PIEDRAS NATURALES
La utilización de la piedra natural en construcciones es tradicional en sitios donde la presencia de piedra es abundante debido a su durabilidad. Las condiciones que se tienen en cuenta a la hora de seleccionar como material estructural son el coste, diseño, valor ornamental y durabilidad.
Muros.
Construcción de una escuela.
Detalle de la construcción de una escuelas
Detalle de la colocación
La piedra se ha de colocar alineando la línea de carga con el plano original de la piedra. En caso de piedras metamórficas el plano de foliación, o de clavado se asume que es la posición natural. En rocas de ignición es muy difícil determinarlo y no se considera.
Utilización de la Piedra
La utilización de la piedra depende de la naturaleza del trabajo, tipo de estructura en la cual se va a utilizar, disponibilidad y coste del transporte. Como material estructural las piedras más utilizables son: el granito, gneis, arenisca, caliza, mármol, cuarcita y pizarra.
Se pueden distinguir diferentes aplicaciones como:
Cimentaciones y Paredes: Piedras de canteras, partidas y cortados mediante sierras se utilizan para construir estructuras subterráneas de los edificios. Las piedras partidas y cortadas como la calizas, areniscas, dolomitas y volcánicos se utilizan para paredes, pilares, etc.
Fachadas y Elementos Arquitectónicos: piedras de fácil pulido y agradable textura.
Elementos de Edificios: escaleras, descansillos, parapetos, etc. son fabricados de granito, mármol, caliza etc. Las losas y piedras para los dinteles de puertas y ventanas, cornisas son hechos con las mismas losas que la fachada.
Estructuras Subterráneas y Puentes: se construyen con rocas de ignición y sedimentación. Túneles y partes inferiores de los puentes se construyen con granito, diorita, garbo y basalto. Las piedras vistas y de fachada para túneles y puentes son hechas con piedras con surcos y acabados ondulados.
Elementos con Resistencia al Calor y Químicamente Resistentes:
Para condiciones de trabajo a altas temperaturas, han de ser hechos con basalto, andesita y turf.
Los elementos de los edificios se protegen contra ácidos, utilizando una losa hecho de granito o piedras silíceas.
Los calizos, dolomíticos, mármol y magnesita tienen una excelente resistencia a los alcalinos.
Características de la buena piedra para construir
Las propiedades que han de tener las piedras son:
Apariencia: Para trabajos de fachada (piedra vista), debe de tener una textura adecuada y compacta. El color claro es mas adecuado ya que es más durable.
Estructura: La piedra partida no debe 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. La resistencia a la compresión de las piedras de los edificios, en la práctica oscilan entre 60 y 200 N/m2.
Peso: Es el indicativo de la porosidad y densidad. Para la estabilidad de una estructura como un dique, represa, etc... se requieren piedras mas densas, sin embargo para la construcción de cúpulas, arcos, etc... se necesitan menos densas.
Dureza: Esta propiedad es muy importante para suelos, pavimentos, carril (pista) de puentes, etc. Se determina por la escala de Mosh.
Tenacidad: La resistencia al impacto que tiene la piedra.
Porosidad y absorción: La porosidad depende de la componente mineral, tiempo de enfriamiento y forma estructural. Una piedra porosa se desintegra o de producen fisuras internas al congelarse el agua que tiene absorbida debido al aumento del volumen.
La capacidad de absorción máxima admitida para algunas piedras están definidas en la siguiente tabla
Absorción de Agua por Volumen a 24 Horas Sumergida
Número Tipo de Piedra Absorción de Agua (%)
1 Arenisca 10
2 Caliza 10
3 Granito 1
4 Trap 6
5 Esquisto 10
6 Geneis 1
7 Pizarra 1
8 Cuarcita 3
Erosión: La resistencia a la erosión a causas naturales debe ser alta.
Trabajabilidad: Ha de ser económicamente viable a cortar, darle la forma y tamaño adecuado.
Resistencia al fuego: Las piedras han de estar libre de carbonato cálcico, óxidos de hierro, y minerales con coeficiente de expansión térmica. Las rocas de ignición presentan desintegración debido al cuarzo el cual se desintegra en pequeñas partículas a temperaturas de 575 ºC. La caliza, sin embargo, puede resistir temperaturas un poco más elevabas: alrededor de 800 ºC se desintegra.
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. El mármol tiene variaciones cuando está expuesto al calor se expande, al enfriarse no vuelve al estado inicial.
Factores que influyen en el deterioro de la Piedra
Lluvia: La lluvia afecta tanto físicamente como químicamente a la piedra. La acción física es debido a la erosión y capacidad de transporte de la descomposición, oxidación e hidratación de los minerales presentes en la piedra.
Heladas: el agua interna de las piedras se congela y al expandirse produce fisuración.
Viento: El arrastre de partículas sólidas produce abrasión.
Cambio de Temperaturas: Si las rocas están producidas con minerales de diferentes coeficientes lineales de expansión, puede ocurrir un deterioro.
Vegetales: los materiales orgánicos e inorgánicos en contacto con humedad o agua de lluvia puede producir el comienzo de un proceso bacteriológico, lo que produce una descomposición.
Descomposición Mutua: la utilización de diferentes tipos de piedras a la vez, produce la descomposición mutua. Por ejemplo, la arenisca de utiliza bajo la caliza, el agua de lluvia que cae sobre la caliza es arrastrado a la arenisca y se descompone.
Agentes Químicos: hongos, ácidos, hongos ácidos en la atmósfera deterioran la piedra. Las piedras compuestas de CaCO3, MgCO3 son afectadas negativamente.
Lichens: Destruye la piedra caliza, sin embargo protege el resto de las piedras.
Durabilidad de la Piedra.
