Tema 18. Construcción 1

Materiales de Construcción: Tipos y Aplicaciones

• Los materiales definen la naturaleza, composición y forma de la construcción.
• Es crucial conocer los diferentes tipos y dónde se encuentran.

Tipos de Materiales

Arena

• Se encuentra en el vidrio y las fibras de vidrio.
• Compuesta principalmente por sílice o dióxido de silicio.

Arcilla

• Presente en el gres, baldosas, ladrillos o tejas.
• Similar a la arena en su formulación química.

Metálicos

• Utilizados en acabados y en la estructura.
• Los más comunes: acero (aleación de hierro y carbono) y aluminio.
• Otros metales: cobre, plomo, zinc o titanio.

Orgánicos

• Encontrados en tableros y como parte de la estructura.
• Principal: madera y sus derivados.
• Otros: bambú, paja o pieles de animales.

Sintéticos

• Plásticos derivados del petróleo como PVC, silicona o polietileno.
• Usados en mobiliario y en partes esenciales de la construcción (aislantes, revestimientos, pinturas, cierres, etc.).

Pétreos

• Creados a partir de la piedra, presentes en la estructura y el mobiliario.
• Ejemplos: hormigón o granito.
  • Naturales: Clasificación según origen geológico (ígneas, metamórficas o sedimentarias).
  • Artificiales: Piedra tratada para mejorar propiedades.

Reacción y Resistencia al Fuego

• Reacción al fuego: Cómo un material se ve afectado por el fuego.
• Resistencia al fuego: Capacidad de un material o estructura para mantener integridad y aislamiento durante exposición al fuego.
• Se mide mediante la clase REI.
  • R (capacidad de carga): Tiempo mínimo (ej. 30 min) que el elemento resiste una carga bajo fuego.
  • E (integridad): Tiempo mínimo (ej. 30 min) que evita el paso del fuego.
  • I (aislamiento): Tiempo mínimo para que el lado frío alcance una temperatura determinada (normalmente 140°C).
• El factor REI se declara en minutos: 15, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240.
• Aplicaciones:
  • Reacción al fuego: Selección de materiales para limitar la propagación del fuego.
  • Resistencia al fuego: Diseño de estructuras para resistir incendios tiempo específico, permitiendo evacuación y facilitando extinción.

Materiales Cerámicos

• Sólidos arcillosos inorgánicos y no metálicos, también pueden tener estructura cristalina.
• Fabricados artificialmente, pero con materia prima natural (arcilla).
• Arcilla: Material granular formado por la descomposición de rocas feldespáticas.
  • Composición: Dióxido de silicio, óxido de hierro, aluminio, agua.
• Características de la arcilla:
  • Plástica cuando está húmeda.
  • Se endurece al calentarse.
• Propiedades de los materiales cerámicos fabricados:
  • Frágiles.
  • Resistentes a la compresión.
  • Resistentes a la intemperie (humedad, rayos UV, insectos, corrosión).
• Ladrillo: La pieza cerámica más utilizada en la construcción (paredes, pilares).

Tipos de Ladrillos

• Clasificación según volumen de agujeros (del más al menos macizo):
  • Macizos:
    • Sin agujeros.
    • Para paredes de cierre y estructurales.
    • Grosor: 4-7 cm.
    • Con agujeros (≤12,5% del volumen total, perpendiculares al plano).
  • Calados (gero):
    • Con agujeros sobre el plano.
    • Para paredes de cierre y estructurales.
    • Grosor: 4-7 cm (obra vista), 7-10 cm (obra revestida).
  • Aligerados: Similar al calado, con agujeros algo mayores.
  • Aforados:
    • Agujeros perpendiculares al plano.
    • No aptos para paredes estructurales.
    • Aptos para paredes de cierre.

Otras Piezas Cerámicas

• Tejas: Para cubrir edificios y protegerlos (impermeabilidad).
  • Tejas canaleras: Cara cóncava mirando arriba.
  • Tejas coberteras: Cara cóncava mirando abajo.
    • Teja árabe (curva): Acanalada y trapecial.
    • Teja romana: Rectangular con bordes laterales altos.
    • Teja mixta: Variante de la teja romana con forma de S (doble curva).
    • Teja flamenca: Variante de la teja mixta, con forma de W.
• Azulejos (losa o loseta): Piezas rectangulares y cuadradas de poco espesor para paredes, suelos y zócalos.
  • Capa inferior: Arcilla (cuerpo).
  • Capa superior: Esmalte (impermeabilidad, resistencia a la corrosión, brillo).
• Bovedillas: Aligerantes para entrevigado en forjados unidireccionales.
• Casetones: Misma función que bovedillas, pero en forjados bidireccionales. Pueden ser recuperables (plástico).
• Ladrillos de termo arcilla: Ladrillos grandes de baja densidad (muchas perforaciones).
  • Perforaciones verticales.
  • Muy porosos.
  • Buen aislamiento térmico y acústico.
  • Mayor resistencia al fuego.
  • Aptos para paredes de carga.
• Machihembrados (machembrado): Sistema de junta entre piezas (cerámica u otro material) con rebaje que encaja.
• Ladrillos de cuarto: Delgados (4 cm) para tabiques y "vueltas a la catalana".
• Superladrillos: Delgados (7 cm) para tabiques interiores (no estructurales).
• Aro: Pieza protectora que se coloca sobre otros elementos para mejorar su resistencia a la compresión.

