son productos formados por la mezcla de materiales con
diferentes propiedades pero fácilmente distinguibles entre sí. Ejemplos: el
asfalto, que es una mezcla de alquitrán y grava, y el hormigón, que es una
mezcla de cemento, arena, grava y agua.
Materiales metálicos: se obtienen a partir de minerales. Ejemplos: el
aluminio, el hierro o el acero.
Propiedades de los materiales de
construcción
Con objeto de
utilizar y combinar adecuadamente los materiales de construcción los
proyectistas deben conocer sus propiedades. Los fabricantes deben garantizar
unos requisitos mínimos en sus productos, que se detallan en hojas de
especificaciones. Entre las distintas propiedades de los materiales que se
encuentran:
•Densidad: relación entre la masa y el
volumen
•Higroscopicidad:capacidad para
absorber el agua
•Coeficiente de dilatación: variación de
tamaño en función de la temperatura
•Conductividad térmica: facilidad con
que un material permite el paso del calor
•Resistencia mecánica: capacidad de los
materiales para soportar esfuerzos
•Elasticidad: capacidad para recuperar
la forma original al desaparecer el esfuerzo
•Plasticidad: deformación permanente del
material ante una carga o esfuerzo
•Rigidez: la resistencia de un material
a la deformación
Materiales de
construcción naturales
Todo individuo
necesita un lugar para vivir. Durante la historia, la gente ha cumplido con
esta necesidad con técnicas y materiales muy variados, dependiendo del lugar,
del clima y del suelo.
Hay muchos tipos
de materiales que se pueden usar para construir una vivienda, solo es necesario
caminar en los alrededores del lugar para poder identificar qué materiales se
tiene cerca. Algunos de los materiales más comunes en la construcción
tradicional son:
PIEDRA
Las piedras se pueden usar para hacer toda
la estructura de la casa o como cimiento para una estructura hecha de otro
material.
Hay diferentes tipos de piedras que son
útiles para la construcción; algunos son más comunes para cimientos, otras para
las paredes, para pisos, para acabados y para muchos otros usos diversos.
BAMBÚ
El bambú es una planta muy fuerte que se ha utilizado desde tiempos
antiguos para la construcción de viviendas, muebles, herramientas y edificios
grandes. Algunos tipos de bambú tienen fuerza comparable al estaño, y
actualmente se está haciendo bastante investigación sobre su habilidad de
aguantar diferentes cantidades y tipos de presión en construcciones altas. Una
gran parte de esta investigación se está haciendo en Asia (especialmente en
China), ya que el bambú forma una parte importante de la historia y cultura
oriental. En la construcción ecológica es muy común utilizar el bambú por su
rápido crecimiento y huella de carbono negativo.
ADOBE, BARRO Y TIERRA
La tierra es algo que existe en cualquier
lugar del mundo y por lo mismo se ha aprovechado de diversas maneras para la
construcción. Se puede combinar con otros materiales como arena, grava, paja,
crin de caballo, y estiércol de vaca o caballo.
La mezcla que se hace para construir con
barro o tierra debe tener una consistencia específica para que tenga firmeza
sin agrietarse. La tierra ideal para la construcción contiene barro, arcilla,
arena y algún material orgánico fibroso; puede también incluir un poco de
grava. La proporción de barro y arena es muy importante ya que el equilibrio de
estos dos materiales es lo que da fuerza a la construcción. El material
orgánico fibroso (la crin de caballo, la paja y el estiércol) actúa como un
tejido que da consistencia y firmeza. En el caso de que la tierra que ocurre
naturalmente en un lugar no tenga las proporciones correctas para construir, se
puede agregar arena, barro o paja para equilibrarlo. Esta mezcla se llama
adobe.
Durante la historia se ha incorporado una
infinidad de materiales en conjunto con el adobe, ya que es un material
abundante y flexible.
MADERA
La madera es un material renovable y
sostenible. Aunque ver construcciones de madera nos haga pensar en la
deforestación (y con razón, ya que actualmente mucha madera viene de fuentes no
sustentables), con una buena gestión de bosques vírgenes, ecosistemas
forestales y plantaciones de madera, se podría aprovechar este material natural
y no tóxico sin dañar a la naturaleza. Al contrario, la producción de madera se
podría hacer de una manera muy benéfica al medio ambiente. Hoy en día se puede
comprar madera (y productos de madera como el papel) de compañías
eco-amigables; busca la etiqueta FSC Certified, el cual asegura que el producto
no contribuye a la certificación o deforestación.
La madera normalmente utilizada en la
construcción se extrae de la parte del tronco que está debajo de la corteza de
los árboles. Para transformar un árbol a madera es necesario primero talar el
árbol para después remover la corteza y quitar las ramas; después se le da
forma a la madera para posteriormente secarla.
PAJA Y PALMA
Este tipo de material orgánico es
utilizado comúnmente para los techos de las viviendas y para mezclar con el
barro. La paja puede ser de zacate, pasto,tule u otro material fibroso. La
palma puede ser de cualquier tipo. La paja y la palma son comúnes en lugares cálidos y húmedos, por ejemplo zonas costeras o tropicales.
