tecnol. de los mater-sencico

INSTITUTO SUPERIOR TECNOLOGICO SENCICO

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES

INGº CARLOS E. MONDRAGON CASTAÑEDA

MARZO DEL 2006

Índice

N. PAGINA

1. CEMENTO

1.1 Historia del cemento y concreto 2

1.2 Cementantes del Concreto Hidráulico 6

1.3 Proceso de Fabricación 16

1.4 Fragua del Cemento 18

1.5 Propiedades Físicas del Cemento 20

1.6 Mercados 23

1.7 Normas 27

2. UNIDADES DE ALBAÑILERIA 36

2.1 Fabricación de Unidades de Albañilería,

propiedades físicas y mecánicas. Ensayos de Clasificación. 36

2.1.1 Unidades Sílico-Calcáreas 36

2.1.2 Unidades de concreto 36

2.1.3 Unidades de arcilla 37

2.1.4 Propiedades y ensayos de Clasificación 41

2.1.4.1 Ladrillos de arcilla y de sílice-cal 45

2.1.4.2 Ladrillos de concreto 46

2.1.4.3 Bloques de concreto 49

3. MADERA 50

3.1 Introducción 50

3.2 El árbol y su estructura 50

3.3 Características técnicas y clasificación de nuevas

especies forestales para la construcción. 52

3.4 Grupos de especies estudiadas por el PADT-REFORT 61

4. ACERO 65

4.1 Definiciones, naturaleza física, química y microestructural 65

4.2 Fabricación del acero 69

4.2.1 Producción del acero 69

4.2.2 Sistemas de fabricación del acero 74

4.3 Laminación del acero 77

4.4 Variables que influyen en las propiedades mecánicas de los

aceros. 81

4.5 Normas que regulan la calidad en la fabricación del acero 82

4.6 Productos de acero: definiciones 86

4.6.1 Productos brutos 86

4.6.2 Productos semiterminados 87

4.6.3 Productos terminados laminados y productos

terminados forjados largos. 89

4.7 Fichas Técnicas. 105

CURSO : TECNOLOGIA DE LOS MATERIALESDOCENTE: INGº CARLOS E. MONDRAGON CASTAÑEDA

1

Introducción

En el presente material académico vamos a ver a grandes rasgos algunos conceptos

que integran la asignatura de Tecnología de los Materiales, los cuales nos servirán

para tener una comprensión mas clara de dicha materia, así mismo nos permitirá

familiarizarnos con los materiales que trataremos y que serán : Cemento, Unidades

de Albañilería, Madera y Acero. Trataremos brevemente sobre la historia de estos

materiales y su evolución a través de los años, veremos la influencia que esto ha

ejercido en las sociedades de todo el mundo, asimismo su clasificación, las

propiedades físicas , químicas y mecánicas de dichos materiales y el conocerlas nos

permitirá trabajar de una manera mas eficiente con ellos.

A lo largo de de este material académico podrán ver muchos conceptos que en su

totalidad nos permiten asimilar como la industria de los materiales ha progresado y

que aun los ingenieros hoy en día trabajan con el único fin de descubrir nuevos

materiales y reinventar los ya conocidos con el fin de mejorar la economía y poder

aprovechar de manera optima los recursos que se tienen a la mano. A lo largo de las

ultimas décadas este ha sido el quehacer de la industria, no tan solo en los materiales

sino en todas sus ramas como la industria de la construcción, donde su evolución y los

nuevos tiempos traen mayores necesidades siendo responsabilidad nuestra la

optimización de los procesos.

Espero que este material sea de provecho y utilidad para de uno u otro modo mejorar

nuestra cultura de la industria de la construcción y del uso adecuado y conciente de la

materia prima.


1

http://www.monografias.com/trabajos14/costosbanc/costosbanc.shtml#MATER

http://www.monografias.com/trabajos13/quentend/quentend.shtml#INTRO

http://www.monografias.com/trabajos4/costo/costo.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/responsabilidad/responsabilidad.shtml

http://www.monografias.com/trabajos4/refrec/refrec.shtml

http://www.monografias.com/trabajos12/foucuno/foucuno.shtml#CONCEP

http://www.monografias.com/trabajos16/evolucion-sociedades/evolucion-sociedades.shtml

http://www.monografias.com/Historia/index.shtml

http://www.monografias.com/trabajos10/lamateri/lamateri.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtml

http://www.monografias.com/Tecnologia/index.shtml

1. CEMENTO

1.1 HISTORIA DEL CEMENTO Y CONCRETO

Prehistoria

Se utilizaron bloques de piedra de gran tamaño y cuya estabilidad dependía de su

colocación. (v.gr. Stonehenge de Inglaterra).

Egipto

Se utilizan ladrillos de barro o adobe secados al sol y colocados en forma regular

pegándolos con una capa de arcilla del Nilo con o sin paja para crear una pared sólida

de barro seco. Este tipo de construcción prevalece en climas desérticos donde la lluvia

es nula. Este tipo de construcción todavía se practica en muchas partes del planeta.

Grecia y Roma

Se utiliza en la cal mezclada con arena para hacer mortero en la isla de creta. Los

romanos adaptaron y mejoraron esta técnica para lograr construcciones de gran

durabilidad como son el Coliseo Romano y Panteón Roma así como un sin número de

construcciones desperdigadas por todo el Imperio Romano.

Los Griegos fueron los primeros en percatarse de las propiedades cementantes de los

depósitos volcánicos al ser mezclados con cal y arena que actualmente conocemos

como puzolanas (latín: puteoli, un pueblo cercano a la bahía de Nápoles).

Siglos lX al Xl

Se pierde el arte de calcinar para obtener cal. Los morteros usados son de mala

calidad.

Siglos XII al XIV

Revive el arte de preparar mortero con las técnicas usadas por los romanos.

Siglos XIV al XVII

El mortero producido es excelente y empieza a utilizarse en un proceso continuo.

Siglo XVIII


2

Se erige el faro de Eddystone en Inglaterra. Se reconoce el valor de la arcilla sobre las

propiedades hidráulicas de la cal.

1756:

John Smeaton, un ingeniero Inglés, encuentra las proporciones para el cemento.

Aparecen los primeros concretos.

1796:

James Parker saca una patente para un cemento hidráulico natural (Cemento de

Parker o Cemento Romano).

Siglo XIX

L. J. Vicat prepara una cal hidráulica al calcinar una mezcla de creta y arcilla molida en

forma de lodo (nace el método húmedo).

1800 - 1850:

Este periodo fue caracterizado por la aplicación de tres materiales: el acero, el cristal y

el concreto; que permitirían la industrialización de la producción, la prefabricación, el

rápido montaje y la pronta recuperación de capital; todo esto en busca de una

prosperidad económica a través del libre mercado y en donde la competencia era la

fuerza motriz del progreso.

1820:

Se asoció un entrampado de barras de hierro con concreto en ambas caras, se aplicó

en una iglesia de Courbevoie, Francia.

1824:

Joseph Aspdin obtiene la primera patente Británica para producir Cemento Portland

por medio de un proceso de pasta (método húmedo).

1851:

En Londres nace el primer evento de carácter mundial acerca de la construcción. Para

conmemorar este evento, se construye un edificio único en el que se albergara a todas

las naciones, tarea que es encomendada a Joseph Pastón, quien haciendo uso de

acero recubierto con cristal crea "El Palacio de Cristal".


3

1855:

Es en la segunda exposición de un evento mundial, con sede en París, Francia,

cuando se enfatiza el uso del concreto. En este evento se rindió homenaje a los

creadores de prototipos; a los diseñadores de maquinaria y muebles; y una parte

sustantiva al diseño industrial.

Es durante la construcción del Palacio Industrial, fundado en los Campos Elíseos en

Francia, donde se piensa que se realizaron las primeras investigaciones y los primeros

productos de la técnica del concreto armado, planteando la integración de las artes y

las técnicas.

1861:

El francés Coignet construye un solar con el principio de entrampado de acero y

cimbrado para recibir el concreto.

1867:

Se crean las primeras losas con refuerzo metálico embebido en el concreto.

1868:

El jardinero Monier construyó un depósito de agua de 200 m³, y sus procedimientos

fueron aplicados en la construcción de bóvedas armadas, y después, en vigas rectas.

1873:

Se construye el primer puente haciendo uso de concreto.

1876:

El Ing. Mazas aplica por primera vez el cálculo de los elementos de concreto,

fundamentando las bases de las resistencias de materiales.

1877:

Se funda la primera asociación para fijar especificaciones del Cemento Portland en

Alemania para controlar la calidad del producto.

1886:

El primer horno rotatorio es utilizado para la producción de Clinker.


4

1890:

Se introduce el yeso como retardarte del fraguado y se utilizan altas temperaturas para

obtener silicatos con alto contenido de óxido de calcio.

Siglo XX

1900:

Las pruebas básicas del cemento son estandarizadas.

1903:

Se comienzan a introducir las innovaciones del concreto armado a la Arquitectura e

Ingeniería; y es a partir de este momento cuando alcanza un gran desarrollo en la

sistematización de sus técnicas, métodos constructivos y cálculos. Con este

crecimiento tecnológico nacen industrias relacionadas o derivadas del cemento; para

controlar mejor su uso y para su empleo más eficiente, se crean industrias como: del

concreto premezclado, de la prefabricación, del preesfuerzo, tubos, blocks, entre otros.

1904:

Se funda la Institución Británica de Estándares, se publica la primera especificación

del Cemento Pórtland por la American Society for Testing Materials (A. S. T. M.) y

comienzan las investigaciones sobre las propiedades del cemento en una base

científica y sistemática.

1908:

Se patenta el Cemento Aluminoso (Lafarge).

1909:

Thomas Edison promueve una patente para hornos rotatorios.

1924:

El mercado de la industria peruana de cemento inicia su actividad con la puesta en

marcha de la planta de Maravillas propiedad de la Compañía Peruana de Cemento

Pórtland que explotaba los yacimientos de Atocongo. En esta década se inicia el uso

extensivo del concreto en la ciudad de Lima, en pavimentos y edificaciones.


5

1930:

Agentes inclusores de aire son introducidos para mejorar la resistencia del concreto al

daño por congelamiento.

1957:

Cementos Pacasmayo S.A. inicia sus actividades.

1958:

Comienza a funcionar la fabrica de cemento Andino ubicada en Tarma.

1960:

Se patenta el Cemento Sulfoaluminoso (Klein).

1963:

Comienza a funcionar Cemento Sur S.A. en Juliaca.

1966:

Cementos Yura S.A. , comienza a funcionar el Arequipa

1985:

Cenizas volantes son introducidas como aditivo puzolánico.

1.2 CEMENTANTES DEL CONCRETO HIDRAULICO


6

CEMENTOS PORTLAND

DEFINICIÓN:

Cemento Pórtland, es el producto resultante de la pulverización muy fina de clinkers

( o clinquers) obtenidos calcinando a fusión incipiente una mezcla rigurosamente

homogénea de materiales calcáreos y arcillosos; al clinker no se le agrega ningún

producto después de calcinado, con excepción de agua y yeso, pudiendo estar este

último, a su vez, calcinado o nó.

La palabra “cementum”(del latín cementare=yacer, reposar) fue antiguamente usada

para tipificar cualquier clase de mezcla o argamasa capaz de englobar otros

productos.

Tiempos después se llamo cementos a los productos resultantes de la calcinación de

caliza con arcilla.

Posteriormente se descubrió que si la caliza tiene una determinada cantidad de

arcilla, en la cocción ocurre reacciones químicas tales que no queda nada de CaO (cal

viva) en libertad y que por lo tanto, a diferencia de las cales , no requiere apagado.

DESCRIPCIÒN

El cemento Pórtland es un polvo de color gris, mas o menos verdoso, de gran valor

como material estructural, a consecuencia de alcanzar dureza pétrea después de ser

amasado con el agua; es también un aglomerante hidráulico por excelencia.

MATERIAS PRIMAS

Minerales que contiene los componentes principales del cemento.

Oxido de calcio (CaO)

Oxido de silicio (SiO2) / sílice

Oxido de aluminio (Al2O3) / alúmina

Oxido de fierro (Fe2O3)


7

Componente calcáreo: Caliza (CaCO3), representa entre el 70-80% de las materias

primas necesarias para fabricar el clinker.

Componente arcilloso: Arcilla (silicatos de aluminio hidratados), representa entre el 15

– 25% de las materias primas necesarias para fabricar el clinker.

Componentes correctores:

Arena, para elevar el contenido de sílice.

Mineral de hierro, para elevar el contenido de óxido de hierro

FASES MINERALES DEL CLÍNKER:

|


No se puede expresar por medio de una fórmula

química.

Es una mezcla compleja de cuatro compuestos

conocidos como “ Compuestos Bogue”

Silicato tricálcico

3CaO. SiO2

C3S

Silicato dicálcico

2Cao. SiO2

C2S

Aluminato tricálcico

( C3 A)

Aluminoferrito

tetracálcico ( C4 AF)

Silicato tricálcico

3CaO. SiO2

C3SSilicato dicálcico

2Cao. SiO2

C2S

8

TIPOS DE CEMENTO:


9

CEMENTOS MEZCLADOS


10


11

CEMENTOS PORTLAND PUROS:

( En el Perú no se fabrican los cementos tipo III y IV )

TIPO ITIPO I TIPO IITIPO II TIPO IIITIPO III TIPO IVTIPO IV TIPO VTIPO V

C

A

R

A

C

T

E

R

I

S

T

I

C

A

Es el más común.

▪ Se usa en obras

en las cuales no

se requiere

especificaciones

de tipos

especiales

▪▪ Menor Menor

generación de generación de

calor.calor.

▪▪ Menor cambio Menor cambio

de volumen.de volumen.

▪Moderada ▪Moderada

resistencia al resistencia al

ataque de ataque de

sulfatos.sulfatos.

▪▪ Alta Alta

resistencia resistencia

inicial.inicial.

Rápido Rápido

endurecimiento.endurecimiento.

▪▪ Bajo calor de Bajo calor de

hidratación.hidratación.

▪▪ Buena Buena

resistencia al resistencia al

agrietamiento.agrietamiento.

▪▪ Alta Alta

resistencia a resistencia a

los sulfatos.los sulfatos.

▪▪ Lenta Lenta

generación generación

de calor.de calor.

V

E

N

T

A

J

A

S

▪Fabricados para

ser empleado en

construcciones

normales, donde

no se requieran

de propiedades

específicas.

Provee mayor Provee mayor

estabilidad.estabilidad.

▪▪ Mejora la Mejora la

resistencia a la resistencia a la

corrosión.corrosión.

▪▪ Retiro de Retiro de

encofrado en encofrado en

pocas horas.pocas horas.

▪▪ Pronta puesta Pronta puesta

al servicio de al servicio de

obras públicasobras públicas

▪▪ Buena Buena

resistencia a los resistencia a los

sulfatos.sulfatos.

▪▪ Lento desarrollo Lento desarrollo

a la resistencia a a la resistencia a

compresión.compresión.

▪▪ Alta Alta

resistencia a resistencia a

la la

compresión.compresión.

▪▪ Tiene Tiene

cualidades cualidades

del cemento del cemento

Pórtland tipo Pórtland tipo

II.II.


12

CEMENTOS PORTLAND ADICIONADOS

ESCORIAS DE ALTOS HORNOSESCORIAS DE ALTOS HORNOS PUZOLÁNICOSPUZOLÁNICOS

♦♦ Es el producto obtenido de la Es el producto obtenido de la

pulverización conjunta de una mezcla de pulverización conjunta de una mezcla de

clínker Pórtland y escoria granulada de clínker Pórtland y escoria granulada de

alto horno, con la adición eventual de alto horno, con la adición eventual de

sulfato de calcio.sulfato de calcio.

♦♦ Este cemento Pórtland de escoria Este cemento Pórtland de escoria

modificado tiene un contenido de escoria modificado tiene un contenido de escoria

gr. menor que el 25%.gr. menor que el 25%.

♦♦ La escoria gr. a alto horno es el La escoria gr. a alto horno es el

subproducto del tratamiento de minerales subproducto del tratamiento de minerales

de hierro en el alto horno.de hierro en el alto horno.

IS: Cemento + Escoria 25%-75% del IS: Cemento + Escoria 25%-75% del

peso total. De altos hornospeso total. De altos hornos

ISM: “ + “ ISM: “ + “ < 25% “< 25% “

♦♦ Se obtiene por la pulverización conjunta Se obtiene por la pulverización conjunta

de clínker Pórtland y puzolana con la de clínker Pórtland y puzolana con la

adición eventual de sulfato de calcio.adición eventual de sulfato de calcio.

♦♦ La puzolana será un material siliceo o La puzolana será un material siliceo o

silicio- aluminoso, que por si misma puedesilicio- aluminoso, que por si misma puede

tener poca o ninguna actividad hidráulica.tener poca o ninguna actividad hidráulica.

♦♦ Mejor resistencia al intemperismo Mejor resistencia al intemperismo

♦♦ Menor calor de hidratación Menor calor de hidratación

♦♦ Resistencia a las aguas agresivas Resistencia a las aguas agresivas

♦♦ Impermeabilidad Impermeabilidad

IP: Cemento+ Puzolana 15%- 40%IP: Cemento+ Puzolana 15%- 40%

IPM: Cemento+ Puzolana IPM: Cemento+ Puzolana < 15% del peso< 15% del peso

total.total.

Se obtienen por la pulverización del clínker Pórtland y otros materiales arcillosos o

calcáreos, que poseen propiedades hidráulicas y puzolánicas.

CEMENTO DE ESCORIAS:

Obtenido por la pulverización conjunta de Clínker Pórtland y escorias de altos hornos

con adición de yeso. Su usos frecuentes son : Obras de concreto armado subterráneo,

elaboración pavimentos, estabilización de suelos, obras hidráulicas.

b. CEMENTO PÓRTLAND PUZOLÁNICO:

Se usa preferentemente en obras que requieran resistencia a las aguas agresivas.

