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15/09/2013 1 1. Introducción 2. Piedra Natural 3. Áridos Naturales (Granulares, Machaqueo) Artificiales (SIM, RCD) 4. Aglomerantes Cemento Yeso Cal 5. Cerámicas & vidrios 6. Metales Fe y Acero Metales no férreos 7. Productos bituminosos, Plásticos & Geosintéticos Bitúmenes Plásticos: Termoplásticos, termoestables, PVC Geosintéticos: Geotextil, Geomalla, Geomembrana, Geocompuesto, Geocelda Materiales Geológicos de Construcción II Escuela de Arquitectura Técnica GEOLOGÍA Áridos Materiales granulares que se utilizan como materia prima en la construcción, caracterizándose por su estabilidad química y resistencia mecánica Separación de áridos naturales por tamaño. Fuente: www.laregioninternacional.com Deben ser baratos, abundantes y situados próximos a los centros de consumo. 3. Áridos GEOLOGÍA Escuela de Arquitectura Técnica Después del agua (*), constituyen el recurso natural más demandado. Un Kilómetro de autopista 25.000 Tm de áridos 90% volumen total GEOLOGÍA Escuela de Arquitectura Técnica 3. Áridos Después del agua (*), constituyen el recurso natural más demandado. 1 m 3 de hormigón 2 toneladas de áridos 80% volumen total GEOLOGÍA Escuela de Arquitectura Técnica 3. Áridos

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1. Introducción 2. Piedra Natural3. Áridos

Naturales (Granulares, Machaqueo)Artificiales (SIM, RCD)

4. AglomerantesCementoYesoCal

5. Cerámicas & vidrios6. Metales

Fe y AceroMetales no férreos

7. Productos bituminosos, Plásticos & GeosintéticosBitúmenesPlásticos: Termoplásticos, termoestables, PVCGeosintéticos: Geotextil, Geomalla, Geomembrana, Geocompuesto, Geocelda

Materiales Geológicos de Construcción II

Escuela de Arquitectura Técnica

GEOLOGÍA Áridos Materiales granulares que se utilizan como materia prima en la construcción, caracterizándose por su estabilidad química y resistencia mecánica

Separación de áridos naturales por tamaño. Fuente: www.laregioninternacional.com

Deben ser baratos, abundantes y situados próximos a los centros de consumo.

3. ÁridosGEOLOGÍA

Escuela de Arquitectura Técnica

Después del agua (*), constituyen el recurso natural más demandado.

Un Kilómetro de autopista ► 25.000 Tm de áridos ► 90% volumen total

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

3. Áridos

Después del agua (*), constituyen el recurso natural más demandado.

1 m3 de hormigón ► 2 toneladas de áridos ► 80% volumen total

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3. Áridos

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Surgieron a finales del siglo XIX, con la aparición del cemento y hormigón y la necesidad del desarrollo y mejora de las redes de comunicación (carreteras, ferrocarriles) que demandaba el desarrollo industrial de la época.

Construcción del viaducto de Contreras; Obras del AVE Madrid-Valencia. Fuente: ingenieriaenlared.files.wordpress.com

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

3. Áridos

Los áridos se clasifican, según su procedencia, en dos grandes grupos:

Extracción de áridos naturales en una gravera situada en una llanura de inundación. Fuente: triacanthos.org

1. Naturales 2. Artificiales

Granulares Machaqueo

Las graveras están situadas en terrazas fluviales y llanuras de inundación.

Mayoritariamente están formados por arenas y gravas (cuarzo y cuarcita). Elevada estabilidad química y buen comportamiento mecánico.

Tratamiento sencillo: Extracción, lavado y clasificación por tamaños.

SIM RCD

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3. Áridos

Planta de machaqueo y hormigón para la elaboración de cubos de hormigón para escolleras. Fuente: puertodelatlantico.com

Áridos Naturales

Machaqueo

Se producen en todo tipo canteras (ígneas, metamórficas y sedimentarias).

