Esquema de Materiales de Construcción I

Esquema de Materiales de Construcción I
Funciones constructivas:
 Soportar o resistir.
 Proteger contra agentes exteriores.
 Unir (unir materiales entre sí).
Establecemos que función constructiva tiene un material según un
estudio físico-químico-mecánico del mismo y obteniendo tres valores:
 Máximo.
 Medio.
 Mínimo.
Normalización
Leyes promulgadas que regulan el tratamiento y características de los
materiales, la normalización se establece en diversos documentos:
 Normas: que pueden ser:
 DIN (Alemanas)
 ASTM (Estados Unidos).
 UNE (España)
DIN y UNE se conjuntan en EN (Europa) en lo que se realiza el cambio a
EN se armoniza UNE-EN.
 Pliegos. De recepción.
 Instrucciones. En el B.O.E. aclara aplicaciones y aspectos que no aparecen
en la norma del material.
 Especificaciones.
 D.I.T. (Documento de idoneidad técnica). Se lanza para un nuevo material,
pide a A.E.N.O.R. que normalice el nuevo material, A.E.N.O.R. encarga a
ICC (Instituto de ciencias de construcción Eduardo Torroja) el control de
sistema de fabricación del nuevo material y si la valoración es positiva, pasa
de D.I.T. a UNE-IN y luego UNE-EN.
A.E.N.O.R. Establece las normas UNE, antes de ser norma, se establece
un informe UNE-IN con un tiempo para cambiar la norma si fallase en algo,
para sacar una norma se necesita mucho tiempo.
Proyecto
Proyecto, consta de:
 Memorias:
 Descripción de obra.
 Materiales.
 Cálculos y planos.
 Pliego de condiciones de los materiales.
 Presupuesto.
Factores para elegir un material
 Finalidad estructural.
 Exigencia estética.
 Durabilidad.
 Limitación económica.
Propiedades Generales de los materiales
Un material reaccionará de una forma característica ante las diversas
acciones que sobre él se pueden ejercer. Las formas de las reacciones ante
cada una de aquellas acciones, que dependerán de las características del
material, definen sus propiedades y éstas determinarán si un material es
adecuado o no para cumplir una función. Lo primero que debe cumplir un
material es existir y existir en cantidad suficiente. Antes de entrar en las
características técnicas, existen dos factores claves:
 Estético: Para satisfacer la necesidad de la belleza del ser humano.
 Económico: El gasto que suponga la obtención del material no debe ser
nunca superior al beneficio. Este factor económico podría decidir la
eliminación de un material, aunque sus propiedades fuesen difícilmente
sustituibles por otros.
Todos los materiales tienen todas las propiedades pero, en la práctica, se
dice que un material posee una propiedad cuando la posee en un grado
determinado. Hay varias clases de propiedades:
 Intrínsecas: Aquella que se manifiestan sin intervención de agentes
exteriores. Ejemplo: densidad, peso atómico, volumen atómico.
 Constantes físicas: Se manifiestan debido a la acción de un agente
exterior pero que dependen exclusivamente del material y son
constantes en él. Ejemplo: conductividad eléctrica, calor específico.
 Inmedibles: propiedades que no son medibles y están relacionadas con
el aspecto:
 Textura superficial.
 Macroestructura.
 Homogeneidad.
 Aspereza o lisura.
 Color.
 Transparencia u opacidad.
 Defectos:
 Grietas o pelos.
 Coqueras o cavidades (formadas por aire)
 Nódulos o granos (granos de materiales más duros que la
generalidad del material).
 Físicas:
 Estructura: 12 tipos:
 Compacta.
 Porosa, varios tipos:
 Cavernosa: poros grandes.
 Celular: poros pequeños.
 Esponjosa: poros muy pequeños y tabiques muy
pequeños separándolos.
 Granular.
 Ofítico: cristales alargados.
 Porfídica: masa compacta con nódulos de mayor tamaño.
 Estratificada: bandas bien diferenciadas, si las bandas son
muy finas se llaman esquistos.
 Clástica: sedimentación de granos de gran tamaño. Hay
tres tipos:
 Brechiformes: granos grandes y de canto anguloso.
 Pudingiforme: granos pequeños y canto redondeado.
separar.



 Amigdaloide: granos de tamaño intermedio, forma
de almendra.
 Laminar: formado por bandas pero que se pueden
 Escamosa: formado por bandas muy finas.
 Sacaroidea: Formado por fibrillas cruzadas entre sí,
recuerda al azucar.
 Fibrosa: formada por fibras, según la forma de las fibras
hay:
 Bacilar: gruesas y cortas.
 Acicilar: forma de aguja.
 Capilar: forma de pelo.
 Cristalina: Solidificación lenta, ordenación constante en
forma de hexágonos regulares.
 Vítrea o amorfa: Solidificación más rápida, ordenación
menos constante, polígonos irregulares.
 Cohesión: Fuerza que mantiene unidas entre sí las diversas
partículas de un material. Es grande en los sólidos, pequeña en los
líquidos y casi nula en los gases. Dependiendo de la cohesión, los
materiales se clasifican en:
 Coherentes: fuerzas muy fuertes, cuesta mucho triturarlo
(granito).
 Friables: se trituran con facilidad (arcilla).
 Sueltos: ya está triturado (grava).
 Densidad: Masa que tiene la unidad de volumen de un cuerpo.
Está relacionada con la distancia entre los átomos, baja en los
gases, más alta en líquidos y mayor en los sólidos. Según el
volumen que se considere, hay varios tipos de densidad:
 Absoluta: Considerando el volumen total restándole el
volumen de todos los tipos de huecos.
 Relativa: Considerando el volumen total restándole el
volumen sólo de los huecos accesibles.
 Aparente: Considerando el volumen total.
 De conjunto o peso del litro: Para material suelto granular
o en polvo y considerando como volumen el del recipiente que
contiene al material. Dependerá el valor de la compactación de los
granos. Fórmulas en el formulario
 Porosidad: Hay varios tipos de poros:
 Canales.
 Circuitos.
 Bolsa.
 Ciegos.
También hay varios tipos de conceptos de la porosidad:
Absoluta: cociente entre el volumen total de huecos y el volumen total.
Relativa: cociente entre el volumen de los huecos accesibles y el volumen
total.
Oquedad: para material granular, es el cociente entre el volumen de los
huecos que quedan entre los granos y el volumen del conjunto.
La porosidad tiene importancia porque dependen de ella la densidad (por
la cantidad de agua que el material puede absorber), influye en la
permeabilidad y la resistencia mecánica y a agentes agresivos. Fórmulas en el
formulario.
 Compacidad: Varios tipos:
 Absoluta: Cociente entre el volumen de la parte sólida de un
material y el volumen total. Sumada a la porosidad total dará la
unidad.
 Relativa: Cociente entre el volumen de la parte sólida incluyendo
los poros inaccesibles y excluyendo los poros accesibles entre el
volumen total.
 De conjunto: Cociente entre el volumen del material sin contar los
huecos entre los granos y el volumen total. Sumada a la oquedad
da la unidad en un material granular o en polvo. Depende de la
compactación, en materiales de construcción es difícil pasar del
63% de compacidad. Fórmulas en el formulario.
 Absorción:
Es el tanto por ciento de agua absorbida expresado en relación a la masa
del material seco. Es máxima cuando el agua ha llegado a todos los
huecos accesibles, esto es difícil por:
 Forma caprichosa de los poros.
 Irregularidad del diámetro de los poros.
 Aire aprisionado en los poros.
En laboratorio se consigue la máxima mediante agua hirviendo y vacío
pero esto no se puede aplicar en un material ya en obra. Se llama coeficiente
de saturación a la relación entre el volumen absorbido en condiciones naturales
y el volumen absorbido en condiciones de laboratorio. Fórmula en el formulario.
 Permeabilidad:
Facilidad que presenta un material para dejarse atravesar por un fluido
cuando existe una diferencia de presión entre las dos caras de dicho
material. No tiene relación con la porosidad pues un material poroso
puede serlo pero con poros cerrados que no son permeables.
Aumenta la permeabilidad al aumentar la diferencia de presión entre las
caras, temperatura y el radio medio de los poros. Disminuye al disminuir
el radio medio de los poros.


Capilaridad:
Es la propiedad en virtud de la cual un líquido penetra y asciende por los
poros de un material debido a la acción de la tensión superficial de dicho
líquido. Para que haya capilaridad tienen que haber capilares, que son
poros con un diámetro determinado, la capilaridad está regulada por la ley
de Hurin:
 La ascensión capilar es inversamente proporcional al diámetro del
capilar.
Helacidad:
Se dice que un material es heladizo cuando se desintegra por acción de
las heladas. El agua al congelarse aumenta un 9% su volumen, si un
material está saturado de agua en sus poros, y esta agua se congela,
aumenta el volumen y provoca presiones internas en el material que
producen rotura cuando el coeficiente de saturación es del 100%, a menor
porcentaje, estas presiones se compensan por:

 Porcentaje de poros vacíos.
 Cercanía a la superficie del agua del poro, esto determina un
espesor crítico para cada material caracterizado por el hecho de
que cualquiera de sus puntos esté suficientemente próximo a la
superficie para que la presión pueda ser compensada de esta
forma.
Solubilidad:
La solubilidad de una sustancia en otra viene definida por la cantidad
máxima de soluto que pueda disolverse en un disolvente a una
temperatura determinada. No debe confundirse este concepto con la
velocidad de disolución, una agitación puede acelerar la disolución pero al
final de la operación la cantidad máxima disuelta será la misma siempre.

Finura
Para materiales que se presentan en forma de polvo y deben hacerse
reaccionar con agua para que realicen su función específica. La reacción
entre los conglomerantes y el agua tiene un carácter eminentemente
superficial y, por tanto, cuanto más finamente esté molido el material y
cuanto mayor sea la superficie del mismo, con relación a su masa, en
contacto con el agua, mayor será la velocidad de reacción y mayor será la
cantidad de conglomerante que interviene en la reacción. Se determina la
finura mediante la medida de la superficie específica que se define como
el área de la superficie por unidad de masa de conglomerante.

Térmicas:
 Conductividad térmica: Cuando una pared de material separa dos
recintos o dos cuerpos que están a distinta temperatura, a través
de esta pared se establece un paso de calor del recinto o cuerpo
más caliente al más frío. Fórmula en el formulario. Cada material
tiene un coeficiente de conductividad, los mejores conductores
son los metales debido a su enlace químico entre sus átomos, el
enlace metálico y la nube electrónica es la clave, aislantes son los
materiales porosos como el corcho.
 Dilatación: Las oscilaciones de la temperatura en un cuerpo
causan alteraciones en las dimensiones del mismo, un aumento de
dimensión por efecto de una variación de temperatura se llama
dilatación. La dilatación no es uniforme, es decir, la dilatación
puede ser grande al llegar a un valor de temperatura y no ser
apreciable en otro intervalo de valores. Se determina la dilatación
mediante el coeficiente de dilatación, que expresa la dilatación la
unidad de longitud cuando aumenta un grado la temperatura,
existe una proporción, el coeficiente de dilatación superficial es el
doble del lineal correspondiente y el coeficiente de dilatación
volumétrica es el triple del lineal correspondiente. Fórmula en el
formulario.

Eléctricas:
 Conductividad eléctrica:
Define la facilidad con que un material deja pasar a través de él la corriente eléctrica.
 Resistencia eléctrica:
Fórmula en el formulario. Dentro de la fórmula de la resistencia
eléctrica hay un valor, llamado resistividad que depende del material
del que esté hecho el conductor. Según el valor de la resistividad hay:
 Buenos conductores. Entre 10-6 y 10-2. Metales.
 Semiconductor. Entre 10-2 y 108.
 Aislante. Mayor que 108. Mica, parafina.
Dado el coste económico de los metales, a pesar de su
excelente conductividad, son limitadísimos los que se utilizan
exclusivamente para la conductividad eléctrica.
 Acústicas:
 Pérdidas de transmisión: Para ruidos que entren en un recinto
transmitidos por el aire. La eficacia de un aislante acústico viene
definida por las pérdidas de transmisión que produce y que
expresan, en decibelios, la diferencia entre los niveles sonoros
existentes a ambas caras de dicho aislante. Esas pérdidas vienen
definidas por el coeficiente de pérdidas de transmisión. Hay:
 Buenos aislantes: materiales compactos.
 Malos aislantes: materiales porosos.
 Reducción de ruidos: Para ruidos producidos en el interior de un
recinto. La calidad de un material absorbente de esta clase de ruidos
puede medirse mediante el coeficiente de reducción de ruidos, hay:
 Buenos absorbentes: materiales muy porosos.
 Malos absorbentes: materiales compactos.
 Mecánicas:
Son las más importantes a efectos de los materiales de
construcción pues generalmente éstos están destinados a soportar
esfuerzos mecánicos. Las propiedades mecánicas dependen de:
 Constitución de átomos.
 Situación relativa de átomos.
 Características químicas del material.
 Ambiente exterior en el que se encuentre el material.
 Esfuerzos a los que ha sido sometido anteriormente.
 Características del esfuerzo soportado y forma de aplicación.
 Resistencia a la tracción:
Tirar de los extremos hacia fuera (alargar). La
oposición (fuerzas de cohesión) a este tipo de esfuerzo
es la resistencia a la tracción, y viene definida por la
máxima tensión de tracción a que puede ser sometido el
material, sin que esta tensión produzca su rotura. La
fuerza en un extremo podemos neutralizarla en el otro
extremo como fuerzas paralelas que sumen igual que la
fuerza primitiva, si en la cara exterior de donde tiramos
con esas fuerzas paralelas cogemos una sección de
dimensión la unidad, la resultante de todas las fuerzas
paralelas que queden encerradas en esta sección se
llama:
 Tensión. Se define como componente por unidad
de sección de las fuerzas que se oponen a un
cambio de forma de un cuerpo. Se expresa en
kg/cm2
Aunque las fuerzas en mecánica son vectores libres, en
resistencia de materiales, el punto de aplicación es un
factor importantísimo.
Los metales son los que mayor resistencia a tracción
presentan.
 Resistencia a la cortadura:
Por cara superior de un prisma fuerzas en un
sentido y por la cara inferior fuerzas en el sentido
contrario, ambos tipos de fuerzas alineadas. Este tipo
de esfuerzo provoca la cortadura de la pieza, ésta
ofrece
una
resistencia
a
esta
cortadura,
análogamente al caso anterior, la fuerza de
resistencia puede sustituirse por fuerzas paralelas, si
cogemos una sección unidad, la resultante de las
fuerzas paralelas que queden encerradas en esta
sección es llamada tensión cortante.
Tienen una buena resistencia a la cortadura los
metales.
 Resistencia a la compresión:
Apretar una pieza por ambos extremos, una fuerza
en un extremo en un sentido y en el otro extremo otra
fuerza de sentido contrario.
La resistencia a la compresión de un material viene
definida por la máxima tensión de compresión a que
puede ser sometido este material, sin que esta tensión
produzca su rotura. Es elevada en piedras naturales y
hormigón.
Los metales son isorresistentes, es decir, presentan
igual resistencia a la compresión y la tracción, es por
ello por lo que los materiales son materiales muy
apreciados como elementos resistentes en construcción.
 Resistencia a la flexión:
Pieza alargada con calzos de altura en cada uno de
sus extremos, si se hace fuerza en su centro y hacia
abajo, la pieza alargada está sometida a flexión. El caso
más sencillo es el de una viga horizontal apoyada en sus
extremos sometida a una serie de cargas verticales y
dirigidas hacia abajo y contenidas en un plano que pasa
por el eje longitudinal de la viga.
La viga se curva, las fibras de la superficie convexa
(la inferior) se alargan, en tanto que las fibras de la
superficie cóncava (la superior) se acortan. El
alargamiento de las fibras de la superficie convexa será
menor cuando más cerca del eje longitudinal de la viga
estén, de tal modo que las fibras del eje de simetría de
la viga no se alargarán y se llaman fibras neutras.
Análogo para las fibras de la superficie cóncava.
 Dureza:
Es la propiedad que expresa la capacidad de un
material para oponerse a ser deformado por la acción
física de otro. El valor de la dureza no es numérico sino
que se establecen comparaciones en base a como
reacciona un cuerpo ante un esfuerzo de un cuerpo
determinado que se toma como patrón y un tipo de
esfuerzo determinado de ese cuerpo. La dureza
depende de las fuerzas de unión existentes entre las
partículas del material, en ello, de mayor a menor
dureza están:
 Enlaces covalentes.
 Enlaces iónicos y metálicos.
 Uniones moleculares.
Se definen diferentes durezas dependiendo del tipo
de esfuerzo al que se someta al material:
 Al rayado.
 A la penetración.
 Elástica: indica el comportamiento de la superficie
de un material al ser sometido al impacto de un
elemento que choca contra él.
 Al corte.
 Resistencia a la abrasión:
Es la resistencia que presenta un material a ser
desgastado por frotamiento con otro material o por
estar sometido a repetidos impactos de otro material.
Dentro de esta propiedad existe el:
 Desgaste por atrición: que es el desgaste
producido por frotamiento de un material
contra él mismo.
 Deformabilidad
Capacidad de un material para sufrir deformaciones
antes de su rotura, se llama deformación al alargamiento o
acortamiento unitario de un material que se produce por
efecto de acciones exteriores, es el cociente entre el
alargamiento o acortamiento y la longitud inicial.
Se puede establecer una relación entre las tensiones
y las deformaciones producidas que se pueden representar
en la curva tensión-deformación.
Entre un sólido y un líquido la única diferencia que
existe es la que se refiere a la velocidad de deformación.
Cuando se deforma un material, éste no puede
conservar indefinidamente su energía elástica potencial,
dicha energía va convirtiéndose gradualmente en calor,
produciéndose una relajación de tensiones, el tiempo que
transcurre hasta que una tensión x, se reduce a x/e=2.71...
se llama tiempo de relajación.
 Líquido perfecto: tiempo de relajación cero.
 Sólido perfecto: tiempo de relajación infinito.
Los materiales de construcción no se ajustan a la ley
de Hooke ni a la de Newton sobre comportamiento de
líquidos, sino que poseen propiedades intermedias, a los
materiales que se ajustan a estas propiedades intermedias
se denominan pseudosólidos y éstos, a su vez, se clasifican
en:
 Elásticos.
 Viscosos.
 Plásticos.
Sin embargo, los materiales de construcción son aun
más complejos y hay que acudir a fórmulas matemáticas
nacidas de la reología.
 Elasticidad.
Se llaman cuerpos elásticos a aquellos que, después de
actuar un sistema de cargas y cuando se anulan los esfuerzos
introducidos, recuperan su estado inicial, su recuperación es total.
Se pueden clasificar en:
1. Cuerpos idealmente elásticos: cuando la recuperación es
instantánea, a su vez, se clasifican en:
 Hookeanos: cumplen la ley de hooke con una
sencilla relación lineal entre tensiones y
deformaciones. Éstas deformaciones
son
proporcionales a los esfuerzos que las originan, la
constante de proporcionalidad se denomina
módulo de elasticidad o módulo de Young y es el
cociente entre la tensión y la deformación y
gráficamente, en la curva tensión-deformación de
los cuerpos hookeanos, es la tangente del ángulo
que forma la recta tangente de la curva con el eje
de las deformaciones.
 No Hookeanos: no cumplen la ley de Hooke.
2. No ideales: Poseen una inercia, con una pereza para
alcanzar la deformación que les corresponde y para
recuperar su estado inicial, es decir, su deformación es
lenta y de velocidad decreciente hasta que alcanza un
límite estable, ocurre algo análogo cuando se
descargan.
 Coeficiente de Poisson:
Es el número que representa el coeficiente,
cambiado de signo, de las deformaciones en dirección
transversal por la deformación longitudinal, debidas a una
tensión única que actúa en dirección longitudinal. Fórmula
en el formulario.
 Límite elástico:
Las deformaciones elásticas no son indefinidas, sino
que llega un momento en el que se rompen los enlaces
atómicos, a la máxima tensión que un material es capaz de
soportar en periodo elástico se denomina límite elástico y
es la deformación alcanzada dentro de este límite la que
define la mayor o menor elasticidad del material.
Los metales presentan la mayor elasticidad dentro de
los materiales de construcción aunque su deformación es
pequeña.
 Viscosidad:
Fórmula en el formulario. Si se somete un fluido a la acción
de una fuerza, se produce una deformación de dicho fluido. La
deformación corresponde solamente a parte de la energía aplicada
al fluido, el resto de ella se transforma en energía calorífica.
Cuando se retira la carga, el cuerpo no hace el más mínimo
intento para volver al estado primitivo. Se llama viscosidad a la
fuerza necesaria, por unidad de superficie, para mantener una
diferencia de velocidad unidad entre dos planos paralelos que se
encuentran a la unidad de distancia o como la resistencia interna
de un material al deslizamiento de unos átomos o moléculas sobre
los vecinos, su unidad es el poise. A su inversa se le llama fluidez.
La viscosidad depende de la energía necesaria para romper
los primeros enlaces, así, en materiales con moléculas pequeñas e
independientes, la viscosidad es baja pues se requiere poca
energía para romper los primeros enlaces. La viscosidad de los
líquidos decrece rápidamente al aumentar la temperatura puesto
que decrece la atracción entre moléculas.
En virtud de la viscosidad se pueden clasificar los cuerpos
en:
 Newtonianos: aquellos que en los que la velocidad de
deformación es proporcional a la tensión. Ejemplo:
fluidos con uniones de van der walls que pueden
romperse con facilidad.
 Visco-anelásticos: La velocidad de deformación no es
proporcional a la tensión. Como en los newtonianos, si
se retira la carga el cuerpo mantiene la deformación
alcanzada. Ejemplo: betunes asfálticos.
 Visco-elásticos: Presentan una tendencia a recuperar su
estado inicial cuando se les libera de las cargas, algo
recuperan pero, por más tiempo que pase, siempre les
queda una deformación remanente como recuerdo del
proceso de cargas al que han estado sometidos.
Gráficamente, la viscosidad es la tangente del ángulo formado
entre la recta tangente a la curva tensión-velocidad de deformación
con el eje de la velocidad de deformación.
 Plasticidad:
En tanto que, en los cuerpos viscosos, la velocidad de
deformación es nula sólo para tensiones nulas, en éstos no ocurre así,
sino que para fluir se requiere la aplicación de un esfuerzo de magnitud
superior a un valor determinado y no nulo, de ello deriva que la curva
que liga la velocidad de deformación con la tensión no pasa por el origen
de coordenadas. Hay varias clases de cuerpos dependiendo de la
plasticidad:
 De Bingham: No se manifiestan señales de deformación bajo
carga en tanto que el esfuerzo aplicado no rebase un
determinado valor, conocido con el nombre de límite de
relajación de fluencia, a partir de este valor, la deformación
que se produce es proporcional al exceso de carga sobre dicho
valor.
 Plasto-anelástico: No se manifiestan señales de deformación
bajo carga en tanto que el esfuerzo aplicado no rebase el
límite de relajación de fluencia. La velocidad de deformación
no es proporcional a la tensión.
 Plasto-elásticos: No se manifiestan señales de deformación
bajo carga en tanto que el esfuerzo aplicado no rebase el
límite de relajación de fluencia. Presentan una tendencia a
recuperar su estado inicial cuando se les libera de las cargas,
algo recuperan pero, por más tiempo que pase, siempre les
queda una deformación remanente como recuerdo del proceso
de cargas al que han estado sometidos.
Dentro del campo plástico se pueden definir otras tres
propiedades:
1. Ductibilidad:
Aptitud de un material para experimentar una elevada
deformación plástica bajo esfuerzos de tracción. Para obtener
hilos, alambres, se necesitan materiales dúctiles.
2. Maleabilidad:
Aptitud de un material para experimentar una elevada
deformación plástica bajo esfuerzos de compresión. Para obtener
láminas el material debe ser maleable.
Ductibilidad y maleabilidad depende de la facilidad con que unos planos de
átomos deslizan sobre otros.
3. Fragilidad:
Se dice que un material es frágil cuando es muy pequeña
su deformación plástica antes de la rotura, no es lo mismo
fragilidad que debilidad, tan frágil es el vidrio como un acero
templado y esa fragilidad no tiene nada que ver con la resistencia
que pueda soportar un material y otro que son muy diferentes,
baja en el vidrio y alta en el acero templado.
 Tenacidad:
Indica el trabajo que desarrolla un material en su proceso de
deformación. Representa la aptitud de un material para absorber en
forma de trabajo de deformación una cantidad de energía mecánica que
le sea comunicada bien lentamente o bien bruscamente en forma de
choque. Gráficamente, es el área comprendida entre la curva tensióndeformación, el eje de deformación y la ordenada de rotura, puede ser:
 Elástica.
 Plástica.
 Módulo de tenacidad: Es el trabajo máximo por unidad de
volumen de material que puede realizarse antes de la rotura.
Hay:
 Materiales tenaces: de elevada resistencia y ductibilidad
grande.
 Materiales no tenaces: materiales frágiles.
 Resiliencia:
Bajo la acción de un choque, el material absorbe un trabajo en su
deformación y rotura, ese trabajo absorbido, medido en kilográmetros,
dividido entre el área de la sección de rotura, expresada en milímetros
cuadrados, se denomina resiliencia. Fórmula en el formulario.
 Fatiga:
Cuando un material es sometido a esfuerzos variables y repetidos
un gran número de veces, puede llegar a romperse con esfuerzos tales
que, si actuaran de forma estática y permanente, serían perfectamente
resistidos por el material sin que éste llegara siquiera a producirse una
deformación remanente.
La reacción de los materiales ante este tipo de esfuerzos repetidos
es su resistencia a la fatiga. Estos esfuerzos pueden originar tensiones:
 Alternativas: los esfuerzos cambian el sentido de la
acción. Ejemplo: material sometido alternativamente a
tensiones de tracción y compresión.
 Intermitentes: Varían desde cero a un máximo en un
periodo pero siempre actuando en el mismo sentido.
 Pulsatorias: Las tensiones varían en cada ciclo entre dos
valores del mismo sentido, ambos distintos de cero.
Estos dos últimos tipos pueden descomponerse en:
 Una constante: su valor es el valor medio del
máximo y mínimo que alcanzan las cargas que
soporta el material.
 Una alternativa: de amplitud igual a la diferencia
del valor máximo y del valor mínimo de las cargas
que soporta el material.
 Límite de fatiga o de endurancia:
Un material puede soportar una carga de
amplitud determinada durante un número de ciclos que
crece cuando disminuye la amplitud, pudiendo disminuir
ésta hasta un valor, a partir del cual, para valores
iguales o inferiores a éste, la pieza no se rompe aunque
el número de ciclos aumente indefinidamente.
Gráficamente, el límite de fatiga es una asíntota
horizontal a la curva determinada por un eje x donde se
representa el número de ciclos y un eje y donde se
representa la amplitud.
La resistencia de materiales supone que éstos son homogéneos, isótropos y en
cierta medida hookeanos, esto no es cierto al 100% y es por ello que se
pueden producir roturas con esfuerzos más bajos de lo esperado (esto se
explica porque los ciclos repetidos provocan microdeslizamientos q dan lugar a
fisuras microscópicas que van acumulando tensiones crecientes) y como
consecuencia, se establecen límites de seguridad en los valores. LA ROTURA
POR FATIGA ES UNA ROTURA FRÁGIL SIN DEFORMACIÓN PREVIA QUE AVISE
DEL PELIGRO INMEDIATO.
 Químicas
 Resistencia a la corrosión:
Los materiales metálicos son más o menos afectados por el
agua y los agentes atmosféricos. Es fundamental la temperatura,
puesto que es sabido que el aumento de ésta, generalmente, trae
como consecuencia un aumento considerable de la actividad química.
Otros factores:
 Superficie específica expuesta al ataque químico.
 Impurezas que contenga el material.
Casos típicos:
 Ataque de aguas yeyosas a los hormigones de cemento
Portland.
 Disolución de la caliza por CO2.
 Desgaste de los refractarios de los hornos.
Todos estos casos se agrupan bajo el término corrosión.
Procesos generales de fabricación
En los yacimientos hay que tener en cuenta una serie de aspectos:
 Disposición:
 Estratos: masas estratificadas.
 Filones: afloramientos.
 Masas: bolsadas.
 Ríos: materiales erosionados acumulados.
 Criterios de selección de los materiales del yacimiento:
 Físicos: Tener en cuenta las características físicas para
los procesos posteriores de trituración, molienda,
temperatura en el horno.
 Químicos: composición.
 Económicos:
 Rentabilidad.
 Accesibilidad de los transportes:
 Dumpers.
 Cinta transportadora.
 Prospección:
 Estudio geológico.
 Fotos aéreas.
 Parte aprovechable y parte desechable.
 Medida de magnitudes físicas.
 Sondeos sísmicos, eléctricos basados en el tiempo de
transmisión de las ondas.
 Tipos:
 A cielo abierto:
 Canteras: duro y compacto el material.
 Graveras: duros y sueltos.
 Barreros: blando el material.
 Minas.
 Maquinaria:
 Excavadora de cuchara.
 Excavadora de cangilones.
 Dragalina
 Explosivos
 Perforadora rotativa.
 Perforadora de percusión.
Hay varios procesos de transformación de la materia prima:
 Trituración:
Se elige la maquinaria según el tamaño, humedad, grado de
reducción (cociente entre como entra y como sale el material).
 Maquinaria:
 Trituradoras
de
mandíbula:
basada
en
el
comportamiento de una biela. Grandes bloques, grado
de reducción de hasta 10.
 Machacadoras giratorias: grado inferior a 7.
 Trituradora de cono: Específica para bloques
directamente de cantera.
 Trituradora de rodillos: rodillos enfrentados.
 Trituradora de martillos.
 Molienda:
Importante para la finura que luego será determinante para el
rendimiento de procesos posteriores. Maquinaria:
 Molino de bolas: según el material, se pondrán unas bolas de
acero de un diámetro u otro que machacarán el material que
queremos moler.
 Separación:
 Mecánicos:
 Tamizado: tamaños pequeños.
 Cribado: tamaños grandes.
 Cribas.
 Trómeles.
 Hidráulicos: Basados en comportamientos de materiales con
agua:
 Tornillo de arquímedes.
 Hidrociclones.
 Rotatorios.
 Separadora hidrodinámica.
 Neumáticos: Basados en aire, según la corriente de aire
arrastrará un material u otro dependiendo de su peso:
 Clasificador neumático.
 Separadores centrífugos.
 Concentración: separación por cualidades naturales no por
tamaño:
 Separación diferencial: por distintas densidades.
 Flotación: por distintas densidades.
 Separación magnética: orientación de metales.
Ensayos de materiales
Para calibrar las propiedades de un material hay que recurrir a ensayos.
Un material reacciona ante un agente exterior dependiendo de las
características del agente exterior y de la forma en que actúe. En los ensayos, a
la muestra de material que es sometida a ensayo se le llama probeta y la forma
de la misma influye en el resultado obtenido en el ensayo.
Como lo que interesa y se pretende conocer es la calidad del material y
no de una probeta en particular, el ensayo tiene que efectuarse con las
garantías suficientes para que no influya ésta en el resultado obtenido.
Análogamente, las condiciones del ensayo, es decir, las características del
agente, deben ser tales que en materiales iguales se produzcan efectos iguales.
Los ensayos se realizan de forma que, ateniéndose a una serie de
normas en las que se determinan toda esta serie de normas en las que se
determinan toda esta serie de variables que pueden influir en los resultados,
éstos pueden servir para establecer una comparación entre materiales, aunque
los ensayos se hayan realizado independientemente.
En todos los países existen organismos cuya misión es el estudio y
redacción de normas que fijan con todo género de detalles el método
operatorio que se ha de seguir para realizar un ensayo. También existen
organismos internacionales con el fin de unificar métodos.
Hay que tener muy en cuenta al tomar una muestra de material para
hacer un ensayo que los resultados de éste carecerán de sentido si la muestra
no es representativa del conjunto del material cuyas características se quieren
conocer, las normas de ensayo dedican un apartado a la toma de muestras
 Ensayos para determinar:
 Humedad:
 Por diferencia de pesadas, antes y después del secado,
se obtiene la humedad.
 Madera: mediante destilación, método de la resistencia
eléctrica que varía con la variación de la humedad de la
madera.
 Suelos: método del carburo cálcico que al reaccionar
con la humedad genera acetileno, la cantidad generada
de éste es la medida de la humedad.
 Densidad:
 Secado y posterior medida mediante desplazamiento de
agua según el principio de Arquímedes. Si:
 El agua reacciona con el material, se
sustituye por otro líquido teniendo en
cuanta su densidad.









El agua penetra por los poros se buscará
un líquido de tensión superficial tal que no
penetre en los poros.
Porosidad:
 Volumen total mediante balanza hidroestática.
 Volumen de los poros accesibles mediante diferencia
entre muestra embebida y seca.
Compacidad:
 Obtener mediante medida los valores que hay que
sustituir en la fórmula.
Absorción:
 Desecado de la probetas y sumergirlas en agua bajo
determinadas condiciones muy específicas.
Permeabilidad:
 Sobre la probeta se crea una presión de agua que se
aumenta periódicamente, midiéndose la cantidad de
agua que ha atravesado la probeta.
Capilaridad:
 Se seca la probeta y se deja que absorba un nivel de
agua, se mide la altura del líquido en la probeta.
Heladicidad:
 Probetas sometidas a ciclos de hielo y deshielo.
Finura:
 Obtención de la curva granulométrica que representa la
cantidad de granos de cada tamaño mediante:
 Tamices de diferentes tamaños.
 Para tamaños más pequeños se utiliza:
 Elutriación. Basado en la velocidad de
caída de las partículas que está relacionada
con su tamaño. Fluorómetro.
 Sedimentación.
 Medida de la superficie específica:
 Permeabilímetro de Blaine: se basa
en hacer pasar una corriente de aire
a través de una masa de p0olvo
seco compactada hasta un volumen
determinado. La resistencia que
opone esta masa de polvo seco al
paso del aire depende de la
superficie específica del polvo.
 Turbidímetro de Wagner: se basa en
la medida de la variación de la
intensidad de un rayo luminoso que
atraviesa una suspensión del polvo
en un líquido.
La superficie específica de Blaine es 1.8 veces
la de Wagner.
Resistencia a la tracción:
Ensayo de flexotracción, se somete al hormigón a una
flexión y se sustituyen los valores en la fórmula.
Fórmula en el formulario.
 Ensayo brasileño
Resistencia a al cortadura:
Resistencia a la flexión.
Resistencia a la compresión.
La resistencia a compresión de los materiales frágiles es, en
general, mucho mayor que la resistencia a tracción de esos
mismos materiales.
Dureza.
 Al rayado mediante la Escala de Mohs.
 A la penetración:
 Brinell: Aplicar sobre la superficie plana de
la pieza que se ensaya una bola de acero
de 10 mm de diámetro durante 30
segundos y midiendo la huella dejada. La
dureza es el cociente entre la carga y el
área.
 Rockwell: Para dureza superficial.
 Vickers: Para materiales planos.
 Dureza elástica:
 Shore: se mide la longitud del rebote de
una bola de acero que se deja caer sobre
la superficie a una altura determinada.
 Para madera:
 Brinell.
 Janka.
 Monnin.
Resistencia a la abrasión.
Viscosidad:
 Viscosímetro de Engler, se basa en el tiempo que tarda
una determinada cantidad del material a ensayar en
caer desde un recipiente a otro situado debajo.
 Viscosímetro de Redwood: para alquitranes.
 Viscosímetro
e
Saybolt-Furol:
para
productos
bituminosos.
 Ensayo del flotador: productos muy viscosos.
 Viscosímetros de rotación, basado en el gradiente de
velocidad en el fluir del material al ser rotados por un
cilindro interior en movimiento y uno exterior quieto.
Resiliencia:
 Ensayo Charpy: para metales, romper una barra
prismática mediante flexión y calcular el trabajo
necesario para ello y dividiéndolo entre la sección de
rotura para obtener la resiliencia.
Fatiga:
 Mediante flexiones rotativas.









 Ensayos no destructivos:
Muchas veces interesa conocer las propiedades de una pieza o
elemento estructural después de terminado, en estos casos habrá que
utilizar métodos de ensayo no destructivos.
 Uno de los métodos de ensayos no destructivos más
empleados es la aplicación al material que se está ensayando
de ondas elásticas que permitan determinar el módulo de
elasticidad y el coeficiente de Poisson del material en estudios
y pasar de éstas determinaciones a la resistencia, lo que se
mide es la frecuencia de la onda y mediante una fórmula se
pasa al módulo de elasticidad.
 Métodos sónicos y ultrasónicos: Se mide la velocidad de
propagación de una onda de frecuencia fija aunque distinta.
 Radiaciones alfa, beta y x: Se emplean para la determinación
de la densidad, humedad, posición y diámetro de las
armaduras embebidas en el hormigón, la dosificación del
hormigón en cemento...
 Magnetismo:
Para detectar defectos en materiales
ferromagnéticos.
 Electricidad: medida de la resistencia eléctrica para calcular la
humedad de la madera.
 Hormigón: medida de la huella del impacto de una esfera o
medida del rebote de una masa metálica lanzada contra el
hormigón, son métodos sencillos y rápidos que permiten hacer
una idea aproximada de la calidad de un hormigón.
 Interpretación de los resultados de los ensayos:
Las diferencias en la estructura cristalina de los metales, la
marcada anisotropía de la madera, la desigualdad de cocción de los
ladrillos, las distintas proporciones o naturaleza de los elementos que
constituyen un hormigón y la variabilidad de un terreno, producen unos
insospechados cambios en las características de un material.
La falta de homogeneidad es característica de todos los materiales
usados en construcción. El hecho de probar una sola probeta no dice
nada respecto a la característica que se quiere determinar, si se ensayan
varias, los resultados no son iguales aunque se cumpla la normalización
de los ensayos
Obtener una media aritmética no es válido pues no define más
que un criterio dudoso de la calidad de un material. Por ejemplo, puede
ocurrir que un hormigón sea considerado como magnífico porque la
media aritmética de los valores obtenidos en un ensayo de resistencia a
la compresión son muy altos; pero no será considerado tan bueno si la
dispersión de los resultados es grande ya que en este caso habrá que
establecer un margen de seguridad amplio para estar a cubierto de la
posibilidad de que se produzca una carga de rotura extremadamente
baja y entonces se desperdician las ventajas que parecían derivarse del
alto valor medio de la carga de rotura.
Para definir una propiedad de un material no podrá darse
únicamente el valor medio hallado, sino que habrá que añadir otro
número que indique la mayor o menor proximidad de los valores
obtenidos. La probabilidad de cometer un error superior a un límite fijado
irá disminuyendo al aumentar el número de ensayos
 Ordenación de datos:
i. Ordenar los datos de menor a mayor.
ii. Rango o recorrido: diferencia entre el valor
máximo y el valor mínimo.
iii. Mediana: Valor centra cuando el número de datos
es impar o la media aritmética de los dos valores
centrales cuando el número de datos es par.
iv. Organizar los datos en clases, que son intervalos
en donde meter los datos que estén entre ese
intervalo.
v. Frecuencia: número de datos en una clase, cada
clase tendrá una frecuencia.
vi. Frecuencia relativa: número de datos de una clase
dividido por el número total de datos.
vii. Histograma de frecuencias: en el eje x las clases y
en el eje y las frecuencias.
viii. Polígono de frecuencias, uniendo los puntos
medios de los segmentos del histograma que
representan cada clase.
 Dispersión:
A. Desviación media. Fórmula en el formulario.
B. Desviación standard. Fórmula en el formulario.
C. Coeficiente de variación. Fórmula en el
formulario.
 Distribución normal:
Si el número de ensayos aumenta y el intervalo
de las clases se va haciendo cada vez más pequeño, el
polígono de frecuencias se transformará en una curva.
La curva que normalmente se obtiene de los ensayos de
materiales de construcción es parecidísima a al curva de
Laplace-Gauss cuya expresión analítica está en el
formulario. La fórmula tiene un parámetro que depende
de un dato del caso particular que manejemos. En la
curva:
i. Su máximo corresponde con la media
aritmética.
ii. Si se traza una coordenada y correspondiente
a un valor determinado de la característica
ensayada, el área que queda a la izquierda
encerrada entre la curva y el eje x corresponde
al número de datos que tienen un valor menor
que el valor determinado.
iii. Dividiendo el área anterior por el área total
encerrada entre la curva y ele eje x, se obtiene
la probabilidad de que dicha característica
tenga un valor menor que el marcado
 Número de ensayos:
i. Error absoluto máximo probable: ensayando
un número finito de probetas se obtiene un
error cuyo valor no se conoce pero que se
puede acotar. Fórmula en el formulario (t se
obtiene de la tabla Student-Fisher).
ii. Número de ensayos. Fórmula en el
formulario. Será necesario comenzar los
ensayos y obtener una media y una
desviación standars para sustituir en la
fórmula.
 Valores característicos:
Se ha propuesto adoptar un valor característico para
cada propiedad de un material que tenga la expresión que
está en el formulario.
Materiales auxiliares
3. El agua:
Es el compuesto químico más abundante en la naturaleza. El agua
pura se obtiene en los laboratorios pues el agua existente en la
naturaleza contiene sustancias disueltas o en suspensión.
A. Propiedades:
a) Presenta su mayor densidad a 4ºC y al aumentar o
disminuir la temperatura la densidad disminuye muy
lentamente.
b) Al congelarse, experimenta un aumento de volumen del
9%.
c) El calor específico del agua es mayor que la de cualquier
otro líquido o sólido.
B. Impurezas:
a) Sólidos en suspensión:
i. Arcilla, materia orgánica, productos de
desagüe de industrias, microorganismos. Se
eliminan mediante:
 Sedimentación.
 Filtración.
 Coagulación química.
b) Sustancias disueltas:
3. Bicarbonatos, sulfatos, cloruros de sodio,
calcio y magnesio. Se eliminan mediante:
 Ebullición.
 Cambio iónico.
C. Tipos:
1) Agua dura:
Si pasa de 25 grados franceses.
Aquellas que llevan disueltas sales de calcio y magnesio, se
denominan duras porque endurecen las legumbres que son
cocidas con ellas. Producen incrustaciones en las calderas que
pueden provocar explosiones en las mismas.
Las sales pueden estar disueltas en el agua de dos
maneras:
a) Fija y permanente:
 Aunque se hierva el agua no precipitan.
 Cloruros y sulfatos.
 Provocan la dureza permanente.
b) Inestable y temporal:
 Al hervir el agua precipitan
 Provocan la dureza temporal.
La suma de la dureza permanente y de la dureza temporal
es la llamada dureza total.
La dureza se expresa en grados siendo 1 grado un gramo
de óxido o de carbonato de calcio por 100 litros de agua. Dos
tipos de grado:
 Grado francés: como carbonato. 1 francés=0.56
alemanes.
 Grado alemán: como óxido. 1 alemán=1.79 franceses.
2) Agua blanda:
La dureza del agua no pasa de 20 grados franceses.
D. Usos:
Las cantidades de agua empleadas en diferentes procesos
industriales son enormes para:
 Producción de energía eléctrica.
 Riego.
 Fabricación de materiales de construcción.
 Servicios sanitarios.
 Refrigeración.
3. Combustibles:
Basándose los procesos de la fabricación de materiales en
transformaciones físicas o químicas, se comprende que el empleo eficiente
del calor constituya una meta interesante por la repercusión que pueda
tener en la calidad y en el precio del producto obtenido.
En los procesos térmicos intervienen tres factores fundamentales:
el combustible, el horno y la materia prima. Siendo esta última el
elemento principal, el combustible y el horno deberán elegirse de acuerdo
con las exigencias de ella y dentro de éstas, deben estar acoplados de
forma que el primero sea adecuado al segundo y que el horno permita un
aprovechamiento eficaz del combustible, de forma que el rendimiento del
conjunto sea lo más elevado posible y tenga la máxima eficacia.
Se llama combustible a aquellos materiales que, al oxidarse
desprenden calor que puede ser aprovechado en aplicaciones prácticas.
Pueden encontrarse en la naturaleza en el mismo estado en que se van a
utilizar, o bien pueden ser productos manufacturados por diversos
procesos químicos o físicos.
A. Potencia calorífica: fórmula en el formulario.
Al quemarse los combustibles desprenden una cantidad de
calor. El calor desprendido por la unidad de peso o volumen del
combustible al arder, se denomina potencia calorífica, se mide en
kilocalorías por kilogramo en los sólidos y líquidos y en kilocalorías
por metro cúbico, en condiciones normales, en los gases.
B. Principales componentes:
a) Carbono. 8080 calorías por gramo.
b) Hidrógeno. 3080 calorías por litro.
c) Azufre. 2261 kilocalorías por kilo.
d) Oxígeno.
Las potencias caloríficas de estos componentes son constantes
físicas de los mismos. La potencia calorífica de un combustible es
aproximadamente la suma de las potencias caloríficas de sus
componentes, ponderadas según la composición.
Al producirse la combustión del hidrógeno, se libera agua, como
las calorías necesarias para evaporar un kilogramo de agua no son
despreciables, en la práctica interesa conocer la:
i. Potencia calorífica inferior: potencia calorífica del combustible
descontando de ella el calor necesario para evaporar el agua
formada como consecuencia de la combustión del hidrógeno
que lleve.
ii. Potencia calorífica superior: suponiendo que el agua de los
productos de la combustión está en estado líquido.
C. Tipos:
a) Sólidos naturales:
 Carbón: Provienen de la transformación de plantas
acumuladas en depósitos, en la corteza terrestre, a lo
largo de millones de años:
 Humedad: Agua que lleva absorbida el
carbón.
 Cenizas: son los residuos sólidos que deja
un carbón después de su completa
combustión.
 Materias volátiles:
se desprenden al
calentar en ausencia de aire un
combustible sólido y seco.
 Clasificación:
(a) Bituminosos, hullas:
 Porcentaje de carbono: entre el
75 y el 91%.
 23% al 45% de materias
volátiles.
 Potencia calorífica: 7800 kcal/kg.
(b) Semibituminosos:
 Porcentaje de carbono: entre el
91 y el 93%.
 Materias volátiles: entre el 10 y
el 23%.
 Potencia calorífica: 8500 kcal/kg.
(c) Antracitas:
 Porcentaje de carbono: más del
93%.
 Materias volátiles: menos del
10%.
 Potencia calorífica: 8400 kcal/kg.
 Madera: Se emplean como combustibles sólo en
aquellos lugares donde se encuentran en gran
abundancia:
 Porcentaje de carbono: 50%.
 Potencia calorífica: 3000 kilocalorías por
kilo.
 Turbas:
 Sólo un 10% del total es combustible.
 65% de materias volátiles.
 Potencia calorífica: 5400 kcal/kg.
 Lignito:
 Potencia calorífica: 6500 kcal/kg.
 Son grandes las reservas de lignito, siendo
España una de las mayores de Europa.
b) Sólidos artificiales:
 Carbón vegetal: se obtiene calentando gradualmente la
madera en ausencia de aire. Representa entre el 15 y el 20%
de la madera original:
 Duro.
 Fractura brillante.
 No se desmenuza ni agrieta.
 Porcentaje de carbono: del 80 al 85%.
 Coque: Residuo obtenido de calentar la hulla a elevadas
temperaturas en ausencia de oxígeno
 Potencia calorífica: 7900 kcal/kg.
 60 al 80% de la hulla original.
c) Líquidos:
 Gas-oil:
 Es una de las fracciones de la destilación del petróleo.
 Porcentaje de carbono: entre el 82 y el 86%.
 Potencia calorífica: 11000 kcal/kg.
 No es necesario calentarlo previamente.
 Fuel-oil:
 Es una mezcla de fracciones de la destilación del
petróleo.
 Porcentaje de carbono: entre el 82 y el 86%.
 Potencia calorífica: 9800 kcal/kg.
 En España hay dos tipos:
 Fuel oil 1: necesita ser calentado a 60ºC antes de
entrar en el quemador.
 Fuel oil 2: necesita ser calentado a 20ºC antes de
entrar en el quemador.
d) Gaseosos artificiales:
 Gas del alumbrado: procedente de la carbonización de la hulla.
 Potencia calorífica: 5000 kcal/m3.
 Gas pobre: Obtenido por combustión incompleta del carbón
por gasógenos.
 Potencia calorífica: 1200 a 1500kcal/m3.
 Gas de agua: Formado al inyectar, en un lecho de carbón al
rojo, vapor de agua. Este vapor reacciona con el carbón,
descomponiéndose.
 Potencia calorífica: 2600 kcal/m3.
 Ausencia de nitrógeno, 45 % CO y 50% de H2.
 Gas mixto: se obtiene insuflando conjuntamente aire y vapor
de agua en el lecho de combustible de un gasógeno.
e) Gaseosos naturales:
 Gas natural:
 Potencia calorífica: 9000 kcal/m3.
f) Nucleares: Cuando un neutrón choca contra el núcleo de un material
fisionable, como el uranio-235 o el plutonio, se produce una fisión
con liberación de nuevos neutrones que continúan la reacción en
cadena con una transformación de la masa en energía. Cuando esta
transformación es controlada y la energía se produce a un ritmo
determinado pero no violentamente, se dice que el material fisionable
es un combustible nuclear.
D. Ensayos de combustibles:
a) La potencia calorífica se determina haciendo arder una muestra del
combustible en un calorímetro.
3. Explosivos:
El mundo de los explosivos constituye una verdadera ciencia, iniciada por
Berthelot, la industria de la construcción emplea los explosivos para la
explotación de canteras, excavaciones, perforación de túneles, movimiento de
tierras.
 Definición:
 Explosivo es la sustancia o mezcla de sustancias, en estado sólido
o líquido, susceptible de transformarse rápidamente en gases a
gran presión y temperatura, fenómeno que se aprovecha para
realizar un trabajo útil. Al efecto de producir gran cantidad de
gases que tienden a ocupar gran volumen es el causante de los
efectos destructivos de los explosivos, no tienen una gran
cantidad de energía, lo que sucede es que la libera
rapidísimamente, la rapidez se explica porque los explosivos
contienen oxígeno en tanto que a los combustibles hay que
suministrárselo.
 Deflagación: combustión rápida.
 Explosión: fenómeno de combustión rápida unido al de onda
expansiva.
 Detonación: fenómeno de onda explosiva únicamente.
Hay muchas sustancias que cumplen estos fenómenos pero al
margen de ello deben poseer otras cualidades para poder ser usadas
industrialmente:
 La sensibilidad al choque debe ser tal que permita su manejo
sin riesgo (la sensibilidad al choque se determina por la altura
máxima desde la que se deja caer un martillo de 10kgs de
peso sin que se produzca detonación.
 Que se pueda provocar la explosión por medios sencillos.
 Fabricación fácil y barata.
Con estas limitaciones queda bastante reducido el número de sustancias
que se usan como explosivos.
 Propiedades:
Estados físicos de los explosivos:
 Gomoso.
 Plástico.
 Cohesivo.
 Granular.
 Laminar.
Los tipos de llama que pueden generar al entrar en explosión puede ser:
 Gran longitud y duración (pólvora negra).
 Corta y de elevada temperatura (dinamita).
 Corta, poca duración y baja temperatura (explosivos antigrisú).
La potencia, que depende directamente del volumen de gases
producidos, de un explosivo se mide mediante el índice Trauzl (basado
en el orificio producido por un explosivo en un bloque de plomo):
 Baja potencia: índice de 0 a 1.
 Media potencia: índice de 1 a 2.
 Gran potencia: índice mayor que 2.
Los gases expulsados pueden ser tóxicos, según la proporción de
gases tóxicos, éstos se clasifican en:
 Muy bueno: hasta el 6%.
 Bueno: entre el 6 y el 12%.
 Regulares: entre el 12 y el 24%.
 Malos: más del 24%.
 Nomenclatura:
1) Gomas: + del 20% de nitroglicerina gelatinizada.
2) Dinamitas: nitroglicerina sin gelatinizar.
3) Nitraminas: + del 50% de nitrato amónico.
4) Gelamonitas.
5) Amonales.
6) Cloratitas.
7) Pólvoras.
8) Oxiquilitas.
9) Fulminantes.
 Explosivos industriales españoles de uso civil:
 Explosivos gelatinizados:
 Consistencia plástica.
El explosivo se adapta a las irregularidades de las
paredes del barreno.
 Baja toxicidad.
 Necesitan detonador potente.
 Tipos:
 Goma pura: explosivo industrial más potente,
indicado para trabajos en rocas duras, gases
tóxicos.
 Gomas: menor potencia y menor toxicidad.
 Dinamitas:
 Resistentes a la humedad.
 Gases tóxicos.
 Fácil detonación.
 Tipos:
 Dinamita número 3: el explosivo más usado en
España, gran facilidad de detonación.
 Dinamita especial negra. Mayor potencia,
incongelable, adecuada para trabajos en lugares
fríos.
 Explosivos de seguridad:
 Explosionan con una llama de corta duración y baja
temperatura.
 Explosivos amoniacales:
 Su base es el nitrato amónico.
 Muy sensibles a la humedad.
 Poco sensibles a los choques.
 Empleados para grandes voladuras.
 Tipos:
 Ligamita nº1: para terrenos copactos.
 Sabulita: para terrenos compactos.
 Trinolitas: acción muy rompedora.
 Explosivos cloratados:
 Sensibles a los choques y a la humedad.
 Tipos:
 Trinolita nº 3: baja potencia, terrenos de poca
consistencia.
 Semigelatinas:
 Para terrenos calizos y rocas blandas.
 Pólvoras de mina:
 Potencia mucho menor que la de todos los anteriores.
 Más lentas.
 Para terrenos blandos y donde se quiera obtener
grandes trozos con poca fragmentación.
 No requiere detonador sino mecha.
Forma de presentación:
 Se suministran en forma de cartuchos de longitud y diámetro
variables.


La envoltura exterior del cartucho se realiza con papel
parafinado para proteger al explosivo contra la humedad.
 Artificios para la toma de fuego:
 Para producir la reacción explosiva es preciso un estímulo, ya
que, de por sí, no se produciría. Es necesario también provocar
una pequeña explosión que, dando lugar a la onda explosiva,
produzca ña explosión principal. Ésta es generada gracias al:
 Detonador: cilindro hueco de cobre o aluminio de 1.6 a
4.5 cm de longitud y 5.5 a 7mm de diámetro, en cuyo
interior lleva un compuesto para toma de fuego, el cebo
y una mezcla detonante. Es necesaria la:
 Mecha: es el elemento que transmite el fuego al
dispositivo de toma de fuego. Por su velocidad de
combustión se clasifican en:
 De seguridad: velocidad de combustión de
1cm/seg. Tipos:
 Cinta:
para
trabajos
ligeramente
húmedas,
protegida por tela
 Gutta: para lugares muy
húmedos.
 Triple y submarina: para
trabajos
bajo
el
agua.
Reforzadas
sus
capas
impermeables.
 Instantáneas: velocidad de detonación de
7000m/s, muy resistentes a la humedad.
Las piedras naturales
 Historia:
Las piedras naturales es uno de los materiales de construcción que utilizó
el hombre. Puede señalarse el nacimiento de la cantería cuando aparecen las
herramientas para labrar la piedra; ya se puede dar a las piedras las formas
necesarias para que su ajuste en la obra con otras piedras sea más perfecto.
Pronto se hace sentir la necesidad de un material de agarre, de un
mortero que se interponga en las juntas de las diversas piedras. A lo largo de la
historia se han utilizado las piedras naturales para resistir elevados esfuerzos de
compresión: muros, soportes, arcos y bóvedas siguen admirando hoy a los que
los contemplan. Pero no sólo ha encontrado el hombre en la piedra una
solución a estos problemas eminentemente técnicos, también ha sabido
aprovechar las magníficas cualidades estéticas que muchas piedras poseen.
La construcción en piedra tiene hoy un precio fabuloso y ha quedado
relegada a construcciones de tipo monumental y suntuario. No obstante, sigue
empleándose en elementos de pocos centímetros de espesor para
revestimientos de fábricas de materiales menos nobles.
Las funciones constructivas que se le han dado a las piedras naturales a
lo largo de la historia han sido:
1) Como elemento resistente.
2) Como elemento decorativo.

3) Como materia prima para la fabricación de materiales de
construcción.
 Naturaleza:
La misma significación tiene la palabra piedra que la palabra roca, pero
generalmente, se utiliza esta última para definir una unidad geológica tal como
se encuentra en la corteza terrestre, en tanto que se denomina piedra a una
pieza rocosa de volumen más o menos reducido, que ha sido arrancada de su
yacimiento para su utilización en la industria.
La piedra utilizada como elemento constructivo y la madera son los
únicos materiales que pueden usarse en su estado natural sin más que, un
cambio de forma y esto no siempre.
Las rocas están formadas por una agregación de partículas minerales de
la misma o distinta naturaleza. Estos minerales son sustancias inorgánicas con
una composición química perfectamente definida.
Los elementos que con más frecuencia se encuentran en la corteza
terrestre formando minerales y por tanto rocas, son los siguientes:
1) Oxígeno 46.7%
2) Silicio 27.7%
3) Aluminio 8.1%
4) Hierro 5%
5) Calcio 3.6 %
6) Sodio 2.8 %
7) Potasio 2.6 %
8) Magnesio 2.1 %
Las partículas minerales que constituyen las rocas están unidas por:
 Adherencia física.
 Por medio de un material cementante.
Las rocas, en general tendrán:
 Buena resistencia a esfuerzos de compresión.
 Mala resistencia a la tracción.
 Mala resistencia al choque térmico.
Las propiedades de las rocas pueden verse afectadas por:
 Irregularidades e imperfecciones.
 Grietas
 Inclusiones.
 Clasificación:
1) Ígneas:
Los principales componentes de estas piedras, por orden de
importancia son:
i. Oxígeno.
ii. Silicio.
iii. Aluminio.
iv. Hierro.
v. Magnesio.
vi. Sodio
vii. Potasio.
Se han formado por enfriamiento de magmas o masas fundidas.
Hay dos tipos dependiendo del enfriamiento:
a) Intrusivas: si el enfriamiento se ha verificado lentamente en el
seno de la tierra. Hay dos tipos:
a) Granitoideas:
Se forman cuando la solidificación ha sido lenta, las
moléculas afines se agruparán formándose cristales de mayor
tamaño cuanto más lento sea el proceso. Están formadas por
dos o tres minerales adheridos. Las rocas de este tipo usadas
en construcción:
 Granito*:
 Consolidada lentamente a gran profundidad, ha
llegado a la superficie terrestre por plegamientos
de la corteza terrestre.
 Composición: 30% cuarzo, 50% feldespato, 20%
mica.
 Estructura granítica: puede ser de grano grueso,
medio y fino, el primero es el que tiene menor
resistencia.
 Puede presentar gabarros que son manchas
oscuras.
 Densidad aparente: 2.7 kg/dm3.
 Resistencia a compresión: 800-2700 kg/cm2.
 Alteraciones:
i. Dilatación por congelación del agua
absorbida.
ii. Caolinización de los feldespatos: se retarda
mediante el pulido del granito.
 Excavación difícil y costosa.
 Muy buen material de construcción, sobre todo,
en fábricas que han de soportar grandes
esfuerzos de compresión.
 El de grano fino es usado en adoquinado.
 Machacado se usa como grava para hormigones.
 En España se encuentra en:
i. Galicia.
ii. Pirineos.
iii. Gredos.
iv. Montes de Toledo.
 Sienita*:
 Análoga al granito en cuanto a la composición
pero sin cuarzo.
 Menos abundante que el granito.
 Debido a su color rojo se utiliza como piedra
ornamental.
 Diorita*:
 Formada por feldespato sódico-cálcico y
hornablenda.
 Densidad: 3 kg/dm3.
 Grano grueso: gris blancuzco.
 Grano fino: verdoso.
 En España se encuentra en :
i. Galicia.
ii. Santander.
iii. Catalunya.
iv. Andalucía.
 Se emplea para decoración y para afirmado de
carreteras.
 Gabro:
 Grano grueso.
 Utilizado para ornamentación y afirmado de
carreteras.
 Se encuentra en España en:
i. Sevilla.
ii. Córdoba.
 Diabasa:
 Densidad: 3 kg/dm3.
 Formada por plagioclasa y piroxeno.
 En España se encuentra en:
i. Vascongadas.
 Empleada para ornamentación, adoquinado y
afirmación de carreteras.
 Ofita:
 Microestructura ofítica.
 Muy dura.
 Buena para adoquinados.
 Talla cara por su dureza.
 Abunda en pirineos, vascongadas, santander y
cádiz.
 Serpentina*:
 Llena de venas y ramificaciones que recuerdan la
piel de las serpientes, de donde toma su nombre.
 Densidad: 2.6 kg/dm3.
 Formada por silicato hidratado de magnesio y
hierro.
 Empleada en ornamentación de interiores.
 En España se encuentra en:
i. Galicia, Pirineos, Sevilla.
b) Porfídicas:
Se han consolidado en dos fases:
 Una lenta que ha dado lugar a cristales mucho
mayores que el resto.
 Rápido enfriamiento formando un conjunto de
cristales muy pequeños.
Tipos:
 Pórfido granítico*, sienítico y diorítico:
 Composición análoga a la familia de las
granitoideas.
 Mismas aplicaciones que los granitos.
 Se encuentran en España:
 Pirineos.
 Guadarrama.
 Andalucía.
(b) Efusivas: cuando la roca fundida se ha derramado sobre la
superficie terrestre y se ha enfriado rápidamente.
A. Volcánicas:
Proceden de la consolidación de magmas superficiales
enfriados rápidamente. La alta velocidad de enfriamiento es causa
de que tengan bastante masa vítrea. Son muy porosas. Se
distinguen:
 Agregadas:
 Liparita:
a) Compacta de grano fino y colores claros.
b) Composición análoga al granito pero sin
mica.
c) Tiene poca densidad por lo que se utiliza
para elementos ligeros de construcción.
d) Se utiliza como aislante.
e) Se encuentra en España en:
i. Teruel.
 Pumita o pómez*:
a) Colores claros, áspera.
b) Muy ligera.
c) Se utiliza para:
i. Fabricar conglomerados ligeros y para
pulimentar.
d) Se encuentra en España en:
i. Canarias.
 Perlita:
a) Se encuentra en forma de perlas blandas
adheridas a grandes masas.
b) Es ligerísima.
c) Se utiliza para fabricar conglomerados
ligeros con fines aislantes.
 Traquita*:
a) Áspera y compacta de color claro.
b) Composición análoga a la sienita.
c) Excavación difícil.
d) Se utiliza como:
i. Piedra de construcción.
ii. Adoquinado.
e) Se encuentra en España en:
i. Huesca, Vizcaya, Murcia.
 Fonolita:
a) Se emplea para:
i. Mampostería.
ii. Afirmado de carreteras.
iii. Cubiertas.
b) Se encuentra en España en:
i. Gerona.
ii. Canarias.
 Andesita:
a) Debe su nombre a que abunda en Los
Andes.
b) Difícil de arrancar.
c) Se emplea en:
i. Adoquinado.
ii. Afirmado de carreteras.
d) Se encuentra en:
i. Murcia.
 Basalto*:
a) Compuesta por:
i. Feldespato calcosódico.
ii. Augita.
iii. Magnetita.
iv. Olivino.
b) Color oscuro cuando es de máxima
resistencia.
c) Color claro cuando tiene menos resitencia.
d) Bastante densa: 2.9 kg/dm3.
e) Forma capas acebolladas.
f) Excavación difícil y costosa.
g) Se emplea para adoquinado el basalto
olivínico.
h) Se encuentra en España en:
i. Gerona.
ii. Canarias.
iii. Ciudad Real.
 Sueltas.
 Cenizas*:
a) Tamaño fino procedentes de enfriamiento
rápido
de
partículas
de
magmas
arrastrados por las erupciones volcánicas.
b) Gran cantidad de suustancia vítrea.
c) Se emplean como áridos ligeros.
 Aglomeradas.
 Conglomerados volcánicos*:
a) Fragmentos grandes.
b) Formadas por:
i. Cantos y aglutinante volcánico.
ii. Rocas no volcánicas y cemento
volcánico.
iii. Fragmentos volcánicos unidos por
aglutinante no volcánico.

c)
Tofas
a)
b)
Carácter puzolánico.
volcánicas*:
Formadas por fragmetos pequeños.
Formadas por:
iv. Cantos y aglutinante volcánico.
v. Rocas no volcánicas y cemento
volcánico.
vi. Fragmentos volcánicos unidos por
aglutinante no volcánico.
c) Carácter puzolánico.
2) Estrato-cristalinas:
El origen de la mayoría de estas rocas es sedimentario pero se
presentan con microestructura debido a procesos posteriores a su
consolidación. Pese a su microestructura cristalina, su macroestructura
es:
 Esquistosa.
 Hojosa.
 Las capas no son siempre paralelas ni del mismo espesor.
Esto es debido a que la roca, en su formación, ha sufrido un
metamorfismo bajo la acción de la presión, calor o las acciones químicas.
Principales rocas de este tipo usadas en construcción:
1. Gneis*:
a) Composición idéntica al granito.
b) Se emplea en:
i. Pavimentación.
c) Mala roca de construcción.
d) En España se encuentra en:
i. Galicia.
ii. Pirineos.
2. Micacita:
a) Composición análoga al gneis pero sin feldespato.
b) Se emplea para:
i. Pavimentación.
ii. Techar.
3. Talcocitas*:
a) Formada por talco
b) Suaves y untuosas.
c) Utilizadas por sus propiedades refractarias.
4. Filitas:
a) Esquistosas con estructura cristalina.
b) Formadas por:
i. Cuarzo.
ii. Mica.
iii. Arcilla.
c) Se emplea para techar.
3) Sedimentarias:
Las rocas eruptivas son atacadas por los agentes atmosféricos, es
un proceso lento pero destructivo y los productos de esta destrucción
dan lugar a las rocas sedimentarias. En su formación pueden
considerarse cuatro fases:
a) Desintegración de rocas existentes.
b) Transporte de los productos de desintegración por el
agua o el aire.
c) Sedimentación mecánica o química de los materiales
arrastrados.
d) Consolidación.
La estratificación en estas rocas es general y la mayoría de ellas
no tienen estructura cristalina.
Hay tres tipos:
A. Silíceas:
Formadas por:
 Cuarzo.
 Calcedonia.
 Ópalo.
Se subdividen en:
 Agregadas:
a) Sílex o pedernal:
 Cuarzo amorfo.
 Arranque difícil pero machaqueo
fácil.
 Dureza 7 en escala de Mohs.
 Densidad: 2.6 kg/dm3.
 Se emplea en:
i. Afirmado de carreteras.
ii. Fabricación de morteros.
 Sueltas:
a) Gravas y arenas*:
 Constituidas por cuarzo.
 Se hallan en depósitos donde han sido
arrastradas por agentes atmosféricos.
 Según su tamaño se clasifican en:
i. Grava:
 Se utilizan para balasto y
hormigones.
ii. Gravilla.
iii. Arena:
 Abundante en orillas de ríos
y mar.
 Si está en cantera se llama
arena de mina.
 Según
su
finura
e
impurezas, se utiliza para:
 Morteros.
 Moldes
de
fundición.

