Los morteros son mezclas plásticas aglomerantes, que resultan de la combinación de arena y agua con un cementante que puede ser cemento, cal, yeso, o una mezcla de estos materiales.
La dosificación de los morteros varía según los materiales y el destino de la mezcla. Se elaboran comúnmente en forma manual, mecánicamente o bien, premezclados.
Es amplia la utilización de morteros, de cemento, de cal o mixtos; destacando su empleo en mamposterías, aplanados, recubrimientos y pegado de piezas diversas.
Tipos de Mortero según el Conglomerante
Los Morteros se denominan según el Conglomerante que lo compone: Mortero de yeso Mortero decal Mortero de cal grasa Mortero graso Mortero de cemento Mortero magro o Pobre Mortero bastardo o Mixto
Tipos de Mortero según su Función Mortero aislante
Propiedades que debe conseguir el mortero
Un buen mortero debería:
Quedarse pegado a la paleta (una mezcla unida) y esparcirse con facilidad
Trabajabilidad que permita el tiempo suficiente para colocar correctamente los ladrillos o bloques de construcción y ajustarlos en su línea y nivel
Adherirse a la cara del ladrillo o bloque
Endurecerse lo suficientemente rápido como para que pueda trabajarse a un ritmo razonable, sin que salga una cantidad excesiva de mortero de la junta por la presión
Tener una fuerza compresiva similar a la de los ladrillos o los bloques, pero no ser más fuerte de lo necesario, para así ofrecer una fuerza adecuada que cumpla con los requisitos estructurales y de durabilidad
Tener una fuerza tensil adecuada para dar soporte a las cargas de flexión y de corte
Resistir la penetración del agua y del hielo en posiciones externas
No estropear la apariencia de los ladrillos o bloques empleados
Material semejante a la piedra que se obtiene mediante una mezcla cuidadosamente proporcionada de cemento, arena y grava u otro agregado y agua. La mayor parte del material consta de agregado fino y grueso.
Clasificación
Concreto simple:
Se utiliza para construir muchos tipos de estructuras, como autopistas, calles, puentes, túneles, presas, grandes edificios, pistas de aterrizaje, sistemas de riego y canalización, rompeolas, embarcaderos y muelles, aceras, silos o bodegas, factorías, casas e incluso barcos. En la albañilería el concreto es utilizado también en forma de tabiques o bloques.
Cemento + Arena + Piedra + Agua
Concreto ciclópeo
Es un tipo de material de construcción usado en cimientos, en lechos marinos o de río.
Cemento + Arena + Piedra grande + Grava
Concreto armado: consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras.
. El hormigón armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales.
Existen varias características responsables del éxito del hormigón armado:
El coeficiente de dilatación del hormigón es similar al del acero, siendo despreciables las tensiones internas por cambios de temperatura.
Cuando el hormigón fragua se contrae y presiona fuertemente las barras de acero, creando además fuerte adherencia química. Las barras, o fibras, suelen tener resaltes en su superficie, llamadas corrugas o trefilado, que favorecen la adherencia física con el hormigón.
Por último, el pH alcalino del cemento produce la pasivación del acero, fenómeno que ayuda a protegerlo de la corrosión.
Tipos de concretos de acuerdo a su peso:
Concreto normal
Es un material utilizado en la construcción, principalmente con el objetivo de unir inertes y conformar una masa sólida de resistencia y durabilidad adecuada para obras. Es habitualmente utilizado en elementos estructurales como cimientos, placas o losas, columnas, muros, canales, tanques y pisos.
Concreto ligero
Es el concreto poca densidad, formado por áridos de pequeña densidad.
Es utilizado para la obtención de elementos que no precisen grandes resistencias, como tabiques, forjados de pisos, fachadas de revestimiento, y, sobre todo, como aislante del calor y del sonido.
Por su pequeña densidad se pueden obtener piezas de grandes dimensiones y aligerar las estructuras. Secan rápidamente y permite ser clavados o aserrados.
Concreto pesado
Se caracterizan por su densidad, que varía entre 2.8 a 6 T/m3, a diferencia de los concretos normales, que se encuentran entre 2.2 a 2.3 T/m3. La fabricación de los cementos pesados se realiza con los cementos Portland normalizados y con agregados pesados, naturales o artificiales.
La aplicación principal de los concretos pesados la constituye la protección biológica contra los efectos de las radiaciones nucleares. También se utiliza en paredes de bóvedas y cajas fuertes, en pisos industriales, en elementos, que sirven de contra-peso y en la fabricación de contenedores para desechos radiactivos.
Algunos tipos de concretos especiales: son aquellos cuyas características especiales no son las del concreto ordinariamente, ya sea por algún tipo especial de insumos, o por la tecnología de producción y/o aplicación.
Concreto de alta resistencia temprana: es un concreto que alcanza su resistencia especificada a una edad más temprana que la que requiere un concreto normal. Se obtiene usando una combinación de los siguientes materiales:
oCemento Tipo III (Alta –resistencia temprana) oAlto contenido de cemento (360 a 600 kg/m3) oBaja relación agua/cemento (0.2 a 0.45) oAditivos químicos oMicrosílica
El concreto de alta resistencia a temprana edad se utiliza en: §En concretos prefabricados para tener una rápida producción de elementos. §En las construcciones de alta velocidad colocadas en el lugar. §Para construcciones en climas fríos. §Para reparaciones rápidas con el propósito de reducir los periodos de paralización del tránsito. §Para pavimentaciones rápidas de caminos ( permite poder abrir al tránsito 24 hr después de haberlo colocado) y para varios otros usos.