Propiedades físico-mecánicas ► tipo de roca explotada.

Tratamiento: Extracción (voladura), molienda y clasificación por tamaño

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3. Áridos

Escombreras mineras. Fuente: 3.bp.blogspot.com

2. Áridos Artificiales

Subproductos de diferentes procesos Industriales y Mineros (SIM)

• estériles mineros

• cenizas del carbón

• escorias de procesos sidero-metalúrgicos

• resíduos de incineración de R.S.U., …

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3. Áridos

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Obtención de áridos artificiales a partir de estériles de construcción. Fuente: www.voladurasydemoliciones.com

2. Áridos Artificiales

Reciclado de RCD (Residuos de Construcción y Demolición).

Se generan por la destrucción de estructuras previas (Edificios, pavimentos).

Tratamiento: Molienda y clasificación por tamaño.

Últimos años: Importante auge ► desarrollo de legislaciones y aplicaciones por cuestiones medioambientales.

Representan aún una aportación muy pequeña y siempre relacionada con actuaciones puntuales.

La demanda actual de áridos ► áridos naturales (Granulares y Machaqueo).

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

3. Áridos

Usos

Una vez que han recibido el correspondiente tratamiento y clasificación, los áridos son los componentes fundamentales en :

1. Morteros; Requerimientos:

tamaños comprendidos entre 0-4 mm.

Resistentes e inertes ► Áridos naturales granulares.

En las proporciones adecuadas, se mezclan con agua, cemento, cal y/o yeso).

2. Hormigones; Requerimientos:

Tamaños comprendidos entre 4-10/20 mm.

Resistentes e inertes ► Áridos naturales granulares.

En las proporciones adecuadas, se mezclan con agua, cemento, cal y/o yeso).

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

3. Áridos

Usos

Una vez que han recibido el correspondiente tratamiento y clasificación, los áridos son los componentes fundamentales en :

1. Morteros

2. Hormigones

3. Bases y subbases de carretera

4. Balastos de vías de ferrocarril

5. Escolleras

6. Aplicaciones industriales (filtros varios)

5. Áridos ligeros (densidad ≤ 2)

Idóneos para la construcción de grandes estructuras ligeras, pero resistentes.

Materiales geológicos naturales (lapilli y cenizas volcánicas, arcillas), tratados (pizarras expandidas), artificiales (cenizas de fundición) y de origen orgánico (cáscaras de cereales, fibras de madera).

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

3. Áridos

1. Introducción 2. Piedra Natural3. Áridos

Naturales (Granulares, Machaqueo)Artificiales (SIM, RCD)

4. AglomerantesCementoYesoCal

5. Cerámicas & vidrios6. Metales

Fe y AceroMetales no férreos

7. Productos bituminosos, Plásticos & GeosintéticosBitúmenesPlásticos: Termoplásticos, termoestables, PVCGeosintéticos: Geotextil, Geomalla, Geomembrana, Geocompuesto, Geocelda

Materiales Geológicos de Construcción II

Escuela de Arquitectura Técnica

GEOLOGÍA

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Aglomerantes (conglomerantes) Sustancias capaces de endurecerse (fraguar) en un tiempo corto en contacto con el aire o mezclado con agua, siendo utilizables para unir o trabar materiales de diferente naturaleza (Piedras naturales, losas, cerámicas, …)

Orgánicos Inorgánicos

Resinas Polímeros Cales Yesos

Tipos

Cementos

4. AglomerantesGEOLOGÍA

Escuela de Arquitectura Técnica

Los aglomerantes de tipo inorgánico son los más utilizados en construcción

CAL

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Primer aglomerante conocido por el hombre (6000 años a.d.C.).

Lo emplearon todas las grandes civilizaciones antiguas: Egipcia, griega, romana, asiria, china, indú, maya, azteca, Inca.

4. Aglomerantes

CAL

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Primer aglomerante conocido por el hombre (6000 años a.d.C.).