Fabricación
vidrio.
de
iv. Polvo.
 Aglomeradas:
a) Arenisca*:
 Formada por arenas unidas por un
cemento de naturaleza variable,
dependiendo de la naturaleza del
cemento sus características varían.
 Buena piedra para sillería por su
fácil talla.
 Por su porosidad es peligrosa en
climas fríos.
 Malas para firmes y hormigones.
 En España se encuentran en:
i. Vascongadas.
ii. Baleares.
iii. Levante.
b) Cuarcita*:
 Formada por granos cuarzosos
unidos por cemento cuarzoso.
 Es la roca más dura pero suele estar
muy cascada por los movimientos
que ha sufrido hasta llegar a la
superficie.
 No se meteoriza y es insoluble.
 Cuesta mucho machacarla.
 Es buena con grava.
 Buena para mampostería, muy dura
para sillería.
 Se encuentra en España en:
i. Ciudad Real.
ii. Toledo.
iii. Cáceres.
c) Arcosa:
 Arenisca formada por cuarzo,
feldespato y mica aglomerado por
cemento
caolínico,
silíceo
o
ferruginoso.
 Se utiliza para fabricación de
materiales refractarios.
d) Maciño:
 Composición análoga a la arcosa
pero con cemento calizo-arcilloso.
 Se emplea en edificación.
e) Conglomerados:
 Naturaleza análoga a la arenisca
pero de fragmentos más grandes.
 Según la forma de los fragmentos
se clasifican en:
 Brechas:
fragmentos
angulosos
 Pudingas:
fragmentos
redondeados.
 Se emplean para:
i. Mampostería los duros.
ii. Ornamentación cuando están
pulidos.
B. Arcillosas:
Formadas por materiales finos procedentes de la
descomposición de otras rocas. Según su estructura se
denominan:
1. Arcillas: estructura compacta y homogénea.
2. Esquistos: estructura esquistosa.
Las más utilizadas en construcción son:
a) Arcilla*:
 Agregado de partículas finísimas de
minerales
procedentes
de
la
desintegración de las rocas ígneas.
 Formada por silicatos alumínicos
hidratados.
 Gran variedad de coloración por
numerosas impurezas.
 Su consolidación se debe a un
endurecimiento por pérdida de agua
y por presión.
 Presentan elasticidad al estar
embebidas en agua.
 Cuando no admite más agua se
hace impermeable.
 Son refractarias.
 Se emplean para:
i. Fabricación de ladrillos.
ii. Fabricación de cementos.
iii. Materiales refractarios.
b) Caolín:
 Arcilla muy pura procedente de la
descomposición de los feldespatos.
 Se emplea en:
i. Fabricación
de
materiales
refractarios.
ii. Fabricación
de
cemento
blanco.
 Se encuentra en España en:
i. Guadarrama.
ii. Galicia.
c) Marga*:
 Mezcla de arcilla y caliza.
 Estructura compacta y terrosa.
 Se utiliza en la fabricación de
cemento.
 No es apta para adoquinado ni
como piedra de construcción pues
se desmenuza con facilidad por
acción de los agentes atmosféricos.
d) Filadio:
 Naturaleza arcillosa.
 Su dirección de estratificación ni
coincide con la de sedimentación.
 Su división en placas es fácil.
 Se emplea para techar.
e) Pizarra*:
 Estructura hojosa.
 Se emplea para techar cuando no
contiene impurezas que se alteren
con los agentes atmosféricos.
 Se encuentra en España:
i. Segovia.
ii. Galicia.
iii. Vascongadas.
iv. Extremadura.
C. Cálcicas:
Formadas por combinaciones naturales de
calcio, oxígeno y un no metal, normalmente tienen
origen orgánico. Las más utilizadas en construcción:
a) Caliza*:
 Formada por carbonato cálcico e
impurezas que pueden ser:
 Compuestos ferruginosos.
 Arenas finas.
 Arcillas.
 Frecuentemente está formada por
caparazones de organismos vivos
unido por cemento calcáreo.
 Se distingue de otras rocas por la
efervescencia que da al ser tratada
con ácidos.
 Densidad: 2.4-2.8 kg/dm3.
 Dureza 3 en la escala de Mohs.
 Muy
permeable
al
estar
normalmente agrietada.
 Exige explosivos para su excavación.
 Muy buena piedra de construcción.
 Se emplea en:

b)
c)
d)
 Sillería.
 Mampostería.
 Demasiado
blanda
para
adoquinados.
 Muy buena para hormigones.
 Materia prima en la fabricación
de la cal.
 Materia prima en la fabricación
del cemento.
 Muy pura y finamente dividida se
utiliza en la fabricación de
pinturas llamándose “blanco de
España”.
En España se encuentra en:
i. Vascongadas.
ii. Aragón.
iii. Castilla.
iv. Andalucía.
Caliza marmórea:
 En esta roca, el cemento
calizo se ha cristalizado por lo
que adquiere aspecto de
mármol.
Conglomerado calizo:
 Sólo cuando el cemento es de la
misma naturaleza y consistencia
que los cantos es considerada
una buena piedra de sillería.
 Según la forma de los cantos,
reciben el nombre de brechas o
pudingas, análogamente que los
conglomerados silíceos.
Mármol*:
 Caliza
cristalina
en
cuya
formación
ha
debido
de
intervenir el calor de magmas
próximos, presiones, acción del
agua...
 Las impurezas son las que le dan
sus caprichosas coloraciones, el
mármol puro es totalmente
blanco.
 En España se encuentra en:
i. Pirineos.
ii. Sierra Nevada.
 Se emplea en:
i. Decoración.
ii. Pavimentos.
e) Dolomía*:
 Compuesta por carbonato
doble de calcio y magnesio.
 Más dura y pesada que la
caliza.
 Totalmente inadecuada en la
fabricación de cemento.
 Buena piedra de construcción
salvo en atmósferas cargadas
de productos sulfurosos.
f) Aljez:
 Es la materia prima única en
la fabricación del yeso.
 Sulfato cálcico dihidratado de
origen lacustre.
 Se presenta en formas:
 Granudas.
 Fibrosas.
 Laminares.
 Sacaroideas.
 Terrosas.
 Absolutamente prohibido para
hormigones.
 En España se encuentra en:
i. Catalunya.
ii. Levante.
iii. Aragón.
iv. Madrid.
g) Anhidrita:
 Formada
por
la
deshidratación de masas de
aljez por acontecimientos
geológicos.
 Es escasa en España.
 Se usa en la fabricación de
conglomerantes.

Propiedades:
Definir las propiedades de las rocas nos sirve para diferenciar unas de
otras y para definir que utilización se le puede dar. Las propiedades son:
A. Estructura:
Son diferentes dependiendo del tipo de formación de la roca. Hay:
1. Identificables a simple vista.
2. Identificables sólo al microscopio.
Las diferentes estructuras son:
1) Granitoidea:
Rocas constituidas por minerales simplemente
adheridos en granos de tamaños análogos.
2) Ofítica:
Formada por cristales alargados y gruesos que
forman como una malla o esqueleto dentro del cual se aloja
una materia cristalina.
3) Porfídica:
Sobre una pasta de minerales difícilmente
diferenciables se destacan gránulos de mayor tamaño.
4) Estratificada:
La estructura de la roca se presenta en bandas, si
éstas son muy delgadas, la estructura se denomina
esquistosa.
5) Clástica:
Producida por cementación de minerales o rocas
sueltas. Según la forma de estos fragmentos:
(a) Brechiforme: fragmentos angulosos.
(b) Pudingiforme: fragmentos redondeados.
(c) Amigdaloidea: fragmentos con forma de
almendra.
6) Laminar:
Una roca posee estructura laminar si puede
exfoliarse en láminas delgadas mediante un esfuerzo
más o menos grande.
7) Escamosa:
Cuando las láminas son de pequeñas dimensiones
8) Sacaroidea:
Presenta esta estructura unas laminillas brillantes
entrelazadas en todos los sentidos recordando al azúcar.
9) Fibrosa:
Se caracteriza esta estructura por fibras paralelas o
radiales que presentan las rocas, dependiendo de las fibras
se denomina:
 Bacilar: gruesas y cortas.
 Acicular: en forma de aguja.
 Capilar: hilos finos.
10)Granuda:
Superficie granujienta.
11)Compacta:
Los componentes de la roca forman una masa
homogénea.
12)Porosa:
Los componentes de la roca forman una masa
heterogénea, aparecen huecos producidos por burbujas
gaseosas o restos orgánicos.
13)Cristalina:
Gran parte de los componentes de la roca están
cristalizados.
14)Vítrea:
Cuando las rocas están constituidas por elementos
amorfos.
B. Fractura:
Esta propiedad está muy ligada con la estructura. Se llama
fractura al aspecto que presentan los bordes cuando se rompe una roca.
Da una idea de la aptitud de la roca para su labra. Puede ser:
 Plana.
 Escalonada.
 Ondulada.
 Hojosa.
 Astillosa.
 Terrosa.
 Concoidea.
C. Cohesión:
Unión íntima entre las partículas que constituyen la roca, según
este criterio podemos clasificar a las rocas en:
 Coherentes: se requiere gran trabajo para su trituración.
 Friables: se desmenuzan fácilmente.
 Sueltas: de forma natural se presenta en granos.
D. Homogeneidad:
Es una propiedad muy importante para la utilización de las rocas
en la construcción. Pero aunque la roca aparezca homogénea, ocurre a
veces que puede presentar defectos que afecten a su resistencia como:
 Grietas o pelos: fisuras muy finas rellenas de material más
blando que la roca.
 Coqueras o cavidades: que contiene material menos resistente.
 Nódulos: fragmentos más duros que la roca en las que están
incluidos:
 Dificultan la talla.
 Crean prejuicios al reaccionar de manera
diferente con respecto a la roca ante humedad,
calor...
E. Densidad:
Para determinar la densidad de una roca hay que saber los huecos
que contiene, algo difícil.
 Las rocas intrusivas son más densas que las sedimentarias.
 La densidad absoluta (eje x) de una roca está relacionada con
la resistencia a compresión (eje y) por una ley que puede
representarse como una hipérbola equilátera.
F. Porosidad y compacidad:
La porosidad de una roca depende de su proceso de formación.
Por lo tanto:
 Ígneas: presentan una porosidad muy reducida porque su
enfriamiento fue lento.
 Volcánicas: presentan una porosidad elevada porque su
enfriamiento fue rápido.
 Sedimentarias: la porosidad dependerá de la cantidad de
material cementante y la empaquetación de las partículas
constituyentes.
 Hay una fórmula que relaciona la densidad absoluta con la
porosidad total. Fórmula en el formulario.
G. Absorción:
 En las rocas ígneas es muy pequeña.
 Las areniscas son diez veces más absorbentes que los granitos
y las calizas aún más.
H. Capilaridad:
Esta propiedad tiene una gran importancia en rocas con partículas
muy finas, porque entonces los capilares también serán muy finos. Un
ejemplo típico son las arcillas.
I. Permeabilidad:
Puede:
 Aumentar: si el agua absorbida va agrandando los poros por
disolución.
 Disminuir: si los poros se van colmatando por materias que
lleve el agua disueltas.
Algunos ejemplos son:
 Las calizas con impermeables pero tiene grietas por las
que circula el agua que va agrandando los poros.
 Las areniscas se humedecen por capilaridad y los poros
se van cerrando.
 Los granitos no son atacados por el agua y las grietas
que presente se acaban por cerrar.
 Las arcillas al mojarse aumentan de volumen y se hacen
impermeables.
J. Heladicidad:
El agua contenida en los poros de la roca puede congelarse
aumentando de volumen y creando presiones que pueden romper la
roca, esto dependerá de la cantidad de agua que contenga la roca, la
seguridad se mantiene mientras el coeficiente de saturación de los poros
sea menor que 0.80.
K. Propiedades térmicas:
 Muy baja, conducen muy mal el calor.
 Calor específico alto.
 Toman lentamente el calor y lo desprenden lentamente
(sensación de frío en los edificios de piedra).
 Dilatación permanente (en el enfriamiento no llegan a
recuperar su volumen primitivo).
 Por su baja conductibilidad, las dilataciones y contracciones
suelen afectar tan solo a una capa superficial de poco espesor.
Debido a esto puede ocurrir el descascarillamiento de las
rocas, ya que la masa interna no sigue los movimientos de la
capa superficial por no haber sufrido la diferencia de
temperatura tan acusada como ésta.
L. Resistencia al fuego:
 Es mala y aun peor si el fuego se combate con agua. A causa
de la irregular repartición del calor se producen tensiones
internas elevadas que la roca no puede resistir. Si se enfría
rápidamente la roca con agua, se produce el agrietamiento
superficial.
 Una excepción son las areniscas densas y de grano fino.
M. Resistencia a la tracción:
 No suelen utilizarse las rocas para resistir esfuerzos de tracción
porque debido a su débil cohesión, su resistencia a este tipo de
solicitación es pequeña.
N. Resistencia a la compresión:
 Una de las principales características de la piedra como
material de construcción es su resistencia a la compresión, se
expresa dividiendo la carga de rotura por la sección sobre la
que actúa dicha carga.
O. Resistencia a la flexión:
Habrá que disponer de una pieza de canto grande si los
esfuerzos o la distancia de un apoyo a otro es muy grande.
P. Dureza y resistencia a la abrasión:
Dependiendo de la dureza se denominan:
 Blandas: cuando pueden serrarse con sierra ordinaria de
dientes.
 Semiduras: cuando se necesita una sierra con dientes de
dureza especial.
 Duras: se necesita una sierra de arena.
 Muy duras: se necesita carborundo o diamante para
cortarlas.
La resistencia a la abrasión está muy relacionada con al dureza y
es muy importante en aquellas rocas que vayan a destinarse para:
 Pavimentación.
 Afirmado de carreteras.
 Peldaños de escaleras.
Q. Elasticidad:
 Los módulos de elasticidad más altos los presentan las rocas
muy compactas de grano fino (intrusivas y algunas
metamórficas).
 Les siguen las rocas ígneas de grano grueso y las
sedimentarias de grano fino y bien compactadas.
 Les siguen las sedimentarias de mayor porosidad.
 Módulo de elasticidad=350*resistencia a compresión.
 Cuando las cargas actúan durante un período de tiempo finito,
se producen deformaciones recuperables y no recuperables
aunque las tensiones ocasionadas sean inferiores al límite de
elasticidad de la roca, el comportamiento de la misma
corresponde a un sólido elástico o a un líquido viscoso.
 Cuando las cargas son constantes se producen tres fases:
 Deformación elástica instantánea (origen de
ordenadas no es cero).
 Deformación diferida a velocidad decreciente.
 Deformación lenta a velocidad casi constante.
Si la carga sigue constante puede llegar a producirse la
rotura de la piedra.
Si se descarga se producirá una recuperación parcial de la
deformación.
R. Resistencia a los agentes químicos:
Las piedras naturales resisten a los agentes químicos mucho
mejor, en general, que los demás materiales.
S. Economía:
En general, la construcción en piedra es cara. Hoy sólo suele
usarse en obras de tipo monumental y santuario. El coste aumenta
cuando la piedra requiere de labra complicada, tallado o pulido.
 Ensayos:
La evaluación de las propiedades descritas en el apartado anterior, se
realiza por medio de ensayos y para realizar estos habrá que seguir fielmente
una norma con objeto de que los resultados sean reproducibles y de que
puedan compararse.
 Procesos de fabricación:
1. Extracción:
 Se hace normalmente a cielo abierto.
 En rocas sueltas o blandas se puede llevar a cabo mediante
pico, pala y azada.
 En explotaciones importantes es necesario el uso de
maquinaria:
 Excavadoras, dragas, dragalinas.
 En grandes explotaciones se lleva la explotación de abajo
arriba:
 Se socava la parte inferior del frente de cantera.
 Se apuntala mediante soportes de madera para rocas
blandas y de la misma roca si es dura.
 Luego se queman los soportes de madera o se vuelan
los de piedra para que el material caiga.
 A veces es necesario el uso de explosivos.
 Para obtener bloques de determinadas dimensiones:
 Se aprovechan grietas naturales para introducir cuñas o
palancas.
 Si no hay grietas se hacen artificialmente aprovechando
los planos de estratificación.
2. Labra de las piedras:
Hay varias fases:
a) División o corte:
Cuando los bloques no tiene aun la forma de la pieza que
se quiere obtener hay que proceder al corte mediante:
 Mazas, cuñas, sierras. (las cuñas son golpeadas por las
mazas, las cuñas han sido previamente introducida en
muescas hechas para provocar el agrietamiento).
b) Desbaste:
Consiste en dar a la piedra la forma aproximada que van a
tener en la obra. Se utilizan:

 Maceta, cincel, martillo de desbaste.
Se cincela una tira de tres centímetros de ancho en los
bordes del tamaño que se requiere y luego el material sobrante se
quita con martillo de desbastar o cincel. Así con cada cara.
c) Acabado:
Consiste en igualar las superficies después del desbastado
quitando las irregularidades que hayan quedado después de ésta
operación. Según el grado de acabado se clasifican las piezas en:
 Labra basta o tosca.
 Labra media o fina.
Las herramientas utilizadas son:
 Cinceles lisos, cinceles dentados, martellinas,
burjadoras...
d) Pulimentado:
El pulimentado se realiza en las piedras destinadas a fines
ornamentales o decorativos, no aquellas que tengan fines
estructurales.
Se realiza frotando una superficie, con labra muy fina, con
abrasivos que vayan eliminando las asperezas.
Obras de piedra:
 Formas de las piedras unidades de obra:
Según la forma y dimensiones se clasifican en:
1) Sillar:
 Bloque en el que sus tres dimensiones son del
mismo orden.
 Pesados, por lo que se necesitan medio
mecánicos para su manipulación y colocación.
 No se permitirá variación alguna de las
dimensiones que figuren en el proyecto
correspondiente.
 El contacto entre las caras debe ser perfecto y
exacto.
 Lo que quede visto del sillar tendrá labra fina,
mientras que la parte no vista tendrá labra basta.
 No pueden haber resaltos u oquedades de mas
de 4cm.
2) Sillarejo:
 Sillar pequeño.
 Paralelepípedo.
 Labra basta.
3) Mampuesto:
 Piedra sin labra que se maneja a mano.
 No debe pesar más de 25 kg.
 Los tizones en cada hilada serán alternados 25 y
40 cm como mínimo.
 Es preciso preparar los mampuestos quitándoles
costra superficial.
 Es necesario aplanar las juntas.
4) Losa (suelo), chapa(pared) o laja(tal y como se extrae):
 Piedra en la que una dimensión es mucho menor
que las otras dos.
 Se utiliza como:
i. Revestimiento de otros tipos de fábrica.
ii. Pavimentación.
iii. Cubiertas.
 Carácter ornamental y decorativo.
 Mármol y pizarra son usuales.
5) Adoquín:
 Análogo al sillarejo pero destinado a la
pavimentación.
 Se utilizarán para adoquines las rocas de grano
medio o fino.
 Forma de tronco de pirámide.
 La resistencia a compresión debe ser como
mínimo: 1300kg/dm3.
6) Bordillo o encintado:
 Una dimensión es mucho mayor que las otras
dos.
 Se emplea para marcar el límite de un pavimento
de distinto tipo o uso.
 Fábricas (estructuras, obras) de piedra:
1) Mamposterías:
Fábricas construidas con piedras en bruto, sin labrar o con
labrado irregular.
Varios tipos (ilustraciones en fotocopias, pág 41):
a) En seco:
 No se emplea ningún mortero.
 Se emplean piedras pequeñas, llamados ripios
par acuñar los mampuestos y rellenar huecos
entre éstos.
b) Ordinaria:
 Se ejecuta con un mortero de cal o cemento.
 Las piedras deben adaptarse unas a otras lo más
posible para dejar el menor porcentaje de huecos
rellenos de mortero.
c) Careada:
 Los mampuestos se han labrado solamente en la
cara destinada a formar el paramento exterior.
 Formas y dimensiones de los mampuestos son
irregulares.
d) Concertada:
 Mampuestos que tienen sus caras de junta y de
paramento labradas en formas poligonales para
que el asiento de los mampuestos se realice
sobre caras sensiblemente planas.
 Debe evitarse la concurrencia de cuatro aristas de
mampuestos en un mismo vértice.
Cuando la fábrica sea de un espesor mayor que el de los
mampuestos, se procederá a asentar primero los mampuestos de los
paramentos vistos, colocándose después los principales mampuestos del
relleno, acuñados con ripios si fuera necesario.
De trecho en trecho se unirán los dos paramentos con llaves o
perpianos tan largos como sea necesario para dar trabazón al conjunto.
La medición de la obra de mampostería se hará cubicando a obra
ejecutada y descontando los huecos.
En el precio de la unidad de obra de mampostería se incluyen los
gastos de andamios y demás medios auxiliares para su ejecución.
2) Sillerías.
Obras constituidas con sillares o sillarejos, sentándose uno
sobre otro con interposición de un mortero.
Son obras de gran suntuosidad y grandeza pero muy caras.
Hay dos tipos de colocación:
 A soga: cuando un sillar está colocado de modo
que su dimensión mayor es paralela al paramento
del muro.
 A tizón: cuando un sillar está colocado de modo
que su dimensión mayor es perpendicular al
paramento del muro.
Hay varios tipos de sillería:
a) Recta:
 Sillares de forma ortoédrica, bien
encuadrados y de dimensiones uniformes.
b) Aplantillada:
 Los sillares se apartan de su forma
ortoédrica aunque sus caras siguen siendo
superficies planas o curvas, por ejemplo,
las dovelas de un arco.
c) Moldurada:
 Sus sillares rectos o aplantillados ofrecen
molduras en sus caras de paramento.
d) Almohadillada:
 Sus sillares definen almohadones en su
paramento, formados al rehundir una zona
de anchura y profundidad uniforme en su
borde.
 Las acanaladuras formadas en el
paramento deben ser más anchas que
profundas.
e) Rústica:
 Sus sillares acusan un paramento
rústicamente tallado, con salientes y
entrantes producidos intencionadamente
durante la labra.

En cualquiera de los tipos, el asiento de los sillares se hará sobre
una capa de mortero de 2cm de grueso, la cual quedará reducida a 3mm
después de sentado el sillar y comprimido con mazo de madera.
El contacto con los planos de juntas laterales, se hará a hueso y
se rellenarán posteriormente las juntas con un mortero muy fino.
Las piedras se medirán por metros cúbicos, excepto las losas que
se medirán por metros cuadrados.
Las impostas, repisas, jambas, cornisas, peldaños, se medirán por
metros lineales.
Los precios de obras de sillería se harán incluyendo los precios de
la labra, asiento, recibido, herramientas, andamios, repaso de
paramentos, recibido de juntas, limpieza de fachadas.
Defectos de las obras de piedra.
1) Inherentes a las piedras:
 Rocas sedimentarias con estratos de diferente estructura y
composición que no se detectan en la cantera.
 Diminutas fisuras producidas por movimientos orogénicos. El
efecto sobre la obra depende y será mayor cuanto mayor sea
el grado de decoración y moldadura de la obra.
2) Debidos a la mano de obra:
 Al ser extraída una piedra pierde la llamada humedad de
cantera y endurece.
 Colocación en la obra de rocas estratificadas de los planos de
estratificación:
 Colocados perpendicularmente a la dirección del
esfuerzo que soportan que en muros será vertical. Es la
colocación ideal.
 Paralelos a la dirección del esfuerzo y perpendiculares al
paramento del muro, es una mala colocación pues
provoca fisuras que facilitan la actuación de los agentes
atmosféricos.
 Paralelos a la dirección del esfuerzo y paralelos al
paramento del muro. Es la peor colocación.
 Diferentes tipos de piedra conjuntamente pueden deteriorarse
aunque independientemente tengan un comportamiento
magnífico.
3) Debidos a acciones químicas:
 El dióxido de carbono ataca a las piedras con alto contenido en
carbonato cálcico y magnésico.
 Acción de gases sulfurosos como el dióxido de azufre ataca
provoca la aparición de una costra dura e impermeable sobre
los materiales calcáreos, la costra se desprende provocando
una erosión grave.
 Eflorescencias: cristalización de sales en la superficie de la
piedra. Las sales pueden proceder del mortero (el sulfato
potásico del cemento Portland provoca eflorescencias),
absorción de agua subterránea.
 Cliptoflorescencias: cristalización de sales en los poros de la
piedra.
 Utilización de álcalis para la limpieza de fachadas.
4) Debidos a acciones físicas:
 Los coeficientes de dilatación de los diferentes minerales que
forman una piedra son distintos y esto puede originar tensión
que pueden formar grietas.
 El ciclo de sol-noche, unido a la baja conductibilidad térmica de
las rocas, hará que la superficie se caliente durante las horas
de sol y durante la noche sea el núcleo el que tenga mayor
temperatura, la diferencia de dilatación crea tensiones
internas.
 Cambios de volumen de la piedra al humedecerse en la
arenisca.
 Protección de las obras de piedra:
Los tratamientos de protección deben hacerse una vez la piedra ya esté
puesta en obra para evitar una mezcla de los productos con el mortero de
agarre. También, antes de aplicar un tratamiento, la piedra debe de estar
totalmente limpia. Los tratamientos más habituales son:
(a) Silicatado:
Pintura de los paramentos con silicato potásico mezclado
con vez y media su volumen de agua. Normalmente suele
aplicarse 1.5 kg por metro cuadrado de superficie. Se aplica con:
 Brocha, esponja o pistola.
 De una a otra mano deben transcurrir al menos un día.
(b) Fluatación:
Tratado con pintura transparente de fluosilicatos metálicos,
los más usados son zinc, magnesio y aluminio.
Análoga aplicación que el silicatado.
(c) Baritado:
Se ejecuta la protección mediante baritado aplicando un
primer baño de agua de barita seguido de otro de ácido
ferrosilícico, para que se produzca el ferrosilicato bárico, insoluble,
duro e inalterable.
 Limpieza de las obras de piedra:
La exposición a la intemperie provoca depósitos de polvo y suciedad en
las piedras que con la lluvia provoca manchas en las fachadas.
Para la limpieza de las piedras en obra se utilizan dos clases de métodos:
 En seco:
a) Nuevo labrado.
b) Chorro de arena. Inconveniente.
c) Cepillo de alambre. Inconveniente por dejar
restos de metal.
d) Abrasivos. Ineficaz.
e) Calentamiento con lamparilla. Estropea la piedra.
f) Láser. El mejor método.
 En húmedo:
a) Jabones con o sin abrasivo. En caso de jabones
alcalinos hay que limpiar la piedra con abundante
agua luego.
b) Vapor: es el mejor método en húmedo. Limpia
muy bien, penetra perfectamente por todas
partes y no estropea ni decolora.
Materiales cerámicos
 Historia:
La cerámica es la industria más antigua de la humanidad, es una idea
genial del hombre y fecunda pues se ha desarrollado ampliamente a lo largo de
la historia no sólo en cantidad sino en la variedad de productos, algunos de
ellos, de importancia trascendental para las tecnologías modernas.
Surge la fabricación de ladrillos en aquellas zonas en que escasea la
piedra y abunda la arcilla. Los primeros ladrillos de que se tiene noticia
pertenecían a uno de estos dos tipos:
 Una pasta de arcilla con pedazos de paja que trabara la masa y le
diera consistencia, ya que estaban secados al Sol.
 La masa de arcilla cocida al fuego.
El ladrillo cocido era al fuego era más difícil de fabricar y más caro y se
limitaba a construcciones suntuarias.
En general, los ladrillos se colocaban en obra todavía húmedos y por
efecto de la presión se unían unos a otros de tal forma que hoy aparecen las
ruinas de los edificios construidos con ladrillos más como masas homogéneas
que como construcciones aparejadas.
En Persia se utiliza el ladrillo para la vivienda popular. En Egipto también
se construyen de ladrillo varias murallas y castillos y el núcleo de alguna de las
pirámides. No obstante, no se puede decir que los egipcios dominasen la
técnica del ladrillo. Tampoco los griegos conocían a fondo esta técnica y tan
sólo hicieron del ladrillo un uso secundario.
Los romanos, en cambio, usaron ampliamente este material, eran
siempre cocidos al fuego y de gran tamaño. En muchas ciudades del mundo
dominado por los romanos quedan muros, arcos, bóvedas y otros elementos
estructurales construidos con ladrillos.
Lo mismo puede decirse de la arquitectura bizantina que usó
maravillosamente el ladrillo.
Es a los árabes a los que les corresponde revalorizar este humilde
material, propagando la arquitectura de ladrillo al dejarlo al descubierto
combinándolo en las infinitas formas que dan carácter a la ornamentación
mahometana.
La dominación musulmana dejó en España numerosas muestras de la
exquisita técnica ladrillera de aquel pueblo. En Córdoba (La Mezquita), en
Toledo (El palacio de Galiana), en Sevilla (La Giralda) el ladrillo juega gran
papel constructivo y decorativo.
El heredero directo de aquel arte musulmán es el mudéjar que en los
siglos trece, catorce y quince tuvo una predilección especial por el ladrillo. Es
maravilloso el arte mudéjar de ladrillo que tiene formas propias caracterizadas
por grandes paños decorativos con dibujos angulosos.
Simultáneamente con este arte mudéjar aparece en España el arte
cristiano y castellano.
En la actualidad, la arquitectura española obtiene resonantes éxitos
manejando colosalmente el ladrillo, lo mismo como elemento constructivo que
como elemento decorativo.
Desde el moldeo a mano de los ladrillos con su secado a la intemperie y
la posterior cocción en un horno de hormiguero, hasta las actuales máquinas de
moldeo con rendimiento de varios miles de piezas por hora, el subsiguiente
secado en secaderos artificiales y la posterior cocción en hornos contínuos que
mantiene un alto ritmo de producción, ha habido que recorrer un largo camino.
Hace un siglo, aproximadamente, se construyó la primera moldeadora
automática del mundo con un rendimiento de unos 1500 ladrillos diarios,
utilizando un caballo como fuerza motriz. Desde entonces se ha perfeccionado
día a día la maquinaria, y del ladrillo macizo se pasó al ladrillo hueco y de éste a
las grandes piezas que desempeñan, según su forma y naturaleza, un papel
distinto en la técnica del edificio.
Lo mismo podría decirse de los secaderos y de los hornos, cuyo
desarrollo ha permitido mantener una competencia y justifican por sí solos el
enorme desarrollo de la construcción con ladrillos en la actualidad.
Independientemente de la enorme utilización de los materiales cerámicos
en servicios que nada tiene que ver con la construcción, como es la cerámica
de mesa o artística.
Dentro del campo de la construcción tiene otras misiones que cumplir
como auxiliar de otras industria; por ejemplo, la cerámica sanitaria en la
industria de la edificación, los refractarios en las industrias del cemento, vidrio y
del acero.
 Materias primas:
1. Arcillas:
La arcilla es la principal materia prima para la fabricación de
ladrillos, tejas, piezas especiales,etc.
Es una roca que no figuraba originalmente en la corteza terrestre.
Procede de la desintegración de otras rocas que contienen,
principalmente, feldespatos.
La acción continuada y perseverante de los agentes atmosféricos
sobre estas rocas las descomponen y dan lugar a las arcillas que,
frecuentemente, son transportadas por el agua o el viento a distancias
más o menos largas.
A veces, entre las arcillas se encuentran fragmentos de la roca de
procedencia; otras veces se hallan minerales que entraron en contacto
con la arcilla durante su transporte.
De todo ello deriva la enorme variedad de arcillas y esto, a su vez,
obliga a un riguroso control de su composición química y propiedades a
la hora de elegir la materia prima.
Las arcillas se consideran como rocas formadas por “minerales
arcillosos” que químicamente son silicatos de aluminio hidratados los
cuales se diferencian entre sí en:
 Relación sílice/alúmina.
 Cantidad de agua de constitución.
 Estructura.
De ellos, sólo tres minerales tienen importancia en la industria
ladrillera:
 Caolinita.
 Montmorillonita.
 Ilita.
Los tres tienen estructura hojosa, no se encuentran arcillas puras
de cada uno sino mezcladas con predominancia de uno de ellos.
i. Arcillas caoliníticas:
 Son las más puras.
 Elevado porcentaje de alúmina.
 Elevado punto de fusión.
 Después
de
cocidas
tiene
propiedades
refractarias.
 La caolinita está formada por la unión de una
capa de tetraedros de silicio-oxígeno en el que el
silicio ocupa el centro del tetraedro, con otra de
octaedros en los que en cuatro vértices hay
grupos –OH y en dos oxígenos, ocupando el
aluminio el centro del octaedro (dibujo en página
59).
ii. Arcillas montmorilloníticas:
 Las menos empleadas en cerámica.
iii. Arcillas ilíticas:
 Son las más utilizadas al ser las más abundantes.
Los minerales arcillosos presentan las siguientes características:
 Formados por partículas muy pequeñas de carácter cristalino.
 Textura laminar.
 Plasticidad de la arcilla:
Es una condición indispensable para el moldeo.
Es una de las características principales de las arcillas, la
plasticidad es la propiedad de un cuerpo que puede
deformarse bajo la acción de un esfuerzo y que permanece
deformado después de la retirada la causa que ha producido
dicho cambio.
La plasticidad depende de:
 El contenido de agua:
 Si la arcilla está totalmente seca, no presenta
plasticidad.
 Si se le añade agua aumentará la plasticidad
hasta un máximo para una determinada
cantidad de agua.
 Si se añade más agua se pierde la plasticidad
y se convierte en un líquido viscoso.
 Estructura laminar de la arcilla.
 Pequeñísimo tamaño de las partículas.
1. Límite plástico: cantidad de agua mínimo por debajo del
cual la arcilla deja de comportarse como una masa
plástica y pasa a ser friable.
2. Límite líquido: cantidad de agua a partir del cual, la
arcilla abandona la plasticidad para convertirse en un
líquido viscoso.
3. Índice de plasticidad: es la diferencia entre el límite
líquido y el límite plástico.
Para aumentar la plasticidad:
 Adición de carbonato sódico, tanino, sosa,
silicato, oxalato, humus...
 Desaireando las pastas.
Puede disminuirse la plasticidad:
 Adición de sustancias no plásticas: arena ceniza,
ladrillo machacado...
 Efecto del calor sobre la arcilla:
Es la base de la industria cerámica.
Cuando un cuerpo moldeado en arcilla se somete a
la acción del calor experimenta una serie de cambios que lo
transforman en un elemento útil con una resistencia
mecánica apreciable, una determinada impermeabilidad,
cierta resistencia al fuego.
Los cambios que el calor produce en la arcilla son:
 Físicos:
 Variaciones en la densidad.
 Variaciones en la porosidad:
 600ºc Aumenta la porosidad.
 Fusión. Se cierran los poros.
 Variaciones en la fragilidad.
 Variaciones en la plasticidad.
 Variaciones en la resistencia a
compresión.
 Químicos:
 Deshidrataciones.
 Descomposiciones.
 Formación de nuevos compuestos.
 Dimensionales:
 Importantísimo para la práctica
industrial.
 La magnitud y el momento en que
se produce el cambio de tamaño es
característico de cada tipo de arcilla.
 Se puede representar una curva
característica para cada tipo de
arcilla con las temperaturas en el
eje x y las dilataciones y
contracciones en el eje y.
 Deshidratación de la arcilla:
 Uno de los primeros efectos del calor sobre la arcilla
moldeada es la pérdida de la cantidad de agua
determinada para conseguir la plasticidad para el
moldeo, a esta agua se le llama agua de moldeo. La
pérdida de este agua se produce a 100ºC. Al perder
este agua, la arcilla pasa de plástica a rígida y se
rompe con facilidad.
 Pérdida del agua zeolítica (moléculas de agua
situadas en los vacíos de la red cristalina). Se
produce de 300-400ºC.
 Pérdida del agua de constitución de la arcilla. Se
produce a temperaturas superiores a 400ºC. La
pérdida de este agua se produce a una temperatura
fija y característica para cada tipo de mineral
arcilloso.
 Puede representarse una curva de deshidratación
con temperatura en el eje x y pérdida de peso en el
eje y, éstas curvas son determinadas para cada tipo
de arcilla.
La estructura de la arcilla se rompe al perder el agua
de constitución y pierde definitivamente su plasticidad.
En la práctica, las arcillas pierden el agua en dos fases:
 Secado: pérdida del agua de moldeo.
 Cocción: pérdida del agua zeolítica y de
constitución.
 Color:
 Carece de importancia cuando el ladrillo va a
quedar cubierto por enfoscado.
 Tiene importancia cuando el ladrillo ha de
quedar visto:
 Los compuestos de hierro son los
agentes de la coloración de los
ladrillos.
 Puede conseguirse una coloración
deseada mediante una cocción a
una temperatura y atmósfera
determinada.
 Si no es así habrá que realizar
determinadas adiciones.
2. Desengrasantes:
Se pueden establecer dos tipos de arcilla:
 Grasas:
 Tienen
gran
plasticidad
cuando
están
suficientemente mojadas.
 Se moldean fácilmente y se adhieren a los
objetos en contacto con ellas.
 Ricas en minerales arcillosos.
 Pobres en esqueleto arenoso.
 Magras:
 Poco plásticas.
 Ricas en esqueleto arenoso.
 Secado defectuoso, deformaciones y roturas
indeseables.
En las arcillas grasas se puede adicionar materias no
plásticas para hacer perder plasticidad evitando que se adhieran
objetos en contacto con ellas y permita el moldeo correcto de los
productos, a estos productos añadidos se les llama
desengrasantes y pueden ser:
a) Ladrillo molido:
 El polvo no debe de ser demasiado fino ni todo
del mismo tamaño.
b) Cenizas que quedan en el horno.
c) Arena:
 De naturaleza silícea.
 Exenta de granos calizos.
 Bastante fina.
3. Agua:
 Exenta de sales solubles para evitar que las sales queden en el
ladrillo y aparezcan luego en forma de efloresecencias.
 Fabricación:
1. Prospección:
 Antes de empezar la explotación de una yacimiento.
 Tiene por objeto estudiar la naturaleza de la arcilla.
2. Extracción de la arcilla:
 Las canteras de arcillas se llaman barreros.
 Suelen estar en las inmediaciones de la fábrica que va a transformar
dichas arcillas en materiales de construcción.
 Explotaciones a cielo abierto pues las galerías no son rentables.
 Es necesario quitar una capa de material no apto para la fabricación
de ladrillos.
 No es necesario el uso de explosivos.
 Herramientas:
 Pico y pala.
 Palanca y cuña en caso de arcillas compactas.
3. Transporte a fábrica:
Dos tipos:
 Vía fija:
 Transporte por vagonetas.
 Cintas transportadoras.
 Vía libre:
 Carretilla de mano.
 Transporte por camión.
 Dumpers.
4. Preparación:
La arcilla extraída en la cantera hay que convertirla en una masa
adecuada para la operación de moldeo en forma de ladrillos, tejas, tubos,
bloques.
 Una vez extraída, se le añade el desengrasante adecuado.
Para proceder al moldeo tiene que cumplir ciertas condiciones:
1) Depuración:
 La pasta no ha de tener guijarros, nódulos de cal, sales.
2) División:
 Reducir la arcilla a pequeños fragmentos.
 Reducir a polvo los desengrasantes mediante trituración
y molido.
3) Homogeneidad:
 Es condición fundamental para obtener un buen
producto.
 La arcilla con los distintos tipos de arcilla o con el
desengrasante deben mezclarse tan íntimamente como
sea posible. Además de la cantidad justa de agua que
facilita la homogeneización sin pasarse de un límite pues
el agua en secado y cocción ha de eliminarse y esto
supone un coste que hay que controlar.
4) Grado de humedad adecuado para la forma de moldeo elegida.
Por ser un producto esencialmente barato, el tratamiento de las
materias primas ha de ser barato.
Es necesario que la arcilla alcance una serie de características
antes de comenzar el moldeo, para ello se somete a distintos procesos:
a) Meteorización:
Consiste en someter a la arcilla, una vez extraída, a la
acción de los elementos atmosféricos.
 Se necesita de una extensión en las proximidades de la
fábrica.
 Se dispone la arcilla en capas, alternando las de
diferentes clases o la arcilla con el desengrasante.
 Mejora la plasticidad y se predispone al moldeo.
b) Maduración.
 Se requiere una repartición lo más uniforme posible de
la humedad, lo que se consigue con un reposo.
 Produce la continua difusión del agua en los granos
arcillosos.
 Se lleva a cabo en naves al abrigo de la intemperie.
c) Podrido:
 Consiste en conservar las pastas amontonadas en naves
frías, sin circulación de aire y con poca luz, todo el
tiempo posible, manteniendo una humedad constante.
 Por su alto coste, está en desuso.
 Se produce una fermentación bacteriana que forma un
gel conglomerante que mejora la trabazón entre las
partículas.
 Aumenta la plasticidad.
 Se utiliza, por la superior calidad, para productos
especiales.
d) Levigación:
 Proceso costoso que se lleva a cabo cuando el producto
a fabricar es especial.
 Produce una pasta muy homogénea llamada “barro
colado”.
 Las tierras se deslíen en agua y se deja reposar la
papilla en balsas dispuestas en serie para que aquéllas
sedimenten.
 Los componentes de las tierras de mayor densidad se
depositan en la primera balsa en tanto que el agua, con
los demás componentes, pasa por un aliviadero a la
balsa siguiente y así sucesivamente.
 El peso del agua necesaria para esta operación es
aproximadamente igual al triple del peso de la arcilla
tratada.
e) Tamizado:
 Aumenta el valor cerámico de la arcilla.
 Se eliminan partículas gruesas e impurezas de todas
clases.
 Se usa el trómel que está formado por un cilindro cuyas
paredes están formadas por chapas perforadas,
entrando el material por un extremo y caminando hacia
el otro como consecuencia del movimiento de giro y de
la inclinación del mismo.
f) Preparación mecánica:
Llevar a cabo los procesos anteriores resulta poco rentable
pues resulta muy costoso con respecto a un producto
relativamente barato que se va a producir. Es necesario entonces
utilizar maquinaria apropiada que produzca en las tierras los
mismos efectos que los tratamientos antes citados con mucha
mayor rapidez y con unas exigencias de terreno y extensiones
mucho menores.
La maquinaria es:
 Mezcladoras-amasadoras:
 Constan de una artesa horizontal en la
que gira un eje que lleva unas paletas
helicoidales que a la vez que hacen su
labor de mezclados, empujan la arcilla
hacia la salida, a la artesa se fijan cuchillas
con la misión de impedir que la masa de
arcilla tome un movimiento de rotación
alrededor del eje.
 Para comunicar a las tierras la humedad
deseada, se dispone de un tubo
agujereado en la parte superior que
proyecta agua pulverizada sobre la pasta,
la cantidad de agua es regulable.
 Raspador de arcillas:
 Consiste en una cuba cilíndrica fija dotada
de unos brazos móviles internos que
obligan a la pasta a pasar a través de
orificios o ranuras practicadas en las
paredes laterales, con lo cual se obtiene un
alto grado de homogeneización y
laminación de las masas.
 Molino de rulos:
 Constituido por dos cilindros que giran
alrededor de un eje horizontal, al mismo
tiempo, el conjunto de los dos rulos da
vueltas en torno a un eje vertical sobre
una pista de acero triturando así la arcilla y
las impurezas que lleve.
 Para arcillas con impurezas, sino, se
utilizan:
 Laminadores:
 Cilindros de ejes paralelos y situados en el
mismo plano horizontal, los cilindros giran
en sentido contrario y con distinta
velocidad uno de otro, así, lo que se
consigue es más un desgarre que una
trituración.
g) Transporte a máquinas:
Hay dos tipos:
 Discontinuos:
 Vagonetas.
Para
transporte
horizontal
 Carretillas.
Para
transporte
horizontal
 Montacargas
para
transporte
vertical.
 Continuos:
 Tornillo de Arquímedes.
 Cinta sin fin.
 Elevador de cangilones.
h) Alimentación-dosificación:
Para que las máquinas tengan un rendimiento
elevado, requieren de una alimentación contínua que evite
la marcha en vacío y los atascos.
i) Moldeo:
Lo que se consigue con el moldeo es dar al producto
una configuración externa. El moldeo tiene repercusión en
los procesos subsiguientes por lo que debe cuidarse y
controlar su corrección. Deben evitarse:
Discontinuidad en el moldeo pues en la cocción y
secado producirá grieta.
 Exceso de agua en el moldeo pues dará unos
mayores cambios de dimensión durante el
secado.
 Defecto de agua pues provocará falta de
homogeneidad.
Hay varios tipos de moldeo:
(a) Moldeo a mano:
 Método
rudimentario
útil
para
producciones a pequeña escala o
periódica.
 Su aspecto es más rugoso y más estético.
 La tierra se prepara en fosas mediante la
adición de agua y un amasado con palas
hasta que se suficientemente homogénea.
En estado muy plástico y con mucho
líquido se comprime en una gradilla.
(b) Extrusión:
 Consiste en empujar una masa de arcilla
para hacerla pasar a través de una boquilla
formadora es, por tanto, un proceso
utilizado para formar piezas que tengan
una sección transversal constante.
 Es la plasticidad la que permite que la
arcilla tome una forma determinada al
pasar por la boquilla.
 Se emplea para hacer el moldeo definitivo
de los ladrillos de construcción.
 Hay varias formas de impulsar la masa
arcillosa:
 Impulsión por rodillos.
 Impulsión por pistón.
 Tornillo de Arquímedes.
 Es un proceso complicado. En la masa,
debido a los rozamientos con la máquina
se producen diferencias de viscosidad,
además de la presencia de aire que
posteriormente provocarán:
 Burbujas gaseosas.
 Estratificación: se producen una
serie
de
superficies
de
discontinuidad, hay varios tipos:
 Plana y horizontal.
 Irregular.
 Forma de S.
 Forma de anillo.
 Las causas son:

Las cuchillas dividen la masa en
capas diferentes que impiden la
posterior adherencia perfecta de las
distintas capas.
 Vacío creado junto al eje de la
hélice.
Para paliar estos efectos se utiliza la
extracción del aire de las pastas mediante
el uso de máquinas de vacío. La prensa de
vacío consiste en hacer pasar la pasta
través de un divisor del que sale en forma
de fideos que son desaireados para luego
reunirse, comprimirse y ser impulsados
hacia la boquilla de la que salen con una
textura
homogénea,
humedad
uniformemente repartida, sin cavidades,
burbujas ni estratificación, con la superficie
muy bien terminada y con aristas vivas.
En las cámaras de vacío, la cantidad de
arcilla que entra debe ser igual al que de
ella sale, pues un desequilibrio en estas
cantidades produce una variación del
grado del vacío.
El desaireado:
 Aumenta
la
plasticidad
en
la
“plasticidad de desaireado”.
 Reduce el contenido de agua haciendo
la pasta más y dura y por ello más
resistente al transporte y manipulación.
 Mejora la trabajabilidad.
La boquilla es el elemento moldeador, es
necesario un proceso de puesta apunto de
la misma para obtener resultados
satisfactorios:
 La puesta a punto es complicada
porque
depende
de
muchas
variables (sistema de impulsión de
la pasta, homogeneidad, contenido
de agua...).
 Hay que conseguir que la densidad
sea la misma para todos los puntos
de la sección de pasta, para ello:
 Se hace necesario disminuir
la velocidad de salida de la
pasta en la parte central (se
colocan
retardadores
metálicos) y aumentarla en el
contorno (escamas metálicas





entre las que circula vapor a
presión).
 Defectos originados por la boquilla
(ilustración en página 86):
 Grietas en forma de S en el centro
de la columna de arcilla.
 “Dientes de perro”.
 Curvatura de la columna de arcilla.
 Una vez conseguida una columna de arcilla
hay que proceder a su corte para obtener
las distintas piezas, esto se lleva a cabo
mediante los cortadores. El corte puede
ser:
 Longitudinal: alambres fijos situados
junto a la boquilla.
 Transversal.
 Los elementos cortantes son alambres muy
tirantes, se utilizan los llamados “cuerda de
piano”. El corte ha de ser:
 Limpio para que las caras sean
perfectas.
 Que las piezas sean de igual
longitud.
j) Prensado:
Usado para el moldeo de pastas secas
(5-6% de agua) y tejas de encaje.
 Para obtener productos impecables.
 Se seca la arcilla previamente para
ser molida muy finamente, luego se
le añade la cantidad de agua
necesaria para someterla a la
prensa.
 No se necesita pasar por el
secadero.
 Posible
riesgo
de
falta
de
homogeneidad.
 La fabricación de teja de encaje en
España tiene gran importancia.
 Si la teja tiene todas las
generatrices rectas y paralelas a un
plano se pueden obtener por
extrusión, sino:
 Reprensado, hay varios tipos de
prensa:
 De fricción: para moldeo de
pastas
duras.
Los
dos
semimoldes hacen el mismo
número de presiones.
Revólver: para moldeo de
pastas blandas. El semimolde
superior
realiza
más
presiones que el inferior.
 La teja de encaje no admite ninguna
deformación pues de lo contrario no
encajaría con las tejas adyacentes y
dejaría grietas por donde penetraría
el agua.
 Las tejas de encaje reprensadas
deben pasar por el secadero antes
de proceder a su cocción.

k) Secado:
Si se aplica una energía térmica a un cuerpo
arcilloso moldeado para conseguir eliminar el agua,
ésta saldrá a la superficie transformada en vapor. Si
el espacio y el cantidad de energía calorífica son
limitados se llegara a un estado de equilibrio, al
alcanzar el cual, la eliminación del agua cesará. Las
fuentes de calor han sido, a lo largo de la historia:
 Sol.
 Aire calentado por el sol.
 Rayos infrarrojos procedentes del fuego, el
aire caliente procedente de los hornos.
El proceso de secado tiene varias fases:
1. Contracción por secado:
Por aplicación de energía calorífica una
masa arcillosa, el agua que contiene sale a la
superficie y se evapora, según Bourry, durante
la eliminación del agua se observa que:
 Las pasta disminuye de volumen
proporcionalmente
al
agua
eliminada.
 Comienzan a formarse huecos y la
pasta sigue contrayéndose.
 El volumen deja de disminuir y los
huecos que se producen son
proporcionales al agua eliminada.
En efecto, si se tiene una arcilla plástica
formada por una mezcla muy íntima de
partículas de arcilla finamente divididas y
agua, esta arcilla debe su plasticidad a que,
cuando se moldeó, las partículas estaban
separadas por películas de agua de modo que
podían deslizar una sobre otra. Cuando el
agua se elimina por evaporación, las partículas
se aproxima al hacerse más delgadas las
películas y la arcilla se contrae. El cambio de
volumen de la arcilla es exactamente igual al
agua perdida y tiene lugar hasta que las
partículas llegan a ponerse en contacto unas
con otras.
Luego tiene lugar otra contracción
residual durante la pérdida de la última parte
del agua.
 Cuanto más plástica es la arcilla,
mayor es la contracción por secado.
 Se puede prever la contracción
lineal de una masa arcillosa
mediante la curva de Bigot, en el
eje x la contracción y en el eje y
negativo la pérdida de peso.
2. Evaporación:
El secado de productos cerámicos consiste en
eliminar el agua de moldeo antes de la cocción. La
base de esta separación del agua del producto es la
propiedad, en virtud de la cual los líquidos pasan al
estado de vapor bajo ciertas condiciones de
temperatura y presión.
Para que la evaporación, una vez empezada,
prosiga a una temperatura constante, es preciso que
el equilibrio que tiende a establecerse entre la
tensión máxima del vapor de agua y la presión
parcial de dicho vapor en la región del espacio que
está en contacto con el líquido sea destruido. Pero la
temperatura de un líquido que se evapora no se
mantiene constante por sí misma: para que se
mantenga constante es necesaria una aportación de
calor.
El gran peligro del secado reside en su
velocidad. El agua de la superficie de la pieza es
evaporada, esto origina diferencias de presión
hidroestática, las cuales hacen fluir el agua del
interior hacia la superficie, estableciéndose un
gradiente de humedad. La diferencia de humedad
entre los puntos de la superficie y los del interior es
el motor que hace moverse el agua. Pero estas
diferencias de humedad producen diferencias de
contracción que ocasionan tensiones internas de
secado, las cuales, si son superiores a la tensión
límite admisible por la arcilla, producen la rotura de
la pieza. Cuanto más rápido sea el secado, más
acentuado será el gradiente y mayores serán las
tensiones internas y el peligro de rotura.
El secado requiere grandes cantidades de aire
para cumplir las siguientes funciones:
i. Para transportar el calor requerido para la
evaporación.
ii. Para transportar el vapor de agua
producido.
iii. Para reducir el espesor de la capa de vapor
saturado o casi saturado que se forma junto
a la superficie del producto.
Desde un punto de vista económico conviene
indudablemente un secado rápido pero éste hace
peligrar la integridad de las piezas. Entonces, el
secado debe ser lo más rápido posible y que permita
la seguridad de las piezas.
Se utilizan máquinas de vacío pue la presencia
de aire en los productos es perjudicial, porque el aire
corta las corrientes capilares, impidiendo al agua la
salida.
La evaporación de un líquido puede tener
lugar a cualquier temperatura, la evaporación va
siempre acompañada de absorción de calor y, por
tanto, descenderá la temperatura.
Proporcionar calor al material que se está
secando y eliminar el vapor producido es esencial
para que la evaporación sea una operación continua
ya que el aire tiene una capacidad limitada para
tomar vapor de agua y si, cuando el aire ha llegado a
saturarse, tiene lugar un descenso de temperatura,
se producirá una condensación del agua, que se
incorporará de nuevo a los ladrillos.
La cantidad de calorías necesarias en el
secado es muy importante, alcanza en algunos casi
un valor igual al necesario para la cocción de los
mismos productos.
El aire debe entrar en el secadero seco y
caliente para que sea verdaderamente eficaz en el
secado. La importancia de la temperatura es grande
pues la capacidad del aire para absorber agua se
duplica al pasar de 40 a 55ºC. Análogamente para el
descenso de la humedad relativa
Como la evacuación del agua no se produce
más que cuando el aire ambiente no está saturado,
el secado se efectúa más rápidamente en los recintos
en que el aire se renueva constantemente.
3. Mecanismo del secado:
 La diferencia de concentración será el motor
que empuje al agua del interior hacia el
exterior para reemplazar el agua perdida por
evaporación.
 Un sólido en contacto con un gas presenta en
su superficie una película relativamente
estacionaria de este gas, la cual sirve de capa
aislante entre el gas y el sólido.
 El fenómeno de evaporación en la superficie
por difusión del vapor de agua al aire
circundante, a través de la película.
 La capa interior de la película la que está en
contacto con los ladrillos se mantiene
saturada de humedad, el aire circundante no
lo está, hay un gradiente de tensión del vapor
de agua a través de la película y debido a él,
el vapor de agua se difunde a la atmósfera
exterior.
 La velocidad de difusión del vapor de agua a
través de la película es directamente
proporcional a la superficie del ladrillo,
inversamente proporcional al espesor de la
película y directamente proporcional a la
diferencia entre la tensión del vapor de agua
en el aire ambiente.
4. Secaderos:
(a) Secadero natural al aire libre.
 En la colocación se dejan espacios
entre los ladrillos para que circule el
aire y se mantenga así la
evaporación hasta su terminación.
(b) Secaderos situados encima de hornos
contínuos:
 Las calorías necesarias para el
secado son obtenidas por la
radiación del horno.
 Uno o varios pisos por encima del
horno.
 Es necesario reforzar los cimientos
debido al peso de los ladrillos.
 Obliga
a
elevar
un
peso
considerable con el gasto de
recursos necesario para ello.
(c) Secaderos con fragmentación en cámaras:
 Suministro de calor independiente.
(d) Artificiales:
 Funcionan a base de introducir aire
caliente por un extremo de las
cámaras y extraerlo por el otro
extremo después de haber realizado
el secado.
 Con dispositivos para obligar al aire
a cumplir su cometido, es decir, a
circular por entre los ladrillos para
evaporar el agua que contienen y
arrastrar ésta al exterior.
(e) Secadero túnel:
 Aquel en el que los ladrillos recién
moldeados,
colocados
sobre
vagonetas, se desplazan a lo largo
de un túnel del que salen secos. Dos
tipos:
 De circulación paralela: el
aire de secado se mueve en
la misma dirección que los
ladrillos.
 De
contracorriente:
direcciones del aire de los
productos es opuestas.
 Evita la manipulación de los
productos.
 Mejor control de las condiciones de
secado.
 Es insuflado aire caliente por un
extremo y una vez realizada su
misión secadora sale por el otro
extremo.
 El aire de secado procede de los
hornos o de lugares auxiliares
 Presenta dos problemas:
 En la primera etapa del
recorrido pierde un 20% del
agua y en la segunda etapa
un 80%. Esto provoca que en
la
segunda
etapa
se
produzcan condiciones que
faciliten la fractura
 El aire caliente tiende a
elevarse y a circular por la
parte superior, esto provoca
un tratamiento mayor en el
material colocado en la parte
superior.
 Para evitar los inconvenientes:
 Inyectar el aire una parte por
el extremo y parte por puntos
del secadero.
 Puesta a punto delicada.
5. Control del secado:
Un secadero debe disponer de indispensables
instrumentos de control:
 Su
gasto
es
pequeño
y
son
rapidísimamente amortizados.
 Control de la humedad:
 Mediante picnómetro:
 Consta de dos termómetros:
Seco: temperatura real.
Húmedo: temperatura de
evaporación del agua en
el aire
 Termómetro a la entrada de aire.
 Tubos de Pitot para medir la velocidad de
secado.
l) Cocción:
El objeto es convertir una arcilla moldeada y
seca en un material con forma permanente y con
resistencia,
durabilidad,
aspecto
y
demás
propiedades exigibles.
 Es una operación delicada porque depende
de muchos factores.
Hay que estudiar cada detalle:
 Transformaciones:
a) Químicas:
 La temperatura de cocción de
productos cerámicos es de
900-1000ºC.
 200-250ºC se elimina agua
sobrante en el secado.
 400-650ºC se elimina el agua
de
constitución
(agua
combinada químicamente) de
la arcilla dejando de ser
plástica y no volviendo a ser
moldeable.
 350-900ºC reacciones de
oxidación de las impurezas.
 Máxima
temperatura
se
producen:
i. Recristalización.
ii. Sinterización.
iii. Formación de masa
vítrea.
b) Dimensionales:
 Dilatación al principio.
 Retracciones irreversibles a
mayor temperatura.
Magnitud de estos cambios y
temperatura
a
que
se
producen son características
para cada tipo de arcillas.
c) Resistencia mecánica y dureza:
 Aumentan al aumentar la
temperatura de cocción.
 Marcha de la cocción:
 Es importante la obtención de la
curva temperatura-tiempo de un
horno que permitirá saber:
 Zonas del horno donde la
velocidad de cocción debe ser
disminuida.
 Zonas donde no importa la
velocidad de cocción.
 Es indispensable para evitar
deformaciones,
grietas
y
roturas.
 Se toma una curva temperaturatiempo tal que la curva de las
variaciones
dimensionales
en
función del tiempo sea una línea
recta. Esta curva será una “curva
teórica” muy aproximada. Para
determinar esta curva teórica se
necesita en primer lugar conocer las
curvas variaciones dimensionales
temperaturas de las pastas que se
han de emplear determinadas
previamente en laboratorio.
 Es preciso conducir el enfriamiento
con mucha precisión.
 Hornos:
 Debe construirse en un sitio
suficientemente
drenado
para
eliminar todo rastro de humedad.
 No debe establecerse un horno en
lugares donde el nivel freático esté
a menos de dos metros de la
superficie del terreno.
 La bóveda debe ser:
 Refractaria: para soportar las
altas temperaturas.
 Resistente: para soportar los
contínuos ciclos de dilatacióncontracción.
 Se clasifican en:

a) Intermitentes:
hay
que
llenarlos, realizar cocción,
enfriar, vaciar.
b) Continuos: trabajan durante
largos periodos de tiempo.
Dos tipos:
1. Ladrillos quietos, fuego
se mueve.
2. Fuego quieto, ladrillos
circulan.
 Varios tipos:
(a) Horno de hormiguero:
 El más antiguo.
 Explotaciones pequeñas o
esporádicas.
 Consiste en colocar un
molde
de
ladrillos
mezclados con carbón.
 4 hiladas inferiores se
colocan
ladrillos
ya
cocidos.
 5 hiladas hasta 6metros
se
colocan
ladrillos
cocidos
de
canto
intercalados con carbón.
 Las paredes exteriores se
recubren con arcilla y
ladrillo cocido.
 Se cuecen de una vez en
torno a medio millón de
ladrillos.
 Inconvenientes:
 Irregularidad del
producto.
(b) Hornos de campana:
 La energía necesaria es
obtenida por el gasto de
calorías cedidas por los
gases de combustión.
 Partes:
 Hogares: se realiza la
combustión
del
combustible.
 Laboratorio:
se
disponen los productos
a cocer.
 Chimenea: se evacuan
los gases producidos
por la
combustión
después de que hayan
cedido la mayor parte
de su calor.
 Dos tipos:
 Tiro directo: productos
de combustión son
evacuados
directamente
desperdiciando
sus
calorías.
 Tiro
invertido:
El
recorrido de los gases
es mejor y no se
desperdician, permite
una
mejor
homogeneidad
de
temperatura. Presenta
inconvenientes:
 Los
productos
de combustión
salen al exterior
a
mayor
temperatura
que
los
del
interior por lo
que
hay
un
grado
de
desperdicio.
 Se pierden las
calorías que se
utilizan
para
calentar
al
mismo tiempo
que el horno y
la
carga
al
enfriar el horno.
(c) Horno Hoffman:
 Reduce en un 50% el gasto
de combustible.
 Es de fuego móvil
 Buen rendimiento térmico
pues los gases y productos
cocidos son evacuados a
temperaturas muy bajas
 Consiste en un túnel circular
de sección adecuada, se
cargan por puertas situadas
en la pared exterior y en el
que
el
combustible
es
suministrado por aberturas
practicadas en la cubierta del
túnel.
 En España no se utilizan
hornos Hoffman circulares
sino que se utilizan los
formados por dos galerías
paralelas unidas por los
extremos representando un
círculo continuo.
 Permiten la continuidad de
cocción,
calentando
progresivamente
los
productos que se han de
cocer con el calor procedente
de los productos cocidos ya.
 Presenta inconvenientes:
 El combustible está en
contacto directo con
las piezas.
 El combustible debe
estar
finamente
dividido.
 Es imposible regular la
temperatura en cada
momento y en cada
punto.
 La
producción
puede
estimarse: fórmula en la
página 115.
(d) Horno zig-zag:
 Modificación
del
horno
Hoffman
para
ahorrar
espacio.
(e) Horno túnel:
 Es el más perfeccionado.
 Los ladrillos colocados sobre
vagonetas pasan a través de un
túnel de sección rectangular.
 Su idea fundamental es el
establecimiento fijo de la zona
de
fuego
a
cambio
del
desplazamiento de los productos
a cocer.
 Estando el fuego fijo no se
pierden las calorías necesarias
para el calentamiento de la
fábrica.
 Ventajas:
 Cada sección del horno se
mantiene siempre a la
misma
temperatura
produciendo un ahorro de
combustible.
 Las vagonetas se cargan y
se descargan al aire libre.
 Mayor control de las
temperaturas.
 Menor permanencia de los
ladrillos en el horno.
 Inconvenientes:
 Poca flexibilidad para cocer
productos diferentes.
 Requiere personal cualificado.
 Control de la cocción:
Todo el dinero invertido en el control de la
cocción es rápidamente amortizado y del que se
obtienen unos beneficios cuantiosos.
a) A veces, solo el ojo del hornero es el
controlador de la temperatura mediante el
color del cuerpo incandescente.
b) Control de la temperatura por:
i. Conos
pirométricos:
Conos
de
mezclas cerámicas de fusibilidad
variable y conocida dependiendo de
la temperatura.
ii. Pirómetros ópticos: no necesitan
estar en el interior del horno pero no
pueden adaptados varios de ellos a
un solo registrador.
 Radiación de cuerpo caliente
comparada con un cristal
coloreado.
 Radiación comparada con
filamento de una lámpara de
incandescencia que cambia
de color al paso de la
corriente.
iii. Pirómetros eléctricos: no pueden
adaptados varios de ellos aun solo
registrador.
 De resistencia: no para
temperaturas mayores de
1550ºC. La temperatura de

un horno puede ser medida
determinando la resistencia
eléctrica
de
una
pieza
metálica colocada en su
interior.
 De par termo/eléctrico: no
para
más
de
1200ºC.
Basados en la corriente que
se produce al calentar dos
metales, hay varios tipos:
 Cromel-alumel.
Hasta
1100ºC.
 Platino-rodio.
Hasta
1500ºC.
c) Manómetros de baja presión:
Para medir la depresión producida por
el tiro.
d) Control de la proporción de aire:
Interesa tener un control exhaustivo de
la proporción de aire.
 Exceso de aire: el aprovechamiento
del combustible es total pero las
pérdidas de calor, en forma de calor
sensible de los humos que salen por
la chimenea.
 Falta de aire: saldrá por la chimenea
combustible sin quemar.
Se puede controlar mediante:
 Analizador
de
oxígeno
Wheatstone: consiste en un
puente en una de cuyas
ramas está intercalada una
resistencia cuyo valor es
función de la cantidad de
oxígeno que contiene la
ampolla
en
que
está
montada. Se obtiene por este
medio una variación de
corriente proporcional a la
cantidad de oxígeno libre en
los gases de salida del horno.
Productos de tierra cocida:
1) Ladrillos:
Es una pieza paralelepipédica que puede presentar perforaciones
paralelas a una arista, rehundidos en una o varias caras, biseles, molduras,
etc... para adaptarse a la fábrica de que se trate.
Las caras y dimensiones de los ladrillos toman los nombres que se
indican en la ilustración de la página 121.
a) Clasificación por fabricación:
i. De tejar:
Fabricados a mano, cocidos en horno de hormiguero.
ii. De mesa:
Fabricados a mano, sobre superficies lisas y cocidas en
hornos fijos.
iii. Mecánicos:
Llamados también galleteros o cerámicos y son los
fabricados con galletera y cocidos en horno fijo.
iv. Prensados:
De caras finas, fabricados con prensas de estampa y
cocidos en horno fijo.
b) Clasificación por cocción:
i. Adobes:
Secados al sol. No han estado sometidos a la acción del
fuego.
ii. Ladrillos santos:
Son los que por un exceso de cocción han sufrido una
vitrificación, resultando deformables y negruzcos.
iii. Ladrillos escafilados:
Son los que por un exceso de cocción han sufrido un
principio de vitrificación.
iv. Ladrillos recochos:
Son los que han estado sometidos a una cocción correcta.
v. Pintones:
Por falta de uniformidad en la cocción presentan manchas
pardas o rojizas.
vi. Pardos:
Han sufrido una cocción insuficiente, color pardo.
vii. Porteros:
Por su situación en las capas exteriores de los hornos de
hormiguero apenas se han cocido.
c) Clasificación por forma:
i. Macizos:
Totalmente macizos o con perforaciones en tabla de
volumen no superior al 10% del volumen de la pieza.
ii. Perforados:
Con perforaciones en tabla de volumen superior al 10% del
volumen de la pieza, al menos tres perforaciones.
iii. Huecos:
Con perforaciones en canto o en testa, ninguna perforación
tendrá superficie mayor de 16cm2.
iv. Aplantillados:
Con forma geométrica diferente a la paralelepípeda.
v. Mocheta:
Tienen un corte cuadrado en uno de sus ángulos para
adaptarlos a los cercos de los huecos.
vi. Bardos:
De gran longitud y anchura, destinados a resolver impostas
y cornisas.
d) Clasificación por su uso:
i. Común:
Para fábricas con revestimiento de morteros o pastas de un
cierto espesor. Las pinturas y barnices no suelen considerarse
revestimiento.
ii. Visto:
Para fábricas sin revestimiento.
Propiedades:
(a) Densidad:
La aparente es muy variable.
La absoluta es del orden de 2 kg/dm3.
(b) Resistencia a la compresión:
De los macizos y perforados no debe ser inferior a 100
2
kg/cm .
Los huecos no deben tener menor de 50kg/cm2.
(c) Helaicidad:
Los destinados a quedar vistos deberán ser “no heladizos”.
(d) Succión:
No debe ser nunca superior a 0.35g/cm2*min.
(e) Color:
 Blancuzcos: arcillas pobres en sales férricas.
 Rojos: arcillas ricas en hierro.
 Anaranjados: arcillas con hierro y caliza.
 Amarillentos: ricas en carbonato cálcico.
(f) Conductividad térmica:
 Menor aun que en las rocas.
Ensayos:
Habrá que adaptarse, como siempre, a las normas
correspondientes.
Defectos:
a) Fisuras:
 Hendiduras irregulares.
 Las de calentamiento son bastante abiertas.
 Pueden ser debidas a defectos de extrusión de la
galletera, a un calentamiento demasiado rápido.
 Las producidas por un choque térmico tienen forma de
estrella.
 Las producidas por un enfriamiento muy rápido tienen
forma de S.
b) Caliche:
 Si las arcillas están impurificadas por caliza (caliche)
ésta en el horno pasará a cal viva cuando llegue a la
temperatura de disociación. Esta cal viva se hidrata con
la humedad atmosférica con el consiguiente aumento de
volumen lo que puede provocar desconchamiento en el
ladrillo.
c)
d)
e)
f)
 La solución es la molienda fina de la materia prima.
Exfoliaciones:
 Son defectos de moldeo que consisten en la formación
de una estructura hojosa o laminar del ladrillo.
 Debidos a la incorrecta consolidación de la masa
arcillosa entre el final de la hélice impulsora y la
boquilla.
Corazón negro:
 Mancha de coloración oscura en el interior del ladrillo.
 No altera la resistencia del ladrillo.
Deformaciones:
 Debidas a:
 Heterogeneidad de la materia prima.
 Desequilibrio de la boquilla.
 Irregularidad en el secado.
 Calentamientos muy rápidos sobre ladrillos
húmedos.
Eflorescencias:
 Manchas blancuzcas que se producen en la superficie de
los ladrillos por cristalización de sales solubles
contenidas en el interior del ladrillo.
 No afecta a la resistencia mecánica del ladrillo.
 Estéticamente son desagradables.
 Cuando
son
criptoflorescencias
provocan
desconchamiento de la superficie del ladrillo.
2) Tejas:
Son piezas cerámicas, relativamente pequeñas que se utilizan
como material de cobertura para la terminación de cubiertas.
Hay varios tipos:
a) Curva: también llamada teja árabe, se dispone en filas
alternadas con la concavidad hacia arriba y hacia abajo
alternativamente.
b) Plana: con forma rectangular, de escudo o similares y
perfectamente plana o ligeramente curvada. En la cara inferior
suele tener un resalto para su apoyo en los elementos de
cubierta. Presenta orificios para ser clavada en listones de
madera.
c) Encaje: tiene un contorno sensiblemente rectangular, con
espesor variable que da lugar a rehundidos y pestañas que
permiten el encaje de unas piezas con las adyacentes.
Propiedades:
(a) Densidad: análogo a los ladrillos.
(b) Resistencia mecánica: se ensaya la resistencia a flexión,
deben resistir una carga de 100kg.
(c) Permeabilidad: propiedad importantísima en las tejas.
Será tal que al cabo de dos horas no se produzca goteo.
(d) Helaicidad: tiene que ser no heladizas.
(e) Resistencia al impacto.