Piedras con capacidad muy alta de absorción de agua no deben utilizarse, o estar expuestas a ambientes de hielo-deshielo. La piedra porosa es menos durable que la piedra densa. Las piedras con poros tortuosos son más perjudiciales que los que tienen la misma porosidad pero con los poros rectos.
La pirita, magnetita y el óxido de hierro carbonatado causan decoloración de las piedras en las cuales están presentes.
La piedra se debe de trabajar en seco con la ayuda de un soplete, y entonces se le aplica en la superficie un revestimiento de parafina, aceite, pintura clara, etc. Este revestimiento es temporal y no permanente.
La estructura de piedra para mantenerlo en condiciones se ha de limpiar. La mejor manera para preservar la piedra es limpiar con una suave solución de silicato sódico o potásico y una vez seco se aplica la solución CaCl2.
Selección de la piedra
La condición de elección es el coste, diseño, valor ornamental y la durabilidad. En el caso de su elección el coste es en general la condición más importante. El trabajo que requiere la piedra en tallarlo etc. es más costoso que el valor de la piedra en sí.
Los trabajos que se realizan son:
Corte: Se realiza a pie de cantera para evitar bloques excesivamente grandes y de difícil transporte. (Con sierras de dientes en las rocas blandas y helicoidales en las duras.
Desbaste: Para dar a las piezas unas dimensiones aproximadas a su perfil definitivo, se procede al desbaste, debido a su irregularidad.
Acabado: consiste en dar a la piedra las medidas exactas y el aspecto exterior deseado antes de su colocación en obra.
Talla: Le da un aspecto exterior totalmente acabado. Mediante punteros o dosis de pulir.
Es muy importante elegir la piedra sabiendo al ambiente que estará expuesto. Se ha de tener claro la clasificación de las piedras y sus propiedades.
PIEDRAS ARTIFICIALES
Las piedras artificiales conglomeradas son piedras obtenidas en frío, mediante la hidratación de productos triturados que, al incorporarles agua, adquieren cohesión.
Las piedras artificiales conglomeradas hay que mencionar que éstas presentan las siguientes ventajas:
• Son fáciles de preparar en un taller o a pie de obra, ya que puede controlarse la dosificación de sus componentes.
• Pueden elaborarse productos de propiedades conocidas.
• Y, sobre todo, al poder armar estos productos, la armadura les hace capaces de resistir esfuerzos de tracción, que no pueden resistir las piedras naturales ni los materiales cerámicos.
Composición de una piedra artificial conglomerada
• Una piedra artificial conglomerada está compuesta de tres elementos básicos:
• - Los áridos, que son los restos de piedras naturales que se van a conglomerar.
• - El conglomerante, que es el material que une los granos de los áridos.
• - El agua, que es el producto que provoca la hidratación del conglomerante, es decir del cemento o de la cal, haciendo posible la unión de los áridos y convirtiendo el conjunto en un conglomerado o masa compacta.
Clasificación de las piedras artificiales conglomeradas
Las piedras artificiales conglomeradas pueden clasificarse en dos grandes grupos:
a) Piedras artificiales aéreas.
Se denominan así aquellas piedras que únicamente endurecen y se conservan en un medio seco como, por ejemplo, el adobe de barro o la placa de yeso.
b) Piedras artificiales hidráulicas.
Reciben este nombre las piedras artificiales que, además de endurecer en un medio seco, también pueden endurecer y conservarse en un medio húmedo o, incluso, en el agua, como, por ejemplo, el mortero de cemento o el hormigón.
PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETROLEO
Productos bituminosos, caucho, gomas y plásticos
Composición
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos exclusivamente formados por carbono e hidrógeno, que abundan en la naturaleza en forma de petróleos, asfaltos, alquitranes y otros materiales bituminosos bien conocidos. Se suponen originados por la acumulación y fosilización posterior de enormes cantidades de seres marinos, que se quedaron en tierra al retirarse las aguas del mar.
En la actualidad, además de ser utilizados en su forma natural, ciertos hidrocarburos pueden obtenerse artificialmente cuando se desea fabricar determinados productos, necesarios para la industria.
Productos bituminosos
Los betunes son mezclas de hidrocarburos sólidos, viscosos o líquidos; pueden ser naturales o artificiales, obtenidos por destilación del petróleo en bruto.
Los betunes naturales son negros o de color castaño oscuro. Los más puros son: el betún de Judea y la glisonita.
Los asfaltos son productos naturales o compuestos, en los que el betún sirve de aglutinante de diferentes materias inertes. Los productos asfálticos se utilizan en pavimentación e impermeabilizantes.
El alquitrán es el producto bituminoso, semisólido o líquido, que resulta de la destilación de materias carbonáceas, tales como hulla, lignito, madera.
Se emplea en pavimentación, como impermeabilizante, y en algunas pinturas.
La brea es el residuo fusible, semisólido o sólido, negro o marrón oscuro, que queda después de la evaporación parcial o destilación fraccionada del alquitrán o e sus derivados, empleándose especialmente como impermeabilizante y para la elaboración de pinturas y jabones.
La creosota es un líquido obtenido por la destilación del alquitrán. La creosota de alquitrán se utiliza especialmente en la conservación de maderas y como impermeabilizante.
Productos elaborados
Mastic: Se emplea en el relleno y sellado de juntas de dilatación. Son impermeables.
Placas asfálticas: Son láminas auto protegidas con materia mineral que se presentan en diversas formas con finalidad decorativa, además de la suya propiamente impermeabilizante. Se emplea en azoteas no transitables; pueden ser: normales, con grava o con un pavimento encima.
El caucho y las gomas
El caucho es un hidrocarburo, sustancia orgánica contenida en el llamado látex. El látex se obtiene por incisión del tronco de ciertas plantas, como ciertos Ficus. Es un jugo blanco, que puede utilizarse directamente, o destinarlo a la obtención del caucho.