Empleado en todas las grandes civilizaciones : Egipcia, griega, romana, asiria, china, indú, maya, azteca, Inca.

La materia prima es la roca caliza (CaCO3) ► 56% CaO y 44% CO2.

Generalmente, las calizas no son puras ► contienen proporciones variables de arcillas, cuarzo y otros componentes.

Calizas con altos porcentajes en Mg (calizas dolomíticas, dolomías) no son utilizadas.

El ratio de producción de cal es de 1:2. Ej.:1 Tm de cal ► 2 Tm Caliza.

Atendiendo a su composición, las cales se clasifican en: (i) Aéreas e (ii) Hidráulicas.

4. Aglomerantes

CAL AÉREA

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Está constituida fundamentalmente por óxido de calcio (CaO) e hidróxido cálcico (Ca(OH)2).

Estos componentes endurecen (fraguan) lentamente en combinación con el CO2 atmosférico ► carecen de propiedades hidráulicas.

Es el producto resultante de la descomposición por calor (calcinación) de las calizas, mediante la reacción:

CaCO3 + calor → CO2 + CaO

El óxido de calcio (CaO) se denomina CAL VIVA, siendo un producto sólido de color blanco y muy inestable, que reacciona con el agua:

CaO + H2O → Ca(OH)2 + calor (160º C y 15100 cal.)

El hidróxido cálcico (Ca(OH)2) o Portlandita es un producto sólido, blanco, amorfo y soluble en el agua.

Mezclado con el agua, genera dos productos:

Lechada o Agua de Cal; de color blanco, empleada para pintar.

Cal apagada; pasta trabada, fluida y untuosa, empleada para enfoscados, revocos, estucos y como aglomerante.

4. Aglomerantes

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CAL AÉREA

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

La CAL APAGADA en pasta tiene la propiedad de endurecerse (fraguar) en el aire en dos fases:

Desecación; por evaporación de la fracción de agua con la que se formó la pasta.

Carbonatación; por adsorción del CO2 atmosférico.

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

La reacción de carbonatación es lenta; se inicia 24 h después de la constitución de la pasta y termina completamente al cabo de meses.

Solo se produce en condiciones de aire seco; en áreas húmedas se verifica con mucha dificultad.

Carbonatación no tiene lugar en presencia de H2O ► disolución cal apagada

4. Aglomerantes

CAL AÉREA

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

PROPIEDADES

Perfecto estado de conservación durante años.

Carece de propiedades hidráulicas

Estructura porosa ► Favorece una regulación térmica de los espacios interiores.

USOS

Lechada ► jalbegar (pintar) paredes

Cal apagada ► revestimientos, revocos, estucos

Cal apagada ► Aglomerante en seco

4. Aglomerantes

CAL HIDRÁULICA

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Es cal parcialmente hidratada que además de fraguar en el aire, lo hace en presencia de agua.

Tiene propiedades hidráulicas, comportándose de modo similar a un cemento Portland blanco.

4. Aglomerantes

CAL HIDRÁULICA

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Es cal parcialmente hidratada que además de fraguar en el aire, lo hace debajo del agua.

Tiene propiedades hidráulicas, comportándose de modo similar a un cemento Portland blanco

Se forman a partir de la calcinación de calizas con proporciones variables (8-20%) de arcillas (filosilicatos).

Fuente: www.vesania.blogia.com

Durante la calcinación:

Evaporación del agua de cantera (110ºC).

Descomposición caliza (700º C) en CaO, SiO2, Al2O3.

CaO + H2O → Ca(OH)2 (Portlandita)+ calor

Ca(OH)2 + SiO2 + Al2O3 ► AGLOMERANTE

4. Aglomerantes

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GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

PROPIEDADES

Posee propiedades hidráulicas.

Favorece una regulación térmica de los espacios interiores.

USOS

Jalbegar (pintar) paredes.

Revestimientos y revocos.

Aglomerante hidráulico.