Tales como : Obras marítimas e hidráulicas, Construcciones expuestas a aguas

negras, Obras másicas, Cimentaciones, presas, Obras expuestas a aguas agresivas


13

Las obras de concreto puzolánicos exigen mayor control y curado especial por peligros

de fisuración .

CEMENTOS ESPECIALES

BLANCOBLANCO MAMPOSTERÍAMAMPOSTERÍA

Se obtiene a partir de la producción del Se obtiene a partir de la producción del

horno de un clínker blanco, luego en horno de un clínker blanco, luego en

molienda de este se adiciona yeso.molienda de este se adiciona yeso.

El color blanco se consigue mediante la El color blanco se consigue mediante la

selección de materias primas libres de selección de materias primas libres de

hierro, manganeso y cromo.hierro, manganeso y cromo.

Poseen un porcentaje de blancura superior Poseen un porcentaje de blancura superior

al 75%.al 75%.

Posee gran resistencia e incluso > que los Posee gran resistencia e incluso > que los

grises.grises.

Permite un acabado blanco y brillante.Permite un acabado blanco y brillante.

Permite disminuir los requerimientos de Permite disminuir los requerimientos de

luminosidad.luminosidad.

Se puede obtener toda gama de colores Se puede obtener toda gama de colores

(con el agregado de pigmentos)(con el agregado de pigmentos)

Asegura la consistencia en color y Asegura la consistencia en color y

desempeño de bolsa a bolsa desempeño de bolsa a bolsa

Alta resistencia a la compresión (> al gris). Alta resistencia a la compresión (> al gris).

Es un nuevo tipo de cemento.Es un nuevo tipo de cemento.

Diseñado especialmente para ser Diseñado especialmente para ser

usado en asentado de unidades de usado en asentado de unidades de

albañilería.albañilería.

Sumamente plástico y adhesivo. que Sumamente plástico y adhesivo. que

mejorará la extensión, retentividad y mejorará la extensión, retentividad y

adhesividad en los elementos del muro.adhesividad en los elementos del muro.

Mejora la extensión, retentividad y Mejora la extensión, retentividad y

adhesividad en los elementos del muro.adhesividad en los elementos del muro.

Son aquellos que requieren de materiales y preparaciones especiales en su

elaboración, con el objeto de lograr determinadas características del producto final.


14

El Cemento Blanco se le emplea en : Fabricación concreto estructural de acabado

blanco en obra limpia; Prefabricados: columnas, puentes, bateas, figuras, etc. ; en

acabados decorativos; Pisos y estructuras de granito; Diseños en hormigón y

morteros; Concretos, revoques, pañetes, prefabricados y pegantes.

Cemento de mampostería:

Diseñado especialmente para ser usado en asentado en unidades de albañilería

Petrolero clase H:

Para proteger las cavidades de agua y gas (filtraciones) que se originan durante la

perforación y reparación de pozos de petróleo y/o gas.


15

1.3 . PROCESO DE FABRICACIÓN

Globalmente se puede distinguir 4 etapas principales:

EXTRACCIÓN Y MOLIENDA DE LA MATERIA PRIMA:

La materia prima para la elaboración de cemento :

- Caliza.

- Arcilla, arena.

- Mineral de hierro y yeso

Se extrae de canteras o minas y dependiendo de la dureza y ubicación del material.

Una vez extraída la materia prima es reducida a tamaños que puedan ser producidos

por los molinos de crudo.

MEZCLADO Y REDUCCIÓN DE LA MATERIA PRIMA HASTA CONVERTIRLAS EN

POLVO :

Esta etapa puede ser por vía seca y húmeda:

PROCESO SECO:

Esta etapa prevé el mezclado de las diversas materias primas, las cuales se dosifican,

el material que se encuentra en el molino a bolas es simultáneamente secado y

triturado en fino polvo.

Este procedimiento se efectúa en silos de homegeneización, el material resultante

constituido por un polvo fino debe presentar una composición química constante.


16

PROCESO HÚMEDO:

Las materias primas se muelen, mezclan con agua para formar una pasta aguada y

se combinan.

COCCIÓN DE LA MEZCLA CRUDA HASTA LA SINTETIZACIÓN CLÍNKER.

El proceso de cocción a una temperatura de aprox. 1.450° C es la operación principal

en la fabricación del cemento.

Antes de entrar al horno rotativo, la mezcla pasa a través de un cambiador térmico y

se calienta a casi 1.000 °C .

El intercambio de calor se produce mediante transferencias térmicas por contacto

íntimo entre la materia y los gases calientes que se obtienen del horno entre 950 a

1.100 °C.

En este proceso la calcinación cambia químicamente la mezcla en bruto y la

transforma en clínker de cemento.

El clínker que egresa al horno de una temperatura de 1200°C pasa luego a un proceso

de enfriamiento rápido por enfriadores de parrilla.

Los combustibles usados son: carbón, petróleo, gas natural entre otros.


17

MOLIENDA DEL CLÍNKER CON YESO Y ADITIVOS:

Para obtener el material reactivo deseado, el clínker es molido en la unidad de

molienda con un pequeña cantidad de yeso que actúa como regulador de fraguado.

Según el tipo de cemento se agregan al clínker, durante la molienda, compuestos

minerales ( puzolanas, escorias, cenizas volantes) para formar cementos con

adiciones.

1.4 FRAGUA DEL CEMENTO

Amasado el cemento con agua se produce endurecimiento ó petrificación, en un

período de tiempo más o menos corto. Este endurecimiento es debido principalmente

a la hidratación y consecuente cristalización de los componentes.

En el proceso de petrificación del cemento, se pueden distinguir dos etapas

perfectamente marcadas. La primera se llama fragua; y la segunda, endurecimiento.

La fragua es la pérdida de plasticidad o de fluidez que sufre la pasta de cemento y

que hace ésta soporte, sin dejar huellas aparentes, la presión suave de un objeto

exterior.

El endurecimiento es la mayor resistencia estructural que va adquiriendo el cemento

con el transcurso del tiempo.

En esta parte del Curso se estudia de preferencia la fragua dejando el endurecimiento

para tratarlo al estudiar los morteros y el concreto.

En el fraguado hay que distinguir dos períodos; el principio de la fragua y el final, ó

conclusión de la fragua.

El principio del fraguado es el tiempo transcurrido desde el momento en que se vierte

el agua del amasado, hasta aquel en que la pasta pierde, parcialmente, la plasticidad.


18

El final del fraguado es el tiempo transcurrido desde que la pasta ha comenzado a

perder elasticidad, hasta que adquiere suficiente consistencia para resistir determinada

presión.

Tanto el principio como el fin del fraguado se pueden determinar por medio de los

aparatos conocidos con los nombres de Aguja de Vicat y Agujas Gillmore.

La Aguja Vicat esta formada por una sonda cilíndrica de 1mm2, de sección cargada

con un peso de 300 gr. La sonda ó aguja, que se desliza en una corredera vertical,

acciona un indicador que se mueve sobre una escala graduada en mm.

Las agujas Gillmore, generalmente se montan en pareja; son de sección circular y el

extremo de ellas está cortada a ángulo recto con el eje vertical. Una de ellas se

denomina aguja inicial; tiene un diámetro de 1/12” y esta cargada con un peso de ¼ lb;

la otra, que se llama aguja final, tiene un diámetro de 1/24” y soporta un peso de una

libra.

Los ensayos de fragua se realizan sobre lo que se llama pasta de consistencia normal,

ó simplemente pasta normal.

La pasta normal esta formada por una cantidad de cemento, de 400ª 1000 gr.

Amasada con un volumen de agua suficiente para que el operador pueda moldear

una bola, teniendo las manos protegidas con guantes de jebe. La temperatura del

laboratorio debe estar comprendida entre los 20 y 27.5º.

Otras veces se define la pasta normal por la cantidad de agua usada, la que debe

estar comprendida entre el 24 y el 30% del peso de cemento.

Por último, se controla la consistencia d la pasta normal, por medio de la sonda de

Tetmajer, que es en síntesis una barra de 1 cm2 de sección cargada con un peso de

300 gr.. La pasta normal cuando dejándole caer la sonda, en el molde, de que se

habla inmediatamente, aquella se detiene a unos 5 ó 6 mm, medidos a partir del fondo.


19

Cuando se emplea la aguja Vicat, el ensayo se realiza llenando un molde en forma de

anilllo tronco-cónico, de dimensiones Standard y de 40 mm. De altura. Se establece

que el fraguado inicial ha ocurrido cuando la aguja alcanza un punto situado 5mm.

Más arriba del fondo del molde, a los 30 segundos de haber sido aplicada. El fraguado

final se determina cuando la aguja no penetra, visiblemente, en la pasta.

Cuando se usan las agujas Gillmore, se fabrica una torta ó galleta, con la pasta de

1/2”de espesor. Se determina el fraguado inicial ó el fraguado final cuando,

respectivamente, las agujas correspondientes no dejan huella apreciable en la torta.

1.5 PROPIEDADES FISICAS DEL CEMENTO

FINURA

La finura de molido, o de molturación, en los materiales, se aprecia por medio de los

análisis granulométricos, que consisten en hacerlos pasar a través de cedazos,

tamices, cribas o zarandas, apreciando los porcentajes en peso que atraviesa el

material. Este análisis granulométrico se llama análisis mecánico.

Tratándose del cemento, el grado de finura es de la mayor importancia, porque se ha

determinado que el agua no actúa sino en una profundidad de 0.1 mm, de los granos;

y como el agua es indispensable para la cristalización o fragua, se comprende la

necesidad de que el cemento posea la finura conveniente a fin de que la película de

agua que rodea cada grano, lo atraviese.

Las especificaciones usuales para el cemento prescriben que más del 78%, en peso,

de este material pase una criba N. 200

En la actualidad se prefieren reemplazar el empleo de cedazos por la determinación

de la velocidad de asentamiento de las partículas a través de un gas ó de un liquido.

La relación entre el tamaño de los granos y la velocidad de asentamiento se establece

diciendo que esa velocidad es proporcional al cuadrado del diámetro del corpúsculo

sólido.


20

En la industria se hace del ensayo con aparatos especialmente construidos para ello y

de manejo relativamente fácil y rápido.

FIRMEZA (Soundness)

Llamada también indeformabilidad, es la propiedad que se exige al cemento de no

desintegrarse después del fraguado. Generalmente esta desintegración se produce en

el cemento, como en cualquier otro material, por variación de volumen, y en el caso

especial del cemento por aumento del volumen.

Según lo anterior, un cemento tendrá firmeza cuando durante y después de la fragua,

no aumenta de volumen.

En los laboratorios se comprueba esta cualidad preparando tortas de pasta normal,

que después se secan al vapor y se examinan para observar si se han presentando

fracturas de construcción, distorsiones.

También se usa el aparato de la Chatelier, que consiste en el cilindrito mostrado en la

figura, el cual se llena con la pasta de cemento, y después de colocado en agua

hirviendo por un tiempo determinado, indica el aumento del volumen de la pasta al

fraguar por la separación de las agujas.

PESO ESPECIFICO

Como se sabe, es el guarismo que resulta dividir el peso por el volumen. El cemento

Pórtland debe tener un peso especifico superior a 3.10 pudiendo bajar 3.07 para los

cementos blancos tipo Pórtland.

En los laboratorio para la determinación del peso especifico se emplea generalmente

el densímetro de Le Chatelier.


21

Ensayo del cemento en las obras .- Al pie de obra los ensayos usuales son los

siguientes:

Terminación de la iniciación y término de la fragua.- Se hace por medio de la aguja

Vicat, ó de las agujas Gillmore.

Ensayo de la firmeza.- Se practica de la manera siguiente: con la pasta normal se

prepara un galleta de 1.5 a 2.0 cm. de espesor por unos 8 a 10 cm. de diámetro, sobre

una placa de vidrio. Se introduce la galleta con su placa en una caja saturada de


22

humedad, y en la cual se le tiene 24 horas, a temperatura de 18º a 21º depósito de

agua fría, que se calienta lentamente hasta la ebullición, la que se mantiene por tres

horas. Después del ensayo la galleta debe presentarse dura, sonora y sin grietas.

Determinación de la densidad.- Se realiza utilizando una medida de 10 lts. de

capacidad, en la cual se deja caer el cemento desde una altura de 40 cm. medidos

sobre los bordes de la caja. El exceso se separa con una regla pasada sobre los

bordes. Se determina el peso contenido en la medida.

Se prescribe la altura de llenado de la caja porque un metro cúbico de cemento suelto

pasa entre 900 y 1200 Kg.; envasado, es decir apretado por el sacudimiento de las

medidas de 1300 a 1700 Kg. y endurecido, de 2500 a 3000 Kg.

1.6. MERCADOS

La capacidad instalada de cemento en Perú es de 4,360,000 TM/ A. El consumo per

cápita de 159 kg. por habitante.

En Latinoamérica ocupa el sexto lugar, después de Brasil, México, Argentina,

Colombia y Venezuela. En relación con el consumo per cápita se ubica en el onceavo

lugar.

El nivel de competitividad de las empresas cementeras depende, de su estructura de

costos, la cual está en función del costo de la energía, combustibles, costos de

materias primas y costos de transporte.

Sin embargo, es importante mencionar que las empresas cementeras del país sólo

compiten en las zonas límites de su radio de acción debido a su distribución

geográfica.

CARACTERÍSTICAS DEL SECTOR:

Reducido poder de negociación de los proveedores debido al bajo costo de los

principales insumos.


23

Limitado poder de negociación de los clientes debido a la escasez de una base

consolidada de ellos y empresas que produzcan bienes con mayor valor agregado

Limitado riesgo de entrada de nuevos competidores debido a la elevada capacidad

instalada, requerimientos de inversión , costo de transporte y necesidad de una red de

distribución propia.

Baja rivalidad entre empresas competidoras debido a la exclusividad geográfica actual.

TIPOS DE CEMENTOS EN EL MERCADO NACIONAL

La industria de cemento en el Perú produce los tipos y clases de cemento que son

requeridos en el mercado nacional, según las características de los diferentes

procesos que comprende la construcción , la edificación y las obras de urbanización

que llevan a una mejor calidad de vida.

Los diferentes tipos de cemento que se encuentran en el mercado cumplen

estrictamente con las normas nacionales e internacionales

Tenemos:

Las empresas cementeras en Perú, producen los siguientes tipos de cemento:, ver

cuadro : TIPOS Y CLASES DE CEMENTO

Cemento Andino S.A.

Cemento Portland Tipo I

Cemento Portland Tipo II

Cemento Portland Tipo V

Cemento Portland Puzolánico Tipo I (PM)

Cementos Lima S.A.

Cemento Portland Tipo I; Marca "Sol"

Cemento Portland Tipo IP - Marca "Super Cemento Atlas"

Cementos Pacasmayo S.A.A.




24


Cemento Portland Puzolánico Tipo IP

Cemento Portland MS-ASTM C-1157

Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co

Cementos Selva S.A.




Cemento Portland Puzolánico Tipo IP

Cemento Portland Compuesto Tipo 1Co

Cemento Sur S.A.

Cemento Portland Tipo I - Marca "Rumi"

Cemento Portland Puzolánico Tipo IPM - Marca "Inti"

Cemento Portland Tipo II*

Cemento Portland Tipo V*

Yura S.A.


Cemento Portland Tipo IP

Cemento Portland Tipo IPM

Cemento de Albañilería - Marca "Estuco Flex" A pedido

La mayor parte del cemento se comercializa en bolsas de 42.5 K. y el resto a granel,

de acuerdo a los requerimientos del usuario.

Las bolsas por lo general, son fabricadas en papel krap extensible tipo Klupac con

variable contenido de hojas, que usualmente están entre dos y cuatro, de acuerdo a

los requerimientos de transporte o manipuleo.

En algunos casos cuando las condiciones del entorno lo aconseja, van provistas de un

refuerzo interior de polipropileno. Las bolsas son ensayadas para verificar su

porosidad al aire, absorción, impermeabilidad y resistencias mecánicas. También, las


25

TIPOS Y CLASES DE CEMENTO

Empresas

Cemento Portland C. Portland AdicionadosCemento

Albañilería

I II V IP I(PM) MS I Co

Cemento Andino (1) (1) (1)

Cementos Lima (1)

Cementos Pacasmayo

Cementos Selva (1) (1)(2) (1)(2)

Cementos Sur (2) (2)

Yura (2) (2)

(1) de bajo contenido de álcalis

(2) a pedido


26

fábricas están preparadas para realizar la comercialización del cemento en bolsones

con capacidad de 1.5 toneladas. Dichos bolsones se conocen como big bag.

Todas las fábricas disponen de facilidades para el despacho de cemento a granel. En

ésta modalidad la cantidad mínima a vender es de 25 a 30 toneladas, según la

capacidad del semirremolque.

1.7 NORMAS:

LAS NORMAS DE CEMENTO EN PERU

El cemento en el Perú es uno de los productos con mayor número de normas, que

datan del inicio del proceso de normalización en el país.

Se cuenta con 7 normas sobre especificaciones, una de muestreo e inspección, 5

sobre adiciones y 30 sobre método de ensayo, según la relación que figura al pie.

En la actualidad, la responsabilidad de la normalización se encuentra en el Instituto

Nacional de Defensa de la Competencia y de la Protección de la Propiedad Intelectual

– INDECOPI.

La dación de normas se encuentra dentro de las atribuciones de una de las secretarias

de INDECOPI, denominada Comisión de Reglamentos Técnicos y Comerciales.

La normalización del cemento se lleva a cabo por el Comité Técnico Permanente de

Normalización de Cementos y Cales.

REQUISITOS TECNICOS DE LOS CEMENTOS

De acuerdo a las Normas Técnicas Peruanas NTP 339.009, los requisitos físicos y

químicos de los cementos Portland se muestra a continuación:


27

a.- Requisitos físicos obligatorios

TIPO

REQUISITOS FISICOS I II V MS IP ICo

Resistencia la compresión mín

Kg/cm²

3 días 120 100 80 100 130 130

7 días 190 170 150 170 200 200

28 días 280* 280* 210 280* 250 250

Tiempo de fraguado minutos

Inicial. mínimo 45 45 45 45 45 45

Final. máximo 375 375 375 420 420 420

Expansión en autoclave

% máximo 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80

Resistencia a los Sulfatos

% máximo de expansión ....... ....... 0.04* 0,10 0.10* .......