Fabricación de productos de caucho
Las masas de caucho se someten previamente a un calentamiento a 50º C; después se añaden los aditivos necesarios en cada caso, prosiguiendo al amasado y al moldeado, para terminar con la vulcanización en hornos o estufas.
Las gomas
Son productos de secreción de ciertas plantas; también pueden obtenerse de los cauchos naturales y de los sintéticos.
La más común es la goma arábiga de acacias tropicales se utiliza para colas y adhesivos, pinturas, en la industria textil y en la farmacopea. Otra goma importante es la goma laca que se emplea como barniz.
Los plásticos
• Sus características fundamentales son las siguientes:
• Inatacables por ácidos y bases.
• Resistencia a la acción de los agentes atmosféricos.
• Resistencias mecánicas muy elevadas, especialmente a la rotura y al desgaste.
• Densidad generalmente muy reducida (materiales de gran ligereza).
• Posibilidad de conseguir coloraciones muy variadas.
Los plásticos se dividen en:
• Termoplásticos, capaces de reblandecerse por el calor siempre que se calientan.
• Termoestables que permanecen en el estado que se les comunica, sin poder alterarlo salvo por procedimientos mecánicos.
Los Termoplásticos
Los principales son:
Estireno. Es un hidrocarburo aromático formado por un grupo bencénico al que se incorpora un etil, el etil-benceno, que es la base de los poliestirenos.
Poliamidas. Son polímeros que proceden de diaminas y ácidos o de aminoácidos entre sí.
Policarbonatos. Son polímeros de hidrocarburos, transparentes e inalterables a la luz, a los rayos ultravioletas, al oxígeno y al ozono.
Poliésteres. Polímeros de los ésteres, son cuerpos que aceptan muchas variantes y que actúan como termoplásticos (no saturados) o termoestables (saturados).
Poliestireno. Es un polímero por adición del estireno. Se obtiene a partir del etileno y del benceno, procedentes del carbón y del petróleo; materia plástica de pequeña densidad, impenetrable, no inflamable, de gran índice de refracción y resistente al ataque de los ácidos.
El poliestireno expandido. Se obtiene por la ebullición de un agene espumeante en la masa reblandecida del plástico o por la adición de compuestos químicos que originan gran cantidad de gases. Es un material ligero por excelencia, aislante térmico y acústico
El Polietileno. Es un producto obtenido por polimerización del etileno. Las resinas polietilénicas son sólidas, incoloras, traslúcidas, blandas, flexibles o semirrígidas, pudiendo tomar formas cristalinas o amorfas.
Polimetacrilato de metilo. Es un polímero del metacrilato. El metacrilato es un líquido incoloro que solidificado, se conoce con los nombres de plexiglas, altuelas, perspex, Lucita y también como vidrio orgánico. Es el más ligero de los cuerpos transparentes; ininflamable, no amarillea con la luz, con el calor ni con la humedad, y no se agrieta ni en el agua hirviendo.
El Polipropileno. Se obtiene por cracking del gas de petróleo; es un material incoloro muy ligero y transparente en láminas delgadas. Ofrece gran resistencia a la tracción y a los agentes químicos; se dobla sin agrietarse. Se utiliza para la fabricación de menaje de cocina, material eléctrico, piezas de automoción,..
Los Poliuretanos. Son plásticos complejos, resistentes a la tracción y al calor, pero atacables por ácidos débiles y concentrados, bases fuertes y cetonas.
El PVC rígido. Se puede serrar, tornear y taladrar; utilizando como elementos básicos planchas y barras, se obtienen piezas de formas muy variadas y para gran número de aplicaciones.
El PVC flexible. Se consigue añadiendo plastificantes; también, elevando la temperatura con aceites o con semidisolventes. Se fabrican tuberías, mangueras, baldosas flexibles, suelos antideslizantes en color,…
Los Termoestables
Los principales son:
Las Resinas alquídicas. Se obtienen por reacción de los polialcoholes con ácidos o anhídridos polibásicos. La más utilizada se fabrica con glicerina y ácido ftálico
Las Resinas epoxi. Pueden ser líquidas, viscosas o sólidas. Son duras, flexibles y de magníficas propiedades mecánicas; resisten a la humedad y a los agentes atmosféricos, pero se disuelven con facilidad en acetonas, ésteres y otros productos químicos.
Las Resinas fenólicas. Se obtienen por reacción química y condensación del fenol; inicialmente se produce una resina líquida que se solidifica en grandes masas llamadas resinoides, formando la resina o resol, utilizada en la fabricación de barnices y lacas por ser soluble en alcoholes y acetonas.
Las Resinas melamínicas. Se obtienen a partir de la melamina. La melamina es una sustancia pulverulenta, incolora, inodora e insípida, fácilmente coloreable y con buenas propiedades eléctricas.
Las resinas ureicas. La urea formaldehído es poco densa, dura y tenaz; no es atacada por las disoluciones líquidas de ácidos y bases, ni por los aceites; no se altera por la luz solar, aunque es menos resistente al calor y al agua que el fenol colado.
Los elastómeros. Son sustancias que tienen la propiedad de la elasticidad a temperatura normal, por lo que toman en su estado blando la forma deseada. Se endurecen posteriormente y adquieren propiedades de dureza y resistencia.
La silicona. La combinación del silicio con el hidrógeno o silano se transforma en silicona.
Las Resinas de silicona, son resistentes a la humedad, no atacan a los metales, resisten a los ácidos y las bases y son insolubles en alcohol y acetona. Resisten hasta 400º C de temperatura.
La goma de silicona, es aislante, resistente a temperaturas altas y bajas y a los lubricantes.
Las metil siliconas oleosas, sirven como lubricantes y líquidos dieléctricos, barnices para motores y material eléctrico.