Otras piezas:
 Plaquetas o ladrilletas:
Ladrillos finos de dos o tres centímetros de ancho y
que se utilizan para el terminado exterior de las
fábricas.
 Tubos.
Utilizados en subidas de humo.
 Baldosín catalán:
Delgados, con superficie muy lisa, se emplean para
solados, antepechos de ventanas.
 Destinadas a forjados:
a) Bovedillas aligerantes: su misión es servir de
encofrado al hormigón del forjado.
b) Bovedillas resistentes: sirven de encofrado, puede
considerarse a la cerámica en contacto con el
hormigón como parte de la capa de compresión
del forjado.
c) Bovedillas resistentes: con capa de compresión
incorporada.
 Bloques cerámicos:
Piezas de mayor tamaño que el ladrillo cuya
dimensión menor sea igual o mayor que 14cm.
Obras realizadas con productos de tierra cocida
3) Obras de ladrillo:
Los ladrillos pueden colocarse en obra de distintas maneras:
 A soga: cuando el ladrillo está apoyado sobre una cara mayor
(tabla) siendo su dimensión mayor (soga) paralela al eje del
muro.
 A tizón: cuando el ladrillo está apoyado sobre una cara mayor
(tabla) siendo su dimensión mayor perpendicular al eje del
muro.
 A rosca o sardinel: cuando el ladrillo está apoyado en una de
sus caras menores y su cara mayor es normal al plano del
muro.
 A panderete: apoyado sobre una de sus caras menores, la cara
mayor es paralela al plano del muro.
a) Muros y tabiques (ilustraciones en la página 134 y siguientes):
Se construyen colocando los ladrillos ordenadamente unos sobre
otros uniéndoles con un mortero.
 Aparejo: El sistema adoptado para conseguir la trabazón de
toda la fábrica.
 Hilada: conjunto de ladrillos de un mismo plano horizontal.
 Juntas: (ilustración en la página 133) las líneas que el mortero
de unión acusa en el paramento:
 Yagas: las juntas verticales.
 Tendeles: las juntas horizontales.
Tabique: muro de menor espesor, formado por rasillas o
ladrillos huecos sencillos colocados a panderete, espesor entre
3 y 4cm.
 Tabicón: cuando el muro está constituido por ladrillos huecos
dobles, colocados a panderete.
 Cítaras o muros de medio pie o media asta: muros de ladrillos
colocados a soga, espesor igual al tizón del ladrillo.
 Muros de un pie o de un asta: los ladrillos se colocan a tizón.
Nunca se dejará una junta longitudinal vertical.
A partir del muro de un pie, las fábricas aumentan de espesor de medio
en medio pie, es raro el empleo de muros de más de dos pies.
Para que la fábrica esté bien ejecutada deben evitarse la continuidad de
las llagas, disponiendo el mayor número posible de hiladas entre las llagas de
una misma vertical. Ningún ladrillo debe solapar menos de un cuarto de la
longitud del ladrillo sobre el que descansa.
Los tabicones y muros de medio pie y de un pie suelen medirse y
valorarse por metros cuadrados, en tanto que en los muros de pie y medio o
mayores se valoran por metro cúbico.
 Mortero: la misión es unir entre sí los ladrillos y formar un
conjunto único. Realiza el mortero esta misión al mismo tiempo
que la de igualar las irregularidades de los ladrillos, de forma
que si éstos no son suficientemente planos no haya obstáculo
para que se realice una transmisión uniforme de la carga
recibida. De esta manera se evitan las concentraciones de
tensiones que pueden perturbar el régimen mecánico del
muro. Sus características deben ser:
 Tener una consistencia tal que permita manejarlo
con facilidad, no debe ser:
 Demasiado seco: requeriría un excesivo
trabajo, excesivo tiempo para la operación
de la colocación de ladrillo.
 Demasiado húmedo: fluiría por las juntas,
desperdiciándolo.
Los ladrillos se mojan antes de colocarlos en obra para impedir
que absorban agua del mortero y dejen a éste sin agua suficiente para
su fraguado y endurecimiento.
 Resistencia del muro:
En la resistencia del muro toman parte sus dos
componentes: el ladrillo y el mortero. No es independiente, hay
una ligazón entre ellos. Cuando un cuerpo se somete a
compresión sufre un acortamiento en la dirección del esfuerzo que
actúa sobre él y una dilatación en las direcciones perpendiculares
a aquélla.
En el muro también se verifican estos fenómenos y no
preocuparían si se tratara de un cuerpo homogéneo, o si, siendo
como es heterogéneo, se produjeran por igual en el ladrillo y en
mortero. Pero esto sería una casualidad. En general, presentarán
una deformabilidad desigual y, consecuencia, mientras uno de los

elementos tiende a dilatarse perpendicularmente a la fuerza
exterior que actúa sobre el muro, se encuentra impedido de
hacerlo libremente por su adherencia con el otro elemento y,
debido a esta adherencia, ambos tendrán que dilatarse en igual
medida, originándose, entonces, tensiones de compresión,
tracción y cortantes en el conjunto. Al final, la resistencia del muro
es siempre inferior a la de los ladrillos por separado.
La magnitud de las tensiones dependen de los módulos de
Young y Poisson del ladrillo y el mortero.
Por regla general, para cada resistencia del ladrillo habrá
una resistencia del mortero correspondiente que proporcionará al
muro la mayor resistencia posible. En general:
(a) Para ladrillos de 100kg/cm2, el mortero de una parte de
cemento, dos partes de cal y nueve de arena.
(b) Para ladrillos de 200 a 280 kg/cm2, mortero de una
parte de cemento, una de cal y seis de arena.
(c) Para ladrillos de 550 kg/cm2, mortero de una parte de
cemento y tres de arena.
Pero la resistencia de un muro depende no sólo de las
resistencias del ladrillo y del mortero, sino también de una serie
de factores:
i. El espesor de las juntas.
ii. Irregularidades de las superficies.
iii. Tamaño máximo del árido del mortero.
iv. Retracción del mortero.
v. Calidad de la mano de obra.
Existe una fórmula que liga la resistencia del muro, del ladrillo y
del mortero. (fórmula en el formulario).
b) Arcos y bóvedas:
 Arco: elemento constructivo de directriz recta o curva que
salva un vano de forma que sus dovelas sólo soportan
esfuerzos de compresión. Según la forma de ordenar los
ladrillos que definen las dovelas del arco, se distinguen tres
tipos:
 De rosca:
 Aparejados.
 Tabicados:
En los arcos de rosca y aparejados y como consecuencia de la
diferente longitud del intradós y del tradós, se puede trabajar con:
 Ladrillos en forma de cuña manteniendo la junta de
espesor constante.
 Ladrillos de espesor constante, variando, entonces, el
espesor de la junta la cual, en este caso, recibe el
nombre de escopeta (ilustración en la página 140).
Los arcos no pueden construirse sin ser apoyados en un elemento
auxiliar que es retirado una vez cerrado el arco y endurecido el mortero.
Bóveda: sucesión de arcos independientes colocados uno al
lado del otro. Arco único de ancho igual a la longitud de la
misma.
 Existe una ligazón, un monolitismo del conjunto que
hace que cada uno de esos arcos ideales pueda ayudar
a los adyacentes, repartiéndose, de esta manera, el
exceso de carga que pueda concentrarse sobre uno de
ellos.
 Bóvedas tabicadas o catalanas: formadas por ladrillos
generalmente rasillas puestas de plano, unas a
continuación de otras, de modo que viene a ser el
conjunto como un tabique curvado. La primera hoja de
estas bóvedas se construyen con rasillas tomadas con
yeso. En las hojas sucesivas, raramente más de tres en
total, se emplea un mortero de cemento para la unión
de las rasillas entre sí y con las hojas adyacentes.
Defectos de las obras de ladrillo
Las causas son:
 Defecto de los materiales empleados.
 Mala combinación de los materiales.
 Factores exteriores a la obra.
Los defectos más comunes son:
a) Ataque de sulfatos:
 La expansión del mortero provocada por la
expansión del sulfoaluminato cálcico al formarse
puede dar lugar a a deformaciones y grietas en la
obra de ladrillo.
 Deterioro
del
mortero
de
las
juntas
produciéndose la laminación de la junta con la
formación de hojas en el espesor del mortero.
 Cocodrilo: red de grietas muy finas que se dan en
los muros enfoscados con tendencia a la
formación de grietas horizontales coincidentes
con los tendeles.
 Desprendimiento del enfoscado.
 Curvatura de las chimeneas.
 Los sulfatos pueden proceder de los mismos
ladrillos, del terreno, atmósfera, humos.
 La acción es rápida solamente si hay humedad
presente.
 Hay que evitar que la obra de ladrillo pueda
humedecerse y en el caso de que esto sea
previsible, realizar la obra con ladrillos sin
sulfatos.
b) Uso de materiales inestables:
 Defectos producidos por la existencia de nódulos
de cal viva sin hidratar en el mortero. Éstos se
hidratan cuando el mortero ya está en obra y

aumentan de volumen produciendo los mismos
defectos que los sulfatos.
 Puede prodecer la cal viva sin hidratar de ladrillos
con caliza que durante la cocción haya pasado a
cal viva y que al mojar el ladrillo antes de su
puesta en obra se haya hidratado rompiendo el
ladrillos.
c) Acción del hielo:
 El aumento de volumen que experimenta el agua
al congelarse tiene un efecto rompedor que hace
desintegrarse la zona superficial de los
materiales, en este caso mortero y ladrillo.
 Se evita no exponiendo el ladrillo a que se
empape en agua.
d) Corrosión de materiales metálicos:
 Corrosión de elementos metálicos empotrados en
la fábrica de ladrillo aumenta el volumen de los
mismos y producen agrietamiento.
e) Eflorescencias:
 Es la cristalización de sales solubles que, disueltas
en agua y cuando ésta se evapora en tiempo
seco, aparecen en la superficie de los ladrillos.
 Si se produce en el interior del ladrillo se
denomina cliptoeflorescencia.
 Las sales productoras de eflorescencias son
nitratos y sulfatos alcalinos y de magnesio.
 La procedencia de las sales puede ser
 Del terreno ascendiendo por capilaridad y
afectando a las partes inferiores.
 Del ladrillo durante las reacciones de
oxidación en la cocción.
 Del mortero.
 De la reacción entre componentes del
ladrillo y del mortero.
4) Tejados (ilustraciones en la página 147 y siguientes).
La teja es uno de los materiales de cobertura más empleados hoy en día.
Y ello es debido a sus buenas cualidades como una durabilidad magnífica
fácilmente duran siglos, una colocación fácil.
Un factor muy importante en las tejas es que proporcionan un tejado
impermeable, no sólo porque ellos lo sean de por sí, sino también porque sus
juntas no dejen pasar el agua.
Las fábricas de teja son:
A. Con teja árabe:
 No requiere ningún medio de fijación especial.
 No se pueden utilizar con gran pendiente ni con muy poca
para que pueda circular el agua.
 La pendiente debe estar entre 14 y 21º.
 Las tejas suelen disponerse sobre una superficie ejecutada
con ripia o chilla a la que se fijan con yeso.
 La fijación se comienza con las tejas canales que son
aquellas que se colocan con la concavidad hacia arriba.
 La partes más ancha de la teja dispone hacia la cumbrera
del tejado.
 La colocación se comienza por la parte inferior del faldón
correspondiente y cada teja que se va colocando se solapa
superiormente sobre la anterior, en un tercio
aproximadamente de su longitud.
 Cuando las tejas canales se han colocado, se sitúan las
llamadas cobijas, puestas con la concavidad hacia abajo
montándolas sobre dos canales adyacentes. La colocación
también se comienza por la parte más baja del faldón y
cada teja se solapa con la anterior en la misma forma
descrita.
Las cumbreras se resuelven con tejas del mismo tipo, comenzando
por el extremo opuesto al punto de donde proceden los vientos
dominantes y solapando cada teja sobre la anterior. Esto tiene por objeto
que los solapos se opongan a la penetración del agua de lluvia.
B. Con teja plana:
 Para pendientes que oscilan entre 100% y 175%.
 Utilizando elementos de fijación pueden usarse en
revestimientos verticales.
 Se colocan sobre listones con un solapo de dos tercios de
su longitud.
 Se comienza colocando las tejas del borde inferior del
tejado apoyando su o sus salientes en el listón
correspondiente y colocando cada teja pegada a la anterior.
 En cada hilada, las juntas verticales no coincidirán con las
de la hilada anterior.
 Hasta pendiente de 175% es suficiente con el simple apoyo
de los resaltos de la teja sobre el listón, a más pendiente es
preciso clavar las tejas al listón.
C. Con tejas de encaje:
 Disminuyen el peso de las cubiertas.
 El solapo de estas tejas es muy pequeño complicado.
 Para pendientes entre el 50 y 175%.
 Las tejas se fijan haciendo apoyar sus resaltos en los
listones correspondientes y clavándolas o atándolas si la
pendiente fuera mayor que la máxima citada.
 La primera teja de encaje que se debe colocar en un tejado
es la inferior de la derecha.
5) Cerámica armada y pretensada:
Las aplicaciones de la cerámica de construcción han estado
siempre limitadas únicamente a estructuras verticales y cubiertas de
edificios. En la construcción actual se requiere de estructuras
horizontales de las que la tierra cocida, por no considerarse adecuada,
estuvo excluída durante mucho tiempo. Pero este estado de cosas ha
cambiado ya hace años que se ha dado paso a la cerámica para los
elementos horizontales de las estructuras. Actualmente los forjados de
cerámica armada tienen una extensión extraordinaria. La función
desempeñada en ellos por las piezas huecas de cerámica ha llegado a
ser muy importante, el peso propio se ha reducido considerablemente y
su precio ha bajado mucho.
Estos progresos se deben a los adelantos conseguidos en la
técnica de fabricación
A. Cerámica armada:
 Requieren de arcillas de calidad muy uniforme.
 Resistencia entre 200-700 kg/cm2.
 Módulos secantes de deformación entre 30000-150000
kg/cm2.
 Relación entre resistencia a compresión y resistencia a
tracción de orden 5.
 Los tabiquillos de las piezas huecas realizan una ligazón
perfecta y eficaz entre la zona de compresiones y la zona
de tracciones.
 Es indispensable conseguir la adherencia del hormigón a la
cerámica porque, de lo contrario, no podríamos tener en
cuenta la resistencia propia de la cerámica. También se
sabe que la adherencia disminuye cuando disminuye el
coeficiente de absorción de agua. Por tanto, en este caso,
lo que interesa no es fijar un porcentaje de absorción
máximo sino un mínimo.
 El agua en exceso que tiene el hormigón es absorbida por
la cerámica que hace el mismo efecto que si se tratara de
un hormigón con tratamiento de vacío.
 Conociendo la absorción de agua de la cerámica podemos
calcular la cantidad de ese agua en exceso, con objeto de
no dejar al hormigón más que con el agua estrictamente
necesaria para el fraguado y endurecimiento.
 Es un error mojar las piezas cerámicas antes de colocar el
hormigón.
B. Cerámica pretensada:
 No tiene retracción y la fluencia es despreciable.
 Presenta una resistencia a compresión del mismo orden e
incluso superior a la del hormigón, esto siempre que el
esfuerzo se realice en la dirección de las perforaciones.
 La adherencia entre el hormigón y la cerámica es perfecta y
contribuye a la resistencia de las piezas.
 La forma más común de los elementos de cerámica
pretensada es la de viguetas prefabricadas en taller.
 Por el hecho de la tensión previa, cada material sufre un
ensayo de resistencia durante la fabricación del elemento
en cuestión. Esto es muy importante para la cerámica,
sobre todo debido a su enorme dispersión.
 Para utilizar la cerámica pretensada hay que contar con
unos bloques cerámicos de magnífica calidad, puesto que
en curso de la fabricación van a estar sometidos a
tensiones superiores a las normales.
4) Azulejos:
El azulejo era conocido en el mundo, como motivo ornamental, hace más
de 6000 años. El azulejo consta de dos capas:
 Gruesa de arcilla seleccionada.
 Fina de un esmalte que recubre una de sus caras
y que le proporciona:
 Impermeabilidad.
 Resistencia al desgaste.
 Aspecto estético agradable.
No tiene función resistente ni estructural, su función es:
 Cometido de protección y revestimiento.
 Moldeo por prensado de la arcilla en estado casi seco.
 Luego debe perder la poca humedad que contenga.
 Una vez seca, la arcilla se cuece a 950ºC para formar el
bizcocho en horno túnel.
 El esmalte está compuesto por:
 Silicatos.
 Borosilicatos.
 Óxidos para dar el color deseado.
 Sus caras laterales y la posterior han de estar totalmente
exentas de esmalte porque esto dificultaría esta adherencia al
material de agarre.
 Sus caras deben estar perfectamente planas y sus aristas
vivas, debe permitir su fractura con facilidad.
 Sus formas son: cuadrada o rectangular.
 Las juntas formarán líneas rectas en todos sus sentidos.
 Se embeben en agua antes de su colocación.
 Se pegan con mortero de:
 Cemento: resisten mejor las humedades, no se
reutilizan al despegarlos porque se rompen.
 Yeso: resisten peor las humedades, no se rompen al
despegarlos y se pueden reutilizar los azulejos.
5) Gres:
 Se utiliza para su fabricación, arcilla que vitrifique por sí sola a bajas
temperaturas, para ello se mezcla arcilla refractaria con arcilla muy
fusible.
 Los productos de gres tienen una gran compacidad y son
impermeables.
 Se utilizan en la construcción para:
 Tubos: se fabrican por extrusión en máquinas verticales,
moldeando primero la copa del enchufe sobre un núcleo y
fabricando a continuación el resto del tubo. Se utilizan para
desagües de aguas residuales o productos industriales.
 Mosaicos: moldeados por prensado en seco, cocción en cajas
refractarias. Se emplean para revestimiento de suelos, usando
mortero de cemento como material de agarre, las juntas deben
ser las menores posibles.
 El secado debe ser uniforme por lo que las zonas de menor espesor,
que tienden a secar antes, deben ser cubiertas con trapos para que el
secado sea uniforme.
 Después de moldeadas y secas, se cuecen a 1200-1300ºC en hornos
túnel, en un punto avanzado del proceso se espolvorea el recinto de
cocción con cloruro sódico para producir las capas superficiales una
vitrificación.
 Los productos de gres resisten la corrosión de todos los gases y
líquidos menos del fluorhídrico y sus derivados.
 Porosidad y absorción nulas.
6) Refractarios:
Se dice que un material es refractario cuando tiene un elevado punto de
fusión. Además, debe cumplir una serie de condiciones:
(a) Debe resistir la acción de los gases y escorias durante el
proceso en el horno.
(b) Resistencia a la abrasión en caliente.
(c) Conductividad térmica baja.
 Hay varios tipos dependiendo de su composición química:
i. Ácidos:
 De sílice: materias primas: cuarcitas, areniscas,
arenas silíceas.y silicoaluminatos.
 De silicoaluminatos: un medio a tres cuartos de
sílice, un quinto a dos quintos de alúmina, menos
del 10% de fundentes.
 Usados para resistir las escorias ácidas.
ii. Básicos:
 Cuando el contenido de alúmina pasa del 50%.
 Se utilizan en la industria del cemento.
iii. Neutros:
 De cromita.
 Se utilizan cuando las reacciones pueden ser
ácidas o básicas.
 Moldeo por prensado. Salvo formas complicadas, que se hace a
mano.
 Tras el secado se cuecen en hornos intermitentes a temperaturas
entre 1100-1500ºC.
 No hay normalización para las formas y tamaños de las piezas
refractarias sino que se fabrican a medida según el caso por lo que su
precio es elevado.
Si bien los refractarios son materiales secundarios y auxiliares, la
industria no podría funcionar sin ellos.
7) Cerámica sanitaria:
Se incluyen bajo esta denominación todos los aparatos, tales como
inodoros, pilas, lavabos, urinarios que se utilizan en edificación (las bañeras no
se consideran cerámica sanitaria por fabricarse generalmente de hierro
esmaltado).
 Fabricada con una pasta cerámica cocida hasta un estado de
semivitrificación y esmaltadas después. La composición del bizcocho
es:
 Cuarzo 30%.
 Feldespato 26%.
 Caolín 26%.
 Arcilla plástica 18%.
 El moldeo, por presentar formas complicadas, se realiza por colada en
moldes de yeso.
 Se requiere un control del secado muy severo.
 Las piezas de cerámica sanitaria se cuecen antes de esmaltarlas hasta
una temperatura de 1250ºC, después de esmaltadas sufren una
nueva cocción a unos 1200ºC.
 Es necesario un acuerdo perfecto entre el bizcocho y el esmalte en
cuanto a dilatación (si la dilatación del esmalte es diferente a la del
bizcocho se producirán descochamientos) y demás propiedades.
8) Aisladores:
 Masa totalmente vitrificada para que la absorción de agua sea nula.
 Precisión dimensional grande pues de lo contrario los montajes
pueden ser defectuosos.
 Las pastas para su fabricación son de:
 Cuarzo.
 Feldesapto.
 Arcilla.
 La resistencia a la abrasión es:
 Magnífica en las pastas ricas en cuarzo.
 Mínima en las ricas en feldespato y pobres en cuarzo.
 La conductividad eléctrica se disminuye por eliminación de sodio,
remplazándolo por potasio.
 Moldeo:
 Por colada de barbotina (como en la cerámica sanitaria).
 En torno.
 Por prensado en seco.
 Se aplica el vidriado y se cuecen a temperaturas:
 1150ºC. Para baja tensión.
 1300 a 1350ºC. Para tensiones normales.
 Hasta 1400ºC. Para alta tensión.
9) Abrasivos:
 Utilizados para ruedas y piedras de pulir, abrasivos en grano,
elementos con superficies abrasivas.
 Los principales materiales abrasivos son:
 Diamantes: los diamantes negros de Brasil y “bort” de
Sudáfrica.
 Corindón: óxido de aluminio.
 Granate: silicatos de aluminio, calcio, hierro, magnesio,
manganeso o cromo.
 Carburo de boro: se produce a partir de cok y ácido bórico a
2700ºC.
 Carburo de silicio: se fabrica con arena y cok entre 2200 y
2600ºC.
 Alúmina fundida: se obtiene a partir de la bauxita.
 Sílice: arena, cuarcita, pedernal, trípoli, feldespato, arcillas.
 Widia: carburo de tungsteno, dureza análoga a la del
diamante.
Los cerámicos se presentan en el mercado en forma de ruedas, discos...
se fabrican mezclando los granos de material abrasivo con una pasta a base de
arcilla, cuarzo y feldespato.
 Moldeo por prendado en seco o colada.
El vidrio
 Historia:
Es difícil saber cuando comenzó la humanidad a fabricar vidrio, los primeros
intentos de fabricar el vidrio fueron consecuencia de la fabricación de la
cerámica.
Probablemente fue en Mesopotamia donde se fabricó el primer vidrio
artificial, aunque luego pasó la hegemonía del vidrio a Egipto siendo el vidrio
puro más antiguo que se conoce del año 7000 antes de Jesucristo.
El vidrio en la antigüedad tenía la misma consideración que las piedras
preciosas y se utilizaba para motivos ornamentales. Un siglo o dos antes de
Jesucristo la industria del vidrio sufrió una gran revolución con la invención del
vidrio soplado, extendiéndose enormemente su uso.
Fue a principio de la Era Cristiana cuando se produjo el primer vidrio
transparente de relativa claridad. Paradójicamente, se le dio el nombre de
cristal por su semejanza con el cristal de roca, todavía hoy es frecuente esta
denominación. El cetro de la fabricación de vidrio pasa a Roma y siglos después
pasa a Venecia.
La industria sigue extendiéndose por Europa ganando justa fama los vidrios
tallados en Bohemia, Silesia y Baviera. Poco se utiliza el vidrio coloreado en la
arquitectura románica, pero se usa con gran profusión en la gótica para formar
magníficas vidrieras. Los trozos de vidrio, que forman un verdadero mosaico, se
encuentran dispuestos dentro de una red irregular de tiras de plomo. En
España, las más ricas vidrieras se encuentran en la catedral de León.
El mayor impulso lo recibe esta industria a partir de 1900. Los métodos de
fabricación masivas de bombillas y botellas, los procedimientos continuos para
fabricar vidrio plano, la fabricación de vidrios resistentes al fuego, de vidrio
inastillable, de bloques de vidrio; todo ello conduce hasta un momento en que
la fabricación artesana de elementos de adornos se pasa a la fabricación
industrial para muchísimas aplicaciones y cuyo uso en construcción se amplía
por momentos.
 El estado vítreo (ilustración en la página 167):
Un vidrio presenta una unidad casi invariablemente formada por un
tetraedro oxígeno-silicio formando una red sin ningún orden y en forma debida
totalmente al hacer alejándose de la perfecta ordenación del cristal, en el
espectro de rayos X de vidrio aparecen bandas difusas mientras en el del
cristal, aparecen rayas características y determinadas.
Cada átomo de silicio está unido a cuatro átomos de oxígeno y cada
átomo de oxígeno está unido a dos de silicio. En medio del desorden de la red
vítrea hay huecos de distintos tamaños, en los cuales pueden existir otros
átomos tales como sodio, calcio, se pueden clasificar estos cationes en tres
grupos:
a) Forman parte de la red:
 Sílice SiO2.
 Óxido bórico B2O3.
 Pentóxido de fósforo P2O5.
b) Modificadores:
 No pueden formar vidrios pero sí situarse en los huecos de la
red y hacer variar algunas de las propiedades del vidrio.
c) Intermedios:
 Puede, a veces, formar parte de la red en determinadas
proporciones.
A temperatura ambiente, el vidrio es un sólido, cuando se eleva la
temperatura se ablanda poco a poco has convertirse en un líquido viscoso, sin
presentar un punto de fusión definido. Esto es característico del estado vítreo.
En un cuerpo cristalino sólido, al llegar a una cierta temperatura,
característica para cada sustancia, esa temperatura permanece invariable
durante un cierto tiempo, es decir, permanece invariable mientras se verifica el
cambio de estado, después, seguirá su curso ascendente. Esto NO ocurre en los
cuerpos vítreos, porque como queda dicho no presentan un punto de fusión
determinado.
El vidrio se puede definir:
 Una sustancia inorgánica de estado continuo similar al estado
líquido, pero que, como consecuencia de haber sido enfriado
desde un estado fundido, ha alcanzado tan alto grado de
viscosidad que puede considerarse a todos los efectos como un
sólido.
 Es un producto inorgánico fundido que se ha enfriado hasta un
estado rígido sin experimentar cristalización.
Todas estas circunstancias son las que da a un cuerpo el carácter vítreo
y no su composición química que es variable.
 Tipos de vidrio:
Los vidrios comerciales son fabricados con óxidos inorgánicos, de los
cuales la sílice es el principal. Pero generalmente este componente fundamental
de los vidrios va acompañado por otros óxidos. Las proporciones en que entran
los diversos componentes en un vidrio pueden variar dentro de ciertos límites.
Hay:
1. Vidrio de sílice:
 Es el vidrio obtenido por enfriamiento de masas fundidas de
sílice pura conseguida por fusión de arenas de cuarzo.
 Presenta unas cualidades magníficas.
 Presenta inconvenientes graves:
(a) Su fusión requiere altas temperaturas lo que implica
dificultad y coste.
2. Vidrio



3. Vidrio







4. Vidrio



5. Vidrio






(b) La masa fundida presenta gran viscosidad por lo que es
muy difícil obtener vidrios que no contengan burbujas
gaseosas encerradas en su masa.
(c) Intervalo de trabajo muy corto porque adquiere
rápidamente rigidez por lo que las operaciones de
moldeo se limitan.
soluble:
Cuando a la sílice se le añaden otros óxidos que actúen de
fundentes y reduzcan su viscosidad.
Fundente:
(a) Óxido sódico Na2O:
i. Se añade en forma de carbonato sódico.
ii. Rebaja el punto de fusión de 1710ºC a 793ºC.
Se forma un vidrio de silicato sódico:
(a) Soluble en agua.
(b) Se emplea para protección contra la intemperie de otros
materiales de construcción.
de cal:
Para salvar la solubilidad en agua de los vidrios, se añade cal.
Uso extendidísimo.
Coste barato de fabricación.
Al añadir cal aumenta la durabilidad química y aumenta la
dificultad de fusión.
Al disminuir la cantidad de cal disminuye la dificultad de fusión
y disminuye la durabilidad química.
Se añade cal mediante CaO, en una cantidad del orden del 5%
al 10%.
Uso: botellas, ventanas, lámparas eléctricas.
de plomo:
En lugar de cal, se añade óxido de plomo PbO, el vidrio al que
da lugar:
a) Se rebaja aún más el punto de fusión.
b) Se mejoran las condiciones de trabajo del vidrio.
La cantidad de óxido de plomo puede llegar hasta un 90%.
Uso:
a) Objetos artísticos por su mayor brillo y por su facilidad
de tallado.
b) Usos eléctricos.
c) Absorción de rayos X cuando tiene un alto porcentaje de
óxido de plomo.
de borosilicato:
En lugar de cal y en lugar de óxido de plomo se utiliza como
fundente el óxido bórico B2O3.
Requiere mayor temperatura de fusión que el vidrio de cal.
Requiere mayor temperatura de fusión que el vidrio de plomo.
Más difícil de fabricar.
Reciben el nombre comercial de vidrio pirex.
Dilatación que es un tercio que la del vidrio de cal.

 Gran resistencia al choque térmico.
 Excelente estabilidad química.
 Usos:
i. Elementos que tienen que soportar altas temperaturas:
a) Material de laboratorio.
b) Material de cocina.
c) Tubos electrónicos.
6. Vidrio traslúcido:
 Llamado también opal.
 Se utiliza para envases, globos de lámparas.
 Difunden muy bien la luz.
 Contienen fluoruros.
7. Vidrio óptico:
 Para productos de óptica.
8. Vidrio para fibra:
 Enorme superficie.
 Para su fabricación se emplea un vidrio sin compuestos
alcalinos.
 Punto de renblandecimiento más bien alto.
 Viscosidad tal que permita la formación de las fibras.
9. Vidrio coloreado:
 El color es producido por adición de los óxidos de los
elementos pertenecientes a los grupos de transición de la tabla
periódica:
i. Titanio.
ii. Vanadio.
iii. Cromo.
iv. Manganeso.
v. Hierro.
vi. Cobalto.
vii. Níquel.
viii. Cobre.
Fabricación:
A. Materias primas:
En la mayoría de los vidrios comerciales pueden observarse diez
óxidos. No quiero esto decir que en cada vidrio entren estos diez óxidos,
sino solamente algunos de ellos según el tipo de vidrio de que se trata.
Estos vidrios no se añaden tal cual sino que se utilizan materias
primas que puedan proporcionar dichos óxidos.
Los diez óxidos y las materias primas de que proceden son los
siguientes:
a) Sílice SiO2. Se obtiene de la arena.
b) Óxido de boro B2O3. Se obtiene del bórax y el ácido bórico.
c) Alúmina Al2O3. Se obtiene de los feldespatos y el caolín.
d) Óxido sódico Na2O. Se obtiene del carbonato sódico.
e) Óxido potásico K2O. Se obtiene del carbonato potásico o del
nitrato potásico.
f) Cal viva CaO. Se obtiene de la caliza y la dolomía.
g) Magnesia MgO. Se obtiene por la dolomía o por la magnesita.
h) Óxido de plomo PbO. Se obtiene del litargio.
i) Óxido de bario BaO. Se obtiene del carbonato bárico.
j) Óxido de cinc ZnO. Se obtiene por oxidación del metal.
También debe contarse como materia prima el vidrio roto. Generalmente
estos desperdicios se añaden a las nuevas materias primas en proporción que
oscila entre el 25 y el 75%, prestando la debida atención para añadir a cada
hornada desperdicios de vidrio de aquella misma composición.
B. Preparación:
 Habrá que pesar las distintas materias y mezclarlas hasta que el
conjunto presente una homogeneidad suficiente.
 La mezcla se hace en bombos rotativos.
 La mezcla homogeneizada se transporta al horno para su fusión,
antes de ello, se fabrican briquetas como prueba de la correcta
composición y mezcla.
C. Fusión:
El objeto de la fusión es convertir las materias primas en un vidrio
homogéneo de propiedades uniformes. Durante este proceso tienen
lugar una serie de transformaciones, que conducen al fin propuesto y
que se verifican conforme aumenta la temperatura y aún después de que
ésta ha alcanzado su valor máximo.
(a) Mecanismo de la fusión:
1) Primera fase:
 Los primeros ingredientes que se funden son los
compuestos alcalinos quienes al reaccionar con la arena
dan lugar a silicatos alcalinos con puntos de fusión de
800ºC.
 La cal y las demás bases reaccionan también con la
sílice dando lugar a los silicatos correspondientes, o
reacción con los silicatos alcalinos recién formados
produciéndose silicatos dobles.
 Los carbonatos, sulfatos y nitratos desprenden gases en
su descomposición que hacen borbotear la masa
contribuyendo a su homogeneización. Las burbujas
grandes salen rápidamente, pero las pequeñas tienen
menos poder ascendente, es imposible la eliminación
total de las burbujas finas en esta primera fase de la
fusión.
2) Segunda fase:
 Es más lenta y dificultosa.
 Se trata de eliminar todas las burbujas.
 Solamente emigrarán de la masa fundidas estas
burbujas cuando disminuya la viscosidad de la misma.
 Procedimientos químicos:
a) Añadir fundentes.
b) Incorporar al horno productos que generan
muchos gases durante los últimos momentos de
la fusión:
i. Producen burbujas de gran tamaño que
arrastran en su movimiento ascensional a
las más finas. Son:
 Trióxido de arsénico As2O3. Tóxico.
 Trióxido de antimonio Sb2O3. Menos
tóxico pero más caro.
 Para evitar coloración amarillenta que puede tomar el
vidrio por impurezas de hierro, se añaden agentes
decolorantes:
a) Dióxido de manganeso MnO2.
b) Óxido de cobalto Co3O4.
(b) Hornos:
 En el horno de vidrio se llega a temperaturas del orden
de 1400-1500ºC.
 Tipos:
1. De crisoles:
 Admite un número variable de crisol y en
cada crisol puede fabricarse un tipo de
vidrio distinto.
 Están en desuso.
2. De balsa(ilustración en la página 177):
 El más usado.
 Consiste en una balsa rectangular forrada
con materiales refractarios.
 Se mantiene el vidrio a nivel constante por
alimentación contínua por un extremo
correspondiente a la cantidad de vidrio que
va saliendo por el otro.
 Se produce un desplazamiento contínuo
del
material
fundido
que
va
experimentando sucesivamente:
 Cambio de temperatura.
 Reacciones químicas.
 Fusión.
 Homogeneización.
 Acondicionamiento.
 El proceso es contínuo pero el material
pasa por tres zonas:
 De fusión.
 De afino.
 De
homogeneización
y
acondicionamiento:
permite
el
enfriamiento en 200-300ºC para la
alimentación de las máquinas
moldeadoras. También se denomina
zona de trabajo pues antes los
sopladores tomaban el vidrio de
esta zona para su soplado.
Las dos primeras no están separadas, la
tercera puede estar separada por una pared
de material refractario dotado de un conducto
de comunicación.
 La producción es de cientos de toneladas
diarias.
 Es necesario un riguroso control de todas
las operaciones para garantizar la calidad y
la homogeneización del vidrio.
D. Moldeo:
Para dar forma a un objeto de vidrio es necesario
que la masa vítrea de que se parte tenga una viscosidad
determinada o lo que es lo mismo, su temperatura debe
mantenerse dentro de unos límites determinados pero
distintos según el procedimiento de moldeo que se vaya a
seguir, éstos son:
a) Soplado:
 Consiste en dos fases:
i. Primera fase: se forma un globo de
vidrio de forma irregular.
ii. Segunda fase: se le da la forma
definitiva al proseguir la operación de
soplado con la pieza dentro del
molde.
 El soplado a boca sólo se utiliza para
objetos de artesanía. De resto, mediante
máquinas.
 Moldes de fundición.
 Se utiliza para:
i. Botellas.
ii. Bombillas.
iii. Objetos huecos en general.
b) Prensado:
 Para:
i. Bloques de vidrio para hormigón
translúcido.
ii. Lucernarios.
iii. Tejas de vidrio.
iv. Aisladores.
 El dispositivo de prensado consta de tres
elementos (ilustración en la página 178):
i. Molde: se fabrican de fundición.
ii. Émbolo.
iii. Anillo que forma el cierre de los otros
dos.
c) Laminado (ilustración en la página179):
 Para obtener vidrio plano:
 Vidrio de lunas.
El vidrio fundido sale del horno por un
rebosadero
y
pasa
entre
rodillos
refrigerados que le dan un espesor
uniforme.
d) Estirado (ilustración en la página 180):
 Para obtener vidrio plano.
 No requiere ningún tratamiento posterior.
e) Flotado:
 La lámina contínua que sale de los rodillos
laminadores entra a 1150ºC en una
cámara y se deposita sobre un baño de
estaño fundido de unos 30 cm de
profundidad; se extiende sobre el baño y
avanza horizontalmente.
 Se obtiene una lámina de vidrio pulida por
ambas caras:
 Pulido de cara superior: al fuego.
 Pulido de cara inferior: comunicado
por la superficie libre del estaño
fundido.
 Se eliminan los procesos posteriores de
pulido y desbastado.
f) Colado:
 Una vez introducido el vidrio fundido en el
molde se le somete a la presión de un
rodillo que extiende el material y lo fuerza
a introducirse en las irregularidades del
dibujo del molde.
 Reducido para el moldeo de piezas
sencillas.
g) Moldeo de la fibra de vidrio:
 Lana de vidrio: Se obtiene la fibra de vidrio
por centrifugación del vidrio fundido.
Fibras cortas
 Seda de vidrio: Paso del vidrio fundido a
través de hileras de platino. Fibras largas y
finas.
E. Acabado:
Una vez moldeada la pieza de vidrio debe ser
enfriada hasta la temperatura ambiente y debe ser
sometida a los tratamientos a que haya lugar según la
utilización que se le vaya a dar. Hay diversos
procedimientos:
(a) Recocido:
 Consiste en una elevación de temperatura
hasta un límite determinado y el
mantenimiento de esta temperatura
durante el tiempo necesario para

estabilizar el vidrio una vez eliminadas las
tensiones producidas por un enfriamiento
rápido. El enfriamiento posterior habrá de
realizarse de modo que no se vuelvan a
producir dichas tensiones.
 Límite superior de la zona de recocido:
i. Por encima de este límite, el
vidrio es tan fluido que
desaparecen
todas
las
tensiones internas de este tipo.
 Límite inferior de la zona de recocido:
i. Aquella temperatura a partir de
la
cual
puede
enfriarse
rápidamente la pieza sin que
aparezcan nuevas tensiones.
 El control de las temperaturas tiene que
ser muy preciso.
(b) Templado:
 El objeto de este tratamiento es
precisamente el inverso del recocido, es
decir, contribuye a aumentar las tensiones
residuales en vez de disminuirlas.
 Se realiza este tratamiento en algunos
casos en que interesa aumentar la
resistencia mecánica del vidrio.
 Consiste en calentar la pieza hasta una
temperatura próxima al punto de
reblandecimiento y enfriar rápidamente por
chorros de aire o en baños de aceite o de
sales fundidas.
 Con este enfriamiento brusco la superficie
de la pieza se vuelve rígida rápidamente en
tanto que la parte interior permanece
todavía en estado viscoso. Esto es debido
a la mala conductividad térmica del vidrio.
 Al seguir el enfriamiento hasta la
temperatura ambiente, la zona interna, al
ir solidificándose, tiende a contraerse lo
cual es impedido por las partes
superficiales que ya están rígidas.
Entonces, la zona interior queda sometida
a tracción y la corteza superficial a
compresión. Como un vidrio se rompe,
generalmente, por tensiones de tracción
en su superficie, la introducción de
tensiones de compresión compensará a
dichas
tracciones
aumentando
considerablemente la resistencia del vidrio.
 Un vidrio templado no puede ser cortado,
ni perforado ni trabajado de ninguna
forma: por tanto, cualquier operación que
haya que realizar debe ser hecha antes del
tratamiento de templado.
(c) Desbastado:
 Se utiliza como abrasivo arena húmeda
muy fina.
 La luna sale con las caras completamente
planas
y
paralelas,
pero
no
es
transparente, ya que el procedimiento
consiste en que el abrasivo va haciendo
rayas en el vidrio.
(d) Pulido:
 Análoga al desbastado pero:
 Los elementos giratorios de pulido
son de fieltro.
 Abrasivo mucho más fino que en el
desbastado.
 El abrasivo:
 FeO.
 Óxido de cerio.
(e) Decorado:
 Puede ser:
1. Convertir todo o parte del vidrio
transparente en translúcido. Se hace
mediante baño en ácido fluorhídrico o
por chorro de arena.
2. Dibujo mateado: cubrir la superficie con
cera o parafina, dibujar con estilete el
dibujo deseado y dar después el baño
de flurhídrico.

Propiedades:
1) Densidad:
 2.5 kg por metro cuadrado y milímetro de espesor.
 Depende de la composición.
2) Dureza:
 Se estudia la dureza al rayado.
 Comprendida entre el 5 y el 7 de la escala de Mohs.
3) Elasticidad:
 El vidrio es un cuerpo elástico con baja deformabilidad.
 Módulo de elasticidad del orden de 7000 kg por milímetro
cuadrado.
4) Fragilidad:
 El vidrio presenta gran fragilidad porque tiene facilidad para
romperse sin haber sufrido apenas deformación.
5)
6)
7)
8)
 La fragilidad se debe a la lentitud con que se relajan las tensiones
mecánicas a que se ve sometido puesto que no experimenta
deformación plástica que pueda absorber la energía aplicada.
Resistencias mecánicas:
 La resistencia a compresión es notablemente mayor que la
resistencia a tracción.
 Las roturas del vidrio comienzan en pequeñas imperfecciones que
presenta el material. Tales imperfecciones puede ser invisibles
incluso al microscopio pero producen unas grandes
concentraciones de tensiones y sobreviene la rotura, ya que el
módulo de elasticidad es muy alto y, por tanto, no tiene tiempo el
material de deformarse y producir una nueva distribución de
tensiones que tienda a uniformar éstas en todo el conjunto.
 Resistencia a tracción de vidrio recocido: 500kg por centímetro
cuadrado.
 Resistencia a tracción de vidrio templado: 200-2500 kg por
centímetro cuadrado.
 Resistencia a compresión: entre 5000-10000 kg por centímetro
cuadrado.
Durabilidad química:
 El vidrio posee una estabilidad química mucho mayor que la de los
demás materiales de construcción.
 Dependerá del tipo de vidrio.
 Lo atacan:
 Ácido fluorhídrico.
 Ácido fosfórico concentrado.
 Álcalis concentrados y calientes.
Propiedades térmicas:
 Calor específico: 0.2. es la cantidad de calor que se necesita para
aumentar 1ºC la temperatura de 1gramo de sustancia.
 Entre 20 y 250ºC: el coeficiente de dilatación lineal para el vidrio
plano es del orden de 85*10-7.
 Es indispensable tener en cuenta esta cifra cuando el vidrio haya
de trabajar unido a otro material.
 Cuando el vidrio se utiliza en elementos sometidos a cambios
bruscos de temperatura:
a) Cuanto menor sea el coeficiente de dilatación, mayor
resistencia presentará la pieza al choque térmico.
b) Cuanto más grueso sea el vidrio, más fácil es que se
produzca la rotura.
 El vidrio resiste mejor el paso brusco de frío a calor que el inverso.
Propiedades ópticas:
 En construcción, una de las misiones del vidrio es permitir el paso
de la luz.
 Transparente: cuando permite observar a través de él los objetos
sin ninguna transformación.
 Translúcido: no es posible obtener una imagen perfecta de los
objetos a través de él.
 Cuando un rayo luminoso incide sobre una lámina transparente de
vidrio hay una parte del mismo que se transmite a través de la
lámina; otra parte es reflejada en sus dos caras y otras parte es
absorbida por la lámina.
 Índice de refracción: relación entre la velocidad de propagación de
la luz en el aire y la velocidad de propagación en el vidrio.
 La proporción de luz reflejada suele ser poca, depende de:
 Índice de refracción.
 Ángulo de incidencia.
 La pérdida por reflexión para incidencia normal se puede calcular.
Fórmula en el formulario.
 Transmitancia: relación que existe entre el flujo transmitido y el
flujo incidente.
 Absorbancia: relación entre el flujo absorbido y el incidente.
9) Propiedades eléctricas:
 Los vidrios utilizados en instalaciones eléctricas deben:
i. Elevada resistividad volumétrica.
ii. Elevada resistividad superficial.
iii. Gran resistencia dieléctrica (poca pérdida de potencia).
 A baja temperatura: vidrios son aislantes.
 A alta temperatura: vidrios son conductores.
 Uso del vidrio en la construcción
Al margen de la multitud de usos que tiene el vidrio, veremos a continuación
los usos en la construcción:
1. Vidrio plano:
 Ventanas: se obtiene por estirado, sin operación posterior. Su
función es permitir la entrada de luz en los interiores., visión
del exterior, protección contra agentes atmosféricos. Según su
espesor:
 Sencillo 1.8 a 2mm.
 Semi-noble 2 a 3mm.
 Doble 3 a 3.4 mm.
 Cristalina 4 a 6.5mm.
 Lunas: se fabrican por flotación o laminado recibiendo un
tratado de desbastado y pulido.
 Se utiliza también en ventana obteniéndose una visión
mucho más perfecta desde el interior.
 Se utiliza en muebles, vitrinas, escaparates.
 Acristalamiento de edificios.
2. Vidrio curvado:
 Se curvan colocándole sobre un molde de material refractario e
introduciéndolo en un horno. Hacia los 700ºC el vidrio se reblandece
y se adapta al molde al que previamente se le había dado forma
requerida.
3. Impreso:
 Fabricado mediante laminación entre dos rodillos, el inferior de los
cuales lleva un grabado que impresiona el dibujo sobre la superficie
del vidrio.
Utilizado en interior de locales en los que se necesita tener luz pero
se quiere evitar la visión en cualquiera de los dos sentidos.
4. De seguridad:
Dos tipos:
 Armado: vidrio de 5 a 7mm de grueso en cuyo espesor
se ha introducido una tela metálica durante el laminado,
ésta evita que en la rotura se desprendan trozos.
 Templados: no se astillan sino que se pulverizan al
romperse, son más resistentes que el vidrio ordinario.
Se utilizan en cubiertas de naves industriales, elemento
protector de cajas de escalera, en ascensores, vehículos.
5. Moldeado:
 Se pueden denominar también baldosas, bloques, pavés o
ladrillos de vidrio.
 Se emplea en:
 Construcción de suelos.
 Tabiques o cubiertas unidas a una cuadrícula de
hormigón armado, formando la unidad de obra lo que se
llama hormigón translúcido.
 Es siempre templado.
 Pueden producir condensación en el interior de los locales, se
soluciona haciendo las piezas huecas.
 También se hacen tejas de vidrio análogas a las planas de
cerámica y de sistema de colocación idéntico.
 Aisladores eléctricos.
6. Opal:
 Vidrio al que se le ha añadido opacificante y colorantes
diversos.
 Espesor entre 5 a 10 mm.
 Una cara pulida y otra en bruto.
 Usado para revestimientos, fijados con tornillo o aglomerante.
7. Fibra de vidrio:
 Aislamiento térmico.
 Absorción acústica.
 Es incombustible, inalterable, ventaja con respecto a otros
aisladores.
 Se utiliza como refuerzo de morteros y hormigones
añadiéndole óxido de circonio.
Colocación del vidrio:
a) El vidrio plano o curvado debe ser colocado en obra
independientemente del resto de la construcción.
b) Puede colocarse el vidrio sobre marcos de madera en elementos
horizontales o verticales, con una de sus caras en contacto con el
cerco de madera. Por la otra cara se sujeta con un junquillo con
masilla de vidriero que es un mastic compuesto por carbonato cálcico
(blanco de España) y aceite de linaza.
c) El vidrio puede sujetarse sobre carpintería metálica pero debe
colocarse mastic en la junta con objeto de que el vidrio no esté en



contacto con el metal. Análogamente cuando el marco sea de
hormigón.
d) Las lunas deben tener, para su colocación, el canto pulido.
e) Los
paneles
de
hormigón
translúcido
deben
colocarse
independientemente del resto de la obra, garantizando la continuidad
mediante una junta elástica e impermeable..
Defectos del vidrio:
Hay dos tipos:
1) De masa:
(a) Inclusiones cristalinas o pétreas: granos de cualquier sustancia
contenida en el vidrio que no se ha fundido.
(b) Inclusiones vítreas: llamadas también vetas, tiene como causa
la falta de homogeneidad del vidrio, debidas a diferencia de
composición o de enfriamiento, puede tener forma de onda,
hilos, estrías.
(c) Inclusiones gaseosas:
 Espacios gaseosos en el interior del vidrio.
 Forma:
Esférica.
Ovoidal.
Lenticular.
(d) Coloración indeseable:
 Debido a impurezas que acompañan a las materias
primas, principalmente:
 Óxidos de hierro.
 Óxidos de cromo.
 Óxido de níquel.
 Óxido de cobalto.
 Óxido de vanadio.
 Óxido de titanio.
2) De superficie:
(a) Picaduras: producidas cuando un grano abrasivo grueso
utilizado en el desbastado ha hecho una erosión profunda.
(b) Rayado: producido por deficiencias en el pulido o roces con
cuerpos duros en el almacenaje y transporte.
(c) Aguas: se da en los vidrios planos no pulidos, es la falta de
planeidad de sus caras.
(d) Mermas y creces:
Defecto o exceso de dimensiones en los vidrios moldeados.
(e) Rebabas: costuras salientes por el mal encaje de las juntas de
los moldes.
(f) Grietas: fisuras producidas por enfriamiento brusco o por
presión excesiva del émbolo en los productos moldeados.
Yeso
Aglomerante: material capaz de unir fragmentos de una o varias
sustancias y dar cohesión al conjunto por efecto de transformaciones de tipo
exclusivamente FÍSICO.
Conglomerante: material capaz de unir fragmentos de una o varias
sustancias y dar cohesión al conjunto por efecto de transformaciones en su
masa de tipo QUÍMICO, que originan nuevos compuestos, es el caso del YESO,
CEMENTO, CAL.
Yeso: obtenido por deshidratación de yeso o aljez que finamente molido,
al amasarlo con agua endurece por la reincorporación del agua que perdió al
calentarlo.
1) Historia:
El yeso ha sido conocido y utilizado desde la más remota antigüedad,
principalmente en países de clima seco. Su origen puede ser Oriente Medio.
También los egipcios utilizaron el yeso con gran profusión como muestra la
pirámide de Keops. Pasa después el yeso a Grecia y Roma y más tarde al
pueblo árabe. En España, en el 52% de la superficie se encuentran yesos. El
yeso es protagonista de la decoración en la España bajo dominio de los árabes
como se puede observar en la Alhambra de Granada o el Alcázar de Sevilla. Su
fabricación, has bien entrado el siglo 20, resultaba costosa, actualmente se han
mejorado los sistemas de fabricación.
2) Naturaleza:
Tres formas se conocen del sistema sulfato cálcico-agua:
 SO4Ca+ 2H2O
 SO4Ca + 1/2H2O
 SO4Ca
La piedra de yeso o aljez se encuentra en la naturaleza y está compuesta
por sulfato cálcico dihidrato. Esta roca es la única materia prima para la
fabricación del yeso. Éste se obtiene por deshidratación parcial de dicha roca
que, sometida a temperatura no mayor de 170ºC, pierde molécula y media de
agua, formándose el sulfato cálcico hemihidrato. Se obtiene así el yeso cocido o
deshidratado, el cual ,amasado con agua, una vez pulverizado, se rehidrata
formando de nuevo el dihidrato.
Al amasar el yeso con agua en debida proporción se obtiene una pasta
más o menos trabada y untuosa que se endurece rápidamente, a este
endurecimiento se le conoce como fraguado
Si la temperatura es mayor que 170ºC, el dihidrato llega a perder toda el
agua de cristalización obteniéndose la anhidrita soluble, que es muy inestable y
que pasa fácilmente a hemihidrato al absorber el agua atmosférica.
Si la temperatura es aún mayor se forma otro tipo de anhidrita: la
anhidrita insoluble, que es estable y que no fragua si no se añaden
determinados acelerantes o catalizadores de la reacción.
Si la temperatura es aún mayor, se forman los yesos hidráulicos
3) Fabricación:
(a) Materias primas:
 Sulfato cálcico dihidrato:
 Abunda mucho en España.
 Es una roca blanca.
 Dureza 2 en escala de Mohs.
 Densidad: 2.3-2.4 kg/dm3.
 Aspecto externo: cristalino o amorfo.
 Variedades:
Laminar:
Transparente, dura y muy pura.
 Fibrosa:
Muy pura, aspecto sedoso.
 Ordinaria o común:
La más frecuente, muy compacta, sin señales
de cristalización.
 Sacaroidea:
Recuerda al azúcar por su aspecto cristalino.
 Alabastro:
Grano muy fino, compacto y traslúcido. Se
emplea para escultura y objetos de adorno así
como para yesos especiales (cirugía,
odontología).
La piedra de yeso es poco soluble en agua y puede diferenciarse
de la caliza por no dar efervescencia con los ácidos.
 Estructura del sulfato cálcico dihidratado:
 Cristalina monoclínica con 4 u 8 moléculas por
estructura elemental.
 La red cristalina está formada por capas de
átomos de calcio y grupos sulfatos separados por
capas de moléculas de agua.
 Estructura de la anhidrita natural:
 Más pesada y más dura que el aljez.
 No toma agua de hidratación y por encima de los
40ºC presenta la menor solubilidad de todos los
sulfatos cálcicos.
 La red cristalina pertenece al sistema rómbico y la
estructura elemental contienen 4 moléculas.
 La red es muy compacta, de mayor densidad y
estabilidad que ningún otro sulfato cálcico.
(b) Explotación de canteras:
Como el yeso es un material muy barato, también lo han de ser
todas las operaciones que comprende la fabricación, es casi obligado que
la piedra de yeso aflore a la superficie para que se pueda explotar a cielo
abierto ya que, de lo contrario, se encarece notablemente esta fase de la
producción.
(c) Trituración previa:
Según el sistema de deshidratación que se vaya a seguir, puede
variar el grado de trituración de la roca cruda. Según las dimensiones que se
hayan de obtener se utilizan:
i. Machacadoras: hasta dimensiones de 2 a 3cm.
ii. Molinos de martillo: material más fino.
iii. Trituradoras de martillo: factores de reducción muy elevados de
hasta 20.
(d) Deshidratación, calcinación o cocción:
El objeto de la cocción es obtener:
 CaSO4.1/2H2O (Hemihidrato del sulfato cálcico).

