CONCEPTOS BÁSICOS DE MATERIALES DE INGENIERÍA CON ENFASIS EN OBRAS CIVILES, Diapositivas de Materiales y Sistemas Constructivos

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RESIDENCIA DE OBRA

PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL

ESP. ING. JHAIR ALEXIS DELGADO HINCAPIÉ

Los materiales de construcción son aquellas materias primas o, usualmente, productos manufacturados que son necesarios en las labores de construcción de edificaciones o en las obras de ingeniería civil. Son los componentes de origen de los elementos constructivos o arquitectónicos de un edificio.

Desde épocas remotas, el ser humano se las ha ingeniado para mejorar su calidad de vida haciendo uso de los elementos de la naturaleza, y eso lo ha llevado a innovar en materia de edificaciones para hacerlas más cómodas, más resistentes a las catástrofes y más al día con los adelantos científicos y tecnológicos. En ese proceso, ha debido aprender sobre los materiales de construcción y su empleo, para saber escoger o crear los más idóneos en cada ocasión.

En este proceso, las mezclas , los materiales nuevos y sintéticos, y los diseños inteligentes han tenido un lugar privilegiado en la historia de la arquitectura y de la ingeniería civil. Muchos de los materiales de construcción son productos manufacturados de industrias primarias , mientras que otros son materia prima tratada o en estado semi-bruto.

Propiedades de los materiales de construcción

• Conductividad térmica. Capacidad de la materia de transmitir el calor.
• Conductividad eléctrica. Capacidad de la materia de transmitir la electricidad.
• Resistencia mecánica. Cantidad de esfuerzo que la materia es capaz de resistir sin deformarse o romperse.
• Elasticidad. Capacidad de los materiales de recuperar su forma original una vez que cese el esfuerzo que los deforma.

Propiedades de los materiales de construcción

- Plasticidad. Capacidad de la materia de deformarse y no romperse frente a un esfuerzo sostenido en el tiempo.

• Rigidez. Tendencia de la materia a conservar su forma frente a un esfuerzo.
• Fragilidad. Incapacidad de la materia para deformarse, prefiriendo romperse en pedazos.
• Resistencia a la corrosión. Capacidad de tolerar la corrosión sin quebrarse o desintegrarse.

Tipos de materiales de construcción

• Pétreos. Se trata de materiales provenientes o constituidos por rocas, piedras y materia calcárea, incluidos los materiales aglutinantes (que se mezclan con agua para hacer una pasta) y los cerámicos y vidrios, provenientes de arcillas, barros y sílices sometidos a procesos de cocción en hornos a altas temperaturas.

Tipos de materiales de construcción

Tipos de materiales de construcción

• Orgánicos. Provenientes de la materia orgánica, ya sean maderas, resinas o derivados.

Tipos de materiales de construcción

• Sintéticos. Materiales producto de procesos químicos de transformación, como los obtenidos mediante destilación de hidrocarburos o polimerización (plásticos).

Algunos materiales de construcción Vidrio. Producto de la fusión de carbonato de sodio, arena de sílice y caliza a unos 1500 °C, este material duro, frágil y transparente es largamente empleado por la humanidad en la fabricación de todo tipo de herramientas y láminas, especialmente en el sector construcción, ya que es idóneo para las ventanas: deja pasar la luz, pero no el aire ni el agua. Acero. El acero es un metal más o menos dúctil y maleable, dotado de gran resistencia mecánica y resistente a la corrosión, que se obtiene a partir de la aleación del hierro con otros metales y no metales tales como el carbono, el zinc, el estaño y algunos otros. Es uno de los principales metales empleados en el sector construcción, ya que se forjan estructuras que luego se rellenan de cemento, conocidas como “hormigón armado”. Zinc. Este metal, indispensable para la vida orgánica, tiene propiedades lo han hecho idóneo para la fabricación de múltiples objetos y para cubiertas en el sector construcción. No es nada ferromagnético, es liviano, maleable y económico, aunque tiene otras desventajas como no ser demasiado resistente, conducir muy bien el calor y producir mucho ruido al ser impactado, por ejemplo, por la lluvia.

Algunos materiales de construcción Aluminio. Este es uno de los metales más abundantes de la corteza terrestre, que al igual que el zinc es sumamente ligero, económico y maleable. No tiene demasiada resistencia mecánica, pero aun así es idóneo para aplicaciones, la carpintería y, en aleaciones más resistentes, para materiales de plomería y de cocina. Plomo. Durante décadas se empleó el plomo como el principal elemento en la fabricación de las piezas de fontanería de los hogares, ya que se trata de un material dúctil, de sorprendente elasticidad molecular y enorme resistencia. Sin embargo, es perjudicial para la salud, y las aguas que corren por tubos de plomo tienden a contaminarse con el paso del tiempo, por lo que ha sido prohibido su uso en muchos países. Cobre. El cobre es un metal ligero, maleable, dúctil, brillante y un fabuloso conductor de la electricidad. Por eso es el material preferido para las instalaciones eléctricas o electrónicas, aunque también se le usa para fabricar piezas de fontanería. Esto último conforme a estrictos estándares de aleación y calidad, debido a que el óxido de cobre (de color verde) resulta ser tóxico.

Algunos materiales de construcción Bambú. Esta madera de origen oriental, crecen en tallos de color verde que pueden alcanzar los 25 metros de altura y los 30 centímetros de ancho, y que una vez secos y curados cumplen con funciones ornamentales muy frecuentes en la construcción occidental, así como en la hechura de techos, empalizadas o pisos falsos. Corcho. Lo que comúnmente llamamos corcho no es más que la corteza del árbol del alcornoque, formada por suberina en un tejido poroso, blando, elástico y ligero empleado para carteleras, como material de relleno, como combustible (su poder calórico equivale al del carbón) y, en el sector construcción, como relleno de suelos, cojín entre de paredes y compartimientos de material ligero ( durlock o dry wall ) y en aplicaciones decorativas. Poliestireno. Este polímero obtenido de la polimerización de hidrocarburos aromáticos (estireno), es un material muy liviano, denso e impermeable, que posee una enorme capacidad aislante y, por ende, es empleado como aislante térmico en las edificaciones de los países de invierno intenso.

Algunos materiales de construcción Silicona. Este polímero de silicio, inodoro e incoloro, es perfectamente usado como sellante e impermeabilizante en las construcciones y la fontanería, pero también como un eventual material aislante en las instalaciones eléctricas. Este tipo de sustancias fue sintetizada por vez primera en 1938 y desde entonces han sido útiles en numerosos ámbitos humanos. Asfalto. Esta sustancia viscosa, pegajosa y color plomo, también conocida como betún, se utiliza como impermeabilizante en los techos y muros de numerosas construcciones y, mezclado con gravilla o arena, para pavimentar las carreteras. En estos últimos casos hace las veces de material aglomerante y es obtenido del petróleo. Acrílicos. Su nombre científico es polimetilmetacrilato y es uno de los principales plásticos de la ingeniería. Se impone a otros plásticos por su resistencia, transparencia y resistencia al rayado, por lo que constituye un buen material para sustituir al vidrio o para aplicaciones decorativas. Neopreno. Este tipo de caucho sintético es empleado como relleno de paneles sándwich y como empaquetadura (junta estanca o junta de estanqueidad) para impedir la fuga de líquidos en la unión de piezas de fontanería, así como material sellante en ventanas y otras aberturas del edificio.