El vapor del metil-cloro-silano, se usa para papel impermeabilizado, telas impermeables y revestimiento de materiales de construcción.
Elaboración de los plásticos
El proceso de elaboración debe basarse en técnicas de moldeo. El moldeo puede hacerse por compresión, inyección, transferencia y extrusión, por colada, contacto, vacío, soplado, termo conformado y moldeo rotacional.
Moldeo por compresión.
Se emplea con los plásticos termoestables y consiste en comprimir el polvo de moldeo entre dos piezas que configuran el producto a obtener; por el calor y la presión, el plástico se hace fluido y ocupa todo el espacio disponible entre las dos mitades del molde.
Moldeo por inyección.
Se utiliza preferentemente para fabricar piezas de resinas termoplásticas; consiste en inyectar la masa plástica a presión por un cilindro calentado que lleva una pieza central o torpedo, también caliente. El material pasa por el espacio comprendido entre esta pieza y la pared interior del cilindro y desemboca en un molde, el que se compacta y enfría. Es el método más conveniente para la fabricación de piezas de plástico en grandes series.
Moldeo por transferencia.
Se inicia colocando la resina en forma de pastillas en una cámara caliente para que se licue en mayor o menor grado de viscosidad y fluya por los canales de alimentación; al mismo tiempo, se ejercen presiones sobre un pistón que transfiere la masa hasta un molde cerrado. Este procedimiento se recomienda para la fabricación de piezas que lleven adheridos o incrustados elementos metálicos, de cerámica o de vidrio, evitando las tensiones originadas cuando el plástico no fluye de manera continua y uniforme.
Moldeo por extrusión o expulsión.
La materia plástica, bien homogeneizada, suministra por una tolva de la que es obligada a salir por presión o mediante un tornillo sin fin; pasa a través de una boquilla o matriz a la que se da la forma deseada y que puede cambiarse según el tipo de elemento a perfilar. Es el procedimiento más indicado para la obtención de tubos, barras, hilos, molduras y perfiles, que salen de la máquina en forma continuada, se enfrían al aire y se cortan con las longitudes convenientes o se enrollan si se trata de hilos y cintas.
Moldeo por colada.
Es análogo al empleado para los metales; se utiliza especialmente para los plásticos en estado líquido. Consiste en verter el producto en moldes con la forma adecuada, dejándolo enfriar; resulta más barato, pero no siempre puede utilizarse.
Moldeo por contacto.
Se practica colocando sobre las paredes del molde una serie de capas de fibra de vidrio, sobre las cuales se vierte resina de poliéster en estado viscoso, hasta conseguir su saturación, dejando fraguar el conjunto. De esta manera, se fabrican también chapas traslúcidas onduladas.
Moldeo por vacío.
El proceso se inicia como el método de contacto, y una vez preparadas sobre el molde las capas de vidrio saturadas de poliéster, se recubren con una tela de goma, efectuando el vacío entre la tela y el molde. Se utiliza en el termoconformado y en otros procesos de transformación.
Moldeo por soplado.
Se practica introduciendo un tubo de plástico fundido en el interior del molde; a su vez, dentro del tubo de plástico, se hace llegar un gas a presión que produce la expansión de su masa hasta chocar con las paredes del recipiente, adquiriendo su forma. De esta manera, pueden fabricarse objetos huecos de una sola pieza, sin necesidad de soldaduras.
Moldeo rotacional.
La pieza se produce en el interior de un molde cerrado que gira dentro de una cámara caliente; el molde se carga previamente con plástico líquido o en polvo.
El calandrado.
Se emplea para obtener películas y telas continuas, utilizando una serie de rodillos calentados, que transportan y comprimen el material.
El prensado se efectúa con prensas de platos múltiples, entre los cuales se coloca el plástico sometiéndolo a fuertes presiones para obtener planchas de cierto espesor.
El estampado en frío, es un proceso mediante el cual se conforman las piezas con troqueles, utilizando plásticos a los cuales es preciso lubricar previamente.
El forjado en caliente, efectúa las mismas operaciones sobre masas o planchas de plástico, previamente recalentadas.
El termo conformado.
Se desarrolla por calentamiento de una plancha de plástico, hasta la temperatura de reblandecimiento, que se introduce en un molde adaptándola a su forma por presión, soplada o vacía.
El procesado por radiación.
Es un método auxiliar que consiste en producir el curado rápido de los termoestables introduciéndolos en una atmósfera de electrones de alta energía, rayos X o rayos gamma.
El revestimiento con polvos plásticos.
Se utiliza para producir telas plásticas y como protección de algunos materiales. Las piezas metálicas se revisten de materia plástica, impidiendo totalmente oxidaciones y corrosiones. Los materiales empleados son el PVC, las resinas celulósicas, el nylon, el poliéster clorado, las siliconas y las resinas epoxi.
Tratamientos superficiales:
Estampado en frío o en caliente.
Se reproduce sobre la superficie del plástico un dibujo con relieve más o menos profundo; en el primer caso es necesario lubrificar la superficie de estampación. En el estampado en caliente, se aplica sobre el plástico una lámina o calcomanía, que se fija por la presión y el calentamiento provocados por un troquel; puede ser liso o en relieve.
El electrometalizado consiste en revestir a la pieza plástica de una capa metálica por electrólisis; los plásticos utilizados son el ABS, las polisulfonas y el polipropileno; los revestimientos son principalmente de cromo, pero también pueden hacerse de níquel, oro, latón, bronce, cobre y cinc.
El metalizado por vacío.
Se recubren las piezas de una capa, normalmente de aluminio.
La impresión sobre plásticos, se efectúa por numerosos procedimientos, empleando tintas adecuadas.