CAL HIDRÁULICA

4. Aglomerantes

YESO

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Es junto con la cal, el aglomerante más antiguo.

Presencia notable en la actualidad.

4. Aglomerantes

YESO

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Es junto con la cal, el aglomerante más antiguo.

Presencia notable en la actualidad.

Es el resultado de la cocción a (120-180º) de Yeso (sulfato hidratado):

YESO: CaSO4 + 2H2O

La cocción produce una deshidratación parcial, generando

CaSO4 + ½ H2O (Hemiedrita)

Base del yeso comercial en construcción

Admite/Requiere porcentajes de hasta 20% de arcillas (filosilicatos).

Al ser amasado con agua, solidifica (fragua), hidratándose de nuevo ►mineral original (CaSO4 + 2H2O).

Problemas de durabilidad en espacios exteriores sometidos a condiciones meteorológicas adversas (ciclos húmedo-seco).

4. AglomerantesGEOLOGÍA

Escuela de Arquitectura Técnica

PROPIEDADES

Aislante térmico; elevada inercia térmica y bajo coeficiente de conductividad ►reduce puentes térmicos y elimina efecto “pared fría”.

Aislante acústico ► elasticidad y estructura porosa.

Regulador higrométrico; Favorecen la aireación del local, absorbiendo el exceso de humedad, y restituyéndola cuando el aire está más seco.

Icnífugo; incombustible, prolongando la resistencia al fuego; el agua de cristalización ► frena el fuego y absorbe calor.

Plasticidad y maleabilidad ► amplias posibilidades en construcción

USOS

Revestimientos tabiquería interior► aplicación manual o proyección mecánica.

Escayolas y molduras con fines decorativos.

Piezas prefabricadas (placas de yeso) ► tabiquería, placado de techos y soleras.

Mortero (aglomerante).

YESO

4. Aglomerantes

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CEMENTO

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

El principal aglomerante en la construcción e ingeniería civil del mundo moderno.

Surge en el S. XIX en Europa, ante la demanda de nuevas y numerosas infraestructuras requeridas por la revolución industrial.

El éxito que el cemento ha tenido como aglomerante desde entonces se debe a:

Abundancia de materias primas.

Bajo coste de materias primas.

Fabricación sencilla y económica.

Elevada moldeabilidad ► cubre todas las necesidades constructivas, prestándose a diversos tratamientos y procedimientos de puesta en obra.

4. Aglomerantes

CEMENTO

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Consta de 4 componentes básicos: CaO, SiO2, Al2O3 y Fe2O3.

Los componentes se obtienen de canteras de calizas (CaO) y de arcillas para el resto de componentes (SiO2, Al2O3 y Fe2O3).

Explotación intensiva recursos naturales ► satisfacer la demanda mundial

Los componentes se mezclan de acuerdo a unas dosis determinadas para obtener el CRUDO DE CEMENTO o CLINKER (material base para la obtención de los diferentes productos a lo largo del proceso de fabricación).

Habitualmente se recurre a correctores para compensar el déficit de alguno de los componentes básicos. Los correctores más frecuentes son:

Bauxitas ► Al2O3.

Pirita, Oligisto, Hematites► Fe2O3.

Arenas arcósicas y ortocuarcíticas (silíceas) ► SiO2.

El ratio de producción de cemento portland es 1:1,5 Ej. 1Tm cemento portland requiere 1,5 Tm materias primas (80-85% Calizas, 15-20% arcillas).

4. Aglomerantes

CEMENTO PORTLAND

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Es en la actualidad el tipo más utilizado, tanto para la fabricación de morteros, como de hormigones.

Resulta de la calcinación de calizas y arcillas en un horno cilíndrico hasta los 1400º C.

Es frecuente añadir al clinker de Cemento Portland un 2% de Yeso

La composición del cemento portland es la siguiente:

64% CaO

21 % SiO2

5,5% Al2O3

4,5% Fe2O3

2,4% MgO

1,6% Sulfatos (yeso; CaSO4 + 2H2O)

1% Agua

4. Aglomerantes

CEMENTO PORTLAND

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Al mezclarse con agua ► pasta con propiedades plásticas y adherentes que fragua en pocas horas y endurece progresivamente en varias semanas.