14 días

6

meses

6

meses

Calor de Hidratación , Max Kj /

Kg

7 días ....... 290* ....... ....... 290* .......

28 días ....... ....... ....... ....... 330* .......


28

b.- Requisitos químicos obligatorios

TIPO

Requisitos Químicos I II V MS IP IC o

Oxido de Magnesio (MgO) máx.

% 6,0 6,0 6,0 ..... 6,0 6,0

Trióxido de Azufre (SO3) máx. % 3,5 3,0 2,3 ..... 4,0 4,0

Perdida po Ignición máx. % 3,0 3,0 3,0 ..... 5,0 8,0

Residuo Insoluble máx. % 0,75 0,75 0,75 ..... ..... .....

Aluminato Tricálcico (C3A) máx.

% ...... 8,0 5,0 ..... ..... .....

Álcalis equivalentes

0,6 0,6 0,6 ..... ..... .....

( Na20 + 0.658 K20 ) máx. %


29

c.- Requisitos físicos opcionales

TIPO

Características Físicas

Opcionales I II III IV V

Falso graduado % (P. Fin)

minimo 50 50 50 50 50

Calor Hidratación máx Caligr

7 días ...... 70 ...... 60 ......

28 días ...... ...... ...... 70 ......

Resistencia la comprensión (M

Pa) 28 días 280 280 ...... ...... ......

Resistencia a los sulfatos 14 días

máx ...... ...... ...... ...... 0,04


30

TIPO

Características Físicas

Opcionales I II III IV V

Aluminato Tricalcico (C3A) máx

% ...... ...... 5-8 ...... ......

Suma (C3S + C3A) máx % ...... 58 ...... ...... ......

Álcalis equivalentes

0,6 0,6 0,6 ...... ......

( Na20 + 0.658 K20 ) máx. %


31

Los tipos de cemento cuyo requisitos para concretos expuestos a soluciones que contienen sulfatos se muestran a

continuación :

Exposición

a

Sulfatos

Sulfatos

Solubles en

agua (SO4)

en el suelo

Sulfatos

(SO4)

en el agua

ppm

Tipo

Cemento

Concreto con

agregado de

peso normal

rel.

a/c máx en

peso

Concreto con

agregado de peso

normal y ligero

Resist. Comp

minima MPa

Insignificante O<S04<0.1 O<S04<150 ...... ......

Moderada O.1<S04<0.2 150<S04<1500II.IP

MS. IPM0,50 40

Severa O.2<S04<2.0 1500<S04<10000 V 0,45 45

Muy severa S04>2.0 S04>10000 V más 0,45 45

puzolana


32

ADICIONES Y ADITIVOS

El cemento definido por esta norma técnica peruana no contendrá adiciones, excepto en

los siguientes casos.

Puede añadirse sulfato de calcio y/o eventualmente agua en cantidad tal que el trióxido

de azufre y la pérdida de ignición no exceda los límites establecidos.

A opción del fabricante puede usarse aditivos de proceso en la fabricación del cemento

tales que los materiales reúnan los requisitos de la NTP 334.085.1998.( Cemento.

Aditivos de proceso a usarse en la producción de cementos Pórtland)

INFORMACIÓN PARA PEDIDOS:

Los pedidos de cemento que cumplen los requerimientos de la NTP deberán incluir:

Número de la especificación y fecha.

El tipo de cemento requerido. Sino especifica el tipo se deberá cumplir con los

requerimientos para el tipo I.

Deberá expresarse si se requiere, las características opcionales de carácter físico o

químico que se demanden.

MUESTREO:

Cuando el cliente desea que el cemento sea muestreado y ensayado para verificar el

cumplimiento con esta NTP, el muestreo y el ensayo deberán realizarse en concordancia

con la NTP 334.007:1997 (Cementos. Muestreo e inspección)

La NTP 334.007:1997 no está orientada para el control de calidad del fabricante y no se

requiere para la certificación del mismo.


33

INSPECCIÓN:

La inspección del material se efectuará por acuerdo entre el comprador y el vendedor

como parte del contrato de venta.

El cemento se almacenará en lugar seco protegido de la intemperie y de fácil acceso para

la inspección.

ENVASE Y ROTULADO

El cemento será recibido en el envase original de fábrica, sea en bolsas o a granel.

Cuando el cemento sea embolsado, deberá tener un contenido neto de 42.5 Kg.

La bolsa que sirve de envase deberá incluir en el rótulo:

La palabra Cemento Pórtland y el tipo correspondiente.

Nombre o símbolo del fabricante.

El contenido neto en Kg.

El código de la presente NTP.

ESPECIFICACIONES

NTP 334.009:1997NTP 334.009:1997 Cemento. Cemento Pórtland. Requisitos. Cemento. Cemento Pórtland. Requisitos.

NTP 334.044:1997NTP 334.044:1997 Cemento. Cemento Pórtland Puzolánicos. Cemento. Cemento Pórtland Puzolánicos. IP y I(PM). RequisitosIP y I(PM). Requisitos..

NTP 334.050:1984NTP 334.050:1984 Cemento Pórtland Blanco Tipo I. Requisitos.Cemento Pórtland Blanco Tipo I. Requisitos.

NTP 334.069:1998NTP 334.069:1998 Cemento. Cemento de Albañilería. Requisitos. Cemento. Cemento de Albañilería. Requisitos.

NTP 334.082:1998NTP 334.082:1998 Cemento. Cemento Pórtland Adicionados. Especificaciones de la Cemento. Cemento Pórtland Adicionados. Especificaciones de la

Performance.Performance.

NTP 334.083:1997NTP 334.083:1997 Cemento. Cemento Pórtland Adicionados Tipo P y S.Cemento. Cemento Pórtland Adicionados Tipo P y S.

NTP 334.049:1985NTP 334.049:1985 Cemento Pórtland de escoria tipo IS y ISM, requisitos. Cemento Pórtland de escoria tipo IS y ISM, requisitos.

NTP 334.073:1987NTP 334.073:1987 Cemento Pórtland compuesto Tipo 1CO,requisitos. Cemento Pórtland compuesto Tipo 1CO,requisitos.

MUESTREO E INSPECCIÓN

NTP 334.007:1997 Cemento. Muestreo e inspección

ADICIONES


34

NTP 334.084:1998NTP 334.084:1998 CEMENTOS. Aditivos funcionales a usarse en la CEMENTOS. Aditivos funcionales a usarse en la

producción de cementos Pórtland.producción de cementos Pórtland.

NTP 334.085:1998NTP 334.085:1998 CEMENTOS. Aditivos de proceso a usarse en la CEMENTOS. Aditivos de proceso a usarse en la

producción de cementos Pórtland.producción de cementos Pórtland.

NTP 334.087:1999NTP 334.087:1999 CEMENTOS. Adiciones minerales en pastas, morteros y CEMENTOS. Adiciones minerales en pastas, morteros y

concretos; microsílice y especificacionesconcretos; microsílice y especificaciones

NTP 334.088:1999NTP 334.088:1999 CEMENTOS. Aditivos químicos en pastas, morteros y CEMENTOS. Aditivos químicos en pastas, morteros y

hormigón (concreto); especificaciones.hormigón (concreto); especificaciones.

NTP 334.089:1999NTP 334.089:1999 CEMENTOS. Aditivos incorporados de aire en pastas, CEMENTOS. Aditivos incorporados de aire en pastas,

morteros y hormigones (concreto); especificaciones.morteros y hormigones (concreto); especificaciones.


35

2. UNIDADES DE ALBAÑILERÌA

Son básicamente hechas de arcilla, arena cal ( sílico- calcáreo) y de concreto. De

acuerdo a su tamaño son denominados Ladrillos y bloque. Se le llama ladrillos cuando

pueden ser manipulados y asentados con una mano; y bloques, cuando por su peso y

dimensiones se tiene que emplear ambas manos.

A nivel internacional las unidades se clasifican por el porcentaje de huecos ( alvéolos o

perforaciones), que tienen en su superficie de asentado y por la disposición que éstos

tengan, así tenemos :

a) Unidades sólidas y macizas. Son las que no tienen huecos o , en todo caso,

presentan alvéolos o perforaciones perpendiculares a la superficie de asiento que cubren

un área no mayor al 25% del área de la sección bruta.

b) Unidades huecas. Son aquellas donde el área neta ( en la cara de asiento ) es menor

al 75% del área bruta. En esta categoría clasifican los bloques de concreto vibrado

( empleados en albañilería armada) y también, las unidades con muchas perforaciones.

c) Unidades tubulares. Son las que tienen sus alvéolos o perforaciones dispuestos en

forma paralela a la superficie de asiento; en este tipo clasifican los ladrillos pandereta,

utilizados en los tabiques.

2.1 FABRICACIÒN DE UNIDADES DE ALBAÑILERÍA, PROPIEDADES FISICAS Y

MECANICAS. ENSAYOS DE CLASIFICACION

2.1.1 Unidades Sílico Calcáreos:

En el mundo, el uso de los ladrillos silícico-calcáreos es común y tienen muchas ventajas

sobre los ladrillos cerámicos, no solamente por su mejor calidad sino, porque se fabrican

sobre la base de recursos que abundan en la naturaleza como son la arena ( con un 75%

de sílice ) y la cal hidratada ( 10% ), lo que da lugar a unidades de color blanco grisáceo,

aunque puede añadirse pigmentos que le proporcionan otras tonalidades.

2.1.2 Unidades de concreto:


36

La ventaja de las unidades de concreto sobre las anteriores es que dependiendo de la

dosificación que se emplee (Cemento-Arena-Confitillo-Agua), pueden lograrse unidades

con una resistencia que dependan del uso al que se destine.

Estas unidades pueden ser artesanales (ladrillos ) o industriales ( ladrillos y bloque). Con

un tono gris verdoso, aunque puede agregarse pigmentos que varíen su color. Su textura

usual es gruesa, con poros abiertos, y su peso puede aligerarse empleando piedra

pómez como agregado.

Fabricación

En los procesos artesanales la dosificación de los materiales se hace por volumen

( usualmente 1:2:4, cemento-arena-confitillo e ¼” ); mientras que en los procesos

industriales se dosifica en peso. En ambos casos, se utiliza una baja cantidad de agua

( slump 1”), a fin de permitir el desmolde de la unidad sin que se desmorone.

Mezclado de los materiales de hace a mano ( artesanal ) o a maquina ( industrial ).

El moldeo se realiza por vibro-compresión ( industrial ), utilizando máquinas estacionarias

o “ponedoras” ( en obra ), o chuceando la mezcla en moldes artesanales.

El proceso de curado industrial se hace en cámaras de vapor ( 50 º C, a baja presión ),

en cámaras autoclave ( 150º C, a presión de 6 a 10 atmósferas ), o con riego por

aspersión.

Artesanalmente el curado se realiza echándoles agua durante una semana en un tendal.

Estas unidades pueden utilizarse después de 28 días de su fabricación.

2.1. 3 Unidades de arcilla

MATERIA PRIMA

Selección de la Materia Prima:

La materia prima de un ladrillo es la arcilla, la cual debe tener la siguiente composición

química para ser apta para un ladrillo:


37

Contenido de Álcalis y Ácidos: menor del 0.2%. Puede causar eflorescencia con un

porcentaje mayor.

Sustancias solubles (sales: sulfato sódico, sulfato de magnesio): menor al 0.04%. Igual al

anterior produce eflorescencias con un porcentaje mayor

Piritas (Sulfuros de Hierro). Su exceso puede producir una deposición sulfúrica, en el

momento de la cocción, ocasionando coloraciones indeseables y cuarteaduras sobre el

material.

Contenido de Alúmina: 20% - 30%: Imparte plasticidad a la arcilla, y un exceso provoca

contracciones altas en el secado.

Contenido de Sílice: 50% - 60%: Da baja contracción, previene el agrietamiento, imparte

formas uniformes al ladrillo. Asociada con la durabilidad. Su exceso disminuye la

cohesión entre partículas.

Oxido de Hierro: Imparte coloración rojiza a la cerámica, previene que la cal produzca la

función de la arena. Su exceso produce una coloración azul oscura (generalmente no

ocasiona otra molestia).

Cal: Debe estar dispersa (diámetro 0.2 mm) o sea cal viva más agua. Es un fundente que

permite bajar la temperatura de fusión de la sílice. Si hay un exceso puede fundir

demasiado provocando agrietamiento y deformación de la pieza.

MgO: Imparte coloración amarilla a la cerámica. Ayuda a decrecer la deformación su

exceso produce deterioro por expansión de la superficie.

Además la arcilla debe tener un bajo contenido de material orgánico para que en el

proceso de la cocción no queden espacios vacíos por el consumo de este material.

FABRICACION

SELECCIÓN DE LA MATERIA PRIMA :

En el momento de escoger la arcilla se tiene en cuenta aspectos como su color y textura,

se puede escoger entre varios estratos de tierra .


38

ADECUACIÓN DE LA MATERIA PRIMA :

Se realiza principalmente un ajuste granulométrico debido al gran número de partículas

grandes, que compone la arcilla. Este ajuste se hace en dos tipos de molino, para así

alcanzar la mayor finura posible, y poder tener una mayor homogeneidad en el amasado.

Este proceso es de lo más variado, lo que da lugar a unidades artesanales, semi-

industriales e industriales, con una gran diferencia en sus formas, resistencias y

dimensiones.

La extracción del material en la cantera se hace con picos, lampas y carretillas (proceso

artesanal): o usando palas mecánicas (proceso industrial). Posteriormente, se tamiza el

material empleando mallas metálicas, para de ese modo eliminar las piedras y otras

materias extrañas.

La molienda de la materia prima puede ser apisonándola o con molinos.

El mezclado de la materia prima con agua y arena, se realiza dejando dormir la tierra

durante un día (artesanal, como el adobe), o empleando máquinas dosificadoras al peso

(industrial).

El Moldeo ya con una arcilla de granulometría adecuada, procede a agregarle agua hasta

que alcance su estado plástico .

Simultáneamente se aceitan las caras internas de los moldes para lograr una mínima

adhesión entre la arcilla y el molde.

La arcilla se introduce al molde aplicándole presión de forma tal que ocupe cada uno de

los espacios vacíos del molde .

El moldeado se efectúa amasando la mezcla sobre moldes de madera (como el adobe),

con prensas (a gran presión) o con extrusoras; en este último caso, la masa plástica es

obligada a pasar por una boquilla con la sección transversal del producto terminado.

El Secado ya con la arcilla dentro del molde, esta se expone al medio ambiente (en una

parte seca), durante 14 días, en los cuales se elimina el mayor porcentaje posible de

humedad libre quedando menos del diez por ciento de está humedad, debido al largo


39

tiempo de exposición. Como consecuencia de esta exposición se presentan

contracciones

Este proceso se realiza colocando las unidades sobre un tendal, o introduciéndolas en un

horno con temperatura regulable (desde la del medio ambiente hasta los 200ºC).

El Quemado o Cocción se efectúa en hornos abiertos con quemadores de leña o petróleo

(colocados en la base), esto da lugar a diferencias de más del 100% entre la resistencia

de las unidades ubicadas en la parte baja y alta del horno: o con hornos tipo túnel con

quemadores de petróleo o de carbón molido, con cámaras a temperaturas regulables

(hasta 1200ºC) y de enfriamiento. Este proceso dura entre 2 y 5 días.

CARACTERISTICAS DE LAS UNIDADES

Los productos cerámicos se caracterizan por la constitución porosa de sus diversas

partes, que son absorbentes de agua.

Las características generales de todo buen ladrillo cerámico son:

Un buen ladrillo tiene:

- Un moldeo perfecto.

- Dimensiones uniformes

- Superficies planas

- Una estructura porosa, adherirse bien al mortero y no contener sales solubles.

- Aristas perfiladas con ausencia completa de grietas

- Sonido metálico (ser muy sonoro a la percusión).

- Color, naranja a rojo según las tierras empleadas.

- Buena cocción, quemada de 800 a 1000 º C


40

Existe una variedad tremenda en las unidades de arcilla, debido a los diversos procesos

de elaboración y materia prima empleada.

1.1.4 Propiedades y ensayos de Clasificación

a) Geometría, Variación de Dimensiones o Alabeo:

En términos generales ningún ladrillo conforma perfectamente con sus dimensiones

especificadas. Existen diferencias de largo, ancho y alto, así como deformaciones de la

superficie asimilables a concavidades o convexidades. El efecto de estas imperfecciones

geométricas en la construcción de albañilería se manifiesta en la necesidad de hacer

juntas de mortero mayores que las convenientes. A mayores imperfecciones mayores

espesores de junta.

El mortero cumple en la albañilería dos funciones, la primera es separar los ladrillo de

modo tal de absorber las irregularidades de estos y, la segunda es pegar los ladrillo de

modo tal que la albañilería no sea un conjunto de piezas sueltas, sino un todo. Para la

albañilería de buena calidad se estima que un espesor de juntas de 10 mm. a 12 mm. es

adecuado y suficiente. Cuando las imperfecciones del ladrillo exceden los valores

indicados, para el tipo IV, el espesor de la junta debe ser necesariamente mayor de 12

mm. Se considera que la resistencia de la albañilería disminuye aproximadamente en 15

% por cada incremento de 3 mm. en el espesor de la junta de mortero.

b) Resistencia a la Compresión:

La resistencia a la comprensión de la albañilería (f’m) es su propiedad más importante.

En términos generales, define no sólo el nivel de su calidad estructural, sino también el

nivel de su resistencia a la intemperie o a cualquier otra causa de deterioro. Los

principales componentes de la resistencia de la albañilería son: La resistencia al


41

comprensión del ladrillo (f’b), la perfección geométrica del ladrillo, la calidad de mortero

empleado para el asentado de ladrillo y la calidad de mano de obra empleada.

c) Densidad:

A partir de los ensayos realizados se ha establecido que existe una relación estrecha

entre la densidad del ladrillo y sus otras propiedades. A mayor densidad mejores

propiedades de resistencia y de perfección geométrica.