La utilización de la piedra natural en construcciones es tradicional en sitios donde la presencia de piedra es abundante debido a su durabilidad. Las condiciones que se tienen en cuenta a la hora de seleccionar como material estructural son el coste, diseño, valor ornamental y durabilidad.
Muros.
Construcción de una escuela.
Detalle de la construcción de una escuelas
Detalle de la colocación
La piedra se ha de colocar alineando la línea de carga con el plano original de la piedra. En caso de piedras metamórficas el plano de foliación, o de clavado se asume que es la posición natural. En rocas de ignición es muy difícil determinarlo y no se considera.
Utilización de la Piedra
La utilización de la piedra depende de la naturaleza del trabajo, tipo de estructura en la cual se va a utilizar, disponibilidad y coste del transporte. Como material estructural las piedras más utilizables son: el granito, gneis, arenisca, caliza, mármol, cuarcita y pizarra.
Se pueden distinguir diferentes aplicaciones como:
Cimentaciones y Paredes: Piedras de canteras, partidas y cortados mediante sierras se utilizan para construir estructuras subterráneas de los edificios. Las piedras partidas y cortadas como la calizas, areniscas, dolomitas y volcánicos se utilizan para paredes, pilares, etc.
Fachadas y Elementos Arquitectónicos: piedras de fácil pulido y agradable textura.
Elementos de Edificios: escaleras, descansillos, parapetos, etc. son fabricados de granito, mármol, caliza etc. Las losas y piedras para los dinteles de puertas y ventanas, cornisas son hechos con las mismas losas que la fachada.
Estructuras Subterráneas y Puentes: se construyen con rocas de ignición y sedimentación. Túneles y partes inferiores de los puentes se construyen con granito, diorita, garbo y basalto. Las piedras vistas y de fachada para túneles y puentes son hechas con piedras con surcos y acabados ondulados.
Elementos con Resistencia al Calor y Químicamente Resistentes:
Para condiciones de trabajo a altas temperaturas, han de ser hechos con basalto, andesita y turf.
Los elementos de los edificios se protegen contra ácidos, utilizando una losa hecho de granito o piedras silíceas.
Los calizos, dolomíticos, mármol y magnesita tienen una excelente resistencia a los alcalinos.
Características de la buena piedra para construir
Las propiedades que han de tener las piedras son:
Apariencia: Para trabajos de fachada (piedra vista), debe de tener una textura adecuada y compacta. El color claro es mas adecuado ya que es más durable.
Estructura: La piedra partida no debe 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. La resistencia a la compresión de las piedras de los edificios, en la práctica oscilan entre 60 y 200 N/m2.
Peso: Es el indicativo de la porosidad y densidad. Para la estabilidad de una estructura como un dique, represa, etc... se requieren piedras mas densas, sin embargo para la construcción de cúpulas, arcos, etc... se necesitan menos densas.
Dureza: Esta propiedad es muy importante para suelos, pavimentos, carril (pista) de puentes, etc. Se determina por la escala de Mosh.
Tenacidad: La resistencia al impacto que tiene la piedra.
Porosidad y absorción: La porosidad depende de la componente mineral, tiempo de enfriamiento y forma estructural. Una piedra porosa se desintegra o de producen fisuras internas al congelarse el agua que tiene absorbida debido al aumento del volumen.
La capacidad de absorción máxima admitida para algunas piedras están definidas en la siguiente tabla
Absorción de Agua por Volumen a 24 Horas Sumergida
Número Tipo de Piedra Absorción de Agua (%)
1 Arenisca 10
2 Caliza 10
3 Granito 1
4 Trap 6
5 Esquisto 10
6 Geneis 1
7 Pizarra 1
8 Cuarcita 3
Erosión: La resistencia a la erosión a causas naturales debe ser alta.
Trabajabilidad: Ha de ser económicamente viable a cortar, darle la forma y tamaño adecuado.
Resistencia al fuego: Las piedras han de estar libre de carbonato cálcico, óxidos de hierro, y minerales con coeficiente de expansión térmica. Las rocas de ignición presentan desintegración debido al cuarzo el cual se desintegra en pequeñas partículas a temperaturas de 575 ºC. La caliza, sin embargo, puede resistir temperaturas un poco más elevabas: alrededor de 800 ºC se desintegra.
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. El mármol tiene variaciones cuando está expuesto al calor se expande, al enfriarse no vuelve al estado inicial.
Factores que influyen en el deterioro de la Piedra
Lluvia: La lluvia afecta tanto físicamente como químicamente a la piedra. La acción física es debido a la erosión y capacidad de transporte de la descomposición, oxidación e hidratación de los minerales presentes en la piedra.
Heladas: el agua interna de las piedras se congela y al expandirse produce fisuración.
Viento: El arrastre de partículas sólidas produce abrasión.
Cambio de Temperaturas: Si las rocas están producidas con minerales de diferentes coeficientes lineales de expansión, puede ocurrir un deterioro.
Vegetales: los materiales orgánicos e inorgánicos en contacto con humedad o agua de lluvia puede producir el comienzo de un proceso bacteriológico, lo que produce una descomposición.
Descomposición Mutua: la utilización de diferentes tipos de piedras a la vez, produce la descomposición mutua. Por ejemplo, la arenisca de utiliza bajo la caliza, el agua de lluvia que cae sobre la caliza es arrastrado a la arenisca y se descompone.
Agentes Químicos: hongos, ácidos, hongos ácidos en la atmósfera deterioran la piedra. Las piedras compuestas de CaCO3, MgCO3 son afectadas negativamente.
Lichens: Destruye la piedra caliza, sin embargo protege el resto de las piedras.
Durabilidad de la Piedra.
Piedras con capacidad muy alta de absorción de agua no deben utilizarse, o estar expuestas a ambientes de hielo-deshielo. La piedra porosa es menos durable que la piedra densa. Las piedras con poros tortuosos son más perjudiciales que los que tienen la misma porosidad pero con los poros rectos.