Concreto masivo: se define como cualquier volumen cuantioso de concreto colado en un lugar, con dimensiones lo suficientemente grandes, que obliguen a tomar medidas para enfrentar problemas provocados por las altas temperaturas y el cambio volumétrico a fin de minimizar los agrietamientos.
CARACTERÍSTICAS GENERALES
Es un material temporalmente plástico, que puede colarse y moldearse, después se convierte en una masa solida por reacción química.
Concreto sin slump: es un concreto con una consistencia correspondiente a un slump de ¼ pulg. O menos.
Este concreto en estado normal (seco), debe ser lo suficientemente trabajable para ser colocado y consolidado con el equipo que va a ser usado en el trabajo.
Concreto rolado-compactado: Este es un concreto sin slump, y seco que es compactado mediante un rodillo vibratorio un equipo en forma de una platea de compactación. Este concreto es una mezcla de agregado, cemento y agua.
Está considerado como el más rápido y económico método de construcción en presas de gravedad, pavimentos, aeropuertos, caminos rurales, y como sub-bases para caminos y avenidas que luego serán pavimentadas.
Concreto Shotcrete: es un mortero de concreto que es lanzado neumáticamente sobre una superficie a alta velocidad. La relativamente seca mezcla es consolidada por la fuerza de impacto y puede ser colocada sobre superficies verticales u horizontales sin ocurrir disgregación.
Es usado tanto para una nueva construcción como para reparaciones. Su aplicación es particularmente importante en estructuras abovedadas o en la construcción de túneles para la estabilización de fragmentos de roca suelta y expuesta.
Concreto blanco: El cemento blanco portland es usado para producir concretos blancos. Es un material usado ampliamente como material arquitectónico. Este concreto es producido con agregados y agua que no contengan materiales que puedan modificar la coloración del concreto.
Concreto coloreado: Este concreto, puede ser producido usando agregados coloreados, añadiendo pigmentos de colores o ambos. Cuando son usados los agregados de colores ellos deberán ser expuestos en la superficie del concreto
Características de un buen concreto
Concreto fresco:
TRABAJABILIDAD. Es una propiedad importante para muchas aplicaciones del concreto. En esencia, es la facilidad con la cual pueden mezclarse los ingredientes y la mezcla resultante puede manejarse, transportarse y colocarse con poca pérdida de la homogeneidad.
CONSISTENCIA: La facilidad con que un concreto fresco se deforma nos da idea de su consistencia. Los factores más importantes que producen esta deformación son la cantidad de agua de amasado, la granulometría y la forma y tamaño de sus áridos.
DOCILIDAD: Puede considerarse como la aptitud de un concreto para ser empleado en una obra determinada; para que un concreto tenga docilidad, debe poseer una consistencia y una cohesión adecuada, así, cada obra tiene un concepto de docilidad, según sus medidas y características.
DENSIDAD: Es un factor muy importante a tener en cuenta para la uniformidad del concreto pues el peso varía según la granulometría, y humedad de los áridos, agua de amasado y modificaciones en el asentamiento.
Concreto endurecido:
• Debido al proceso continuo de hidratación del cemento, el concreto tiende a aumentar su resistencia y en general a mejorar sus características, con la edad. • Resistencia a la Compresión simple • Resistencia a la Tensión • Resistencia a la Flexión • Resistencia a la Torsión • Resistencia al Impacto • Resistencia a la Fatiga
El agua es un componente esencial en las mezclas de concreto y morteros, pues permite que el cemento desarrolle su capacidad ligante.
Para cada cuantía de cemento existe una cantidad de agua del total de la agregada que se requiere para la hidratación del cemento; el resto del agua solo sirve para aumentar la fluidez de la pasta para que cumpla la función de lubricante de los agregados y se pueda obtener la manejabilidad adecuada de las mezclas frescas. El agua adicional es una masa que queda dentro de la mezcla y cuando se fragua el concreto va a crear porosidad, lo que reduce la resistencia, razón por la que cuando se requiera una mezcla bastante fluida no debe lograrse su fluidez con agua, sino agregando aditivos plastificantes.
El agua utilizada en la elaboración del concreto y mortero debe ser apta para el consumo humano, libre de sustancias como aceites, ácidos, sustancias alcalinas y materias orgánicas.
En caso de tener que usar en la dosificación del concreto, agua no potable o de calidad no comprobada, debe hacerse con ella cubos de mortero, que deben tener a los 7 y 28 días un 90% de la resistencia de los morteros que se preparen con agua potable.
Algunas de las sustancias que con mayor frecuencia se encuentran en las aguas y que inciden en la calidad del concreto se presentan a continuación:
· Las aguas que contengan menos de 2000 p.p.m. de sólidos disueltos generalmente son aptas para hacer concretos; si tienen más de esta cantidad deben ser ensayados para determinar sus efectos sobre la resistencia del concreto.