Otras Aplicaciones de la Cerámica

• Adobe: Ladrillo de arcilla y arena (a veces con paja).
• Porcelana: Cerámica cocida a >1300 °C (blanca por la mezcla de arcilla y cuarzo).
  • Usos: cocinas (fregaderos, lavadero), baños (inodoros, bañeras, bidés).
  • Propiedades: Impermeable, resistente, duro, frágil, acabado vidrioso (esmalte).
• Cristal: Considerado material cerámico creado a partir de productos pétreos (piedra caliza, arena y sosa) a >1500 °C.
  • Propiedades: Duro, frágil, reciclable, transparente, resistente a la intemperie.variedades:
    • Armado: Alambres internos (mayor resistencia a impactos).
    • Templado (de seguridad): Mayor resistencia a flexión, impacto y choque térmico. Se rompe en pequeños granos.
    • Laminado: Dos láminas de vidrio con lámina de plástico (vidrio se mantiene en su sitio).
    • De cámara: Vidrio laminado con cámara de aire o gas (mayor aislamiento).
    • Vitral: Cristales de colores con franjas de metal (religioso).
    • Acid (helado): Semiopaco, con relieve y serigrafía (resta visibilidad).

Comportamiento ante el Fuego (Ladrillo)

• Material no combustible.
• Baja conductividad térmica.
• Poroso.Comportamiento ante el Fuego (Ladrillo)
• Material no combustible
• Baja conductividad térmica. Poroso
• Contiene agua.
• El agua se evapora cuando se expone al fuego.

Aglomerante y Conglomerante

• Material en polvo utilizado para unir pétreos o cerámicos.
• Facilidad para engancharse a los materiales creando una pasta que se endurece.
• Permite crear barro, arcilla, yeso o cemento.
  • Fraguado: Mezcla semilíquida se solidifica.
  • Curado (endurecimiento): Sólido gana resistencia.
• Importante usar agua potable durante el curado.

Diferencias entre Aglomerante y Conglomerante

• Aglomerante:
  • Proceso físico (el agua se evapora).
  • Recupera propiedades plásticas al añadir agua (antes de la cocción).
  • Origen pétreo y no pétreo.
  • Ejemplos: Arcilla, barro, betún o pegamento.
• Conglomerante:
  • Proceso químico (el agua se evapora y las moléculas se sustituyen por CO2).
  • No vuelve a ser plástico al añadir agua.
  • Origen pétreo.
  • Ejemplos: Yeso, cal o cemento.

Tipos de Conglomerantes

• Aéreo: Fragua y endurece solo en el aire.
  • No crea mezclas estables en agua.
  • Ejemplos: Yeso y cal aérea.
• Hidráulico: Fragua y endurece dentro y fuera del agua.
  • Mayor solidez y resistencia.
  • Ejemplos: Cemento y cal hidráulica.

Yeso

• Conglomerante originalmente conocido como "piedra yeso".
• Es sulfato cálcico hidratado (CaO, SO3 y agua).
• Conglomerante aéreo.
• Buen aislante acústico y térmico.
• Resistencia al fuego (no genera humos).
• Frágil.
• Toma muy rápida.
• Endurecimiento en 2-4 días.
• Baja adherencia a piedra y madera.
• Higroscópico (capta agua del ambiente).
• No apto para exteriores o >70% de humedad.
• Colorable.
• Se expande después de aplicarse (un 15%).
• Oxidante de metales (hierro y acero).
• Muy trabajable.
• Usos: Revestimiento de paredes y techos, elementos decorativos, falsos techos, mármol artificial, placas, aditivo de cementos.
• Comportamiento ante el Fuego:
  • Material no combustible
  • Baja conductividad térmica
  • Contiene aproximadamente 20% de agua
  • Aporta agua en incedio hasta los 220°C
  • Alcanza los 380 °C, capa exterior se abre al contacto con el agua.
  • Resistencia al fuego de tipo El (no portante).