Consecuentemente, se ha decidido emplear en la Norma el valor de densidad como un

criterio que permite de una manera simple, mediante ensayos fáciles de efectuar

prácticamente en cualquier lugar, evaluar la calidad de ladrillo con que se cuenta.

d) Modulo de Ruptura:

Se ha dicho que la propiedad característica de la albañilería es su resistencia a la

comprensión. Cuando un prisma de albañilería es sometido a una carga de comprensión

la primera falla ocurre al rajarse verticalmente los ladrillos, como consecuencia de la

tracción lateral ocasionada por la tendencia del mortero a fluir lateralmente y escapar de

entre los mismos. Consecuentemente, al aumentar la resistencia a la tracción del ladrillo

se aumenta también la resistencia a la comprensión de la albañilería.

e) Absorción Máxima

La Absorción máxima del ladrillo es considerada como una medida de su

impermeabilidad. Los valores indicados como máximos en la Norma se aplican a

condiciones de uso en que se requiera utilizar el ladrillo en contacto constante con el

agua o con el terreno, sin recubrimiento protector.

Tal es el caso de cisternas, jardineras y albañilería de ladrillo visto en zonas muy

lluviosas.


42

f) Coeficiente de saturación

El coeficiente de saturación es considerado como una medida de la durabilidad del ladrillo

cuando se encuentra sometido a la acción de la intemperie.

El coeficiente de saturación es la relación que existe entre la absorción del ladrillo

(cuando se le sumerge en agua un número de horas determinado) y la absorción máxima

de ladrillo (a medida luego de 5 horas de ebullición). A mayor coeficiente de saturación,

mayor será la cantidad de agua que absorbe rápidamente el ladrillo y consecuentemente

inferior su resistencia a la intemperie. Así un ladrillo con un coeficiente de saturación

menor de 0.8 es poco absorbente y es utilizable para cualquier clima o condición de

intemperismo, y un ladrillo con un coeficiente de saturación es muy absorbente y sólo es

utilizable cuando se protege de la intemperie mediante recubrimiento adecuado.

Este criterio de resistencia al intemperismo ha sido incorporado en la Norma para

asegurar la adecuada durabilidad de la construcción de albañilería cuando existen

condiciones de uso e intemperismo particularmente exigentes.

g) Succión:

Está demostrado que con ladrillo que tienen una succión excesiva no logra uniones

adecuadas con el mortero, debido a la rápida perdida de parte de agua que es absorbida

por el ladrillo, se deforma y endurece no logrando un contacto completo e intimo con la

cara del siguiente ladrillo. El resultado es una adhesión pobre e incompleta, dejando

uniones de baja resistencia y permeables al agua.

Se considera que para succiones mayores de 20 gramos por minuto en un área de 200

m2 es requisito indispensable que los ladrillos se saturen antes de su uso.

De las pruebas realizadas se han obtenido los siguientes valores según los tipos de

ladrillo:


43

TIPOSUCCIÓN PROMEDIO

(en gramos / 200 cm2)

I 61

II 66

III 53

IV No se obtuvo valores

V 38

h) Eflorescencia

En el contexto de la Norma, la eflorescencia es una medida del afloramiento y

cristalización de las sales solubles contenidas en el ladrillo cuando éste es humedecido.

La objeción principal a la eflorescencia en su efecto sobre la apariencia de la albañilería;

sin embargo puede ocurrir si las sales que se cristalizan se encuentran en cantidad

importante que la presión que estos cristales ejerzan al crecer causen rajaduras en el

caso en que la muestra sometida al ensayo sea calificada como “eflorescencia”.

No obstante que esta propiedad no está normada como requisito se recomienda

realizarla en los casos en que se trate de acabados de ladrillo visto o cuanto la albañilería

se encontrará sometida a humedad intensa y constante.

La muestra de 10 o 6 unidades se dividen en 2 grupos: cada grupo se coloca en una

bandeja (espaciando las unidades a cada 5 cm.) la misma que tiene una altura de agua

de 25 mm. Esta operación se hace en una cámara de humedad controlada (de 30 a 70 %

de humedad).exenta de corrientes de aire, transcurrido 7 días las unidades se secan 24

horas en horno a 110ºc para luego dejarlos enfriar a temperatura ambiental.

Finalmente se aprecia la diferencia de colores entre los vértices y la zona central.

Dependiendo de que aparezcan manchas blancas, la unidad calificada como

EFLORESCENCIA, LIGERAMENTE EFLORESCENCIA o SIN EFLORESCENCIA.


44

Cabe recalcar que la presencia de sales cristalizadas destruyen la presencia del ladrillo, y

que de ocurrir este problema, los muros deben limpiarse seco con una escobilla

metálica.

i) Alabeo.

El mayor alabeo (concavidad o convexidad) del ladrillo conduce a un mayor espesor de la

junta: así mismo, puede disminuir la adherencia con el mortero a formarse vacíos en

zonas más alabeadas; o incluso, puede producir falla de tracción por flexión en la unidad.

Esta prueba se realiza colocando la superficie de asiento de la unidad sobre una mesa

plana, para luego introducir una caña metálica graduada al milímetro en la zona mas

alabeada; también debe colocarse una regla que conecte los extremos diagonalmente o

puestos de la unidad. para después introducir la caña en el punto de mayor deflexión, el

resultado promedio se expresa en mm.

2.1.4.1 LADRILLOS DE ARCILLA Y DE SILICE-CAL

De acuerdo a la Norma ITINTEC 331.017, teniendo en cuenta sus propiedades, se

clasifican en cinco tipos.

TIPO I.

Resistencia y durabilidad muy bajas. Apto para construcciones de albañilería en

condiciones de servicio con exigencias mínimas (viviendas de uno o dos pisos), evitando

el contacto directo con la lluvia o el suelo.

TIPO II.

Resistencia y durabilidad bajas. Apto para construcciones de albañilería en condiciones

de servicio moderadas (no deben estar en contacto directo con la lluvia, suelo o agua).

TIPO III.


45

Resistencia y durabilidad media. Apto para construcciones de albañilería de uso general.

TIPO IV.

Resistencia y durabilidad altas. Apto para construcciones de albañilería en condiciones

de servicio rigurosas pueden estar sujetos a condiciones de Intemperismo moderado, en

contacto con lluvias intensas, suelo y agua.

TIPO V.

Resistencia y durabilidad muy altas. Aptos para construcciones de albañilería en

condiciones de servicio particularmente muy rigurosas, pueden estar sujetos a

condiciones de intemperismo similares al tipo IV.

2.1.4.2 LADRILLOS DE CONCRETO

En el mercado nacional el tamaño preferido tiene las siguientes dimensiones:

Ancho: 130mm; largo: 240 mm; alto: 90 mm. king Koncreto

La norma titulada: Unidades de Albañilería. Ladrillos de concreto. Requisitos, con el

código NTP 399.601 . establece:

El Ladrillo de concreto se define como: unidad de albañilería de dimensiones modulares

fabricado con cemento Portland y agregados que puede ser manipulada con una sola

mano.

Tipos. La norma considera tres tipos de ladrillos, definidos en relación con su resistencia,

como sigue:

Tipo 24: para su uso como unidades de enchape arquitectónico y muros exteriores sin

revestimiento y para su uso donde se requiere alta resistencia a la compresión y

resistencia a la penetración de la humedad y a la acción severa del frío.

Tipo 17: para uso general donde se requiere moderada resistencia a la compresión y

resistencia a la acción del frío y a la penetración de la humedad.

Tipo 14: para uso general donde se requiere moderada resistencia a la compresión.


46

Las especificaciones de calidad establecen requisitos físicos, con niveles de resistencia y

absorción de agua según la siguiente tabla:

Además determina requisitos sobre las variaciones permisibles en las dimensiones

(ancho, alto y largo) que no deben diferir por más de ± 3,0 mm de las dimensiones

estándar.

Finalmente, se especifica que de no existir otra determinación, el ladrillo debe ser macizo

o hueco a opción del vendedor. El área neta de la sección transversal del ladrillo hueco

en cada plano paralelo a la superficie conteniendo los huecos debe ser por lo menos el

75% del área de la sección transversal bruta medida en el mismo plano. Ninguna parte de

algún agujero debe estar a menos de 20 mm de algún borde del ladrillo.

Acabado y Apariencia

Todas las unidades deben estar en buenas condiciones y libres de grietas u otros

defectos que podrían interferir con el adecuado empleo de la unidad o que podrían

deteriorar significativamente la resistencia a la durabilidad de la construcción. Las grietas

menores inherentes al método usual de fabricación o astillamientos menores resultantes

de los métodos habituales de manipulación en el envío y distribución no son causa de

rechazo.

Cuando las unidades sean empleadas en construcción de muros expuestos, la cara o las

caras que son expuestas no deben mostrar astillamientos o agrietamientos, u otras

imperfecciones que son vista desde una distancia de no menos de 6 m bajo luz difusa.


47

Se permite que el 5% de un envío tenga astillamientos no mayores que 12,7 mm en

alguna dimensión, o grietas no más anchas que 0,5 mm y no más largas que el 25% de la

altura nominal de la unidad.

El color y la textura de las unidades debe ser especificado por el comprador. Las

superficies acabadas que serán expuestas deben estar conformes a una muestra

aprobada consistente de no menos de cuatro unidades, representando el rango de

textura y color permitido.

Los Métodos de Muestreo y los Resultados de Ensayos

El muestreo y ensayo de los ladrillos de concreto se efectuará de acuerdo con la NTP

339.604. UNIDADES DE ALBAÑILERIA. Métodos de muestreo y ensayo de unidades de

albañilería de concreto.

La especificación de muestreo determina que las unidades enteras de albañilería de

concreto serán seleccionadas por el comprador y el vendedor o sus representantes de

acuerdo a lo establecido por un método aceptado para el muestreo aleatorio que

acuerden o adopten. En todo caso, las unidades deberán ser seleccionadas utilizando

una tabla estadística de números aleatorios.

Para determinar la resistencia a la compresión, absorción y variación de dimensiones, se

seleccionarán seis unidades de cada lote de 10 000 unidades o menos y 12 unidades de

cada lote de más de 10 000 y menos de 100 000 unidades. Para lotes de más de 100 000

unidades, se seleccionarán seis unidades por cada 50 000 unidades o fracción.

Las muestras se marcaran de manera que puedan ser identificadas en cualquier

momento. Las marcas no deben ser mayores del 5% del área superficial del espécimen .

Informe de Laboratorio

El informe de laboratorio deberá contener los siguientes aspectos:


48

La resistencia a la compresión del área bruta con aproximación a las 0,1 Mpa por

separado para cada espécimen y como el promedio de especimenes según lo

determinado.

La absorción resultante por separado para cada unidad y con el promedio para las tres

unidades.

El ancho, la altura, y la longitud promedios de cada espécimen.

2.1.4.3 BLOQUES DE CONCRETO

De acuerdo con la Norma ITINTEC 339.005, los bloques se clasifican en :

TIPO I. Usados en la construcción de muros portantes. El espesor mínimo de la caras o

paredes del bloque debe ser de 15 mm.

TIPO II. Empleado En la construcción de tabiques, cercos y parapetos. El espesor

mínimo de las caras o paredes del bloque debe ser de 13 mm.

Las dimensiones nominales (las reales más 1 cm de junta ) de los bloques enteros que

usualmente se emplean en los muros portantes, son : 40x15x20 y 40x20x20 cm ( largox

anchox altura) ; en tanto que las dimensiones de los medios bloques son 20x15x20 y

20x20x20 cm.

Puesto que los bloques son empleados en edificaciones con dimensiones modulares en

sus ambientes, la Norma es rigurosa en el aspecto dimensional; se especifica que por

cada lote de 2 millares debe hacerse la prueba de variación de dimensiones sobre una

muestra de unidades; admitiéndose tolerancias hasta de 3 mm en cada arista, con un

alabeo máximo de 3mm. Si se encuentra que dos bloques de esta muestra no cumplen

con esas especificaciones, se ensaya otra muestra; si se vuelve a encontrar otras dos

unidades defectuosas, se rechaza el lote.


49

3. LA MADERA

3.1 INTRODUCCION

La madera es un material que ya conoció el hombre prehistórico, cuando construyó sus

primeros refugios al abandonar las cuevas y socavones. Pese a la evolución

experimentada en el arte de la construcción y en la aplicación de nuevos materiales, la

madera constituye un buen porcentaje del total de los materiales empleados en la

construcción.

La madera es altamente valuado por su belleza, aunque no se trata de un material de alta

tecnología. Además de eso, es tan resistente y ligera, que todavía en muchos países

predomina su uso en la industria de la construcción.

3.2 EL ÁRBOL Y SU ESTRUCTURA

Al hacer un corte transversal de un árbol y analizar desde el exterior hacia el interior una

sección de éste, se pueden apreciar zonas claramente diferenciadas, las cuales cumplen

funciones específicas:

La primera zona apreciable es la corteza, formada por materia muerta, de aspecto

resquebrajado, que se divide en corteza exterior y corteza interior (floema).

• La corteza exterior está compuesta por células muertas que cumplen la función de

proteger la estructura interior frente a agentes climáticos y biológicos

• Siguiendo hacia dentro se encuentra la corteza interior, compuesta por células que

trasladan savia elaborada.


50

Luego se presenta el cambium, zona que corresponde al tejido generador de células, es

decir, donde se produce el crecimiento del árbol. Hacia el interior forma el xilema y hacia

el exterior, forma el floema.

• En el xilema podemos distinguir la albura hacia el exterior, con células que cumplen la

función de sostén y traslado de agua y nutrientes.

Hacia el interior del xilema se forma el duramen, compuesto por células inactivas, pero

que mantienen la función de sostén.

En el centro del árbol se encuentra la médula, tejido inactivo sin función específica.


51

3.3 CARACTERISTICAS TECNICAS Y CLASIFICACION DE NUEVAS ESPECIES

FORESTALES PARA LA CONSTRUCCION

Para lograr la sostenibilidad ecológica de los bosques tropicales se requiere aumentar el

rendimiento económico, la productividad y el valor agregado de los productos forestales

de la industria maderera, con el propósito de mejorar la oferta en el mercado nacional e

internacional. Los bosques deben seguir conservándose como tales, a partir de un

retorno de los recursos financieros que genera el propio bosque. Para que esto sea

viable es necesario modernizar la tecnología industrial y promover la introducción de

productos de nuevas especies en el mercado nacional e internacional.

El aprovechamiento forestal actual es del orden de 5 a 10 m3 por hectárea, lo que es

insuficiente, improductivo, caro e incapaz de generar excedentes financieros para cubrir

los costos de manejo forestal.

Con el propósito de revalorar los bosques tropicales, mejorar su aprovechamiento y

sostenibilidad económica, la Organización Internacional de Maderas Tropicales (ITTO),

aprobó en noviembre de 1989 el Proyecto PD 37/88 “Utilización Industrial de Nuevas

Especies Forestales en el Perú” que fue calificado como “modelo internacional” por los

beneficios sociales, técnicos y económicos que se espera alcanzar. El proyecto se

ejecutó en su primera y segunda fase en convenio con la Dirección General Forestal y

Fauna del Ministerio de Agricultura y la Cámara Nacional Forestal.

Uno de los objetivos del proyecto fue incorporar la utilización de 20 especies forestales de

uso potencial y de significativa presencia en los bosques tropicales del país.


52

En base a los estudios realizados por la Junta del Acuerdo de Cartagena se determino

que existe un gran número de especies con características apropiadas para ser

empleadas en construcción. Sin embargo hay una gran selectividad por parte del usuario

hacia determinadas maderas aun cuando existen otras de características similares que

podrían ser empleados con el mismo fin. Para evitar este problema se realizo la

agrupación de especies en tres grupos estructurales denominados A, B y C, cada uno

con diferentes características de resistencia.

Según los estudios realizados, las propiedades de resistencia mecánica de las maderas

(principalmente la flexión estática) tiene correlación con la densidad básica. Por ello se

realizado la agrupación tentativa de las nuevas especies estudiadas por el Proyecto PD

37/88 en función a su densidad. La metodología desarrollada por el

PADT-REFORT/JUNAC indica que las propiedades mecánicas determinadas a partir de

probetas pequeñas, libres de defectos, no son suficientes para definir propiedades de

diseño aplicables a elementos estructurales de tamaño natural. Por lo tanto, es necesario

realizar ensayos con elementos a escala natural para asignar en forma definitiva las

nuevas especies a los grupos estructurales correspondientes.

Aunque existe una buena correlación entre la densidad básica y las propiedades

mecánicas de las maderas a nivel de probetas, éstas deben verificarse ensayando vigas

a escala natural. Se recomienda realizar por lo menos 30 repeticiones para un ensayo de

vigas

Los valores de flexión estática, compresión paralela y perpendicular y otros que se

presentan en el Cuadro N. 1, están afectados por factores de seguridad para el diseño,

por lo que resultan significativamente menores que los valores obtenidos para probetas

experimentales pequeñas.

CUADRO N. 1


53

Grupo Flexión Tracción

paralela

Compresión

paralela

Compresión

perpendicular

Corte

paralelo

A

B

C

210

150

100

145

105

75

145

110

80

40

20

15

15

12

8

En el Cuadro Nº 1, elaborado por la JUNAC se indican los esfuerzos admisibles en

Kg/cm2 por grupos estructurales.

En el Cuadro Nº 2 se indica el módulo de elasticidad en Kg/cm2 para cada grupo :

CUADRO Nº 2

Grupo Módulo de Elasticidad

(0.05)

Módulo de Elasticidad

(prom.)

A

B

C

95.000

75.000

55.000

130.000

100.000

90.000

A continuación se presentan las características técnicas de 20 nuevas especies

forestales clasificadas según su densidad en tres grupos estructurales, describiéndose

sus condiciones de transformación, trabajabilidad, uso y comentarios generales sobre el

procesamiento industrial de cada especie.