· Si se registra presencia de carbonatos y bicarbonatos de sodio o de potasio en el agua de la mezcla, estos pueden reaccionar con el cemento produciendo rápido fraguado; en altas concentraciones también disminuyen la resistencia del concreto.
· El alto contenido de cloruros en el agua de mezclado puede producir corrosión en el acero de refuerzo o en los cables de tensionamiento de un concreto pre esforzado.
· El agua que contenga hasta 10000 p.p.m. de sulfato de sodio, puede ser usada sin problemas para el concreto.
· Las aguas ácidas con pH por debajo de 3 pueden crear problemas en el manejo u deben ser evitadas en lo posible.
· Cuando el agua contiene aceite mineral (petróleo) en concentraciones superiores a 2%, pueden reducir la resistencia del concreto en un 20%.
· Cuando la salinidad del agua del mar es menor del 3.5%, se puede utilizar en concretos no reforzados y la resistencias del mismo disminuye en un 12%, pero si la salinidad aumenta al 5% la reducción dela resistencia es del 30%.
El agua del curado tiene por objeto mantener el concreto saturado para que se logre la casi total hidratación del cemento, permitiendo el incremento de la resistencia.
Las sustancias presentes en el agua para el curado pueden producir manchas en el concreto y atacarlo causando su deterioro, dependiendo del tipo de sustancias presentes. Las causas más frecuentes de manchas son: El hierro o la materia orgánica disuelta en el agua.
El cemento Portland es un conglomerante o cemento hidráulico que cuando se mezcla con áridos, agua y fibras de acero discontinuas y discretas tiene la propiedad de conformar una masa pétrea resistente y duradera denominada hormigón.
Cementos tradicionales
Nos referimos a los tipos de cementos más comúnmente usados en el mundo para la construcción. Estos cementos están compuestos por una mezcla de clínker y yeso, con diferentes requisitos físicos y químicos.
Cementos adicionados
Están compuestos por una mezcla de clínker, yeso y adiciones minerales en distintas proporciones. Las adiciones minerales utilizadas varían entre puzolanas, fillers y escorias de alto horno, que añaden ciertas propiedades de valor agregado al cemento, otorgándoles características especiales. Además, estos cementos utilizan cantidades menores de clínker en su fabricación, lo que resulta en una menor emisión de gases contaminantes.
En el mundo existen una gran variedad de tipos de cementosTipo, nombre y aplicación
I : Normal. Para uso general, donde no son requeridos otros tipos de cemento. IA : Normal. Uso general, con inclusor de aire. II : Moderado. Para uso general y además en construcciones donde existe un moderado ataque de sulfatos o se requiera un moderado calor de hidratación. IIA : Moderado. Igual que el tipo II, pero con inclusor de aire. III : Altas resistencias. Para uso donde se requieren altas resistencias a edades tempranas. IIIA : Altas resistencias. Mismo uso que el tipo III, con aire incluido. IV : Bajo calor de hidratación. Para uso donde se requiere un bajo calor de hidratación. V : Resistente a la acción de los sulfatos. Para uso general y además en construcciones donde existe un alto ataque de sulfatos.
La norma ASTM especifica:
-8 tipos de cemento Pórtland, ASTM C150: I, IA, II, IIA, III, IIIA, IV, V. -6 tipos de cemento hidráulico mezclado, ASTM C595: IS, IP, P, I(PM), I(SM), S.
Tipo IS.- Cemento Pórtland con escoria de alto horno Tipo IP.- Cemento Pórtland con adicion Puzolanica. Tipo P.- Cemento Pórtland con puzolana para usos cuando no se requiere alta resistencia inicial. Tipo I (PM).- Cemento Pórtland con Puzolana modificado. Tipo I (SM).- Cemento portland con escoria, modificado. Tipo S.- Cemento con escoria para la combinación con cemento Portland en la fabricación de concreto y en combinación con cal hidratada en la fabricación del mortero de albañilería.
-3 tipos de cemento para mampostería, ASTM C91: N, M, S.
Tipos de cementos Portland:
Tipo I
Es destinado para fines estructurales en general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo y se emplea cuando no se requiere de propiedades y características especiales que lo protejan del ataque de factores agresivos como sulfatos, cloruros y temperaturas originadas por calor de hidratación.
Entre los usos donde se emplea este tipo de cemento están: pisos, pavimentos, edificios, estructuras, elementos prefabricados.
Tipo II
Cemento modificado para usos generales y se utiliza cuando es necesario la protección contra el ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberías de drenaje, siempre y cuando las concentraciones de sulfatos sean ligeramente superiores a lo normal, pero sin llegar a ser severas (En caso de presentarse concentraciones mayores se recomienda el uso de cemento Tipo V, el cual es altamente resistente al ataque de los sulfatos) o cuando se requiere un moderado calor de hidratación. Estas características se logran al imponer limitaciones en el contenido de C3A y C3S del cemento. El cemento tipo II adquiere resistencia con más lentitud que el tipo I; pero a final de cuentas, alcanza la misma resistencia.
Tipo III
Este tipo de cemento desarrolla altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7 días. Esto se debe por el cemento obtenido durante la molienda es más fino. Su utilización se debe a necesidades específicas de la construcción, cuando es necesario retirar cimbras [encofrados] lo más pronto posible o cuando por requerimientos particulares, una obra tiene que ponerse en servicio muy rápidamente, como en el caso de carreteras y autopistas.
