UNIDAD DIDÁCTICA NIVEL: 3ºESO MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN, CERÁMICA Y VIDRIO 1 MATERIALES PÉTREOS...2 1.1 ROCAS...2 1.1.1 ROCAS CORTADAS...2 1.1.2 ROCAS FRAGMENTADAS (ÁRIDOS)...2 1.2 AGLOMERANTES...2 1.2.1 YESO...3 1.2.2 CEMENTO...3 1.2.3 AGLOMERANTES HIDROCARBONADOS: El asfalto...4 1.3 MATERIALES COMPUESTOS...4 1.3.1 MORTEROS...4 1.3.2 HORMIGÓN...4 2 MATERIALES CERÁMICOS...5 2.1 GENERALIDADES...5 2.2 PROCESO DE FABRICACIÓN DE PRODUCTOS CERÁMICOS...5 2.3 TIPOS DE PRODUCTOS CERÁMICOS...6 2.3.1 CERÁMICA DE PASTA POROSA...6 2.3.2 CERÁMICA DE PASTA COMPACTA...6 2.3.3 CERÁMICAS REFRACTARIAS...6 3 VIDRIO...7 4 ELEMENTOS PREFABRICADOS...7 MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN, CERÁMICA Y VIDRIO. 3º ESO 1
1 MATERIALES PÉTREOS 1.1 ROCAS Las rocas son agregados de minerales de diverso origen. Son los materiales de construcción naturales más resistentes y se llevan empleando miles de años. Para su uso no necesitan tratamientos térmicos ni químicos. 1.1.1 ROCAS CORTADAS Se obtienen directamente de los yacimientos mediante su explotación en canteras. Pueden usarse cortadas en bloques (en mampostería o para adoquinado) o en placas, para recubrimientos, techos, encimeras y suelos. Debido a su alto precio, en la actualidad su uso se reserva casi exclusivamente a aplicaciones ornamentales (como revestimientos). Los tipos de rocas más usados en construcción son: Granitos Rocas ígneas silicatadas, cristalinas y de aspecto masivo y homogéneo. Colores variados: gris, negro, verdoso o rosado. Calizas y Mármoles Rocas carbonáticas, sedimentarias o metamórficas, más o menos cristalinas. Generalmente veteadas y de variados colores. Pizarras Rocas metamórficas silicatadas de grano muy fino que debido a su estructura bandeada (esquistosidad) se separan en placas con facilidad. Color uniforme gris oscuro o negro. Se usa especialmente para tejados. Calle adoquinada Muro de mampostería Columnas de mármol Tejado de pizarra 1.1.2 ROCAS FRAGMENTADAS (ÁRIDOS) Los áridos son pequeños fragmentos de rocas, y se clasifican según el tamaño de los fragmentos: Arenas si los fragmentos son muy pequeños (entre 0,06 y 2 mm) Gravas si los fragmentos son pequeños (entre 2 y 63 mm) La mayoría de los áridos se obtienen en graveras (yacimientos en cauces de ríos). Se usan, mezclados con aglomerantes, para elaborar morteros, hormigón o pavimento para carreteras. 1.2 AGLOMERANTES Los aglomerantes son materiales que tienen la propiedad de adherirse a otros. Se obtienen a partir de rocas a las que se somete a tratamientos físico químicos. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN, CERÁMICA Y VIDRIO. 3º ESO 2
Se comercializan en forma de polvo envasado en sacos (excepto el asfalto) y se emplean en construcción para: Unir otros elementos o materiales, pétreos o cerámicos. Recubrir elementos pétreos o cerámicos con enlucidos y revoques. Formar pastas que extendidas y moldeadas convenientemente, adquieren, después de endurecidas, el estado sólido. 1.2.1 YESO El yeso que se emplea en construcción (yeso vivo) se obtiene a partir del yeso natural (mineral) que es el sulfato cálcico dihidratado (CaSO 4 2H 2 O). Este yeso mineral se tritura y calcina en hornos, perdiendo toda o casi toda el agua de la molécula. Después se muele convirtiéndose en un polvo más o menos blanco, que es la forma en la que se distribuye. Producción de yeso: CaSO 4 2H 2 O (yeso mineral) + Calor CaSO 4 (yeso vivo) + 2H 2 O Cuando el yeso vivo se mezcla con agua se forma una pasta que al secarse se endurece adquiriendo una consistencia pétrea, proceso que se denomina fraguado. Durante este proceso las moléculas de sulfato cálcico recuperan el agua que perdieron con la calcinación y recristalizan. Fraguado del yeso: CaSO 4 (yeso vivo) + 2H 2 O CaSO 4 2H 2 O (yeso recristalizado) + Calor Los tipos de yeso más usados son: Yeso negro o gris. Tiene bastantes impurezas y no está finamente molido. Se usa en obras que no hayan de quedar aparentes: bóvedas, tabiques y blanqueos. Yeso blanco. Está bien molido y tiene menos impurezas que el yeso negro. Se emplea en enlucidos de paredes. Escayola. Es el yeso blanco de la mejor calidad. Se utiliza para molduras, placas para falsos techos y ornamentación. 