54

CUADRO Nº 3

CARACTERISTICAS DE ASERRIO, SECADO, DURABILIDAD NATURAL Y PRESERVACION DE LAS ESPECIES MENOS CONOCIDAS

GRUPO ESTRUCTURAL C (Densidad Básica entre 0.40 a 0.55g/cm3)

NEspeci

e

Den

si

dad

Aserrío SecadoDurabilidad

natural

Preservación

recomendadaUsos Comentarios Generales

1 Oje

Rosad

o

0.42 Fácil Buen

comportamiento

al secado con

un programa

suave de 10

días. Se secó a

1” y 2”

Susceptible

a ataque

biológico

Inmersión en

húmedo, baño

caliente frío en

seco.

Carpintería

Estructuras

livianas,

enchapes

decorativos

Requiere ser procesada de inmediato.

La madera es similar al OAK. El lote

procesado sufrió ataque parcial de

hongos cromógenos

2 Oje

Renac

o

0.43 Fácil Buen

comportamiento

al secado con

un programa de

10 días. Se

secó a 1” y 2”

Susceptible

a ataque

biológico

Inmersión en

húmedo, baño

caliente frío en

seco.

Muebles,

estructuras,

carpintería y

enchapes,

decorativos


Es la variedad más densa de los ójes

estudiados. Regular trabajabilidad,

desafila ràpidamente las herramientas


55

3 Pasha

co

0.45 Fácil Riesgo de

Alabeo y

rajadura leve

Muy

susceptible

a hongos e

insectos

Inmersión en

húmedos, baño

caliente frío en

seco.

Muebles,

carpintería de

interiores


Buena trabajabilidad, y encolado

4 Pangu

ana

0.49 Fácil Buen

comportamiento

al secado con

un programa

suave 10 días.

Se secó a 1” 1

½” y 2”

Moderadam

ente

susceptible

a ataque

biológico

Inmersión en

húmedo, baño

caliente frío en

seco.

Carpintería de

interiores,

estructuras

molduras


El lote procesado tuvo ataque parcial

de hongos. Usada en Ecuador y

Colombia para construcción

(estructuras)

5 Cedrill

o

0.49 Fácil Buen

comportamiento

en el secado al

aire

Resistente No requiere Muebles

ebanistería

molduras

Trozas medianas, de buena calidad.

Madera similar al Cedro

6 Andiro

ba

0.54 Fácil En el secado al

aire presenta

leves grietas y

torceduras

Resistente No requiere Estructuras

carpintería

ebanistería

Meliacea de alta durabilidad natural.

La madera aserrada es muy parecida

a la caoba


56

CUADRO Nº 3

GRUPO ESTRUCTURAL B (Densidad Básica entre 0.56 a 0.70g/cm3)

N Especi

e

Den

si

Dad

Aserrío Secado Durabilidad

natural

Preservación

recomendada

Usos Comentarios Generales

7 Masho

Naste

0.56 Difícil Información no

disponible

Resistente No requiere Pisos

construcción

durmientes

carrocerías

La madera tiene sílice debe

procesarse con sierras entelitadas.

Seca cambia de color a marrón a

oscuro

8 Mari

Mari

0.57 Interme

dio

Buen

comportamiento

al secado al

aire

Alburra

susceptible

a ataque de

insectos

No requiere en

madera seca

Construcción

pesada muebles

carpintería

Buen comportamiento al secado.

Aparente para usos estructurales

9 Cachi

mbo

0.59 Interme

dio

Buen

comportamiento

al secado con

un programa

Moderadam

ente

susceptible

a ataque

biológico

Inmersión en

húmedo, baño

caliente frío en

seco.

Estructuras

Muebles

molduras

El lote procesado fue parcialmente

atacado por hongos

10 Requi

a

0.60 Interme

dio

n.d.* Resistente No requiere Muebles Meliacea de buena durabilidad, con


57

ebanistería

Molduras

grano recto y buena trabajabilidad

11 Huayr

uro

0.61 Fácil Buen

comportamiento

al secado al

horno.

Moderadam

ente

resistente al

ataque

biológico

No requiere Estructuras pisos

durmientes

carpintería

Trozas de grandes dimensiones.

Tiene alta resistencia mecánica.

12 Puma 0.67 Fácil Buen

comportamiento

al secado.

Resistente No requiere Machihembrados

estructuras

pesadas muebles

La madera despide astillas que

irritan la piel. Algunas trozas

presentan huecos en el centro.

13 Cefecil

lo

Huayr

uro

n.d.* Fácil Secado difícil

requiere de un

programa de

secado suave

Moderadam

ente

susceptible

al ataque de

hongos.

Inmersión en

húmedo, baño

caliente frío en

seco.

Carpintería pisos

construcción

Sensible al ataque de hongos, debe

procesarse rápidamente. Secado

difícil

14 Manch

in-

ga

0.68 Difícil Difícil riesgo de

Alabeo

Muy

susceptible

al ataque de

hongos.

Inmersión en

húmedo, baño

caliente frío en

seco. Autoclave

para productos

de exportación

Molduras

estructuras pisos

Deben liberarse tensiones en el

aserrío (rotando la troza 180) y dar

orientación radial a las tablas. Se

recomienda secar piezas cortas.


58

GRUPO ESTRUCTURAL A (Densidad Básica entre 0.71 a 0.90 g/cm3)

15 Aguano

Masho

0.73 Fácil Buen

comportamiento

al secado

Altura susceptible

al ataque biológico

duramente

resistente

No requiere Pisos Tiene una elevada

proporción de albura, lo

que determina bajos

rendimientos.

16 Yacusha-

pana

0.73 Difícil Buen

comportamiento

al secado

Resistente No requiere Pisos

construcción,

durmientes,

machihembrados

Tiene el grano

entrecruzado y es de alta

densidad y dureza, lo

que dificulta el aserrío.

Se recomienda estelitar

las sierras de cinta.

17 Capirona 0.76 Interme-

dio

Riesgo de

rajaduras

Moderadamente

resistente

No requiere Pisos

construcción,

machihembrados

Esta especie requiere un

tratamiento de desflame

para disminuir riesgos de

rajaduras en el secado.

Se exporta a Italia para

pisos

18 Estoraque 0.78 Interme-

dio

Buen

comportamiento

Resistente No requiere Pisos Trozas de pequeña

dimensión, con marcada


59

al secado diferencia entre albura y

duramen.

19 Ana Caspi 0.80 Difícil n.d.* Resistente No requiere Carrocerías,

estructuras,

pesadas

durmientes, pisos

La madera tiene sílice,

debe procesarse con

sierras estelitadas

20 Shihua-

huaco

0.87 Difícil Comportamient

o

moderado/difícil

Resistente No requiere Durmientes, pisos Se recomienda estelitar

las sierras de cinta

*n.d.: información no disponible.


60

3.4 GRUPOS DE ESPECIES ESTUDIADAS EN EL PADT – REFOR

CUADRO 4. GRUPOS DE ESPECIES ESTUDIADAS POR EL PADT-REFOR PARA

MADERA ESTRUCTURAL EN LOS PAISES ANDINOS

PAIS GRUPO NOMBRE COMUN NOMBRE CIENTIFICO

AAlmendrillo

Curupau

Tarales oppositifolia

Piptadenia grata

BOLIVIA

B

Coquino

Mururé

Verdolago

Ardisia cubana

Clarísia racemosa

Terminalia amazonia

CPalo maría

Yesquero

Calophyllum brasiliense

Cariniana estrellensis

A

Chanul

Chaquiro

Oloroso

Humiriastrum procerum

Goupia glabra

Humiria balsaminifera

COLOMBIA

B

Machare

Nato

Pantano

Symphonia globulifera

Mora megistosperma

Hieronyma chocoensis

C

Aceite mario

Carrá

Dormilón

Mora

Sande

Tangare

Calophyllum mariae

Huberodendron patinci

Pentaciethara macroloba

Clarisia racemosa

Brosimum utile

Carapa guianensis

ACaimitillo

Guayacán pechiche

Chrysophyllum cainito

Minquartia guianensis

ECUADOR

B

Chanui

Moral fino

Pituca

Humiriastrum procerum

Chlorophora tinctoria

Clarisia racemosa

C

Fernansánchez

Mascarey

Sande

Triplaris guayaquilensis

Hieronyma chocoensis

Brosmum utile


61

A

Estoraque

Palo sangre negro

Pumaquiro

Myroxylon peruiferum

Pterocarpus sp

Aspidos perma

macrocarpon

PERUB

Huayruro

Manchinga

Ormosia coccinea

Brosimum uleanum

C

Catahua amarilla

Copaiba

Diablo fuerte

Tornillo

Hura crepitans

Copaifera officinalis

Podocarpus sp

Cedrelinga catenaeformis

A

Algarrobo

Mora

Perhuétano

Zapatero

Hymenaea courbaril

Mora gonggrijpil

Mouriri barinensis

Peltogyne porphyrocardia

VENEZUELA

B

Aceite cabimo

Apamate

Charo amarillo

Chupón rosado

Guayabón

Pardillo amarillo

Brosimum alicastrum

Pouteria anibifolia

Terminalia guianensis

Terminalia amazonia

C

Carne asada

Mureillo

Samán

Saqui saqui

Hieronyma laxiflora

Erisma uncinatum

Pithecell obium saman

Bombacopsis quinata

Las propiedades mecánicas de la madera, especialmente el esfuerzo de rotura en

flexión (módulo de rotura o MOR), están correlacionados con la densidad básica.


62

Por lo tanto, el agrupamiento de las especies en tres grupos está basado con algunas

excepciones en las densidades, Los limites entre grupos han sido establecidos

considerando tanto las características de resistencia como de rigidez

Las maderas ensayadas por el PADT- REFORT han sido agrupadas en tres grupos

estructurales, en función de su resistencia y densidad básica

Se denomina A al grupo de maderas de mayor resistencia, B al grupo intermedio y C

al grupo de menor resistencia. Las densidades básicas de las maderas del grupo A

están por lo general en el rango de 0.71 a 0.90, las del grupo B entre 0.56 y 0.70, y las

del grupo C entre0.40 y 0.55 .

El agrupamiento de las especies de cada país por grupo estructural se presenta

en EL CUADRO 4.

A medida que se vayan ensayando nuevas especies será posible ubicarlas

directamente en algunos de los grupos y usar los valores de diseño recomendados.

Puede en ciertos casos usarse una metodología, para incorporar directamente una

especie en el grupo correspondiente .

Este agrupamiento, así como todas las otras recomendaciones de diseño que se

presentan en este manual, es válido solamente para madera que satisface la Norma

de Clasificación Visual por Defectos.

Cualquier especie de las ubicadas en un grupo estructural determinado se considera

que reúne por igual las características de resistencia y rigidez asignadas al grupo.

Desde el punto de vista de comportamiento estructural es indiferente usar cualquiera

de ellas una vez seleccionado el grupo que desea. Sin embargo, debe tomarse en

cuenta que las maderas del mismo grupo estructural no siempre tienen características

similares de trabajabilidad y durabilidad natural.

TOLERANCIAS

Las tolerancias que se presentan a continuación deben formar parte de las

especificaciones técnicas del diseñador . Estas especificaciones servirán como pautas

del control de calidad para el fabricante y el constructor.


63

Tolerancias en la Habilitación de Piezas

Las dimensiones que se presentan en la sección 3.1.2 como las escuadrías

preferenciales son las dimensiones finales para madera seca. Estas pueden tener

tolerancias según se indica a continuación.

En la sección transversal : a) - 1 mm, + 2 mm en dimensiones menores de 150 mm

b) - 2 mm, + 4 mm en dimensiones mayores de 150 mm

- 1 mm, + 3 mm en todas las piezas


64

4. ACERO

4.1 DEFINICIONES, NATURALEZA FISICA, QUIMICA Y MICROESTRUCTURAL

El hierro se convierte en el elemento metálico de mayor uso en el mundo; sin

embargo, no se le utiliza químicamente puro sino aleado con el carbono para obtener

el acero.

El mineral de hierro se encuentra como:

1. ¿Qué es el acero?

el acero no es un metal químicamente hablando, sino una aleación entre un metal (el

hierro) y un metaloide (el carbono), que conserva las características metálicas del

primero, pero con propiedades notablemente mejoradas gracias a la adición del

segundo y de otros elementos metálicos y no metálicos.

2. Naturaleza química y física del acero

Acero en realidad es un término que nombra a una familia muy numerosa de

aleaciones metálicas, teniendo como base la aleación Hierro-Carbono. El hierro es un

metal, relativamente duro y tenaz, con diámetro atómico d A = 2,48 Å ( 1angstrom Å =

10 -10 m), con temperatura de fusión de 1 535ºC y punto de ebullición 2 740ºC.

Mientras el Carbono es un metaloide, con diámetro mucho más pequeño (d A = 1,54 Å

), blando y frágil en la mayoría de sus formas alotrópicas (excepto en la forma de

diamante en que su estructura cristalográfica lo hace el más duro de los materiales

conocidos). Es la diferencia en diámetros atómicos lo que va a permitir al elemento de

átomo más pequeño difundir a través de la celda del otro elemento de mayor diámetro.


65

Cuando una sustancia logra disolverse en otra se tiene una solución, donde a la

primera, que es minoritaria, se le llama soluto y a la segunda, que es mayoritaria, se le

llama solvente. Estas sustancias pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas.

Al igual que el carbono, actúan otros elementos que devienen en “intersticiales” debido

a su diámetro atómico menor a 2 Å, lo que les da mayor posibilidad de difusión a

través de los intersticios de la estructura cristalina del hierro. Estos elementos son el

Nitrógeno (d A = 1,42 Å), Hidrógeno (d A = 0,92 Å), Boro (d A = 1,94 Å), Oxígeno (d A =

1,20 Å), etc. Va a ser esta posibilidad de difusión intersticial la responsable de una

gran cantidad de posibilidades tecnológicas y variantes de propiedades en el acero,

especialmente las vinculadas al endurecimiento, gracias a la solución sólida intersticial

de carbono en hierro, y a la formación de compuestos intersticiales como carburos y

nitruros que aparecen como componentes usualmente muy duros en los aceros

aleados.

Por otro lado, otros elementos como el cromo, níquel, titanio, manganeso, vanadio,

cobre, etc. con diámetros atómicos cercanos al del hierro, formarán soluciones sólidas

sustitucionales en un intervalo que dependerá de la semejanza de estructura cristalina,

de la afinidad química y de las valencias relativas. Estas soluciones sustitucionales

son las más frecuentes y numerosas entre los metales, especialmente en el acero.


66

Si el átomo de hidrógeno se amplificara de modo que su diámetro tuviera un kilómetro,

su núcleo sería del tamaño de una pelota de béisbol y su electrón, a medio kilómetro

de distancia, sería del tamaño de una pelota de fútbol. Entonces con tanto espacio

vacío en el interior de los átomos, tendremos que llegar a la deducción de que toda la

materia que vemos, tocamos, sentimos, es principalmente pura energía excitando

nuestros sentidos.

En un metal que está formado por la unión de electrones girando alrededor de un

núcleo, como es posible que pueda tener tan buena solidez, tenacidad y dureza.

¿Qué fuerzas explican esta cohesión? El enlace metálico es un enlace muy peculiar

que permite la movilidad de los electrones alrededor de los núcleos generando una

cohesión entre ellos, gracias a fuerzas de repulsión entre núcleos y entre electrones, y

a fuerzas de atracción entre núcleos positivos y electrones; y, a la vez, permite un

ordenamiento muy regular de los iones (átomos que han perdido o ganado electrones,

según su valencia) dando lugar a una estructura cristalina. La estructura cristalina se

caracteriza por una distribución regular de los átomos (y iones) en el espacio. Hay 14

estructuras posibles de cristalización, aunque la mayor parte de los metales cristalizan

en tres tipos de estructuras, dos de ellas cúbicas y una hexagonal.

El enlace metálico es el responsable de la dureza, la resistencia mecánica y la

plasticidad que caracterizan a los metales. Es su gran movilidad de los electrones lo

que explica también el brillo metálico y las conductividades térmica y eléctrica.

3. Naturaleza microestructural del acero.

Veamos un poco más adentro en la estructura del acero. Un producto de acero, como

una barra o una plancha, es un sólido que está formado por granos. Al microscopio

son granos los que se observan como microcomponentes del acero.

Estos granos pueden ser de alguna de las fases, o mezcla de fases, que están

presentes en todo acero normal: ferrita, perlita, cementita; por lo que pueden tener

diferente aspecto.


67

De esta forma un acero al carbono, de un contenido de carbono de 0,20 %, estará

formado por una proporción de 75% de fase ferrita (cuyo contenido de carbono, a

temperatura ambiente, no pasa de 0,008 %) y aproximadamente 25 % de perlita (cuyo

contenido de carbono es fijo y corresponde a 0,8 %); mientras un acero de mayor

contenido de carbono (por ejemplo, 0,40 %) tendrá mayor proporción de perlita

(aproximadamente 50 % para nuestro ejemplo). En la Fig. 5, aceros del primer tipo son

las barras cuadradas y los ángulos, mientras las barras corrugadas (inferior izquierda

en la figura) son de acero del segundo tipo.

Los granos, a su vez, están formados por agregados de cristales. Son estos cristales

los que van a determinar en gran medida las propiedades del acero. Como ya ha sido

dicho, cada fase tiene diferente estructura cristalina o cristalográfica, y, por tanto, cada

fase posee diferentes propiedades. El acero poseerá, en general y proporcionalmente,

las propiedades promedio del conjunto. En algunos casos, especialmente en aceros

aleados, aparecerán otras fases, como carburos, nitruros, etc. que otorgarán,

favorable o desfavorablemente, propiedades diferenciadas a ese tipo de acero.


68

4.2 FABRICACION DEL ACERO

El arrabio es el producto obtenido por la reducción y la fusión del mineral de hierro en

el alto horno con la ayuda del coque. Su contenido de carbono varía entre 3% y 4%, lo

que lo hace duro y quebradizo.

Hasta mediados del siglo XIX se disminuía el contenido de carbono del arrabio,

mediante el primitivo proceso del horno de pudelado, o del horno de crisol y así

producir el acero.