Tipo IV
El cemento Pórtland tipo IV se utiliza cuando por necesidades de la obra, se requiere que el calor generado por la hidratación sea mantenido a un mínimo. El desarrollo de resistencias de este tipo de cemento es muy lento en comparación con los otros tipos de cemento. Los usos y aplicaciones del cemento tipo IV están dirigidos a obras con estructuras de tipo masivo, como por ejemplo grandes presas.
La hidratación inicia en el momento en que el cemento entra en contacto con el agua; el endurecimiento de la mezcla da principio generalmente a las tres horas, y el desarrollo de la resistencia se logra a lo largo de los primeros 30 días, aunque éste continúa aumentando muy lentamente por un período mayor de tiempo
En la fabricación del cemento se utilizan normalmente calizas de diferentes tipos, arcillas, aditivos -como el mineral de fierro cuando es necesario- y en ocasiones materiales silicosos y aluminosos. Estos materiales son triturados y molidos finamente, para luego ser alimentados a un horno rotatorio a una temperatura de 1,400 grados centígrados y producir un material nodular de color verde oscuro denominado CLINKER.
Cementos Hidráulicos Mezclados
Estos cementos han sido desarrollados debido al interés de la industria por la conservación de la energía y la economía en su producción. La norma ASTM C 595 reconoce la existencia de cinco tipos de cementos mezclados: Cemento Pórtland de escoria de alto horno - Tipo IS. Cemento Pórtland puzolana - Tipo IP y Tipo P. Cemento de escoria - Tipo S. Cemento Pórtland modificado con puzolana - Tipo I (PM). Cemento Pórtland modificado con escoria - Tipo I (SM).
Tipo IS
El cemento Pórtland de escoria de alto horno se puede emplear en las construcciones de concreto en general. Para producir este tipo de cemento, la escoria del alto horno se muele junto con el clinker de cemento Pórtland, o puede también molerse en forma separada y luego mezclarse con el cemento. El contenido de escoria varía entre el 25 y el 70% en peso.
Tipo IP y Tipo P
El cemento Pórtland IP puede ser empleado en construcciones en general y el tipo P se utiliza en construcciones donde no sean necesarias resistencias altas a edades tempranas.
El tipo P se utiliza normalmente en estructuras masivas, como estribos, presas y pilas de cimentación. El contenido de puzolana de estos cementos se sitúa entre el 15 y el 40 % en peso.
Tipo S
El cemento tipo S, de escoria, se usa comúnmente en donde se requieren resistencias inferiores. Este cemento se fabrica mediante cualquiera de los siguientes métodos: 1) Mezclando escoria molida de alto horno y cemento Pórtland. 2) Mezclando escoria molida y cal hidratada. 3) Mezclando escoria molida, cemento Pórtland y cal hidratada.
El contenido mínimo de escoria es del 70% en peso del cemento de escoria
Tipo I (PM)
El cemento Pórtland tipo I (PM), modificado con puzolana, se emplea en todo tipo de construcciones de concreto. El cemento se fabrica combinando cemento Pórtland o cemento Pórtland de escoria de alto horno con puzolana fina. Esto se puede lograr: 1) Mezclando el cemento Pórtland con la puzolana 2) Mezclando el cemento Pórtland de escoria de alto horno con puzolana 3) Moliendo conjuntamente el clinker de cemento con la puzolana 4) Por medio de una combinación de molienda conjunta y de mezclado.
El contenido de puzolana es menor del 15% en peso del cemento terminado.
Tipo I (SM)
El cemento Pórtland modificado con escoria, TIPO I (SM), se puede emplear en todo tipo de construcciones de concreto. Se fabrica mediante cualquiera de los siguientes procesos: 1) Moliendo conjuntamente el clinker con alguna escoria granular de alto horno 2) Mezclando escoria molida y cal hidratada 3) Mezclando escoria, cemento Pórtland y cal hidratada
El contenido máximo de escoria es del 25% del peso del cemento de escoria. A todos los cementos mezclados arriba mencionados, se les puede designar la inclusión de aire agregando el sufijo A, por ejemplo, cemento TIPO S-A. Además, en este tipo de cementos, la norma establece como requisito opcional para los cementos tipo I (SM), I (PM), IS, IP y los denominados con subfijo MS o MH lo siguiente: moderada resistencia a los sulfatos y/o moderado calor de hidratación y en caso del tipo P y PA, moderada resistencia a los sulfatos y/o bajo calor de hidratación.
La Norma ASTM C 1157 establece los requisitos de durabilidad para los cementos hidráulicos cuando se utilicen en aplicaciones especiales o para uso general. Por ejemplo, donde se requieran altas resistencias tempranas, moderada a alta resistencia a los sulfatos, moderado o bajo calor de hidratación y opcionalmente baja reactividad con los agregados reactivos a los álcalis.
Cementos Especiales
Cementos para Pozos Petroleros
Estos cementos, empleados para sellar pozos petroleros, normalmente están hechos de clinker de cemento Pórtland. Generalmente deben tener un fraguado lento y deben ser resistentes a temperaturas y presiones elevadas. El Instituto Americano del Petróleo (American Petroleum Institute) establece especificaciones (API 10-A) para nueve clases de cemento para pozos (clases A a la H). Cada clase resulta aplicable para su uso en un cierto rango de profundidades de pozo, temperaturas, presiones y ambientes sulfatados. También se emplean tipos convencionales de cemento Pórtland con los aditivos adecuados para modificar el cemento.
