alteración, durabilidad y alteración, durabilidad y conservación de

ALTERACIÓN, DURABILIDAD Y
CONSERVACIÓN
DE MATERIALES ROCOSOS
Tema 1. CONCEPTOS GENERALES
1.1. Las rocas como materiales de construcción
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
1
PIEDRA NATURAL
•
Rocas utilizadas en construcción y ornamentación.
•
E t íd de
Extraídas
d yacimientos
i i t naturales.
t l
•
Sometidas a procesos de elaboración:
 dimensionado
di
i
d y tratamiento
t t i t de
d la
l superficie
fi i
 conservando íntegramente sus características
petrográficas y sus propiedades físico-químicas
•
Deben presentar unas determinadas propiedades físicoquímicas y durabilidad.
•
En las
E
l rocas ornamentales
l es iimportante su aspecto
estético (color, variedad, "motivo artístico“…).
 Piedra natural
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
•
Piedra de cantería
•
Roca ornamental
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
2
PIEDRA NATURAL
• Piedra de cantería
• No precisa pulimento
• Elaboración artesanal
 trabajo de cantería
Con frecuencia son industrias artesanales
artesanales,
que condicionan la calidad y el precio.
 ESTRUCTURAS DE FÁBRICA
• Roca ornamental
• Importa su aspecto estético
• Pueden ser pulidas
• Elaboración industrial
 FACHADAS NO ESTRUCTURALES
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Tema 1: Introducción
3
PIEDRA NATURAL
CLASIFICACIÓN GENÉTICA
Rocas ígneas:
Plutónicas:
Volcánicas:
Filonianas:
GRANITO, SIENITA, DIORITA, GABRO, PERIDOTITA…
BASALTO, ANDESITA, TRAQUITA, RIOLITA, TOBA...
PÓRFIDO, PEGMATITA...
Rocas sedimentarias:
Detríticas:
Bioquímicas:
CONGLOMERADO, ARENISCA, LUTITA...
CALIZA (BIOCONSTRUIDA, BIOCLÁSTICA, MICRÍTICA...)
TRAVERTINO, TOBA CALCÁREA, DOLOMÍA...
YESO, SILEX...
Rocas metamórficas:
Foliadas:
Masivas:
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PIZARRA, ESQUISTO,
PIZARRA
ESQUISTO GNEIS,
GNEIS ANFIBOLITA...
ANFIBOLITA
MÁRMOL, CUARCITA, SERPENTINITA...
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Tema 1: Introducción
4
PIEDRA NATURAL
CLASIFICACIÓN COMPOSICIONAL
Rocas silícatadas: GRANITO, ARENISCA, BASALTO…
Minerales: cuarzo, silicatos (feldespatos K, plagioclasas), micas...
Elementos químicos: O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg
Rocas carbonatadas: MÁRMOL, CALIZA...
Minerales: carbonatos (calcita, dolomita)
Elementos químicos: O, C, Ca, Mg
CLASIFICACIÓN TEXTURAL
R
Rocas
cristalinas:
i t li
GRANITO MÁRMOL
GRANITO,
MÁRMOL...
Textura cristalina: cristales
Red de fisuras: fisuras
R
Rocas
d
detríticas:
t íti
ARENISCA CALIZA
ARENISCA,
CALIZA...
Textura detrítica o clástica: granos, unión
Sistema poroso: poros, accesos
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Tema 1: Introducción
5
PIEDRA NATURAL
CLASIFICACIÓN COMERCIAL
Granitos:
- claros:
GRANITO, SIENITA, GNEIS, PEGMATITA...
- oscuros: GABRO, PERIDOTITA (ANORTOSITA), BASALTO (DIABASA)...
- medios: DIORITA, ANDESITA, PÓRFIDO...
Mármoles:
- carbonatos metamórficos:
- carbonatos sedimentarios:
- yesos sedimentarios:
- rocas verdes metamórficas:
MÁRMOL
CALIZA CRISTALINA,
CRISTALINA DOLOMÍA CRISTALINA,
CRISTALINA
TRAVERTINO, ÓNICE CALCÁREO…
ALABASTRO…
SERPENTINITA, ANFIBOLITA...
Pizarras:
- metamórficas foliadas:
PIZARRA, FILITA, ESQUISTO...
Piedra de cantería:
- sedimentarias:
- volcánicas:
- metamórficas:
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ARENISCA, CONGLOMERADO, LUTITA, YESO...
CALIZA CLÁSTICA, CALIZA MICRÍTICA, CALCARENITA...
BASALTO, PUMITA, TOBA VOLCÁNICA…
CUARCITA,, ESQUISTO,
Q
, GNEIS…
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
6
EXTRACCIÓN Y ELABORACIÓN DE LA PIEDRA
ROCAS ORNAMENTALES
 Extracción similar a otros recursos minerales
 Canteras a cielo abierto, a veces subterráneas
- los niveles de explotación forman bancos
 Rocas masivas: pocas discontinuidades
 Técnicas de arranque variadas, mecanizadas
 Maquinaria auxiliar: explotación minera
PIEDRA DE CANTERÍA