La pirita, magnetita y el óxido de hierro carbonatado causan decoloración de las piedras en las cuales están presentes.
La piedra se debe de trabajar en seco con la ayuda de un soplete, y entonces se le aplica en la superficie un revestimiento de parafina, aceite, pintura clara, etc. Este revestimiento es temporal y no permanente.
La estructura de piedra para mantenerlo en condiciones se ha de limpiar. La mejor manera para preservar la piedra es limpiar con una suave solución de silicato sódico o potásico y una vez seco se aplica la solución CaCl2.
Selección de la piedra
La condición de elección es el coste, diseño, valor ornamental y la durabilidad. En el caso de su elección el coste es en general la condición más importante. El trabajo que requiere la piedra en tallarlo etc. es más costoso que el valor de la piedra en sí.
Los trabajos que se realizan son:
Corte: Se realiza a pie de cantera para evitar bloques excesivamente grandes y de difícil transporte. (Con sierras de dientes en las rocas blandas y helicoidales en las duras.
Desbaste: Para dar a las piezas unas dimensiones aproximadas a su perfil definitivo, se procede al desbaste, debido a su irregularidad.
Acabado: consiste en dar a la piedra las medidas exactas y el aspecto exterior deseado antes de su colocación en obra.
Talla: Le da un aspecto exterior totalmente acabado. Mediante punteros o dosis de pulir.
Es muy importante elegir la piedra sabiendo al ambiente que estará expuesto. Se ha de tener claro la clasificación de las piedras y sus propiedades.
PIEDRAS ARTIFICIALES
Las piedras artificiales conglomeradas son piedras obtenidas en frío, mediante la hidratación de productos triturados que, al incorporarles agua, adquieren cohesión.
Las piedras artificiales conglomeradas hay que mencionar que éstas presentan las siguientes ventajas:
• Son fáciles de preparar en un taller o a pie de obra, ya que puede controlarse la dosificación de sus componentes.
• Pueden elaborarse productos de propiedades conocidas.
• Y, sobre todo, al poder armar estos productos, la armadura les hace capaces de resistir esfuerzos de tracción, que no pueden resistir las piedras naturales ni los materiales cerámicos.
Composición de una piedra artificial conglomerada
• Una piedra artificial conglomerada está compuesta de tres elementos básicos:
• - Los áridos, que son los restos de piedras naturales que se van a conglomerar.
• - El conglomerante, que es el material que une los granos de los áridos.
• - El agua, que es el producto que provoca la hidratación del conglomerante, es decir del cemento o de la cal, haciendo posible la unión de los áridos y convirtiendo el conjunto en un conglomerado o masa compacta.
Clasificación de las piedras artificiales conglomeradas
Las piedras artificiales conglomeradas pueden clasificarse en dos grandes grupos:
a) Piedras artificiales aéreas.
Se denominan así aquellas piedras que únicamente endurecen y se conservan en un medio seco como, por ejemplo, el adobe de barro o la placa de yeso.
b) Piedras artificiales hidráulicas.
Reciben este nombre las piedras artificiales que, además de endurecer en un medio seco, también pueden endurecer y conservarse en un medio húmedo o, incluso, en el agua, como, por ejemplo, el mortero de cemento o el hormigón.
PRODUCTOS DERIVADOS DEL PETROLEO
Productos bituminosos, caucho, gomas y plásticos
Composición
Los hidrocarburos son compuestos orgánicos exclusivamente formados por carbono e hidrógeno, que abundan en la naturaleza en forma de petróleos, asfaltos, alquitranes y otros materiales bituminosos bien conocidos. Se suponen originados por la acumulación y fosilización posterior de enormes cantidades de seres marinos, que se quedaron en tierra al retirarse las aguas del mar.
En la actualidad, además de ser utilizados en su forma natural, ciertos hidrocarburos pueden obtenerse artificialmente cuando se desea fabricar determinados productos, necesarios para la industria.
Productos bituminosos
Los betunes son mezclas de hidrocarburos sólidos, viscosos o líquidos; pueden ser naturales o artificiales, obtenidos por destilación del petróleo en bruto.
Los betunes naturales son negros o de color castaño oscuro. Los más puros son: el betún de Judea y la glisonita.
Los asfaltos son productos naturales o compuestos, en los que el betún sirve de aglutinante de diferentes materias inertes. Los productos asfálticos se utilizan en pavimentación e impermeabilizantes.
El alquitrán es el producto bituminoso, semisólido o líquido, que resulta de la destilación de materias carbonáceas, tales como hulla, lignito, madera.
Se emplea en pavimentación, como impermeabilizante, y en algunas pinturas.
La brea es el residuo fusible, semisólido o sólido, negro o marrón oscuro, que queda después de la evaporación parcial o destilación fraccionada del alquitrán o e sus derivados, empleándose especialmente como impermeabilizante y para la elaboración de pinturas y jabones.
La creosota es un líquido obtenido por la destilación del alquitrán. La creosota de alquitrán se utiliza especialmente en la conservación de maderas y como impermeabilizante.
Productos elaborados
Mastic: Se emplea en el relleno y sellado de juntas de dilatación. Son impermeables.
Placas asfálticas: Son láminas auto protegidas con materia mineral que se presentan en diversas formas con finalidad decorativa, además de la suya propiamente impermeabilizante. Se emplea en azoteas no transitables; pueden ser: normales, con grava o con un pavimento encima.
El caucho y las gomas
El caucho es un hidrocarburo, sustancia orgánica contenida en el llamado látex. El látex se obtiene por incisión del tronco de ciertas plantas, como ciertos Ficus. Es un jugo blanco, que puede utilizarse directamente, o destinarlo a la obtención del caucho.