 Formas anhidras.
 CaSO4 (cementos Keene, Estrich, etc).
A partir del yeso natural o dihidrato: CaSO42H2O.
Los productos obtenidos fraguan por adición de agua,
regenerando el dihidrato, debiendo el yeso a este fenómeno su carácter
de conglomerante.
Por elevación de temperatura cede el yeso su agua de
cristalización en dos fases:
 125ºC:
 Transformación del dihidrato en hemihidrato.
 En realidad sucede de forma retardada a partir de los
97ºC.
 180ºC:
 Paso del hemihidrato a anhidrita.
 En realidad sucede de forma retardada a partir de los
42ºC.
El retardamiento en las velocidades de transformación es importantísima
pues a ello se debe la posibilidad de obtener hemihidrato por cocción del
dihidrato, la velocidad de formación del hemihidrato es mayor que la de su
descomposición en anhidrita.
La temperatura a la que tiene lugar la cocción depende de:
a) Velocidad de calentamiento.
b) Presión externa.
c) Granulometría del yeso: debido a la pésima conductividad
térmica del yeso, se cuecen con mucha mayor lentitud los
granos grandes.
d) Densidad del yeso.
e) Agitación de la masa.
A consecuencia del retardamiento observado en la destrucción del
dihidrato en el interior de los granos gruesos, resulta conveniente sobrepasar la
temperatura de la primera cocción a fin de destruirlos totalmente, ya que su
presencia acelera extraordinariamente el fraguado del yeso cocido, incluso en
cantidades muy pequeñas. En la práctica, basta una temperatura de 160ºC.
A. Tipos de hornos:
Puede decirse que se requieren entre 80 a 90 kilos de carbón para
obtener una tonelada de yeso. Los distintos tipos de hornos:
1. En contacto directo con los gases de combustión:
La cocción tiene lugar en atmósfera seca, varios tipos:
 Hornos fijos:
 De tipo rudimentario:
 Los productos obtenidos se caracterizan
por la falta de homogeneización, no es
posible regulación alguna de la marcha del
horno.
 De cuba:
 Forma cilíndrica con eje vertical realizados
en mampostería, se cargan por la parte

superior y se descargan por la parte
inferior, no está provisto de hogar.
 Su rendimiento térmico es superior al de
los hornos de tipo rudimentario.
 Una variación de este tipo de horno es el
Steiger:
i. Provisto de hogar.
ii. Descarga automática.
iii. La zona de acción en tres partes:
 De
precalentamiento muy
ancha.
 De cocción, muy estrecha.
 Zona de enfriamiento, muy
ancha.
 Caros y con una escasa homogeneización
del producto.
 No hay control de la temperatura.
 Colmena:
 Usado en EEUU para la fabricación de
cemento Keene.
 Base circular cubierta con una cúpula baja.
 La calefacción proviene de varios hogares
o cámaras de combustión.
 Los gases calientes son conducidos
mediante conductos a la parte superior y
pasan entre los bloques entre 25-30 cm de
yeso y luego salen por una chimenea.
 El yeso se calcina durante 3-5 días y luego
se tritura, muele y tamiza.
Hornos rotatorios:
 Se somete a la masa a una agitación
constante durante la cocción.
 Es cilíndrico.
 Un hogar exterior produce los gases de
combustión que son enviados al interior
del horno.
 Es más económico hacer circular los gases
de combustión en sentido contrario a la
masa de yeso.
 La piedra de yeso se triturará previamente.
 El yeso atraviesa el horno en unos 45
minutos y se descarga a unos 160-195ºC y
pasa directamente a los molinos donde se
termina la calcinación.
 Se controla la temperatura mediante dos
pirómetros (uno controla la temperatura de
los gases que abandonan el horno y otro la
temperatura del yeso cocido al ser
descargado).
 Poco costosos.
 Funcionamiento sencillo.
 Bajo consumo de energía.
 Admiten cualquier tipo de combustible.
 Hornos de parrilla móvil:
 Se obtiene un producto de alta calidad.
 Usados a partir de 1960.
 Parrilla móvil de acero.
 Material dividido por tamaños y colocado
en capas de menor a mayor tamaño
contando desde la base de la parrilla.
2. Sin contacto directo con los gases de combustión:
El yeso no está en contacto con los gases de combustión y
la atmósfera de cocción está constituida por vapor de agua
a una mayor o menor presión, resultando un producto con
un elevado porcentaje de hemihidrato.
 Hornos fijos:
 De panadero:
 Rendimiento térmico excelente.
 Cualquier tipo de combustible.
 Exige gran número de cámaras y por ello
mucha mano de obra, es, por ello, por lo
que sólo se utilizan para yesos especiales
de precio de venta elevado.
 Autoclaves:
 Se obtiene un excelente yeso cocido
constituido por CaSO4.1/2H2.
 Calderas:
 Cuerpo cilíndrico de acero.
 En la parte superior hay una trampilla para
la introducción de la piedra de yeso y un
tubo de ventilación que conduce los
vapores desprendidos.
 Características de la industria yesera.
 La calefacción corre a cargo de unos tubos
horizontales que atraviesan la caldera de
parte a parte dispuestos cuatro en pares
paralelos.
 Un agitador de eje vertical evita que se
produzcan calentamientos en la masa de
yeso.
 Portezuela de descarga en la parte inferior.
 Se va echando yeso crudo finamente
molido hasta llenar la caldera.
 Al terminar la carga la temperatura es de
110ºC, se eleva lentamente hasta 120ºC,
temperatura a la cual, el yeso pierde el
agua de cristalización desprendiéndose
gases, tras un período de temperatura
constante, ésta se eleva progresivamente
hasta los 150-165ºC, temperatura a la cual
cesa la ebullición y se ha perdido un 1014% del volumen inicial, el yeso se ha
deshidratado a hemihidrato. Se continúa
elevando la temperatura hasta 170ºC y
entonces se descarga.
 Se obtiene hemihidrato.
 Junto con el horno rotatorio, es el más
usado en EEUU.
 Exige costosas operaciones de molienda
previa del yeso, bajo rendimiento térmico
lo hacen antieconómico.
 Hornos rotatorios:
 Análogos a los rotatorios del primer grupo, varía:
 Sistema de calefacción.
 Rendimiento inferior.
 Los más usados en Francia.
 Su defecto es su bajo rendimiento térmico, que
no pasa del 60%.
3. Procedimientos especiales:
(a) Patentes norteamericanas, francesas y rusas para
realizar la cocción del yeso sin intervención de
combustible alguno.
 La piedra de yeso molido se mezcla con cal viva,
también molida. El yeso es deshidratado por el calor
desprendido al apagarse la cal a expensas del agua
presente en el sistema.
CaSO4.2H2O + CaO  Ca(OH)2.CaSO41/2H2O
 Resulta un conglomerante mixto:
CaSO41/2H2O y Ca(OH)2.
Reacciones:
CaCO3 (Qcalor) CaO + CO2
CaO + H2O  Ca(OH)2 + Q(calor)
CaO +CaSO4.2H2O  Ca(OH)2.CaSO4.1/2H2O
(b) Aridizing:
 Inyectar en la caldera durante la cocción una
solución diluida de una sal delicuescente como,
por ejemplo, CaCl2, en proporción del 0,1 al
0,2%. Se consigue:
 Formación de hemihidrato.
 El yeso cocido posee las mismas
propiedades que de otra manera sólo
conseguiría tras 6 meses de almacenaje.
 Produce una homogeneización enorme
para aplicaciones ópticas u odontológicas.
 Se consiguen resistencias de 600-1000
Kg/cm2.
f) Molienda, almacenaje y ensacado:
Molienda posterior a la calcinación mediante molino de bolas o de
martillo para cuando interesa mucha finura en el producto terminado.
El yeso molido se almacena en silos cerrados y aislados de la
humedad, con objeto de evitar la hidratación.
El ensilado del yeso lleva consigo su estabilización con la
consiguiente mejora de su calidad.
Los sacos en que se presentan son de papel para disminuir la
permeabilidad al aire húmedo.
4) Tipos de yeso:
Existen el sulfato cálcico dihidratado, hemihidratado y anhidro, pero
dentro de estos productos hay otros varios tipos. Se pueden clasificar los yesos
dependiendo de diferentes criterios:
A. Clasificación según las condiciones de cocción:
A medida que la temperatura de cocción va aumentando se van
obteniendo productos diferentes que, si bien es verdad que todos son
sulfato cálcico, sus propiedades y, por tanto, sus usos, son distintos:
 Hemihidrato-:
 De 120-170ºC.
 Se obtiene en autoclave.
 Para su formación es indispensable que se produzca una
atmósfera saturada de vapor de agua.
 Es más compacto que el beta.
 Claros rasgos cristalinos al microscopio.
 Hemihidrato-:
 De 120-170ºC.
 Esponjoso.
 Sin rasgos cristalinos.
 Aspecto terroso.
 Mayor contenido energético.
 Más soluble.
 Por ello, menos estable.
 Es el más importante componente del yeso comercial.
El hemihidrato es una estructura monoclínica deformada con 12
moléculas de SO4Ca.1/2H2O en la célula fundamental. La red posee una
gran estabilidad debido a que los átomos de calcio y los tetraedros del
ión sulfato están colocados de tal forma que existen unas poderosas
fuerzas entre los átomos de calcio de una capa y los tetraedros de
sulfato de la adyacente y que, además, existen unos canales en la red en
los que están situadas las moléculas de agua.
Las fuerzas que unen las moléculas de agua con los iones calcio y
sulfato son más débiles que las que unen a estos iones entre sí, y esto
permite que toda o parte del agua sea eliminada sin que varíe la red
estructural.

Anhidrita soluble:
 De 170-250ºC.
 Presenta gran avidez de agua por lo que es muy
inestable pasando a hemihidrato al absorber agua del
ambiente.
 Presenta dos formas alfa y beta dependiendo de que
tipo de hemihidrato provenga.
 No tienen importancia industrial.
 Anhidrita insoluble:
 De 600-900ºC.
 Para su fraguado es necesario utilizar acelerantes pues,
de no ser así, tardaría meses en fraguar.
 Cristaliza en el sistema ortorómbico.
 Una celda cristalina contiene 4 moléculas de SO4Ca.
 La red tiene la máxima capacidad, la mayor densidad y
la más estable contextura de todos los sulfatos cálcicos.
 Yeso hidráulico:
 Entre 900-1000ºC.
 El sulfato cálcico se disocia, la CaO libre contribuye al
fraguado aunque éste sigue siendo lento.
 “hidráulico” se refiere a que puede fraguar bajo el agua.
 Se emplea para pavimentos.
 Cemento Keene y cemento Parian:
 Entre 900-1000ºC.
 Se obtienen por cocción del hemihidrato hasta 1000ºC
tras una inmersión durante varias horas en una solución
de bórax en el Parian y alambre en el Keene.
 Fraguado lento.
 Admiten áridos para formar morteros.
 Gran dureza superficial por lo que son utilizados para
capas de acabado en enlucidos.
B. Clasificación según el pliego RY-85:
 YG-Yeso grueso de construcción:
 Constituido por:
 Sulfato cálcico semihidratado.
 Anhidrita II artificial (obtenida por cocción de
aljez entre 300-600ºC).
 Aditivos reguladores del fraguado (opcional).
 Antiguamente se llamaba negro, tosco o moreno.
 Se utiliza como pasta de agarre en la ejecución de
tabicados,
revestimientos
interiores
y
como
conglomerante auxiliar de obra.
 YF-Yeso fino de construcción:
 Constituido por:
 Sulfato cálcico semihidrato.
 Anhidrita II artificial de granulometría fina.
 Aditivos reguladores del fraguado (opcional).
 Se emplea para:
 Enlucidos.
 Refilos o blanqueo sobre revestimientos interiores
(guarnecidos o enfoscados).
 Antiguamente se llamaba blanco.
 YP-Yeso prefabricado:
 Constituido por:
 Sulfato cálcico semihidratado.
 Anhidrita II artificial.
 Más pureza y resistencia que los yesos YG y YF.
 Se emplea para:
 Ejecución de elementos prefabricados para
tabiques.
 E-30 escayola:
 Constituida por:
 Sulfato cálcico semihidratado.
 Aditivos reguladores del fraguado (opcional).
 Resistencia mínima a flexo-tracción de 30 kp/cm2.
 Se emplea para:
 Elementos prefabricados para tabiques y techos.
 E-35 Escayola especial:
 Constituida por:
 Sulfato cálcico semihidrato.
 Aditivos reguladores del fraguado (opcional).
 Mayor pureza que la escayola E-30.
 Resistencia mínima a flexotracción de 35 kp/cm2.
 Se emplea en:
 Trabajos de decoración.
 Ejecución de elementos prefabricados para
techos y en la puesta en obra de estos
elementos.
En todos estos tipos de yeso, excepto en el prefabricado, además de la
clase normal existe una clase lenta, denominada así en función de su período
de trabajabilidad, su nomenclatura añade una L separada por una barra (/).
La pureza de la piedra de yeso para fabricar escayola debe ser mucho
mayor que para fabricar yesos de construcción, la escayola es un yeso muy
finamente molido y muy puro y en su fabricación, no está en contacto con los
gases de combustión.
5) Propiedades del yeso:
A. Finura del molido:
 Tiene gran importancia, por ejercer una influencia ostensible
sobre diferentes propiedades del yeso.
 La posibilidad de utilización del yeso reside en que al amasar
con agua se forma una pasta que endurece constituyendo un
conjunto monolítico; es decir, existe una reacción del yeso con
el agua, se comprende que cuanto mayor sea el grado de
finura del yeso, tanto más completa será la reacción y,
consecuentemente, la calidad del producto obtenido.
B. Trabajabilidad:
 Tiempo en pasar del estado líquido al plástico.
 Duración del estado plástico.
 Una de las propiedades más características del yeso es la
rapidez de su fraguado, esto obliga al operario a trabajar con
apresuramiento y únicamente permite amasar de una vez
pequeñas cantidades. Este problema se soluciona mediante el
empleo de catalizadores que actúan sobre la velocidad del
fraguado permitiendo regular la misma:
 Retardadores:
 Según la teoría de Le Chatelier, son las sustancias
que disminuyen la solubilidad del hemihidrato
 Según la teoría de coloides, la adición de coloides
retarda la coagulación del gel.
 Elevan la dureza y la resistencia.
 Disminuye la expansión.
 Varios grupos:
i. Primero: sustancias que disminuyen la
solubilidad del yeso:
 Glicerina.
 Alcohol.
 Acetona.
 Éter.
 Azúcar.
 Ácido acético.
 Ácido bórico.
 Ácido cítrico.
 Ácido fosfórico.
 Ácido láctico.
 Sosa.
ii. Segundo: Compuestos orgánicos de elevado
peso molecular, que actúan como coloides
protectores:
 Queratina.
 Caseína.
 Cola.
 Pepsina.
 Peptonas.
 Gelatina.
 Melazas.
 Productos de hidrólisis de sustancias
de desecho de origen animal (pelo).
iii. Tercero: Sustancias que influyen sobre la
estructura cristalográfica del yeso:
 Acetato cálcico.
 Acelerantes:
 Según la teoría de Le Chatelier, son las sustancias
que aumentan la solubilidad del hemihidrato.




Según la teoría de los coloides, la adición de
electrolítos acelera la coagulación del gel.
Producen una disminución de la resistencia y de la
dureza.
Disminuye la expansión.
Ejemplos:
i. Todos los sulfatos menos del de hierro.
ii. Ácido sulfúrico.
iii. Ácido clorhídrico.
iv. Nitratos.
v. Cloruros.
vi. Bromuros.
vii. Jabón.
C. Fraguado:
 Es el endurecimiento en un plazo
breve del yeso
hemihidratado al amasarlo con agua.
 Para explicar el proceso físico-químico del fraguado, se
establecen dos teorías:
 Le Chatelier:
i. Al amasar el yeso cocido con agua se forma,
alrededor de las partículas del mismo una solución
que está saturada respecto al hemihidrato
(CaSO41/2H2O), pero fuertemente sobresaturada
con respecto al dihidrato (CaSO42H2O) formado
por hidratación con aquél, estable y de menor
solubilidad. Esto es debido a que el hemihidrato es
bastante soluble pero este hemihidrato es cinco
veces más soluble que el dihidrato.
ii. Comienza así rápidamente la cristalización del yeso
a partir de núcleos de dihidrato que han
permanecido sin modificar a través del proceso de
cocción. Los cristales se desarrollan en muchos
puntos contiguos dando lugar a agrupaciones de
forma radial y la interposición de éstas, ellos
explica la resistencia de la masa fraguada.
 Coloidal:
i. Cuando se mezcla el yeso cocido con agua se
forma un gel intermedio a partir del cual se
desarrollan los cristales aciculares de yeso, el
fraguado del yeso cocido es debido a la
coagulación del gel del yeso.
 Factores físicos que modifican la duración del fraguado:
 Temperatura del agua de amasado:
i. Más temperatura, más rápido es el fraguado.
 Relación yeso-agua:
ii. Al aumentar la relación yeso-agua disminuye el
tiempo de fraguado.
 Tiempo transcurrido desde la cocción:





i. El yeso recién cocido fragua más rápido.
Tiempo transcurrido desde la molienda.
Tamaño de las partículas.
En el pliego español, se prescribe que el fraguado debe
empezar entre los 8 y los 20 minutos contados a partir
de la unión del yeso y el agua.
En el pliego español, se prescribe que el final del
fraguado debe estar comprendido entre los 18 y los 50
minutos.
La hidratación total puede durar algunas horas.
D. Expansión:
 Se produce una expansión como consecuencia del crecimiento
rápido de los cristales durante el fraguado, es del orden del
0.3 a 1.5%.
E. Resistencias mecánicas:
 Las resistencias a tracción y a compresión dependen de:
 Naturaleza del yeso.
 Composición del yeso.
 Finura del yeso.
 Cantidad de agua de amasado.
i. Cuanto menos agua de amasado, mayor
resistencia a la compresión.
 Contenido de humedad en el momento de la
rotura.
F. Absorción de agua:
 El yeso es un material que no puede emplearse en lugares
expuestos a la acción del agua.
 La razón fundamental del fracaso del yeso ante el agua se
encuentra en la rápida pérdida de resistencia que experimenta
el material fraguado al absorber agua ávidamente a través de
su red capilar.
 Un 1% de agua produce ya n descenso del 52% en la
resistencia de un yeso y una cantidad tan insignificante como
el 0.04% la reduce en el 33%.
 La solución al problema consistirá en encontrar un
procedimiento que evite por completo que el yeso fraguado
absorba agua y, al mismo tiempo, sea económico y práctico.
 Algunas soluciones empleadas han sido:
 Resinas y plásticos.
 Siliconas.
 Productos de reacción de la celulosa con la urea.
 Cola de pescado
Se procede por impregnación.
 El elevado precio de los productos hace prohibitivo su uso a
gran escala.
 En construcción, aun no se ha solucionado completamente
este problema.
G. Adherencia:
 Es Buena para:
i. Piedras.
ii. Ladrillos.
iii. Hierro.
iv. Acero.
 Es mala para:
i. Madera.
ii. Superficies lisas.
La adherencia del yeso disminuye con el tiempo y en presencia de
humedad.
H. Corrosión:
 El yeso produce corrosión en el hierro y en el acero en
presencia de humedad, por lo tanto, las piezas de estos
materiales en obra que estén unidas a yeso deben ser
protegidas mediante:
i. Galvanización.
ii. Pintado.
 El yeso o las aguas que lo contengan son muy agresivas para
las obras de hormigón de cemento Portland.
I. Resistencia al fuego:
 El yeso proporciona una considerable protección contra el
fuego debido a su composición química.
J. Índice de pureza:
 Contenido total de sulfato cálcico-agua del producto
considerado y expresado como tanto por ciento en masa de la
muestra desecada a 45ºC.
K. Humedad controlada:
 Evita condensación superficial.
 Evita humectación de las paredes y techos por su poder de
absorción.
 Coge agua cuando hay humedad y devuelve agua cuando no
hay humedad.
L. Acústica perfecta:
 Absorbe el ruido, rompe la onda sonora.
6) Ensayos del yeso:
A. Precauciones generales:
 Temperatura del laboratorio y de la probeta serán de 20ºC
 Humedad relativa no inferior al 65%.
 Se utilizará agua destilada a 20ºC.
 Todos los recipientes serán estancos, impermeables e inertes
con respecto al sulfato cálcico.
B. Toma de muestras:
C. Análisis químico:
 Preparación de la muestra.
 Determinación del agua combinada.
 Determinación del anhídrico sulfúrico.
 Determinación del índice de pureza.
 Determinación del pH.
 Análisis completo.
 Carbonato magnésico.
 Anhídrico carbónico del carbonato magnésico.
 Carbonato cálcico.
 Otros productos.
 Óxido de calcio disponible.
 Óxido cálcico y trióxido de azufre en exceso.
 Sulfato cálcico.
D. Ensayos físicos y mecánicos:
 Finura de molido.
 Resistencia mecánica a flexotracción.
 Determinación de la relación agua yeso que corresponde al
amasado a saturación.
 Determinación de los tiempos de principio y final del fraguado:
 Principio de fraguado.
 Fin del fraguado.
7) Utilización del yeso:
El yeso suele ponerse en obra en un estado plástico aunque, a veces, se
pone en obra ya fraguado en forma de elementos prefabricados. Rara vez
se utiliza en exteriores debido a la dificultad de hacerlo impermeable.
A. Amasado:
 Se hacen en artesas de madera.
 Debe amasarse, sino está retardado, en pequeñas cantidades.
Debido a la rapidez de su fraguado.
 Para el amasado, se vierte en la artesa el agua necesaria y,
sobre ésta, se espolvorea el yeso revolviéndolo bien con la
paleta para deshacer los grumos.
 La cantidad de agua a emplear dependerá de:
i. Variedad de yeso.
ii. Finura.
iii. Naturaleza.
En general, no se podrá amasar el yeso con menos del
50% de agua, referido a su peso en seco.
B. El yeso como conglomerante:
Es muy frecuente el empleo del yeso en obra para:
i. Unir provisionalmente distintas piezas.
ii. Fijar elementos auxiliares a fábricas ya construídas.
Al margen de esto, el yeso se utiliza como conglomerante en la
construcción de:
(a) Tabiques de ladrillo.
(b) Primera hoja de bóvedas catalanas.
(c) Primera hoja de bóvedas tabicadas.
(d) Colocación de azulejos.
(e) Construcción de forjados de rasilla.
Para estos casos se utiliza YG en forma de pasta pura.
C. Guarnecidos y tendidos:
 La mayor aplicación del yeso en construcción es el
revestimiento de paramentos más o menos irregulares que no
han de quedar vistos. Para ello:
i. Se aplica sobre el paramento una primera capa
(guarnecido) de yeso YG de 10-15mm de espesor
y sobre ésta, una capa (tendido) de YF de 1-3mm.
 El guarnecido puede ser:
 A buena vista:
i. El yeso se extiende con la llana, por proyección y
alisarse con reglas de madera.
 Maestrado:
i. Primero hay que hacer las maestras:
 Fajas de espesor fijado y con sus
superficies en un mismo plano que sirven
de guía para el guarnecido.
ii. Se extiende a mano y se alisa con regla
apoyándose en las maestras.
iii. Para guarnecidos sobre metal desplegado suele
añadirse al yeso, en fábrica, fibras que traben el
material y que impidan que se caiga por los
orificios del soporte, estas fibras suelen ser pelos
de cabra.
 El tendido:
 Suele emplearse una pasta más fluída que para el
guarnecido y tanto más fluída cuanto menor tenga que
ser su espesor.
 Se extiende con la llana.
 Enlucido:
 Es el conjunto de guarnecido y tendido.
 No suele quedar visto sino recubierto por pintura, papel,
corcho.
Para que la misión de soporte se tiene que cumplir las siguientes
condiciones:
(a) Adherencia al paramento que reviste.
(b) Resistencia a acciones mecánicas (choques, roces).
(c) Ausencia de grietas.
(d) Regularidad de superficies.
(e) Perfección de ángulos entrantes y salientes.
D. Molduras:
 Se utiliza escayola.
 Corrido de molduras:
 Consiste en hacer deslizar una terraja con el perfil
deseado sobre unas guías. Al moverse la terraja sobre
una masa de escayola recién colocada forma la moldura.
 Las molduras puede prefabricarse en taller.
 Se refuerzan con listones de madera o caña durante su
fabricación y transporte.
E. Estuco:
F.
G.
H.
I.
 Recubrimiento para muros, brillante y lavable que se extiende
con la llana. Compuesto por:
i. Escayola.
ii. Yeso YF molido muy fino.
iii. Amasado con agua que contienen gelatina o cola
de pescado.
iv. Pigmentos colorantes.
 Cuando se ha conseguido una superficie perfectamente plana,
se le da brillo mediante un bruñido con planchas de acero
calientes o:
 Frotando las superficies con un paño impregnado en aceite de
linaza, luego:
 Otro impregnado con aguarrás y cera.
Moldes:
 Se utiliza yeso de la mejor calidad para la fabricación de
moldes que han de reproducir objetos por presión o por
colada.
Morteros de yeso:
 Cada partícula de arena debe quedar perfectamente envuelta
por la pasta de yeso.
 Si las partículas son muy finas, el árido tendrá una elevada
superficie específica y se necesitará mucha cantidad de pasta
para cubrir la superficie de todas.
 Al aumentar la proporción de arena, las características
resistentes del yeso disminuyen.
Aislamiento térmico:
 Las condiciones de aislamiento de los yesos ordinarios no son
buenas.
 Pueden conseguirse valores apreciables de aislamiento térmico
en yesos amasándolos con un árido ligero, como la vermiculita
o la perlita, o incluyendo en su masa finos poros gaseosos.
 En el yeso pueden producirse los poros por dos
procedimientos:
 Químicos:
i. Añadir al yeso sustancias que por reacción
con
este
material
o
por
doble
descomposición,
den
lugar
al
desprendimiento de burbujas gaseosas que
queden encerradas en la pasta al fraguar
ésta.
 Físicos:
ii. Amasar el yeso con una espuma estable
encargada de proporcionar las burbujas que
han de constituir los poros cerrados del
material aislante.
Elementos prefabricados:
 Bloques de yeso:
(a) Macizos o huecos según las cargas que hayan de
resistir.
(b) A veces formados por mortero.
(c) A veces contiene núcleos porosos para conseguir un
mayor aislamiento.
(d) No pueden usarse en exteriores por la permeabilidad del
yeso.
 Bovedillas para forjados:
 Placas para tabiques:
(a) Forma rectangular.
(b) Pueden ser:
i. Macizas.
ii. Huecas con una retícula interior en forma de nido
de abeja.
 Plasterboard:
(a) Paneles constituidos por un emparedado de cartónyeso-cartón.
La máquina deja perfectamente terminados los bordes del panel,
que pueden adoptar las siguientes formas:
(a) A escuadra:
Cuando van a quedar cubiertas por un enlucido.
(b) Biselados:
Para dejar juntas vistas en forma de V.
(c) Redondeados o rebajados:
Cuando las juntas han de disimularse.
Los principales tipos fabricados son los siguientes:
1. Para base de enlucidos:
2. Para paramentos interiores:
Paneles con una superficie perfecta con un color agradable.
Pueden pintarse pero no se utiliza enlucido.
3. Para revestimientos impermeables:
Integrados por un núcleo de yeso sometido a un proceso
de impregnación en resinas entre dos capas de cartón
impermeabilizado.
8) Coloración del yeso:
Para conseguir una coloración artificial del yeso se utilizan dos
procedimientos:
(a) Aplicación superficial de pintura de distintos tipos:
i. La más generalizada.
(b) Coloración de masa por medio de pigmentos
i. Menos generalizada pero menos conflictivo.
ii. Menos afectada por influjos de tipo mecánico (golpes,
arañazos).
iii. Se requieren cantidades considerables de pigmentos.
iv. Varios procedimientos:
 Mezcla íntima, en seco, el yeso con los
pigmentos.
La cal
 Amasado del yeso con soluciones alcalinas de un
reductor.
 El metal reducido en estado de fina
división da lugar a distintas coloraciones:
 Sales de plata: color gris perla.
 Sales de oro: color rojo.
 Sales de plomo: color negro.
 Con mezclas de sales se obtienen
distintas coloraciones.
 Empleo de áridos coloreados naturalmente o
artificialmente.
v. Los pigmentos han de reunir una serie de características:
 Baratos.
 Insolubles en agua.
 Estables ante agentes atmosféricos.
 Estables frente a agentes químicos.
 Elevado poder colorante para reducir las
cantidades.
 No contener impurezas que sean motivo de
aparición de eflorescencias.
 No afectar al tiempo de fraguado del yeso.
 Mezcla fácil y rápida con el yeso.
vi. Pigmentos más utilizados:
 Blancos:
Lipotón, blanco de zinc.
 Negros:
Negro de manganeso.
 Grises:
Negros de pequeño poder colorante.
 Rojos:
Óxidos de hierro.
 Rosas:
Rojos en proporciones pequeñas.
 Amarillos:
 Cremas:
 Gamuzas:
 Naranja.
 Pardos.
 Azules.
 Verdes.
 Violetas.
1) Historia:
La cal es uno de los materiales de construcción más antiguos ya que la
más remota utilización de la cal de que se tiene noticia cierta es de unos 4000
años antes de Jesucristo en el revestimiento de las pirámides de Egipto.
Se sabe que en la Muralla China se empleó ampliamente el mortero de
cal.
Conoció el pueblo romano con más perfección el proceso de fabricación.
Vitrubio estableció especificaciones para el uso de la cal en morteros, en
enlucidos y en carreteras, en base a las cuales se construyó la Vía Apia.
La mayor contribución de los romanos a la tecnología de la cal fue la
adición a la cal viva de cenizas volcánicas ricas en sílice, con lo cual se obtenía
un material que fraguaba bajo el agua a diferencia de la cal viva sin ninguna
adición, que no fraguaba más que al aire.
Durante siglos se ha considerado como caliza impura, inadecuada para la
fabricación de cal, la que contenía arcilla, hasta que en el siglo XVIII, en
Inglaterra, se comprobó que con esta caliza se obtenía una cal de mayor
calidad.
Vicat, en la segunda década del siglo XIX, definió la teoría de la
hidraulicidad afirmando que, cuando la caliza contiene una cierta proporción de
arcilla íntimamente mezclada, da lugar, por cocción, a una cal hidráulica.
Incluso llegó a fabricar una cal hidráulica artificial mezclando la arcilla y la caliza
y cociendo después dicha mezcla.
Por modificaciones y mejoras sucesivas del experimento de Vicat, se
llegó al cemento Portland. Este destronó a la cal hidráulica, adquiriendo
rápidamente la hegemonía que hoy tiene en el campo de los conglomerantes.
2) Naturaleza de las cales:
Se llama cal a todo producto, sea cual fuere su composición y aspecto físico,
que proceda de la calcinación de piedras calizas. Después del proceso de
calcinación hay que proceder a la extinción o apagado del producto anhidro,
con lo cual se obtiene un material hidratado en forma de pulverulenta o
pastosa, según la cantidad de agua añadida.
Con una calcinación hasta unos 900-1000ºC se verifica:
CO3Ca + calor  CO2 + CaO
Es decir, se descompone el carbonato cálcico en óxido de calcio y en anhídrico
carbónico, desprendiéndose éste con los productos de la combustión.
Durante el apagado se verifica:
CaO + H2O  Ca(OH)2
O, lo que es lo mismo, se forma el hidróxido cálcico, el cual, al ser puesto en
obra, se recarbonata, según la reacción:
Ca(OH)2 + CO2  CO3Ca + H2O
Al absorber el anhídrico carbónico de la atmósfera.
Cuando la piedra caliza de la que se parte contiene como impurezas sílice
o alúmina y se calcina a temperatura de unos 1200ºC, se disocia el carbonato
dando óxido de calcio y anhídrico carbónico, reaccionando, entonces, el óxido
de calcio con los componentes arcillosos de la piedra.
Se forma así una cal hidráulica, denominación que proviene de fraguar
en ambiente húmedo e, incluso, bajo el agua. Las propiedades hidráulicas del
material obtenido son atribuidas a los silicatos, aluminatos y ferritos formados.
Como consecuencia de las variaciones de composición de la roca de
partida pueden obtenerse una serie de cales, que varían desde las cales muy
puras; altamente cálcicas, hasta altamente hidráulicas, con contenidos de óxido
de calcio de un 50% y aún menos.
El carbonato cálcico se obtiene de:
 Caliza CaCO3
 Dolomía CaMgCO3
3) Nomenclatura:
Existen dos tipos fundamentales de cales:
a) Cal aérea:
 Producida a partir de calizas de las que mediante la operación
de cocción, se obtiene la cal viva, la cual está compuesta de:
 Óxido de calcio.
 Cuando se presenta en terrones, recibe el nombre de cal en
terrones.
 Cal apagada:
 Al añadir agua a la cal viva.
 Compuesta por hidróxido de calcio.
 Cal en polvo:
 Cuando el agua añadida ha sido la indispensable para
formar el hidróxido.
 Es un producto polvoriento.
 Cal en pasta:
 Si una vez formada la cal en polvo se sigue añadiendo
agua.
 Cal grasa:
 Cuando la cal aérea tiene como máximo un 5% de óxido
magnésico.
 Cal dolomítica, gris, árida o magra:
 Cuando la cal aérea contiene más de un 5% de óxido de
magnesio.
b) Cal hidráulica:
 Material pulvurento e hidratado.
 Obtenido al calcinar calizas que contienen sílice y alúmina, a
temperatura casi de fusión para que:
 Se forme el óxido de calcio libre necesario para
permitir su hidratación.
 Deje cierta cantidad de silicatos de calcio
deshidratados que dan al material sus
propiedades hidráulicas.
 De alto contenido en magnesia:
 Contenido en óxido de magnesio mayor del 5%.
 De bajo contenido en magnesia:
 Contenido en óxido de magnesio menor del 5%.
4) Fabricación de la cal:
a) Elección de materias primas:
 Caliza:
 Cuando es pura está constituida por carbonato cálcico,
con:
 56 partes de CaO.
 44 partes de CO2.
 Al calcinar la caliza pura se obtiene:
i. 56% de cal.
 Es raro encontrar calizas puras pues contiene
impurezas, que pueden ser:
 Arcillosas: con esta impureza, la cal es adecuada
para la fabricación de caliza hidráulica. Según el
porcentaje de arcilla hay:
 Caliza margosa: menos del 15%.
 Marga: entre el 15 y el 30%.
 Marga arcillosa: entre el 30y el 75%.
 Es frecuente que parte de la cal contenida en la caliza
se encuentra en forma de magnesia (MgO).
 El origen formativo de la caliza puede ser:
 Químico: producidas por evaporación del agua o
por descomposición del bicarbonato cálcico.
 Mecánico: producida por sedimentación del
carbonato cálcico.
 Orgánico: formadas por conchas de moluscos
consolidadas por cemento de tipo calcáreo.
b) Explotación de canteras:
No responde a una ley general, cada explotación necesitará un
estudio detallado y determinado. En general:
 Cerciorarse de la calidad de la materia prima.
 Sondeos.
 Pueden ser explotaciones en galería o a cielo abierto.
 Arranque mediante explosivos.
 En las explosiones se obtienen grandes bloques que han de ser
reducir de tamaño, esto se hace mediante taqueo.
 El transporte de cantera a fábrica mediante:
 Carro.
 Camión.
 Vagoneta.
 Plano inclinado.
 Tranvía aéreo.
c) Trituración previa:
 Machacadora.
 Molino.
d) Calcinación:
 El calor comunicado a la caliza para su transformación en cal
es aprovechado para evaporar el agua de cantera, elevar la
temperatura de la caliza hasta el punto crítico de
descomposición del carbonato y en producir esta
descomposición.
 La temperatura de disociación de un carbonato cálcico puro, a
presión atmosférica, es de 898ºC.
 La temperatura de disociación del carbonato magnésico es del
orden de 750ºC.
 Cuanto más próxima sea la temperatura a la mínima requerida
durante la producción de la cal, ésta será de mayor calidad.
 La temperatura más corriente de cocción de la cal aérea es de
1050-1100ºC.
 La temperatura más corriente de cocción de la cal hidráulica es
del orden de 1200ºC.
 Tipos de hornos:
 Intermitentes: se subdividen en:
 Rudimentarios:
 La calidad de la cal obtenida es mala.
 De cuba:
 Hechos de mampostería.
 Cámara cilíndrica.
 En su interior, un forro de ladrillo
refractario.
 Cámara de combustión llamada larga.
 La cocción dura 5 días.
 Anticuado y de baja producción.
 Continuos:
 Verticales:
 Cilindro de acero o albañilería forrado
interiormente de material refractario.
 Quemadores periféricos que inyectan en el
horno gases calientes.
 Consumo de 150kg de combustible por
tonelada de producción.
 Existe una relación entre el diámetro de los
bloques de caliza y el diámetro del
combustible.
 Requiere mano de obra considerable y
costosa.
 Poca calidad del producto.
 Rotatorios:
 Para grandes producciones.
 Cilindros de acero apoyados en anillos
también de acero que ruedan
sobre
rodillos del mismo material.
 La velocidad de gira es lenta.
 Todo el tubo está revestido de ladrillo
refractario.
 Se obtiene una gran producción y un
material uniforme de gran calidad.
5) Apagado de la cal:
A. Consideraciones previas:
El óxido de calcio se combina con el agua dando lugar al hidróxido
cálcico, desprendimiento de calor y provocando un aumento de volumen. La
reacción viene definida por la fórmula:
CaO + H2O  Ca(OH)2
56 partes de cal + 18 partes de agua producen 74 partes de cal
apagada.
La velocidad de hidratación depende de los siguientes factores:
 De las cantidades físicas de la cal viva:
 La reacción de hidratación tiene lugar entre un fluido y un
sólido, por esto sólo se realizará en la superficie expuesta de
éste, y es claro que la cal finamente dividida o en terrones
muy porosos presentará una gran superficie a la acción del
agua y se hidratará rápidamente.
 De la composición química de la cal viva:
 Cuanto más pura sea la cal viva, mayor será la velocidad de
hidratación.
 De la temperatura de cocción de la caliza:
 La cal producida es muy irregular, dentro de un mismo terrón
hay:
 Zonas poco cocidas.
 Zonas bien cocidas.
 Zonas sobrecocidas.
 Cada zona tendrá una velocidad de hidratación diferente.
 Dependiendo de la velocidad de la reacción es la forma
obtenida de hidróxido cálcico: cuando:
 La reacción es lenta se forma un hidróxido cálcico
cristalino.
 La reacción es rápida se forma un hidróxido cálcico
coloidal(la
forma
coloidal
proporciona
mayor
plasticidad).
El apagado se realiza humedeciendo la cal hidráulica con suficiente
cantidad de agua, apilándola en montones y cubriendo éstos con arena para
conservar la temperatura, ya que ésta tiene un papel importante en la
hidratación.
B. Sistemas de apagado:
a) Al aire:
 La cal viva expuesta al aire absorbe la humedad de éste
y llega a apagarse, pulverizándose por efecto del
aumento de volumen.
 El proceso es lento y tiene el inconveniente de que, tras
el apagado, se produce el proceso de recarbonización
por reacción con el CO2 del ambiente, perdiendo sus
propiedades conglomerantes.
 Se utiliza este sistema cuando se trata de conservar por
algún tiempo la cal antes de utilizarla.
b) Por aspersión:
 La cal viva dispuesta en capas se riega con agua y se
reduce a polvo por sí misma.
 Si se va a usar rápidamente se envasa.
 Si se va a almacenar se cubre de arena.
c) Por fusión:
 Consiste en añadir agua a la cal viva en un estanque.
 Se utiliza cuando se apaga la cal en obra en el momento
de la utilización, el recipiente de apagado es un hoyo
practicado en el montón de arena preparado para hacer
el mortero correspondiente.
 Por este sistema se obtiene la cal apagada en pasta.
 La cantidad de agua es determinada, de lo contrario
puede producirse:
 Cocción: por adición insuficiente de agua de
forma que algunas partes de la cal han recibido
poca agua produciéndose una elevación de
temperatura grande.
 Inundación: excesiva cantidad de agua que
retarda la hidratación por mantener la
temperatura demasiado baja.
d) En autoclaves:
 La cal apagada en autoclave presenta una plasticidad
mucho mayor que la apagada a presión atmosférica, por
lo que es muchísimo más fácil de extender con la llana
con lo que el rendimiento, en operaciones de acabado
de enlucidos, aumenta considerablemente.
e) En hidratadores mecánicos:
 Se obtiene un material de calidad.
 El mayor éxito de estos aparatos estriba en ser
alimentados con una cal uniforme. Sólo así pueden dar
un producto de calidad constante.
Sea cual sea el procedimiento de apagado, debe saberse que la cal
apagada no debe utilizarse inmediatamente sino que hay que contar un plazo
de 4 a 5 semanas de almacenaje sin contacto con el aire para que:
 Conseguir la perfecta y total hidratación.
 Evitar expansiones retardadas.
6) Cribado, almacenaje y expedición:
 La cal viva no puede almacenarse durante mucho tiempo porque se
apaga fácilmente al aire.
 Se envasa en sacos o recipientes lo más impermeables y herméticos
posible.
 Las cales hidráulicas se someten a cernido tras el apagado.
 Flor de cal:
 La cal que pasa por el tamiz.
 Grappiers:
 Residuo que queda en el tamiz, son gránulos sobrecocidos.
 Cemento de grappier:
 Se muelen los grappiers y se añaden a la flor de cal para
obtenerlo.
 Presenta unas características hidráulicas y mecánicas mejores
que las de la cal hidráulica.
 La cal hidráulica requiere para su conservación:
 Conservación en almacenes muy secos.
 Sin contacto alguno con el aire.
 Envasado en sacos de papel crafft.
7) Ciclo de la cal para la cal aérea:
Cocción
CaCO3 (calor) CaO + CO2
Se obtiene cal en terrones
(cal viva)
Apagado CaO + H2O  Ca(OH)2 + 15100calorias (120ºC)
Se
obtiene cal en polvo o en pasta si sobra agua
Fraguado Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O (se evapora poco a poco
puesta en obra hasta obtener un material rígido)
8) Clasificación de las cales:
A. Cales aéreas:
Según las normas españolas se clasifican en:
a) Cal aérea I:
 CaO + MgO (90% mínimo).
 CO2 (5 máximo).
 Se utiliza en:
i. Revocos.
ii. Blanqueos.
iii. Acabados.
iv. Morteros de albañilería.
b) Cal aérea II:
 CaO + MgO (60% mínimo).
 CO2 (5% máximo).
 Se utiliza en:
i. Trabajos toscos.
ii. Morteros para sentar fábricas.
<5% MgO se llama cal grasa.
>5% MgO se llama cal magra.
B. Cales hidráulicas:
Se atiende a sus características de hidraulicidad, en España, se
definen tres tipos:
a) Cal hidráulica I.
 SiO2 + Al2O3 + Fe2O (20% mínimo).
 CO2 (5% máximo).
b) Cal hidráulica II.
 SiO2 + Al2O3 + Fe2O (15% mínimo).
 CO2 (5% máximo).
c) Cal hidráulica III.
 SiO2 + Al2O3 + Fe2O (10% mínimo).
 CO2 (5% máximo).
Según la enorme UNE/ENV 459-1 1996
1. Cal de alto contenido en calcio CL. Varios tipos:
i. CL 70: 70% mínimo de CaO + MgO <5% de MgO
 Componentes:
 CaO
 Ca(OH)2
ii. CL 80: 80% mínimo de CaO + MgO <5% de MgO
 Componentes:
 CaO
 Ca(OH)2
iii. CL 90: 90% mínimo de CaO + MgO <5% de MgO
 Componentes:
 CaO
 Ca(OH)2
2. Dolomía calcinada DL: varios tipos:
i. DL 80: 80% mínimo de CaO + MgO >5% MgO
 Componentes:
 MgO.
 Mg(OH)2
 CaO
 Ca(OH)2
ii. DL 85: 85% mínimo de CaO + MgO >30% MgO
 Componentes:
 MgO.
 Mg(OH)2
 CaO
 Ca(OH)2
3. Cal hidráulica HL: varios tipos:
i. HL 2: 2 Mpa o Newton/mm2, resistencia mínima a
compresión a los 28 días.
 Componentes:
 SiO2
 Al2O3
 Fe2O3
 CaO
 Ca(OH)2
 MgO
 Mg(OH)2
ii. HL 3.5: 3.5 Mpa o Newton/mm2, resistencia mínima a
compresión a los 28 días.
 Componentes:
 SiO2
 Al2O3
 Fe2O3
 CaO
 Ca(OH)2
 MgO
 Mg(OH)2
iii. HL 5: 5 Mpa o Newton/mm2, resistencia mínima a
compresión a los 28 días.
 Componentes:
 SiO2
 Al2O3
 Fe2O3
 CaO
 Ca(OH)2
 MgO
 Mg(OH)2
9) Propiedades de las cales:
(a) Densidades:
 Densidad de conjunto de cal aérea: 0.4 Kg/dm3.
 Densidad de conjunto de cal hidráulica: 0,5-0,9 Kg/dm3.
 Densidad real de cal aérea: 2,25 Kg/dm3.
 Densidad real de cal hidráulica: 2,5-3 Kg/dm3.
 CL: 0.9-0.6
 DL: 0.4-0.6
 HL: 0.4-1.0
(b) Hidraulicidad:
 Índice de hidraulicidad= (SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 [arcilla] /
CaO + MgO [caliza]). (tantos por ciento, peso, de los
distintos componentes, antes de la cocción).
 Mide la hidraulicidad, es el cociente entre componentes
ácidos y básicos.
 Módulo de la hidraulicidad: 1/Ih
 Índice de hidraulicidad:
 <0.10 para la cal aérea.
 0.10<I<0.50 para la cal hidráulica.
 0.50<I<0.65 para cemento lento.
 0.65<I<1.20 para cemento rápido.
 De menor a mayor índice de hidraulicidad:
 Cal aérea.
 Cal débilmente hidráulica.
 Cal medianamente hidráulica.
 Cal hidráulica normal.
 Cal eminentemente hidráulica.
(c) Finura de molido:
(d) Fraguado:
 Es un proceso químico.
 Consiste en la evaporación del exceso de agua empleado en
amasar la pasta seguido de una sustitución del agua por el CO2
de la atmósfera, pasando de nuevo del hidróxido al carbonato
cálcico, cerrando de esta manera el ciclo.
(e) Plasticidad:
 Facilidad con que una masa de cal se extiende con la llana.
 Es frecuente la adición de cal a los morteros de cemento, los
cuales adquieren así una mayor untuosidad facilitando su
puesta en obra.
(f) Rendimiento:
 Viene expresado por el volumen de pasta de una consistencia
determinada obtenida con la unidad de peso de cal viva.
(g) Estabilidad de volumen:
 Una vez apagada la cal hay que reposarla durante cinco
semanas para asegurar el apagado, se produce: un aumento
de volumen del 250-300%.
 A veces, la presenta una expansión más o menos grande
después del fraguado, ésta se manifiesta meses después de
realizada la obra.
 Se acusa en la aparición de grietas horizontales del enlucido
coincidentes con las juntas de los ladrillos.
 Se mide mediante la aguja de Le Chatelier.
 Dos causas:
 Existencia de cal libre sin hidratar, al apagarse después
de puesta en obra aumenta de volumen.
 Magnesia sin hidratar, la hidratación de este óxido es
muy lenta y si no se toman precauciones, puede
hidratarse, con la consiguiente expansión, meses
después de colocada en la obra.
 Los procesos de fraguado y endurecimiento de la cal van
siempre acompañados de una retracción, contracción de
volumen que es debida a la pérdida de agua.
(h) Resistencias mecánicas:
 Las cales aéreas no dan altas resistencias a compresión.
 Las cales hidráulicas no dan altas resistencias a compresión.
 Existe otro valor de resistencia a la compresión a los 7 días con
unos valores máximos para la cal hidráulica, valor máximo
porque:
 Demasiada resistencia mecánica lleva a una
menor trabajabilidad.
(i) Tiempo de fraguado:
 Principio de fraguado: HL>1 hora.
 Final de fraguado: HL <15 horas.
10)Ensayo de las cales:
A. Análisis químico:
1. Determinación de la pérdida al fuego.
2. Anhídrico carbónico.
3. Agua total.
4. Anhídrico silícico y residuo insoluble.
5. Óxidos de aluminio y hierro.
6. Óxido férrico.
7. Óxido cálcico.
8. Óxido magnésico.
9. Anhídrico sulfúrico.
B. Ensayos físicos y mecánicos:
1. Expansión.
2. Resistencia a la tracción.
3. Resistencia a compresión.
11)Usos de las cales:
Tiene un amplio campo de utilización en muchos ámbitos, los más
importantes en construcción son el darle trabajabilidad a los morteros y para el
esgrafiado, nos centraremos en los usos de la cal en la construcción:
a) Morteros:
Unión de agua+ conglomerante +árido fino(si es grueso se forma
hormigón)
1-2 parte de cal-parte de arena
1-3 parte de cal-parte de arena
 De Cal:
 Mediante adición de arena.
 Tanto cal aérea como hidráulica.
 El mortero está destinado a unir una serie de elementos
pequeños para constituir una
unidad de obra con
características propias.
 El mortero ha de reunir una serie de características:
 Debe poder ser manejado con facilidad.
 Capacidad de retener agua para evitar que ésta sea
absorbida por los ladrillos. Esta propiedad tiene especial
importancia cuando se trata de morteros bastardos de
cal y cemento puesto que disminuye el riesgo de que el
mortero se quede sin el agua necesaria para su
fraguado.
 Debe tener suficiente resistencia para soportar las
cargas que han de actuar sobre el muro y debe
desarrollarla relativamente deprisa, para conseguirle se
le añade cemento.
 La resistencia del mortero no debe ser mayor que la de
las piedras o ladrillos que ha de unir.
 La adherencia entre el mortero y las piezas que une
debe ser buena para evitar la penetración de la lluvia.
 Bastardo:
 1(cemento)-1(cal)-6(arena)
 1(cemento)-2(cal)-8(arena)
b) Enlucidos:
 Las obras debe ponerse en funcionamiento lo más
pronto posible después de su terminación ya que, de lo
contrario, supone unas inmovilizaciones de capital que
pueden tener efectos económicos desfavorables.
 Como el enlucido es una de las últimas unidades de
obra que se realizan, ya puede comprenderse que no
interesa que éste sea de fraguado lento, porque ello
retrasaría el uso de la obra.
 Por ello, la cal se mezcla con otros conglomerantes de
fraguado más rápido (yeso, cemento).
c) Esgrafiados:
 Enlucidos característicos de Segovia.
 Sobre una capa de preparación se extienden otras dos,
sobre la última capa se coloca una plantilla con el dibujo
deseado con una herramienta llamada grafio que
elimina la capa superficial dejando un dibujo en relieve.
d) Ladrillos silico-calcáreos:
 Ladrillos constituidos por cal y arena.
 La arena, rica en sílice y de granulometría muy
determinada, representa el 90% del ladrillo.
 Utiliza el autoclave y el prensado.
 Pueden ser:
 Macizos.
 Aplantillados.
 Perforados.
 La resistencia a compresión oscila entre 70-400 Kg/cm2
y depende de varios factores:
 Arena:
i. Granulometría y composición.
 Cal:
i. Cuanta más cal, más resistencia.
 Presión:
i. Al aumentar la presión de prensado,
aumenta la resistencia.
 Tratamiento de vapor:
i. La resistencia aumenta al aumentar la
presión y la duración del tratamiento.
Cemento
1. Introducción:
En la constitución del hormigón la unión de los áridos se logra por
medio de cementos que generalmente son “cemento portland”; estos
pertenecen a la familia de los conglomerantes hidráulicos formados por
materiales pulvurentos artificiales de naturaleza inorgánica que reaccionan
con el agua dando lugar a un producto sólido resistente y estable, tanto en
el aire como en el agua.
De todos los conglomerantes hidráulicos, el cemento Pórtland y sus
derivados son los más empleados en la construcción debido a estar
formados, básicamente, por mezclas de caliza, arcilla y yeso que son
minerales muy abundantes en la naturaleza, ser su precio relativamente
bajo en comparación con otros cementos y tener unas propiedades muy
adecuadas para las metas que deben alcanzar.
Los cementos se emplean, fundamentalmente, para producir
morteros y hormigones cuando se mezclan con agua y áridos, naturales o
artificiales, obteniéndose con ellos elementos constructivos prefabricados o
construidos in situ.
2. Historia del cemento portland:
Hasta el siglo dieciocho los únicos conglomerantes usados fueron los
yesos y las cales hidráulicas, es durante este siglo cuando empieza a ser
importante el interés por el cemento.
El ingeniero inglés John Smeaton encuentra que el mortero formado
por adición de puzolana a una caliza con alta proporción de arcilla era el que
mejor resultado daba frente a la acción de las aguas marinas. Se confirmaba
que la presencia de arcilla en las cales no sólo no las perjudicaba sino que
las mejoraba haciendo posible el fraguado de la cal bajo el agua y que una
vez endurecidas fueran insolubles.
Vicat fue un estudioso de la hidraulicidad de las cales que contenían
arcillas y fruto de sus estudios son los primeros cementos naturales,
precursores de los actuales portland.
En 1824, Joseph Aspdin, constructor de Leeds, en Inglaterra, daba el
nombre de portland y patentaba un material pulvurento que amasado con
agua y con arena se endurecía formando un conglomerado de aspecto
parecido a las calizas de la isla de Portland. No era exactamente como el
portland actual, este no llegaría hasta que Isaac Jonson molió finamente los
nódulos sobrecocidos que quedaban a la salida del horno de Aspdin, con ello
mejoró:
 Las dosificaciones.
 Aumentó las temperaturas de cocción hasta lograr la
sinterización de la mezcla.
En el siglo diecinueve empieza a extenderse de manera extraordinaria el
uso del cemento y en los inicios del siglo veinte se impone el cemento portland
a los naturales. El cemento portland ha llegado a una gran perfección y es
material industrializado de construcción de mayor consumo. Se puede decir que
el cemento es el alma del hormigón, yendo destinada, prácticamente, toda su
producción a enlazar piedras sueltas para crear el material pétreo que
conocemos como hormigón.
Fundamentales fueron para esta consolidación las aportaciones de
Michaelis y Le Chatelier. En sus teorías se apoya toda la investigación actual.
3. Composición del cemento portland:
Cemento= Clínker + componentes principales + componentes
minoritarios + regulador del fraguado(yeso que protege y ralentiza la
entrada de agua en las moléculas de C3A) + aditivos(aireantes,
hidrofugantes)
 Definiciones:
 Crudo: mezcla molida de materias primas y correctores
dosificados a fin de obtener la composición precisa en
óxidos para el tipo de cemento a fabricar.
 Clínker: componente principal del cemento portland
obtenido por sinterización de una mezcla homogénea de
materias primas conteniendo elementos normalmente
expresados en forma de óxidos CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3
y pequeñas cantidades de otras materias.
 Cemento: conglomerante hidráulico, es decir, un
material inorgánico finamente molido que, amasado con
agua, forma una pasta que fragua y endurece por medio
de reacciones y procesos de hidratación que una vez
endurecido conserva su resistencia y estabilidad incluso
debajo del agua.
 Adiciones: materiales inorgánicos, puzolánicos o con
hidraulicidad latente que pueden añadirse al cemento,
mortero u hormigón, con la finalidad de mejorar algunas
de las características físicas o químicas de los mismos o
de conferirles algunas especiales.
 Aditivos: componentes no contemplados en la UNE-EN
197-1 como principales, minoritarios o reguladores de
fraguado que se añaden para mejorar la fabricación o
las propiedades del cemento.
A. Materias primas:
El cemento portland está formado, básicamente, por la
molienda conjunta del producto resultante de la cocción, hasta
sinterización, de una mezcla de caliza y arcilla que recibe el
nombre de clinker y de un material empleado como regulador de
fraguado que, generalmente, es yeso dihidrato.
El clínker de cemento portland se obtiene por sinterización
de una mezcla homogénea de materias primas (crudo, pasta o
harina) conteniendo elementos, normalmente expresados en
forma de óxidos y pequeñas cantidades de otras materias.
Clínker:
i.
Componente básico del cemento.
ii. Formado por la mezcla de:
o Silicatos.
o Aluminato.
o Ferrito aluminato de cal.
Para conseguir estos productos, es necesario que en las
materias primas del crudo(material que se cuece en el horno)
estén:
a. Óxido de sílice. SiO2 (S)
b. Óxido de aluminio. Al2O3
(A). Actua como
catalizador en el horno.
c. Óxido de hierro. Fe2O3 (F). Actúa como fundente en
el horno.
d. Cal. CaO (C)
Todos ellos en proporciones muy concretas. Es difícil
encontrar una sola sustancia que los posea en las proporciones
exigidas, por lo tanto a de recurrirse a la mezcla de varios
componentes que pueden ser:
 Caliza.
 Arcilla.
Como primera opción. Otra forma sería:
 Caliza.
 Sílice y productos arenosas.
 Marga.
Incluso con estas mezclas es complicado llegar a las
cantidades proporcionadas de los óxidos anteriores que se
necesitan, por lo tanto, es necesario añadir correctores:
 Arena. (aumentar el contenido de anhídrico
silícico).
 Minerales de hierro. (aumentar el contenido de
hierro).
 Cenizas procedentes de la tostación de la pirita.
(aumentar el contenido de hierro).
 Bauxita. (aumentar el contenido de alúmina).
La mezcla de materias primas y correctores, dosificada a fin
de obtener la composición precisa en óxidos para el tipo de
cemento a fabricar, y molida forma el crudo que alimenta el horno
a fin de obtener el clínker de cemento portland.
Acompañando a los óxido anteriores, aparecen en las
materias primas otros que no son tan deseables que son:
 Óxido de magnesio. MgO (M)
 Óxido de sodio. Na2O (N)
 Óxido de potasio. K2O (K)
 Anhídrico sulfúrico. SO3 (S)
En la siguiente tabla se indica los porcentajes.
Otros componentes:
 Combustibles:
 Carbones de lignito.
 Carbones de hulla.
 Fuel-oil.
 Gas natural.
 Neumáticos molidos de automóvil.
 Trapos usados.
B. Componentes principales del clínker portland:
 Formados por la combinación de dos o más óxidos
principales que forman cristales mixtos.
 Hasta el 88% de los componentes del clínker se
encuentran en estado cristalino.
 Entre el 2% y el 12% se encuentra en estado amorfo.
 Se observan en el siguiente cuadro:
De todos los componentes principales los silicatos suman del 60&
al 80% y son los responsables de las resistencias mecánicas del
cemento. En general, estos silicatos no se encuentran puros en el clínker
sino constituyendo pequeñas cantidades de alumina, magnesia y otros
óxidos, es por ello, por lo que a estos silicatos y demás componentes se
les suele denominar por su nombre mineralógico:
 Alita.
 Belita.
 Celita.
Por otra parte hay que hacer algunas consideraciones:
 El cociente entre la cantidad de CaO y de SiO2
no debe ser inferior a 2.
 El contenido de MgO no debe exceder del 5%
de la masa total.
Individualmente:
a) Silicato tricálcico, C3S [3CaO.SiO2], alita:
i. Componente principal del clínker.
ii. Confiere altas resistencias mecánicas iniciales al
cemento.
iii. En una sola semana desarrolla sus resistencias.
iv. Tras esta semana, las resistencias aumentan de
manera lenta.
v. Elevado calor de hidratación liberado en su
reacción con el agua (120cal/g).
b) Silicato bicálcico, C2S [2CaO.SiO2], belita:
i. Da pocas resistencias en los primeros días pero
luego las va desarrollando progresivamente hasta
alcanzar al silicato tricálcico.
ii. Calor de hidratación 60cal/g.
c) Aluminato tricálcico, C3A [3CaO.Al2O3]:
i. Por sí solo no, pero en presencia de silicatos,
desarrolla unas resistencias iniciales buenas.
ii. Su hidratación al contacto con agua es
inmediata liberando 207cal/g.
iii. Para
retrasar
esta
contraproducente
hidratación instantánea, se utiliza un
regulador de fraguado: yeso.
iv. Los morteros con alto contenido en aluminato
tricálcico son muy sensibles al ataque de
sulfatos.
d) Ferrito
aluminato
tetracálcico,
C4AF
[4CaO.Al2O3.Fe2O3C4AF], celita:
i. Apenas contribuye a la resistencia mecánica
del cemento.
ii. Hidratación rápida.
iii.
iv.
Calor de hidratación 100cal/g.
El hierro que forma la celita confiere el color
gris verdoso del cemento portland cuando su
cantidad es del 3%.
v. Cuando su contenido es del 0,5%, se obtienen
los cementos portland blancos.
El módulo de elasticidad de la pasta del cemento endurecido está
relacionado con sus resistencias mecánicas siendo, por tanto, al igual que
ocurre con éstas, función de su composición mineralógica.
C. Componentes secundarios:
Aunque entran en reducidas proporciones en la composición
del clínker no por eso dejan de tener importancia debido a los efectos
negativos a que pueden dan lugar, estos componentes secundarios
son:
Los componentes adicionales minoritarios son materiales
minerales naturales o derivados del proceso de fabricación del
clínker.
No aumentan sensiblemente la demanda de agua del cemento,
no disminuirán la resistencia del hormigón o del mortero en ningún
caso, ni reducirán la protección de las armaduras frente a la
corrosión.
Estos componentes suelen mejorar las propiedades físicas de
los cementos
 Cal libre. CaO:
o Óxido frecuente en el cemento portland.
o Su presencia es debida a un fallo de
fabricación de muy diversas causas.
o La hidratación de la cal libre es expansiva
pudiendo dar lugar a fisuras superficiales en el
hormigón.
 Magnesia. MgO:
o Es muy nocivo por lo que la normativa limita
su porcentaje en el cemento portland.
o El más peligroso es el que se encuentra en
forma de periclasa que se produce cuando:
 MgO más de 2% de masa total.
 Enfriamiento lento del clinker.
o Procede de las calizas que poseen MgCO3.
o Algunas veces las escorias de horno alto
contienen fuertes cantidades de MgO libre.
 Alcalinos. K2O, Na2O.
o Influyen negativamente en la durabilidad de
los morteros y hormigones que contengan
áridos reactivos.
o En cementos con este tipo de áridos, el
contenido de alcalinos no debe ser superior al
0.6%.
o Los alcalinos solubles son fuente de aparición
de eflorescencias y aceleran el fraguado
además de provocar la corrosión de vidrios
en contacto con mortero u hormigón.
 Anhídrico sulfúrico. SO3
o Se encuentra azufre en forma de sulfuro en
casi todas las materias primas.
o También
pueden
encontrarse
en
los
combustibles.
o El azufre en el horno se transforma en SO2
que en estado gaseoso reacciona con los
álcalis volatilizados formando sulfatos alcalinos
que en el clínker:
i. Mejoran las resistencias iniciales del
cemento.
ii. Al formarse a partir de SO2 reducen las
emisiones de este contaminante gas.
o En los cementos el contenido de azufre es
mucho más elevado que en el clinker debido
a la aportación que se hace en estos de yeso
dihidrato como regulador de fraguado.
o Para evitar problemas de expansión, el
contenido de SO3 se encuentra limitado en
los cementos al 4.5% como máximo.
Junto a las resistencias mecánicas, son la estabilidad
de volumen y la durabilidad las características más
importantes a exigir a los cementos. Los cuatro
componentes principales indicados en el apartado anterior,
no dan lugar a inestabilidad después de hidratados debido a
que su volumen al reaccionar con el agua es inferior a la
suma de los volúmenes de los constituyentes anhidros y del
agua precisa para la hidratación de los mismos. Por el
contrario, la cal y la magnesia libres cristalizadas al
hidratarse, sin disolución previa, dan lugar a productos
pulvurentos con marcada expansión y con los consiguientes
efectos indeseables sobre los morteros y hormigones.
D. Módulos del cemento portland:
Las relaciones formadas entre los óxidos principales que
intervienen en la composición dan lugar a diferentes módulos:
a) Módulo hidráulico:
 MH=CaO/SiO2 soluble + Al2O3 + Fe2O3
 Debe estar comprendido entre 1,7 y 2,3.
 Cementos de buena calidad en torno al 2.
 <1,7---->resistencias mecánicas débiles.
 >2,4----->inestabilidad de volumen.
b) Módulo de silicatos
 MS=SiO2/Al2O3 + Fe2O3
Su valor debe estar comprendido entre 1,9 y
3,2.
 Valores altos indican cementos de fraguado y
endurecimiento lento con malas condiciones
de cocción.
c) Módulo de fundentes:
 MF=Al2O3/Fe2O3
 Valor que oscila entre 1,5 y 2,5.
 Un valor alto junto con un módulo de silicatos
bajo da lugar a un cemento de fraguado
rápido.
 Valor 0,637 indica que toda la alumina estará
formando ferrito aluminato de cal y no se
formará nada de C3A.
d) Índice de saturación en cal:
 Exceso de cal: cementos expansivos.
 Defecto de cal:
cementos de bajas
resistencias y lentos en su fraguado y
endurecimiento.
 Es preciso que la relación entre el contenido
de cal disponible en el clínker y el máximo
contenido de cal permitida se aproxime lo
máximo posible a la unidad.
 IS=CaO – 0,7 SO3/2,8 SiO2 + 1,2 Al2O3 +
0,65 Fe2O3
 Nunca <0,7 ni >1,02.