Extracción tradicional: herramientas manuales
Canteras a cielo abierto, limpiar de recubrimientos
Rocas ± masivas: conocer discontinuidades
Abrir la roca con cuñas y mazas, palancas
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Tema 1: Introducción
7
EXTRACCIÓN DEL GRANITO
TÉCNICAS DE ARRANQUE:
Técnicas primitivas

Hogueras, cuñas de madera
Técnicas tradicionales

Perforación (rozas) y voladura (explosivos)

Corte con disco diamantado

Lanceta térmica

Hilo diamantado
Nuevas técnicas

Corte con chorro de agua

Corte con rayo
ra o láser

Productos expansivos
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Tema 1: Introducción
8
EXTRACCIÓN DEL GRANITO
Porriño
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Tema 1: Introducción
9
ELABORACIÓN DEL GRANITO
 Transporte de bloques: cantera  nave
 Aserrado de bloques en telares multiflejes:
- flejes + granalla + agua + cal
- obtención
bt
ió d
de planchas,
l
h
l
lavado
d
 Movimiento de las planchas por ventosas
- disposición en monorail para acabado
Trasporte de bloques
 Acabado de la superficie de las planchas
- arenado,
arenado apomazado,
apomazado pulido
pulido…
- flameado…
 Dimensionado: corte en sierras de disco
- obtención de piezas comerciales
- acabado final: entalladuras, cantos…
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Tema 1: Introducción
10
ELABORACIÓN DEL GRANITO
Aserrado en telares multiflejes
Acabado: pulido
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
Dimensionado
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
11
CARACTERÍSTICAS MACROSCÓPICAS DEL GRANITO
Aspecto estético: depende de la estructura, mineralogía y textura
•
Estructuras:
- Diaclasas: condicionan el tamaño de los bloques
- Lineaciones ((rift,, g
grain,, hardway):
y) condicionan las superficies
p
de corte
- Diques, enclaves, schlierens: influyen en el valor estético y económico
•
Mineralogía → influye en el color:
- Proporción de minerales leuco y melanocratas condiciona la luminosidad
- El tono de los minerales condiciona el color de la roca (ej. Rosa Porriño)
•
Textura → modifica el aspecto estético:
- Tamaño de grano (fino, medio, grueso, muy grueso)
- Distribución
Di t ib ió granulométrica
l ét i ((equigranular,
i
l heterogranular,
h t
l porfídica).
fídi )
- Forma de los minerales, bandeados composicionales, orientaciones…
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Tema 1: Introducción
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EXTRACCIÓN DEL MÁRMOL
TÉCNICAS DE ARRANQUE:

Primitivas (hogueras, cuñas de madera)

Perforación (rozas) y voladura (explosivos)