Con la revolución industrial del siglo XIX, se fueron mejorando los métodos para

reducir el carbono del arrabio, con mayor rapidez y en mayor volumen; los métodos

que tuvieron mayor éxito se describren a continuación.

4.2.1 Producción de acero

Un notable invento en Inglaterra en el año 1850 viene a revolucionar un viejo

procedimiento: la fabricación de acero por un sistema más práctico, más económico y

de alta producción.


69

Henry Bessemer, ingeniero inglés, logra por insuflación de aire frío a la masa de hierro

en estado líquido, producir acero, el metal más codiciado por sus múltiples usos. El

Convertidor es el nombre que le dio a este invento extraordinario, ya que el arrabio se

convertía en acero.

En 1860 sucede la primera aplicación comercial en Estados Unidos del Convertidor

Bessemer. A partir de entonces se revoluciona rápidamente toda la industria y la

producción que era de 42 mil toneladas en 1871, pasa a 10 millones en 1910.

Inicialmente los convertidores de acero eran insuflados con aire (Hornos tipo

i”Bessemer”, “Thomas” y “Siemens Martín”), hasta que en 1948 en la ciudad de Linz,

Austria, se empieza a utilizar el horno “L.D.”, con inyección de oxígeno, que es el más

utilizado hasta nuestros días.

Por otro lado, desde el año 1878 se hacen esfuerzos por desarrollar un horno eléctrico

para producir acero, venciendo los problemas de energía eléctrica suficiente y la

fabricación de electrodos que pudieran soportar la carga requerida para fundir el metal.

Como resultado, en 1890, se pone en operación el primer horno eléctrico: “Heroult”.

Quedan así establecidas las dos vías clásicas para producir acero:

Los primeros procesos de aceración desarrollados y los primeros hornos eléctricos se

enumeran a continuación y la mayoría de ellos han operado durante todo el siglo XX.

Procesos de aceración


70

(*) Este horno se ha impuesto sobre los otros y utiliza oxígeno en vez de aire para

insuflar el arrabio y producir acero.

Dado el auge que han tomado los hornos eléctricos en la producción de acero, se

hace a continuación una breve descripción del horno eléctrico, del proceso de

fabricación de acero mediante esta vía y de las partes principales que conforman un

horno eléctrico.


71

Vía horno eléctrico

Vía alto horno


72

Básicamente un horno eléctrico está constituido por un recipiente circular cubierto de

ladrillos refractarios, con una tapa móvil denominada bóveda y que tiene un sistema

bascular que permite el vaciado del acero líquido y de la escoria.

El horno se carga por la parte superior con chatarra o hierro esponja. La fusión de la

chatarra se logra mediante el arco eléctrico producido por los tres electrodos de grafito

colocados en triángulo en el centro del horno. El tiempo de la fusión depende de la

potencia del transformador que alimenta a los electrodos; la tendencia es hacer cada

vez más alta esta potencia. Como el consumo de energía eléctrica para fundir la

chatarra es alto, el costo de esta energía tiene gran importancia en el costo del acero.

Aunque inventados y perfeccionados por Siemens, Stassano y Heroult, a principios del

Siglo XX, los hornos eléctricos fueron considerados como un procedimiento caro y con

perspectivas de desarrollo sólo para aceros especiales. La gran capacidad de

generación eléctrica desarrollada a nivel mundial posteriormente, logró revertir esta

situación y originó el fenómeno de las miniplantas o miniacerías que operan con

chatarra o hierro esponja con gran eficiencia. El primero que tuvo la visión de la

miniacería fue el alemán Willy Korf entre los años 1966 y 1970, y empieza a difundirse

el concepto de hornos de alta potencia, y ultra potencia dotados de transformadores

de mayor tamaño; así como hornos con corriente continua.

Simultáneamente se hicieron grandes avances en la calidad de los electrodos y del

material refractario para el horno y la bóveda o tapa del horno.

Luego surge la idea de dividir el proceso de aceración en sus dos etapas, la fusión del

metal (derretirlo) y el afino del acero. Nace así el “horno de cuchara”, que utilizando un

transformador de mucha menor potencia realiza esta operación, denominada

metalurgia secundaria.

Usualmente la colada del acero en el horno eléctrico se efectúa basculando el horno

para que el acero salga por la piquera y sea depositado en una cuchara o recipiente


73

cubierto de ladrillos refractarios. En la colada del acero se tiene cuidado en no

arrastrar la escoria que flota encima.

Una de las mejoras desarrolladas a los hornos eléctricos es el efectuar la colada por el

fondo, con lo cual no se requiere el sistema basculante, pero sí de un sistema de

cierre mecánico, que mayormente es con una válvula deslizante.

4.2.2 Sistemas de fabricación del acero

Todos los países desarrollados y gran parte de los semi-desarrollados poseen plantas

siderúrgicas.

La denominación que tienen las plantas siderúrgicas es por el tipo de producto

terminado que fabrican y en este caso se denominan de “productos no planos” o de

“productos planos”.

Las plantas de “productos planos” tienen un costo de instalación más alto que las de

“no planos” y por esta razón en los países en desarrollo las plantas de “productos

planos” eran de propiedad estatal, no así las plantas de “no planos”, que eran de

propiedad privada. Desde la decada del 80, la tendencia general ha cambiado y tanto

las plantas de planos, como no planos, están pasando a manos privadas.

En general, hay dos aspectos importantes a tener en cuenta en una planta siderúrgica,

uno de ellos es la disponibilidad de la materia prima (mineral de hierro o chatarra) y el

otro es la disponibilidad de energía.

En el caso de las plantas siderúrgicas vía Alto Horno - Convertidor, la materia prima es

el mineral de hierro y la energía es la disponibilidad de coque o de carbón coquificable.

En las plantas siderúrgicas, vía Horno Eléctrico, la materia prima es la chatarra de

acero o el hierro esponja y la energía necesaria dependerá de la disponibilidad de

energía eléctrica en el país. En el caso de disponer de gas natural abundante, éste

permitiría el uso de hierro esponja mediante la reducción directa del mineral de hierro.

Flujo esquemático de la fabricación del acero


74

La solidificación del acero líquido se efectuaba hasta hace pocos años, en el patio de

colada, convirtiéndose en lingotes el acero líquido que se vaciaba en moldes

denominados lingoteras. El lingote mediante nuevo calentamiento en hornos

especiales era laminado para convertirlo en planchon o tocho y luego repetir la

operación para convertirlo en plancha o bobina, o en no planos, para lo cual era

calentado el tocho y mediante la laminación se convertía en palanquilla y luego repetir

la operación para obtener, de la palanquilla, la barra lisa, corrugada, alambrón o

cualquier tipo de perfil.

La colada continua revolucionó completamente el procedimiento y originó un

incremento notable de la productividad con la consiguiente reducción de costos, como

resultado de vaciar directamente el acero líquido y salir convertido en una palanquilla o

en un planchón.

En la actualidad, las modernas plantas de productos planos, producen directamente

las bobinas de acero mediante colada continua, suprimiéndose así los costosos

procedimientos de calentamiento en las diferentes etapas.


75

En forma similar las plantas de productos no planos pasan directamente del acero

líquido a la palanquilla y al producto terminado.

Colada continua

Uno de los mayores adelantos en la fabricación del acero ha sido la utilización de la

colada continua, la cual ha permitido reducir las mermas o desperdicios y reducir el

consumo de energía.

En los procedimientos clásicos de fabricación de acero, vía Alto Horno o vía Horno

Eléctrico, el acero líquido obtenido a una temperatura del orden de 1 650 ºC, es

vaciado a lingoteras o moldes, donde luego de volver a ser calentado es sometido a un

proceso de laminación para convertirlo a palanquillas o planchones semi-terminados y

posteriormente vuelto a calentar, se procede a laminarlo para convertirlo en barras,

perfiles, planchas, etc.

En cada uno de los procesos indicados se producen mermas y adicionalmente un

mayor consumo de energía y de mano de obra.

La necesidad de idear un sistema que evitara el engorroso proceso descrito antes, era

reconocida por los siderurgístas y es así como al comienzo del siglo XIX, el inglés

Henry Bessemer patenta un sistema de colada continua que si bien no tuvo el éxito

esperado, confirma la inquietud existente, que animó a continuar experimentando

durante todo dicho siglo.

En el siglo XX los progresos en los sistemas de colada continua son ya notables:

primeramente en la colada de palanquillas y posteriormente en la colada de

planchones.

En la actualidad, no se concibe una planta de productos no planos sin la colada

continua de palanquillas y en lo que respecta a las plantas de productos planos, el

80% de ellas tienen en la actualidad colada continua de planchones y con las

modernas tecnologías el espesor de los planchones se ha ido reduciendo.


76

4.3 LAMINACION DEL ACERO

En la época moderna hay que mencionar a Tadeusz Sandzimir, ingeniero polaco que

en las décadas de 1930 a 1950 desarrolla notablemente los sistemas de laminación

hasta espesores delgados.

Adicionalmente a los procesos de laminación en caliente y en frío, las plantas de

productos planos cuentan con “líneas de revestimiento”. Las que usualmente se

utilizan, son las de “zincado o galvanizado” que consiste en cubrir la plancha con una

delgada capa de zinc, mediante un proceso de inmersión en caliente. El otro tipo de

recubrimiento es el estañado (para obtener la hojalata) producto que se utiliza en la

industria de envases. Las plantas de hojalata utilizan el procedimiento de estañado

electrolítico. Otro tipo de recubrimiento es el cromado, pero su mercado es menor.

En la distribución de una planta de laminación de planos y una de productos largos o

de no planos, existe una gran diferencia, por lo que obligadamente hay que referirlas

en forma separada.

Sin tener en cuenta la procedencia del acero, que puede ser vía Alto Horno o vía

Horno Eléctrico, una planta de no planos tiene básicamente lo siguiente:

- El acero sale de la colada continua en forma de palanquilla, la palanquilla es

una barra cuadrada de acero que tiene de lado 100 mm, 120 mm o 150 mm y

una longitud que depende del proceso de laminación. Usualmente salen 4

líneas de palanquilla en forma simultánea.

- La palanquilla puede seguir uno de los dos caminos siguientes:

- En el caso de ir directamente al tren de laminación deberá estar a la

temperatura adecuada.


77

- Si ha estado en la zona de enfriamiento, deberá calentarse en el horno de

palanquillas hasta la temperatura adecuada de laminación (1 200 - 1 250°C).

- El tren de laminación está constituido por una serie de cajas de laminación en

las cuales hay rodillos que progresivamente van transformando la palanquilla

en el producto final, para lo cual los rodillos son previamente tallados en

función al producto final que se ha programado producir.

Los laminadores modernos se clasifican en dos grupos principales: los que producen

formas planas, por ejemplo: planchas, láminas, bandas y otros, en los que los cilindros

son lisos y paralelos entre sí; y los diseñados para producir secciones formadas, como

por ejemplo: cuadrados, redondos, rieles y perfiles, en los que se usan cilindros

tallados.

El castillo metálico que contiene a los cilindros laminadores se denomina caja y

generalmente es de acero fundido. En las cajas existen dos acanaladuras verticales en

las cuales van colocadas la chumacera que tienen cojinetes sobre los cuales van

asentados los cuellos de los cilindros. Existen además soportes especiales para

asegurar la posición de los cilindros y también tornillos de ajuste para los cilindros

superior e inferior.


78

Laminación no planos y planos


79

En los trenes para productos no planos se colocan guías delante de los cilindros y

guardas detrás de éstos que tienen por finalidad guiar a la barra en proceso al ingresar

a un canal de laminación o al salir de él respectivamente. Tales guías y guardas van

aseguradas a una barra transversal llamada Somier.

El movimiento de rotación de los cilindros es generado por un motor que lo transmite a

través de una caja de piñones o reductor que está conectado mediante acoplamientos

a un extremo de los cilindros laminadores.

Los cilindros poseen las siguientes partes: cuerpo o tabla, cuellos, y cabezales motor.

La laminación es la deformación plástica de los metales o aleaciones, realizada por

deformación mecánica entre cilindros, obteniéndose como resultado una forma

deseada y propiedades definidas en el material laminado; consiste en modificar la

sección de una barra de metal al pasar entre dos cilindros, obteniéndose un espesor

menor. Es el método más barato y más eficiente para reducir el área transversal de

una pieza de material, de tal manera que el espesor final sea uniforme a lo largo de

todo el producto.

En el caso de laminación de productos planos, los cilindros tienen generatriz rectilínea,

y para la laminación de productos no planos o perfilados, los cilindros tendrán canales

entallados de forma más o menos complicada en muchos casos.

Los productos son arrastrados por los cilindros por efecto de fuerzas de rozamiento

que se originan en la superficie de contacto de los cilindros y el metal laminado. En

ausencia de fuerzas de rozamiento sería imposible laminar.

Según el orden de ubicación de las cajas, los laminadores se dividen en: lineales,

escalonados, continuos, semi-continuos, etc.

Los laminadores con ubicación lineal tienen el inconveniente de que todas las cajas

funcionan con velocidades iguales. Este inconveniente no existe en los laminadores

escalonados ya que las cajas forman varias líneas, que funcionan con diferentes

velocidades, lo que permite tener mayor velocidad en la caja acabadora, y por

consiguiente, elevar el rendimiento del laminador. En los laminadores continuos, el


80

metal que se lamina pasa sucesivamente a través de todas las cajas, ubicadas una

detrás de la otra; se puede tener un motor para cada caja o uno solo con

accionamiento, en derivación, para las cajas. La velocidad del laminador en cada caja

siguiente es mayor que en la anterior. El funcionamiento del laminador requiere una

relación determinada de velocidad para evitar que se formen lazos del metal que se

lamina o se tense la barra entre las cajas. Los laminadores semi-continuos son

combinaciones de continuo y de lineales, o de escalonados.

4.4 VARIABLES QUE INFLUYEN EN LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS

ACEROS

La composición química, la limpieza del acero, la estructura interna, las temperaturas

de laminación y de fin de laminación, el grado de reducción y la velocidad de

enfriamiento, son las principales variables que influyen en las propiedades mecánicas

del acero.

En el caso específico de barras corrugadas se tiene como variables fundamentales,

las siguientes:

a) Carbono.- es el de mayor importancia para incrementar o disminuir la resistencia y

el porcentaje de alargamiento. Un mayor contenido vuelve duro y tenaz a la vez que

hace quebradizo el acero, además, influye en un mayor carbono equivalente que es el

índice de una menor aptitud para la soldabilidad.

b) Manganeso.- contribuyen de igual modo que el carbono en la resistencia.

c) Micro-aleación.- se tiene el caso de Ferro Vanadio, que permite aumentar las

propiedades físicas en un acero común al carbono, al retardar el crecimiento del grano

del producto laminado en caliente.

d) Temperatura de laminado.- mediante la temperatura de igualización se controla

indirectamente la temperatura de laminado en cada pase y al final de la laminación.


81

Si la temperatura de entrada del material a laminar en el tren es baja se va a obtener

una baja temperatura de acabado. A mayor temperatura de acabado se va a obtener

menores propiedades mecánicas.

e) Porcentaje de reducción.- a mayor porcentaje de reducción se va a obtener

menores tamaños de grano, lo cual da lugar a mayores propiedades mecánicas. Este

porcentaje está ligado al número de pases a efectuar y al diámetro del producto a

obtener.

Entre otras variables se puede considerar el contenido de silicio, azufre, fósforo,

cromo, níquel, cobre; el ciclo de calentamiento, el sistema de enfriamiento, el peso

métrico, etc.

Todas estas variables son las que se han tenido en cuenta para ir mejorando hasta

lograr la optimización en la calidad.

Control de proceso.- para controlar el proceso se hace el seguimiento del metal desde

su etapa de carguío a los hornos hasta el producto obtenido de la laminación.

4.5 NORMAS QUE REGULAN LA CALIDAD EN LA FABRICACION DEL ACERO

Podemos decir que las normas representan un Lenguaje común para que se

comuniquen:

Cada país tiene sus normas, las más importantes están indicadas a continuación:


82

En el caso de los aceros para construcción las normas más comunes son:

NORMA ASTM (AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS)

Estructura del código ASTM

Está formado de la siguiente manera:

Ejemplos:


83

Cuando el acero tiene varios grados, se indica el grado del acero a continuación de la

norma. Ejemplos:

Generalmente en estos casos el grado indica el valor del límite de fluencia en miles de

libras por pulgada cuadrada (Kips). Así por ejemplo:

ASTM A615 /A615M 96a Grado 60 indica las barras de construcción con un límite de

fluencia mínimo de 60 000 libras por pulgada cuadrada.

El acero ASTM A572/A572M-94c Grado 50 indica que el límite de fluencia mínimo de

este acero estructural es de 50 000 libras por pulgadas al cuadrado.

Las normas ASTM de materiales establecen valores mínimos para:

Ejemplo:

En el acero ASTM A 36 los valores mínimos establecidos por la norma son:


84

En el caso del alargamiento hay que indicar la distancia entre marcas que puede ser

de 2” u 8”.

Composición química

Para efectos de garantizar la soldabilidad la norma ASTM establece valores máximos

permisibles para el:

Así por ejemplo la Norma ASTM A615 Grado 60 establece como límite máximo de

fósforo de 0,050 %.

La norma ASTM A 36 establece valores mínimos siguientes:

La norma ASTM es la más utilizada internacionalmente y es esa la razón por la cual se

ha hecho tantas referencias a ella en este capítulo.

Por ejemplo, la norma peruana para las barras de construcción es similar a la norma

norteamericana ASTM - AGIS GR.60


85

4.6 PRODUCTOS DE ACERO: DEFINICIONES

CLASIFICACION GENERAL

De acuerdo a su estado de fabricación, el conjunto de productos de acero

considerados, se agrupa en tres categorías principales:

4.6.1 PRODUCTOS BRUTOS

Son los productos que se encuentran en estado líquido o en estado sólido, en forma

de lingotes y que no han sufrido ninguna transformación.