Cementos Plásticos
Los cementos plásticos se fabrican añadiendo agentes plastificantes, en una cantidad no mayor del 12% del volumen total, al cemento Pórtland de TIPO I ó II durante la operación de molienda. Estos cementos comúnmente son empleados para hacer morteros y aplanados.
Cementos Pórtland Impermeabilizados
El cemento Pórtland impermeabilizado usualmente se fabrica añadiendo una pequeña cantidad de aditivo repelente al agua como el estearato de sodio, de aluminio, u otros, al clinker de cemento durante la molienda final.
Otros Tipos de Cementos
Cementos de Albañilería
Estos son cementos hidráulicos diseñados para emplearse en morteros, para construcciones de mampostería. Están compuestos por alguno de los siguientes: cemento Pórtland, cemento Pórtland puzolana, cemento Pórtland de escoria de alto horno, cemento de escoria, cal hidráulica y cemento natural. Además, normalmente contienen materiales como cal hidratada, caliza, creta, talco o arcilla. La trabajabilidad, resistencia y color de los cementos de albañilería se mantienen a niveles uniformes gracias a los controles durante su manufactura. Aparte de ser empleados en morteros para trabajos de mampostería, pueden utilizarse para argamasas y aplanados, mas nunca se deben emplear para elaborar concreto.
Cementos Expansivos
El cemento expansivo es un cemento hidráulico que se expande ligeramente durante el período de endurecimiento a edad temprana después del fraguado. Debe satisfacer los requisitos de la especificación ASTM C 845, en la cual se le designa como cemento tipo E-1. Comúnmente se reconocen tres variedades de cemento expansivo: E-1(K) contiene cemento Pórtland, trialuminosulfato tetracálcico anhídro, sulfato de calcio y óxido de calcio sin combinar. E-1(M) contiene cemento Pórtland, cemento de aluminato de calcio y sulfato de calcio. E-1(S) contiene cemento Pórtland con un contenido elevado de aluminato tricálcico y sulfato de calcio.
Cemento Portland Blanco
El cemento Pórtland blanco difiere del cemento Pórtland gris únicamente en el color. Se fabrica conforme a las especificaciones de la norma ASTM C 150, normalmente con respecto al tipo I ó tipo III; el proceso de manufactura, sin embargo, es controlado de tal manera que el producto terminado sea blanco. El cemento Pórtland blanco es fabricado con materias primas que contienen cantidades insignificantes de óxido de hierro y de manganeso, que son las sustancias que dan el color al cemento gris. El cemento blanco se utiliza para fines estructurales y para fines arquitectónicos, como muros precolados, aplanados, pintura de cemento, páneles para fachadas, pegamento para azulejos y como concreto decorativo.
Se conoce como agregados a la arena y piedra de diferentes granulometrías empleados para fabricar concreto u otros usos (filtros para pozas de relaves, bases y sub-bases, etc).
La arena constituye la mayor parte del porcentaje en peso del concreto. Dicho porcentaje usualmente supera el 60% del peso en el concreto fraguado y endurecido. La adecuación de un agregado para la fabricación de concreto 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.
La piedra es un agregado de tamaño variable. Este material se origina por fragmentación de las distintas rocas, ya sea en forma natural o artificial. En este último caso actúan los procesos de chancado o triturado utilizados en las respectivas plantas de agregados. El material que es procesado corresponde principalmente a minerales de caliza, granito, dolomita, basalto, arenisca, cuarzo y cuarcita.
Tipos de Agregados
Migajosos. Agregados porosos de formas más o menos esferoidales.
Granulares. Agregados no porosos de formas con tendencias esferoidales.
En bloques angulares. Agregados constituidos por caras, mas o menos planas, que al cortarse forman aristas y estas a su vez originan vértices. En definitiva, presentan formas parecidas a poliedros geométricos irregulares. Las caras de los agregados encajan bien con las caras de los agregados vecinos.
En bloques subangulares. Similares a los anteriores pero los bloques se encuentran menos definidos. Las caras no son tan planas, las aristas son romas y apenas hay vertices. Los agregados tampoco encajan tan bien como en la microestructura de bloques angulares.
Prismáticos. Bloques angulares, a manera de prisma, en los que predomina una dimensión (la vertical) con respecto a las otras dos. Normalmente son demasiado grandes como para poderlos observar en el microscopio.
Laminares. Agregados de forma hojosa en los que una dimensión es mucho más corta (la vertical) que las otras dos.