Corte con disco diamantado

Rozadoras de brazo

Hilo diamantado

Cuñas hidráulicas

Corte con chorro de agua

Corte con rayo
y láser
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Tema 1: Introducción
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EXTRACCIÓN DEL MÁRMOL
Macael
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Tema 1: Introducción
14
ELABORACIÓN DEL MÁRMOL
Aserrado en telares multiflejes
Acabado: pulido
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
Dimensionado
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
15
CARACTERÍSTICAS MACROSCÓPICAS DEL MÁRMOL
Aspecto estético: depende de la estructura, composición y textura
•
Estructuras:
- Diaclasas:
Di l
condicionan
di i
ell tamaño dde llos bl
bloques
- Restos de estratificación: bandeados, veteados
- Pliegues: diferencias de espesor en flancos y charnelas
•
Composición → calcita >> dolomita (alternancias no deseadas)
componentes accesorios influyen en el color:
- Blanco:
Bl
mármol
á l puro ((calcita)
l it )
- Gris-negro: materia orgánica (grafito)
- Verde: clorita y otros silicatos
- Rojo-rosado: hematites o carbonatos de Mn
- Amarillo-crema: limonita
- Veteado: minerales distintos
•
Textura → modifica el aspecto estético:
- Tamaño de grano (fino, medio, grueso)
- Orientación
O i t ió dde llos granos…
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Tema 1: Introducción
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EXTRACCIÓN DE LA PIZARRA

Eli i
Eliminación
ió de
d la
l cobertera
b t

Técnicas de extracción
• Perforación y voladura en masa
• Rozadora de brazo
• Corte de sierra con disco diamantado
• Hilo diamantado
• Minería subterránea
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Tema 1: Introducción
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EXTRACCIÓN DE LA PIZARRA
La Baña
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Tema 1: Introducción
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ELABORACIÓN DE LA PIZARRA
ELABORACIÓN
Ó
 PIZARRAS
“rachones”
 exfoliado primario: “rachones”
 serrado: “tochos”
tochos
 exfoliado final: plaquetas
 dimensionado
di
i
d en piezas:
i
corte
t

serrado
selección y clasificación
“tochos”
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Tema 1: Introducción
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ELABORACIÓN DE LA PIZARRA
S
Serrado
d d
de ““rachones”
h
” para obtener
bt
“t
“tochos”
h ”
Exfoliado
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Dimensionado
Control de calidad
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Empaquetado
Tema 1: Introducción
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CARACTERÍSTICAS MACROSCÓPICAS DE LA PIZARRA
Aspecto estético: depende de la composición, textura y estructura
•
Composición → componentes accesorios influyen en el color:
- Negro-Gris: materia carbonosa
- Rojo-Púrpura: hematites
- Verde: clorita o hierro
Persistencia color: importante (p. ej.: oxidación minerales de Fe):
Alemania prefiere pizarras grises. Francia prefiere pizarras negras
•
Textura y estructuras
- Fisilidad
- Homogeneidad de la textura
- Tamaño de grano: 25 µm buena ; 75 µm regular
- Presencia de minerales metálicos
- Rugosidad y "limpieza"
limpieza de las superficies de esquistosidad
- Inclusiones (nódulos, fósiles, cantos)
- Laminaciones arenosas
- Estratificación
E t tifi ió llenticular
ti l
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Tema 1: Introducción
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EXTRACCIÓN Y ELABORACIÓN DE LA PIEDRA DE CANTERÍA
MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN:
 LAJAS (10 cm)  Rocas anisótropas
 arranque con palas,
l excavadoras,
d
explosivos
l i
 separación manual con cuñas y cinceles
Elaboración: A pie de cantera
- piezas  planas,
planas bordes irregulares o de corte
- sin acabado: aspecto natural, rústico
Productos:
- lajas, losas, planchones…
 BLOQUES  Rocas masivas
 extracción con discos de corte, rozadoras de brazo,
barrenos pperforados, martillos neumáticos…
Elaboración: Taller de cantería
- piezas ± dimensionadas: corte, desbaste
- acabados de labra en cara vista
Productos:
- sillares, sillarejos, mampuestos
- adoquines, bordillos…
- losas, chapas, solados…
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
22
EXTRACCIÓN Y ELABORACIÓN DE LA PIEDRA DE CANTERÍA
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
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ACABADOS DE LA SUPERFICIE
Superficies obtenidas mediante desbastado