El fraguado se debe a la reacción del agua con el CaO y SiO2, para formar Hidróxido de Calcio y Silicato de calcio hidratado.

4CaO + 2SiO2 + 2H2O→ Ca(OH)2 + Ca3Si2O5(OH)2

El silicato de calcio hidratado (Ca3Si2O5(OH)2) es el componente cementante más importante del cemento Portland.

4. Aglomerantes

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CEMENTO

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

USOS

Pasta de cemento; mezclarse solo con agua.

Mortero; cemento + áridos finos (arena) + agua

Hormigón; cemento + áridos gruesos (gravas) + agua + ferralla (op.)Piezas prefabricadas: Bloques, paneles, tubos, vigas, elementos escollera ...

4. Aglomerantes

Resistencias mecánicas de morteros inorgánicos

Cal hidráulica

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4. AglomerantesGEOLOGÍA

Escuela de Arquitectura Técnica

Cal aérea

1,5-5 MPa

Yeso

10 MPa

Cemento

42 MPaFuente: Martínez y Blanco (2012)

Cal hidráulica

CS I

Cal aérea

CS II

Yeso

CS IV

Cemento

CS IVFuente: UNE-EN 998-1:2003

Morteros CS I y CS II: cohesión ► no aptos cambios ambientales ► Usos interiores

Morteros CS IV: cohesión ► respuesta cambios ambientales ► Usos exteriores

1. Introducción 2. Piedra Natural3. Áridos

Naturales (Granulares, Machaqueo)Artificiales (SIM, RCD)

4. AglomerantesCementoYesoCal

5. Cerámicas & vidrios6. Metales

Fe y AceroMetales no férreos

7. Productos bituminosos, Plásticos & GeosintéticosBitúmenesPlásticos: Termoplásticos, termoestables, PVCGeosintéticos: Geotextil, Geomalla, Geomembrana, Geocompuesto, Geocelda

Materiales Geológicos de Construcción II

Escuela de Arquitectura Técnica

GEOLOGÍA CERÁMICAS

5. Cerámicas y vidriosGEOLOGÍA

Escuela de Arquitectura Técnica

Cualquier material sólido, inorgánico, no metálico, que se fabrica por calentamiento a alta temperatura.

La arcilla es la materia prima básica, incluyendo proporciones variables de arenas (cuarzo) y feldespatos en función del tipo de producto final y de sus propiedades (textura, color, …).

Adquieren la forma en condiciones húmedas y plásticas y posteriormente son cocidos a alta temperatura para alcanzar su dureza nominal.

La cocción es la parte más importante del proceso de manufacturación; además de conseguir la dureza final del producto, también se adquieren los colores y tonos definitivos.

Proceso muy perfeccionado y refinado en la producción de baldosas, refractarios, vidrios cerámicos, fibras cerámicas, semiconductores, …

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CERÁMICAS

5. Cerámicas y vidriosGEOLOGÍA

Escuela de Arquitectura Técnica

En función de la Temperatura de cocción, las cerámicas se clasifican en varias categorías ► grado de sinterización (vitrificación) de la matriz arcillosa.

Categoría Tª Cocción (ºC) Matriz Superficie

Terracota 850-900 No vitrificada Porosa

Loza 900-1100Parcialmente

vitrificadaVidriada y no

vidriada

Gres 1200-1350 Mayoritariamente vitrificada

Vidriada y no vidriada

Porcelana 1300-1450 Mayoritariamente vitrificada Translúcida

Fuente: García-Heras (2012)

Tratamiento adicional de vidriado de superficies externas generando un material compuesto (cuerpo cerámico + superficie vítrea)