Cal

• Se debe distinguir:
  • Carbonato de calcio (CaCO3): También conocido como cal dolomítica o cal agrícola.
  • Óxido de calcio (CaO): También conocido como cal viva.
  • Hidróxido de calcio (Ca(OH)2): También conocido como cal hidratada o cal apagada.
• La cal es un conglomerante blanco procedente de rocas calcáreas (Caliza).
• El carbonato es sometido a altas temperaturas para producir cal Oxido de calcio, este producto al añadirle agua produce el Hidróxido de calcio.
• Reacción Producto CaC03 (Carbonato de calcio) + calor CaO (óxido de calcio) + CO2 (gas en el aire) CaO (óxido de calcio) + agua Ca (OH)2 HIDRÓXIDO de CALCIO
• Características:
  • Conglomerante aéreo o hidráulico.
    • Cal aérea: Absorbe mucha humedad, para interiores secos.
    • Cal hidráulica NHL-5 (óxido de calcio + arcilla) o (Carbonato de calcio + arcilla, calcinado en hornos): Impermeable pero transpirable, para todo tipo de ambientes.
  • Buen aislante térmico.
  • Resistente al fuego (no genera humos).
  • Baja resistencia.
  • Elástico flexible Usos. Resistente al fuego (no genera humos).
  • Elástico flexible (utilizado como flexibilizador del mortero de cemento).
  • Se expande al hidratarse.
  • Toma lenta (días).
  • Endurecimiento muy lento (años).
  • Soporta bien la tracción.
  • Colorable.
  • La cal viva como desinfectante.
  • Poca capacidad portante.
  • Antiguamente utilizado para pintar paramentos.
• Comportamiento ante el fuego:
  • Material no combustible
  • conductividad termica baja
  • Pierde la corteza de la misma forma que lo hace el yeso

Cemento y Mezclas

• El cemento es el conglomerante hidráulico de mayor uso en el sector de la construcción.
• Base en las mezclas de mortero y hormigón.
• Compuesto por rocas sedimentarias cocidas y molidas (polvo gris).
  • Clinker: Masa homogénea (piedra caliza y arcilla), con silicatos de cal, aluminio y hierro.
  • Aditivos: Varían las propiedades del cemento.
• El cemento más empleado hoy en día es el Portland, que tiene como base el Clinker (piedra caliza y arcilla) con anhidrita (yeso deshidratado).
• Clinker (mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas) + Yeso (Sulfato de Calcio) = Portland
• Requisitos mecánicos
  • Resistencia a Compresión a 7 días 16,0 MPa.
  • Resistencia a Compresión a 28 días 30,0 MPa y 50,0 MPa.
• Normalmente mezclado con otros para crear un bien de construcción:
  • Mortero: Cemento (o cal) con arena y agua Usos: Revestimientos o unión de materiales.
  • Hormigón: Cemento, grava, arena, agua y aditivos. resistencia a la compresión (aunque poco resistente a la tracción).
• Características:
  • Conglomerante hidráulico.
  • Resistente al fuego.
  • Resistente a la humedad.
  • Frágil.
  • Duro.
  • Durable.
  • Se expande al mezclarse con agua.
  • Toma muy lenta 2-3horas.
  • Endurecimiento lento (hasta 28 días).
  • Tiene una buena adherencia a la piedra, la cerámica o el acero.
  • Muy resistente frente a la compresión.
• Clasificación:
  • Cementos con marca CE. siguen la normativa europea
  • Cementos sin marca CE el RD 1313/1988.
• Resistencia:
  • 32,5 N/ mm², 42,5 N/ mm², 52,5 N/mm².

Mortero

• Mezcla de cemento (o cal) con arena, agua y aditivos.
• Resistencia es de 1,0 - 25,0 N/mm2.
• Se deben tener en cuenta algunas características clave .
  • Pierde resistencia cuanta mayor proporción de arena haya en su mezcla Su aguante máximo es de 20N/mm2.
  • Tiene baja adherencia
• Los aditivos que se añaden pueden mejorar alguna característica más.
  • Plasticidad o Resistencia a los sulfatos o Resistencia a las heladas.
• Según su composición, los morteros pueden clasificarse en:
  • Mortero de cemento: Cemento, arena, agua y aditivos
  • consistente y sólido, Impermeabilidad y Resistente-Con retracción.
  • Mortero de cal: Cal, arena, agua y aditivos.
    • Endurecimiento más lento.
    • Elástico.
    • Hidrófugos (impermeables en el agua y permeables en el aire).
    • Buen aislamiento térmico.
    • No producen sales Sin retracción.
  • Mortero mixto o bastardo: Dos conglomerantes (normalmente cemento y cal), arena, agua y aditivos.
    • Cemento y cal hidráulica,arena, agua y aditivos. Muy utilizado para unir tejas en la cubierta.
    • Yeso y cal hidráulica,arena, agua y aditivos.
    • Yeso y cal grasa, formando lo que se conoce como mortero cola.
• La clasificación de resistencia recibe un nombre concreto.
  • Mortero rico: Usado en los enlucidos
  • Mortero ordinario: Es el más usado en construcción
  • Mortero pobre: Común en tabiques, tejas y elementos no estructurales.