Desbastado: F60,, F120,, F220

Apomazado: F400

Pulido: disco de fieltro
Superficies obtenidas mediante herramientas de impacto

Abujardado

Apiconado o estriado

Escafilado
Superficies obtenidas mediante procesos singulares

Flameado

Arenado o chorro de arena

C
Chorro
de agua a alta presión
ó
Superficies obtenidas mediante otros procesos

Serrado

Cortado

Partido

Raspado

Lajado
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Tema 1: Introducción
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APOMAZADO
PULIDO
- Superficie
S
fi i lilisa, plana
l
y brillante
b ill t
- Máximo resalte de la textura
- Tono más oscuro (roca húmeda)
- Aumenta la estabilidad
- Superficie lisa, plana y mate
- Resalte de la textura y el color
- Tono algo más oscuro
ROCAS ORNAMENTALES
Rocas compactas, algo duras
CALIZAS ARENISCAS (grano
CALIZAS,
(
fino)
fi )
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
ROCAS ORNAMENTALES
Rocas cristalinas de baja porosidad
GRANITOS MÁRMOLES
GRANITOS,
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
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ABUJARDADO
APICONADO
- Superficie rugosa, con pequeños cráteres
- Aspecto picado, punteado fino/grueso
- Tono de la roca más claro
PIEDRA DE CANTERÍA
Rocas más o menos porosas
GRANITOS MÁRMOLES
GRANITOS,
MÁRMOLES, CALIZAS…
CALIZAS
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
- Superficie con incisiones alargadas y orientadas
- Aspecto rústico, algo tosco
- Tono jaspeado claro
PIEDRA DE CANTERÍA
Rocas no excesivamente duras
CALIZAS MÁRMOLES,
CALIZAS,
MÁRMOLES ARENISCAS…
ARENISCAS
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
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FLAMEADO
ARENADO
- Superficie rugosa, craterizada y vítrea
- Aspecto rústico
- Aumenta la estabilidad
- Superficie punteada (abujardado fino)
- Resalta ligeramente el color
- Aspecto abrasionado
ROCAS ORNAMENTALES
Rocas cristalinas de baja porosidad
GRANITOS
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
PIEDRA DE CANTERÍA
Rocas más o menos coherentes
GRANITOS ARENISCAS,
GRANITOS,
ARENISCAS CALIZAS
CALIZAS…
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
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ESCAFILADO
RASPADO
- Superficie con rugosidad, surcos y protuberancias
- Resalta el relieve, superficies planas o curvas
- Aspecto natural y rústico
PIEDRA DE CANTERÍA
Rocas compactas y coherentes
GRANITOS CALIZAS
GRANITOS,
CALIZAS…
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
- Superficie totalmente lisa y plana
- Sin relieve, marcas o rayas
- Aspecto natural y uniforme
PIEDRA DE CANTERÍA
Rocas blandas: deleznables
ARENISCAS CALIZAS (GF)…
ARENISCAS,
(GF)
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
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SERRADO
CORTADO
- Superficie muy plana, lisa, áspera, rugosa
- Con surcos rectos y paralelos
- Aspecto natural, mate, de tono claro
PIEDRA DE CANTERÍA
Rocas más o menos masivas
GRANITOS MÁRMOLES
GRANITOS,
MÁRMOLES, CALIZAS…
CALIZAS
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
- Superficie muy plana, lisa, áspera
- Con surcos curvos concéntricos
- Aspecto natural, mate, de tono claro
PIEDRA DE CANTERÍA
Rocas más o menos masivas
GRANITOS ARENISCAS,
GRANITOS,
ARENISCAS CALIZAS
CALIZAS…
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
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PARTIDO
LAJADO
- Superficie irregular, rugosa, con cretas y valles
- Relieve acentuado, piezas más o menos planas
- Aspecto natural, mate, de tono claro
- Superficie con relieve irregular, mas suave
- Piezas menos planas, a veces escalones
- Aspecto natural, a veces con brillo
PIEDRA DE CANTERÍA
Rocas masivas (discontinuidades)
GRANITOS ARENISCAS,
GRANITOS,
ARENISCAS CALIZAS
CALIZAS…
PIEDRA DE CANTERÍA
Rocas anisótropas: físiles
PIZARRAS CUARCITAS
PIZARRAS,
CUARCITAS, CALIZAS
CALIZAS…
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
30
LAS ROCAS EN ESPAÑA: Distribución litológica
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
31
EXTRACCIÓN DE GRANITOS
RocMáquina
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
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EXTRACCIÓN DE MÁRMOLES
RocMáquina
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
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EXTRACCIÓN DE PIZARRAS
RocMáquina
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
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EXTRACCIÓN DE PIEDRA DE CANTERÍA
RocMáquina
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo)
Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013)
Tema 1: Introducción
35