Fabricación de productos de caucho
Las masas de caucho se someten previamente a un calentamiento a 50º C; después se añaden los aditivos necesarios en cada caso, prosiguiendo al amasado y al moldeado, para terminar con la vulcanización en hornos o estufas.
Las gomas
Son productos de secreción de ciertas plantas; también pueden obtenerse de los cauchos naturales y de los sintéticos.
La más común es la goma arábiga de acacias tropicales se utiliza para colas y adhesivos, pinturas, en la industria textil y en la farmacopea. Otra goma importante es la goma laca que se emplea como barniz.
Los plásticos
• Sus características fundamentales son las siguientes:
• Inatacables por ácidos y bases.
• Resistencia a la acción de los agentes atmosféricos.
• Resistencias mecánicas muy elevadas, especialmente a la rotura y al desgaste.
• Densidad generalmente muy reducida (materiales de gran ligereza).
• Posibilidad de conseguir coloraciones muy variadas.
Los plásticos se dividen en:
• Termoplásticos, capaces de reblandecerse por el calor siempre que se calientan.
• Termoestables que permanecen en el estado que se les comunica, sin poder alterarlo salvo por procedimientos mecánicos.
Los Termoplásticos
Los principales son:
Estireno. Es un hidrocarburo aromático formado por un grupo bencénico al que se incorpora un etil, el etil-benceno, que es la base de los poliestirenos.
Poliamidas. Son polímeros que proceden de diaminas y ácidos o de aminoácidos entre sí.
Policarbonatos. Son polímeros de hidrocarburos, transparentes e inalterables a la luz, a los rayos ultravioletas, al oxígeno y al ozono.
Poliésteres. Polímeros de los ésteres, son cuerpos que aceptan muchas variantes y que actúan como termoplásticos (no saturados) o termoestables (saturados).
Poliestireno. Es un polímero por adición del estireno. Se obtiene a partir del etileno y del benceno, procedentes del carbón y del petróleo; materia plástica de pequeña densidad, impenetrable, no inflamable, de gran índice de refracción y resistente al ataque de los ácidos.
El poliestireno expandido. Se obtiene por la ebullición de un agene espumeante en la masa reblandecida del plástico o por la adición de compuestos químicos que originan gran cantidad de gases. Es un material ligero por excelencia, aislante térmico y acústico
El Polietileno. Es un producto obtenido por polimerización del etileno. Las resinas polietilénicas son sólidas, incoloras, traslúcidas, blandas, flexibles o semirrígidas, pudiendo tomar formas cristalinas o amorfas.
Polimetacrilato de metilo. Es un polímero del metacrilato. El metacrilato es un líquido incoloro que solidificado, se conoce con los nombres de plexiglas, altuelas, perspex, Lucita y también como vidrio orgánico. Es el más ligero de los cuerpos transparentes; ininflamable, no amarillea con la luz, con el calor ni con la humedad, y no se agrieta ni en el agua hirviendo.
El Polipropileno. Se obtiene por cracking del gas de petróleo; es un material incoloro muy ligero y transparente en láminas delgadas. Ofrece gran resistencia a la tracción y a los agentes químicos; se dobla sin agrietarse. Se utiliza para la fabricación de menaje de cocina, material eléctrico, piezas de automoción,..
Los Poliuretanos. Son plásticos complejos, resistentes a la tracción y al calor, pero atacables por ácidos débiles y concentrados, bases fuertes y cetonas.
El PVC rígido. Se puede serrar, tornear y taladrar; utilizando como elementos básicos planchas y barras, se obtienen piezas de formas muy variadas y para gran número de aplicaciones.
El PVC flexible. Se consigue añadiendo plastificantes; también, elevando la temperatura con aceites o con semidisolventes. Se fabrican tuberías, mangueras, baldosas flexibles, suelos antideslizantes en color,…
Los Termoestables
Los principales son:
Las Resinas alquídicas. Se obtienen por reacción de los polialcoholes con ácidos o anhídridos polibásicos. La más utilizada se fabrica con glicerina y ácido ftálico
Las Resinas epoxi. Pueden ser líquidas, viscosas o sólidas. Son duras, flexibles y de magníficas propiedades mecánicas; resisten a la humedad y a los agentes atmosféricos, pero se disuelven con facilidad en acetonas, ésteres y otros productos químicos.
Las Resinas fenólicas. Se obtienen por reacción química y condensación del fenol; inicialmente se produce una resina líquida que se solidifica en grandes masas llamadas resinoides, formando la resina o resol, utilizada en la fabricación de barnices y lacas por ser soluble en alcoholes y acetonas.
Las Resinas melamínicas. Se obtienen a partir de la melamina. La melamina es una sustancia pulverulenta, incolora, inodora e insípida, fácilmente coloreable y con buenas propiedades eléctricas.
Las resinas ureicas. La urea formaldehído es poco densa, dura y tenaz; no es atacada por las disoluciones líquidas de ácidos y bases, ni por los aceites; no se altera por la luz solar, aunque es menos resistente al calor y al agua que el fenol colado.
Los elastómeros. Son sustancias que tienen la propiedad de la elasticidad a temperatura normal, por lo que toman en su estado blando la forma deseada. Se endurecen posteriormente y adquieren propiedades de dureza y resistencia.
La silicona. La combinación del silicio con el hidrógeno o silano se transforma en silicona.
Las Resinas de silicona, son resistentes a la humedad, no atacan a los metales, resisten a los ácidos y las bases y son insolubles en alcohol y acetona. Resisten hasta 400º C de temperatura.
La goma de silicona, es aislante, resistente a temperaturas altas y bajas y a los lubricantes.
Las metil siliconas oleosas, sirven como lubricantes y líquidos dieléctricos, barnices para motores y material eléctrico.