► ↑ Impermeabilidad ► ↑ DURABILIDAD

Categorías de los materiales cerámicos

PRODUCTOS CERÁMICOS

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

1. Cerámica estructural

2. Baldosas cerámicas

AZULEJO PAVIMENTO DE GRÉS

GRÉS PORCELÁNICO

BALDOSÍNCATALÁN

GRÉS RÚSTICO

BARRO COCIDO

RASILLA / RASILLÓN TEJA BOVEDILLAS LADRILLOS

5. Cerámicas y vidrios

PRODUCTOS CERÁMICOS

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

1. Cerámica estructural: Ladrillos

5. Cerámicas y vidrios

Terminología de Aristas y Lados

PRODUCTOS CERÁMICOS

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

5. Cerámicas y vidrios

1. Cerámica estructural: Ladrillos

Fuente: http://tprlconstruccion.blogspot.com.es/

Terminología de Aristas y Lados

Clasificación de ladrillos en función de la forma

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VIDRIOS

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

son considerados igualmente materiales cerámicos.

Sus constituyentes son calentados hasta fusión y después enfriados rápidamente ► compuesto sólido amorfo (sin estructura cristalina).

Materia Prima: Básicamente arenas silíceas (ricas en cuarzo; SiO2); secundariamente, cantidades variables en carbonatos, boratos, feldespatos y óxidos (tonalidad).

Propiedades: Material translucido, brillo vítreo, dureza elevada (7), fractura concoidea, resistente a la corrosión (casi inalterable)

Conformar diferentes variedades de vidrios en función de cual sea su destino en la construcción o en la industria.

5. Cerámicas y vidrios

1. Introducción 2. Piedra Natural3. Áridos

Naturales (Granulares, Machaqueo)Artificiales (SIM, RCD)

4. AglomerantesCementoYesoCal

5. Cerámicas & vidrios6. Metales

Fe y AceroMetales no férreos

7. Productos bituminosos, Plásticos & GeosintéticosBitúmenesPlásticos: Termoplásticos, termoestables, PVCGeosintéticos: Geotextil, Geomalla, Geomembrana, Geocompuesto, Geocelda

Materiales Geológicos de Construcción II

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GEOLOGÍA

METALES

6. MetalesGEOLOGÍA

Escuela de Arquitectura Técnica

Se conocen desde la antigüedad, condicionando el desarrollo de diferentes civilizaciones (Edad del Hierro, Bronce, …).

Su uso se generaliza desde la segunda mitad del siglo XIX con el desarrollo de la Revolución Industrial.

El empleo de los metales y sus aleaciones en la construcción ha ido creciendo de forma notable a lo largo del siglo XX.

Hierro y Acero (aleación de Fe + C) representan más del 90% de la producción de metales en la actualidad

Sus propiedades permiten múltiples aplicaciones en el mundo de la construcción, del interior de las viviendas y de la ingeniería civil.

METALES

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

1. Extracción del yacimiento (yacimientos hidrotermales).

2. Concentración física de la mena metálica ► MINERALURGIA

3. Concentración química, para separar el elemento metálico del resto de elementos que le acompañan en el compuesto mineral ► METALURGIA

Producción

1. Grupo del Hierro y el Acero; su uso es muy generalizado ► elementos estructurales.

El acero es una aleación de Fe y C, pudiendo ser de dos tipos:

- Acero; C < 2% - Fundición; C ≥ 2% (quebradizos; no forja)

1. Grupo de los metales no férreos; Su uso es menor y sus aplicaciones complementarias. Destacan: Al (paneles de fachadas y chapas); Cu (piezas de fontanería, cableado eléctrico); Zn recubrimientos (protección) del acero mediante galvanizados; Pb (en desuso debido a su efecto contaminante y a la existencia del PVC).

Tipos

6. Metales

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METALES

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Bajo peso estructural respecto a otros materiales de construcción.

Resistencia, dureza y durabilidad.

Elasticidad, flexibilidad.

Alta conductividad térmica y eléctrica.

Estética .

Facilidad de reciclado.