E. Adiciones
Materiales
inorgánicos,
puzolánicos
o
con
hidraulicidad latente que pueden añadirse al cemento para
mejorar algunas de sus características físicas o químicas.
Se añaden al molino de cemento junto con el clínker
y el regulador de fraguado. Las adiciones pueden ser:
a) Puzolanas naturales:
 Materias sólidas de naturaleza silíceasílico-aluminosa,
capaces
de
combinarse con la cal hidráulica o
procedente de la hidratación de los
cementos, a temperatura ambiente y
presencia de agua, para formar
compuestos similares a los originados
en hidratación de los componentes
principales del cemento portland.
 Son
sustancias
naturales
de
composición silícea o sílico-aluminosa o
combinación de ambas.
 Los
materiales
puzolánicos
no
endurecen por sí mismos cuando se
amasan con agua, pero finamente
molidos y en presencia de agua
reaccionan, a la temperatura ambiente
normal, con el hidróxido de calcio
disuelto para formar compuestos de
silicato de calcio y aluminato de calcio
capaces de desarrollar resistencias.
 Los materiales puzolánicos deben
prepararse correctamente, es decir,
deben
ser
seleccionados,
homogeneizados, secados o tratados
térmicamente
y
pulverizados,
dependiendo de su estado de
producción o de suministro.
 Hay dos clases:
 Natural o P:
o Materiales
de
origen
volcánico
o
rocas
sedimentarias
con
composición química y
mineralógica adecuada.
 Natural calcinada o Q:
o Materiales
de
origen
volcánico,
arcillas, pizarras o
rocas sedimentarias
activadas
por
tratamiento
térmico.
 Deben estar compuestas por:
 SiO2 reactiva.
 Al2O3
 Fe2O
 El contenido de SiO2 reactivo no
debe ser inferior al 25% en masa.
b) Cenizas volantes:
o Residuo sólido y en estado de fina división
procedente de la combustión de carbón
pulverizado y que es arrastrado por los gases
y recuperado por precipitación electroestática.
o Las cenizas volantes se obtienen por
precipitación electrostática o mecánica de
partículas pulvurentas arrastradas por los
flujos gaseosos de hornos alimentados con
carbón pulverizado
o Son capaces de combinarse con la cal
procedente de la hidratación de los
componentes activos del cemento portland
para dar compuestos, especialmente silicatos
o
o
o
o
hidratados que contribuyen a incrementar las
resistencias mecánicas del cemento.
Sus partículas son microesferas de superficie
específica de 500m2/kg.
Diámetro entre 1 y 150 micras.
Contenido en SiO2 entre el 34 y el 62%.
Dos tipos:
o V. Naturaleza silícea:
 Es un polvo fino de partículas
esféricas que tiene propiedades
puzolánicas.
 SiO2 reactivo.
 Al2O3.
 Fe2O3.
 CaO reactivo menos del 10%.
 CaO libre 1%.
o W. Naturaleza calcárea.
 Propiedades puzolánicas.
 Es un polvo fino.
 Propiedades hidráulicas.
 CaO reactiva.
 SiO2 reactivo.
 Al2O3.
 Fe2O3.
 CaO reactivo no menor del 10%.
Reducen el costo de fabricación.
o
c) Humo de sílice:
o Es un subproducto pulvurento esferoidal procedente de
la fabricación en hornos eléctricos del silicio y del
ferrosilicato a partir de cuarzo, caliza y hierro.
o Se origina por la reducción de cuarzo de elevada pureza
con carbón en hornos de arco eléctrico, para la
producción de silicio y aleaciones de ferrosilicio y
consiste en partículas esféricas muy finas conteniendo
al menos el 85% en masa de dióxido de sílice amorfa.
o Formado por partículas esféricas de una gran finura
compuestas de SiO2 amorfa en un porcentaje entre 82
al 96%.
o Superficie específica de 20000m2/kg.
o Diámetro medio de 0,1 micras.
d) Escoria granulada de horno alto: S
o Se obtiene por enfriamiento rápido de una escoria
fundida de composición adecuada, obtenida por la
fusión del mineral de hierro en un horno alto y
constituida al menos en dos tercios de su masa por
escoria vítrea y que posee propiedades hidráulicas
cuando se activa de manera adecuada.
Las escorias constituyen la ganga fundida que flota
sobre el arrabio en el crisol del horno alto, a la salida
del mismo las escorias se vitrifican y granulan al
enfriarse bruscamente con duchas de agua o al aire,
retenido en estado latente su energía de cristalización
que desprenderán al hidratarse posteriormente.
o Composición:
o 2/3 masa. CaO, MgO, SiO2.
o 1/3 Al2O3, pequeñas cantidades de otros
compuestos.
o
Las escorias se secan al llegar a la fábrica
en tambores rotatorios y posteriormente se muelen con
el clínker y el yeso en molinos de bolas.
e)Caliza: L, LL
 El contenido de carbonato de calcio calculado a partir del
contenido de óxido de calcio, no será inferior al 75% en
masa.
 Tipos:
o L:
 El contenido de carbono orgánico total no
excederá del 0,50% en masa.
o LL:
 El contenido de carbono orgánico total no
excederá del 0,20% en masa.
f)Esquisto calcinado: T
 Se produce en un horno especial a temperaturas de
aproximadamente 800ºC.
 El esquisto calcinado contiene fases del clínker,
principalmente silicato bicálcico y aluminato
monocálcico.
 En consecuencia, en estado finamente molido, el
esquisto calcinado presenta propiedades hidráulicas,
como las del cemento portland, así como
propiedades puzolánicas.
o
1. Fabricación del cemento portland:
 materias primas + correctores->crudo->horno->clínker + yeso>cemento
Hay dos sistemas:
 Vía húmeda:
 Las materias primas se deslíen en unos tanques.
 La pasta homogeneizada resultante alimenta el horno.
 Mayor consumo de combustible necesario para evaporar
la gran cantidad de agua que lleva la pasta.
 Vía seca:
 El horno se alimenta con la materia prima seca y
pulvurenta.
 Actualmente la mayoría del cemento se fabrica mediante
este método.
 Ahorro energético del 15% con respecto a la vía húmeda.
En los últimos años se ha avanzado mucho en todo el proceso de
fabricación del cemento, reduciendo el consumo energético y los costos y
mejorando la calidad y uniformidad de los productos obtenidos mediante la
automatización de las plantas y el control contínuo de calidad.
1) Preparación de las materias primas:
o Las materias primas extraídas de la cantera
por voladura se trituran en machacadoras de
mandíbulas.
o Tamaño final de 20 a 25mm.
o Algunas veces se llega hasta 3-5mm.
o El material triturado debe secarse dado que
su humedad dificulta la posterior molienda.
o El secado puede:
i. Hacerse separadamente y antes de la
molienda en secadores de tambor
(cilindros giratorios en los que las
materias primas se mueven bien en
contracorriente a los gases calientes).
ii. Simultáneamente a la molienda en los
molinos(tambor de acero, horizontal y
giratorio que voltean las materias
primas junto con una carga muy
importante de bolas de fundición, al
girar el molino, las bolas caen junto
con las materias primas chocando con
el revestimiento y desmenuzando a las
materias primas hasta convertirlas en
un material pulvurento, los molinos
pueden ser de una sola cámara o
generalmente de tres [ primera cámara
se realiza la molienda por impacto, en
la segunda por impacto y rozamiento y
en la tercera por rozamiento)
aprovechándose el calor generado en
la molienda. El material entra entra en
la primera cámara y cuando ha
alcanzado un grado de finura dado
pasa a la segunda a través de un
diafragma o rejilla de separación
saliendo el material molido al exterior
por el otro extremo arrastrado por una
corriente de aire.
La trituración y la molienda absorben prácticamente
el 85% de la energía empleada en la fabricación del
cemento. Muchas fábricas modernas han sustituido los
molinos de bolas para crudo por molinos cónicos, la
molienda se hace por compresión y fricción, consiguiéndose
un sustancial ahorro energético.
CRUDO: mezcla de materias primas y de correctores,
en su caso, perfectamente dosificada para que el contenido
en óxidos sea el preciso para el tipo de cemento que se ha
de fabricar y molida que alimenta al horno.
2) Cocción:
Arcilla + calorarcilla activada + agua
Caliza + calor CaO + CO2
Reacciones en el horno:
Al2O3 + 3CaO3CaO.Al2O3
900ºC
Fe2O3 + Al2O3 + 4CaO4CaO.Al2O3.Fe2O3
1200ºC
SiO2 + 2CaO2CaO.SiO2
1300ºC
2CaO.SiO2 + CaO3CaO.SiO2
1400ºC
La cocción del crudo se realiza en hornos
rotatorios ligeramente inclinados que están
formados por un tubo cilíndrico de acero
revestido interiormente de material refractario
cuya longitud alcanza hasta 150 m y cuyo
diámetro puede sobrepasar los 4.5m.
Características del horno:
 Producción de 3000 toneladas al
día.
 Giran 180 revoluciones por
hora.
 Tienen
una
pendiente
comprendida entre el dos y el
5%.
 En el extremo situado a nivel
más bajo del horno se
encuentra el quemador que se
alimenta con carbón pulverizado
o fuel-oil.
 Por el extremo opuesto se
introduce de forma continua el
crudo.
 Por efecto de la rotación y de la
inclinación del horno el crudo se
desplaza lentamente y en
contracorriente con los gases
hacia el extremo inferior donde
esta situado el quemador y a la
boca de descarga hacia el
enfriador,
en
este
desplazamiento el crudo va
aumentando cada vez más su
temperatura produciéndose en
él una serie de tranformaciones
físicas y químicas; así hasta:
a. Los 100ºC se evapora el
agua libre.
b. A los 500ºC se evapora el
agua combinada con la
arcilla.
c. 600ºC se elimina el CO2
del MgCO3.
d. 800ºC se pierde el CO2
del CaCO3. Hasta ahora
todas
reacciones
endotérmicas.
e. De 900 a 1200ºC se
produce la reacción entre
la cal y la arcilla en un
proceso exotérmico.
f. De 1250 a 1290ºC se
inicia la formación de
fase líquida y por encima
de
esta
última
temperatura
se
va
produciendo la formación
progresiva de líquido y de
los
compuestos
del
clínker
probablemente
con
un
balance
endotérmico.
 La
sinterización
[PULVURENTO->LÍQUIDO>BOLITAS(CLÍNKER)]
hace
que el crudo se vaya
transformando en nódulos
esféricos
de
diámetro
comprendido entre 5 y 25mm
que reciben el nombre de
CLINKER
DE
CEMENTO
PORTLAND.
 El clinker se descarga de
forma continua del horno
hacia el enfriador que ha de
ser capaz de producir un
enfriamiento
lo
suficientemente rápido del
clinker que impida que el
óxido
de
magnesio
procedente del carbonato que
impurifica
las
materias




primas, cristalice en forma de
periclasa.
El clinker pasa del enfriador a
un
silo
hangar(prehomogeneización)
donde se almacena para
terminar de enfriarse y
meteoriza a fin de que parte
de la cal libre que tanga se
transforme
en
hidróxido
cálcico y evitar así problemas
expansivos posteriores en el
cemento.
En el almacén de clínker se
enfría y meteoriza para que la
cal libre se transforme en
hidróxido de calcio.
En el proceso por vía seca lo
normal es que el crudo no
entre directamente en el
horno sino que lo haga a
través de una serie de
intercambiadores de calor
situados en vertical uno
encima de otro. En:
o El primero: gases a
400-200ºC.
o El segundo: gases a
400-600ºC.
o El tercero: gases a
600-800ºC.
o El cuarto: gases a 9001050ºC.
En estos dos últimos
tienen lugar un 10-15%
de las reacciones de
calcinación.
Con los recuperadores se
consigue:
 Reducir
la
longitud
del
horno.
 Aprovechar
al
máximo el calor
que llevan los
gases.
 Mejorar
el
rendimiento
porque el crudo
tiene en los
recuperadores
un
contacto
más íntimo con
los gases.
Modernamente
ha
aparecido un nuevo tipo de
intercambiador de gran eficacia
conocido como intercambiador
SF y en el cual en el ciclón
situado antes de la entrada del
horno se produce una calcinación
instantánea, con este sistema, al
llevar la calcinación fuera del
horno, se reduce mucho la
longitud del horno.
3) Molienda:
El clinker y el yeso (sulfato de calcio dihidrato)
que actúa como regulador de fraguado se muelen
conjuntamente a un grado de finura elevado en molino
de cemento, la proporción de yeso a emplear depende
del contenido de aluminato tricálcico.
Aparte de estos dos componentes fundamentales
pueden adicionarse al molino puzolanas anaturales,
cenizas volantes, humo de sílice, escorias siderúrgicas,
caliza, etc... cuando se pretendan conseguir cementos
de características especiales frente a determinados
medios, así como mejorar el balance energético del
proceso de fabricación.
Pueden añadirse también aditivos que en
cantidades inferiores al 1% se pueden utilizar
eventualmente para facilitar el proceso de fabricación
del cemento, los aditivos no deben perjudicar las
propiedades y comportamientos de los morteros y
hormigones.
Los molinos de cemento son molinos de bolas
que similares a los de crudo, llevan un estricto control
de temperatura a fin de no alcanzar los 70ºC debido a
que a esta temperatura el yeso dihidrato se transforma
en hemihidrato y si esto tiene lugar, al amasar el
cemento con el agua para su uso, se producirá una
hidratación y fraguado muy rápido de este tipo de yeso
dando lugar a un agarrotamiento prematuro de la masa
o “falso fraguado”.
Actualmente se consigue una buena molienda
haciendo un premolido del clínker, adiciones y yeso en
un molino de rodillos cilíndricos, el ahorro energético
obtenido de esta manera es considerable.
4) Suministro y almacenamiento:
 Los sacos son de papel especial.
 En obra el cemento se almacena en
silos cerrados si el suministro ha sido a
granel y si ha sido ensacado, en
almacenes bien ventilados y sobre
tarimas de madera que los aísle del
suelo.
 En ningún caso debe emplearse que,
por estar recién fabricado llegue a la
obra caliente.
 Si el tiempo de almacenamiento supera
el recomendado, se debe comprobar si
las características se conservan para lo
que 20 días antes de usarlo, se deben
someter a ensayos.
FINURA DE MOLIDO
La hidratación del cemento se inicia en la superficie de sus
partículas de aquí que cuanto más finas sean éstas mayor superficie por unidad
de peso presentarán al agua y con mayor rapidez se producirán las reacciones
de hidratación y el desarrollo consiguiente de resistencias.
Los cementos finos tienen importantes inconvenientes:
o Gran costo de molinda.
o Propensión a la fisuración.
o Mayor sensibilidad a la meteorización.
o Reacciones más enérgicas de los álcalis del cemento
con los áridos reactivos.
o Mayor demanda de agua de amasado.
o Al aumentar el grado de finura de un cemento hay
que aumentar la cantidad de yeso debido a la mayor
cantidad de C3A disponible para hidratarse.
Los cementos finos tienen la ventaja:
o Dan morteros y hormigones de mayor docilidad.
PÉRDIDA POR CALCINACIÓN Y RESIDUO INSOLUBLE
La pérdida por calcinación se obtiene determinando la pérdida de
peso que experimenta una muestra de cemento al calentarla a una
temperatura comprendida entre 900 y 1000ºC.
Una parte de esta pérdida corresponde al agua de cristalización
del yeso empleado como regulador, otra a posibles impurezas de
naturaleza arcillosa que acompañen al yeso y, otra, al propio clínker que
finamente molido es sensible a la humedad y al anhídrico carbónico del
aire que lo meteorizan. Durante la meteorización la cal libre se hidrata y
carbonata, con lo cual aumenta la estabilidad del cemento, pero si la
meteorización es prolongada el cemento y en consecuencia
produciéndose una disminución de las resistencias mecánicas del mismo.
El residuo insoluble de un cemento señala el porcentaje, en peso,
del mismo que tratado con ácido clorhídrico y carbonato de sodio,
siguiendo un método normalizado, queda sin disolverse en él. El residuo
insoluble puede indicar una posible adulteración del cemento con
materias ricas en sílice.
2. Hidratación del cemento Portland
Cuando se mezclan el cemento portland con agua los silicatos y
aluminato se hidratan dando lugar a una masa rígida y dura conocida
con el nombre de cemento endurecido. La hidratación se produce
mediante una reacción con el agua y una hidrólisis.
Silicatos+aguatobermorita(bisilicato
tricálcico
trihidratado)
+
portlandita
C3S: 2(3CaO.SiO2) + 6H2O2SiO2.3CaO.3H2O + 3Ca(OH)2
C2S: 2(2Cao.SiO2) + 4H2O2SiO2.3CaO.3H2O + Ca(OH)2
Aluminato tricálcico+sulfato de calcio+aguasal de Candlot
3CaO.Al2O3 +3(CaSO4.2H2O)+25H2O3CaSO4.3CaOAL2O3.31H2O
CaO+H2OCa(OH)2
MgO + H2OMg(OH)2
 Estudiando separadamente la hidratación de los componentes
principales, Le Chatelier observó que coincidían con los
productos de hidratación del cemento.
 Una vez que los compuestos principales se han hidratado son
estables, de aquí la insolubilidad en agua del cemento
endurecido.
 Le Chatelier observó también que los constituyentes del
cemento en disolución en el agua de acuerdo con su grado de
solubilidad siendo anhidros más solubles que los hidratados,
saturándose poco a poco con relación a éstos. Los hidratados
van cristalizando separándose tal cual aumenta la disolución
de los anhidros que al hidratarse cristalizan de nuevo dando
lugar a que otros anhidros vayan disolviéndose. En esto
consiste la “teoría cristaloide” de Le Chatelier.
 Michaelis, por su parte, establece la “teoría coloidal” según la
cual considera que los silicatos hidratados precipitan en forma
de gel que van rellenando los huecos existentes entre los
cristales formados en la hidratación del C3A y del CaO, dando
lugar al endurecimiento de la pasta a la vez que va cediendo
agua para continuar la hidratación de los otros compuestos
anhidros.
 Las primeras reacciones de la hidratación se producen en la
superficie de los granos dando lugar a precipitaciones de
productos hidratados y nuevas disoluciones de componentes
con lo cual se va produciéndose una sobresaturación a la vez
que se reduce la movilidad de los granos aumentando la
viscosidad. A los primeros nódulos cristalizados de C
 Se puede considerar la hidratación del cemento como un
proceso en el cual se produce una disolución con reacción de
los componentes seguida de una difusión y precipitación de los







componentes hidratados y el proceso se basa en las teorías
cristaloides de Le Chatelier y en la coloidal de Michaelis, antes
señaladas, incluyendo un mecanismo según el cual los
productos hidratados son transportados a través de los poros
desde las partículas en las que se ha producido la disolución y
reacción hacia los espacios libros existentes entre otras. El
agua en contacto con las fracciones que se han hidratado
reacciona con ellas o las disuelve, formando una disolución
que se va saturando y sigue difundiéndose hacia los espacios
libres antes citados donde precipita en forma de compuestos
sólidos hidratados de C3S le siguen los restantes componentes
que al hidratarse rellenan los huecos dejados por los cristales
anteriormente formados, apretándose las partículas entre sí
por interposición de cristales y coagulación produciéndose una
fuerte adherencia entre los cristales y un endurecimiento
progresivo de la pasta.
Durante la hidratación el volumen de la pasta permanece
constante mientras que el de los sólidos aumenta dando lugar
a una disminución de la porosidad del conjunto, lo que se
traduce en un aumento de las resistencias mecánicas de la
pasta endurecida.
Si la pasta recibiese una aportación externa de agua los
productos de hidratación llenarían cada vez más los poros
existentes hasta llegar a un límite.
Si no hubiese contacto de la pasta en proceso de hidratación
con agua externa se podría producir una evaporación de la
misma y la cantidad de ésta podría descender a límites que
interrumpieran la hidratación del cemento antes de que
hubiese hidratado en un grado normal,
Como vemos, en el proceso de hidratación hace falta que
exista suficiente agua, cemento anhidro disponible y que la
difusión pueda tener lugar hacia los espacios de tamaño
adecuado para que precipiten nuevos productos sólidos
hidratados. Esto, realmente, ocurre cuando la relación
agua/cemento en la pasta es del orden de 0.35-0.40 en peso.
La cinética del proceso de hidratación está influenciada por
varios factores como son:
 Composición del cemento.
 Finura de molido.
 Temperatura de la pasta.
 Relación agua/cemento.
 Presencia de adiciones.
Se ha visto la importancia de la aportación de agua externa
durante la hidratación, es decir, del “curado”:
La velocidad de hidratación del cemento decrece de forma
continua dándose el caso de que después de mucho tiempo
aún existe una parte de cemento sin hidratar.
 La hidratación separada de cada componente del cemento
ocurre de la siguiente forma:
o Silicato tricálcico:
 Reacciona
rápidamente
con
el
agua
produciéndose tobermorita C3S2H3 y portlandita
Ca(OH)2 en forma simplificada CH según la
siguiente reacción:
 2C3S + 6H = C3S2H3 + 3CH
o Silicato bicálcico:
 Reacciona más lentamente según:
o 2C2S + 4H = C3S2H3 + CH
o La cantidad de portlandita producida en la
muestra hidratada procedente del primer
silicato viene a ser más del doble que la
procedente del segundo.
o Las propiedades físicas del silicato
hidratado tienen una gran influencia en el
fraguado y endurecimiento del cemento.
o La tobermorita tiene estado cristalino.
o Aluminato tricálcico:
 Aunque la cantidad de C3A en un cemento es
pequeña en comparación con los silicatos, su
comportamiento y relación con las otras fases
del cemento es de gran interés.
 La reacción del C3A con el agua es muy rápida
debido al gran poder de disolución del mismo
dando lugar a un endurecimiento rápido de la
pasta conocido con el nombre de “fraguado
relámpago”.
 Para evitar el fraguado relámpago y hacer la
mezcla trabajable se añade al clínker un
retardador de fraguado que normalmente es
yeso dihidrato que disminuye la solubilidad del
aluminato anhidro al existir ahora cal y yeso
en disolución.
 El yeso y el aluminato reaccionan para formar
sulfoaminoato de calcio hidratado insoluble o
sal de Candlot, según la reacción:
o 3CSH2 + C3A + 25H = C3A.3CSH31

El aluminato hidratado es
estable y en la pasta de cemento hidratada
aparece en forma de cristales cúbicos. La
reacción puede escribirse como:
 C3A + 6H = C3AH6
 El C3A del cemento contribuye poco o nada a
las resistencias, sin embargo, es indeseable
por ser atacado por los sulfatos con
producción de sulfoaminoatos expansivo que
destruye al cemento en morteros y
hormigones endurecidos. No obstante, el C3A
es necesario porque facilita la formación de
fase líquida, reduciendo la temperatura del
hormigón contribuyendo a la mejora de las
reacciones sobre la caliza y la arcilla.
 La cantidad a adicionar de yeso al clínker tiene
que estar perfectamente controlada pues una
falta de yeso da lugar a la existencia de C3A
en el cemento hidratado con el peligro de que
sea atacada por los sulfatos. La adición estará,
por tanto, de acuerdo con el contenido de C3A
y de alcalinos en el clínker con los que
también reaccionan parte de los sulfatos.
o Ferrito aluminato tetracálcico:
 Reacciona con el agua dando aluminatos de
calcio hidratados cristalizados y ferrito de
calcio hidratado amorfo, como hidróxido de
hierro.
o Óxidos de cal y magnesio libres:
 Sus reacciones con el agua son más o
menos rápidas dependiendo de la
temperatura, tiempo de cocción y
velocidad de enfriamiento del clínker.
3. Fraguado y endurecimiento del cemento portland:
Cuando un cemento se amasa con agua en proporción del 20 al
35% en peso, se forma una pasta que mantiene su plasticidad durante
un tiempo muerto después del cual la pasta empieza a rigidizarse
rápidamente hasta que desaparece su plasticidad a la vez que va
aumentando su resistencia de forma gradual. Este fenómeno es
consecuencia de las precipitaciones sólidas o cristal que se producen
durante las reacciones de hidratación y que dan lugar a un aumento
progresivo de la viscosidad de la pasta.
Hay que distinguir dos fases:
 Fraguado:
 La pasta pierde su plasticidad llegando a adquirir
algo de resistencia.
 El primer componente que reacciona con el agua
es el C3S reduciéndose, como consecuencia de
esta reacción, el agua disponible y la plasticidad
de la pasta. Aunque el C3A es más activo que el
C3S, su actividad queda frenada por la adición de
yeso.
 El fraguado va acompañado de desprendimiento
de calor; al principio se observa una elevación
fuerte de temperatura seguida de un fuerte
descenso con un mínimo y luego, un pico que
puede considerarse como el final del fraguado.
 Hay, a su vez, dos fases:
 Principio de fraguado:
 Se caracteriza por iniciarse la rigidez
de la pasta
 Fin de fraguado:
 Pérdida de la plasticidad de la
pasta.
Estas fases son importantes para conocer el tiempo
durante el cual la pasta permanece plástica y, por tanto, es
trabajable.
 Endurecimiento:
 Ganancia progresiva de resistencias de una pasta
fraguada.
 Como progresivo desarrollo de resistencias mecánicas
queda regulado por la naturaleza y estructura de las
películas coloidales que recubren los granos y que
avanzan hacia el núcleo en la hidratación.
Es frecuente confundir los términos fraguado y
endurecimiento cuando en realidad son dos fenómenos
distintos y hasta tal punto lo son que pueden existir
cementos de fraguado lento y de endurecimiento rápido.
En la velocidad de fraguado y endurecimiento entran
en juego:
I. Finura de molido del cemento.
II. Temperatura del agua de amasado.
III. Presencia o no de materias orgánicas e
inorgánicas.
IV. Presencia de aditivos.
A. Falso fraguado:
 Prematura rigidización de la pasta de cemento a
los pocos minutos del amasado.
 Se produce como consecuencia de una accidental
deshidratación parcial del yeso al molerlo con el
clínker en el molino de cemento y provocada por
una elevación excesiva de la temperatura en la
mezcla en el mismo. El yeso dihidrato se
transforma en yeso hemihidrato o en anhidrita y
al mezclar el cemento con el agua se produce
una hidratación rápido de estos últimos sulfatos
agarrotándose la pasta.
 No hay desprendimiento apreciable de calor.
 La masa recupera su plasticidad inicial si se sigue
amasando. No debe adicionarse más cantidad de
agua a la mezcla para solventar este
inconveniente de falso fraguado por el peligro de
reducir las resistencias mecánicas de los morteros
y hormigones.
 Otra causa del falso fraguado es la carbonatación
de los álcalis del cemento durante el almacenaje
del mismo. Los carbonatos alcalinos formados
reaccionan con la portlandita liberada en la
hidratación del silicato tricálcico formando
carbonato cálcico que rigidiza la pasta
B. Fraguado relámpago:
 Producido por la hidratación del C3A.
4. Expansión de los cementos portland:
La expansión es un defecto que presentan, a veces, las pastas de
cemento endurecidas y que puede provocar la destrucción de las mismas. La
expansión puede estar motivada por varios factores:
 Hidratación de cal libre.
 Si las materias primas están mas dosificadas y
hay un exceso de CaO, este exceso quedará en
forma de cal libre que al haber estado sometida a
las altas temperaturas del horno se hidratará de
una forma lenta.
 Hidratación de magnesia libre.
 Si la magnesia procedente del MgCO3 que
acompaña a la caliza, está en forma cristalina
formando periclasa tiene lugar una hidratación de
la misma más diferida que en el caso en que la
magnesia esté en forma vítrea.
 Exceso en el contenido de yeso.
 El sulfato de calcio del yeso añadido como
retardador del fraguado puede ser también
responsable de expansión si está en exceso sobre
la cantidad precisa para reaccionar con el
aluminato tricálcico durante el fraguado.
Si la hidratación tiene lugar antes del fin del
fraguado del cemento los efectos de la expansión no se
traducirán en tensiones pero, si ésta ocurre, como es
normal, después del fraguado, las tensiones que se originan
producirán la disgregación de la pasta en los morteros y
hormigones.
Dado que las expansiones pueden aparecer a los meses, e incluso
años, de la aplicación del cemento es preciso conocer el valor de estas
con anterioridad a la utilización del mismo.
5. Retracción y entumecimiento del cemento:
Una particularidad que presentan las pastas de cemento es la de
sus cambios volumétricos cuando pasan por las diferentes fases de su
transformación hasta convertirse en pseudosólidos. En estas fases
pueden aparecer:
 Entumecimientos.
1. Aumentos de volumen.
2. De menor importancia y peligro que las retracciones.
3. tipos:

a. Debida a la rotura durante el fraguado de la
película de gel que recubre a los granos de
cemento
b. La velocidad a la que ocurre la expansión es
rápida al principio de la misma y luego
disminuye de forma gradual durante las
primeras veinte horas.
 Retracciones.
1. Reducciones de volumen.
2. Pueden originar fuertes tensiones de tracción en las
pastas llegando a fisurarlas con las consecuencias
negativas que este efecto puede tener en los
morteros y hormigones.
3. Tipos:
a. Retracción plástica:
i. Tiene lugar cuando la velocidad de
evaporación del agua superficial
excede a la de migración desde el
interior a la superficie.
ii. Aparecen unas tensiones que dan lugar
a una retracción lateral que puede
provocar la fisuración.
iii. Este encogimiento de la pasta se va
incrementando por la acción del viento
y de las altas temperaturas y tiene
lugar cuando la pasta se encuentra en
estado plástico.
iv. Ocurre antes del fraguado del
cemento.
v. La reducción de volumen suele ser del
orden del 1% del volumen absoluto de
cemento seco en la mezcla.
Retracción de secado:
i. A partir del primer día.
ii. Retracción más importante de la pasta.
iii. Debida a una pérdida de agua en la
pasta endurecida.
iv. Es el cambio volumétrico más importante
que puede experimentar la pasta de
cemento y si se produce el mortero o el
hormigón, se fisurarán.
v. Por ello es importante mantener un
grado de humedad elevado durante los
primeros días de la vida de estos
materiales; si, por el contrario, la pasta
se encuentra saturada de agua se
producirá un entumecimiento.

vi. Es el resultado de cambios físicos en los
productos del gel de hidratación.
Retracción por carbonatación:
i. Provocada por la reacción del CO2 del
aire y los constituyentes hidratados.
ii. Un factor acelerante de las reacciones de
carbonatación
es
la
humedad,
alcanzándose la carbonatación máxima
para una humedad relativa aproximada
del 60% y siendo despreciable para
valores inferiores al 5% y cercanos al
100%.
iii. La carbontación de las pastas aumenta
las resistencias mecánicas de la misma
así como su impermeabilidad.
6. Resistencia de los cementos:
 La aplicación fundamental del cemento es la fabricación
de morteros y hormigones destinados a la construcción
de elementos en los que, generalmente, la propiedad más
interesante es sus resistencias mecánicas; por
consiguiente, los cementos, junto con los áridos, tienen
que conferírselas y esto lo logran porque al amasarlos
con agua dan lugar a pastas que endurecen y tienen una
gran cohesión y, cuya porosidad va disminuyendo a la vez
que las resistencias mecánicas van creciendo con el paso
del tiempo, presentando, además, estas pastas una gran
adherencia con los áridos que componen el mortero y el
hormigón.
 La determinación de las resistencias se pueden hacer a
las edades de 2, 7, 28 y 90 días.
 La resistencia de los cementos es tanto más alta,
especialmente hasta los 28 días, cuanto mayor es el
contenido en C3S y C3A y más elevada es la finura de los
mismos, ocurriendo este aumento a edades tempranas en
detrimento de las resistencias a edades superiores.
 En las resistencias mecánicas proporcionadas por un
cemento influyen:
1. Constitución mineralógica.
2. Relación agua/cemento.
3. Temperatura de curado.
4. Tipo y proporción de adiciones.
5. Finura de molido.
7. Tipos de cementos:
 Salvo los de aluminato de calcio que difieren del resto no sólo en
cuanto a su constitución y propiedades sino también en cuanto a
su forma de fabricación, los otros cementos están formados por
 Clínker portland.
 Regulador de fraguado (generalmente yeso).

Adiciones que pueden estar formadas por:
1. Puzolanas naturales.
2. Cenizas volantes.
3. Humo de sílice.
4. Escorias siderúrgicas.
5. Caliza...etc.
 La denominación de cemento portland se emplea exclusivamente
para aquellos cementos cuya proporción de clínker está
comprendida entre el 95 y el 100%. Cuando el cemento contiene
adiciones y su contenido de clínker es superior al 65% reciben el
nombre de cemento portland con adiciones y si se especifica el
tipo de adición que lleva incorporado pasa a denominarse
cemento portland seguido del nombre de la adición.
 Aparte de los cementos portland existen los de cemento de horno
alto en los que la proporción de escorias es muy elevada y los
puzolánicos y los compuestos. Estos cementos junto con los
portland y portland con adiciones forman la familia de cementos
comunes.
 CEMENTOS COMUNES:
 Cemento portland.
o CEM I
 Cemento portland con escoria:
o CEM II/A-S.
o CEM II/B-S.
 Cemento portland con humo de sílice:
o CEM II/A-D
 Cemento portland con puzolana:
o CEM II/A-P
o CEM II/B-P
o CEM II/A-Q
o CEM II/B-Q
o La adición de puzolana en el cemento hace
que al principio ésta actúe como un inerte no
nocivo y posteriormente como un elemento
activo que además fija a la cal.
o Los cementos puzolánicos se caracterizan por
ser más lentos en la adquisición de
resistencias aunque, a largo plazo, éstas
pueden llegar a ser más elevadas que la de
los cementos portland sin adiciones. Su
exortermicidad se desarrolla de una forma
muy lenta con lo cual se obtiene cementos
fríos muy adecuados para hormigonera en
tiempos calurosos y especialmente, cuando
hay que colocar grandes masas de hormigón,
como ocurre en presas.
o Los cementos puzolánicos son resistentes a
los agresivos químicos tales como los