Para fabricar un concreto de calidad, la calidad de los agregados es clave. Los agregados deben poseer por lo menos la misma resistencia y durabilidad que se exija al concreto. No se deben emplear calizas blandas, feldespatos, yesos, piritas o rocas friables o porosas. Para la durabilidad en medios agresivos serán mejores los minerales silíceos, los procedentes de la trituración de rocas volcánicas o los de calizas sanas y densas. El agregado que tiene mayor responsabilidad en el conjunto es la arena. Los agregados que se emplean en el concreto se obtienen mezclando tres o cuatro grupos de distintos tamaños para alcanzar una granulometría óptima. Tres factores intervienen en una granulometría adecuada: el tamaño máximo del agregado, la compacidad y el contenido de granos finos. Cuando mayor sea el tamaño máximo del agregado, menores serán las necesidades de cemento y de agua, pero el tamaño máximo viene limitado por las dimensiones mínimas del elemento a construir o por la separación entre armaduras, ya que esos huecos deben quedar rellenos por el concreto y, por tanto, por los agregados de mayor tamaño. En una mezcla de agregados una compacidad elevada es aquella que deja pocos huecos; se consigue con mezclas pobres en arenas y gran proporción de agregados gruesos, precisando poca agua de amasado; su gran dificultad es conseguir compactar el concreto, pero si se dispone de medios suficientes para ello el resultado son hormigones muy resistentes. En cuanto al contenido de granos finos, estos hacen la mezcla más trabajable pero precisan más agua de amasado y de cemento. En cada caso hay que encontrar una fórmula de compromiso teniendo en cuenta los distintos factores.
Se llaman materiales aglomerantes aquellos materiales que, en estado pastoso y con consistencia variable, tienen la propiedad de poderse moldear, de adherirse fácilmente a otros materiales, de unirlos entre sí, protegerlos, endurecerse y alcanzar resistencias mecánicas considerables.
ARCILLAS
Son aquellas sustancias, provenientes de la descomposición de rocas, que poseen plasticidad cuando se les humedece y que así humedecidas si se les moldea, después de secas, conservan la forma que han recibido, pero además, sometidas al fuego, después de moldeadas, a la temperatura del rojo o aún mayor, adquieren dureza y resistencia asimilable a las de las rocas naturales.
Sedimentaria, producto de la descomposición lenta de rocas o minerales silico-aluminosos; en su estado puro se llama caolinita o caolin, contiene sílice y aluminio, hierro, etc. Las arcillas magras son las mas utilizadas en la construcción ya que son las más comunes, contienen hierro, son de color rojo, peso específico = 2.10 gr/cm3; peso volumétrico = 1,010 k/m3 secas y húmedas.
PROCEDENCIAS. San Bartolo Naucalpan, Mixcoac, Sta. Cruz D.F. La extracción se hace a cielo abierto, con palas mecánicas, cuando se trata de barros blandos, y con explosivos para fragmentarla y trituración, cuando se trata de materiales duros (pizarras arcillosas).
UTILIZACIONES.
1.- Para fabricar adobes, que son piezas sin cocer, de barro magro moldeadas a mano en moldes e madera, llamados gaveras, agregando paja o fibras vegetales para que no se agrieten, secado lento a la sombra, resisten a la compresión 15kg/cm2 (ruptura) y 1-2 kg/cm2 (trabajo), se retiran las gaveras en 10 minutos secado completo en 2 o 3 semanas, o hasta meses, poca resistencia al salitre.
2.- Para fabricar tabiques, ladrillos, blocks, celosías esmaltados o naturales, losetas, tejas, cintillas como se tratará más adelante con detalle.
EL YESO
Es el resultado de la calcinación total o parcial de la piedra de “algez” a temperaturas de 107° a 200°C, la piedra de algez en su estado natural es blanca, roca sedimentaria, yeso semihidrato de sulfato de calcio; se clasifica de acuerdo a la forma de sus cristales, el que se utiliza en la construcción es el yeso calizo con 12% de carbonato de calcio, que endurece mucho después del fraguado se retrasa añadiendo sustancias químicas como cloruro cálcico, y puede acelerarse con agua caliente, cloruro de sodio, cloruro de magnesia, etc., el yeso sólo admite pequeñas porciones de material inerte, pero específico = 2.6 a 2.9 gr/cm3, peso volumétrico = 780 a 935 k/m3.
FABRICACIÓN. Extracción a cielo abierto, con barrenos (explosivos) para fragmentarla.
- Trituración en molinos o machacadoras de mandíbulas.
- Molienda. En molinos de martillos, para su pulverización.
- Cocción. En hornos intermitentes en forma de caldera o de autoclave.
- Almacenado. En silos verticales protegidos de la húmedad.
- Envasado. En bolsas de papel de doble forro de 25 y 40 kg.
APLICACIONES:
1.- Como morteros, para aplanados de yeso.
2.- Para formar falsos plafones de mortero de yeso aplicado directamente sobre metal desplegado.
3.- Para fabricar tirol.
4.- Para fabricar mármol artificial.
5.- Para fabricar placas prefabricadas utilizadas en muros divisorios (tablaroca) o para falsos plafones
CAL
Producto resultante de la descomposición de las rocas calizas (CaCO3). Tras pasar por las `caleras´ (hornos) se obtiene cal viva que origina con agua y origina hidróxido de calcio. La cal se endurece y actua como aglomerante, y se llama `aérea´ y puede dar lugar a grietas.
Los procesos para la obtención de la cal, son descritos brevemente a continuación:
Extracción: Se desmonta el área a trabajar y se lleva a cabo el descapote, posteriormente se barrena aplicando el plan de minado diseñado, se realiza la carga de explosivos y se procede a la voladura primaria, moneo, tumbe y rezagado, carga y acarreo a planta de trituración.