Propiedades

Elementos estructurales

Estructuras metálicas en construcción

Estructuras portantes en ingeniería civil

Elementos auxiliares (Barandillas, chapados, cerrajería)

Elementos interiores de las viviendas (fregaderos, radiadores, cerramientos)

Usos

6. Metales

UsosMETALES

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

ProblemasSe alteran fácilmente por oxidación ► recubrimientos

superficiales (pinturas, galvanizados, …)Su elevada conductividad térmica ► puentes térmicos

interior y el exterior de las viviendas (cerramientos)

6. Metales

1. Introducción 2. Piedra Natural3. Áridos

Naturales (Granulares, Machaqueo)Artificiales (SIM, RCD)

4. AglomerantesCementoYesoCal

5. Cerámicas & vidrios6. Metales

Fe y AceroMetales no férreos

7. Productos bituminosos, Plásticos & GeosintéticosBitúmenesPlásticos: Termoplásticos, termoestables, PVCGeosintéticos: Geotextil, Geomalla, Geomembrana, Geocompuesto, Geocelda

Materiales Geológicos de Construcción II

Escuela de Arquitectura Técnica

GEOLOGÍA

PRODUCTOS BITUMINOSOS

7. Bitúmenes, plásticos y geosintéticos

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Grupo de materiales que se define en función de una materia prima común: Derivados del Petroleo.

Sustancias aglomerantes, de naturaleza sólida o relativamente viscosa a temperatura ambiente.

Constituidos por mezclas complejas de hidrocarburos (desechos el refino)

Ligantes bituminosos o Hidrocarbonados.

UsosAislantes hídricos (hidrófugos) de soleras y paramentos exterioresLigante en la capa de rodadura para la construcción de carreteras y otras calzadas.

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PLÁSTICOS

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Polímeros orgánicos de cadena larga, procedentes de hidrocarburos del petróleo.

En alguna fase del proceso de producción adquieren la propiedad de la plasticidad al aplicarles calor ► Forma nominal.

El sector de la construcción es el segundo que más plásticos consume, después del de envases y embalajes.Se clasifican en dos grandes grupos:

Termoplásticos; se ablandan por calor y se endurecen al enfriarse ►Termomodificables.

Polietileno (PE); Uno de los plásticos más comunes: Bolsas de todo tipo, tuberías y láminas plásticas para aislamiento hidrófugo. (PEBD, PEAD)

Poliestireno (PS); Fabricación de envases (PS choque y PS cristal) y aislante térmico en obra (PS extruido y PS expandido).

Poliuretano (PUR); espumas utilizadas como aislamiento térmico en obra.

7. Bitúmenes, plásticos y geosintéticos

PLÁSTICOS

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Se clasifican en dos grandes grupos:

Termoplásticos:

Polietileno (PE).

Poliestireno (PS).

Poliuretano (PUR).

Termoestables (duroplásticos)

Polímeros rígidos caracterizados por una red tridimensional de cadenas con enlaces covalentes. Tras el proceso de calentamiento y adquisición de la forma, se endurecen de modo permanentemente.

Plásticos fenólicos.

Melamina.

Silicona

Epoxi, ...

7. Bitúmenes, plásticos y geosintéticos

PLÁSTICOS

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

USOS

Láminas hidrófugas de polietileno Paneles de poliestireno (aislante térmico) Poliuretano proyectado

7. Bitúmenes, plásticos y geosintéticos

TERMOPLÁSTICOS

TERMOESTABLES

Plásticos fenólicos Melamina Silicona Epoxi

PLÁSTICOS

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

Es un plástico diferente a los demás al estar compuesto por un 57% Cl y un 43% de etileno (derivado del petróleo).

PVC (Cloruro de Polivinilo)

Sus propiedades más destacables:

Baja densidad (1,4 g/cm3) ► transporte y aplicaciones.

Elevada resistencia a la acción biológica, química y a impactos.

Aislante térmico, eléctrico, acústico e hidrúfugo.