contenidos en el agua de mar, los sulfatos y
las aguas ligeramente ácidas.
o El uso de este tipo de cementos está indicado
en obras marítimas, tuberías, cimentaciones,
depósitos, canales y elementos de hormigón
que estén en contacto con aguas puras, aguas
selenitosas y ligeramente ácida así como en el
hormigonado de grandes masas en época
calurosa y en los trabajos en los que sea
preciso utilizar cementos de bajo calor de
hidratación.
Cemento portland con ceniza volante:
o CEM II/A-V.
o CEM II/B-V.
o CEM II/A-W.
o CEM II/B-W.
Cemento portland con esquistos calcinados:
o CEM II/A-T.
o CEM II/B-T.
Cementos portland con caliza:
o CEM II/A-L.
o CEM II/B-L.
o CEM II/A-LL.
o CEM II/B-LL.
Cemento portland compuesto:
o CEM II/A-M.
o CEM II/B-M.
Cemento con escorias de horno alto:
 CEM III/A.
 CEM III/B.
 CEM III/C.
o La hidratación de estos cementos puede
considerarse dividida en dos partes, una la del
conjunto escoria-clínker y otra la formada por la
escoria-yeso; ambas partes han de considerarse
no aisladamente sino interrelacionadas.
o Estos cementos que entran dentro de los que se
consideran como fríos son muy adecuados para el
hormigonado de grandes masas y cuando la
temperatura ambiente es alta.
o El desarrollo de resistencias es más lento que en
los cementos portland pero a edades de 90 días
llegan a superar a las de éstos.
o Al no existir cal liberada, su comportamiento es
bueno frente a las aguas puras y ligeramente
ácidas.
o Idóneos en obras marítimas, cimentaciones,
hormigones en grandes masas y especialmente,
con medios muy agresivos por la presencia de
sulfatos.
o Exigen más agua de amasado que los portland.
o No deben emplearse en el hormigoneado con
tiempo frío.
o La mezcla de los cementos de horno alto con los
otros portland puede ser peligrosa por lo que
nunca debe emplearse.
 Cemento puzolánico:
o CEM IV/A.
o CEM IV/B.
 Cemento compuesto:
o CEM V/A.
o CEM V/B.
 Cementos con características adicionales:
o Con resistencia a los sulfatos:
 SR.
 UNE 80303-1 2001.
 Si la pasta está endurecida y el
cemento que la forma tiene
aluminato tricálcico hidratado existe
el peligro de que éste reaccione con
los sulfatos externos a ella
formando
sulfoaluminato
o
ettringita en su interior, con un
aumento de volumen del 227%.
Este
aumento
de
volumen
desagregarán a la pasta, el mortero
o el hormigón. La reacción es
importante si los sulfatos en
presencia del aluminato son los de
magnesio o sodio.
o Cementos resistentes al agua de mar:
o MR.
o UNE 80303-2 2001.
 Si la pasta está endurecida y el
cemento que la forma tiene
aluminato tricálcico hidratado existe
el peligro de que éste reaccione con
los sulfatos externos a ella
formando
sulfoaluminato
o
ettringita en su interior, con un
aumento de volumen del 227%.
Este
aumento
de
volumen
desagregarán a la pasta, el mortero
o el hormigón. La reacción es
importante si los sulfatos en
presencia del aluminato son los de
magnesio o sodio.
o Cementos de bajo calor de hidratación:
 BC.
 UNE 80303-3 2001.
 A los 5 días < 65 calorías/gramo.
o Como se ha visto, el cemento portland
se hidrata de acuerdo con unas reacciones
que en su conjunto dan un balance
energético positivo que se traduce en una
elevación de temperatura que, en
ocasiones, puede ser alta generando
problemas importantes de fisuración en los
elementos de hormigón.
 La menor velocidad de hidratación y
desarrollo de calor se debe al menor
contenido de C3S y C3A en el clínker lo que
no resta para que el cemento alcance las
resistencias previstas para su categoría a
los 28 días.
 Cementos de albañilería:
o MC.
o ENV-EN 413-1 1995.
 Cementos blancos:
o BL.
o UNE 80305 2001
o MC 22,5 es blanco.
o Ensayo de blancura >85.
o Las materias primas utilizadas deben poseer un contenido
muy bajo en óxidos de hierro y de manganeso,
especialmente el primero, por su coloración
o Al ser reducido el contenido de hierro, los crudos tienen un
módulo fundente muy alto y para formar la fase líquida
necesaria para la sinterización se precisan temperaturas
más altas en el horno que para los cementos clásicos con
los problemas técnicos y económicos a que esto da lugar.
o Para evitar estos problemas suele añadirse al crudo otros
fundentes:
 Criolita.
 Fluorita.
o En el proceso de fabricación, en los molinos se utilizan
bolas de sílex en sustitución de las de acero.
o Se emplean preferentemente en prefabricación de
elementos arquitectónicos de fachadas, elementos
ornamentales y de jardinería, en la construcción de terrazos
y baldosas hidráulicas, en postes y elementos de
señalización de tráfico.
 Cementos para usos especiales:
 UNE 80307 2001
 ESP N-1
 Cemento de aluminato de calcio:
o UNE 80310 1996
o Altas resistencias iniciales.
o Carácter refractario.
o Más expansivo que los cementos portland.
o El clínker de cemento de aluminato de calcio es un material
hidráulico que se obtiene por fusión o sinterización de una
mezcla homogénea de materiales aluminosos y calcáreos
conteniendo elementos en forma de óxidos siendo el Al2O3 el
principal y pequeñas cantidades de otras materias.
o El componente mineralógico fundamental es el aluminato
monocálcico Al2O3.CaO
o Materias primas:
 Bauxita.
 Caliza.
o Se trituran.
o Se calientan hasta la fusión en un horno a 1600ºC.
o La mezcla fundida se introduce en una lingotera y los lingotes
obtenidos se enfrían con agua hasta producir su disgregación
para, posteriormente, moler los fragmentos obtenidos hasta la
finura de un cemento.
o A pesar de todas estas ventajas, los cementos de aluminato de
calcio han sufrido un fuerte revés en sus aplicaciones
estructurales al observarse una regresión muy fuerte en las
resistencias con el paso del tiempo, especialmente si las
temperaturas son altas y el ambiente es húmedo.
8. Clasificación de los cementos:
 Cada país tiene sus propios tipos de cemento que quedan
clasificados y definidos en sus respectivas normas, sin embargo,
en los países pertenecientes a la Comunidad Económica Europea
los tipos y clases de cementos fabricados por cada país
comunitario han tenido que adaptarse a la norma europea ENV
197-1:2000.
 Cementos españoles:
 Los cementos españoles son conglomerantes hidráulicos
procedentes de productos artificiales de naturaleza
inorgánica y mineral, que finamente molidos y amasados
con agua, en el momento de su empleo, forman pastas
que fraguan y endurecen como consecuencia de las
reacciones de hidrólisis e hidratación de sus
constituyentes, dando lugar a productos hidratados,
mecánicamente resistentes y estables, tanto al aire como
en el agua.
 Los cementos españoles puede dividirse en:
1. Cementos comunes.
2. Cementos con características adicionales.
3. Cementos blancos.
4. Cementos para usos especiales.
5. Cemento de aluminato de calcio.
9. Designación:
 El cemento portland se designará con las siglas CEM I, seguidas
de la clase de resistencia (32.5-42.5-52.5) y de la letra (R) si es
de alta resistencia inicial (que adquiere la resistencia más rápido
al principio que al final) o de (N) si es de resistencia inicial normal
(que adquiere las resistencias de menos a mas)
 Los cementos portland con adiciones se designarán con las siglas
CEM II seguidas de una barra (/) y de la letra que indica el
subtipo (A o B). Separada por un guión (-) se pondrá la letra que
caracteriza la adición del cemento:
 S. Escoria de horno alto.
 D. Humo de sílice.
 P. Puzolana natural.
 Q. Puzolana natural calcinada.
 V. Ceniza volante silícea.
 W. Ceniza volante calcárea.
 T. Esquistos calcinados.
 L y LL. Caliza.
 En el caso del cemento portland compuesto (M), el cemento
puzolánico y el cemento compuesto, se indicará además entre
paréntesis, las letras identificativas de los componentes principales
empleados como adición.
 Ejemplos de designación según la normativa:
1. Con UNE-EN 197-1 2000 CEMENTOS COMUNES:
a. Ejemplos:
i. Cto Portland 42,5 N/mm2 de elevada
resistencia inicial.
ii. CEM I 42,5 R + NORMA
iii. Cto portland con 6-20% de caliza con
contenido en TOC que no exceda de
0,5% con clase de resistencia 32,5
Nmm2 y resistencia inicial ordinaria.
iv. CEM II/A-L 32,5 N.
v. Cto portland compuesto conteniendo
una cantidad de escoria granulada de
horno alto, ceniza volante silícea y
caliza en TOC <0,5% entre el 6-20%
con clase de resistencia 32,5 y alta
resistencia inicial.
vi. CEM II/A-M (S-V-L) 32,5 R
vii. Cto compuesto que contiene entre el
18-30% de escoria de horno alto y 1830% de ceniza volante silícea con clase
de resistencia 32,5 y resistencia inicial
ordinaria.
viii. CEM V/A(S-V) N
2. Con norma UNE 80303
a. 1->SR.
b. 2->MR.
c. 3->BC.
d. No se pone CEM.
e. Ejemplos:
i. Cto con escoria de horno alto con un
% de clínker entre 20-34% resistente
al sulfato, clase resistente de 32,5 y
resistencia inicial ordinaria.
ii. III/B 32,5 N/SR UNE 80303-1
iii. Cto portland con resistencia al agua de
mar, clase de resistencia de 42,5 y
resistencia inicial alta.
iv. I 42,5 R/MR UNE 80303-2
v. Cto con escoria de horno alto 66-80&,
resistente al agua de mar, con clase de
resistencia de 32,5 y resistencia inicial
ordinaria.
vi. III/B 32,5 N/MR UNE 80303-2
vii. Cto puzolánico de bajo calor de
hidratación ceniza volante silícea 1135% con clase resistente 32,5 y
resistencia inicial ordinaria.
viii. IV/A(V) 32,5 N/BC UNE 80303-3
ix. Cto con escoria de horno alto
resistente al agua de mar y de bajo
calor de hidratación con un % de
clínker 5-19% clase de resistencia 32,5
y resistencia inicial ordinaria.
x. III/C 32,5 N/MR y BC UNE 80303-2/3
3. Según la norma ENV-EN 413-1
4. Según la norma UNE 80305
a. Cto blanco con caliza y de bajo calor de
hidratación con caliza de TOC <0,5% entre 620% con clase de resistencia 32,5 y
resistencia inicial ordinaria.
b. BL II/A-L 32,5 N/BC UNE 80305 UNE 80303/3
5. Norma UNE 80307:
a. Ejemplo:
i. ESP VI-1 22,5 N UNE 80307
6. Norma UNE 80310 96
a. Ejemplo:
i. CAC/R
10. Usos de los cementos:
 La elección de los distintos tipos de cementos se realizará en
función de la aplicación o uso al que se destinen, las condiciones
de puesta en obra y la clase de exposición ambiental del hormigón
o mortero fabricado con ellos
 Las aplicaciones son la fabricación de hormigones y los morteros
convencionales.
 Hormigóncemento+agua+árido(fino o grueso).
 Cementos comunes:
 CEM I:
1. Hormigones de muy altas resistencias (H.A.R.).
2. Prefabricación de hormigón.
3. Hormigón pretensado.
 CEM II:
o Hormigones y morteros en general.
 CEM III:
o Hormigones en ambientes agresivos:
 Sulfatos de terrenos.
 Agua de mar.
 CEM IV:
o Hormigones y morteros en general en ambientes
ácidos moderadamente agresivos.
o Obras hidráulicas.
 CEM V:
o Nunca en hormigón estructural.
o Estabilización de suelos y terremotos.
o Bases y subases de carreteras.
o Grandes macizos de hormigón.
o Presas, hormigón compuesto con rodillo.
 Cementos con características adicionales:
 SR:
o Cimentaciones en terrenos yesíferos.
o Obras marítimas con sustancias muy
agresivas. (todos los SR son MR).
o
 MR:
o Obras marítimas de agresividad media o baja.
o Obras situadas en ambientes marinos.
 BC:
o Hormigonado en tiempo caluroso.
o Hormigonado en clima cálido.
o Grandes masas de hormigón (presas).
 Cementos de albañilería:
 MC:
o Revocos.
o Enfoscados.
o Mortero de juntas.
 Cementos blancos:
 BL:
o Hormigones blancos o coloreados.
o Solados.
o Pavimentación.
o Enfoscados.
o Elementos prefabricados.
 Cementos para usos especiales:
 ESP VI-1.
 Cementos de aluminato de calcio:
 CAC/R.
o Hormigonado en tiempo y clima frío.
o Suelos con sulfatos y agua de mar.
o Hormigones y morteros refractarios.
o Hormigonado en medios agresivos:
 Aguas puras.
 Aguas orgánicas.
 Aguas minerales.
11. Propiedades (exigencias/prescripciones) del cemento Portland:
 Mecánicas:
 Resistencia normal a compresión.
1. Resistencia mínima a compresión a los 28 días en
N/mm2.
 Resistencia inicial a compresión. Puede ser:
o Alta: R.
o Baja: N.
CEM IV/A 32,5 R 32,5 es la resistencia normal a compresión.
R es la resistencia inicial a compresión.
 Físicas:
o Tiempo de fraguado:
 Principio
 Final.
o Estabilidad de volumen (expansión)
 <10mm.
 Prevención de fisuración.
 Químicas:
 Pérdida por calcinación:
 Moléculas de agua.
 Impurezas arcillosas.
 Puede indicar meteorización del cemento.
 Puzolanidad:
o Valora el poder puzolánico (formar silicatos
para dar resistencia).
 Residuo insoluble: Por
o Cocción defectuosa.
o Sustancias que acompañan al yeso.
o Adulteración en la composición del
cemento.
 Contenido en sulfato:
o Dan lugar a cementos expansivos.
 Contenido en cloruro:
o Superado el límite de la norma las
armaduras sufren corrosión en el hormigón
armado.
 Durabilidad:
o En condiciones de:
 Hielo/deshielo.
 Sustancias químicas.
 Protección de las armaduras.
MORTEROS
A. Introducción:
a. En un principio eran aglomerantes (betún, barro) los que se
usaban como mortero.
B. Definición:
a. Toda materia plástica obtenida con un conglomerante, arena y
agua.
Conglomerante+arena+agua+aditivos
Conglomerante+agua=pasta
Conglomerante+arena+agua=mortero
Mortero + árido grueso=hormigón
Hormigón+armadura=hormigón armado
C. Clasificación:
a. Según el conglomerante que lleve:
i. Mortero de yeso: conglomerante 1: arena 2, conglomerante
1: arena 3
ii. Mortero de cal: conglomerante 1: arena 2, conglomerante
1: arena 3
iii. Mortero de cemento: con resistencia inferior a 32,5 el
cemento.
iv. Mortero bastardo: yeso+cal ó cemento+ cal
v. Morteros especiales:
1. Mortero de cemento-cola:
a. Alicatados.
b. Se añade resina orgánica soluble en agua.
2. Mortero de altas resistencias iniciales (ARI):
a. A las 24 horas 40Mpa.
b. De cemento con aluminato de calcio.
c. Alto calor de hidratación, la temperatura no
debe superar los 30º y no usar en ambiente
húmedo.
3. Mortero con aditivos:
a. Aireantes.
b. Anticongelantes.
c. Hidrófugos.
4. Mortero ignífugo:
a. Sustituir la arena totalmente o parcialmente
por amianto.
5. Mortero refractario:
a. Cemento de aluminato de calcio + arena
refractaria.
6. Mortero aislante:
a. Pumita, picón (añadiendo áridos ligeros).
7. Mortero sin finos o porosos:
a. Finos (arena capaz de atravesar el último
tamiz de 0.063mm).
D. Composición:
a. Conglomerante:
i. Yeso.
ii. Cal.
iii. Cemento.
b. Arena:
i. Debe estar lavada.
ii. Sin impurezas.
iii. Diámetro inferior a 4mm.
iv. Propiedades:
1. Densidad:
a. Aparente:
i. 1,2-1,7 kg/dm3.
b. Real:
i. 2,5-2,7 kg7dm3.
c. Relación óptima entre grueso y fino:
i. 2/3 de volumen grueso.
ii. 1/3 de volumen fino.
2. Concentración:
a. K=cemento/agua
3. Influencia de la humedad:
a. Entumecimiento:
i. Arena empapada=volumen que arena
seca.
ii. Con un 80% de humedad de la arena
vuelve a los valores de volumen de la
arena seca.
4. Granulometría:
a. Árido grueso 4-2.
b. Árido fino 2-0,5.
c. Finos <0,5.
d. Módulo
granulometría
o
índice
granulométrico:
i. Mg=% retenidos acumulados/100
e. LÍNEA GRANULOMÉTRICA Y TAMAÑO DE LOS
TAMICES:
v. Clasificación:
1. Según procedencia:
a. Naturales.
b. Artificiales con tratamiento.
2. Según su composición mineralógica: de menos a
mayor calidad.
a. Silíceas.
b. Calizas.
c. Basálticas.
d. Graníticas.
e. Feldespáticas.
f. Arcillosas.
g. Porfídicas.
h. pizarrosas
3. Según el yacimiento:
a. Río.
b. Playa.
c. Mina.
d. Miga (mina con arcilla).
e. Duna.
f. Machaqueo (las mejores por tener borde
puntiagudo y dar mayor trabazón al
conjunto).
4. Según el tamaño:
a. Gruesas 4-2mm.
b. Medianas 2-0,5mm.
c. Finas 0,5-0mm.
5. Según la forma de sus granos:
a. Esféricas.
b. Elipsoidales.
c. Poliédricas(las mejores).
d. Laminares.
e. Aciculares.
6. Según la granulometría:
a. Contínua(gruesas, finas, medianas).
b. Discontínua(gruesa-fina,
gruesa-mediana,
fina-mediana).
c. Unimodular(sólo gruesas, sólo finas, sólo
medianas).
c. Agua:
i. Cantidad de agua:
1. Defectopartes sin hidratar.
2. Excesomortero poroso.
ii. Debe ser agua potable:
iii. Temperatura:
1. <7º retardo de fraguado(bajada de resistencia).
2. >30º aceleración de fraguado(fisuras y bajada de
resistencia).
3. Aspectos a controlar:
a. Presencia de sustancias disueltas.
b. Sulfatos.
c. Cloruros.
d. Sustancias orgánicas.
e. PH.
4. Relación agua/cemento=0,5.
5. Relación K=cemento/agua=2
Aditivos:
a) Aireantes:
a. Generan burbujas que disminuye la cantidad de finos
y hace que la masa sea flexible.
b) Plastificante:
Producen
una
acción
deflocutante(partículas
finísimas no se quedan flotando en agua sino que se
sedimentan con el resto de arena, deshace los
grumos y lubrica la superficie de los granos
Anticongelante:
Retardantes:
Acelerantes:
Preendurecedores(aumenta
resistencias
iniciales
del
mortero):
Hidrófugo(evita que los fluidos pasen a través del mortero)
Colorantes.
E. Características del mortero:
a. Porosidad.
b. Permeabilidad.
c. Caracterización:
i. Dosificación: relación cemento/arena.
ii. Resistencias:
1. A compresión.
2. A tracción.
3. Al impacto.
4. A la adherencia.
iii. Plasticidad.
d. Trabajabilidad:
i. Facilidad de puesta en obra:
1. Graso(fácil).
2. Sograso.
3. Magro.
e. Segregación:
i. Decantación de áridos por tamaño por gravedad por ello la
necesidad de mezclar constantemente.
f. Peso del mortero:
i. A más densidad más resistencia y más peso.
g. Amasado y tiempo de utilización:
i. Tiempo mínimo 1 minuto en hormigonera.
ii. 2 horas máximo el tiempo de utilización.
h. Durabilidad:
i. Acciones químicas:
1. carbonatos.
2. sulfatos.
3. cloruros.
4. nitratos.
ii. Heladicidad.
iii. Eflorescencias.
iv. Agentes externos:
1. sólidos: partículas arrastradas por el viento.
2. líquidos: aguas muy puras.
3. gaseosos: gases de combustibles de motores.
F. Usos:
a. Albañilería.
b. Revestidos.
c. Aplacados.
d. Chapados.
e. Pavimentos.
f. Prefabricación.
Piedras artificiales prefabricadas, conglomerantes hidráulicas,
prefabricados:
I. Estructuras:
i. Bovedillas.
ii. Viguetas.
II. Bloques:
i. Resistentes.
ii. De cerramiento.
iii. De partición o tabicas.
III. Cubrición:
i. Tejas hidráulicas: imitan a las cerámicas mediante
colorante.
IV. Carpintería hidráulica:
i. Ventanas huecas de fincas.
ii. aspiradores
V. Pavimentos:
i. Terrazos.
ii. Baldosas.
iii. Adoquines.
iv. Bordillos.
VI. Instalaciones de agua:
i. Tubo.
ii. Canales.
iii. Arquetas.
VII. Mobiliario urbano:
i. Banco.
ii. Fuentes.
iii. Maceteros.
iv. Farolas.
VIII. Varios:
i. Postes.
ii. Bidones.
IX. Se añade a la piedra artificial prefabricada:
i. Amianto:
1. Ligero.
2. Proporciona:
a. Ignífugo.
b. Abiótico.
c. Coloración en masa.
ii. Fibra de vidrio:
1. Aporta rigidez.
X. Mayor problema de prefabricados:
i. Separación por tamaño de áridos al verter en el molde.
Metales
1. Introducción:
a. Varias son las cualidades de los metales que han impuesto
su utilización en la construcción, se pueden encontrar entre ellos,
materiales duros y resistentes a esfuerzos distintos, o materiales a los
que mediante esfuerzos que los hacen trabajar en su período plástico
pueda dárseles formas variadas sin merma de sus propiedades, o
materiales en los su elasticidad es suficiente para admitir
deformaciones, volviendo a su estado y forma primitivos cuando
cesan las causas externas que las producen; por otra parte admiten
acabados que permiten lograr cualidades estéticas apreciables.
b. Todo esto justifica el hecho de que su descubrimiento
revolucionase de tal forma la vida de la Humanidad, que marcara un
jalón en la historia de la civilización.
c. En construcción, sus aplicaciones son tan numerosas como
variadas. Los encontramos como elementos resistentes en las
estructuras, constituyendo parte de las instalaciones o modelados en
formas decorativas diversas.
d. Su utilización, a lo largo de la historia, corre pareja con el
desarrollo de la metalurgia de cada uno de ellos.
e. El hierro, que desde antiguo se conocía con propiedades
adecuadas para formar parte de las estructuras, no alcanza un
importante grado de utilización en la construcción hasta que en la
primera mitad del siglo XIX, aparecen los perfiles laminados.
f. El aluminio, que nos ofrece la ligereza y resistencia a la
corrosión, encuentra su aplicación en la construcción desde hace
todavía pocos años.
g. El cobre ofrece una extraordinaria resistencia a la corrosión.
Las interesantes aleaciones del cobre con otros elementos que
perfeccionan algunas de sus propiedades, permiten completar el
campo de aplicaciones de este metal.
h. El plomo une a sus excepcionales condiciones de resistencia
a la corrosión, su fácil y cómoda soldabilidad y una plasticidad que,
juntamente con su bajo punto de fusión, permiten un modelado fácil.
i. El cinc, utilizado como elemento protector de otros
materiales depositado por galvanizado.
2. Propiedades generales de los metales:
a.
Definidas las propiedades de los materiales como la
forma de reaccionar de los mismos antes las acciones exteriores
que pretenden alterar su equilibrio, se comprende que no se
puede decir que un metal posee o no una propiedad, sino que lo
correcto será decir en qué grado posee esta propiedad.
b.
Todos los materiales, en general, poseen todas las
propiedades, en la práctica, sin embargo, se dice que un material
posee una cierta propiedad cuando la posee con un nivel superior
a un límite, arbitrario en genera y variable según la utilización que
se quiere hacer de esa propiedad.
c.
Existen
características
que
se
manifiestan
espontáneamente, sin intervención de agentes exteriores. Son las
que se pueden observar en el equilibrio en que hipotéticamente
colocamos a un material, aislado del exterior: su peso y volumen
atómicos, su configuración cristalográfica, densidad, constitución
de sus átomos, etc.; son las propiedades intrínsecas del material.
d.
Las propiedades que se manifiestan al actuar sobre
el metal agentes físicos exteriores, pero que dependen
exclusivamente del material; siendo constantes en él, constituyen
las constantes físicas. Tales son, por ejemplo, la conductividad
térmica o eléctrica, el calor específico, etc.
e.
Finalmente hay otras propiedades que dependen del
material y del agente exterior que las pone de manifiesto.
f.
Los
materiales
reales
no
son
materiales
homogéneos, su heterogeneidad será mayor o menor pero
siempre existe. Lo normal será que dos materiales “iguales” no
tengan exactamente las mismas propiedades. Por ello, en la
práctica, los resultados de los ensayos para determinar las
propiedades de una partida de material tienen una dispersión y es
un valor estadístico el que se utiliza para cuantificar la propiedad
de la partida.
g.
En cuanto a las modalidades de ensayo, en general
se siguen las normas UNE, si bien, para la determinación de
algunas propiedades muy específicas, existen otras normas de
ensayo, fijadas por organismos especializados.
h.
Las principales propiedades de los materiales se
pueden clasificar en:
1. Propiedades mecánicas:
Son, en general, las propiedades que más
caracterizan la calidad de un metal para su
utilización en construcción ya que, en la mayoría
de los casos, estos materiales se utilizan para
soportar esfuerzos mecánicos.
Dependerán de la constitución de los elementos
más simples del material (átomos, disposición al
formar las moléculas y la situación relativa de las
mismas, así como de las interacciones que se
dan entre ellas) y de la estructura cristalina del
material.
En general, las propiedades mecánicas del metal
dependen no solamente de su constitución, sino
de su historia, de los esfuerzos o tratamientos de
diversa índole a que ha sido sometido y del
ambiente que le rodea. Se clasifican en:
a. Resistencia mecánica:
i. Resistencia a tracción:
1. Los materiales metálicos se
caracterizan por presentar una
excelente resistencia a la
tracción muy superior a la que
ofrecen los materiales pétreos y
así, por ejemplo, el acero ha de
formar parte, con frecuencia, de
piezas de otro material, como es
el caso del hormigón, para
resistir los esfuerzos de tracción
que éste es incapaz de soportar.
La curva tiene un primer período en
el que las deformaciones son
proporcionales
a
las
cargas
unitarias(tensiones) a que está
sometido el materia. En este
período el material está en período
elástico, caracterizado por el hecho
de que, al cesar la carga, la probeta
vuelve a su longitud original.
Terminado este primer período,
comienza el período plástico en el
cual, cuando cesan las cargas, la
probeta no recupera su longitud
inicial, sino que queda una
deformación remanente. La carga
unitaria correspondiente al punto
de transición entre el primer
período y el segundo se denomina
límite elástico Re, valor que es muy
difícil de determinar en el ensayo
por lo que se utiliza normalmente el
límite elástico convencional que es
el valor de la carga unitaria que
produce
un
alargamiento
remanente del n% prefijado. En los
aceros para construcción, un valor
usual
es
0,2%,
utilizándose
también el 1%.
Aumentando el esfuerzo de
tensión llega a un límite, a partir
del cual, el alargamiento continúa
haciéndose
más
ostensible,
mientras que la tensión no
aumenta, pudiendo incluso bajar o
tener un período de oscilaciones,
puestas de manifiesto en el gráfico
por una línea ondulada. Este
fenómeno es el llamado límite
elástico aparente, llamándose límite
elástico aparente superior (ReH) al
valor de la carga en el comienzo de
la deformación plástica o al valor de
la carga unitaria en el primer
máximo que aparece en el
diagrama tensiones-deformaciones,
y límite elástico aparente inferior
(ReL) a la carga más baja que
soporta la probeta al final de la
cedencia.
Terminado el fenómeno de
cendecia, al seguir aumentando el
esfuerzo de tracción, continua
aumentando la tensión en la
probeta hasta llegar a un límite
máximo, Rm, que es el denominado
tensión de rotura, llamado así
porque es la tensión a la que se
produce la rotura, es decir, la
fragmentación de los cristales. No
se corresponde esta tensión con la
que existe en la probeta cuando
ésta visiblemente se rompe.
Límite elástico: carga unitaria
correspondiente al punto de
transición entre el período elástico
y el plástico.
Tensión de rotura: aquella donde
se produce la fragmentación de los
cristales no se corresponde con la
tensión que existe en la probeta
cuando visiblemente está rota
(tensión última)
b. Relajación:
i. Se define como relajación isotérmica la
pérdida de tensión que experimenta,
en función del tiempo, una probeta
sometida a tensión y anclada entre dos
puntos que mantienen su distancia.
c. Resistencia a la compresión:
La resistencia de los metales a la rotura
por compresión, alcanza también valores
elevados. Los metales, salvo excepciones, son
isorresistentes, es decir que sus resistencias a
la tracción y a la compresión tienen valores
similares.
d. Resistencia a la cortadura:
i. La resistencia de los metales al
esfuerzo cortante es de un orden tal
que no es fácil que las piezas metálicas
utilizadas en construcción como
elementos resistentes puedan romper
por esfuerzo cortante. En los aceros, la
resistencia a la cortadura viene a ser
del orden del 60% de la resistencia a
tracción.
e. Fatiga:
i. El comportamiento de los metales
frente a esfuerzos exteriores que se
repiten un gran número de veces, es
distinto al que tienen frente a
esfuerzos
continuos
o
aislados.
Mientras que frente a una carga
estática, F, un material puede resistir
indefinidamente, es posible que frente
a esta misma carga, aplicada de forma
periódica,
llegue
un
momento,
transcurrido un número de ciclos N, en
que el material rompa.
ii. Para los productos de acero, se
entiende que un material soporta
indefinidamente una carga, cuando la
soporta durante 107 ciclos.
iii. En construcción, interesa conocer el
comportamiento de los elementos
metálicos frente a la fatiga. Tal ocurre,
por ejemplo, con las armaduras de
hormigón pretensado.
iv. Límite de fatiga: tensión máxima que
soporta un material durante un
número ilimitado de ciclos.
v. Resistencia a la fatiga para n ciclos:
valor máximo de la tensión para la cual
no se produce rotura antes de n ciclos.
2. Deformabilidad:
a. La propiedad mecánica que define la
capacidad de un material para sufrir
deformaciones antes de su rotura, expresa la
deformabilidad. Concretamente:
i. Elasticidad:
1. Refleja la aptitud de un metal a
deformarse sin que se rompan
los enlaces atómicas, volviendo
a su estado inicial tan pronto
cesan las cargas que originan la
deformación.
2. La elasticidad de los metales es
alta si se compara con la de los
materiales
pétreos.
En
estructuras, la deformabilidad
es,
con
frecuencia,
una
limitación a la carga que puede
soportar, limitación que es más
severa
que
la
resistencia
mecánica.
3. La elasticidad puede cambiar
según los tratamientos térmicos
o mecánicos a que haya sido
sometido.
ii. Plasticidad:
1. Esta propiedad es muy variable
de unos a otros y su valor
puede cambiar sensiblemente
en función de la temperatura.
2. Se distinguen, dentro de la
deformabilidad dos propiedades:
a. Ductilidad:
i. Aptitud
de
un
metal para ser
transformado en
alambre mediante
estirado en hilera,
soportando
esfuerzos
de
tracción.
b. Maleabilidad:
i. Expresa
la
capacidad de un
metal
para
transformarse en
láminas
por
esfuerzos
de
compresión.
iii. Acritud:
1. Parecería lógico que un metal,
sometido a una carga que le
haga trabajar en el período
plástico,
sufriera
una
deformación
que
fuese
aumentando mientras no cesase
la carga que la producía. De
hecho no es así, sino que la
deformación producida por una
carga tiene un límite y ello es
debido a que el metal ha
reaccionado
contra
la
deformación aumentando su
resistencia por efecto de la
deformación, se le denomina
acritud.
Todos los metales acusan este fenómeno, que proviene de una
reorientación de su red cristalina. Es una propiedad:
a)deseada y buscada en
algunos casos, por ejemplo para
aumentar la resistencia de
alambres para armaduras.
b)indeseable en otros
casos, en los que no es deseable
que existan tensiones internas
como consecuencia de una
deformación irregular de su red
cristalina.
iv. Fragilidad:
1. Un material es frágil cuando es
muy pequeña su deformación
antes de la rotura.
2. No debe confundirse fragilidad
con debilidad. Tan frágil es un
vidrio, que es un material
relativamente débil, como un
acero
templado,
de
alto
contenido en carbono, que
puede soportar cargas del orden
de 2000 N/mm2.
3. La fragilidad en los metales es
enormemente variable, aun
dentro de un mismo metal, el
período plástico puede ser más
o menos marcado según los
tratamientos
térmicos
o
mecánicos a que ha sido
sometido.
3. Tenacidad:
a. Expresa el trabajo desarrollado por un metal
que, bajo el efecto de unas fuerzas
exteriores, se deforma y rompe.
b. La tenacidad de los metales depende
especialmente de la plasticidad y de la carga
de rotura. La tenacidad, puede considerarse
como una propiedad inversa a la fragilidad, ya
que si el metal experimenta deformaciones
mínimas, el valor que representa su tenacidad
no puede ser elevado.
c. El ensayo típico para determinar la tenacidad,
es el ensayo con el péndulo Charpy.
4. Dureza:
a. La dureza es la propiedad que expresa la
capacidad de un metal a ser deformado
superficialmente.
b. Existen varios tipos de dureza:
i. Al rayado.
ii. A la penetración.
iii. Dureza elástica.
iv. Dureza al corte
5. Soldabilidad:
a. Es la propiedad que tienen algunos metales,
por la que dos piezas de los mismos, en
contacto,
pueden
unirse
íntimamente
formando un conjunto rígido.
b. Constituye un método de unión entre dos
piezas metálicas, valiéndose de las fuerzas
interatómicas, que establecen la cohesión
entre los átomos de las piezas que están en
contacto.
c. Por las características del enlace metálico, la
cohesión entre los átomos se establece
fácilmente cuando se logra un contacto íntimo
entre las superficies de las piezas. Un ejemplo
clásico es el hecho de que cuando dos placas
perfectamente mecanizadas, pulidas y limpias
se ponen en contacto, se precisa una fuerza
considerable para volverlas a separar.
d. Lograr una mecanización y limpieza perfectas
no es fácil. Un contacto mejor puede
conseguirse si se comprimen fuertemente,
hasta su deformación plástica, las partes que
se van a soldar y se calienta la unión para
provocar en la superficie de contacto, los
procesos de recristalización convenientes.
e. El contacto íntimo se asegura mejor todavía si
se llega a la fusión de las superficies que se
van a soldar.
2. Propiedades eléctricas:
a. Es típica la agrupación de los átomos y la
constitución de los cristales en los metales,
formando un estado metálico, cuyas propiedades
y características son genuinas en ellos.
b. Eléctricamente, se caracterizan los metales por
la libertad con que se mueven los electrones en
su masa. Un cristal metálico está compuesto por
iones positivos, agrupados geométricamente,
que forman un campo eléctrico en el que se
mueve un gas electrónico, constituido por los
electrones de valencia de los átomos.
c. Esta peculiaridad, origina que los materiales
metálicos respondan de una manera especial, a
las causas exteriores magnéticas o eléctricas,
tendentes a perturbar el equilibrio en que,
estando aislados, se encuentran.
d. La principales propiedades que pueden ser
utilizadas en la construcción, sobre todo en
instalaciones son:
i. Resistividad eléctrica.
ii. Conductividad eléctrica.
e. Si entre dos extremos de un conductor se
establece una diferencia de potencial, circulará
por él una corriente eléctrica.
f. En esta corriente eléctrica, las cargas que se
mueven son los electrones. Su movimiento se
orienta en un sentido tal, que se dirigen hacia el
polo positivo. Al establecer, pues, una diferencia
de
potencial,
la
corriente
circula
instantáneamente: este efecto se puede asimilar
al producido en un tramo de tubería lleno de
agua, por el cual se establece una corriente de
éste fluido tan pronto se abre la válvula que, en
un punto de la canalización, cerraba el paso del
agua.
g. La resistividad eléctrica, depende de la
naturaleza del metal y de la temperatura,
aunque la influencia de ésta, en el caso de
materiales de construcción, es pequeña por ser
muy limitada la oscilación de temperaturas que,
en la práctica, soportan.
h. La resistividad eléctrica, y por tanto su inversa,
la conductividad, tienen valores muy variables
para los distintos materiales, todos ellos son
unos excelentes conductores eléctricos, las
condiciones económicas reducen a un número
muy limitado los metales que pueden ser
utilizados para la conducción de energía
eléctrica.
3. Propiedades térmicas:
a. Conductividad térmica:
i. Expresa la facilidad que presenta un
material para el paso de calor.
ii. Los metales en general son muy buenos
conductores térmicos, mucho más que
otros materiales, lo que hace pensar que
esta propiedad sea también consecuencia
de las características del estado metálico
iii. La energía de vibración de un átomo se
comunica a los de las inmediaciones y así
sucesivamente hasta llegar a una
distribución homogénea de la misma en
todo el cuerpo. Los metales, en los que,
como se dice anteriormente, hay
electrones con un grado de libertad
superior al que tienen los átomos de otros
cuerpos, pueden aquellos transmitir
energía más rápidamente que otros
materiales, siendo ésta la causa de su
excelente conductividad térmica.
b. Coeficiente de dilatación lineal:
i. Mide la variación de la unidad de longitud
de un cuerpo cuando su temperatura
aumenta un grado.
ii. Entre los materiales metálicos, los hay
con un coeficiente de dilatación elevada
mientras que aleaciones de los mismos
metales pueden tener un coeficiente de
dilatación lineal nulo.
4. Propiedades químicas:
Los metales, en general, en estado puro son
muy poco estables, como lo demuestra el hecho de
que muy pocos de ellos se encuentran en estado
nativo en la Naturaleza, siendo más corriente que
aparezcan combinados con otros elementos,
principalmente con oxígeno o azufre.
Su actividad química depende de la
temperatura, puesto que es sabido que el aumento
de ésta, generalmente, trae como consecuencia un
aumento considerable de la actividad química. Esta
actividad depende también de la superficie que el
metal ofrece al agente que con él reacciona; y así,
el aluminio que solamente sufre una oxidación
superficial en estado compacto, si esta finamente
pulverizado es extraordinariamente activo, en
especial si se eleva su temperatura.
Nos fijaremos exclusivamente en:
a. Oxidación:
i. Una sustancia se oxida cuando sus
átomos ceden electrones, consideraremos
oxidación cuando esta reacción tiene
lugar en estado seco, sin catalizadores ni
reacciones intermedias.
ii. Los metales utilizados en construcción se
oxidan casi exclusivamente por el oxígeno
de la atmósfera.
iii. Los metales tienen mayor avidez por el
oxígeno con el que se combinan formando
óxidos.
iv. Entendemos por oxidación de los metales
la combinación directa de estos con el
medio que les rodea, mediante una
reacción de oxidación. La oxidación,
también llamada corrosión seca, tiene
lugar sin intervención del agua o de
soluciones ionizadas.
v. En construcción, la oxidación es debida,
exclusivamente a la acción del oxígeno
atmosférico.
vi. La oxidación del metal se ve frenada
porque la película de óxido con que
algunos de ellos se recubren, evita la
progresión del ataque.
vii. El espesor de la capa es típica para cada
tipo de metal.
viii. Para que esta película de óxido pueda
desempeñar su acción protectora, debe
reunir ciertas condiciones:
1. Debe adherirse al metal y tener
continuidad, sin que la existencia
de discontinuidades en la misma,
permita el acceso de oxígeno a
partes más interiores del metal.
ix. Sin embargo, la acción del oxígeno sobre
los metales viene frenada por dos causas
principales:
1. El porcentaje de oxígeno atómico
(que es el verdaderamente activo)
es muy pequeño en la atmósfera.
2. Los metales se recubren con la
capa de óxido formada, y esta
capa, en la mayoría de los casos,
impide una mayor profundización
de la oxidación del metal. En
general, los efectos
de
la
oxidación, comparados con los que
provoca la corrosión, son de orden
muy secundario.
b. Corrosión:
i. En la corrosión se incluyen las acciones
que ejercen los más diversos agentes
químicos sobre la superficie de los
metales. Estas reacciones, se caracterizan
por la intervención de fenómenos
electrolíticos, que tienen lugar en todas
las reacciones, con compuestos en estado
líquido y normalmente en presencia de
agua. La corrosión, en muchos casos, no
se detiene como la oxidación en las capas
superficiales, sino que profundiza en el
seno
de
la
masa,
disminuyendo
considerablemente
las
características
mecánicas del elemento atacado.
ii. La
corrosión
metálica
es
extraordinariamente
importante.
Su
acción, como se dice, produce la
disminución
de
las
características
mecánicas, y puede originar serios
perjuicios tantos en las construcciones
metálicas como en aquellas que tienen
elementos metálicos (como por ejemplo
en el hormigón armado) si no se toman
las medidas adecuadas para impedirlo.
iii. La protección contra la corrosión ha de
ser cuidada. De su importancia nos dará
una idea el saber que, anualmente, miles
de toneladas de productos metálicos se
pierden a causa de la corrosión que en los
metales produce el medio ambiental.
iv. La corrosión electroquímica de los
metales, llamada también corrosión
húmeda, se produce cuando el metal se
halla en contacto con electrolitos,
entendiendo por tales, medios ionizados
(agua, soluciones salinas, ácidos, bases,
etc.).
v. Cuando el metal se introduce en un
electrolito, pasan iones positivos del metal
hacia el electrolito, a la vez que iones
positivos del metal, existentes en el
electrolito tienden a depositarse en el
metal. Esto ocurre hasta que la
concentración de iones del metal en este
medio alcanza un valor en el que se
vi.
vii.
viii.
ix.
x.
establece un equilibrio entre los dos
movimientos.
La intensidad o velocidad del ataque,
depende de varios factores:
1. Concentración de iones negativos
(aniones) en el electrolito.
2. Posibles capas protectoras que se
formen en los ánodos.
En el caso de que el electrolito sea agua
pura, la concentración de iones OH- es
relativamente pequeña, y el ataque es
muy lento.
El ataque de los metales por la
contaminación ambiental, debido a la
presencia de gases, no tendría lugar, o
sería despreciable sino fuese por la
presencia, en la superficie del metal, de
agua que al disolver los gases
contaminantes, se convierte en un
electrolito mucho más activo.
Potenciales de polarización:
1. Cuando
ocurre
la
corrosión
electroquímica, la pérdida de metal
tiene lugar, como hemos visto, en
el ánodo, es decir que el metal
atacado es el más electronegativo
con relación a la solución
2. Los elementos más electropositivos
son más difícilmente atacables que
los electronegativos. Los elementos
más electropositivos son los
metales nobles.
Polarización y pasivado:
1. A efectos de influencia de la
corrosión,
es
importante
la
velocidad con que se producen
estos fenómenos, y ésta viene
determinada por fenómenos como
la polarización debida al aumento
de la resistencia eléctrica en las
proximidades de los electrodos o
por la formación de compuestos
protectores de los mismos como en
el caso del ánodo de aluminio en el
que se deposita el óxido de
aluminio que es un eficaz
protector.
2. El oxígeno naciente y, por tanto
muy activo, reacciona con el metal,
formando una capa de óxido. Esta
capa es tan pequeña en algunos
metales que se duda, incluso, de
que pueda existir reacción siendo,
sin embargo, muy eficaz. Esto
ocurre, por ejemplo, con metales
como el níquel, cromo y titanio que
a pesar de ser fuertemente
electronegativos,
son
muy
resistentes a la corrosión. Es muy
interesante
la
propiedad
(aprovechada para la fabricación
de aleaciones inoxidables) que
tienen los metales capaces de ser
pasivados, de transmitir a sus
aleaciones
la
aptitud
a
la
pasivación.
xi. Pares galvánicos:
1. la corrosión producida por dos
metales
sumergidos
en
un
electrolito y puestos en contacto
formando lo que se llama un par
galvánico
puede
darse
con
frecuencia en la práctica, ya que,
concretamente en construcción, es
habitual la unión de metales de
naturaleza distinta.
2. Si en su unión hay agua
(procedente por ejemplo de lluvia,
de filtraciones o de condensación
de vapor de agua), se dan las
condiciones necesarias para que
esta corrosión se produzca y su
velocidad
aumenta
considerablemente si esta agua
tiene disueltos ácidos o bases
agresivos.
3. La unión de una tubería de acero
galvanizado con otra de cobre,
estaría en situación similar. Si las
condiciones tecnológicas exigen
combinaciones de este tipo, habrá
que
adoptar
medidas
de
aislamiento, bien entre los metales,
bien entre estos y el posible
electrolito de manera que pueda
xii. Tipos
1.
2.
3.
eliminarse
la
posibilidad
de
existencia de un par galvánico.
de corrosión:
Generalizada:
a. Es la que tiene lugar cuando
un
metal
se
ataca
uniformemente en toda la
superficie que está en
contacto con el medio
agresivo. Este tipo de
corrosión da lugar a que el
metal
sea
atacado
progresivamente,
experimentando la inevitable
pérdida
de
peso
y
disminución
de
sus
dimensiones.
b. La protección contra este
tipo
de
corrosión
no
presenta
mayores
dificultades.
Corrosión intercristalina
a. Es la que tiene lugar a causa
de las impurezas que rodean
los cristales del metal, no es
un caso corriente pues
requiere la presencia de
impurezas
fuertemente
electronegativas
con
relación al metal.
Corrosión localizada:
a. Su acción es muy peligrosa
porque es más activa que la
corrosión general y puede
localizarse en sitios poco
visibles y, por tanto, pasar
desapercibida hasta que sus
efectos se hacen sensibles
por rotura de las piezas en
que se presenta este tipo de
corrosión.
b. Las corrosiones localizadas
se originan, por ejemplo,
por discontinuidades en las
capas
protectoras.
Especialmente dañinas son
las picaduras, focos de
corrosión que adquieren en
principio
la
forma
de
minúsculas cavidades.
xiii. Protección contra la corrosión:
1. Bien aprovechando al máximo las
posibilidades que para ello ofrezca
el metal o bien aislándolo de la
atmósfera o del elemento corrosivo
por diversos procedimientos:
a. Selección de materiales:
i. Empleando
aleaciones
anticorrosivas,
es
decir, aleaciones en
las que uno o varios
de los constituyentes
son
metales
que
tienen la posibilidad
de pasivarse y que la
transmiten
a
sus
aleaciones.
ii. Evitando la posible
formación de pares
galvánicos: en las
construcciones en las
que
por
diversas
causas hubiesen de
combinarse dos o
más
metales
distintos, habrá que
cuidar el aislamiento
eléctrico entre ellos.
iii.
b. Tratamientos superficiales:
i. Puliendo la superficie
de los metales:
1. De
esta
manera
la
posible
capa
protectora
puede ser más
duradera al no
existir en la
superficie
resaltos
que
faciliten
su
rotura
ii. Procurando evitar los
efectos mecánicos:
1. Roces, golpes
que
pueden
perjudicar a la
débil
capa
protectora
iii. Hay que evitar la
corrosión eliminando
el contacto entre el
metal y el agente
corrosivo
por
recubrimiento
de
aquél con una capa
de material aislante,
hay varias formas:
1. Grasas
anticorrosivas:
a. Constitu
yen uno
de los
procedi
mientos
más
utilizado
s en la
construc
ción
b. Deberá
formar
una
capa
imperm
eable,
continua
,
adheren
te y de
durabili
dad
adecuad
a.
c. Estas
cualidad
es son
difíciles
de
reunir
en una
sola
pintura
por
lo
que se
suelen
emplear
distintas
combina
ciones,
por
ejemplo
,
las
pinturas
de
imprima
ción y
las de
acabado
.
Las
primera
s tienen
como
misión
principal
la
protecci
ón,
mientra
s
que
las
segunda
s sirven
para
aument
ar
la
durabili
dad de
la
primera.
d. El
envejeci
miento
de las
pinturas
es
inevitabl
e por lo
que
deben
ser
revisada
s
y
renovad
as con
frecuen
cia.
iv. Oxidación anódica:
1. Consiste
en
provocar, por
medio
de
electrólisis, la
formación de
una capa de
óxido
alrededor de la
pieza metálica
colocada en el
ánodo.
Esta
capa ha de
tener
una
consistencia y
espesor
adecuados
para
la
protección
eficaz.
2. Deben
presentar las
protecciones
depositadas un
aspecto poroso
y
esta
porosidad
debe
eliminarse para
que la capa
formada
sea
verdaderament
e eficaz, lo que
se logra, por
ejemplo, con
barnices
tapaporos
v. Recubrimiento
electrolítico:
1. La pieza que
se
quiere
proteger
se
recubre
electrolíticame
nte con capas
de
otros
metales
que
creen una capa
autoportectora
o produzcan el
fenómeno del
pasivado
(cromado,
niquelado,
cadmiado).
vi. Se
utilizan
con
frecuencia
capas
protectoras
conseguidas
por
inmersión de la pieza
en un baño del metal
protector fundido. Las
más corrientes son
las de estaño y las de
cinc.
c. Protección catódica:
i. Consistente
en
provocar
un
par
galvánico con otro
metal de forma que
éste último sea el
ánodo
de
par
galvánico provocado,
con lo cual es éste
metal el que sufre los
efectos
de
la
corrosión (se llama
ánodo de sacrificio),
mientras que el metal
que se trata de
proteger constituye el
cátodo
del
par
galvánico, no siendo
afectado, por tanto,
por la corrosión.
3. Principios básicos de metalografía y fisicoquímica:
i. Metalografía:
1. Es sabido que en las proporciones de un cuerpo
simple o compuesto influyen la composición y la
constitución del mismo. La composición la definen
los elementos químicos que lo forman. La
constitución queda especificada por la forma física
en que se encuentran estos elementos.
2. Un cuerpo puede poseer los mismos componentes
que otro, teniendo sin embargo, distintos
constituyentes; y así, dos aceros con idénticas
proporciones de carbono pueden tener distintas
proporciones de martensita por ser de distinta
calidad el temple que a uno y a otro se les ha dado,
y las propiedades de los aceros pueden ser muy
diferentes.
3. La metalografía estudia la constitución y estructura
de los metales o de sus aleaciones, así como la
influencia que estas puedan tener en sus
propiedades.
4. Estructuras y constituyentes macroscópicos:
a. Se considera macroscópico lo que puede ser
observado a simple vista o con ayuda de una
lupa, cuya ampliación es inferior a 10
aumentos, en superficies pulidas que pueden
estar atacadas o no con reactivos apropiados
para hacer resaltar los detalles que interesen.
b. La macroestructura de una pieza metálica
predice o justifica, con frecuencia, su
comportamiento.
5. Estructuras y constituyentes microscópicos:
a. El estudio de la microestructura de los
metales está hoy en día suficientemente
avanzado para poder dar unas normas
generales sobre los efectos que en sus
propiedades producen los constituyentes
microscópicos
ii. Fisicoquímica de los metales:
1. Pocos son los elementos metálicos que se utilizan tal
como se encuentran en la naturaleza. En general,
cuando un metal llega a la fase de utilización ha
sufrido una serie de transformaciones físicas y
químicas antes de considerarse como producto
acabado. Estas transformaciones influyen de forma
muy acusada, en las propiedades del cuerpo, lo que
justifica un estudio de los procesos fisicoquímicos
que con frecuencia tienen lugar en la metalurgia.
2. En efecto, las características del producto pueden
depender no solamente de su composición sino, por
ejemplo, de la forma de cristalización que puede
haber sido distinta según una serie de factores, tales
como la velocidad con que se han efectuado las
transformaciones.
3. Generalidades:
a. Un producto es una mezcla cuando sus
diversos componentes se aprecian por los
procedimientos de observación de que
normalmente se dispone. Es una mezcla el
granito (cuarzo, feldespato y mica).
b. Cuando la intimidad de una mezcla llega a la
interposición
molecular,
el
conjunto
constituye una solución. Si la solución ha
tenido lugar entre elementos sólidos, se
denomina solución sólida. Cuando la mezcla
íntima se realiza entre metales que son
solubles entre sí en el estado líquido y total o
parcialmente solubles en el estado sólido, la
solución recibe el nombre de aleación. Es una
solución el agua con sal común. Es una
aleación el acero al cromoníquel.
c. Las
mezclas
y
las
aleaciones
son
composiciones físicas, en las que los cuerpos
componentes siguen siento tales, pudiéndose
separar, más o menos fácilmente, por
procedimientos meramente físicos.
d. Cuando la unión de los componentes de un
conjunto llega a un grado en que intervienen
las acciones atómicas de los distintos
elementos, formando un compuesto de
propiedades
distintas
a
la
de
los
componentes, se obtiene una combinación
química.
4. Sistemas de equilibrio:
a. Todo sistema reacciona tendiendo a un
estado de equilibrio. Una vez alcanzado este
estado, cesan las transformaciones mientras
que el sistema no sufre una influencia
exterior a él. Este equilibrio es un equilibrio
dinámico, es decir, que las reacciones entre
los
distintos
componentes
siguen
efectuándose, aunque las proporciones en
que en todo momento se encuentran cada
uno de los componentes no varíen. Así por
ejemplo, en la reacción:
A+B=C+D
A reacciona con B, con una velocidad
determinada, formando C y D. A su vez C y D reaccionan dando A y B. Cuando
se verifique que la velocidad de reacción de A con B es igual a la velocidad de
reacción de C con D, la composición del sistema no variará, a pesar de seguir
efectuándose ambas transformaciones.
Las velocidades de reacción de cada uno de
los miembros vienen determinadas por la ley de acción de masas según la cual
estas velocidades son proporcionales a los productos de las concentraciones de
los cuerpos que reaccionan.
b. En general, en el sistema:
aA + bB +cC +... + nN  pP + qQ + ...+ sS
c. La constante de equilibrio vendría expresada
por:
K=([A]a[B]b...[N]n)/([P]p[Q]q...[S]s)
d. Cuando las condiciones de equilibrio se
alteran, el sistema, según la ley enunciada
por Le Chatelier, reacciona de manera que
tiende a compensar el efecto producido por la
alteración de sus condiciones.
5. Regla de las fases:
a. Un conjunto puede ser homogéneo o formado
por un conjunto de partes homogéneas. A
cada una de estas partes, o al conjunto, si es
homogéneo, se le denomina fase.
b. Las características físicas de los componentes
en una fase vienen ligadas por la ecuación de
estado que para gases y soluciones diluidas
tiene la expresión: P*V=R*T
c. Donde P es la presión o, en el caso de las
soluciones, la concentración [].
d. Una fase puede estar formada por varios
componentes que se encuentran en distintas
proporciones
o
concentraciones.
Las
características de las fases dependen de la
presión y de la temperatura. Para determinar,
pues, una fase habrá que especificar las
concentraciones en ella de cada uno de los
componentes
6. Estudio de sistemas:
a. Las características de las variaciones que
pueden sufrir los sistemas, según los
componentes que tengan, su estado y las
condiciones físicas en que se encuentren,
pueden representarse mediante diagramas
diversos que constituyen excelentes medios
auxiliares para el conocimiento de las
transformaciones que con un sistema se
pueden realizar para llegar a un estado
prefijado, partiendo de uno existente.
b. Los sistemas de representación utilizados son
de distintos tipos, los más frecuentes en
metalurgia:
i. Sistemas de un componente:
1. Tiene un solo componente, sin
embargo, pueden tener distintas
fases, ya que en el sistema
pueden coexistir las diversas
fases en que puede presentarse
el componente. Estas fases
pueden
estar
diferenciadas
entre sí entre sí, bien por su
estado físico, bien por una
diferencia de estado alotrópico.
2. Un sistema clásico de estos
sistemas es el formado por
hielo, agua y vapor, tres fases
de un mismo componente: H2O.
3. Se utilizan frecuentemente en
metalurgia
las
curvas
de
enfriamiento obtenidas al enfriar
lentamente, en un horno, un
material
y
comparar
las
variaciones de temperatura con
las variaciones que experimenta
una muestra patrón, introducida
en el mismo recinto.
ii. Sistemas de dos componentes:
1. Lo encontramos en el afino
(eliminación de impurezas) de
algunos metales. En muchos
casos esta eliminación puede
realizarse mediante un cambio
de estado del conjunto o de uno
de los componentes, para lo que
el
conocimiento
de
los
diagramas de equilibrio presta
una
ayuda
considerable,
permitiendo un estado correcto
de las posibilidades que este
procedimiento ofrece.
2. Se supone fija la presión, ésta
se mueve dentro de los
estrechos límites entre los que,
de hecho, oscilan los procesos
metalúrgicos de este tipo.
3. Hay varios tipos:
a. Materiales
totalmente
miscibles
en
estado
sólido y líquido:
i. Cuando
la
temperatura
de
fusión de los dos
componentes
puros es distinta,
lo normal es que
la temperatura de
fusión
de
la
mezcla de los dos,
dependa de las
proporciones
en
que
se
encuentran.
b. Materiales
totalmente
miscibles
en
estado
líquido y no miscibles en
estado sólido.
c. Materiales parcialmente
miscibles
en
estado
líquido y no miscibles en
estado sólido.
d. Aleaciones eutécticas:
i. Existen aleaciones
que tienen un
punto mínimo de
fusión
inferior
incluso al punto de
fusión
de
los
componentes
puros.
A
la
aleación
cuya
composición
corresponde a la
que tiene este
mínimo
se
le
denomina
eutéctica.
iii. Sistemas de tres componentes:
1. No es posible recurrir a la
representación cartesiana. Se
utilizan
los
diagramas
triangulares, en los que en cada
lado
del
triángulo
se
representan los porcentajes en
que están cada uno de los tres
componentes.
iii. Principios básicos de extracción del metal bruto:
1. Los metales se encuentran en la Naturaleza
combinados en forma de óxidos, carbonatos,
sulfuros, silicatos y cloruros.
2. El tratamiento de estos minerales, necesario para la
obtención de los metales, se efectúa por
procedimientos adecuados para cada mineral,
aunque siguiendo unos tratamientos básicos
generales.
3. Los metales nativos, como el cobre, pueden
separarse de la ganga, bien por fusión o bien por
disolución del mineral en un disolvente adecuado del
que se separa después por electrólisis o por
precipitación.
4. Los óxidos pueden ser reducidos por medio del
carbón.
5. La extracción del aluminio a partir de la alúmina se
realiza por medio de electrólisis.
6. Los
carbonatos
se
convierten
en
óxidos
calcinándolos.
7. Los sulfuros calentado en presencia de oxígeno se
transforman en óxidos.
8. Los silicatos se reducen bien con carburo cálcico o
bien con cal.
9. Los cloruros se tratan por procesos electrolíticos.
iv. Principios básicos del afino de los metales:
1. Los metales obtenidos
por los procedimientos
normales de extracción primaria, rara vez son puros.
En general están mezclados con una serie de
impurezas.
2. La presencia de estas impurezas actúa de forma
muy diversa sobre las propiedades del metal.
3. La purificación de los metales constituye la
operación de afino. Los procedimientos más
empleados son:
a. Fusión: cuando las impurezas no son
miscibles en el metal fundido.
b. Reacción selectiva: cuando las impurezas
tienen mayor afinidad por un determinado
elemento, esto ocurre en los convertidores en
los que, introduciendo oxígeno a través del
metal fundido, se combina con el carbono,
formando CO, que se elimina en forma
gaseosa.
c. Electrólisis: permite la obtención de productos
cuya pureza oscila entre el 99.5% y el 99.9%,
este método se utiliza para el afino del cobre,
cinc y aluminio.
4. Siderurgia:
La siderurgia es la metalurgia del hierro.
Por su amplia gama de cualidades, por las reservas que de él
existen en la naturaleza y por los adelantos experimentados en los
procedimientos de obtención del hierro y de sus aleaciones, este
metal constituye un elemento básico en la vida del hombre. La
producción de hierro da una idea del estado de desarrollo de una
nación.
El carbón (tras someterlo a un horno de coque), los
fundentes (dolomía, caliza) y los minerales de hierro se introducen
en el horno alto, se obtiene la escoria y el arrabio que se pasa a
unas cucharas torpedo, siguiendo dos destinos, o bien se realiza
un afino en un convertidor, pasa a cuchara y se obtiene el acero
líquido o bien pasa a una máquina de colar para formar los
lingotes de hierro utilizados en la fabricación de piezas de
fundición.
El acero se obtiene a partir de chatarra, fundentes y
ferroaleaciones que se meten en un horno eléctrico, tras lo cual se
recoge el producto en una cuchara obteniéndose acero líquido que
sigue tres caminos:
Moldestransformaciones y recubrimientosproductos.
Lingoteras (colada discontinua)horno de conservación y
calentamientotren
devastadorlaminación
y
forjatransformaciones y recubrimientosproductos.
Lingotes
(colada
continua)laminación
y
forjatransformaciones y recubrimientosproductos.
i. Minerales:
1. El hierro, en sus distintas formas, se encuentra en
abundancia en la corteza terrestre, constituyendo un
5% de la misma.
2. Para que un mineral pueda considerarse como
materia prima debe reunir ciertas características de
riqueza y composición. Existen minerales cuyo
porcentaje de hierro es del orden del 70%, aunque
la mayoría de los utilizados en la actualidad tienen
una riqueza muy inferior. El menor porcentaje
considerable para ser utilizable en siderurgia puede
prefijarse en el 20%.
3. Las impurezas que contiene un mineral pueden
jugar un papel muy importante en la calidad del
producto y en los procedimientos de obtención.
4. los minerales de hierro utilizados como materias
primas en la obtención de este metal son:
a. Óxidos:
i. Oligisto:
1. Óxido férrico anhidro Fe2O3 cuya
riqueza en hierro está próxima
al 70%, es el principal
componente del oligisto, mineral
de color negro brillante que
cristaliza
en
romboedros.
Abunda en Rusia.
ii. Hematites roja:
1. Otra variedad de óxido férrico
anhidro es la hematites roja.
2. Se encuentra en Túnez, España
y, sobre todo, en Estados
Unidos,
en
donde
los
yacimientos del Lago Superior,
que tienen un mineral cuyo
porcentaje en hierro (ley) es
próximo al 60%, abastecen el
80%
de
la
producción
Norteamérica.
iii. Hematites parda.
1. El óxido hidratado Fe2O3.3H2O
con una riqueza en hierro del
60%.
iv. Limonitas.
1. El óxido hidratado Fe2O3.3H2O
con una riqueza en hierro del
60%.
v. Magnetita:
1. Óxido magnético Fe3O4 tiene
una ley del 72.4% cuando es
puro, es el más difícil de reducir
de todos.
b. Carbonatos: CO3Fe
i. Siderosa.
ii. Esferoidita.
c. Sulfuros.
i. Riqueza teórica del 46%, es el
constituyente principal de la pirita.
d. Silicatos de hierro:
i. Raramente se utilizan pero debido a la
cantidad tan importante que existe en
la Naturaleza es de esperar que se
encuentren procedimientos adecuados
para tratarlos
ii. Productos siderúrgicos:
1. El hierro es utilizado por el hombre desde hace más
de 7000 años pero su extracción a partir de sus
minerales se realiza desde fechas más recientes.
2. A lo largo de la historia de la siderurgia, y por
distintos métodos de obtención, se produjeron tres
materiales de características distintas:
a. Hierro:
i. Metal blando y maleable que se
caracterizaba porque no templaba, es
decir, que no se endurecía después de
un calentamiento seguido de un
enfriamiento rápido.
b. Acero:
i. Con ellos se podía utilizar el
procedimiento del temple.
c. Fundición.
i. Comprendían una serie de productos
de
dureza
manifiesta
que
se
quebraban al ser forjados.
Esta clasificación corresponde hoy a criterios más
científicos, y los productos se diferencian por su
contenido en carbono que crece del hierro a la
fundición.
3. Hierro:
a. El hierro químicamente puro, Fe, es un
elemento cuyo peso atómico es de 55,84, su
peso específico oscila de 7,84 a 8,14 y su
punto de fusión es de 1539ºC. Tiene un
aspecto blanco brillante, es blando, y no
endurece al templarlo. En construcción no
tiene aplicación práctica.
b. El hierro se presenta en cuatro variedades
alotrópicas:
i. Hierro :
1. El hierro  es una variedad
estable por debajo de los
768ºC, es muy magnética y no
disuelve el carbono.
ii. Hierro :
1. Es estable entre los 768ºC y los
910ºC, y cristaliza, como
el
anterior, en el sistema cúbico.
2. No es magnético.
3. Tiene la propiedad de disolver el
carbono
aunque
en
proporciones limitadas.
iii. Hierro :
1. No magnético.
2. Cristaliza en el sistema cúbico
en forma de cubos de caras
centradas.
3. Estable
a
temperaturas
superiores a 910ºC.
4. Puede disolver carbono en
proporciones de hasta el 2%.
iv. Hierro :
1. Estable por encima de 1400ºC.
2. Débilmente magnético.
3. Cristaliza en el sistema cúbico.
c. Los puntos críticos que marcan la
transformación de una variedad en otra se
ponen de manifiesto en las curvas de
calentamiento y enfriamiento del hierro. La
temperatura permanece constante cuando
aparece una nueva fase y mientras coexistan
las dos.
4. Hierro aleado:
a. En las múltiples aplicaciones del hierro, éste
se encuentra siempre aleado con otros
metales o metaloides que entran en
composición del producto en proporciones
varias.
b. Aparte del hierro químicamente puro, se
denomina hierro a las aleaciones hierrocarbono con bajo contenido de éste último
(inferior al 0,03%) obtenido generalmente en
estado pastoso.
c. Acero:
i. Es una aleación de hierro y carbono,
en la que el contenido de este último,
siendo más alto que en los hierros, no
sobrepasa la cifra del 2%.
ii. Tipos:
1. Aceros al carbono:
a. Tienen
como
componentes principales
el carbono y el hierro.
b. En
pequeñas
proporciones:
i. Manganeso.
ii. Silicio.
iii. Fósforo.
iv. Azufre.
2. Aceros aleados:
a. Contienen además uno o
varios
metales
o
metaloides
en
proporciones apreciables.
d. Fundiciones:
i. Aleaciones hierro-carbono en las que la
proporción de carbono es superior al
2%.
ii. Tipos:
1. Ordinarias:
a. Cuando son el hierro y el
carbono los principales
elementos que entran en
su composición.
2. Especiales:
a. Cuando
contienen,
además,
proporciones
apreciables
de
otros
metales o metaloides.
e. Aleaciones hierro-carbono:
i. Las aleaciones de hierro más
interesantes son las que forma con el
carbono, cuyas propiedades varían
notablemente según el porcentaje en
que se encuentra este elemento, que
sirve para establecer la clasificación
general de los productos siderúrgicos.
ii. El carbono y el hierro se combinan
formando un carburo, Fe3C, llamado
cementita.
iii. Las transformaciones lentas de las
aleaciones
hierro-carbono
vienen
definidas por el diagrama:
iv. Componentes
propios
aleaciones:
1. Austenita:
de
estas
a. Solución
sólida
de
cementita en hierro ,
estable en la zona del
diagrama que se indica
en la figura.
b. Es de estructura tan
sencilla como la del
hierro puro, pero es más
dura que éste.
2. Ferritas  y :
a. Constituyentes formados
por una solución de
carbono en hierro  y 
respectivamente
3. Ledeburita:
a. Aleación eutéctica de
hierro con 4,3% de
carbono que es la que
entre todas, tiene el
punto de fusión más bajo
(1130ºC).
b. Está
constituida
por
cristales mixtos de tipo
austenoide y cementita.
4. Perlita:
a. El estado final de una
aleación de 0,8% de
carbono,
enfriada
lentamente.
b. Mezcla de ferrita y
cementita que
se
encuentra en ella en
forma
de
láminas
alternadas.
c. La estructura de la perlita
varía
notablemente,
como veremos al hablar
de
ella
en
los
tratamientos térmicos.
v. Se elige una aleación de hierrocarbono de una composición arbitraria
(Punto arbitrario del eje x). Se parte de
una aleación hierro-carbono en estado
líquido:
vi. Transformación
1:
Acero:
Carbono<2%
1. Al enfriar, cuando se llega a una
línea líquidus, empiezan a
aparecer cristales de hierro  y,
más tarde, austenita hasta la
línea sólidus, en cuyo momento
no existe mas que la austenita
sólido. Al llegar al punto crítico
A3, empieza a segregarse ferrita
 a costa de la austenita. Como
el porcentaje de carbono que
puede disolver la ferrita es
inferior al que tenía la austenita,
ésta va enriqueciéndose en
carbono. Al llegar al punto
crítico A2, la ferrita  se
transforma en ferrita  y, al
seguir el enfriamiento, es este
último componente el que se va
segregando de la austenita que
sigue
enriqueciéndose
en
carbono,
variando
su
composición según la línea A32.
A la temperatura del punto
crítico A1 la ferrita permanece
en su estado y la austenita,
cuya composición es la del
eutectoide perlita, se transforma
en
este
componente.
El
producto final es una mezcla de
perlita y ferrita.
2. Su diagrama vertical es:
vii. Transformación 2: Carbono>2%
1. Cuando la temperatura baja y el
punto representativo el estado
alcanza la línea líquidus se
solidifica cementita mientras
que el líquido, que se va
empobreciendo en carbono,
sigue la línea líquidus hasta el
punto C en el cual solidifica la
ledeburita.
Al
enfriar,
la
cementita (llamada primaria en
este caso) no sufre ninguna
alteración. En la ledeburita,
mezcla de austenita y cementita
que conserva su composición
original, la austenita, cuya
capacidad de disolver carbono
viene regulada por la línea SE
como vimos, va segregando
cementita secundaria. Al llegar a
la temperatura de A1, la
ledeburita se transforma en
perlita
procedente
de
la
austenita. El producto final es
una mezcla de perlita, cementita
secundaria y cementita primaria.
2. Su diagrama vertical es:
f. Aleaciones con otros elementos
i. Los
productos
siderúrgicos
normalmente van aleados, además de
con el carbono, con una serie de
elementos
que
modifican
las
propiedades de aquéllos.
ii. El manganeso es el metal que con más
frecuencia acompaña a los aceros, a
los
que
comunica
interesantes
propiedades.
iii. La
influencia
del
azufre
que,
combinado con el hierro, le perjudica
en sus propiedades mecánicas y en su
soldabilidad, puede verse disminuida si
está combinado con el manganeso. La
presencia de manganeso atenúa la
velocidad de corrosión de los aceros.
iv. El silicio, lo mismo que el manganeso,
tiene más afinidad por el oxígeno que
el hierro y, por tanto, se emplea como
desoxidante.
v. El azufre da fragilidad en caliente y, a
veces también en frío a los productos
siderúrgicos. Dificulta la soldadura y
disminuye la fluidez de las fundiciones.
vi. El fósforo es el elemento cuya
presencia es más perniciosa. Da
fragilidad en frío a los aceros,
disminuye el punto de fusión del hierro
y da fluidez a las fundiciones.
vii. La presencia de cromo en pequeñas
proporciones aumenta la resistencia, la
dureza y la ductibilidad de los aceros.
viii. Pequeñas proporciones de estaño en
un acero lo hace insoldable y aumenta
su fragilidad.
ix. El aluminio facilita el moldeo de los
aceros.
% Carbono<0.03Hierro industrial.
% Carbono<2Aceros.
% Carbono>2Fundiciones.
iii. Fundamentos teóricos de la obtención del hierro:
1. En la industria, el procedimiento más normal de
obtención del hierro partiendo de los minerales es la
reducción de éstos por carbón.
2. Esta reducción puede ser:
a. Directa, reaccionando el carbono del carbón
con el óxido del mineral.
b. Indirecta: cuando actúa como reductor el
monóxido
de
carbono
formado
por
combustión incompleta del carbón o por
reducción del anhidro. El CO se oxida a CO2 a
costa del oxígeno de los óxidos del mineral. El
CO es el agente que en el horno alto reduce
más de la mitad del mineral allí tratado.
3. El carbón no solamente reduce al mineral de hierro
sino que se disuelve en él en proporciones variables,
formando la cementita
5. Prerreducidos y fundiciones. Procedimientos de obtención:
En la actualidad, el procedimiento más utilizado para la
obtención de aceros, se basa en la descarburación de la fundición,
que es el producto obtenido directamente del mineral al ser
reducido con carbón.
La fundición no se conoció hasta el siglo XVI.
i. Prerreducidos:
1. La obtención de acero, partiendo de la fundición,
obliga a carburar primeramente el hierro para
descarburarlo después, lo que significa un paso
intermedio entre el mineral y el acero que parece
lógico evitar, aunque hasta la fecha no se han
conseguido resultados definitivos en los intentos
realizados.
2. Para obtener directamente hierro reduciendo el
mineral con carbón el estado idóneo es aquél en el
que el hierro está en su forma alotrópica , en estas
condiciones no puede disolver carbono en
cantidades superiores al 2%; siendo acero, por
tanto, el producto final.
3. Las prerreducciones más conocidos son:
a. Esponja de hierro:
i. Contenido en carbono del orden del
0,3%.
ii. Constituye una excelente chatarra en
sitios en los que no se disponga de
ella.
iii. Gran consumo de carbón.
b. Hierro pastoso.
4. La producción de acero por este método no llega al
4% de la producción total, se utiliza cuando hay
escasez de chatarra.
5. Se obtienen los prerreducidos calentando el mineral
en contacto con el reductor que puede ser carbón o,
preferiblemente, gases reductores como el
monóxido de carbono, las temperaturas de
reducción oscilan entre 1000 y 1500ºC.
6. La reducción por medio de gases se realiza en la
actualidad en hornos de cuba, por los
procedimientos H y L y MIDREX, procedimientos con
los que se obtiene el 90% de la producción mundial
de productos prerreducidos.
ii. Fundiciones:
1. Las fundiciones son aleaciones hierro-carbono, en
las que éste se encuentra en una proporción
superior al 2%.
2. Las características mecánicas de las fundiciones
varían
según
su
composición
química
y
cristalográfica.
3. Dos grandes tipos de fundiciones:
a. Fundiciones ordinarias:
i. El hierro y el carbono son los
principales componentes.
ii. Pueden ser:
1. Fundición gris:
a. Tiene
un
aspecto
cristalino granular.
b. Color gris oscuro.
c. Contiene
carbono
segregado
de
la
cementita
d. Es menos frágil que la
fundición blanca.
e. Permite un moldeo con
menos defectos.
2. Fundición blanca:
a. El carbono está en su
mayor parte en forma de
cementita.
b. Se obtiene enfriando
rápidamente la gris sin
dar
tiempo
a
la
segregación del grafito.
c. Muy
dura
y
extraordinariamente
frágil.
3. Fundición truchada:
a. Se observa el hierro
salpicado de manchas
grises, lo que recuerda al
aspecto de las truchas.
4. Fundición maleable:
a. Se obtiene a partir de la
fundición
blanca
por
descomposición de la
cementita
como
consecuencia de estar en
contacto con óxidos de
hierro.
b. Excelente maleabilidad.
c. Si el recocido se realiza
en atmósfera oxidante,
se obtiene la fundición
maleable
blanca
o
europea, mientras que si
se realiza en atmósfera
no oxidante se obtiene la
fundición maleable negra
o americana
5. Fundición perlítica:
a. Variedad de la maleable
negra.
b. Excelentes
cualidades
mecánicas
b. Fundiciones especiales:
i. Intervienen otro u otros metales en
proporciones apreciables.
ii. Ferromanganeso.
iii. Ferrosilicio.
iv. Silicio-manganeso.
v. Se obtienen en horno eléctrico.
vi. Se emplean para fabricación de aceros
especiales.
4. El horno alto:
a. Horno de cuba en el que se insufla aire a
presión. El mineral, el coque y los fundentes
se introducen por su parte superior, por la
que escapan a su vez los gases procedentes
del horno. Por la parte inferior se extraen
periódicamente la escoria y la fundición
(arrabio).
b. Descripción:
i. Tragante:
1. parte superior del horno por el
que se introduce la carga.
ii. Cuba:
1. parte del horno con forma de
tronco
de
cono
situada
inmediatamente
debajo
del
tragante.
iii. Vientre:
1. parte más ancha del horno,
formada
por
una
franja
prácticamente cilíndrica.
iv. Etalajes:
1. situados bajo el vientre, tienen
forma de tronco de cono
invertido.
2. en la parte inferior de los
etalajes distribuidas a lo largo
de su circunferencia y unidas a
una tubería horizontal que
rodea al horno se disponen las
toberas por las que se inyecta el
aire
necesario
para
el
funcionamiento del horno.
v. Crisol:
1. de forma cilíndrica que tiene por
misión contener el arrabio y la
escoria, los cuales se evacúan
por dos orificios situados a
distinta altura.
c. Carga:
i. Mineral:
1. debe estar troceado de tal
forma que permitiendo un
contacto íntimo entre él y los
gases, la reducción sea eficaz y
no se impida el paso de la
corriente gaseosa a través de él.
2. de todo el mineral suministrado,
sólo el 5% es directo, el resto,
está constituido por menudos
que han tenido que ser
sometidos
anteriormente
a