En lugares fríos, la paja se utiliza en
forma de pacas para construir paredes aislantes contra el frío. La construcción
con pacas de paja es una técnica combinada, ya que la paja no se utiliza sola
sino en conjunto con adobe o cemento.
Materiales de construcción aglomerantes
Estos materiales son de vital importancia
en la construcción, para formar parte de casi todos los elementos de la misma.
Clasificación de materiales
aglomerantes.
Los materiales aglomerantes se clasifican
en:
- Materiales aglomerantes pétreos, como
pueden ser yeso, cal, magnesia, etc...
El yes: Se obtiene de la roca algez o
piedra de yeso. Se cuece hasta la deshidratación para poder tratarla una vez molida.
Es un material soluble y adherente.
El polvo de yeso se mezcla con agua, para
obtener una pasta que se endurece rápidamente y que se utiliza para construir bóvedas
tabiques y placas.
- Materiales aglomerantes hidráulicos como
pueden ser el cemento, cal hidráulica, hormigón, baldosa hidráulica, etc...
Cemento:Se obtiene a través de la mezcla
triturada y cocida de la piedra caliza y arcilla. Una vez molida, se le añade
una pequeña cantidad de yeso. Se mezcla con agua y se forma una pasta fácil de trabajar
y que adquiere una gran dureza.
El cemento se utiliza como mortero y aglomerante de otros materiales de construcción:
ladrillos, bloques, pavimentos y tubos.
El hormigón es una mezcla de grava, arena,
agua y cemento que fragua y endurece. Su densidad es variable y se adhiere al
hierro, con los que obtenemos el hormigón armado. Se utiliza como aglomerante
para la construcción de cimientos, estructuras, vigas y voladizos.
-
Materiales aglomerantes hidrocarbonados como pueden ser alquitrán, betún, etc...
Alquitrán: El alquitrán es una sustancia bituminosa,
grasa, oscura y de olor fuerte, que se obtiene de la destilación de ciertas
materias orgánicas, principalmente de la hulla, el petróleo, la turba, los
huesos y de algunas materias maderas resinosas.
Materiales de construcción compuestos
En ciencia de materiales reciben el nombre
de materiales compuestos aquellos materiales que se forman por la unión de dos
materiales para conseguir la combinación de propiedades que no es posible
obtener en los materiales originales. Estos compuestos pueden seleccionarse
para lograr combinaciones poco usuales de rigidez, resistencia, peso,
rendimiento a alta temperatura, resistencia a la corrosión, dureza o conductividad.Materiales compuestos reforzados con partículas
Están compuestos por partículas de un
material duro y frágil dispersas discreta y uniformemente, rodeadas por una
matriz más blanda y dúctil.
Tipos:
Compuestos endurecidos por dispersión.
Compuestos con partículas propiamente
dichas.
Materiales compuestos endurecidos por dispersión
El tamaño de la partícula es muy pequeño
(diámetro entre 100 i 2500 μ). A temperaturas normales, estos compuestos no
resultan más resistentes que las aleaciones, pero su resistencia disminuye con
el aumento de la temperatura. Su resistencia a la termofluencia es superior a
la de los metales y aleaciones.
Sus principales propiedades son:
La fase es generalmente un óxido duro y
estable.
El agente debe tener propiedades físicas
óptimas.
No deben reaccionar químicamente el agente
y la fase.
Deben unirse correctamente los materiales.
Materiales compuestos reforzados con fibras
Un componente suele ser un agente
reforzante como una fibra fuerte: fibra de vidrio, cuarzo, kevlar, Dyneema o
fibra de carbono que proporciona al material su resistencia a la tracción,
mientras que otro componente llamado matriz, que suele ser una resina como apoxi
o poliéster, envuelve y liga las fibras, transfiriendo la carga de las fibras
rotas a las intactas y entre las que no están alineadas con las líneas de
tensión. También, a menos que la matriz elegida sea especialmente flexible,
evita el pandeo de las fibras por compresión. Algunos compuestos utilizan un
agregado en lugar de una matriz.
Materiales compuestos estructurales
Están formados tanto por compuestos como
por materiales sencillos y sus propiedades dependen fundamentalmente de la
geometría y de su diseño. Los más abundantes son los laminares y los llamados
paneles sándwich.
Los laminares están formadas por paneles
unidos entre si por algún tipo de adhesivo u otra unión. Lo más usual es que
cada lámina esté reforzada con fibras y tenga una dirección preferente, más
resistente a los esfuerzos. De esta manera obtenemos un material isótropo,
uniendo varias capas marcadamente anisótropas. Es el caso, por ejemplo, de la
madera contrachapada, en la que las direcciones de máxima resistencia forman
entre sí ángulos rectos.
Los paneles sándwich consisten en dos
láminas exteriores de elevada dureza y resistencia, (normalmente plásticos
reforzados, aluminio o incluso titanio), separadas por un material menos denso
y menos resistente, (polímeros espumosos, cauchos sintéticos, madera balsa o
cementos inorgánicos). Estos materiales se utilizan con frecuencia en
construcción, en la industria aeronáutica y en la fabricación de condensadores
eléctricos multicapas.
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