Durabilidad elevada (> 50 años).

No propaga el fuego (autoextinguible).

Reciclable y reciclado.

Bajo coste energético de producción.

Estas propiedades le hacen idóneo en múltiples aplicaciones industriales, edificación e ingeniería civil.

7. Bitúmenes, plásticos y geosintéticos

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PLÁSTICOS

GEOLOGÍAEscuela de Arquitectura Técnica

USOS

Cerramientos de PVC Tuberías de PVC Revestimientos (siding) de PVC

7. Bitúmenes, plásticos y geosintéticos

Fundas aislantesSolados interiores Cinta aislante adhesiva

GEOSINTÉTICOS

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Son materiales planares, fabricados a partir de varios tipos de polímeros derivados del petróleo.

Mejoran y hacen posible la ejecución de proyectos de ingeniería civil, geotécnica y edificación en condiciones adversas.

Propiedades mecánicas e hidráulicas, que permiten mejorar las propiedades de los suelos o sustratos de obra (geo-).

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GEOSINTÉTICOS

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Propiedades y usos

Reducen los costes en la construcción.

Sirven como barrera contra la erosión de suelos.

Funcionan como manto drenante, en reemplazo de áridos granulares.

Son inertes frente a la mayoría de agentes químicos.

Refuerzan el suelo, mejorando sus cargas últimas.

Permiten la construcción de taludes de gran inclinación, inclusive verticales.

Tipos

Se subdividen en cinco grupos:

Geotextiles

Geomallas

Geomembranas

Geocompuestos

Geoceldas

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1. Geotextiles

Fuente: FUNDACIONES CI52-Q

Son materiales flexibles y permeables a los fluidos (o impermeables).

Fabricados de fibras sintéticas, como el poliester o el polipropileno.

Capaces de retener partículas del sustrato > que el tamaño de sus poros.

Es el más común de todos los geosintéticos ► 75% de la producción total.

En la construcción se emplea como material drenante o impermeabilizante, dependiendo del caso.

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2. Geomallas

Fuente: FUNDACIONES CI52-Q

Son estructuras tridimensionales mono- o biorentadas

Fabricados de polietileno extruido de alta densidad (PEAD).

Mayor adherencia al terreno y mayor durabilidad que los geotextiles.

Empleados para la estabilidad de taludes, control de procesos de erosión, muros de contención, …

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3. Geomembranas

Fuente: FUNDACIONES CI52-Q

Laminas poliméricas construidas a partir de PVC o de polietileno de alta o baja densidad (PEAD/PEBD).Recubrimientos impermeables a fluidos y partículas, revistiendo canales, lagunas, depósitos de agua y control de la erosión.Con el objeto de evitar fugas, se instalan para sellado de depósitos de productos químicos, residuos sólidos e industriales, purines, …Recubrimientos impermeables interiores de sotanos, garajes, …

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4. Geocompuestos

Fuente: FUNDACIONES CI52-Q

Elaborados a partir de una geomalla y un geotextil no tejido.

Diseñados para la estabilización de suelos donde se requiere tanto refuerzo, como separación de una capa granular (drenante) y un subsuelo muy fino (impermeable).

Permite una efectiva acción de filtración, gran resistencia a la tensión y a los daños durante la instalación y, alto módulo elástico.

Óptimo para la creación de drenajes perimetrales en la construcción.

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5. Geoceldas

Fuente: FUNDACIONES CI52-Q

Sistemas tridimensionales de confinamiento celular, fabricadas en paneles de polietileno o polipropileno.

Son muy resistentes y aptas para el confinamiento de cargas.

Permite aumentar la capacidad de carga de un suelo, evitando problemas de contaminación.

Idóneos para la estabilización y protección de taludes y de suelos áridos (control de la erosión).

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Autovía A-2, Km 24 a su paso por Torrejón de Ardoz. Fuente: J. Gil-Gil

La falta de conocimiento de la tipología y sus usos genera ….

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