operaciones de sinterización o
pelletización para poder tener
un tamaño y consistencia
adecuadas.
ii. Coque:
1. para calentar la carga y
suministrar el carbono necesario
para la reducción del mineral.
iii. Fundente:
1. se añaden para facilitar la
separación del metal de la
ganga del mineral y de las
cenizas del combustible, con las
que se combina formando la
escoria.
Mineral, fundente y coque, se cargan
en el horno distribuidos en capas
alternadas de coque y mezcla de
mineral y fundente.
d. Transformaciones en horno alto:
i. Pasada la primera zona, el óxido
férrico se reduce, por el monóxido de
carbono que contienen los gases, a
magnetita
que
es
nuevamente
reducido a óxido ferroso.
ii. En el vientre, que está a la
temperatura del rojo vivo (entre 950 y
1250ºC), la reducción se realiza
activamente. Esta reducción se acaba
en los etalajes en los que el óxido
ferroso pasa completamente a hierro.
iii. En los etalajes la ganga funde pues es
la zona del horno con mayor
temperatura.
iv. Los metales ajenos al hierro (fósforo,
silicio, manganeso, cromo, vanadio)
que entran en el horno, bien con la
ganga, bien con el combustible, se
incorporan a la fundición en diferentes
fases y en proporciones que dependen
de la marcha del horno, especialmente
de su temperatura.
v. El arrabio tipo hematíes es adecuado
para fabricación de piezas de fundición
en moldería mientras que el básico es
el utilizado para posterior afino en
convertidores.
vi. Para
obtener
una
composición
adecuada y constante del arrabio, es
necesario llevar un control muy
completo del proceso, la utilización de
ordenadores en el control del horno,
permite la fabricación de arrabio de
características muy ajustadas, lo que
es fundamental para el trabajo en la
acería.
e. Rendimiento térmico:
i. Puede considerarse como bajo
ii. Sin embargo, el rendimiento energético
alcanza valores superiores al 90%
f. La colada:
i. La colada del arrabio se realiza por un
orificio (piquera) situado en el fondo
del crisol y la colada de la escoria, que
sobrenada al arrabio, se hace a través
de uno o dos orificios (bigoteras).
ii. Para realizar la sangría, la piquera se
abre por medio de una perforadora
adecuada y, terminada la sangría, se
disminuye el viento y se cierra
nuevamente.
iii. El arrabio procedente de la sangría se
conduce a través de unos canales de
arena hasta que las cucharas, que
pueden
ser
abiertas
o,
más
frecuentemente, cerradas (cucharas
torpedo). Éstas últimas permiten
conservar mejor el calor durante los
tiempos de transporte y los tiempos en
espera de otra fase del proceso
siderúrgico.
iv. Durante la permanencia del arrabio en
la cuchara, se realizan operaciones de
afino, se reduce en una proporción
considerable el contenido de azufre.
v. El arrabio se conduce bien a la acería
para su posterior afino, o bien a la
máquina de colar. En ella se producen
los
lingotes
de
hierro
que
posteriormente se emplearán en la
fabricación de piezas de fundición. El
arrabio se vierte, por medio de una
cuchara, en una serie de moldes
metálicos colocados en una larga
cadena sinfín. Al llegar a la parte
posterior de la cinta, los lingotes,
enfriados, se desprenden de ellas.
g. Escoria:
i. La escoria de un alto horno e forma
por la combinación, de la sílice y de la
alúmina procedentes de la ganga del
mineral de hierro que se introduce en
él y de las cenizas del coque, con la cal
que proviene del fundente.
ii. Su densidad es menor que la de la
fundición, por lo que flota sobre ella.
iii. La escoria, al salir del horno, se carga
en cucharas en las que se envía a os
lugares en donde va a enfriarse. Según
éste enfriamiento, se obtienen las
escorias de distinto tipo:
1. Normales:
a. Son las que en estado
líquido, se arrojan en
grandes terraplenes.
b. Una vez han solidificado
se terminan de enfriar
con una ducha de agua
fría que, al hacerlas
quebradizas facilita su
extracción.
c. Debidamente trituradas
se emplean como áridos
en ciertos hormigones,
6. Aceros
en
carreteras
como
medio filtrante
2. Granulada:
a. Se obtiene al echar la
escoria sobre un baño de
agua.
b. El enfriamiento brusco
que sufre la desmenuza
en partículas del tamaño
de una arena normal.
c. Se
emplea
en
la
fabricación de cemento y
como
árido
en
pavimentos
de
carreteras.
3. Dilatada:
a. Se obtiene adicionando a
la escoria fundida una
cantidad de agua inferior
a la necesaria para la
obtención de la escoria
granulada. El resultado
es un clinker celular
relativamente seco.
b. Se
utiliza
en
la
fabricación
de
hormigones ligeros, que
poseen, además de su
reducida
densidad,
cualidades de aislantes
térmicos y absorbentes
acústicos.
h. La altura de un horno puede superar los 70
metros y tener 14 metros de diámetro.
i. Dadas las altas temperaturas que se
desarrollan en el interior de los hornos, éstos
van recubiertos interiormente de refractario.
El acero es un compuesto de hierro y carbono en el que la
proporción de este último es inferior al 2%.
Las propiedades del acero dependen de su composición
química, que se obtiene en la acería y de los tratamientos
térmicos o mecánicos posteriores a que se someta.
El producto de las acerías es un material con composición
definida dentro de estrechos límites. La composición final de los
aceros define, por otra parte y en muchas ocasiones, las
características del procedimiento de fabricación que se ha de
seguir.
Las materias primas para la fabricación del acero son dos:
Arrabio.
Chatarra.
A veces se utiliza también mineral de hierro. La materia
prima empleada condiciona el proceso de fabricación.
Cuando el acero se obtiene por afino de arrabio, se
utilizan los convertidores.
Cuando se obtiene a partir de chatarra se fabrica el horno
eléctrico.
Es normal que el acero se obtenga a partir de arrabio y de
chatarra, mezclados en proporciones convenientes. En la
chatarra incluimos los prerreducidos.
i. Fundamentos teóricos del afino:
1. En el hierro obtenido por fusión, el porcentaje de
carbono es elevado y para conseguir productos
menos carburados es preciso disminuir su
proporción, cosa que se logra por oxidación.
2. El óxido de hierro, el fósforo y el azufre, elementos
indeseables deben de ser eliminados.
3. En la oxidación del carbono interviene como
intermediario el FeO.
4. El manganeso, presente en la fase líquida del hierro,
actúa como desoxidante de éste.
5. El silicio desoxida al baño, reaccionando con el óxido
ferroso presente.
6. La eliminación del fósforo, elemento cuya presencia
no es deseable, se logra con una escoria básica.
7. El azufre que forma el sulfuro de hierro y que da
fragilidad en caliente, puede eliminarse bien por
medio de una escoria básica, bien por la acción del
manganeso.
ii. Afino de la fundición:
1. El principal elemento afinador de la fundición es el
oxígeno, el cual, se combina con los distintos
elementos
de
la
fundición
formando
los
correspondientes óxidos que se eliminan en la
escoria o bien, como en el caso del carbono, en
estado gaseoso.
2. El afino se realiza casi únicamente en convertidores
con insuflación de oxígeno o en el horno eléctrico.
3. Afino con oxígeno en convertidor:
a. Al insuflar oxígeno en el convertidor,
aumentan notablemente las temperaturas,
por lo que, en un principio, hubo que
abandonar el soplado por la parte inferior del
convertidor, que solamente admitía aire
enriquecido en oxígeno hasta un 40% sin que
peligrase la duración del convertidor y del
refractario.
b. El procedimiento LD, es el procedimiento más
generalizado de afino de acero partiendo de
arrabio líquido.
c. El proceso LD:
i. Descripción del convertidor:
1. Consiste fundamentalmente en
un recipiente en el que sólo una
pequeña parte del volumen del
convertidor está ocupado por la
carga.
ii. Marcha del proceso:
1. Inclinado el convertidor, se
cargan, en primer lugar, las
materias
primas
sólidas,
constituidas normalmente por
chatarra y en ocasiones también
por arrabio en lingotes.
2. Se baja la lanza a una altura del
baño comprendida entre uno y
dos metros y se comienza el
soplado.
3. Una vez iniciada la ignición
(unos 15 segundos) se añaden
los
fundentes
previamente
dosificados y almacenados en la
cantidad adecuada en la tolva
de fundentes.
4. Terminado el proceso, se cuelan
la escoria y el acero en las
cucharas correspondientes.
5. La escoria se enfría, se tritura y
después
de
eliminar
por
separación
magnéticas
las
partes metálicas que contiene
se lleva al depósito de escorias.
6. El acero líquido se traslada a las
zonas de colada para su
posterior utilización.
4. Afino en horno eléctrico:
a. Tipos de hornos:
i. Los tipos de hornos eléctricos en
metalurgia son, fundamentalmente, de
dos tipos:
1. De inducción.
2. De arco.
5. Metalurgia secundaria:
a. Denominamos metalurgia secundaria a una
serie de procesos fisicoquímicos que tienen
por objeto complementar los afinos realizados
por los procedimientos descritos, obteniendo,
bien un ajuste más ceñido de su composición,
bien la eliminación o una fuerte reducción de
impurezas, sin olvidar la posibilidad de acortar
el tiempo de utilización de equipos caros a
favor de la utilización de equipos más
económicos.
b. Muchas de ellas se utilizan en siderurgias
especializadas. Tal puede ser el caso, por
ejemplo, de la fabricación de aceros
inoxidables.
c. Las operaciones realizadas en la metalurgia
secundaria (metalurgia de cuchara) tienen
como principales misiones:
i. Desgasificar el acero, eliminando
principalmente
su
contenido
en
oxígeno, nitrógeno e hidrógeno.
ii. Mejorar las propiedades mecánicas del
producto resultante, lo que puede
hacerse, por ejemplo, variando, por
tratamiento químico, el tamaño de
grano resultante.
iii. Homogeneizar el producto y realizar un
ajuste
fino
de
los
elementos
componentes.
d. Algunas de estas operaciones, pueden
realizarse en cuchara sin necesidad de
recurrir a un calentamiento del acero. Otras
operaciones requieren un calentamiento
dentro de la propia cuchara.
iii. La colada:
1. El acero obtenido en los hornos de afino debe ser
solidificado antes de su utilización. El enfriamiento
del acero líquido se efectúa en moldes o en
lingoteras. En el primer caso se obtienen piezas cuya
forma es prácticamente la definitiva (acero
moldeado) y en el segundo el producto es el lingote,
cuando la colada es discontinua.
2. La lingotera es un recipiente construido de fundición,
en el cual, se vierte el acero líquido con objeto de
que solidifique en ella.
3. Tipos de colada:
a. Discontinua:
i. El acero líquido transportado en la
cuchara que lo recogió del horno o del
convertidor, se vierte en las lingoteras.
ii. Al enfriarse el acero experimenta una
contracción notable y se despega de
las paredes por lo que el desmoldeo se
realiza, sencillamente, levantando las
lingoteras con una grúa.
iii. El lingote obtenido, no es un producto
homogéneo y perfecto, sino que, por
causas inherentes a su solidificación,
presenta una serie de anomalías,
según la influencia de la composición
del acero, temperatura de la colada,
etc.
iv. Los
lingotes,
solidificados,
se
almacenan normalmente en hornos de
foso, en espera de su laminación en
los trenes de desbaste en los que se
obtienen los semiproductos.
v. Defectos en los lingotes:
1. Las sopladuras, espacios huecos
en el interior del lingote,
debidos
a
los
gases
desprendidos en la masa del
lingote durante su enfriamiento
y que no han sido arrastrados a
la superficie.
2. Las segregaciones, el lingote
tendrá
una
composición
diferente en cada una de sus
partes.
b. Colada continua
i. La colada continua supone un paso
intermedio entre la fabricación del
acero y su laminación para obtener el
producto acabado.
ii. La cuchara con el acero procedente del
afino, descarga su contenido en la
artesa, recipiente cuya misión es
almacenar el acero líquido durante un
cierto tiempo y distribuirlo entre las
diversas líneas paralelas de colada que
normalmente existen.
iii. La colada discontinua está siendo
desplazada por la colada continua,
hasta el punto que el acero colado de
esta forma supone en la actualidad
más del 90% de la producción.
7. Productos siderúrgicos:
La composición de un producto, tanto si se consideran sus
elementos principales como la clase y cuantía de los elementos que se
encuentran como impurezas, potencia a aquél para adquirir unas
propiedades determinadas, pero el hecho de que las posea o no,
depende no solo de su composición sino del historial que la pieza o el
producto final han seguido en su fabricación.
Por ejemplo, los componentes principales pueden estar
agrupados de formas diversas, las cuales definirán otras tantas
estructuras cristalinas o constituyentes microscópicos, cada uno de
ellos con sus características peculiares. El tipo de estos constituyentes
depende no solo de su composición sino también de otros factores,
entre los que son importantes los tratamientos térmicos a que ha sido
sometida la pieza.
En la misma línea, diremos que los tratamientos mecánicos no
solamente afectan a la forma y aspecto exterior de la pieza sino que
actúan también sobre la estructura cristalina del producto originando
modificaciones más o menos acusadas de las propiedades físicas del
producto final.
En el caso de los productos siderúrgicos, los constituyentes
microscópicos tienen una influencia muy acusada en sus propiedades
i. Constituyentes microscópicos:
1. Los constituyentes microscópicos más importantes
en los productos siderúrgicos son:
a. Ferrita:
i. Disolución de carbono en hierro  o 
(ferrita  o ferrita ).
ii. Ambas son estables a temperaturas
que dependen de su composición.
iii. Porcentaje muy pequeño en carbono y
pueden tomar impurezas tales como
silicio y fósforo.
iv. Al microscopio aparece en forma de
cristales poliédricos.
v. Es el constituyente más blando.
vi. Es dúctil y magnética.
vii. Resistencia a tracción 350 N/mm2.
b. Cementita:
i. Carburo de hierro Fe3C.
ii. Es el componente más duro de los
productos siderúrgicos.
iii. Cristaliza
en
paralelepípedos
ortorrómbicos.
iv. En los productos siderúrgicos, el
carbono se presenta normalmente en
forma de cementita aunque a veces,
c.
d.
e.
f.
g.
como ocurre en las fundiciones grises,
se desdobla quedando carbono libre
como grafito.
Austenita:
i. Solución sólida de carbono en hierro .
ii. La cantidad de carbono que puede
disolver depende de la temperatura.
iii. Pueden
obtenerse
estructuras
austeníticas por un enfriamiento muy
brusco del acero.
iv. Al microscopio se presenta como
grandes cristales de forma poliédrica.
v. Es blanda, dúctil, tenaz y poco
magnética.
vi. Resistencia a la tracción entre 900 y
1050 N/mm2.
vii. Es muy densa y resistente al desgaste.
Perlita:
i. Aproximadamente el 0,8% de carbono.
ii. Cristales
formados
por
capas
alternativas de hierro  y cementita.
iii. Su dureza aumenta al aumentar la
velocidad de enfriamiento.
Martensita:
i. Constituyente típico de los aceros.
ii. Constituida por una solución sólida,
sobresaturada, de carbono en hierro .
iii. El porcentaje de carbono varía entre
pequeñas cantidades hasta el 1%.
iv. Es el constituyente más duro de los
productos siderúrgicos después de la
cementita.
v. Es frágil.
vi. Dependiendo de su porcentaje en
carbono su resistencia oscila de menor
cantidad de carbono a mayor entre
1700 N/mm2 hasta 2500N/mm2.
Troostita:
i. Agregado de cementita y hierro .
ii. La resistencia oscila entre 1400 y 1800
N/mm2.
iii. Se obtiene cuando la velocidad de
enfriamiento es ligeramente inferior a
la necesaria para obtener martensita.
Sorbita:
i. Llamada también martensita revenida.
ii. Se obtiene enfriando los aceros
templados
y
calentándolos
nuevamente
a
temperaturas
comprendidas entre 400 y 700ºC.
iii. Más blanda que la troostita.
h. Bainita:
i. Se obtiene de la transformación
isotérmica de la austenita.
ii. Constituyente de los aceros más
recientemente descubierto.
ii. Tratamientos térmicos:
Su finalidad es comunicar a los productos siderúrgicos
ciertas propiedades, consisten en calentar éstos a una
determinada temperatura y enfriarlos según una ley definida.
Los tratamientos térmicos modifican esencialmente la
microestructura de los productos, tanto variando el tamaño
de grano como su calidad, posición relativa de los distintos
componentes en el conjunto y homogeneidad del producto
final.
La temperatura y el tiempo son los factores de un
tratamiento térmico que determinan, para un producto de
composición química definida, las características que éste va
a tener.
Temperatura crítica: aquella necesaria para conseguir
la completa austenización, depende de la concentración de
carbono.
1. Curvas de la S:
a. Es de extraordinario interés en los
tratamientos térmicos.
b. En ellas, se indican las transformaciones que,
a una temperatura t determinada, sufre la
austenita de una barra de acero que ha sido
calentada hasta conseguir una estructura
totalmente austenítica y enfriada después
rápidamente (sin dar tiempo a que haya
transformaciones en la austenita) hasta la
temperatura te de estudio, temperatura a la
que permanece el tiempo necesario para que
se realice la transformación de la austenita en
otros constituyentes microscópicos.
c. También se suele denominar como curva TTT
(temperatura-tiempo-transformación)
d. La forma de la curva varía según el contenido
de carbono del acero y según los elementos
que, bien aleados o bien en forma de
impurezas, tenga la pieza, así como del
tamaño de grano de la austenita obtenida en
el calentamiento.
e. En el tratamiento 1 (línea 1), en el punto de
encuentro con la curva empieza a segregarse
ferrita hasta que, al alcanzar la línea de la
bainita, la austenita residual, es decir, la que
no se habría transformado, comienza a
transformarse en bainita. La transformación
de la austenita en bainita no es completa
puesto que la línea de enfriamiento no
alcanza la línea final de la transformación,
quedando una parte de austenita que, al
alcanzar la línea de la martensita se
transforma en este constituyente. El producto
final es, por tanto, una mezcla de ferrita,
bainita y martensita.
f. Existen tratamientos térmicos característicos
entre los cuales los principales son:
i. Normalizado:
1. Es un tratamiento que consiste
en
calentar
el
acero
a
temperatura
ligeramente
superior a la crítica, mantenerlo
a esta temperatura el tiempo
suficiente para lograr la total
austenización y enfriarlo al aire
libre. Se conviene que así queda
el acero con las propiedades
típicas de su composición; de
ahí el nombre de normalizado.
2. Se da frecuentemente para
eliminar tensiones internas en
las piezas que han sufrido
procesos de deformación como,
por ejemplo, forja o laminado
en frío o caliente, fundición, etc.
3. Se aplica a los aceros de
construcción más bajos en
carbono.
4. Se obtiene un producto blando y
dúctil.
ii. Temple:
1. Se
templa
una
pieza
calentándola
hasta
una
temperatura
ligeramente
superior
a
la
crítica
(temperatura a la que se
mantiene el tiempo suficiente
para
lograr
la
total
transformación en austenita) y
enfriándola
después
rápidamente.
2. El constituyente microscópico
típico
del
temple
es
la
martensita.
3. La
temperatura
de
calentamiento de los aceros
para su temple, depende del
porcentaje de carbono que
tengan éstos.
4. Recordar que:
a. Acero
hipoeutectoidemenos
del 0,8% de carbono.
b. Acero
hipereutectoidemás del
0,8% de carbono.
5. La velocidad de enfriamiento
depende, fundamentalmente, de
la composición del acero y del
tamaño de grano obtenido en el
calentamiento.
6. El enfriamiento, según la
velocidad
requerida,
puede
hacerse en diversos medios. La
salmuera helada y el agua fría
dan
las
velocidades
de
enfriamiento
más
altas,
disminuyendo la velocidad si el
baño es de aceite, plomo o al
aire.
7. Las fundiciones se templan
siempre partiendo del estado
líquido. Con un enfriamiento
rápido se obtiene la fundición
blanca y con un enfriamiento
más lento se obtiene la
fundición gris.
8. El temple aumenta la dureza, el
límite elástico y la resistencia a
la tracción, y disminuye la
tenacidad y el alargamiento.
iii. Recocido:
1. Tiene por objeto ablandar el
acero y eliminar las tensiones
internas que por diversas causas
hayan podido crearse.
2. En
este
tratamiento,
la
velocidad de enfriamiento es
siempre lenta y el calentamiento
puede hacerse a temperaturas
superiores o inferiores a la
crítica.
3. Cuando la temperatura de
calentamiento es superior a la
crítica se realiza un recocido de
regeneración
o
recocido
completo
cuya
misión
es
ablandar el acero y regenerar su
estructura que ha podido ser
deformada.
4. El constituyente típico obtenido
es la perlita.
5. La velocidad de enfriamiento
que debe emplearse depende
de la composición del acero. La
dureza será tanto mayor cuanto
mayor sea la velocidad de
enfriamiento y la tenacidad será
tanto menor cuanto mayores
sean los cristales obtenidos.
6. Tipos:
a. Recocido
de
ablandamiento:
i. Utilizado
para
ablandar el acero,
se
calienta
el
acero
a
una
temperatura
próxima
pero
inferior a la crítica
y
se
enfría
lentamente.
ii. Operación
más
económica.
b. Recocido contra acritud:
i. Se emplea para
conferir ductilidad
a
los
aceros
estirados en frío,
cuyos cristales de
ferrita
se
han
deformado
alargándose
y,
como
consecuencia, han
adquirido
cierta
acritud.
La
temperatura
de
calentamiento en
este tratamiento
es
ligeramente
inferior a la del
anterior
y
el
enfriamiento
puede realizarse al
aire.
iv. Revenido:
1. Se da a los aceros después del
temple, con objeto de mejorar
las características de las piezas
templadas. En el revenido, la
pieza templada se somete a un
calentamiento a temperatura
inferior a la crítica, seguido de
un enfriamiento, generalmente
al aire y, en ocasiones, en aceite
o agua.
v. Tratamientos isotérmicos:
1. En los que el acero, calentado a
una temperatura superior a la
crítica, se enfría rápidamente
hasta
una
temperatura
determinada sin que sufra
transformación alguna y se
mantiene a esta temperatura el
tiempo suficiente para que la
transformación se realice en
toda la pieza a la misma
temperatura.
2. Con estos tratamientos se
consigue:
a. Disminución a un mínimo
de tensiones internas y
con
ellas
de
deformaciones
o
agrietamientos
provocados
por
el
enfriamiento desigual en
distintas partes de una
pieza.
b. Ahorro de tiempo.
c. Uniformidad
de
la
temperatura en toda la
pieza.
3. Se emplea este tratamiento en
piezas forjadas, las cuales,
introducidas
en
un
baño
isotérmico directamente desde
al forja y enfriadas al aire,
quedan
con
excelentes
cualidades
para
su
mecanización.
vi. Temple superficial:
1. Se emplea para endurecer la
superficie de piezas que, por su
tamaño,
no
pueden
ser
templadas en su totalidad, o
para templar únicamente la
periferia
de
estas
piezas
cuando, por la exigencia del
trabajo que van a desarrollar,
no es conveniente templar la
totalidad.
2. La pieza se calienta por diversos
procedimientos en las partes
que interesa templar y se enfría
rápidamente, normalmente con
agua.
3. El calentamiento puede hacerse
mediante de un soplete
vii. Cementación:
1. Aunque la cementación, lo
mismo que la nitruración son
tratamientos con cambio de
composición, las incluimos en
los tratamientos térmicos por su
afinidad con ellos.
2. En muchas máquinas existen
piezas que para efectuar su
trabajo requieren un mínimo de
tenacidad y una gran dureza
superficial como les ocurre, por
ejemplo, a los cigüeñales,
siempre sometidos a los golpes
y rozamientos con los cojinetes.
3. El enriquecimiento en carbono
de la superficie se logra
introduciéndola en un medio
que sea capaz de ceder el
carbono que fijará la pieza.
Como la austenita es el
constituyente que con más
facilidad absorbe el carbono, la
cementación de los aceros
(enriquecimiento superficial de
su porcentaje de carbono) debe
hacerse
estando
éstos
a
temperatura
suficientemente
elevada para que su estructura
sea austenítica.
viii. Nitruración:
1. La capacidad del nitrógeno para
combinarse con el hierro y otros
elementos que lleva aleados,
formando nitruros de gran
dureza que dispuestos en los
espacios
intercristalinos
del
acero comunican a éste una
dureza
extraordinaria,
ha
justificado el empleo de la
nitruración
para
el
endurecimiento superficial de
las piezas.
2. La nitruración presenta sobre la
cementación
las
siguientes
ventajas:
a. Temperatura
de
nitruración relativamente
bajas, se reducen los
riesgos
de
deformaciones.
b. No es necesario ningún
tratamiento
térmico
posterior.
c. Se
obtienen
durezas
mayores que con la
cementación.
d. Las piezas nitruradas son
muy resistentes a la
corrosión
y
a
los
esfuerzos de fatiga.
3. Se da este tratamiento a piezas
que por su uso pueden
desgastarse, tales como camisas
de
cilindros,
engranajes,
rodamiento
de
bolas,
cigüeñales, etc.
ix. Maleabilización:
1. La fragilidad de la fundición
constituye
un
serio
inconveniente
para
la
fabricación de piezas de este
material.
2. Se comprende que se hayan
hecho esfuerzos para conseguir,
por medio de tratamientos
adecuados,
eliminar
la
indeseable fragilidad de las
fundiciones. Esta fragilidad se
elimina aleando la fundición con
otros elementos o sometiendo
las piezas de fundición a un
tratamiento
térmico
de
maleabilización aunque este
último procedimiento solamente
se puede utilizar con piezas
pequeñas.
3. La maleabilización se consigue
sometiendo las piezas a un
recocido
prolongado
en
atmósfera oxidante, con lo que
se
logra
descarburar
la
superficie,
quedando
tan
maleables como los aceros
suaves de bajo contenido en
carbono.
4. La analogía de esta operación
con la de cementar, hace que se
denomine también cementación
oxidante.
5. Se emplean como materias
primas, fundiciones blancas.
6. Las
barras
de
fundición
maleable admiten el plegado
antes de romperse y pueden
forjarse moderadamente.
iii. Influencia de los tratamientos mecánicos en las
características de los productos:
1. Los productos siderúrgicos, en la mayoría de las
ocasiones, se someten a tratamientos mecánicos.
2. Consisten no sólo en provocar cambios en la forma y
en el aspecto de la pieza sino también actuar sobre
la estructura cristalina, por lo que se produce una
alteración de sus propiedades mecánicas.
3. En los tratamientos mecánicos la masa metálica
sufre cambios de dimensiones de formas más i
menos brusca y está sometida a tensiones que unas
veces son uniformes y dirigidas en todos los sentidos
pero que en la mayoría de los casos están
orientadas en sentidos privilegiados. Como
consecuencia de ello, el metal, al final de la
operación muestra una estructura deformada con la
consiguiente alteración de sus propiedades
mecánicas.
4. Los tratamientos mecánicos, en general, aumentan
la resistencia a la tracción, la dureza y el límite
elástico, disminuyendo el alargamiento porcentual y
la tenacidad.
5. Los efectos producidos son distintos según la
temperatura a que se ha realizado el tratamiento
mecánico y así, mientras que cuando éste se efectúa
a temperaturas superiores al punto crítico no influye
apenas en las propiedades del producto final, por
6.
7.
8.
9.
debajo de esta temperatura el efecto se acusa tanto
más cuanto más baja es la temperatura del
tratamiento.
Una de las características que definen las piezas
metálicas es la forma que se da a éstas para
encauzar racionalmente los esfuerzos a que se van a
ver sometidos, o para servir de relación entre dos
puntos o partes de una estructura, instalación,
mecanismo o máquina.
En general, la forma que se da a los metales al final
de su fase de obtención no es la adecuada para
cumplir las diferentes misiones que pueden
encomendársele y, por tanto, deben ser trabajados
hasta que su forma sea la deseada.
Partiendo del lingote como materia prima, el
producto final puede obtenerse por una o varias
deformaciones plásticas; por una nueva fusión
seguida de un enfriamiento de la masa metálica en
un molde; por eliminación de las porciones de metal
sobrantes hasta que la pieza quede reducida a su
forma correcta o, lo que es lo corriente, por una
combinación de varias o de todas las operaciones
mencionadas, realizadas de forma que la energía
necesaria para estas transformaciones sucesivas que
dan forma al metal, se utilice racionalmente, y con la
máxima economía.
Las principales operaciones utilizadas en el trabajo
de los metales para la obtención de las formas
adecuadas:
a. Forja:
i. Se denomina así a la operación de
trabajar un metal por medio de golpes
dados por una masa, generalmente
metálica, más o menos pesada.
ii. Esta operación puede efectuarse
estando el material frío o caliente. Se
denomina también forja cuando la
operación se realiza con prensas,
generalmente hidráulicas.
iii. Se puede realizar con:
1. martillo sobre yunque.
2. martillos mecánicos.
3. martillo de ballestas.
4. martillos neumáticos.
5. prensas hidráulicas.
b. Laminación:
i. La operación de laminar una pieza,
consiste en hacer pasar ésta entre dos
cilindros,
llamados
cilindros
laminadores, que giran en sentido
contrario y ejercen una fuerza presión
sobre la pieza, modificando sus
dimensiones y, en muchos casos, su
forma.
ii. El conjunto formado por los cilindros
laminadores, la armadura en que van
montados
y
las
instalaciones
correspondientes, es lo que constituye
un tren de laminación, que puede
tener una o varias cajas.
iii. La variedad de productos laminados
que
existen
y
las
diferentes
modalidades
de
laminación que
pueden practicarse, originan una
amplia gama de trenes de laminación.
c. Trefilado:
i. Cuando el alambre ha de fabricarse
calibrado o de diámetro muy pequeño,
el
laminado no da resultados
aceptables y, por tanto, es preciso
recurrir al estirado en hilera.
ii. La
hilera
está
constituida
esencialmente por un agujero cónico
hecho en una matriz, por el cual se
hace
pasar
un
alambre
que
inicialmente
tiene
un
diámetro
ligeramente superior al de agujero de
la matriz.
d. Recubrimientos:
i. La posibilidad de realizar en fábrica
recubrimientos
protectores,
especialmente
en
laminados
y
trefilados, con una mayor garantía de
calidad, mejor acabado y a un menor
coste, han sido las razones de que,
cada vez con mayor profusión
aparezcan en el mercado productos
con un mayor grado de acabado.
ii. En las operaciones de recubrimiento
superficial,
es
fundamental
la
preparación previa de la superficie,
eliminando los aceites que provienen
de la laminación y la limpieza de la
misma.
iii. Entre los recubrimientos metálicos,
señalaremos los más corrientes:
1. Inmersión:
a. El producto se pasa por
una cuba en la que está
el metal de recubrimiento
fundido.
b. El
recubrimiento
por
inmersión, garantiza una
buena protección.
2. Electrólisis:
a. El material que se va a
recubrir se hace pasar
por una cuba electrolítica
en la que actúa de
cátodo, mientras que el
material que se deposita
está en el ánodo de la
cuba.
b. La velocidad es muy
superior
a
la
del
tratamiento
por
inmersión.
c. La protección que da el
proceso electrolítico es,
en general, inferior a la
protección que da la
inmersión.
d. Son de este tipo:
i. Cromado.
ii. Estañado.
iii. Niquelado.
iv. Cincado.
3. Plastificados:
a. Se realizan por laminado
y pegado de una lámina
plástica en el caso de
bandas o chapas, y por
extrusión
sobre
el
material que se va a
recubrir, cuando éste
tiene forma tubular o
alambre.
4. Líneas de pintura:
5. Anodizado:
a. Consiste
en
una
oxidación electrolítica de
las superficies de las
piezas
de
aluminio,
seguida de una inmersión
en agua, en la que la
superficie
del
óxido
formado
se
hidrata
formando
una
capa
impermeable (capa de
sellado) que protege a la
primera. Antes de dar el
sellado, puede pintarse la
capa de óxido con objeto
de dar un agradable
aspecto
estético
al
producto.
e. Moldeo por fusión:
i. Se denomina, en metalurgia, fundir
una pieza, a la operación de llenar un
molde, que tienen una forma
determinada, con metal en estado
líquido, para que al enfriarse y
solidificarse resulte una pieza con la
forma del molde.
ii. Puede efectuarse esta operación
llenándose el molde directamente con
el arrabio, tal como sale del horno
(moldeo de primera fusión) aunque es
menos frecuente.
iii. También y con mayor frecuencia, el
lingote procedente de la solidificación
del arrabio (lingote de primera fusión)
se funde nuevamente en hornos de
diferentes tipos, vertiendo el metal
líquido obtenido en los moldes (moldeo
de segunda fusión).
iv. El molde sobre el que se vierte el
metal fundido, puede ser de metal, de
arcilla o de arena:
1. Metálico:
a. Se utilizan poco en la
fundición de productos
siderúrgicos.
2. De arcilla:
a. Se emplean únicamente
para el acero y grandes
piezas de fundición.
3. De arena:
a. Son los más utilizados.
v. La fundición es un procedimiento que
permite
obtener
económicamente
piezas de forma complicada o de
tamaño grande.
f. Soldadura:
i. La soldadura consiste en la unión de
dos piezas metálicas, lograda mediante
la fusión de la superficie de contacto
de las piezas que se van a soldar,
hasta lograr formar una masa de metal
fundido que, una vez enfriado,
presenta una unión sin solución de
continuidad.
ii. Para lograr la fusión de las superficies
en las zonas que se van a soldar, es
preciso que en ellas se produzcan
temperaturas suficientemente elevadas
y a la vez es necesario que estas
temperaturas estén limitadas a unas
zonas relativamente pequeñas, con
objeto de que la pieza no sufra
deformaciones, de disminuir al mínimo
las tensiones residuales, y en atención
a la economía del proceso. Es también
deseable que la fusión de las
superficies se produzca en un tiempo
mínimo, con objeto de que el calor no
se transmita, inútilmente, a las zonas
contiguas.
iii. El calentamiento de las zonas que se
van a soldar, se consigue aplicando en
ella mecheros (sopletes) con una llama
concentrada y de elevada temperatura
o por medio de corriente eléctrica.
iv. En la soldadura con llama, denominada
soldadura oxiacetilénica por utilizarse
comúnmente
el
acetileno
como
combustible, la llama producida en el
soplete, alcanza temperaturas del
orden de 3000ºC, temperatura que es
suficiente para provocar, rápidamente,
la fusión de las superficies de la zona
que se va a soldar.
v. En la soldadura eléctrica, hay que
distinguir dos procedimientos:
1. Soldadura por arco.
2. Soldadura por resistencia.
a. El espesor de las piezas a
soldar está limitado.
g. Mecanizado:
i. El ajuste entre las distintas piezas de
un conjunto requiere que estas estén
construidas de forma que todas o
parte de sus dimensiones varíen entre
valores próximos a la dimensión
teórica, cosa que, en la mayoría de los
casos, no se puede conseguir al
conformar piezas metálicas por los
procedimientos
anteriormente
mencionados.
ii. En estos casos, las piezas fundidas o
forjadas deben someterse después a
un mecanizado, operación que consiste
en ajustar las piezas a sus dimensiones
correctas, mediante herramientas de
corte que arrancan, en forma de trozos
o de virutas, el material sobrante.
iii. Entre las máquinas herramientas
básicas existentes, cabe destacar como
fundamentales:
1. taladradoras.
2. tornos.
3. fresadoras.
4. limadoras o cepillos.
5. rectificadoras:
a. cuando
la
precisión
obtenida
con
las
máquinas
cuya
herramienta
es
una
cuchilla no es suficiente,
las piezas sufren una
operación de rectificado,
por medio de abrasivos
de grano muy fino. La
rectificación se realiza
con
las
máquinas
rectificadoras
que
responden a los más
variados modelos.
8. Clasificación de los productos siderúrgicos:
i. Hierros:
1. Aparte del elemento hierro Fe y del hierro puro, que
contiene un 99,9% de hierro elemento, los llamados
hierros industriales son:
a. Lingote de hierro (sólido) y arrabio(líquido):
i. Productos de primera fusión obtenidos
directamente por reducción de un
mineral férreo, destinado a una
b.
c.
d.
e.
f.
transformación
posterior.
La
denominación de arrabio se emplea
generalmente para el producto en
estado líquido y la de lingote de hierro
cuando se presenta en estado sólido.
ii. Excepción con % carbono>0.03
Hierro batido:
i. Es el obtenido partiendo de una
sustancia férrea, a la que mediante un
trabajo de forja, se le da la cohesión y
se eliminan impurezas.
Hierro esponjoso o esponja de hierro:
i. Es el obtenido por la reducción de un
material
férreo,
rebasando
la
temperatura de aglutinación, sin llegar
a la fusión completa.
Nódulo:
i. Cuando el proceso granula el producto
y le proporciona gran compacidad.
Hierro pudelado:
i. Obtenido en estado pastoso, mediante
afino del lingote de hierro con
intervención de un trabajo mecánico.
Ferroaleaciones:
i. Aleaciones férreas brutas, no aptas
para laminación, forja o moldeo (se
utilizan
frecuentemente
como
adiciones para la fabricación de aceros
o
fundiciones
especiales)
que
contengan uno a varios elementos.
ii. Fundiciones:
1. La fundición es una aleación de hierro-carbono, en
pieza moldeada, que puede contener otros
elementos, y en el que el contenido en carbono es
superior al punto de saturación (se toma el 2%).
2. Se clasifican:
a. Fundición gris:
i. Es la que presenta todo o gran parte
de su contenido de carbono en forma
de grafito laminar.
b. Fundición blanca:
i. Es la que presenta todo o gran parte
de su contenido de carbono en forma
de cementita.
c. Fundición atruchada:
i. Es aquélla cuya estructura es una
mezcla de los constituyentes de la
fundición gris y de la fundición blanca.
d. Fundición maleable:
i. Se obtiene por descomposición de la
cementita de una fundición blanca,
mediante un tratamiento térmico
adecuado.
e. Fundición maleable blanca o europea:
i. El carbono de la cementita ha sido
total o parcialmente eliminado por un
proceso de descarburación.
f. Fundición maleable negra:
i. El carbono de la cementita se precipita
como grafito en forma de copos. Si el
grafito se presenta en forma de
esferoides, se denomina fundición
nodular. Si se presenta en forma de
pequeñísimas partículas, se denomina
fundición de grafito difuso.
g. Fundición aleada:
i. Es aquélla cuyo contenido en silicio o
manganeso es superior al 5% y 1,5%
respectivamente, o que contiene otros
elementos.
iii. Aceros:
1. Acero es un proceso férreo, generalmente apto para
la conformación en caliente. Con excepción de
ciertos aceros de alto contenido en cromo, el
contenido en carbono es inferior al 2%.
2. Clasificación:
a. Según su composición:
i. Aceros al carbono:
1. Son aquellos en los que los
otros elementos de la aleación
están en una proporción inferior
al 1%. A su vez se clasifican en:
a. Aceros de bajo contenido
en carbono C<0.15%.
b. Aceros dulces o suaves C
entre 0.15 y 0.30%.
i. Se emplean en los
perfiles laminados,
chapas, redondos.
c. Contenido
medio
en
carbono C entre 0.30 y
0.50%.
d. Alto
contenido
en
carbono C entre 0.5 y
2%.
ii. Aceros aleados:
1. Aceros inoxidables:
a. Aleaciones de hierrocarbono que contienen
además de cromo en
proporciones que pueden
llegar a ser cercanas al
20%
y
níquel
en
proporciones que pueden
llegar a ser cercanas al
18%. Cromo y níquel
forman
una
capa
pasivante que lo protege
contra la corrosión, si la
capa se rompe por
esfuerzos
mecánicos,
ésta
se
vuelve
a
regenerar.
La
capa
pasivante es un óxido.
2. Aceros corten:
a. Aleaciones
hierrocarbono que contienen
además de cromo, cobre,
manganeso, níquel en
proporciones
relativamente pequeñas
pero que aportan al
acero una alta resistencia
mecánica
y
a
la
corrosión.
Una
vez
puesto en obra cambian
de color sin afectar a las
demás propiedades.
b. Según su utilización:
i. Aceros de base:
1. Aquellos para los que no se
prescriben
condiciones
particulares de calidad ni
características
mecánicas
o
químicas superiores.
2. Entre los aceros sin alear
pertenecientes a esta clase,
están los aceros para hormigón
armado.
ii. Aceros especiales:
1. Los que presentan mayor
pureza que los aceros de
calidad; en la mayoría de los
casos
se
utilizan
para
tratamientos térmicos de temple
y revenido o para temple
superficial.
c. Según su grado de transformación:
i. Productos brutos:
1. Son aquellos que están aún en
estado o en forma directamente
resultante de la elaboración del
metal.
2. Arrabio.
3. Acero líquido.
4. Lingotes de hierro.
5. Lingotes de acero.
ii. Semiproductos:
1. Obtenidos por
laminación o
forja de un lingote y destinados
a un proceso posterior.
2. Pueden ser:
a. Largos:
i. Sección cuadrada
o rectangular.
ii. Relación de los
lados inferior a
dos.
iii. Palancón:
área>14400mm2.
iv. Palanquilla:
área<14400mm2.
b. Redondos:
c. Planos:
i. Relación de los
lados superior a 2.
ii. Planchón: espesor
superior a 80mm.
iii. Llantón: espesor
menor
que
el
planchón.
iii. Acabados:
1. Son aquellos que se utilizan en
su estado de suministro, sin
laminación, ni forja posterior en
caliente.
2. Acabado superficial esmerado.
3. Variaciones de forma y medida
se mantienen en unos límites
estrechos.
4. Los hay:
a. Largos:
B
B
B
B
RESISTENCIA).
500
400
500
400
i. Perfiles
estructurales:
En I.
En H.
En U.
ii. Perfiles
comerciales:
iii. Barras:
Redondo.
Rectangular:
Pletina
(espesor
<10mm)
Llanta.
(espesor
>10mm)
Cuadrado.
Hexagonal.
Octogonal.
Especiales.
iv. Alambrón.
v. Perfiles
para
material de vía.
vi. Redondo
para
hormigón:
De superficie
lisa
o
corrugada,
suministrado
en rollos o
barras.
BARRAS
CORRUGADA
S:
SD
S
S
SD:
B=BARRA CORRUGADA DE HORMIGÓN.
400=LÍMITE ELÁSTICO (MÁS LIMITANTE
QUE
LA
S=SOLDABLE.
D=DÚCTIL.
b. Planos:
Anchura
muy
superior a su espesor. Por
ejemplo:
i. Chapa.
ii. Fleje.
iii. Recubiertos:
Hojalata.
iv. Transformados:
1. obtenidos a partir de productos
brutos,
semiproductos,
productos acabados mediante
procesos especiales destinados
a darles características o formas
adecuadas a su empleo, se
utilizan en su estado de
suministro sin transformación
posterior en caliente o frío.
iv. Aceros inoxidables:
Los aceros inoxidables tienen la propiedad de que en
el medio ambiente y en los medios moderadamente
agresivos, no se corroen. El elemento que les confiere esta
propiedad es básicamente el cromo, que aleado en
proporciones superiores al 11%, origina la formación de una
capa finísima de óxido de cromo (capa pasivante) que, por
su impermeabilidad e insolubilidad en el medio corrosivo,
impide que éste afecte al metal.
Esta capa, en el caso de que mecánicamente se
rompa, se regenera, por lo que un acero inoxidable no
requiere conservación.
La resistencia a la corrosión se ve mejorada por la
adición de níquel que, en proporciones superiores al 6%, se
añade a algunos tipos de aceros inoxidables, para reforzar su
condición de inoxidables y para mejorar algunas propiedades
mecánicas.
Para evitar los problemas de corrosión de los aceros al
carbono, sobre todo en ambientes agresivos (ambientes
húmedos y marinos), en algunos casos se sustituyen estos
por aceros inoxidables como aceros estructurales o bien
como armaduras en hormigón armado. Las condiciones
económicas van siendo cada vez más adecuadas para esta
sustitución.
1. Clasificación:
a. Se clasifican en cinco familias atendiendo a su
estructura metalográfica:
i. Ferríticos.
ii. Marteníticos.
iii. Austeníticos.
iv. Duplex, de estructura austenita-ferrita.
v. Susceptibles de endurecimiento por
precipitación, de estructura austenítica
o martensítica.
b. Según la estructura metalográfica los aceros
inoxidables pueden ser:
i. Austeníticos.
ii. Ferríticos.
iii. Martensíticos.
c. Los tipos de aceros inoxidables son
numerosos, pero en construcción se emplean
exclusivamente:
i. Acero 304.
ii. Acero 304L. Contenido en carbono
inferior a 0.03%.
iii. Acero 316.
iv. Acero 316L. Contenido en carbono
inferior a 0.03%.
2. Propiedades mecánicas:
a. El diagrama tensión deformación es distinto
del de los aceros al carbono:
i. No existe escalón de cedencia.
ii. La curva no tiene tramo elástico recto.
3. Corrosión en los aceros inoxidables:
a. Como regla general, los aceros inoxidables
304 son resistentes a la corrosión en
atmósfera rural, urbana y al agua potable.
b. Los aceros inoxidables 316 son resistentes a
la corrosión en atmósfera industrial y marina.
4.
9. Influencia de los elementos aleados en las propiedades de los
productos siderúrgicos:
i. Los diferentes elementos aleados con el hierro pueden
hacer variar notablemente las propiedades de éste aunque
las proporciones en que se encuentren sean pequeñas. En
los materiales para construcciones metálicas, los elementos
que suelen incorporarse al hierro son:
1. Carbono:
a. Aumenta la resistencia a la tracción.
b. Aumenta el límite elástico.
c. Disminuye el alargamiento.
2. Manganeso:
a. Mejora la templabilidad de los aceros.
b. Mejora la tenacidad.
c. Mejora la resistencia a tracción.
3. Silicio:
a. Aumenta el límite elástico.
b. Aumenta la resistencia a la tracción.
c. Aumenta la resistencia a los esfuerzos de
fatiga.
d. No disminuye la resiliencia por ello.
e. Adiciona resistencia al ataque de los ácidos.
4. Fósforo:
a. Aumenta la dureza de los aceros.
b. Baja el punto de fusión del metal.
c. Da fluidez a las fundiciones.
d. Mejora notablemente la resistencia a la
corrosión.
e. Aun así, es indeseable su presencia pues
comunica una extraordinaria debilidad en frío.
5. Azufre:
a. Su presencia está sujeta a limitaciones muy
severas.
6. Níquel:
a. Fue el primer metal que se aleó con los
aceros en proporciones considerables.
b. Sus condiciones se mejoran mucho al
combinarlo con otros elementos como el
cromo y el molibdeno.
c. Aumenta la resistencia a tracción.
d. Aumenta el límite elástico.
e. Disminuye la intensidad de la corrosión,
formando una capa protectora.
f. Junto con el cromo, se utiliza en la fabricación
de aceros inoxidables y resistentes a altas
temperaturas.
g. De acero aleado con níquel está construido el
célebre puente que atraviesa la bahía de San
Francisco.
7. Cromo:
a. En aceros de construcción da gran
resistencia.
8. Molibdeno:
a. Mejora notablemente la resistencia a tracción
y la templabilidad de los aceros.
9. Cobalto:
a. Hace a los aceros en proporciones del 12%
prácticamente inatacables por ningún agente
corrosivo.
10. Cobre:
a. Tiene un efecto notable sobre la corrosión.
b. La película protectora formada se convierte
en excelente protectora contra la corrosión.
c. Aumenta la resistencia a tracción y el límite
elástico.
10. Metales no férreos usados en construcción:
i. Procesos generales metalúrgicos:
1. Los estados en que se suelen encontrar los metales
son:
a. Óxidos.
b. Carbonatos.
c. Sulfuros.
2. A efectos de la metalurgia, estos estados los
podemos reducir a dos, pues los carbonatos,
mediante
un
calentamiento
adecuado,
se
transforman en óxidos.
3. Los procesos metalúrgicos de los metales pueden
realizarse por:
a. Vía húmeda: Hidrometalurgia.
i. Los procesos por vía húmeda, tienen
por objeto la obtención de los metales
partiendo
de
sus
minerales,
haciéndolos reaccionar, normalmente a
temperatura
ambiente,
con
compuestos químicos capaces de
disolver los compuestos del metal que
se trata de obtener, sin que disuelvan
la ganga.
ii. Los tratamientos hidrometalúrgicos
tienen dos fases:
1. Lixiviación:
a. De los metales para
disolver en los líquidos de
lavado los compuestos
del metal que se va a
obtener.
2. Precipitación:
a. Precipitación de las sales
metálicas disueltas.
iii. Afino:
1. El afino es la operación final del
proceso metalúrgico extractivo,
en la cual se obtiene un metal
prácticamente puro, quitándole
las
impurezas
que
ha
conservado
durante
las
operaciones anteriores, unas
veces porque estas impurezas
pueden
perjudicar
a
las
propiedades del metal, otras
veces porque las impurezas son
metales más caros que el propio
metal y su recuperación es
económicamente rentable
2. Hay varios procedimientos:
a. Decantación:
i. Calentando
el
metal hasta la
temperatura
conveniente,
se
enfría lentamente,
las impurezas que
a
temperaturas
inferiores no son
solubles,
se
separan
quedándose en la
superficie del baño
de
donde
por
rebose
se
eliminan.
b. Hornos de afino:
i. Calentando
el
metal se consigue
una oxidación de
las impurezas las
cuales se eliminan
bien
con
la
escoria, bien con
los gases cuando
éstas son volátiles.
c. Electrólisis:
i. El más utilizado
actualmente:
ii. El metal impuro se
coloca
en
el
ánodo, de donde
los iones metálicos
pasan al electrolito
y al paso de la
corriente eléctrica
se depositan en el
cátodo, constituido
por planchas de
metal puro.
iii. El electrolito es
una
solución
adecuada,
para
disolver el ánodo y
transportar
los
iones del metal
que
se
han
disuelto hasta el
cátodo en donde,
por efecto de la
corriente eléctrica,
quedan
neutralizados,
depositándose
él.
en
b. Vía seca: Pirometalurgia.
Las
operaciones
básicas
en
pirometalurgia
son:
tostación,
fusión,
conversión y afino. Las dos primeras, en
general se utilizan en procesos de
concentración, las dos segundas en procesos
de obtención del metal y la tercera, el afino,
para la obtención del metal puro.
i. Tostación:
1. Muchos de los metales no
férreos, se encuentran en forma
de sulfuras. La tostación tiene
como objetivo transformar estos
sulfuros en óxidos, lo cual se
consigue
calentándolos,
en
presencia de oxígeno, a altas
temperaturas.
2. Se realiza fundamentalmente en
tres tipos de hornos:
a. Horno
de
soleras
múltiples.
b. Horno
de
lecho
fluidificado.
c. Sinterización.
ii. Fusión:
1. La operación de fusión tiene por
objeto llevar los materiales al
estado líquido, con objeto de
separar por densidad el metal o
los compuestos del metal o los
compuestos del metal de las
impurezas.
2. Se realiza la fusión reductora
normalmente en:
a. Horno de cuba.
b. Horno eléctrico.
3. Se
realiza
la
fusión
de
concentración en:
a. Hornos de reverbero.
b. Hornos de fusión rápida
(flash).
c. Hornos eléctricos.
iii. Conversión:
1. La conversión es una operación
de oxidación, que se emplea
principalmente con las matas de
sulfuro,
con
dos
fines
principales: concentración y
extracción del metal.
2. En la fase de concentración, se
oxidan los compuestos de los
metales que tienen mayor
afinidad por el oxígeno.
3. En la segunda fase, se oxida la
mata de sulfuro de metal que
no había sido oxidada en la
primera
iv. Afino:
1. El afino es la operación final del
proceso metalúrgico extractivo,
en la cual se obtiene un metal
prácticamente puro, quitándole
las
impurezas
que
ha
conservado
durante
las
operaciones anteriores, unas
veces porque estas impurezas
pueden
perjudicar
a
las
propiedades del metal, otras
veces porque las impurezas son
metales más caros que el propio
metal y su recuperación es
económicamente rentable
2. Hay varios procedimientos:
a. Decantación:
i. Calentando
el
metal hasta la
temperatura
conveniente,
se
enfría lentamente,
las impurezas que
a
temperaturas
inferiores no son
solubles,
se
separan
quedándose en la
superficie del baño
de
donde
por
rebose
se
eliminan.
b. Hornos de afino:
i. Calentando
el
metal se consigue
una oxidación de
las impurezas las
cuales se eliminan
bien
con
la
escoria, bien con
los gases cuando
éstas son volátiles.
c. Electrólisis:
i. El más utilizado
actualmente:
ii. El metal impuro se
coloca
en
el
ánodo, de donde
los iones metálicos
pasan al electrolito
y al paso de la
corriente eléctrica
se depositan en el
cátodo, constituido
por planchas de
metal puro.
iii. El electrolito es
una
solución
adecuada,
para
disolver el ánodo y
transportar
los
iones del metal
que
se
han
disuelto hasta el
cátodo en donde,
por efecto de la
corriente eléctrica,
quedan
neutralizados,
depositándose en
él.
c. Con frecuencia se utilizan métodos mixtos.
4. Tres son normalmente las fases que se siguen para
la obtención de los metales:
a. Concentración:
i. Se realiza una selección del metal o de
los compuestos que lo contienen, bien
quitando los compuestos que le
acompañan,
bien
tratando
los
compuestos del propio metal, para
eliminar o reducir elementos ajenos a
él.
b. Extracción:
i. Se realizan las transformaciones
necesarias para obtener el metal.
c. Afino:
i. Es prácticamente imposible llegar al
estado metálico en la fase anterior por
lo que se procede a someter al metal a
una fase de afino en las que se
eliminan, en lo posible, estas
impurezas.
ii. Metales no férreos utilizados en construcción:
1. Cobre:
a. El precio del cobre ha sido una de las causas
principales de su escasa utilización en
construcción.
Sin
embargo
su
fácil
manejabilidad hace que cada vez resulte más
competitivo.
b. El cobre se utiliza en construcción
aprovechando, más que sus propiedades
mecánicas, sus cualidades eléctricas y
químicas, así como su fácil trabajabilidad. Se
utiliza el metal puro o aleado, existiendo una
gama muy variada de aleaciones que se
prestan a diversos tipos de solicitaciones.
c. El cobre en la naturaleza:
i. El cobre nativo se encuentra en masas
en el Lago Superior (Estados Unidos),
pero es más frecuente que se halle en
pepitas u otras formas diversas,
distribuido entres las rocas.
ii. Combinado,
se
encuentra,
especialmente en forma de sulfuros
que con frecuencia están mezclados
con sulfuro de hierro. Aparece también
en forma de carbonatos y óxidos.
iii. El principal mineral utilizado como
materia prima para la obtención de
cobre es la calcopirita, que es un
sulfuro de hierro y cobre S2FeCu. Puro
tiene un porcentaje de cobre del
19,5%.
iv. En forma de óxidos se presenta como
cuprita Cu2O de color rojo y tenorita,
óxido de cobre negro CuO.
v. Los carbonatos de cobre, malaquita y
azurita.
d. Utilización en construcción:
i. Tiene una importante aplicación en
tuberías de instalaciones por su
resistencia a la corrosión, por la
facilidad de manejo, conformación y
soldabilidad.
ii. Cuando se emplea en tuberías, debe
cuidarse su utilización en contacto con
otros metales, tanto si el contacto es
directo como si es indirecto ya que, si
no se toman las precauciones
adecuadas, se corroerán los metales
que son más electronegativos que el
cobre.
iii. Las aleaciones de cobre más utilizadas
en construcción son los bronces y los
latones.
iv. Los bronces se utilizan cuando se
requiere resistencia mecánica, dureza
superficial y resistencia a la corrosión.
v. Los latones se utilizan en varias
aplicaciones, se emplean en piezas que
requieren un cierto mecanizado y que
no tienen requerimientos mecánicos
especialmente exigentes.
e. Obtención:
i. La forma más corriente de obtención
del cobre es por pirometalurgia
partiendo de los sulfuros.
f. Propiedades y utilización del cobre y sus
aleaciones:
i. Cobre puro:
1. Es muy maleable.
2. Su resistencia a la tracción
aumenta
considerablemente
cuando se le somete a un
laminado en frío o a un
trefilado.
3. Es muy resistente a la corrosión.
4. No debe ser utilizado con
agentes oxidantes ni sales
amónicas (de ahí que no se
emplee en saneamiento) o
anhídrido carbónico, que son los
compuestos que le atacan.
5. Tiene su aplicación principal en
conductores eléctricos.
6. Ocupa un valor alto en la tabla
de valores de potencial de
disolución, por lo que los
elementos
metálicos
más
electronegativos que están en
contacto con él pueden sufrir los
efectos de la corrosión si no se
les protege debidamente.
7. Si el cobre se deposita en una
conducción
de
acero
galvanizado,
origina
una
corrosión puntual que produce
la perforación.
ii. Aleaciones del cobre:
1. Latón:
a. Aleaciones de cobre y
cinc.
b. La presencia de cinc
aumenta
considerablemente
las
propiedades
mecánicas
hasta proporciones de
cinc del orden del 45%.
c. Resistente a la corrosión.
2. Bronce:
a. Aleación de cobre y
estaño.
3. Alpaca:
a. Níquel+cobre+cinc
4. Berilio:
a. Aleaciones
muy
resistentes a esfuerzos
de fatiga.
b. Por templado aumentan
su
límite
elástico,
resistencia
y
límite
elástico.
5. Aluminio:
a. En
proporciones
inferiores
al
10%
aumenta la resistencia y
el límite elástico del
cobre, a su vez, que
aumenta la ductilidad.
2. Cinc:
a. El cinc en la naturaleza:
i. El cinc no se halla en la naturaleza en
estado nativo, sino combinado en
b.
c.
d.
e.
forma de carbonato o de sulfuro
principalmente. Los minerales que se
utilizan
industrialmente
para
la
obtención del cinc, son:
1. Calamina: carbonato de cinc.
2. Blenda: sulfuro de cinc. Es el
mineral más abundante.
Obtención:
i. El cinc puede obtenerse por vía (el
óxido de cinc es transformado en
sulfato por la acción del ácido
sulfúrico, y de estos sulfatos se
precipita el cinc por electrólisis)
húmeda o por vía seca (el mineral se
transforma en óxido de cinc que,
posteriormente
es
reducido
por
carbón, dado que el punto de
ebullición del cinc [907º] es inferior a
la temperatura a la que el carbón
empieza a reducir al cinc[1120º], el
cinc se libera como vapor y no como
líquido)
Propiedades y utilización del cinc:
i. El cinc puro es un metal de aspecto
brillante, es quebradizo y blando.
ii. El cinc puro o aleado con proporciones
del 3 al 10% de aluminio y 2% de
silicio, es resistente a la corrosión, no
siendo atacado por ácidos débiles.
Utilización en construcción:
i. Se utiliza en la construcción como capa
protectora
de
otros
elementos
metálicos, especialmente el hierro, en
forma de galvanizado, sherardización,
cincado, etc.
ii. Cubiertas.
iii. Canalones.
iv. Bajantes.
v. Depósitos de agua.
vi. Revestimientos de madera y en
general de los materiales que están en
atmósfera húmeda cuando ésta
perjudique su estabilidad o durabilidad.
Aleaciones de cinc: propiedades y utilización:
i. Zilloy:
1. Aleación de cinc, cobre entre
0.75 y 1.75% y pequeñas
cantidades de plomo, magnesio
y cadmio.
2. Rigidez.
3. Utilizada
para
techos
corrugados.
4. Muy resistente a la corrosión.
f. Galvanizado y sherardización:
Un procedimiento para proteger a los
metales contra los efectos de la corrosión es
cubrirlos con capas de otros metales no
atacables. Las capas de cinc constituyen una
protección eficaz contra las influencias
atmosféricas, ya que recubren de una capa de
óxido protectora. Estas capas de cinc, pueden
depositarse sobre el hierro por galvanizado o
por sherardización. En ambos casos,entre la
capa de hierro y la de cinc, se forma una
interfase, en la que ambos aparecen
combinados, probablemente en forma de FeZn
y FeZn3. Esto asegura la buena adherencia de
la capa depositada.
i. Galvanizado: dos tipos:
1. Electrolítico:
a. La pieza que se va a
recubrir se coloca en el
cátodo de un baño
galvánico, en el que el
electrolito
está
constituido
por
una
solución de una sal de
cinc
que
se
va
regenerando
en
el
transcurso
de
la
operación.
2. Por inmersión:
a. La pieza desengrasada y
lavada
con
ácido
clorhídrico o sulfúrico
diluidos se introduce en
un baño de cinc fundido,
del
que
se
extrae
recubierta
con
la
correspondiente capa. Al
baño se le suelen añadir
pequeñas
proporciones
de estaño, plomo y
aluminio.
b. El
galvanizado
por
inmersión
proporciona
capas de cinc de mayor
espesor y por tanto de
mayor durabilidad que el
galvanizado electrolñitico.
ii. Sherardización:
1. La capa se deposita sobre la
pieza de hierro, introduciendo
esta, rodeada de polvo de cinc,
en un recipiente, calentando el
conjunto a una temperatura del
orden de 350º durante varias
horas. Se obtiene una capa
delgada, uniforme y regular.
3. Plomo:
a. Mineral:
i. Galena.
b. Propiedades:
i. Se recubre de óxido de al contacto con
la atmósfera.
ii. Resiste el ataque del agua pura y de
ácido sulfúrico y ácido clorhídrico.
iii. Es atado por el ácido nítrico.
c. Usos:
i. Cerramiento de salas donde se
producen radiaciones de onda corta
(sala de radiografías).
ii. Pinturas.
iii. Colorantes.
iv. Protectores.
4. Aluminio:
Por su ligereza, por su resistencia a la corrosión y
por la posibilidades decorativas que permiten sus
acabados, el aluminio es un metal cuya aplicación en la
construcción ofrece amplias posibilidades. Es un metal
abundante en la corteza terrestre (el 7% de la cual es
aluminio). Sin embargo, la proporción de aluminio
combinado que se puede utilizar económicamente para
la obtención del metal, es notablemente menor.
a. El aluminio en la naturaleza:
i. El aluminio no se presenta nunca en
estado nativo.
ii. Este metal se encuentra en los
feldespastos, en la mica, en las tierras
arcillosas.
iii. El mineral utilizado casi exclusivamente
para la obtención del aluminio es la
bauxitaAl2O3.3H2O
iv. Corrientemente
la
bauxita
está
acompañada
por
impurezas,
principalmente compuestos de hierro,
silicio y titanio, que es necesario
separar antes de tratar la bauxita, lo
que se realiza en operaciones previas
de concentración y separación.
b. Obtención:
i. El aluminio no se puede obtener por
reducción con el carbón, porque aquél
tiene mayor afinidad por el oxígeno
que éste último.
ii. La reducción de los óxidos de aluminio
se lleva a cabo por electrolisis de los
mismos.
iii. El aluminio se puede bien colar en
lingotes, o bien por un sistema de
colada
semicontinua
convertirse
directamente en semiproductos o bien,
por colada continua, en hilo y banda.
c. Utilización en la construcción:
i. Laminado de chapas, prensado,
fundido y en distintas formas de
perfiles huecos o macizos.
ii. Los perfiles resistentes permiten la
realización de estructuras de aluminio
ligeras. Dada la excelente calidad de
terminación que pueden recibir sus
elementos, así como la posibilidad de
que resistan la acción de los agentes
exteriores, se utilizan frecuentemente
en exteriores.
iii. Celosías.
iv. Parasoles.
v. Cubiertas.
vi. Revestimientos exteriores.
vii. Paneles de fachadas ligeras.
d. Conformación y tratamientos térmicos:
i. El aluminio es un metal dúctil y
maleable. Puede conformarse por
moldeo (su bajo punto de fusión, 685º,
permite una fácil operación).
ii. Admite la laminación, bien en caliente
(por ejemplo chapa o perfiles) bien en
frío, para productos delgados, como la
hoja de aluminio. Puede conformarse
también por estirado, embutición y
extrusión.
iii. En el procedimiento de extrusión, el
metal caliente, es forzado por un
vástago a fluir por una matriz. La
forma de la matriz conforma el
producto final que puede consistir en
perfiles (macizos, huecos o abiertos),
tubos, redondos y pletinas. El
extrusionado en forma de hilo o
alambrón, se puede utilizar, mediante
estirado en hilera, para fabricar
alambre.
e. Corrosión y protección:
i. Una de las propiedades que más han
promovido la utilización del aluminio en
exteriores, es su resistencia a la
corrosión.
ii. El aluminio, en contacto con el
oxígeno, se recubre de una capa de
óxido, que es dura y compacta, si bien
su espesor es muy pequeño.
iii. Químicamente, el aluminio resiste bien
a la mayoría de los agentes usuales en
la construcción, con la excepción de los
compuestos alcalinos, por lo que no
debe ponerse en contacto con
cemento, yeso o cal, salvo que se
garantice la ausencia de humedad
(cosa en construcción muy difícil de
garantizar).
iv. El aluminio es uno de los elementos
más electronegativos, se deduce la
necesidad de proteger contra la
corrosión a los elementos metálicos
que, en presencia de humedad, estén
en contacto con él.
v. El cinc es un metal protector del
aluminio para la corrosión galvánica y
el cadmio, cuyo potencial es igual al
del aluminio, no ejerce ninguna
influencia sobre él; de ahí la
conveniencia de que los elementos
metálicos en contacto con el aluminio,
tornillos, etc, sean cadmiados.
vi. En ciertas aleaciones de aluminio y
cobre, especialmente cuando están en
vii.
viii.
ix.
x.
xi.
xii.
tensión, puede tener importancia la
corrosión intercristalina.
La capa de óxido que se forma en
contacto con el aire, adquiere con el
tiempo una pátina grisácea, y se
pueden
apreciar
picaduras
superficiales, que no afectan a su
durabilidad. Se puede reforzar esta
capa, introduciendo las piezas en un
baño oxidante.
La
cromatización,
obtenida
por
tratamiento con ácido crómico diluido,
proporciona una capa protectora
amarilla. Otro tratamiento eficaz es la
fosfatación, que da una capa de
coloración azul-verdosa si el medio es
crómico, y gris claro si el medio es
cinc.
El tratamiento más típico y eficaz es el
anodizado. Con este tratamiento se
refuerza la capa de óxido por medio de
electrólisis. La capa de óxido formada
es porosa, lo que permite que vaya
creciendo
hacia
el
interior,
y
simultáneamente hacia el exterior,
alcanzándose espesores comprendidos
entre 10 y 30 micras. Un complemento
indispensable del anodizado es el
sellado, que es una capa de óxido de
aluminio
hidratado,
conseguida
mediante inmersión en agua de la
pieza anodizada, durante un tiempo
similar al empleado en el anodizado.
Esta capa compacta, dura, adherente y
transparente, es muy resistente a los
agentes atmosféricos y el conjunto da
al aluminio una excelente protección.
El tratamiento de anodizado permite
colorear las superficies con distintos
colorantes.
Esta capa colorante se da después del
anodizado, y antes del sellado.
Si la superficie exterior quiere pintarse,
se da primero una capa protectora,
normalmente de cromato de cinc, que
es un excelente pasivante, o bien un
anodizado dándose después la pintura.
f. Propiedades y utilización del aluminio puro y
sus aleaciones:
i. Es dúctil, maleable y un excelente
conductor del calor y de la electricidad.
ii. El aluminio puro tiene poca utilización
en construcción.
iii. Las aleaciones de aluminio tienen
como misión mejorar las propiedades
de este metal, con objeto de obtener
un producto ligero, resistente a los
distintos esfuerzos y a la corrosión, o
mejorar
su
trabajabilidad.
Los
elementos que, en muy diversa
proporción se utilizan en las aleaciones
son
el
cobre,
silicio,
hierro,
manganeso, magnesio, cromo, níquel,
cinc y titanio.
iv. El aluminio aleado con cobre, aumenta
considerablemente la resistencia.
v. Con un enfriamiento intermedio, las
aleaciones cobre-aluminio, calentadas
hasta la formación de la fase , de
ellas se obtienen las mejores
propiedades mecánicas. Se utiliza esta
aleación para estructuras ligeras.
vi. El magnesio, aleado con el aluminio en
proporción
del
10%,
mejora
notablemente
las
propiedades
mecánicas de este metal. Estas
aleaciones poseen además muy buena
resistencia a la tracción, resiliencia y
alargamiento, siendo resistentes a la
corrosión. Las aleaciones de magnesio
y aluminio son más ligeras que el
propio aluminio. Aleaciones con un 3%
de magnesio se emplean, laminadas,
para paneles de fachada.
vii. Las aleaciones con cobre y silicio,
deben utilizarse en lugares en donde
no haya peligro de corrosión ya que en
ellas puede darse la corrosión
intercristalina.
11. Los metales en la construcción:
i. Los productos siderúrgicos en la construcción:
Los productos siderúrgicos tienen una amplia
utilización en el campo de la construcción. Estructuras
metálicas o mixtas, puentes carriles, paneles de fachada,
cables, etc., sin contar el campo de postes para
conducciones eléctricas, de las carpinterías metálicas, de las
instalaciones, de las cubiertas, tablestacas, moldes para
encofrados, maquinaria, etc.
Para el empleo de estos productos como elementos
resistentes, las condiciones más esenciales que deben
cumplir, según su forma de utilización.
1. Estructuras metálicas:
a. Perfiles macizos:
i. El acero para estructuras metálicas
será el denominado S 355 JR.
b. Perfiles estructurales huecos:
i. Entendiendo por perfiles huecos los de
sección cerrada, no maciza, y de
espesor pequeño con relación a las
dimensiones características de la
sección.
2. Carriles:
3. Aceros para hormigón armado:
Se incluyen en este apartado las armaduras
utilizadas en hormigón armado, llamadas armaduras
pasivas, porque no comunican ningún esfuerzo previo al
hormigón.
De acuerdo con la Instrucción de Hormigón
Estructural (EHE), de 1998, las armaduras pasivas para
el hormigón, estarán constituidas:
- Barras corrugadas.
- Mallas electrosoldadas.
- Armaduras básicas electrosoldadas en celosía.
a. Aceros al carbono.
i. Las barras corrugadas se definen en la
EHE-98, como aquéllas que cumplen
los requisitos especificados en la
norma UNE 36.078:94 y entre ellos:
1. Presentan en el ensayo de
adherencia por flexión, (ensayo
de viga), una tensión media de
adherencia y una tensión de
rotura
superiores
a
unos
mínimos que fija la propia
instrucción en función de los
diámetros.
2. Las características mecánicas
mínimas son las indicadas en la
tabla adjunta:
3. No existen grietas después de
un ensayo de doblado y
desdoblado.
4. El ensayo de doblado y
desdoblado,
consistente
en
doblar sobre un mandril de
tamaño indicado, un ángulo de
90º, y después de permanecer
en un ambiente a temperatura
de 100º durante una ½ hora y
enfriada, desdoblarla 20º, sin
que se produzca rotura total o
grietas.
5. El dibujo de las barras
corrugadas, está normalizado.
b. Aceros inoxidables.
4. Mallas electrosoldadas:
5. Armaduras básicas en soldadas en celosía.
6. Fibras metálicas para hormigón.
Es conocido que el hormigón resiste a tracción
esfuerzos muy limitados. Para compensar esta
deficiencia suele asociarse con el hierro, de forma que
los esfuerzos de tracción, en este material compuesto
(el hormigón armado) los soporte el metal, mientras
que los de compresión los resista el hormigón. La unión
entre el hormigón y el acero se consigue mediante la
adherencia entre uno y otro: entre el acero y la masa
de hormigón que le rodea.
Normalmente, el componente metálico del
hormigón armado está constituido por elementos
alargados, principalmente barras cilíndricas o perfiles,
de forma que los ejes de los mismos coincidan con la
dirección de las fuerzas de tensión.
Si a un hormigón que está formado por un
conjunto de partículas unidas entre si por las fuerzas de
cohesión, que como se ha dicho, son relativamente
débiles, se le mezcla una serie de pequeñas barras
(fibras), con la misión de que refuercen estas fuerzas de
cohesión entre partículas, soportando los esfuerzos que
tienden a separarlas, parece evidente que se está
favoreciendo la resistencia de este hormigón a la
tracción. Si el número de fibras es suficientemente
elevado y su distribución es uniforme en cuanto a la
densidad y aleatoria en lo que se refiere a su dirección,
el material obtenido es un material isótropo, más
equilibrado en cuanto a sus resistencias a la tracción y a
la compresión que el hormigón original.
La longitud de las fibras oscila entre 30 y 40mm,
mientras que su espesor es de 0,5 a 0,8 mm si son
redondas o semejantes, mientras que si están
constituidas por bandas, estas pueden tener un ancho
del orden de 1 a 2mm, con un espesor que oscila desde
0,25 mm hasta unas decenas de micras.
a. Condiciones de las fibras:
i. Las fibras utilizadas tienen que tener
las siguientes características:
1. Resistencia
a
la
tracción
aceptable.
2. Resistencia a corrosión.
3. Ausencia de fragilidad.
4. Adherencia al hormigón.
5. Facilidad para formar mezclas
homogéneas con el hormigón.
ii. La resistencia a la tracción se consigue
utilizando aceros adecuados. La
resistencia a la corrosión se logra
utilizando,
por
ejemplo,
aceros
inoxidables o aceros galvanizados. La
ausencia de fragilidad, condición
necesaria para que en el mezclado no
se quiebren las fibras, se obtiene con
aceros tenaces, por ejemplo bajos en
carbono o con tratamientos térmicos
adecuados.
b. Tipos de fibras:
i. Los principales tipos de fibras son:
1. La Dramix formada
por
trefilado y conformación de
acero de bajo contenido de
carbono, estirado en frío de una
resistencia a la tracción a la
tracción mínima de 1275 Mpa
galvanizado o bien acero
inoxidable austenítico.
2. Las fibras Harex, se obtienen
por fresado y constituyen la
viruta de esta operación. Su
forma es la correspondiente a
una viruta: plana y retorcida
sobre su propia eje formando
una forma que nos recuerda a
la de una broca.
3. Las
fibras
Eurosteel-Slindur
están constituidas por hilo
trefilado de una resistencia del
orden de 1400Mpa.
4. La fibra Pont-a-Mousson, es una
fibra de fundición amorfa, que
tiene forma de banda retorcida
longitudinalmente, con una alta
resistencia a la tracción, del
orden de 2000Mpa.
7. Aceros para hormigón pretensado:
Nos referimos en este apartado a las
armaduras activas para hormigón pretensado,
armaduras mediante las cuales se introduce la fuerza
del pretensado.
a. Alambres:
b. Barras:
c. Cordones:
8. Cables:
Se el nombre de cable a un conjunto de alambres
formando un arrollamiento espiral, de modo que
constituyan un todo más o menos grueso y apto para
resistir esfuerzos, fundamentalmente de tracción.
Se llaman cordones a los cables elementales
formados por un alma, metálica o textil, y un trenzado
de alambre en torno a ella. Los cables pueden estar
constituidos por un solo cordón o por un número
adecuado de cordones.
Según su composición y forma se clasifican:
a. Cables ordinarios:
i. Cables
circulares
de
cordones
corrientes.
ii. Freno de máquinas.
iii. Puentes colgantes.
iv. Denominación AxB + C
1. A=número de cordones que
forman el cable.
2. B=número de alambres de cada
cordón.
3. C=número de almas textiles o la
composición del alma cuando
ésta está compuesta por un
cordón
o
un
cable.
La
designación del alma es:
a. 0 cuando no existe alma.
b. T cuando es textil.
c. C cuando es un cordón o
un cable.
b. Cables de cordones no ordinarios:
i. Cables circulares, compuestos por
cordones no ordinarios.
ii. Grúas.
iii. Montacargas.
iv. Ascensores.
v. Tipos:
1. Seale.
a. Telesféricos.
2. Warrington.
3. Warrington-Seale.
4. Con cordones de relleno.
5. Cordones triangulares.
6. Cordones planos
7. Cordones antigiratorios.
c. Cables planos:
d. Cable guardin:
i. Está obtenido por cableado de varios
cables.
ii. Son
muy
flexibles
pero
poco
resistentes.
e. Cables semicerrados o cerrados:
9. Remaches:
10. Tornillería y clavazón:
a. Otro procedimiento de enlace de estructuras
metálicas o de madera, es por tornillos.
11. Aparatos de apoyo y articulaciones:
a. Es frecuente que alguno de los elementos de
las
estructuras
sufran
movimientos,
dilataciones, contracciones, giros, etc... como
consecuencia de los efectos producidos por
las variaciones de temperatura o por
cualquier otra causa.
b. Al proyectar la estructura hay que contar con
estos movimientos y dotarla de aparatos
adecuados que pueden tener disposiciones
variadas y ser planos, lisos, con juego de
rodillos, rótulos, etc... según el tipo de los