El vapor del metil-cloro-silano, se usa para papel impermeabilizado, telas impermeables y revestimiento de materiales de construcción.
Elaboración de los plásticos
El proceso de elaboración debe basarse en técnicas de moldeo. El moldeo puede hacerse por compresión, inyección, transferencia y extrusión, por colada, contacto, vacío, soplado, termo conformado y moldeo rotacional.
Moldeo por compresión.
Se emplea con los plásticos termoestables y consiste en comprimir el polvo de moldeo entre dos piezas que configuran el producto a obtener; por el calor y la presión, el plástico se hace fluido y ocupa todo el espacio disponible entre las dos mitades del molde.
Moldeo por inyección.
Se utiliza preferentemente para fabricar piezas de resinas termoplásticas; consiste en inyectar la masa plástica a presión por un cilindro calentado que lleva una pieza central o torpedo, también caliente. El material pasa por el espacio comprendido entre esta pieza y la pared interior del cilindro y desemboca en un molde, el que se compacta y enfría. Es el método más conveniente para la fabricación de piezas de plástico en grandes series.
Moldeo por transferencia.
Se inicia colocando la resina en forma de pastillas en una cámara caliente para que se licue en mayor o menor grado de viscosidad y fluya por los canales de alimentación; al mismo tiempo, se ejercen presiones sobre un pistón que transfiere la masa hasta un molde cerrado. Este procedimiento se recomienda para la fabricación de piezas que lleven adheridos o incrustados elementos metálicos, de cerámica o de vidrio, evitando las tensiones originadas cuando el plástico no fluye de manera continua y uniforme.
Moldeo por extrusión o expulsión.
La materia plástica, bien homogeneizada, suministra por una tolva de la que es obligada a salir por presión o mediante un tornillo sin fin; pasa a través de una boquilla o matriz a la que se da la forma deseada y que puede cambiarse según el tipo de elemento a perfilar. Es el procedimiento más indicado para la obtención de tubos, barras, hilos, molduras y perfiles, que salen de la máquina en forma continuada, se enfrían al aire y se cortan con las longitudes convenientes o se enrollan si se trata de hilos y cintas.
Moldeo por colada.
Es análogo al empleado para los metales; se utiliza especialmente para los plásticos en estado líquido. Consiste en verter el producto en moldes con la forma adecuada, dejándolo enfriar; resulta más barato, pero no siempre puede utilizarse.
Moldeo por contacto.
Se practica colocando sobre las paredes del molde una serie de capas de fibra de vidrio, sobre las cuales se vierte resina de poliéster en estado viscoso, hasta conseguir su saturación, dejando fraguar el conjunto. De esta manera, se fabrican también chapas traslúcidas onduladas.
Moldeo por vacío.
El proceso se inicia como el método de contacto, y una vez preparadas sobre el molde las capas de vidrio saturadas de poliéster, se recubren con una tela de goma, efectuando el vacío entre la tela y el molde. Se utiliza en el termoconformado y en otros procesos de transformación.
Moldeo por soplado.
Se practica introduciendo un tubo de plástico fundido en el interior del molde; a su vez, dentro del tubo de plástico, se hace llegar un gas a presión que produce la expansión de su masa hasta chocar con las paredes del recipiente, adquiriendo su forma. De esta manera, pueden fabricarse objetos huecos de una sola pieza, sin necesidad de soldaduras.
Moldeo rotacional.
La pieza se produce en el interior de un molde cerrado que gira dentro de una cámara caliente; el molde se carga previamente con plástico líquido o en polvo.
El calandrado.
Se emplea para obtener películas y telas continuas, utilizando una serie de rodillos calentados, que transportan y comprimen el material.
El prensado se efectúa con prensas de platos múltiples, entre los cuales se coloca el plástico sometiéndolo a fuertes presiones para obtener planchas de cierto espesor.
El estampado en frío, es un proceso mediante el cual se conforman las piezas con troqueles, utilizando plásticos a los cuales es preciso lubricar previamente.
El forjado en caliente, efectúa las mismas operaciones sobre masas o planchas de plástico, previamente recalentadas.
El termo conformado.
Se desarrolla por calentamiento de una plancha de plástico, hasta la temperatura de reblandecimiento, que se introduce en un molde adaptándola a su forma por presión, soplada o vacía.
El procesado por radiación.
Es un método auxiliar que consiste en producir el curado rápido de los termoestables introduciéndolos en una atmósfera de electrones de alta energía, rayos X o rayos gamma.
El revestimiento con polvos plásticos.
Se utiliza para producir telas plásticas y como protección de algunos materiales. Las piezas metálicas se revisten de materia plástica, impidiendo totalmente oxidaciones y corrosiones. Los materiales empleados son el PVC, las resinas celulósicas, el nylon, el poliéster clorado, las siliconas y las resinas epoxi.
Tratamientos superficiales:
Estampado en frío o en caliente.
Se reproduce sobre la superficie del plástico un dibujo con relieve más o menos profundo; en el primer caso es necesario lubrificar la superficie de estampación. En el estampado en caliente, se aplica sobre el plástico una lámina o calcomanía, que se fija por la presión y el calentamiento provocados por un troquel; puede ser liso o en relieve.
El electrometalizado consiste en revestir a la pieza plástica de una capa metálica por electrólisis; los plásticos utilizados son el ABS, las polisulfonas y el polipropileno; los revestimientos son principalmente de cromo, pero también pueden hacerse de níquel, oro, latón, bronce, cobre y cinc.
El metalizado por vacío.
Se recubren las piezas de una capa, normalmente de aluminio.
La impresión sobre plásticos, se efectúa por numerosos procedimientos, empleando tintas adecuadas.
Las pinturas también pueden aplicarse sobre plásticos.
Algunos
productos derivados del petroleo
productos derivados del petroleo
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