Acero líquido: acero en estado líquido listo para la colada y obtenido directamente de

la fusión de materias primas. Se hace una distinción entre lo siguiente:

Lingotes: productos obtenidos vaciando acero líquido en molde de forma apropiada.

Las estadísticas de producción incluyen bajo la denominación de “acero en bruto” no

solamente a los productos sólidos que se obtienen al vaciar en lingoteras y al acero en

bruto líquido para colada, sino también los que, de otra manera, se consideran

productos semiterminados.

Los lingotes para la producción de tubos sin costura se clasifican como productos en

bruto.

La forma de los lingotes generalmente se parece a una pirámide o a un cono truncado.

Sus caras laterales pueden ser corrugadas y las esquinas, más o menos redondeadas.

Dependiendo de su necesidad de transformación posterior y sin modificar su


86

denominación, los lingotes pueden ser total o parcialmente escarpados, por ejemplo

con herramienta o soplete, para eliminar defectos superficiales.

De acuerdo con su sección transversal, se clasifican en lingotes y en lingotes planos.

Los lingotes tienen una sección transversal que puede ser cuadrada, rectangular

(ancho menor que dos veces el espesor), poligonal, redonda, ovalada, o perfilada

según el perfil a laminar.

Los lingotes planos tienen una sección transversal rectangular, siendo el ancho igual o

mayor que dos veces el espesor.

4.6.2 PRODUCTOS SEMITERMINADOS

Productos semiterminados: productos obtenidos, sea por laminación o forja de

lingotes o por colada continua, y generalmente destinados a la transformación en

productos terminados por laminación o forja.

Su sección transversal puede tener diversas formas, sus dimensiones son constantes

en el largo, con una mayor tolerancia que las correspondientes a productos

terminados, y sus aristas son más o menos redondeadas. Las caras laterales pueden

ser, a veces, ligeramente convexas o cóncavas, conservando marcas de laminación o

forja.

Aunque su estructura es similar a la de los lingotes, los productos obtenidos por colada

continua son considerados como productos semiterminados, de acuerdo a sus formas

y dimensiones; mientras que en estadísticas de producción son considerados como

productos en bruto y se les puede desbastar total o parcialmente, por ejemplo con

herramienta, soplete o rectificado.

Los productos semiterminados se clasifican de acuerdo a su forma, sus dimensiones

de sección transversal y su utilización.

Productos semiterminados de sección transversal cuadrada: de acuerdo a sus

dimensiones laterales, estos productos tradicionalmente se clasifican en:


87

Nota: las dimensiones de las palanquillas cuadradas pueden ser menores que las

indicadas en ciertos tipos de acero de alta aleación, tales como los aceros rápidos, etc.

Productos semiterminados de sección transversal rectangular: de acuerdo a sus

dimensiones de sección transversal, estos productos tradicionalmente se clasifican en:

La designación utilizada para ciertos tipos de productos semiterminados (tochos,

palanquillas, planchones), proviene de la época cuando el tipo de laminador en el cual

estos productos eran laminados dependía principalmente de la sección transversal del

producto a reducir. Hoy en día, los tochos pueden laminarse en los llamados trenes de

palanquillas, y los lingotes en los llamados trenes de planchones.

Productos semiterminados planos:

Planchones: productos semiterminados planos en los que el espesor es igual o mayor

que 50 mm y la relación entre el ancho y el espesor es igual o mayor que 2.

Los planchones en los que la relación entre el ancho y el espesor es mayor que 4 son

llamados “platina”.

Llantones: productos semiterminados planos de ancho igual o mayor que 60mm y

menor que 500mm.


88

Esbozos para perfiles: productos semiterminados destinados a la fabricación de

perfiles y cuya sección ha sido preformada para este propósito. El área de la sección

transversal de estos productos semiterminados es generalmente mayor que 2 500mm

2 (sin embargo, en la mayoría de los casos los perfiles se obtienen directamente de la

laminación de productos semiterminados de sección transversal cuadrada o

rectangular)

Productos semiterminados para tubos sin costura: La sección transversal de estos

productos puede ser redondeada, cuadrada, rectangular o poligonal.

4.6.3 PRODUCTOS TERMINADOS LAMINADOS Y PRODUCTOS TERMINADOS

FORJADOS LARGOS

Productos terminados laminados.- Los productos terminados laminados se

agrupan separadamente de los productos forjados, los que cada vez tienen un

mercado más reducido. En cambio en los productos terminados laminados se

distinguen claramente los dos tipos existentes; los laminados no planos y los

laminados planos.

Generalmente se definen por una norma que establece las dimensiones y las

tolerancias de forma y de dimensión. La superficie es generalmente lisa, pero

en algunos casos, por ejemplo las barras para hormigón o las planchas de piso

pueden presentar intencionalmente relieves o endentaciones regularmente

espaciados.

De acuerdo a la forma y dimensiones, se distingue:

Según el modo de fabricación, se distingue:


89

Productos terminados laminados en caliente.- productos obtenidos

generalmente por laminación en caliente de productos semiterminados y por

laminación en caliente de productos brutos.

Productos terminados laminados en frío.- productos generalmente obtenidos

por laminación en frío de productos terminados laminados en caliente.

De acuerdo al estado de la superficie, se distinguen:

Productos que no han sufrido ningún tratamiento de superficie.

Productos que han recibido un tratamiento de superficie.

Productos largos laminados en caliente

Por su utilización comercial hay que considerar separadamente las barras para

construcción y los perfiles.

Barras redondas para construcción.- barras de acero de sección redonda

con la superficie estriada, o con resaltes, para facilitar su adherencia al

concreto al utilizarse en la industria de la construcción. Se fabrican cumpliendo

estrictamente las especificaciones que señalan el límite de fluencia, resistencia

a la tracción y su alargamiento, así como su composición química. Las

especificaciones también señalan dimensiones y tolerancias. Se les conoce

como barras para construcción, barras deformadas y en Venezuela con el

nombre de cabillas. Las barras para construcción se identifican por su

diámetro, que puede ser en pulgadas o milímetros. Las longitudes usuales son

de 9 metros y 12 metros de largo.

Perfiles pesados.- productos laminados cuya sección transversal es

semejante a las letras I, H o U. Estos tienen en común las características

siguientes:

la altura h, es igual o mayor que 80mm;

las superficies del alma se empalman con las caras interiores de las alas;

las alas son generalmente simétricas y de igual ancho;


90

las caras exteriores de las alas son paralelas;

las alas pueden ser de espesor decreciente desde el alma hacia los bordes, en

este caso los perfiles se denominan de “alas inclinadas”, o de espesor uniforme

las que se denominan de “alas paralelas”.

Estos productos se subdividen en:

Perfiles I y H.- productos con sección transversal semejante a las letras I o H.

Se distingue entre:

fábricas están preparadas para realizar la comercialización del cemento en

bolsones con capacidad de 1.5 toneladas. Dichos bolsones se conocen como

big bag.

Todas las fábricas disponen de facilidades para el despacho de cemento a

granel. En ésta modalidad la cantidad mínima a vender es de 25 a 30

toneladas, según la capacidad del semirremolque.

a) perfiles nominales.- perfiles de espesor de alma y de alas considerados

como normales.

b) perfiles delgados.- perfiles fabricados con la misma serie de cilindros de

laminación que se usa en producir los perfiles normales.

c) perfiles reforzados.- perfiles fabricados con la misma serie de cilindros de

laminación que se usa en producir los perfiles normales.

De entre los perfiles I y H nuevamente se distingue:

Alas angostas y medianas (perfiles I).- Alas cuyo grosor es igual o menor que

0,66 veces la altura nominal del perfil y menor que 300mm.

Alas anchas o muy anchas (perfiles H y columnas).-Alas cuyo grosor es mayor

que 0,66 veces la altura nominal, o 300mm o más excepto perfiles para arcos


91

de mina. Los perfiles con alas más anchas que 0,8 veces la altura nominal se

llaman a veces i”columnas”.

Pilote de apoyo.- Perfiles I o H en los que los espesores de almas y alas son

idénticos.

Perfiles U.- Perfiles cuya sección transversal es semejante a la letra U y con las

características detalladas. En las series normales, las alas con las caras

internas inclinadas tienen un ancho máximo de 0,5 de la altura.

Perfiles para arcos de minas.- Productos con sección transversal, semejante a

la letra I o a la letra griega W. En primer caso, estos perfiles a veces se

diferencian de otros perfiles I por tener una mayor inclinación de las caras

interiores de las alas del orden del 30%. También tienen un ancho mayor que

0,70 veces la altura nominal.

Barras y perfiles livianos y medianos.- Son conocidos en algunas partes de

Europa como “laminados comerciales”.

Barras.- Incluyendo platinas (con excepción de productos para la elaboración

de hormigón armado).

Redondos.- Barras que tienen una sección transversal circular con un diámetro

generalmente de 8mm.

Barras cuadradas, hexagonales y octogonales.- Barras cuya sección

transversal es cuadrada, hexagonal u octogonal.

Platinas.- Barras que tienen una sección transversal rectangular. El producto es

laminado por sus cuatro caras, generalmente el espesor no es menor que 5mm

y el ancho no excede los 150mm.

Perfiles livianos y medianos


92

Perfiles U pequeños.- La sección transversal se asemeja a la letra U y la altura

“h” es menor que 80mm.

Perfiles L (ángulos).- La sección transversal se asemeja a la letra L. La

clasificación en ángulos iguales o desiguales depende de la razón del ancho de

alas. Las esquinas de las alas son redondeadas.

Perfiles T de alas iguales.- La sección transversal se asemeja a la letra T. Las

esquinas son redondeadas, y las alas y el alma son ligeramente inclinadas; las

alas son iguales.

Perfil de bulbo plano.- La sección transversal generalmente es rectangular, con

una protuberancia a todo lo largo del borde longitudinal de una de las caras

más anchas, y con un ancho generalmente menor que 430mm.

Alambrón

Alambrón.- Redondos que son laminados en caliente a partir de palanquillas, a

una sección recta aproximadamente redonda en rollos de una longitud

continua.

Los productos en barras pueden haber sufrido una deformación en frío

controlada, por ejemplo un estirado o torsionado alrededor de su eje

longitudinal.

Material de vía ferroviaria y material similar.

Dentro de la categoría de material de vía ferroviaria se encuentra:

a) productos laminados en caliente que se usa en la construcción de vías

ferroviarias, por ejemplo rieles, durmientes, eclisas, placas de apoyo, silletas;

b) productos laminados en caliente de forma y uso similares como:


93

- rieles para puente grúa;

- rieles conductores de corriente;

- rieles para carriles;

- rieles para agujas/cruces de vías;

- rieles especiales: rieles de grúas, rieles de freno.

Los materiales de vía ferroviaria se sub-dividen de la siguiente forma:

a) materiales de vía ferroviaria pesados, que incluyen:

- rieles de masa lineal de al menos 20 kg/m;

- durmientes de masa lineal de al menos 15 kg/m;

b) materiales de vía ferroviaria livianos, que incluyen:

- rieles de masa lineal menor que 20 kg/m;

- durmientes de masa lineal menor que 15 kg/m;

- eclisas, placas de apoyo, silletas, y otros materiales livianos laminados en

caliente para la construcción de vías ferroviarias.

Tablestacas.- Productos obtenidos por laminación en caliente o perfilación en

frío (embutido, estampado en máquinas conformadores, etc.) con una forma tal

que, por engatillado de las uniones o por ajuste en ranuras longitudinales o por

medio de fijadores especiales, se pueden usar para formar tabiques o paredes

continuas. Se usan en obras marítimas e hidráulicas.

Las tablestacas se diferencias según su sección transversal o su aplicación.

Por ejemplo:

a) tablestacas U y Z;

b) tablestacas planas;

c) tablestacas armadas (fabricadas a partir de tablestacas y trozos de

ángulos o perfiles similares;

d) tablestacas livianas (tablestacas para zanjas);


94

e) tablestacas H de ajuste;

f) tablestacas tubular y cajón.

Pilotes armados.- Es un pilote elaborado con una sección transversal en forma

de U o similar, usada para apoyo.

Pilote tubular.- Es un tubo de sección transversal circular o rectangular

(también puede ser cuadrada), que se introduce dentro del terreno para

transmitir el peso de la estructura al suelo por la resistencia desarrollada en su

base y por fricción a lo largo de su superficie.

Algunas operaciones de terminación, como perforación, punzonado, soldadura

de accesorios u operaciones similares, no alteran la clasificación del producto.

Productos terminados planos (características generales)

Productos planos terminados.- Productos terminados de laminación cuya

sección transversal es casi rectangular y con un ancho mucho mayor que el

espesor.

Según el tipo de producto, se hace la siguiente diferencia entre:

Planos universales.- Producto plano terminado de ancho mayor que 150mm y

espesor generalmente mayor que 4mm, siempre entregado en tramos, es decir,

no enrollados. Las aristas son afiladas. Los planos universales son laminados

en caliente por las cuatro caras (o en canales cerrados) o se produce por

cizallado u oxicorte de productos planos más anchos. Los planos universales

laminados en sus cuatro caras a veces se denominan “planos anchos”.

Planchas laminadas en caliente.- Producto plano laminado en caliente, a

cuyas aristas se les permite deformarse libremente. Se entrega en plano, y

generalmente, cuadrado o rectangular; sin embargo, también se entrega con


95

diseño. Los bordes pueden ser brutos de laminación, cizallados, oxicortados o

chaflanados. El producto también se puede entregar precurvado.

Las planchas laminadas en caliente pueden producirse:

a) directamente por laminado en un tren reversible o por corte de una plancha

matriz laminada en un laminador reversible;

b) por corte de una banda laminada en caliente en un laminador continuo.

La plancha que proviene de un laminador reversible también se conoce como

“plancha cuarto”.

Las planchas de laminador continuo generalmente se conocen como “planchas

laminadas en caliente”.

Cuando por motivos estadísticos se necesita una división posterior hecha en

base al espesor, se recomienda lo siguiente:

a) plancha delgada.- espesor menor que 4.5mm (con excepción de las usadas

para aplicaciones eléctricas)

b) plancha gruesa.- espesor igual o mayor que 5mm.

Banda laminada en caliente.- Es un producto plano laminado en caliente que,

inmediatamente después de la pasada por el cilindro o después del decapado o

del recocido, se enrolla en espiras para formar una bobina.

La banda bruta de laminación tiene orillas ligeramente convexas, también se

puede entregar con orillas cizalladas, o se puede obtener al cortar una banda

laminada más ancha.

De acuerdo con su ancho real, independientemente del ancho del laminado, las

bandas laminadas en caliente se clasifican en:

a) banda ancha laminada en caliente.- banda de un ancho igual o mayor que

600mm, también llamada bobina.

b) banda estrecha laminada en caliente.- banda de ancho menor que 600mm.

también llamada fleje.


96

Productos planos terminados laminados en frío.- Productos que durante la

terminación han sufrido una reducción de sección transversal de al menos

25%, como consecuencia de la laminación en frío sin recalentamiento previo.

En el caso de productos planos con un ancho menor que 600mm y para ciertas

calidades de acero especial, se puede incluir niveles de reducción de secciones

transversales menores que 25%.

Los productos planos terminados laminados en frío comprenden:

Plancha laminada en frío.- Se clasifica según el espesor de la misma manera

que la plancha laminada en caliente:

a) plancha delgada: espesor menor que 2mm

b) plancha gruesa: espesor igual o mayor que 2mm

Banda laminada en frío.- Según el ancho de laminación la banda laminada en

frío se clasifica en:

Banda ancha laminada en frío.- Banda de ancho igual o mayor que 600mm. La

banda ancha laminada en frío, en un ancho igual o mayor que 600mm, se llama

“.bobina laminada en frío”.

Banda estrecha laminada en frío.- Banda de ancho menor que 600mm llamada

“fleje laminado en frío”.

Productos finales

Productos planos con tratamiento de superficie

Sumándose a las condiciones referidas a la clasificación y designación, que

son las mismas que para los productos planos terminados, los productos

pueden tener un revestimiento permanente, como se describe a continuación:

Los revestimientos pueden ser aplicados:

a) en ambas caras

1) de igual espesor en cada cara;

2) de espesor diferente: revestimiento diferencial;

b) en una sola cara


97

De acuerdo con el tipo de revestimiento y tipo de tratamiento de superficie, los

productos se clasifican como sigue:

Planchas, bobinas y flejes con revestimiento metálico que comprenden:

Planchas, bobinas y flejes estañados, que se subdividen en:

a) espesor menor que 0,5 mm.

b) espesor igual o mayor que 0,5 mm.

Planchas, bobinas y flejes cromados, llamadas TFS.- Generalmente con un

espesor menor que 0,50mm, recubiertas electrolíticamente con cromo o con

óxido de cromo o con ambos, con espesor total en general igual o menor que

0,50 um.

Planchas, bobinas y flejes emplomados.- Planchas y flejes recubiertos con una

aleación de plomo y estaño por inmersión en un baño de aleación fundida, o

electrolíticamente. En general, la masa nominal máxima, especificada para

recubrimiento, corresponde a un mínimo de 120 g/m 2 , incluyendo ambas

caras.

Planchas, bobinas y flejes galvanizados.- Planchas, bobinas y flejes recubiertos

con zinc.

a) Por inmersión en un baño de zinc fundido (inmersión en caliente).- la masa

del zinc varía generalmente entre un total de 100 y 700 g/m 2 en ambas caras.

b) Electrolíticamente.- la masa del zinc varía generalmente entre 7 y 107 g/m 2

por lado, lo que corresponde a un espesor de recubrimiento de 1 a 15mm por

lado.

Luego del recubrimiento, la superficie se puede pasivar por cromado y

fosfatado.

Este tratamiento de superficie no modifica la clasificación de estos productos

en la categoría de “productos planos galvanizados”.

Planchas, bobinas y flejes aluminizados.- Productos recubiertos con aluminio o

con una aleación de aluminio y silicio por inmersión en baño fundido. La masa


98

de la aleación varía en general entre 80 y 300 g/m 2 en ambas caras, lo que

corresponde a un espesor de recubrimiento de 15 a 55 mm por lado.

Planchas, bobinas y flejes con diversos recubrimientos metálicos.