efectos y su magnitud.
12. Piezas fundidas:
13. Tuberías:
a. Tres
son
los
materiales
empleados
básicamente en canalizaciones:
i. El hierro o fundición.
ii. El cobre.
iii. El plomo.
b. Las tuberías de cobre y plomo se utilizan,
principalmente, en diámetros pequeños y
ambas tienen su mayor aplicación en
edificación, las primeras, en cobre duro o
recocido, para distribución de agua dentro de
las viviendas, o en distribuciones de
calefacción o refrigeración, mientras que las
de plomo, que no deben utilizarse para
suministro de agua, se usan en desagües de
aparatos.
c. La unión de estas canalizaciones se hace casi
siempre con sueldas (soldaduras a baja
temperatura).
d. Las tuberías de acero, se usan también en
edificación, bien para distribución de agua o
en distribuciones de agua caliente o fría para
calefacción o refrigeración. En el caso de
emplearse para calefacción no se deben
utilizar las tuberías galvanizadas.
e. El empalme de este tipo de tuberías se hace
por rosca, con interposición de manguitos.
14. Varios:
a. Las metálicas:
i. Se
fabrican
con
acero
dulce,
generalmente galvanizado, y se utilizan
como cerramiento más o menos
decorativo, con tela para cribas y
tamices, como soporte de enlucidos,
ayudando a evitar su fisuración.
Madera
1. Generalidades
a. Indudablemente, la madera fue el primer material de construcción
de que dispuso el hombre.
b. La cabaña cubierta de ramas proporcionó a los primeros
moradores del mundo una defensa contra la intemperie. El árbol
les sugirió la idea de columna, elemento constructivo que iría
perfilándose de generación en generación hasta llegar a la
perfección sublime en el arte griego.
c. Pero la madera es un ser vivo, y como tal evoluciona y muere
presentando una vida mucho más corta que los demás materiales.
d. A pesar de que en el avance incesante de la técnica se han
encontrado métodos para alargar la vida de este material poco
durable si se la compara con los materiales pétreos tradicionales.
La acción de la intemperie es implacable. Las alternancias de
sequedad y humedad provocan en la madera contracciones y
entumecimientos. El fuego la destruye; la pudrición es el fin de la
materia orgánica.
e. Otra característica que distingue a la madera de los materiales
hasta ahora estudiados es su marcada anisotropía.
f. Otra diferencia notable con los demás materiales es la enorme
deformación que toman las fibras de madera sometidas a una
carga, y cuando esta carga actúa de forma perseverante y
continuada la madera cede, se doblega y adopta deformaciones
permanentes que persisten aún después de que deje de actuar la
carga que las ha producido.
g. Nada ha llegado a nuestros días de las primitivas construcciones
de madera.
h. Una vez conocidos otros materiales más durables, es natural que
no se volviera a utilizar la madera a la intemperie.
i. Sin embargo, la facilidad de manejo y transformación es grande;
esta cualidad es interesantísima para su uso en estructuras y
elementos constructivos provisionales.
j. El descubrimiento de nuevos adhesivos y las técnicas de las
maderas laminadas y comprimidas, han hecho que la madera
vuelva por sus fueros y presente otra vez batalla a aquellos
materiales que la habían relegado al ostracismo en el campo de la
construcción.
2. Naturaleza de la madera:
a. Estructura macroscópica:
i. Si observamos una sección de un árbol, efectuada
normalmente a su eje podremos ver:
1. (A) Médula:
a. Es la parte central del árbol y está constituida
por un tejido flojo y poroso.
b. En las maderas utilizadas en construcción
presenta un diámetro muy pequeño, que va
disminuyendo al envejecer el árbol.
2. (B) Duramen:
a. Recibe también los nombres de:
i. Cerne.
ii. Madera perfecta.
b. Es la madera de la parte interior del tronco.
c. Coloración más oscura que la exterior.
d. Presenta más resistencia mecánica y
durabilidad que la parte exterior.
e. Las capas de la zona externa van
convirtiéndose en duramen con el tiempo.
3. (C) Albura:
a. Madera más reciente.
b. Se encuentra en la región externa del tronco,
bajo la corteza.
4.
5.
6.
7.
c. Coloración más clara que el duramen.
d. Anillos anuales:
i. Se ven tanto en la albura como en el
duramen.
ii. Cada anillo corresponde a un año de
crecimiento y a su vez, cada anillo se
divide en dos:
1. Uno de color claro y de aspecto
poroso correspondiente a la
primavera.
2. Uno de coloración más oscura y
de aspecto más denso y que
correspondiente al otoño.
3. En las especies tropicales, al ser
el clima equilibrado, no se
aprecia esta diferencia dentro
de un mismo anillo anual.
e. En los árboles jóvenes la albura tiene mucho
espesor.
f. Es la zona viva del árbol, saturada de savia y
sustancias orgánicas que nutren la madera,
por este motivo, es peligroso su uso.
(D) Corteza:
a. Es la capa exterior que envuelve al tronco y
protege la vida del árbol.
(E) Líber:
a. Es la parte interna de la corteza.
b. De poca resistencia.
(F) Cambium:
a. Capa existente entre la albura y la corteza
que constituye la base para el crecimiento en
espesor del tronco, pues sus células son
capaces de desdoblarse en nuevas células.
b. Da lugar a dos tipos de células:
i. Las que corresponde a la parte
interior:
1. Madera o xilema.
ii. Las que corresponde a la parte
exterior:
1. Líber o floema.
(G) Radios medulares:
a. Bandas delgadas de un tejido cuyas células
tienen un desarrollo en dirección radial
(perpendicular a la dirección de todas las
demás células).
b. Almacenan y difunden las materias nutritivas
que aporta la savia descendente.
c. Su dirección perpendicular a la del resto de
fibras le hace ejercer una función de
trabazón.
d. Contribuyen a que la deformación de la
madera, cuando se despieza radialmente, sea
mucho menor en esta dirección que en la
tangencial.
e. Constituyen las zonas de rotura a compresión
de la madera, cuando se ejerce el esfuerzo
paralelamente a las fibras.
Si damos al árbol una sección por un plano que pase
por su eje, su intersección con los anillos de crecimiento
anual serán rectas paralelas.
Si el plano de sección es paralelo al eje, las capas
anuales de crecimiento forman el veteado típico de la
madera, distinto para cada especie que ofrece un matiz
estético imposible de conseguir con otros materiales.
b. Estructura microscópica:
i. El árbol toma del suelo aguas y sales minerales nutritivas
en solución muy diluída que penetran por las raíces y
ascienden hasta las hojas por ósmosis a través de vasos
contenidos en la albura, esta solución diluída constituye la
savia ascendente o bruta.
ii. En las hojas, durante el día, el anhídrico carbónico se
combina con el agua formándose aldehído fórmico y
desprendiéndose oxígeno según la reacción:
1. CO2 + H2O  CHOH + O2
iii. El aldehído fórmico se polimeriza formándose la glucosa
C6H12O6, descendiendo la savia elaborada por los tubos
cribosos del líber y transformándose en el tronco en
almidón y celulosa.
iv. Para realizar todo este ciclo, la madera dispone de una
serie de células con misiones distintas y específicas que le
permiten realizar las funciones propias de un ser vivo.
v. Las misiones de estas células son:
1. Ser vehículo del agua y sustancias en ella disueltas.
2. Sostener el desarrollo del tronco en sentido elástico.
3. Nutrir el árbol.
vi. Tipos de células:
1. Células vasculares o traqueales:
a. Conducen la savia ascendente.
b. Dirección paralela a la del eje del tronco.
c. Constituyen verdaderos canales.
d. En las coníferas, además, constituyen un
papel fundamental en la función de sostén.
2. Células de sostén:
a. Proporcionan resistencia a la madera de las
frondosas.
b. No existen en las coníferas.
3. Células de nutrición o de reserva:
a. Destinadas a almacenar la fécula que
consume el árbol durante su inactividad de
invierno.
b. En frondosas constituyen:
i. Radios medulares.
ii. Parénquima.
c. En coníferas:
i. Radios medulares.
ii. Canales resiníferos.
Estos elementos colaboran en la resistencia
mecánica de la madera, que se relacionan con:
En frondosascélulas de sostén.
En coníferas o resinosastraqueidas.
c. Composición química:
i. La composición elemental de la madera es parecidísima y
muy constante para todas las especies:
1. Carbono 50%.
2. Hidrógeno 6.1%
3. Nitrógeno 0.1-0.2%
4. Oxígeno 43%
5. Cenizas 0.2-0.7%
ii. La composición general es:
1. Celulosa 40-50%
2. Lignina 24-28%
a. Da a la madera su rigidez y resistencia.
b. Sin ella los árboles no podrían alcanzar gran
altura ni resistir las acometidas del viento.
c. Se encuentra incrustada en la red cristalina
de la celulosa y entre las dos forman el
esqueleto resistente de las células de la
madera.
3. Hemicelulosa 20-25%
a. Aglomera las células.
4. Resinas.
5. Grasas.
6. Ceras.
3. Principales maderas utilizadas en construcción:
Se obtienen de bosques ordenados (no ilegales), es decir, la
madera se puede “cultivar”, con esto se consigue:
Producción constante.
Producen un ahorro energético.
Respeto al medio ambiente.
Reciclable.
Ventajas que hacen que la madera tenga unas perspectivas de
futuro muy buenas por su menor coste de producción con respecto a otros
materiales y por el cada vez más importante respeto al medio ambiente.
Madera como material de construcción: aquella madera en cuyas
aplicaciones no se requiere, cualesquiera que sean las fases de su
manufactura, la desintegración de su estructura anatómica.
a. Nos encontramos con una división fundamental en dos grandes
grupos:
i. Coníferas o resinosas:
1. Las más antiguas, final de la era primaria.
2. Existen en la zona fría y templada.
3. Proporcionan las mejores calidades de madera de
construcción en lo que se refiere a:
a. Características de trabajo.
b. Resistencias mecánicas.
c. Mayor volumen.
4. Pertenecen a este grupo:
a. Pino silvestre:
i. Madera española de carpintería y
construcción por excelencia.
ii. Rojiza.
iii. Fácil de trabajar.
iv. Se acusan muy bien los anillos
anuales.
v. Muy adecuadas para construcción:
1. Entramados.
2. Cimentaciones:
3. Traviesas.
4. Obras hidráulicas.
5. Por su excesiva elasticidad no
debe usarse para vigas de gran
luz.
6. Por ser muy resinosa no se usa
para marcos de ventanas.
b. Pino laricio:
i. Muy apreciado en construcción por ser
homogénea su madera.
c. Pino negral:
i. Muy buena madera para construcción.
d. Pino tea:
i. Se importa de Estados Unidos y
Canadá.
ii. Muy resinosa.
iii. Sin nudos.
iv. Compacta.
v. Elevada densidad.
vi. Muy resistente al desgaste.
vii. Veteado notable.
viii. Para trabajos de calidad:
1. Carpintería.
2. Entarimados.
3. Escaleras.
4. Tonelería.
e. Pinabete:
i. Apenas se diferencia la albura del
duramen.
ii. Madera blanca.
iii. Estimada para carpintería fina.
iv. Estimada para construcción por:
1. Alcanza grandes dimensiones,
da los árboles de mayor
volumen de España.
ii. Frondosas:
1. Aparecidas al final de la era secundaria:
2. Características de las zonas templadas y tropical.
3. Proporcionan las mejores maderas para ebanistería
por:
a. Aspecto.
b. Calidad.
4. Pertenecen a este grupo:
a. Roble:
i. Existen muchas variedades en España:
1. Común.
2. Albar.
3. Rebollo.
4. Quejigo.
ii. Es un árbol que crece en los cinco
continentes.
iii. Color pardo aleonado.
iv. Dura, resistente, tenaz, poco alterable
y de labra fácil.
v. Es la madera que mejor resiste la
alternancia de humedad y sequedad.
vi. Se resquebraja.
vii. Propensa al ataque de insectos.
viii. Se emplea en construcción:
1. Obras hidráulicas.
2. Puentes.
ix. No se usa para construcciones
ordinarias, como vigas, etc, por ser
muy cara.
b. Haya:
i. Dura y pesada.
ii. Resiste mal las alternancias de
humedad y sequedad.
iii. Es notablemente propensa a la
pudrición y al ataque de la carcoma.
iv. Tras impregnación se utiliza:
1. Traviesas.
2. Entarugados.
3. Construcciones hidráulicas.
c. Aliso:
i.
ii.
iii.
iv.
Dura.
Rosácea.
Muy deformable.
Se emplea:
1. Cimentaciones
d. Olmo:
i. Albura blanca.
ii. Duramen rojo.
iii. Compacta, dura, elástica, resistente.
e. Chopo:
i. Blanda.
ii. Poca densidad.
iii. Poca resistencia.
f. Sauce:
i. Se hincha mucho con la humedad.
ii. Se emplea para cuñas en la
explotación de canteras.
g. Castaño:
i. Entarimado.
h. Nogal:
i. Albura blanca:
ii. Duramen rojo:
iii. Fácil de trabajar.
iv. Bonito veteado.
v. Madera más bella y característica de
ebanistería en España.
iii. Maderas exóticas:
1. Ébano:
a. Duramen negro.
b. Albura amarilla y sin valor.
c. Procede de Guinea.
d. Se emplea en ebanistería, instrumentos de
música.
2. Okume:
a. Color rosa salmón.
b. Hermosos reflejos nacarados al pulimentarla.
c. Especie forestal más importante de Guinea
desde el punto de vista técnico y comercial.
3. Ukola:
a. Se obtienen chapas planas de gran belleza.
b. Se emplea en ebanistería.
4. Caoba:
a. Costa occidental africana.
b. Madera de ebanistería de más calidad y
precio.
5. Balsa:
a. América Central.
b. Madera más ligera que se conoce.
c. Gran resistencia.
d. Salvavidas y aviación.
4. Propiedades de las maderas:
a. Propiedades físicas:
i. Anisotropía:
1. Las propiedades físicas y mecánicas de las maderas
no son las mismas en todas las direcciones que
pasan por un punto determinado.
2. Por tratarse de un material con fibras orientadas en
una misma dirección, las propiedades en esta
dirección no son las mismas que en las direcciones
perpendiculares a aquélla.
3. Se pueden definir tres direcciones principales en las
que se miden las propiedades de la madera:
a. Axial.
i. Paralela a la dirección de crecimiento
del árbol.
b. Radial.
i. Perpendicular a la axial y corta al eje
del árbol.
c. Tangencial:
i. Normal a la axial y a la radial.
ii. Humedad:
1. Es la propiedad que más influencia tiene sobre todas
las demás propiedades de la madera.
2. De tres formas puede estar el agua contenida en
agua:
a. Agua de constitución o agua combinada:
i. Forma parte de la materia leñosa y que
no puede ser eliminada más que por la
destrucción por el fuego de la madera.
b. Agua de saturación o de impregnación:
i. Contenida en las paredes higroscópicas
de las células.
ii. Puede eliminarse por calentamiento
hasta 100-100ºC.
c. Agua libre:
i. Contenida en los vasos y traqueidas
del tejido leñoso.
Únicamente las dos últimas constituyen la humedad
de la madera
3. La humedad se expresa en % referido a la:
a. Madera seca:
i. Hs=[(P-p)*100]/p
b. Madera húmeda:
i. Hh=[(P-p)*100]/P
c. Siendo:
i. Hs=% de humedad, referido al peso en
seco.
ii. Hh=% de humedad, referido al peso
en húmedo.
iii. P=Peso de la madera húmeda.
iv. P=Peso de la madera seca.
d. Al dar la cifra de la humedad hay que advertir
si se refiere a la madera seca o la madera
húmeda.
4. En la madera verde (cortada recientemente) la
humedad puede ser superior al 100%, sus paredes
están saturadas.
5. La humedad no es constante en todo el espesor de
la pieza de madera: es mayor en el interior.
6. La madera contiene más agua en verano que en
invierno.
7. La madera es higroscópica, tiende a buscar el
equilibrio con el aire ambiente y tomará o eliminará,
según sea la humedad relativa de dicho aire.
8. Si partimos de madera verde y vamos eliminando
poco a poco la humedad podemos designar los
diferentes estados por lo que va pasando la madera:
a. Saturada:
i. 30% de humedad.
ii. Punto de saturación de la fibra.
iii. No existe agua libre.
iv. Las paredes están saturadas.
b. Semiseca :
i. 30 a 23% de humedad.
c. Comercialmente seca:
i. 23 a 18% de humedad.
d. Secada al aire:
i. 18 a 13% de humedad.
e. Desecada:
i. Menos del 13% de humedad.
f. Anhidra:
i. 0% de humedad.
9. Como la humedad influye en todas las demás
propiedades de la madera, los ensayos para
determinar éstas deberán hacerse siempre con un
contenido de humedad fijo, a fin de que los
resultados puedan ser comparables. Se ha fijado,
por esto, una humedad media internacional que es
el 15%; la humedad normal media en España es el
13%:
iii. Deformabilidad:
1. La madera cambia de volumen al variar su contenido
de humedad, se dice que la madera se mueve, que
tiene “juego”.
2. Se produce un hinchamiento al aumentar su
humedad y una contracción o merma al disminuir
ésta.
3. Como la madera es un material anisótropo y, por
tanto, estas deformaciones no presentan la misma
magnitud según las tres direcciones principales.
4. Si se seca la madera desde el estado verde al estado
anhidro:
a. La contracción en dirección axial es
pequeñísima.
b. Contracción en dirección radial del 6%.
c. Contracción en dirección tangencial es de 105
a 3 veces la radial.
5. Análogamente para el hinchamiento.
6. El fundamento de estos cambios dimensionales
reside en la absorción o eliminación del agua de las
paredes de las fibras leñosas. El agua se aloja entre
las células, separándolas o acercándolas, según que
el contenido de la misma aumente o disminuya.
7. El punto de saturación de la fibras corresponde al
contenido de humedad, para la cual las paredes de
las mismas han absorbido toda el agua que pueden
absorber. Es el momento en el que la separación de
las células alcanza su valor mayor, este punto
coincide con el 30% de humedad.
8. A partir de aquí, la madera puede seguir
aumentando su contenido de agua, pero no
aumentará más de volumen, ya que el agua no se
situará entre las células de las paredes, sino en los
vasos y traqueidas del tejido leñoso, esta última
agua es el agua libre.
9. Deformación volumétrica: variación de volumen
entre dos estados de humedad, expresada en tanto
por ciento, referida siempre al volumen de la
madera más seca.
10. Deformación volumétrica total: variación de volumen
entre los estados saturado y seco de la madera.
11. Coeficiente de contracción volumétrica: contracción
volumétrica que corresponde a una variación de
humedad de un 1%.
12. Se puede clasificar la madera según estos criterios:
a. Madera de débil contracción:
i. Contracción volumétrica total: 5-10%.
ii. Coeficiente de contracción volumétrica:
0.15-0.35%.
b. Madera de contracción media:
i. Contracción volumétrica total: 10-15%.
ii. Coeficiente de contracción volumétrica:
0.35-0.55%.
c. Madera de fuerte contracción:
i. Contracción volumétrica total: 15-20%.
ii. Coeficiente de contracción volumétrica:
0.55-1%.
13. Las deformaciones de una pieza de madera habrán
de ser previstas al estudiar una estructura que haya
de ser construida con este material.
iv. Peso específico:
1. El peso específico real para todas las especies es
1.56kg/m3.
2. El contenido de agua de una madera hará variar el
peso de ésta y, por tanto el peso específico.
3. El peso específico debe referirse siempre a la
humedad internacional del 15%.
4. El peso específico aparente es de mucho interés por
la influencia que tiene sobre las propiedades de tipo
resistente, que una madera tenga un peso específico
aparente alto quiere decir que en un volumen
determinado habrá pocos poros y mucha materia
resistente.
5. En el peso específico aparente dentro de un mismo
árbol hay diferencias:
a. Frondosas:
i. Máximo en la zona central del tronco.
b. Coníferas:
i. Máximo en la parte inferior del tronco.
v. Propiedades térmicas:
1. La madera se dilata con el calor y se contrae al
descender la temperatura, pero este efecto no suele
notarse, ya que una elevación de temperatura lleva
consigo una disminución de la humedad, luego, al
efecto de la dilatación térmica se le suma el de
contracción por pérdida de agua y se neutralizan.
2. Son numerosas las cavidades llenas de aire de la
madera por lo que se puede comprender que la
madera es un mal conductor del calor.
vi. Propiedades eléctricas:
1. La madera seca es un buen aislante eléctrico.
vii. Durabilidad:
1. La resistencia de la madera a los ataques de
organismos destructores, tales como hongos,
insectos, etc... depende de la presencia en la misma
de materias antisépticas naturales o introducidas y
de la ausencia de materias nutritivas para dichos
organismos.
2. Influyen las alternancias de humedad y sequedad,
pues sumergidas en agua dulce pueden durar siglos.
3. El contacto con el suelo:
a. Resisten bien empotradas en suelos
arcillosos.
b. Se destruyen pronto en suelos arenosos y en
terrenos calizos.
b. Propiedades mecánicas:
i. Dureza:
1. De gran interés en el empleo de la madera como
pavimento.
ii. Resistencia a compresión:
1. Muchos factores influyen en esta propiedad de la
madera:
a. Humedad:
i. Por debajo del punto de saturación de
las fibras (30% de humedad) la
resistencia a la compresión aumenta al
disminuir el grado de humedad.
ii. A partir del punto de saturación de las
fibras, la resistencia es prácticamente
constante.
b. Dirección del esfuerzo:
i. Máxima resistencia en el esfuerzo
ejercicio ejercido en dirección axial y
va disminuyendo cuando se aleja de
dicha dirección.
iii. Resistencia a tracción:
1. La madera es un material muy indicado para el
trabajo a tracción, y su uso en elementos
constructivos sometidos a este tipo de solicitación se
ve limitado únicamente por la dificultad de transmitir
a dichos elementos los esfuerzos de tracción, es
decir, en piezas sometidas a tracción, el problema
son las uniones.
2. La rotura a tracción se presenta de forma súbita,
comportándose la madera en este aspecto como un
material frágil.
3. Debe evitarse siempre que la madera trabaje a
tracción en dirección normal a la fibra, a este
esfuerzo sólo se opone la adherencia de las fibras y
al ser esta débil, se rompe con facilidad.
4. La influencia de la humedad sobre la resistencia a la
tracción es la misma que para la resistencia a la
compresión.
iv. Resistencia al corte:
v. Resistencia a flexión:
1. Los elementos estructurales que han de trabajar a
flexión se disponen generalmente en forma
prismática.
2. La longitud suele ser mucho mayor que las otras dos
dimensiones.
3. La madera no resiste nada al esfuerzo de flexión en
dirección radial o tangencial.
4. No ocurre lo mismo cuando la pieza está cortada de
manera que la longitud coincida con la dirección
axial.
5. La resistencia a flexión de una pieza prismática viene
dada por:
a. R=(3*Carga*distancia
entre
los
apoyos)/(2*ancho*altura al cuadrado)
6. Para madera, la altura se eleva al índice tecnológico
de la madera (n):
a. Madera sin nudos ni defectos: n = 11/6
b. Madera con ligeros defectos: n = 10/6
c. Madera con nudos: n = 9/6
d. Madera muy nudosa: n = 8/6
7. Con esta fórmula, conociendo las cargas a soportar,
se calculan las dimensiones de la pieza.
8. Un elemento sometido a flexión se deforma
produciéndose un acortamiento de las fibras
superiores y un alargamiento de las inferiores. Al
aumentar la carga va agotándose la capacidad
resistente del material y llegará un momento en que
se produzca la rotura. Esta puede comenzar de
distintos modos. Unas veces fallarán las fibras
superiores por compresión, inmediatamente debajo
del punto de aplicación de la carga. Esta rotura irá
seguida o por la rotura por tracción de las fibras
inferiores o por la rotura por esfuerzo cortante
horizontal a lo largo de la fibra neutra.
9. Al proyectar un elemento de madera sometido a
flexión no ha de tenerse en cuanta solamente que
resista las cargas que sobre él actúan; es necesario
evitar una deformación excesiva que pueda provocar
incomodidad en las personas que se encuentran
debajo o encima, o que pueda producir un
agrietamiento del material de revestimiento.
vi. Elasticidad:
1. Es difícil determinar con precisión el límite elástico
de las maderas. Para simplificar suele tomarse el
punto en el que el diagrama de tensión-deformación
empieza a incurvarse.
2. Deformación en esfuerzo a:
a. Tracción: mínima.
b. Compresión: perfectamente perceptible.
c. Flexión: rápida al principio y lenta
posteriormente.
vii. Fatiga:
1. Límite de fatiga: tensión máxima que puede soportar
sin romperse una pieza un número infinito de veces.
viii. Hendibilidad:
1. Propiedad que tiene la madera de poderse romper a
lo largo de las fibras, por separación de éstas,
mediante un esfuerzo de tracción transversal.
2. Interesa una gran resistencia a este efecto cuando
la madera ha de unirse por clavos o tornillos a otras
adyacentes.
3. Tienen baja hendibilidad las maderas de fibras
retorcidas.
5. Ensayos de la madera:
a. Humedad:
i. Tres procedimientos:
1. Secado:
a. Se determina por diferencia de peso de la
muestra antes y después de un secado a 100110ºC.
b. H=(peso húmedo-peso seco)*100/peso en
seco.
2. Destilación:
a. Muestra de 50 gramos de serrín.
b. Se coloca en un matraz conteniendo un
líquido de baja densidad, insoluble en agua:
el xilol es uno de los más usados.
3. Eléctrico:
a. La resistencia eléctrica de la madera varía
proporcionalmente con la humedad de la
misma.
b. La resistividad media es un índice del
contenido de humedad.
c. Sistema rápido y de suficiente precisión.
b. Contracción:
i. Por diferencia de dimensiones antes y después del secado.
c. Peso específico aparente:
d. Dureza:
i. Brinell.
ii. Janka.
iii. Monnin.
e. Resistencia a compresión.
f. Resistencia a tracción.
g. Resistencia al corte.
h. Resistencia a flexión.
i. Resistencia a la hienda.
6. Defectos y alteraciones:
a. Nudos:
i. Es el defecto más frecuente.
ii. Se producen porque cuando el árbol aumenta de diámetro
quedan envueltas gradualmente las bases de las ramas y la
porción de éstas queda encerrada entre la madera del
tronco.
iii. Afectan a las propiedades de las maderas y hacen perder
calidad a éstas.
iv. Los nudos que están próximos a las zonas de las mayores
tracciones son un peligro cierto y grave para el elemento
constructivo en cuestión.
v. Cuando el nudo se encuentra en la zona de compresión, la
pérdida de resistencia que experimenta el elemento es
mucho menos peligrosa.
vi. En el esfuerzo cortante horizontal, los nudos tienen poco o
ningún efecto.
vii. Puesto que las mayores tensiones de tracción y compresión
en una madera sometida a flexión están localizadas en el
centro de las caras inferior y superior, respectivamente, y
decrecen hacia la fibra neutra y hacia los extremos, es
natural que el efecto más perjudicial de los nudos tendrá
lugar cuando éstos se encuentren en la porción media de la
cara comprimida, y menos todavía cuando están entre las
dos caras o próximos a extremos.
b. Fibra torcida:
i. Debido a que las fibras exteriores del árbol crecen más que
las interiores y se disponen en forma de hélice en torno al
c.
d.
e.
f.
g.
h.
tronco en vez de ser sensiblemente paralelas al eje del
mismo.
ii. La madera con fibra retorcida no debe usarse en piezas
escuadras, ya que, al quedar cortadas las fibras en varios
puntos, la pérdida de resistencia es grande.
Fibra entrelazada:
i. Las fibras de la madera no siguen una misma dirección sino
que están entrelazadas, la madera con fibras entrelazadas
es difícil de trabajar y la superficie de las piezas queda
desgarrada y levantada, originando el vicio llamado repelo.
Excentricidad de corazón:
i. Se produce este defecto en árboles que han crecido en la
inmediación de rocas o terrenos con fuerte pendiente y,
entonces, la médula está desplazada del eje del tronco.
ii. Produce una heterogeneidad en la madera que hace difícil
su trabajo y le comunica tendencia a curvarse.
Doble albura:
i. En medio del duramen aparece un anillo de albura.
ii. Se produce este fenómeno cuando el frío intenso impide la
transformación de la albura en duramen.
iii. El defecto es grave debido a la facilidad de alteración que
tiene la albura.
Entre corteza:
i. Inclusión de corteza entre los tejidos leñosos debida,
generalmente, a la
unión de una rama al tronco.
Constituye una falta de continuidad, con la consiguiente
disminución de resistencia.
Lupias y verrugas:
i. Protuberancias.
ii. Las lupias tienen forma globular y superficie lisa.
iii. Las verrugas tienen forma irregular con superficie erizada.
Fendas:
i. Grietas longitudinales producidas por diversas causas.
ii. Hay varios tipos:
1. De heladura:
a. Producidas por la acción del frío intenso.
2. De desecación o de merma:
a. Generalmente en la parte externa.
3. De apeo:
a. Comienzan en la base del tronco.
b. Producidas por el desgarramiento de los
tejidos en el momento de la caída del árbol.
4. Acebolladura:
a. Serie de fendas de forma curvilínea producida
por la separación de dos anillos anuales
consecutivos.
5. Pata de gallina:
a. Conjunto de fendas que se presentan en los
árboles viejos.
6. Corazón partido:
a. Producido por una serie de grietas radiales
que afectan al duramen y a la albura.
iii. Los árboles con cualquiera de estas grietas no son
utilizables en la construcción.
i. Bolsas de resina:
i. Cavidades situadas entre los anillos anuales, que tienen
forma alargada y que están llenas de resina.
ii. Nada se sabe de estas bolsas hasta que las sierras las
ponen de manifiesto.
iii. Síntoma de poca resistencia.
7. Destrucción de la madera:
La madera debido a su condición de ser vivo sufre una acción de
orden biológico de la que los demás materiales están libres.
a. Los hongos, los insectos xilófagos y el fuego son los agentes más
peligrosos en cuanto a la destrucción de la madera se refiere.
b. Causas bióticas:
i. Hongos:
1. Los hongos son organismos vegetales sin clorofila
que se reproducen por esporas. Estas son
transportadas por el viento, y cuando las
condiciones de germinación y posterior desarrollo
son favorables infectan la madera en que han caído.
2. La parte destructiva de un hongo es su sistema
vegetativo, llamado micelio, que está formado por
una
serie
de
conductos
filamentosos
extraordinariamente finos, llamados hifas. Estas se
ramifican y penetran en la madera pasando de
célula a célula a través de sus orificios naturales de
comunicación, o, mas frecuentemente, perforando
las paredes de las células. Al avanzar el ataque de
los hongos, es decir, al progresar la pudrición de la
madera, se producen diversas coloraciones de la
misma y cambios en su continuidad y textura que la
vuelven seca, blanda y esponjosa, débil o friable,
según el tipo de hongo que la haya atacado.
3. Para que la pudrición pueda seguir:
a. Debe haber alimento para los hongos.
i. En contenido de las células de la
albura de la madera y los tejidos
leñosos
mismos
constituyen
el
necesario alimento.
b. Aire, aunque sea en pequeña cantidad.
c. Humedad adecuada
4.
5.
6.
7.
8.
i. La humedad es una de las condiciones
más importantes para que pueda
existir la pudrición.
ii. La madera debe contener por lo menos
un 20% de humedad para que la
pudrición progrese.
d. Temperatura adecuada:
i. Es un factor fundamental para el
progreso de la pudrición.
ii. Por debajo de 2º no existe pudrición y
muy pocos hongos pueden sufrir
temperaturas mayores de 40º.
El mecanismo del ataque consiste en una
descomposición química de la célula y la lignina.
La pudrición es un conjunto de procesos hidrolíticos
y oxidantes.
Los hongos parásitos viven en árboles vivos y se
nutren de almidón.
Los hongos saprofitos viven en árboles ya cortados,
se alimentan de las membranas celulares.
Tipos:
a. Hongos que producen coloración en la
madera:
i. Pudrición parda:
1. Los
hongos
atacan
principalmente la celulosa.
2. La madera pierde 90-95% de
sus resistencias mecánicas.
ii. Pudrición azul:
1. El hongo se alimenta de las
materias de reserva.
2. No llega a destruir la madera ni
afecta casi a su resistencia
mecánica.
3. La madera puede utilizarse
aunque siempre sufrirá una
depreciación en el mercado
debido a su aspecto.
iii. Madera pasmada:
1. Ha
sufrido
una
pudrición
causada
por
una
serie
heterogénea de hongos.
b. Hongos que atacan a los árboles en pie:
i. Madera chasmosa:
1. Atacada por trametes pini.
2. Ataca a los pinos.
3. Parásito
con
la
potencia
destructora para hacer no
utilizable la madera atacada por
él.
ii. Fomes Annous:
1. Pudrición parda en los dos o
tres metros inferiores del tronco
de las coníferas.
iii. Polyporus sulphureus:
1. Produce en las frondosas una
pudrición
parda
de
tipo
prismático.
c. Hongos que atacan a los árboles recién
cortados o muy húmedos:
i. Atacan a postes, traviesas, maderas en
contacto con el suelo.
ii. Lenzites abietina.
iii. Lentinus lepideus.
iv. Paxillus panuoides.
d. Hongos que atacan a la madera en servicio:
i. Merulius lacrymans:
1. Hongo doméstico.
2. Potencia destructora grande.
3. Produce una pudrición parda
que, en pocos meses, destruye
por completo la madera.
4. En
ambiente
húmedo
se
reproduce en masas blancuzcas
algodonosas con una exudación
que cae en gotas (de ahí
lacrymans)
ii. Coniophora cerebella:
1. En un año puede destruir el
solado de una casa nueva si se
ha construido con madera
insuficientemente secada.
ii. Insectos xilófagos
1. En la fase de crecimiento, el insecto es cuando
causa el mayor daño. El ataque consiste en la
perforación de galerías en la madera que, al
multiplicarse, pueden conducir a una destrucción
casi completa. Cuando estas galerías tienen poco
diámetro se llaman picaduras.
2. La muerte del insecto no se produce hasta los 5055º.
3. Tipos:
a. Han sido introducidos en forma de huevos
pero no se reproducen a expensas de la
madera
i. Sirex gigas y sirex spectrum:
1. Son himenópteros cuyas larvas
perforan galerías y al llegar a
adultos se dirigen hacia la
periferia y salen al exterior.
ii. Callidium:
1. Coleóptero cuyas larvas viven
entre la corteza y la albura,
formando galerías
hacia el
interior y saliendo luego al
exterior
practicando
una
perforación en la corteza.
iii. Criocephalus rusticus:
1. Coleóptero que ataca con
preferencia las resinosas.
2. Nacen en la corteza y cuando se
han desarrollado las larvas,
penetran en la albura con poca
profundidad. Luego salen al
exterior.
b. Se reproducen en la madera:
i. Son los más perjudiciales
ii. Termites:
1. Llamados también hormigas
blancas, causan a la madera
más daño a la madera que
todos los demás insectos juntos.
2. Tipos:
a. Subterráneos:
i. Viven en grandes
colonias
en
el
suelo. Para su
ataque necesitan
cierta humedad en
la madera. Su nido
principal
está
fuera de la madera
atacada,
pero
forman en ésta
unos
nidos
secundarios,
aprovechando
rincones
u
oquedades.
No
hacen
galerías
definidas sino que,
con
frecuencia,
destruyen
las
partes
más
blandas
de
la
madera,
dando
lugar a una masa
hojaldrada
sin
resistencia
apreciable.
b. De madera seca:
i. Viven
en
la
madera.
ii. Su
ataque
es
grave,
pueden
destruir fácilmente
toda
una
estructura
de
madera sin que
exteriormente se
note nada, ya que
dejan intacta una
franja de 1 ó 2
milímetros.
iii. Lyctus:
1. Coleóptero que ataca a la albura
de la madera.
2. Los huevos son introducidos en
el interior de los vasos de la
madera y las larvas perforan
galerías
alimentándose
del
almidón almacenado en las
células de reserva.
iv. Carcoma:
1. Coleóptero
cuyas
larvas
perforan en la madera galerías
profundas en todas direcciones.
2. No atacan a la capa superficial,
su presencia sólo se manifiesta
por el polvillo acumulado en
torno a los orificios practicados
por e insecto.
iii. Organismos marinos:
1. El más importante es el Teredo navalis. Este
molusco vive en aguas saladas y la gravedad del
ataque es, generalmente, mucho mayor en la región
tropical que en climas templados.
2. El ataque tiene lugar por galerías en todas las
direcciones que pueden llegar a reducir hasta límites
inadmisibles las propiedades mecánicas de la
madera.
c. Causas abióticas:
i. Intemperie:
1. Cuando las maderas están mucho tiempo expuestas
al aire se produce una oxidación del carbono y,
como consecuencia, se produce un envejecimiento
de la madera y ésta toma un color oscuro. No suelen
presentarse modificaciones en la resistencia
mecánicas.
2. Las maderas sumergidas en agua dulce o
empotradas en un terreno saturado de ésta, se
conservan bien en general.
3. La acción del calor sobre las maderas es perjudicial.
4. El efecto del hielo sobre la madera se manifiesta por
una grietas radiales, generalmente próximas a la
base del árbol. Estas grietas perjudican, como es
lógico, a las resistencias mecánicas.
ii. Fuego:
1. Es de sobra sabido que la madera resiste mal la
acción del fuego agravándose los efectos de éste
cuando es rica en resinas, grasas, etc.
iii. Agentes químicos:
1. Los ácidos y las bases pueden producir un ataque en
las maderas hidrolizando la celulosa o disolviendo la
lignina. Las bases son, en general, más dañinas.
8. Protección de la madera:
Es deseo general de todo usuario de madera, prolongar la vida útil de
ésta lo más posible. Esto depende de la especie que se trate, del uso a que
esté destinada y de las condiciones de trabajo.
Es indispensable tomar la mayor cantidad posible de precauciones
para evitar estas alteraciones que pueden desembocar en la total destrucción
del material que estudiamos.
Ninguna de estas precauciones comunican a la madera una inmunidad
absoluta. Cuantas más precauciones tomemos, de toda índole, mejoraremos
la durabilidad; y estas precauciones deben comenzar desde el momento que
se piensa en cortar un árbol para su uso como madera de construcción.
a. Apeo:
i. Interesa cortar los árboles cuando la vida vegetativa esté
amortiguada, es decir, en inversos, que es cuando la
circulación de la savia es menor.
ii. En España suelen verificarse las operaciones de apeo desde
el principio de octubre hasta finales de marzo.
b. Desaviado:
i. Esta operación tiene por objeto eliminar la savia mediante
un lavado interno de la madera por la cual se disuelven las
materias albuminoideas que contiene.
ii. Debe hacerse lo más pronto posible después del apeo,
pues entonces la savia está todavía fluída y es más fácil el
lavado, sea con agua o con vapor. Este es mucho más
rápido que el lavado con agua, prolongándose este último
c.
d.
e.
f.
durante tres meses para maderas duras y durante un mes
para maderas blandas.
Envejecimiento artificial:
i. Consiste este tratamiento en acelerar artificialmente la
transformación de los componentes de la madera para
alcanzar las condiciones de estabilidad de las maderas
antiguas.
Tratamientos superficiales:
i. Carbonización:
1. Se aplica principalmente a maderas que van a estar
enterradas o en contacto con el suelo.
2. Desaparecen de la zona exterior de la pieza de
madera todos los gérmenes orgánicos que pueden
producir alteraciones de la madera originándose un
efecto preservador aceptable.
3. No es un tratamiento convincente, no es en modo
alguno una protección impermeable.
ii. Pintado:
1. Sistema barato.
2. Puede repetirse el tratamiento periódicamente.
3. Para elementos a la intemperie también se usa la
protección con alquitrán, que se aplica en caliente
en tres capas, generalmente, después de seca la
madera.
iii. Revestimiento con clavos:
1. Clavar en la superficie del elemento gran cantidad
de clavos de cabeza grande. Al oxidarse estos
clavos, se forma una capa de herrumbre que
defiende la madera.
Tratamientos por inmersión:
i. Consisten en sumergir la madera en un baño de un líquido
antiséptico.
ii. El sulfato de cobre al 1% o 1.5% produce una protección
grande.
Tratamientos por inyección:
i. Más eficaz que los anteriores.
ii. Se fuerza al líquido antiséptico a entrar en los poros de la
madera, y con ello, la penetración de dicho líquido es
mucho mayor.
iii. Tipos:
1. Maderas verdes con corteza:
a. Por la base del tronco se inyecta, por
gravedad, el líquido conservante; y, teniendo
el tronco inclinado, con la base menor más
baja que la mayor, se observará al cabo de
24 horas, aproximadamente, que la savia
empieza a gotear.
2. Maderas verdes sin corteza:
a. Procedimiento por ósmosis que consiste en
recubrir el tronco exteriormente con una capa
formada por:
i. 85% fluoruro sódico.
ii. 10% dinitrofenolanilina.
iii. 5% productos coloidales.
b. Las membranas celulares de la madera hacen
el papel de un diafragma semipermeable
frente a la savia cerrada en ellas, que es una
solución salina de concentración débil. Por el
fenómeno de ósmosis las concentraciones
tienden a equilibrarse y la savia se traslada
hacia la pasta que recubre el tronco; recibe
de ésta compuestos salinos y vuelve hacia las
capas profundas por difusión y capilaridad.
c. Este procedimiento, lo mismo que el anterior,
no requiere instalaciones especiales, o
siempre costosas. Tiene el inconveniente de
que es lento (dos o tres meses).
3. Maderas secas:
a. Debe estar descortezada.
b. Las maderas secas se tratan en autoclave
mediante una combinación de vacío y
presión.
c. Mediante el vacío quedan completamente
libres todos los huecos de la madera, los
cuales son después rellenados con el
producto conservante merced a la presión.
g. Protección contra el fuego:
i. La madera se quema, pero no es inflamable. Sin embargo,
por efecto del calor la madera se descompone y produce
gases que sí son inflamables.
ii. Pero cuando una madera se quema, se forma en las capas
exteriores una carbonización que se comporta como una
capa aislante y protectora contra el calor. Entonces el
fuego se propaga con más lentitud; y si la capa protectora
es suficientemente gruesa, la combustión puede ser tan
lenta que no se llegue a producir suficiente calor para
continuar la descomposición de la madera, llegando el
fuego a apagarse.
iii. En las maderas de poco espesor el fuego suele causar
estragos grandes, sin que pueda retardarse por estos
procedimientos naturales.
iv. Unas veces la protección consiste en una capa exterior que
asila la madera del oxígeno. Otras veces, una impregnación
con agentes químicos es el elemento retardante del fuego.
v. El tratamiento por vía química es muy sugestivo, pues unas
veces los productos se funden a una temperatura inferior a
la de descomposición de la madera formando un vidriado
sobre ésta y evitando su contacto con el oxígeno.
vi. Varios tipos:
1. Recubrimientos superficiales:
a. Estos deben adherirse bien a la madera y, al
mismo tiempo, presentar una estabilidad
química adecuada, y una resistencia a la
intemperie suficiente los que hayan de
permanecer en estas condiciones.
b. Los productos generalmente empleados son:
i. Silicato sódico.
ii. Fosfato amónico.
iii. Sulfato cálcico.
iv. Lechada de cal.
2. Impregnación:
a. Se realiza por inyección, inmersión o
pulverización.
b. Suelen emplearse los siguientes productos:
i. Fosfato amónico.
ii. Sulfato amónico.
iii. Ácido bórico.
iv. Cloruro amónico: en concentraciones
bajas detiene notoriamente la llama.
h. Secado:
i. Uno de los objetos del secado de la madera es estabilizarla
lo más posible, es decir, conseguir que, una vez la madera
ha sido utilizada para un fin determinado si movimiento sea
despreciable.
ii. El secado evita el progreso de hongos y pudriciones.
iii. La mayoría de las propiedades resistentes de la madera
aumentan cuando ésta pierde agua.
iv. El secado se realiza evaporándose el agua superficial y
pasando la del interior de la pieza a la superficie para ser a
su vez eliminada.
v. Hay tres factores que influyen en la realización de ese
proceso de secado:
1. Humedad.
2. Temperatura.
3. Velocidad del aire que rodea la madera.
vi. Es natural que cuanto más caliente y más seco sea ese
aire, mayor velocidad de secado se obtendrá. Pero la
velocidad de secado será decreciente y llegará un momento
en que la madera ya no perderá más agua aunque se
prolongue indefinidamente el secado. Es decir, se llegará a
un estado de equilibrio entre la humedad del aire que
rodea la madera y el grado de humedad de ésta. Este es el
estado de equilibrio hidroscópico, y la humedad que en ese
vii.
viii.
ix.
x.
xi.
xii.
xiii.
estado tiene la madera se le llama humedad límite de la
misma.
La humedad límite a que debemos llegar en el secado debe
ser aproximadamente la correspondiente a las condiciones
ambientales del lugar donde haya de emplearse.
La experiencia enseña que las capas superficiales de la
madera se secan más rápidamente que el interior. Por esta
razón, las capas exteriores tenderán a contraer, por tener
una humedad inferior al punto de saturación de las fibras,
cuando el corazón de la pieza, posiblemente, no ha
alcanzado todavía este punto y no muestra intenciones de
contraerse. Al no permitir el núcleo de la pieza la libre
contracción de la capa exterior, se producirán tensiones
internas que pueden ser de tal magnitud que los tejidos
leñosos de ésta no puedan resistirlas y se rompan.
Las grietas externas se producen cuando el secado tiene
lugar en un ambiente con muy poca humedad, ya que,
entonces, la evaporación superficial es muy elevada y el
paso del agua del núcleo de la pieza a la superficie no es
suficiente para sustituir toda el agua evaporada. El
gradiente de humedad es muy acusado y la capa superficial
tiende a contraerse; y al no poder hacerlo por impedírselo
las capas subyacentes, aún más húmedas, se agrieta. El
defecto no suele ser grave y tiene a su favor que es un
aviso de que las condiciones de secado son demasiado
severas.
La causa de las grietas internas, es también un secado
rápido exterior con desarrollo de tensiones internas de
tracción que exceden a la cohesión de las fibras de la
madera. Se presentan cuando el secado se hace con aire
muy caliente y muy seco.
Las grietas se producen radialmente, no son visibles al
exterior y en la mayoría de los casos hacen a la madera
totalmente inservible.
El hundimiento de fibras o colapso tiene lugar cuando se
secan maderas muy húmedas a altas temperaturas. El
defecto consiste en un aplastamiento de las células de la
madera que hace desaparecer casi totalmente, en la zona
afectada, las cavidades celulares. Exteriormente se
manifiesta por engrosarse los extremos de la pieza y por
producirse un ondulado a lo largo de ella.
Tipos:
1. Secado natural:
a. El procedimiento más fácil de secado es el
llamado secado natural o al aire. Consiste en
disponer las piezas de madera que se han de
secar en pilas, de forma que el aire pueda
circular libremente en torno a cada una de las
piezas.
b. Debe disponerse de un edificio con puertas y
ventanas que permita una regulación de la
circulación del aire a través del mismo.
c. El piso debe estar nivelado y con los
oportunos drenes para evitar humedades.
d. Se puede admitir que la duración de secado
para las maderas duras es de 1 año por cada
centímetro de espesor. Para las maderas
blandas, este período puede reducirse a la
mitad.
e. El secado por este procedimiento supone una
inmovilización de capital grande y ocupa un
gran espacio. Por otra parte, exige una
vigilancia constante, entre otras cosas, para
evitar la propagación de hongos que puedan
estropear la madera en curso de secado.
2. Secado artificial:
a. Se hace necesario activar la eliminación de
agua para conseguir un grado de humedad
más reducido en un tiempo menor.
b. Una de las ventajas del secado artificial es el
severo control que permite una velocidad de
circulación del aire, de temperatura y de
humedad. También es un factor a favor de
este tipo de secado su velocidad.
c. Su funcionamiento es independiente de las
condiciones climáticas
d. Permite secar más profundamente la madera.
Esto se consigue con temperaturas mayores,
lo que contribuye a eliminar hongos e
insectos cuya vida es imposible a tales
temperaturas.
e. Hay distintos procedimientos:
i. Secado por aire:
1. Cámaras cerradas donde se
coloca la madera que se ha de
secar y en las cuales se inyecta
aire seco y caliente.
2. Las cámaras suelen ser de
ladrillo y el tiro natural o
forzado.
3. Las características del secado
deben controlarse por medio de
los aparatos correspondientes.
4. Existen dos tipos principales de
secadero para el secado de
maderas:
a. Intermitentes:
i. Se
coloca
la
madera que va a
secar en la solera
de la cámara o en
vagonetas,
que
durante
la
operación
de
secado
están
paradas.
b. Continuos:
i. Son
secaderos
túnel, en ellos, la
madera, colocada
sobre vagonetas,
se
desplaza
encontrando
condiciones
diferentes en el
aire de secado que
se inyecta en el
secadero por el
extremo opuesto a
la entrada de las
vagonetas.
5. Ambos tipos de secadero
artificiales
mencionados
suponen un gasto de primera
instalación grande; pero ambos
tienen indudables ventajas y, tal
vez, la mayor sea la de acortar
notablemente el período de
secado, que puede durar con
estos secaderos de pocos días a
tres o cuatro semanas.
ii. Secado por alta frecuencia:
1. La madera conduce mal la
electricidad; y cuando se
encuentra situada en el campo
de una corriente alterna de alta
frecuencia se calienta debido a
los frecuentes cambios de
orientación de las moléculas
producidos por los constantes
cambios de dirección del flujo.
El calor así generado es el autor
del secado.
2. Tiene la ventaja de que el calor
así producido lo es lo mismo en
las capas externas que en el
interior. Como consecuencia de
este
secado
uniforme
se
suprimen las tensiones internas.
3. El coste es elevado.
iii. Secado por rayos infrarrojos:
1. Secado de elevado precio.
2. Se funda en la penetración de
las radicaciones infrarrojas en el
interior
de
la
madera,
lográndose también un secado
uniforme.
iv. Secado químico:
1. Las soluciones acuosas de
algunos compuestos químicos
tienen una tensión de vapor
menor que la del agua pura.
2. Entonces, si tratamos con una
de estas soluciones la capa
externa de una madera la
tensión de vapor de la humedad
contenida
en
esta
capa
disminuye, lo cual produce una
diferencia de tensión de vapor,
entre la superficie y el interior
de la pieza que será el motor
que haga salir el agua.
9. Preparación de las maderas para su uso:
a. Apeo:
i. El apeo, tala o corta de los árboles puede hacerse a mano
o mecánicamente. A mano se realiza con hacha o con
tronzador. En cualquiera de los dos casos, se hace un corte
o entalladura en el lado hacia el que se desea que caiga el
árbol al ser derribado. Este corte irá seguido de otro en el
lado opuesto y un poco más arriba. Si el árbol no cae por
su propio peso se le ayuda con cuñas, cuerdas, etc.
ii. Una vez el árbol ha sido derribado se le quitan las ramas y
la corteza, quedando así listo para ser transportado al
aserradero.
b. Nomenclatura de la madera apeada:
i. Después abatido el árbol, y según las operaciones que
posteriormente se hayan realizado con él con vistas a su
posterior utilización o a la mayor facilidad de transporte, la
madera recibe los nombres que se indican a continuación:
1. Troza:
a. Parte del tronco apeado, limpio de ramas,
obtenido dando dos cortes en el mismo,
normales a su eje.
2. Troza principal:
a. Correspondiente
al
fuste
del
árbol
comprendida entre su base y la primera rama
gruesa.
3. Troza secundaria:
a. Por encima de la troza principal.
4. Coz:
a. Base del tronco
5. Rollo:
a. Árbol apeado, limpio de ramas, con corteza o
sin ella.
6. Madera de rollo:
a. Tronco de árbol apeado, limpio de ramas, con
cortezas o sin ella.
7. Mondón:
a. Madera de rollo que ha sido descortezada.
8. Madera de corazón:
a. Madera en rollo, sin corteza ni albura.
9. Cabio:
10. Rollizo:
a. Troza de pequeño de troza.
11. Poste:
a. Rollizo descortezado.
12. Apea de mina:
13. Madera en rama:
a. Troza obtenida de rama gruesa.
c. Cubicación:
i. El volumen del árbol puede determinarse considerándole
como un sólido de forma troncocónica. En general no suele
hacerse así, sino considerándole cilíndrico con base igual a
la sección media. El perímetro de esta sección media es
fácil de medir. Si llamamos C a este perímetro y L a la
longitud del tronco, se tendrá el volumen V=pi[C/(2pi)]2.
d. Transporte:
i. Se disponen caminos forestales por lo que se transportan
los troncos hasta carreteras, ferrocarriles o vías de agua.
e. Labra:
i. La madera puede sufrir una gran transformación desde su
estado de rollo hasta el estado final de su uso. Para pasar
de la madera recién apeada a la cimbra, al marco de
ventana o al mueble, hay un camino que recorrer, más o
menos largo, según las características del estado final.
ii. El conjunto de estos procesos para disponer las maderas
para su aplicación inmediata a la construcción o a la
industria, se conoce con el nombre de labra.
iii. Varios procedimientos:
1. Hendimiento:
a. Rajar el tronco en la dirección de las fibras
b. Se realiza esta operación con el hacha o con
cuñas de hierro o madera dura que se
incrustan a golpes en dirección radial.
2. Labra con hacha:
a. La labra manual con hacha tiene por finalidad
producir,
partiendo
del
tronco,
un
paralelepípedo recto triangular o un sólido
ligeramente piramidal si la traza es de gran
longitud.
b. A esta operación se le llama escuadrar una
troza y la madera labrada recibe el nombre de
madera de hilo.
c. Se procede primeramente al desroñe, quitar
con el hacha, una faja de corteza de unos 10
cm de ancho para trazar con una cuerda
empapada en un colorante las líneas que
marcan las aristas de la pieza labrada.
3. Labra con sierra:
a. Reciben el nombre de madera de sierra las
piezas de madera obtenidas dividiendo una
troza con sierra, longitudinalmente.
f. Despiezo:
i. Conjunto de operaciones encaminadas a dividir una troza
por cualquier medio, longitudinalmente, es decir, según
planos paralelos al eje.
ii. El despiezo más sencillo es en que se aprovecha todo lo
posible el tronco de un árbol, a la pieza obtenida se le
llama madera enteriza.
iii. Hay más:
1. (b) Despiezo común.
2. (c) Despiezo de París.
3. (d) Despiezo en cruz.
4. (e) Despiezo radial u holandés.
5. (f) Despiezo alternado.
g. Escuadrías:
i. Son las distintas formas y dimensiones de las secciones
rectas de las piezas de madera.
ii. Tablón y tablas.
iii. Viguetas y largueros.
iv. Piecerío.
v. Traviesas.
h. Maquinaria para trabajar la madera:
i. La madera llega al aserradero en forma de rollo o, tal vez,
escuadrada, pero siempre en piezas de grandes
dimensiones.
ii. En el aserradero es cortada en piezas de dimensiones
menores para ser distribuída a los carpinteros y ebanistas
con dimensiones adecuadas al uso que se le vaya a dar.
iii. Para hacer este fraccionamiento, se hace con la sierra,
máquina de la que existen varios tipos.
iv. El trabajo de la sierra consiste en quitar a la madera
pequeñas partículas al ser rascada con los dientes,
formándose así un surco, que es de mayor anchura que el
espesor de la sierra.
v. Sierras.
vi. Taladradoras.
vii. Tornos.
viii. Espigadoras.
ix. Escopleadoras mortajadoras.
x. Pulidoras.
i. Calidades de la madera:
i. En España las maderas se clasifican, en cuanto a calidad se
refieren de la siguiente forma:
1. Madera de pino:
a. Clase primera.
i. Sana y sin nudos.
b. Clase segunda.
i. Sana y con nudos sanos.
c. Clase tercera.
i. Sana y con nudos.
d. Clase cuarta.
i. Sin alteraciones o defectos motivos de
recuse.
2. Maderas de pinabete y pinsapo:
a. Clase primera. Análogo a la anterior(de mayor
a menor calidad, menores alteraciones pero
con la última clase sana y sin defectos que
hagan inútil la madera).
b. Clase segunda.
c. Clase tercera.
d. Clase cuarta.
3. Madera de haya:
a. Clase primera.
b. Clase segunda.
c. Clase tercera.
d. Clase cuarta.
e. Clase quinta.
4. Maderas de roble común:
a. Clase primera.
b. Clase segunda.
c. Clase tercera.
d. Clase cuarta.
e. Clase quinta.
5. Madera de chopo:
a. Clase primera.
b. Clase segunda.
c. Clase tercera.
10. Utilización de la madera:
a. Uniones de piezas de madera:
i. En la mayoría de los casos las distintas piezas de madera
que forman una estructura o un elemento constructivo,
deben unirse unas con otras para poder transmitir los
esfuerzos a que haya lugar y, debido a la naturaleza de la
madera, es indudable que las uniones constituyen un punto
débil en el conjunto de la obra de madera.
ii. En general, las uniones suelen llamarse empalmes cuando
las piezas de madera se unen por sus testas quedando una
en prolongación de otra. Reciben el nombre de ensambles
o ensambladuras cuando las piezas forman un ángulo, y se
denominan acoplamientos cuando las distintas piezas se
unen por sus cantos.
iii. Todas las uniones suelen reforzarse con diferentes
elementos metálicos o por medio de colas, clavos, tornillos,
etc...
iv. Tipos de uniones:
1. Uniones en compresión:
a. La unión a tope recto puede realizarse si se
hace el corte de las piezas con toda
perfección, con objeto de asegurar el
contacto de las dos piezas en toda la
superficie de la unión.
b. Esta unión suele reforzarse con grapas.
2. Uniones a tracción:
a. Las uniones para trabajar a tracción son
imposibles.
Lo
que
suele
hacerse
normalmente es transformar la tracción en
esfuerzo cortante o en compresión, para esto
suele emplearse la unión llamada rayo de
Júpiter.
b. Esta unión es un punto débil en el conjunto,
puesto que no puede resistir todo el esfuerzo
que admite la sección completa de la pieza.
3. Uniones en flexión.
a. Ocurre a veces que es necesario utilizar vigas
con escuadrías mayores de las que se
dispone. Es necesario entonces unir dos vigas
de escudrías menores para formar una
escuadría mayor.
b. Para que el conjunto trabaje como una sola
viga, habrá que unirlas por pernos, sólo así se
evitará el deslizamiento de una pieza sobre la
otra al deformarse el conjunto.
4. Uniones por canto:
a. Las tablas para encofrados, entarimados, etc
se unen por canto. Los tipos de esta unión
son:
i. A tope recto.
ii. A tope oblicuo.
iii. Por machihembrado.
iv. Por traslapado.
5. Uniones encoladas:
a. Las uniones encoladas son mucho más
frecuentes en ebanistería que en carpintería
de construcción.
b. Se utiliza la cola de caseína.
c. Las piezas que han de encolarse deben
presentar un ajuste perfecto. Se extiende la
cola sobre ellas en una capa lo más fina
posible y se comprimen durante varias horas
mediante gatos, cepos.
6. Uniones clavadas o atornilladas:
a. La resistencia de una unión clavada se debe
al rozamiento entre las piezas de madera
producido por la presión ejercida por el clavo.
b. El clavo no llega a trabajar a esfuerzo
cortante, pues la madera es mucho más
blanda y se aplasta produciendo flexiones en
el clavo y un complejo estado de tensiones
que permite la redistribución del esfuerzo
entre los distintos clavos de la unión.
7. Uniones con bulones o pernos:
a. Por flexión:
i. Las tuercas ligeramente apretadas.
b. Por adherencia:
i. Tuercas fuertemente apretadas para
impedir el deslizamiento de las piezas
entre sí.
8. Uniones con conectores:
a. Anillos metálicos lisos o con resaltos que se
encajan en las dos piezas que constituyen la
unión. La unión se verifica con bulones
normales que, merced a los conectores, no
trabajan más que a tracción sin que actúen
sobre la superficie interior los taladros.
b. Este sistema es la versión moderna de las
chavetas o tacos que se han usado
tradicionalmente en carpintería, y su objeto
es transmitir fuertes cargas ocupando el
menor espacio posibles.
b. Carpintería de armar:
i. La rama de la carpintería que utiliza madera que ha sido
labrada con hacha, con azuela o, todo lo más, con sierra,
pero, desde luego, sin haber estado sometida a la acción
de ninguna otra máquina de trabajar la madera.
ii. Aplicaciones:
1. Postes:
a. Postes para líneas eléctricas, telegráficas o
telefónicas se hacen generalmente de pino
con un tratamiento para su conservación.
2. Traviesas:
a. No presentará ningún defecto que pueda
perjudicar a su resistencia o durabilidad.
b. Las caras superior e inferior deberán ser
perfectamente planas y paralelas.
3. Elementos verticales:
a. Sucede muchas veces que hay necesidad de
crear apoyos intermedios de un elementos
constructivo horizontal con objeto de
disminuir su luz.
b. Para ellos hay que disponer puntales. Es
frecuente utilizar simples rollos o rollizos para
disminuir la luz en encifrados de vigas.
4. Estructuras:
a. La viga sencilla: consiste en una madera
enteriza de sección rectangular. Pero para
producir escuadrías grandes hacen falta
árboles de gran diámetro, de los que no
siempre
se
dispone.
Es
entonces,
indispensable recurrir a vigas compuestas por
distintas piezas debidamente unidas.
b. Vigas en celosía formadas por una cabeza
inferior y otra superior unidas por elemetos
verticales o inclinados.
c. Armaduras para cubiertas:
i. Se considera que las distintas barras
que constituyen estas cerchas están
sometidas exclusivamente a esfuerzos
de tracción o de compresión.
5. Andamios:
a. Los andamios suelen estar constituidos por
unos elementos verticales, de los que ya
hemos hablado, y otros horizontales,
llamados pasarelas, en los que se coloca el
operario para realizar su trabajo. Las
pasarelas están formadas por tres o cuatro
tablones colocados de plano y un elemento
protector. A este elemento protector se le
llama vulgarmente quitamiedos.
6. Encofrados:
a. Para los encofrados de los elementos de
hormigón suele emplearse madera de pino,
que sirve para dos o tres utilizaciones.
b. Los encofrados deben ser resistentes e
indeformables y, además, deben poder
quitarse.
c. Las uniones se hacen con clavos, y tanto las
uniones como las piezas que constituyen el
encofrado tienen que poseer suficiente
resistencia y rigidez para que soporten
cómodamente el peso del hormigón, la
presión hidroestática producida por el
hormigón fresco y los efectos dinámicos
producidos por el vibrado, o por medio de
compactación que se utilice.
d. Las superficies interiores de los encofrados
serán uniformes y lisas, y hay que cuidar que
las juntas de las tablas sean lo
suficientemente amplias para permitir el
entumecimiento de dichas tablas por la
humedad del agua del hormigón, sin que, por
otra parte, dejen escapar la lechada de
cemento durante el hormigoneado.
7. Cimbras:
a. Las cimbras de madera sin estructuras que
sirven de guía, soporte o encofrado de una
obra de fábrica durante su construcción.
b. En el caso más sencillo la cimbra estará
compuesta por una sola armadura, la cual,
deslizándose por traslación, sirve de guía para
una superficie cilíndrica que, por ejemplo,
puede ser una bóveda tabicada.
c. Para arcos o bóvedas de mayor espesor, pero
de poca luz, las cimbras pueden estar
formadas por dos armaduras enlazadas por
tablas para apoyar encima la obra en
cuestión.
d. Las cimbras estarán formadas por armaduras
en las que los elementos que van de nudo a
nudo reciben el nombre de camones. Uniendo
las armaduras paralelamente a la generatriz
del arco o bóveda se disponen otras piezas de
madera llamadas correas o cabios, y sobre
éstas va un entablonado que sigue la norma
de la obra de fábrica y sobre el que se apoya
directamente.
iii. Carpintería de taller:
1. Su terminado es más fino, las uniones de las
distintas piezas son más perfectas y su aspecto
general es de más calidad, revalorizándose así este
material.
2. Aplicaciones:
a. Puertas:
i. Constan de un bastidor con travesaños
horizontales, cerrando los espacios
dejados por éstos con tablero de
madera o vidrio.
ii. Algunas veces el bastidor y los
travesaños se recubren con tableros
por ambas caras, quedando éstas
planas y dejando en el interior un
espacio hueco o relleno de corcho o
material análogo a efectos de
aislamiento.
iii. La madera que suele usarse para
puertas interiores es el pino de buena
calidad.
iv. Para puertas exteriores se usa el pino
melis o el roble.
v. Las puertas se colocan mediante
pernios por tabla o por canto.
b. Ventanas:
i. Deben ser impermeables al aire y al
agua.
Para
ello
debe
ajustar
perfectamente y llevar en parte inferior
exterior un vierteaguas.
ii. Cierran mediante falleba, españoleta o
cremona.
iii. Suele utilizarse para su construcción
madera de pino.
iv. El vidrio se fija por el exterior con
masilla.
c. Persianas:
i. Están formadas por un bastidor,
travesaños y tablillas con espigas
horizontales cilíndricas sobre las que
giran. Cuando las tablillas están
cerradas, montan unas en otras para
evitar el paso de la luz.
ii. Se emplea el pino de Flandes o, en su
defecto, el pino del país de primera
calidad y muy seco.
iii. El coste de las persianas de librillo
resulta del 25 al 30% más elevado que
el de la persiana enrollable.
iv. La unión de las diferentes lamas suele
hacerse mediante láminas de acero y
tornillos.
d. Pavimentos:
i. El entarugado no es más que un
adoquinado de madera, los tarugos
tienen forma prismática de sección
generalmente rectangular y se coloca
con la fibra vertical.
ii. El aspecto del pavimento es magnífico,
es silencioso y tiene gran duración
cuando la madera sea buena y esté
bien colocada. Suele emplearse para
este fin el pino de Noruega, cresotado.
iii. Los bloques de madera se rejuntan con
mortero de cemento.
iv. Es un pavimento caro.
v. El entarimado está formado por tablas
machihembradas de 2 a 3.5cm de
grueso. Estas tablas están clavadas a
otras llamadas rastreles, por la parte
superior de la espiga, botando
debidamente el clavo para evitar que
estorbe a la tabla contigua.
vi. La misión de los rastreles es que el
entarimado
quede
perfectamente
nivelado. Los rastreles se fijan al
forjado mediante yeso o con patillas
metálicas.
vii. El hueco que queda entre los rastreles
suele rellenarse con arena seca para
evitar la resonancia.
viii. Se llama parquet al solado constituido
por tablas formando piezas cuadradas
o poligonales haciendo un dibujo,
generalmente con diversos tonos de
color.
ix. Para este fin se utilizan maderas finas.
11. Maderas transformadas:
La anisotropía ha hecho que se huya de la madera muchas veces, y
por otra parte, que se estudie la manera de anular o al menos aminorar su
efecto.
Los nuevos procedimientos de tratamiento de las maderas para
hacerlas resistentes a la intemperie y los adhesivos capaces de proporcionar
a las uniones características resistentes análogas a las del material, han sido
los principales factores del éxito.
a. Tableros contrachapados:
i. No hay una industria de tableros contrachapados hasta
principios del siglo XX.
ii. Tablero contrachapado:
1. Conjunto formado por un número impar de láminas
finas de madera, adheridas unas a otras y teniendo
cada una sus fibras en dirección perpendicular a las
fibras de las hojas adyacentes.
iii. Las variaciones de humedad no afectan prácticamente a la
dimensión de las piezas de madera paralela a las fibras, y
sabemos también que la resistencia a tracción y a
compresión de la madera es máxima cuando se ejerce el
esfuerzo paralelamente a las fibras.
iv. Con la disposición alternada del tablero contrachapado
habremos conseguido que las fibras longitudinales impidan
el movimiento de las transversales y que la resistencia de
v.
vi.
vii.
viii.
las primeras colabore a la resistencia de las últimas. Con
esto habremos conseguido una pieza de madera isótropa
en el plano e indeformable por cambios de humedad.
Se utiliza el Okume de Guinea.
Los adhesivos utilizados son:
1. Caseína.
2. Bakelita.
3. Resinas fenólicas.
4. Urea.
5. Formaldehído.
Estas colas se aplican sobre las chapas, cortadas ya al
tamaño que permite prensarlas entre sí.
Resistencias:
1. Tracción y compresión:
a. Paralelamente a la fibra de las chapas
superficiales (dirección ZZ):
i. Menor que la de una pieza de madera.
b. En la dirección XX:
i. El tablero contrachapado presenta más
resistencia que la pieza de madera.
c. Dirección YY:
i. No hay diferencia entre el tablero
contrachapado y la pieza de madera.
d. En el campo de la construcción, el tablero
contrachapado encuentra un gran campo de
aplicación en la construcción de los
encofrados.
b. Madera laminada:
i. Se fabrica de la misma manera que el tablero
contrachapado pero disponiendo todas las capas de
madera con las fibras en la misma dirección.
ii. Se utilizan adhesivos sintéticos que formando una lámina
continua hace las veces de las chapas de fibra cruzada,
impidiendo los movimientos de la madera.
iii. Ventajas:
1. Se puede dar a determinados elementos
estructurales unas dimensiones que no podrían
conseguirse con madera natural.
2. Se pueden curvar piezas de pequeño radio mediante
el adhesivo y con la suficiente rigidez y resistencia.
3. Movimientos por humedad nulos.
4. Resistencias mecánicas mayores que las de la
madera natural
5. Aumento de la densidad con respecto a la madera
de la que procede.
c. Madera comprimida:
i. Sabemos que en la madera existen una serie de conductos
longitudinales huecos y, por tanto, estos huecos suponen
una disminución de la sección resistente.
ii. Sometiendo a compresión en prensas a las maderas en
dirección perpendicular a las fibras se disminuyen los
huecos y, por tanto, se aumenta el peso específico de la
madera.
iii. Las resistencias mecánica aumentan enormemente.
iv. Haya, olmo y abedul.
d. Madera con tratamientos especiales:
i. Inmersión de una pieza de madera totalmente seca en un
baño de un metal fundido.
ii. El peso específico aumenta.
iii. Se emplea para la impregnación:
1. Bakelita.
2. Urea.
iv. Con urea, se consigue hacer plástica la madera, es decir,
se puede curvar y cambiar de forma cuantas veces se
quiera sin más que darle la forma deseada en caliente y
proceder después a su enfriamiento.
v. Nogal, arce y roble.
Existen también maderas artificiales que consisten en desperdicios
de madera aglomerados con resinas sintéticas y prensados en forma de
tableros.
Corcho
Conocemos con el nombre de corcho la corteza del alcornoque, especie
botánica denominada quercus suber.
El alcornoque posee un tronco robusto y fuerte. La copa está formada
por ramas gruesas y retorcidas que arrancan a poca altura. Llega a alcanzar los
12 metros de altura, vive entre cien y quinientos años. Se desarrolla en el
Mediterráneo occidental, donde crece preferentemente en las llanuras, colinas y
laderas de las montañas no expuestas al norte. El clima marítimo es más
beneficioso que el continental para la producción de corcho.
1. Historia:
a. El desarrollo de la industria del vidrio en el siglo XVII impulsó el
empleo del corcho para tapones de las botellas. Poco a poco fue
después extendiéndose el uso de este material teniendo hoy carta
de naturaleza entre los materiales de construcción como elemento
idóneo para aislamiento térmico.
2. Naturaleza del corcho:
a. La corteza del alcornoque consta de tres capas que, de dentro a
afuera, son:
i. Liber.
ii. Cubierta celular herbácea.
iii. Corcho.
b. En el corcho de buena calidad las capas anuales no deben ser ni
muy gruesas ni muy delgadas. En el primer caso resultaría un
corcho blando y poroso, y en el segundo se obtendría un producto
más denso y poco elástico.
c. Composición química elemental:
i. Carbono 67%.
ii. Oxígeno 23%.
iii. Hidrógeno 8%.
iv. Nitrógeno 2%.
d. Composición general:
i. Celulosa 20-30%.
ii. Materias nitrogenadas 10-12%.
iii. Suberina 50-60%
1. Comunica al corcho una gran impermeabilidad.
e. Está compuesto por una infinidad de pequeñísimas células huecas
que le proporcionan una gran resistencia al paso del calor.
f. En su estructura celular presenta:
i. Células en contacto unas con otras de forma que no puede
retener la humedad, que tampoco puede acumularse en las
paredes de dichas células porque la suberina las
impermeabiliza.
3. Obtención del corcho:
a. Corcho bornizo: corcho que ha ido formando el árbol en los
sucesivos años desde su nacimiento, el primero en arrancarse.
Tiene pocas aplicaciones.
b. Debe esperarse para quitar el corcho bornizo y empezar a obtener
corcho útil, a que el árbol tenga 11 cm de diámetro a la altura de
un metro del suelo.
c. Corcho de reproducción: el corcho obtenido tras quitar el bornizo.
d. El mejor corcho se obtiene al cuarto período de descorche, luego
la calidad disminuye hasta ser como la del bornizo.
e. Turno de descorche: período de tiempo que transcurre entre dos
descorches consecutivos.
f. Es el criterio económico el que decide cuando ha de hacerse el
descorche, el turno debe ser tal que el corcho adquiera el espesor
preciso para la aplicación industrial querida.
g. Normalmente, los turnos de descorche oscilan entre ocho y doce
años.
h. Proceso de descorche:
i. Se practica sobre el tronco una incisión circular, al pie del
árbol se practica otra.
ii. Luego se corta longitudinalmente la capa corchosa y se
ayuda a su desprendimiento mediante golpeo suave.
iii. A los trozos de corcho obtenidos de esta forma se les llama
pana o plancha.
4. Propiedades del corcho.
a. Peso específico: 170-240 kg/m3.
b. Flexible.
c. Elástico.
d. Inalterable a la acción de la humedad.
e. Gran resistencia a la pudrición.
f. Arde muy lentamente.
g. Conductividad calorífica baja.
5. Utilización del corcho:
a. Para todas las aplicaciones se requiere una preparación previa:
i. Cocción de las panas (aumenta la elasticidad del corcho).
ii. Raspado de las panas para eliminar la epidermis áspera.
b. Aplicaciones
i. Aislamiento térmico:
1. Cuando se trata de bajas temperaturas.
2. No se utiliza para temperaturas superiores a 80º.
3. Se utiliza el corcho granulado y sometido después a
un tratamiento de presión y temperatura en que se
obtiene la forma deseada de placas.
4. Los paneles de corcho pueden fijarse mediante un
adhesivo
bituminoso
o
mediante
clavos
galvanizados.
ii. Absorción acústica:
1. Hasta hace unos años los problemas en construcción
se limitaban a las salas de espectáculos y estudios
de radios. En la actualidad, el estudio de estos
problemas se ha extendido a la vivienda y a los
locales de trabajo, con objeto de aumentar el
confort en la primera y el rendimiento en los
últimos. Los resultados obtenidos son de
importancia.
2. La amortiguación del ruido producido dentro de un
local es hoy un problema que puede solucionarse
con el corcho.
3. El aglomerado de corcho se dispone en forma de
losetas con perforaciones o con estrías con las que
recubre el techo
4. La absorción del sonido que reciben estas losetas se
cifra en un 45% del mismo.
iii. Absorción de vibraciones:
1. Aislamiento de máquinas para evitar que sus
vibraciones o sacudidas se transmitan al edificio en
que estén instaladas.
iv. Baldosas y paneles:
1. Tiene la ventaja este terminado de ser aislante
térmico, absorbente acústico, insonoro y elástico.
2. La variada coloración permite obtener superficies de
agradable aspecto.
v. Juntas:
1. Se usa también el corcho como material para relleno
de juntas de dilatación en estructuras, ya que,
debido a su flexibilidad, permite fácilmente la
abertura o cierre de la junta.