Trituración: Posteriormente es sometida a un proceso de trituración que arrojará como producto trozos de menor tamaño que serán calcinados en hornos verticales. También puede realizarse un trituración secundaria cuando se requieren fragmentos de menor tamaño y se tienen hornos rotatorios para calcinar.
Calcinación: La cal es producida por calcinación de la caliza y/o dolomía trituradas por exposición directa al fuego en los hornos. En esta etapa las rocas sometidas a calcinación pierden bioxido de carbono y se produce el óxido de calcio (cal viva).
Enfriamiento: Posteriormente se somete a un proceso de enfriamiento para que la cal pueda ser manejada y los gases calientes regresan al horno como aire secundario.
Inspección: Se inspecciona cuidadosamente las muestras para evitar núcleos o piezas de roca sin calcinar.
Cribado: Se somete al cribado con el fin de separar la cal viva en trozo y en guijarros (piedra pequeña, redondeada y lisa) de la porción que pasará por un proceso de trituración y pulverización.
Trituración y pulverización: Se realiza con el objeto de reducir más el tamaño y así obtener cal viva molida y pulverizada, la cual se separa de la que será enviada al proceso de hidratación.
Hidratación: Consiste en agregar agua a la cal viva para obtener la cal hidratada. A la cal viva dolomítica y alta en calcio se le agrega agua y es sometida a un separador de residuos para obtener cal hidratada normal dolomítica y alta en calcio. Únicamente la cal viva dolomítica pasa por un hidratador a presión y posteriormente a molienda para obtener cal dolomítica hidratada a presión.
Envase y embarque: La cal es llevada a una tolva de envase e introducida en sacos y transportada a través de bandas hasta el medio de transporte que la llevará al cliente.
TIPOS
Cal Viva: Se obtiene de la calcinación de la caliza que al desprender Anhídrido carbónico, se transforma en óxido de calcio. La cal viva debe ser capaz de combinarse con el agua, para transformarse de óxido a hidróxido y una vez apagada (hidratada), se aplique en la construcción.
Variedades:
De acuerdo con el porcentaje de óxido de calcio las cales vivas de clasifican en otras variedades.
Cal Grasa: Es la más blanca, fabricadas con piedra caliza de gran pureza y que contenga menos de 5% de arcilla, que en presencia de agua reaccionan con fuerte desprendimiento de calor.
Cales Magras: Son las que proceden de la caliza que aunque contengan menos del 5% de arcilla, contienen mas del 10% de magnesia. Estas cales al añadirles agua para hacer la cal apagada se deslíen y disuelven, por lo que no se usan en la construcción.
Cales hidraulicas: Proceden de la calcinación de la caliza que contienen más del 10% de arcilla y tiene la propiedad de poder fraguar en sitios húmedos y aún debajo del agua.
Cal hidratada:Se conoce con el nombre comercial de cal hidratada a la especie química de hidróxido de calcio, la cual es una base fuerte formada por el metal calcio unido a dos grupos hidróxidos.
Cal hidráulica: Cal compuesta principalmente de Hidróxido de calcio, Sílica (SiO2) y Alúmina (Al2O3) o mezclas sintéticas de composición similar. Tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso debajo del agua.
(Petreus = pedregoso). Son los materiales naturales, o estos adaptados por el hombre, que sirven como base para elaborar elementos componentes de una obra civil o arquitectónica. Piedras Naturales
Se considera roca a todo material que forma parte de la litosfera, con independencia de sus estados físicos; es decir, pueden ser sólidas, líquidas y gaseosas. En una definición más práctica, las rocas son mezclas de minerales, aunque en ocasiones puedan estar constituidas por una sola especie mineral; su definición puede basarse en las siguientes propiedades:
· Son generalmente asociaciones de minerales, en las que cada uno de los cuales conserva las características de su especie.
· Carecen de estructura uniforme, conservando la que corresponde a cada uno de los minerales que las forman.
· No cristalizan en formas propias, aunque pueden estar formadas por conjuntos de minerales cristalizados.
Materiales pétreos naturales: rocas Son aquellos que se obtienen de las rocas y se usan en la construcción de edificios y obras públicas (puentes, carreteras, túneles,…). Estos materiales se extraen de las canteras donde aparecen en forma de grandes bloques. Los más usados son:
· · Mármol, muy resistente a esfuerzos de compresión y de tacto frío. Se usan en suelos, revestimientos de paredes y ornamentación.
· · Granito, igualmente resiste bien la compresión aunque son más duros que el mármol. Se usan en adoquines, sillares,…
· · Pizarras, piedra muy densa que es impermeable. Se corta en lajas para hacer tejas y para revestir pavimentos.
· · Áridos, formados por arenas, gravas, guijarros y, en general, materiales fragmentados de diverso tamaño. Se usan junto a aglomerantes para fabricar morteros y hormigones.
ROCAS ÍGNEAS.
Se forman por el enfriamiento y la solidificación de materia rocosa fundida, el magma. Según las condiciones bajo las que el magma se enfríe, las rocas que resultan pueden tener granulado grueso o fino.
ROCAS INTRUSIVAS o PLUTONICAS, formadas por solidificación de materiales fundidos, provienen de magna, erupciones, solidificaron dentro de la superficie, solidificación lenta, ejemplo granito, sienita,diorita y gabro.