1.2.2 CEMENTO El cemento es en la actualidad un material indispensable en cualquier obra. Se elabora a partir de arcilla, caliza y yeso y el proceso de fabricación es el siguiente: ARCILLA Y CALIZA FRAGMENTADO Y MOLIDO DOSIFICACIÓN, MEZCLA Y AMA- SADO COCCIÓN En horno a 1500ºC CLÍNKER En forma de pequeñas bolas CLÍNKER YESO MOLIDO CEMENTO El cemento se vende en forma de polvo gris. Hay muchos tipos, pero el más usado actualmente es el cemento Portland. Se usa para la elaboración de morteros, hormigón y para la producción de elementos prefabricados. El proceso de fraguado del cemento es similar al experimentado por el yeso. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN, CERÁMICA Y VIDRIO. 3º ESO 3
1.2.3 AGLOMERANTES HIDROCARBONADOS: El asfalto El asfalto es un líquido espeso y muy viscoso de color pardo o negro. Es una mezcla de sustancias minerales e hidrocarburos de distinta consistencia y diferente peso molecular. Sus principales propiedades son la impermeabilidad y la adherencia. Hay yacimientos naturales pero la mayoría procede de de la destilación del petróleo (el llamado asfalto de pirogenación). Aplicaciones: Pavimentación de carreteras. Se usa mezclado con grava en lo que se llama capa asfáltica. Impermeabilización de tejados, terrazas, cascos de buques y construcciones hidráulicas (diques, puertos, etc.). Adhesivo. 1.3 MATERIALES COMPUESTOS 1.3.1 MORTEROS Los morteros son mezclas plásticas obtenidas con un aglomerante, arena y agua que sirven para unir las piedras, baldosas o ladrillos que integran las obras de fábrica y para revestirlos con enlucidos o revocos. Se aplican en forma de pasta y una vez fraguados endurecen y adquieren consistencia pétrea, adhiriéndose y formando un bloque con los elementos sobre los que se aplican. El mortero más usado es el que tiene como aglomerante el cemento. Popularmente es llamado pasta o masa, y se prepara a pie de obra en la cantidad necesaria para emplearlo antes de que empiece a fraguar. 1.3.2 HORMIGÓN Masa formada por cemento, arena, grava y agua. Una vez fraguada la masa es muy resistente a la compresión, a los agentes atmosféricos y al fuego. Es también impermeable. Si en el interior de la masa de hormigón se incorporan armaduras a base de varillas de acero se obtiene el hormigón armado, mucho más resistente a la tracción y a la flexión. El hormigón es muy utilizado en la construcción de edificios (en pilares, vigas, muros y solados) y en obras públicas (puentes, túneles, puertos, etc.). Construcción de un pilar de hormigón armado (De www.kalipedia.com) Si se va a consumir poca cantidad se puede elaborar a pie de obra en pequeñas hormigoneras. En caso contrario, el hormigón es comprado a empresas que lo suministran mediante camiones-cuba. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN, CERÁMICA Y VIDRIO. 3º ESO 4