Planchas, bobinas y flejes con diversos recubrimientos orgánicos: Productos

con superficies originales desnudas o metalizadas (generalmente

galvanizadas) posteriormente recubiertas con un material orgánico o con una

mezcla de polvo metálico y material orgánico, por cualquiera de los siguientes

métodos:

a) por aplicación de una o más capas de pintura u otro tipo de producto.

Después del secado, el espesor del recubrimiento varía según sus

características entre 2 y 400 um por cara;

b) por aplicación de una película adhesiva, seguida o no de un recubrimiento

con materiales orgánicos. El recubrimiento puede tener diferentes diseños de

superficie y un espesor generalmente de entre 35 y 500 um por cara.

Planchas y flejes con recubrimiento inorgánico, comprenden:

a) productos cromatados.- la masa del recubrimiento cromado varía de 1 a 20

g/m 2 por cara;

b) productos fosfatados.- la masa del recubrimiento fosfatado varía de 1 a 20

g/m 2 por cada;

c) productos con recubrimientos inorgánicos diversos (por ejemplo productos

esmaltados vítreos)

Productos compuestos.- En esta categoría se incluye planchas y flejes

recubiertos con aceros y aleaciones que resisten el uso o la corrosión química.

También se incluye planchas y flejes a los que se les adhiere aceros o

aleaciones resistentes al uso o a la corrosión química, generalmente por

laminación, pero también por explosión u otros procesos de soldadura.


99

Otros productos finales

Planchas, bobinas y flejes para uso eléctrico.- Estos productos se diferencian

de otros productos delgados porque están destinados a aplicaciones

electromagnéticas.

Su principal característica son los requisitos especiales relativos a pérdidas

específicas admisibles. Su espesor en general es igual o menor que 3mm y su

ancho igual o menor que 1250mm. Se distinguen los siguiente:

a) productos de grano orientado.- estos productos presentan, en la dirección de

la laminación, propiedades magnéticas significativamente mejoradas en

comparación con aquellos en dirección transversal y se entregan siempre con

un revestimiento aislante en uno o ambos lados.

b) productos de grano no orientado.- estos productos se pueden entregar no

recubiertos o recubiertos con un revestimiento aislante en uno o ambos lados.

Plancha o bobina negra.- Es el producto plano de acero al carbono de baja

aleación, con espesor menor que 0,50mm, entregado en planchas o en

bobinas, cuya superficie es apta para estañado, barnizado o impresión, y no es

aceitada.

Clasificación de los productos:

1) La clasificación de los productos definidos en productos laminados

terminados y productos finales, responde a una clasificación correspondiente a

estadísticas de producción y entrega.

2) Los productos terminados que se obtienen por extrusión se clasifican en las

estadísticas como productos terminados laminados en caliente. Por otro lado,

las llantas y productos similares se clasifican como productos forjados.


100

3) Cortes ulteriores de perfiles I ó H para obtener dos perfiles T, no modifican

su clasificación.

4) La definición de perfiles pesados especiales puede variar de un país a otro.

5) La definición de perfiles especiales puede variar de un país a otro.

6) Los perfiles y pilotes que resultan de ensamblajes y que no tienen

dispositivos de fijación lateral no se consideran tablestacas.

7) Se debe hacer notar que aún hay otras definiciones en uso para planchas y

bandas.

8) También se incluye dentro de esta categoría los productos corrugados que

tienen un perfil sinusoidal.

9) Productos con un menor espesor de recubrimiento de cromo o fosfato se

describen como pasivados por cromado o fosfatado. No pertenecen a la

categoría de productos con tratamiento de superficie sino a la categoría de los

productos sin tratamiento de superficie.

Productos terminados forjados largos

Productos siderúrgicos formados por forja.

Productos pulvimetalúrgicos

Polvos de acero.- Conjunto de partículas de dimensiones generalmente

menores que 1mm.

Piezas de acero sinterizado.- Piezas producidas a partir de polvos por

prensado y sinterizado, en ocasiones, por reprensado. A menudo estas piezas

son para tolerancias dimensionales estrechas y están generalmente listas para

ser usadas.

Sinterización.- Es el tratamiento térmico de un polvo o de un compacto a

temperatura inferior a la temperatura de fusión de los componentes principales,


101

con el fin de aumentar la resistencia iedel sinterln (polvos compactados a

través de la unión de sus partículas).

Piezas fundidas

Piezas fundidas.- Productos terminados cuya forma y dimensiones definitivas,

aparte de cualquier maquinado, se obtienen directamente por solidificación del

acero líquido, colado en moldes de arena, arcilla refractaria o cualquier otro

material refractario y, en forma menor frecuente, en moldes permanentes de

metal o grafito.

Productos terminados forjados y estampados

Productos forjados obtenidos al formar el acero a una temperatura adecuada

por presión, usando estampa abierta para producir formas aproximadas que no

requieren una posterior deformación en caliente. Generalmente se maquinan a

su forma final.

En los productos forjados a estampa abierta se incluye productos preforjados y

terminados en laminadores de anillos (ej. llantas).

Productos estampados (estampa cerrada).- productos que se obtienen al

formar acero a una temperatura adecuada por presión, usando estampa

cerrada.

PRODUCTOS BRILLANTES ( “BLANCOS” )

Productos trefilados.- Productos con diferentes formas de sección transversal,

que se obtienen después del descamado al trefilar barras o alambrón

laminados en caliente en una hilera de trefilar (deformación en frío sin quitar

material).

Este proceso da al producto características especiales con respecto a la forma,

a la precisión dimensional y al acabado superficial. Además, el proceso causa


102

endurecimiento por trabajo en frío que puede eliminarse por tratamiento

térmico.

Los productos en tramos se entregan enderezados, aquellos de sección

transversal pequeña, también se pueden entregar en bobinas.

Productos torneados (pelados).- Barras de acero de sección transversal circular

que tienen las mismas características especiales de forma, precisión

dimensional y acabado brillante de superficie que los productos trefilados.

Estos productos se obtienen por torneado y luego por enderezado y pulido. La

remoción de metal por torneado se realiza de una manera tal que el producto

con acabado brillante está generalmente exento de defectos de laminación.

Productos rectificados.- Barras trefiladas o torneadas, de sección transversal

circular, que reciben una calidad de superficie mejorada y una precisión

dimensional por rectificado o por rectificado y pulido (productos calibrados).

Productos conformados en frío

Productos que tienen diversas formas de sección transversal, constante en

todo el largo. Están hechos a partir de productos planos recubiertos o no

recubiertos, laminados en frío o en caliente, cuyo espesor es ligeramente

modificado por el proceso de conformación en frío (ej. perfilado, trefilado,

conformado en prensa, plegado)

Perfiles conformados en frío.- Productos formados en frío en tramos, que tienen

diversas formas de secciones abiertas o cerradas. En la práctica comercial no

tienen un mercado definido debido a la dificultad de laminar en frío un perfil de

acero; en cambio con otros metales más blandos, el proceso de laminado en

frío si es más factible.

Ejemplos:

Tablestaca conformada en frío.


103

Por razones técnicas, algunas barras clasificadas como productos laminados

se pueden entregar torneadas. Este tipo de producto se clasifica como

producto laminado terminado y no como producto con acabado brillante.

Los productos de sección transversal cerrada, que se producen al formar tubos

soldados o sin costura, o a partir de planchas o planchas soldadas a lo largo de

las orillas longitudinales, no se llaman “perfiles cerrados conformados en frío”,

pero

se clasifican como tubos. En la terminología siderúrgica, estos tubos se llaman

i”perfiles huecos” .

PERFILES SOLDADOS

Productos largos, de sección transversal abierta, que en lugar de obtenerse

directamente por laminación se forman al soldar productos planos laminados.

ALAMBRE

Producto trabajado en frío, de sección transversal generalmente constante en

toda su longitud. El trabajo en frío se realiza al trefilar alambrón a través de un

dado o al pasar bajo presión entre cilindros impulsados y rebobinar el producto

trefilado.

La sección transversal es normalmente circular, ovalada, rectangular,

cuadrada, hexagonal, octogonal o de otra forma (con excepción de flejes).

TUBOS DE ACERO, PERFILES HUECOS Y BARRAS HUECAS

Los tubos son productos largos huecos, abierto en sus extremos, de sección

transversal o circular, los “sin costura”, son elaborados a partir de un lingote y

los tubos soldados a partir de una plancha soldada a lo largo o en espiral. El

perfil hueco es un tubo usado con fines estructurales y la barra hueca es tubo

sin costura destinado a aplicaciones mecánicas, que se distingue por su

tolerancia estrecha, lo que asegura precisiones dimensionales con tolerancias

de maquinado mínimas.


104

4.7 FICHAS TECNICAS

BARRAS DE CONSTRUCCIÓN SIDERPERU

Designación : BC –1 E 42 –ASTM –A – 615 G 60

Descripción : Barras de acero al carbono de sección circular, laminadas en caliente,

con resaltes Hi – Bond de alta adherencia con el concreto.

Norma Nacional : ITINTEC 341.031 Grado ARN420 –91

Norma Internacional : ASTM – A615 GRADO 60

Presentación : Las Barras de Construcción SIDERPERU se produce en 9m. y 12m. de

longitud en los siguientes diámetros : ¼”, 8 mm., 3/8” , 12mm., ½”, 5/8”,3/4” , 1 y 1

3/8”. Previa consulta, se pueden producir en otras longitudes requeridas por los

clientes.

Embalaje : Se suministran en paquetes de 2 Toneladas.

PROPIEDADES MECÁNICAS

Designación

Diámetro NominalCaracterísticas Mecánicas

(Valores Mínimos) Doblado a 180°

Diámetro MandrilMilimetros Pulgadas

mm Pulg.

R

(Kg/cm2)

F

(Kg/cm2)

%A

Lo=200

E42

8 -

6,330 4,220 9

3.5d

- 3/8”

12 -

- ½”

- 5/8”

- ¾”

5d- 1” 8

- 1 3/8” 7 7d

R: Resistencia a la tracción F: Limite de Fluencia d: Diámetro Lo: Longitud

Calibrada de Probeta %A: Porcentaje de Alargamiento


105

DIMENSIONES NOMINALES

Diámetro

mm. Pulgadas

Masa

Kg./m.

Varilla

Kg.

Sección

mm2

Perímetro

mm.

Longitud

mm.

8 - 0.39 3.51 50 25.1

9,000

- 3/8” 0.56 5.04 71 29.9

12 - 0.89 8.01 113 37.7

- ½” 0.99 8.91 127 39.9

- 5/8” 1.55 13.95 198 49.9

- ¾” 2.24 20.16 285 59.9

- 1” 3.98 35.82 507 79.8

- 1 3/8” 7.91 94.92 958 109.7 12,000

ALAMBRÓN SIDERPERU

Designación : Al – 1 – E38

Descripción : Son productos de acero de sección circular y superficie lisa o con

resaltes, que se usa para amarres en las construcciones. Se obtiene a partir de la

laminación en caliente de palanquillas.

Usos : Como estribo en columnas y vigas, lozas como refuerzo de repartición y

temperatura.

Norma Técnica : ASTM A615 Grado 60/NTP 341.031 Grado 60

Presentación : Se fabrica en los siguientes diámetro : 5.5 mm,6.0mm; ¼” y 3/8”.

Embalaje : Se suministran en forma de rollos de 1.8 Tm.


106

CARACTERISTICAS TÉCNICAS

CalidadNorma

(Tipo de Acero)

Norma

(Tolerancia Dimensional)

Para

Concreto

Armado

NTP 341.031 Grado 60/

ASTM A615 Grado 60

ASTM A510

PROPIEDADES MECÁNICAS

CARACTERISTICAS MECÁNICAS (Valores Mínimos)

Designación R

Kg/mm²

F

Kg/mm²

% A

Lo = 200

Doblado a 180º

Diámetro Mandril

AL -38 63 38 9 4d

R: Resistencia a la Tracción F: Límite de Fluencia d : Diámetro Lo: Longitud

Calibrada de Probeta % A: Porcentaje de Alargamiento

DIMENSIONES NOMINALES

Diámetro

Diámetro Interno de los

rollos mm (mínimo)

Masa de los rollos Kg. (aprox)

mm Pulg.

5.5

6.0 710 200

6.4 ¼

9.5 3/8

TOLERANCIA DIMENSIONALES

Tolerancia en el Diámetro ± 0.5 mm


107

Tolerancia en la Ovalización : 0.7 mm.máx.

BARRAS DE CONSTRUCCIÓN - ACEROS AREQUIPA ASTM A706

DENOMINACION

BACO A706-G60

DESCRIPCIÓN :

Barras de acero microaleado de alta ductilidad, rectas de sección circular, con resaltes

Hi – bond de alta adherencia con el concreto.

USOS :

Se usa como refuerzo para concreto armado, en estructuras sismoresistentes y donde

se requiera el soldado de estructuras.

El acero A706, es el único acero de construcción que cumple estrictamente con los

requerimientos especificados por el American Concrete Institute ( en la Norma ACI

318-02 sección 21.2.5 ) para ser utilizado como refuerzo de estructuras

sismoresistentes.

NORMA TÉCNICA

Composición Química, Propiedades Mecánicas y Tolerancias dimensionales ASTM

A706 Grado 60 –96b.

PRESENTACION :

Se produce en barras de 9 m de longitud en los siguientes diámetros: 5/8”, ¾”, 1” y

13/8”.

Previo acuerdo, se puede producir en longitudes desde 4,5 m hasta 12 m.


108

Se suministra en paquetes de 2 t.

DIMENSIONES Y PESOS NOMINALES

DIÁMETRO

DE BARRA

SECCIÓN

(mm²)

PERÍMETRO

(mm)

PESO

(Kg/m)

Pug. mm.

5/8” 15.9 199 49.9 1.552

¾” 19.1 284 59.8 2.235

1” 25.4 510 79.8 3.973

1 3/8” 35.8 1006 112.5 7.907

COMPOSICION QUIMICA EN LA CUCHARA (%):

C = 0.30 máx. Mn = 1.50 máx. Si = 0.50 máx.

P = 0.035 máx S = 0.045 máx

Carbono Equivalente (CE) = 0.55 Máx., para garantizar buena soldabilidad. Es

calculado con la siguiente fórmula :

CE = % C + % Mn 6 + % Cu /40 + % Ni /20 + %Cr/10 - % Mo /50 - %V10

PROPIEDADES MECÁNICAS :

Límite de Fluencia (fy) = 4220 – 5480 Kg/cm² .

Resistencia de la Tracción ( R) = 5620 kg/cm² mínimo

Relación R/fy 1,25

Alargamiento en 200 mm. :

Diámetros :


109

5/8” y ¾” ................................................... = 14% mínimo.

1” ........................................................... = 12% mínimo

Doblado a 180º ......................................... = Bueno en todos los diámetros.

Los diámetros de doblado especificados por las Normas Técnicas para la prueba de

doblado son :

DIÁMETRO BACO (d) 5/8” ¾” 1” 1 3/8”

DIÁMETRO DOBLADO 3 d 4 d 4d 6d

mm 47.6 76.2 101.6 209.5

IDENTIFICACION :

Las barras son identificadas por marcas de laminación en alto relieve que indican el

fabricante, el diámetro, la norma y el grado de acero. Se le reconoce por la letra “w”.


5/8 W 60

ACEROS AREQUIPA

DIAMETRO

ASTM A 706 / A706 M

ASTM A 706 Grado 60

110

Bibliografía

1. ACI . Normas Técnicas.

2. ASOCEM. Cemento. Boletines Técnicos Nos. 1 al 42 . Lima. Perú.

3. ASTM. Normas Técnicas

4. CALLISTER, William. Introducción a la Ciencia e Ingeniería de los

Materiales. Ed. REVETÉ.S.A. España 1995.

5. CZEMIN . La Química del Cemento--. Ed. Palestra

6. CFE: Manual de Tecnología del Concreto. Limusa Noriega Editores. Méjico

1994. Sección 1,2 y 3.

7. IMCYC . Agregados para concreto. Ed. Limusa. México 1989.

8. IMCYC . Diseño y construcción de bloques de concreto. Ed. Limusa. México

1988.

9. ITINTEC. Normas Técnicas

10. MANUAL DE CONSTRUCCION EN ACERO-DEP. Diseño por esfuerzos

permisibles. Instituto Mexicano de la Construcción en Acero, A.C. Ed.

Limusa. México 1997.

11. MARCO, Jaime. Fundamentos para el Calculo y Diseño de Estructuras

Metálicas de Acero Laminado. Comportamiento del material y esfuerzos

básicos. Ed. Mc. Graw Hill. España .1998

12. MAYOR , Gerardo. Materiales de Construcción-Teoría y Problemas. Ed. Mc

Graw Hill. México.

13. NEVILLE, Adams. Tecnología del Concreto. Ed. Limusa. México 1988.

Tomo 1,2 y 3.

14. PADT-REFORT. Manual de Diseño para Maderas del Grupo Andino. Junta

del Acuerdo de Cartagena, 1982.

15. PORTLAND CEMENT ASSOCIATION, Proyecto y Control de mezclas de

concreto. Primera Edición. Ed. Limusa. México 1978.


111

16. RIVA LOPEZ, E. Diseño de Mezclas. Ed. HOZLO. Lima 1992.

17. RIVA LOPEZ, E. Tecnología del Concreto. Publicaciones UNI. 1981.

18. SAN BARTOLOMÉ, Angel. Construcciones de Albañilería. PUCP. Fondo

Editorial.1994.

19. THE ASPHALT INSTITUTE. Manual de Asfalto. Ed. URMO- España.

20. VAN VLACK. Lawrence. Materiales para Ingeniería . Ed. CECSA. México.

21. WADDELL y DOBROWOLSKI. Manual de la Construcción con Concreto.

Tomo I y II. Ed. Mc Graw Hill .México.1996.

22. Catálogos de Materiales

23. www. asocem. org.pe

24. www.imcyc.com

25. www.ladrillospiramide.com

26. www. construaprende.com

27. www.

opus.com.mx


112

tecnol. de los mater-sencico

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