Granito, sienita y diorita (tres ejemplos de rocas magmáticas plutónicas).
ROCAS EXTRUSIVAS o VOLCÁNICAS solidificaron en la superficie (fueron arrojadas), solidificación rápida, son de grano fino, ejemplo: Basalto (piedra braza), tezontle, piedra pómez, cenizas volcánicas.
Basalto, obsidiana y pumita o piedra pómez (tres ejemplos de rocas magmáticas volcánicas).
FILONIANAS: Consolidadas en el interior de la corteza pero a poca profundidad, generalmente en grietas. Suelen tener cristales grandes. Ejemplo: pegmatitas.
Pegmatita (roca magmática filoniana).
ROCAS METAMÓRFICAS
Se forman por la transformación de cualquier tipo de roca debido a los efectos de grandes presiones (P) y/o temperaturas (T), pero sin llegar a la fusión de los minerales; es decir, los cambios se producen en estado sólido.
Las principales rocas metamórficas son:
- Mármol: formado por el metamorfismo de la caliza, por lo que al igual que ésta tiene el mineral calcita. El mármol puro es blanco, pero lo más habitual es que presente impurezas que hace que tenga vetas de diversos colores.
- Cuarcita: procedente del metamorfismo de las areniscas. Roca muy dura rica en cuarzo.
- Pizarra: se forma por metamorfismo de las arcillas. Si la pizarra se metamorfiza da esquisto (otra roca metamórfica con láminas más gruesas que la pizarra).
Mármol, pizarra y esquisto (tres ejemplos de rocas metamórficas).
ROCAS SEDIMENTARIAS Formadas por sedimentos, transformación de rocas eruptivas ya sea por medios mecánicos o químicos. Medios mecánicos; transporte por medio de viento, hielo, lluvia, ríos, va produciendo sedimentos, ejemplo: tepetate, gravas, arenas naturales, arcilla. Medios químicos; producto de evaporación de lagos salados, ejemplo: yeso, piedra caliza.
Las rocas sedimentarias suelen presentar dos características exclusivas de ellas, presencia de estratos y de fósiles:
a) Estratos: son como capas que aparecen al formarse estas rocas a partir de los sedimentos que se van depositando poco a poco en el fondo de un lago, río, mar, etc.
b) Fósiles: son restos de seres vivos que han quedado enterrados entre los sedimentos.
Estratos en terreno arcilloso.
Fósil en una roca sedimentaria.
Las rocas sedimentarias se clasifican en función del origen en detríticas y no detríticas:
A) DETRÍTICAS
Formadas claramente por fragmentos de otras rocas. Ejemplos de éstas son:
1) Conglomerados: con muchos fragmentos grandes.
2) Areniscas: la mayoría de los fragmentos son de tamaño intermedio.
3) Arcillas: fragmentos mayoritariamente pequeños. Son las más abundantes.
Conglomerado, arenisca y arcilla respectivamente.
B) NO DETRÍTICAS
No presentan fragmentos visibles. Las más importantes son la caliza (formada por calcita), halita, silvina y yeso.
Fragmentos de halita, silvina y yeso respectivamente.
Además, son rocas sedimentarias no detríticas el carbón y el petróleo, ambos tienen materia orgánica en lugar de minerales. Son rocas escasas, pero muy importantes como fuente de energía en la actualidad.
Carbón.
YACIMIENTOS PERUANOS
Cobre (Cu)
Es el que se exporta en más volumen. El yacimiento mayor es Cuajone y Toquepala, ambos explotados por una empresa Southern Perú Copper Corporation.
Está en acelerada explotación y exportación. El mayor yacimiento es Yanacocha (Cajamarca) propiedad de New Mont y asociada a la empresa nacional Buenaventura, Pierina (Ancash) de propiedad de Barrick Gold. y las reservas auríferas de Chicama y Carabaya.
Hierro (Fe)
El más explotado es el yacimiento de Marcona (Ica), y Tambo Grande (Piura).
Carbón Mineral
Cuenca del Río Santa (Ancash), Goyllarisquizga (Pasco), Oyón (Lima), Hatunhuasi (Junín), Cuenca del alto chicama (Cajamarca).
Polimetálicos (Plomo, plata, Zinc)
San Vicente (Junin), Casapalca (Lima), Huarón (Cerro de Pasco), Atacocha (Pasco), Millpo, Raura (Pasco), San Cristóbal (Junín), Julcani (Huancavelica), Arcata (Arequipa).
Petróleo
En la Selva (Omagua) ocupa su mayor porcentaje: trompeteros, Pavayacu, San Juan, Capirona, Nueva Esperanza, Yanayacu, Capahuari (Loreto).
También se extraecrudo en el Zócalo de Piura y en los tablazos: El Alto, Lobitos, Brea y Pariñas (Piura).
Gas Natural
En la costa noreste, zócalo y selva norte uso industrial doméstico (gas licuado).
El Área de mayor reserva de encuentra en Camisea (Cusco – Ucayali).
Fosfatos
Bayovar (Piura); se le considera uno de los mayores yacimientos del mundo.
Los morteros son mezclas plásticas aglomerantes, que resultan de la combinación de arena y agua con un cementante que puede ser cemento, cal, yeso, o una mezcla de estos materiales.
Migajosos. Agregados porosos de formas más o menos esferoidales.