2 MATERIALES CERÁMICOS 2.1 GENERALIDADES Los materiales cerámicos se obtienen mediante la cocción de pastas hechas con materias arcillosas y aditivos, que previamente han sido moldeadas. Una vez cocidas en hornos, adquieren una serie de propiedades que los hacen prácticamente indispensables en la construcción, en especial en la de viviendas, debido a: Su buena relación calidad/precio frente a la de las rocas. La gran variedad de formas que pueden ser producidas. Las propiedades de los materiales cerámicos son: Gran resistencia a muy altas temperaturas, pues no se funden ni arden, por lo que son buenos aislantes del fuego. Resistencia a la corrosión producida por los agentes atmosféricos (agua, insolación y temperaturas extremas). Gran resistencia a muchos agentes químicos. Buenos aislantes térmicos y eléctricos. Dureza y fragilidad. Los materiales cerámicos son usados desde la Prehistoria y actualmente son una alternativa a algunos metales. 2.2 PROCESO DE FABRICACIÓN DE PRODUCTOS CERÁMI- COS ARCILLAS CONFORMADO AGUA ADITIVOS AMASADO en máquinas PASTA Por Prensado o Extrusión en ladrillos y tejas. Por Colada en sanitarios. REVESTIMIENTO Impermeabiliza y decora. No siempre se aplica. SECADO natural o forzado COCCIÓN en hornos a 900 1600º C PRODUCTO CERÁMICO VIDRIADO ESMALTADO 2ª COCCIÓN en hornos a 1000º C PINTADO MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN, CERÁMICA Y VIDRIO. 3º ESO 5
2.3 TIPOS DE PRODUCTOS CERÁMICOS 2.3.1 CERÁMICA DE PASTA POROSA Se elaboran casi exclusivamente con arcillas rojas o blancas. En el proceso de cocción no se alcanza la vitrificación. Son permeables. Ladrillos y bovedillas Tejas Loza sanitaria. Está hecha con arcillas blancas y se esmalta. Azulejos. Se esmaltan por una cara. Alfarería Baldosas y baldosines. 2.3.2 CERÁMICA DE PASTA COMPACTA Gres Se obtiene por cocción hasta la vitrificación de arcillas, feldespatos y sílice. Es un material impermeable y duro. Con el gres se fabrican baldosas y ladrillos vitrificados. Porcelana Es una pasta blanca, compacta, translúcida, muy dura, frágil e inatacable por los ácidos. Se fabrica a partir de una arcilla blanca, el caolín. No se emplea en construcción, limitándose su uso como material técnico a la fabricación de aislantes eléctricos y de recipientes para la industria química. 2.3.3 CERÁMICAS REFRACTARIAS Productos cerámicos capaces de resistir sin deformarse ni fundirse temperaturas de cerca de 1.500º C. Con ellos se elaboran ladrillos y bloques con los que se recubren hornos. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN, CERÁMICA Y VIDRIO. 3º ESO 6
3 VIDRIO El vidrio es un material amorfo (no cristalino) que presenta las siguientes propiedades: Impermeable. Duro. Frágil. Transparente. Resistente a la mayoría de los agentes químicos. Muy buen aislante eléctrico. Se produce fundiendo una mezcla de arenas silíceas (SiO 2 ), caliza (CaCO 3 ) y carbonato sódico (Na 2 CO 3 ) a temperaturas entre 1.000 y 1.500º C. La masa pastosa que se obtiene se trabaja y se deja enfriar posteriormente para conseguir las diferentes formas comerciales. Las formas empleadas en construcción son: Vidrio plano: se usa en acristalamiento, tanto simple como doble (tipo Climalit). Vidrio armado: que tiene una fina malla metálica en su interior que impide el desprendimiento de los trozos en caso de rotura y se usa en acristalamientos exteriores. Bloques: utilizados como sustitutos de ladrillos en paredes. 4 ELEMENTOS PREFABRICADOS Además de los ya mencionados, hay otros elementos utilizados en construcción que no pertenecen a las categorías anteriores y que tienen en común que son producidos en su forma definitiva antes de ser puestos en obra. Entre todos ellos cabe citar los siguientes: Adobes, que son prismas de arcilla y paja, secos al aire. Paneles de escayola, que se usan para construir falsos techos. Paneles de cartón-yeso (tipo Pladur), para la construcción de tabiques. Bloques de hormigón, huecos en el sentido vertical. Piedra artificial, hecha con cal y arena silícea, con la que se fabrican ladrillos y bloques de diferentes formas. Baldosas de terrazo. Vigas y viguetas de hormigón armado. Fibrocemento, que es un material hecho con cemento Portland y amianto, y se usa para fabricar tubos y chapas planas y onduladas (tipo Uralita). MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN, CERÁMICA Y VIDRIO. 3º ESO 7