MATERIALES DE CONSTRUCCION
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MATERIALES DE CONSTRUCCION CAPITULO III Piedras, Gravas y Arenas Piedras más usadas en la Construcción: Las piedras constituyen uno de los materiales más antiguos, empleados de tres maneras distintas en la construcción: como elemento resistente, como elemento decorativo y como materia prima para la fabricación de otros materiales. Cada aplicación determina los factores a tener en cuenta para la elección del material, atendiendo a razones de tipo estético, técnico y económico. Condiciones que deben tener las rocas para ser usadas en la construcción: 1. Ser homogéneas, compactas y de grano uniforme 2. Carecer de grietas, coqueras y restos orgánicos, lo que se puede apreciar fácilmente porque al ser golpeadas con un martillo deben tener un sonido claro y metálico 3. Deben ser resistentes a las cargas que han de soportar 4. No deben alterarse por los agentes atmosféricos 5. No deben ser absorbente o permeables en más de un 4-5% de su volumen 6. Deben tener adherencias a los morteros 7. Deben dejarse labrar fácilmente. 8. No deben ser heladizas Granito: El granito es una roca plutónica constituida esencialmente por cuarzo, feldespato y normalmente también mica. Es la roca más abundante de la corteza continental. Se produce al solidificarse lentamente y a muy alta presión, magma con alto contenido en sílice producto de la fusión de las rocas que forman los continentes, sometidas al calor del manto en la parte inferior de estos. Como este magma contiene menos magnesio incluso que la corteza continental, tiene menor peso específico y por ello asciende a través de esta en unas estructuras características en forma de gota invertida que suelen solidificarse antes de llegar a la superficie. Para que la roca que se forme sea granito es necesario que se solidifique lentamente y a gran presión. El tamaño de los feldespatos es un indicativo de la velocidad de solidificación y, cuanto más grandes son, menor fue esta. Estas estructuras solidificadas aparecen en superficie por la acción de la erosión y son llamadas batolitos. A causa de su gran dureza, es frecuente que terminen siendo la cima de una montaña que se distingue por su típica forma redondeada. El granito ha sido usado extensamente como recubrimiento en edificios públicos y monumentos. Al incrementarse la lluvia ácida en los países desarrollados, el granito está reemplazando al mármol como material de monumentos, ya que es mucho más duradero. El granito pulido es muy popular en cocinas debido a su alta durabilidad y cualidades estéticas. El granito Black Galaxy de Cheemakurthy, Andhra Pradesh en India es mundialmente conocido por su elegancia. Los ingenieros han usado tradicionalmente el granito pulido para dar un plano de referencia, dado que es relativamente duro e inflexible. Basalto: El basalto es una roca ígnea de grano fino y composición máfica, es decir, con un alto contenido de hierro. Se compone mayormente de piroxeno y olivino, conteniendo cantidades menores de feldespato y cuarzo. De color oscuro, es la roca más abundante en la corteza terrestre de las formadas por enfriamiento rápido del magma expulsado del manto por los volcanes. Por esta razón suele presentar vacuolas y cubrir extensas áreas. Es común que la roca expuesta a la atmósfera se meteorice. Sin embargo, también es común que el material procedente de bancos sanos sea de muy buena calidad y adecuado para su uso en construcción, lo que se verifica mediante ensayos. Los usuales son el ensayo de desgaste por el procedimiento de Los Ángeles, actualmente con tendencia al desuso para este material, y el ensayo de durabilidad por inmersión en dimetil sulfóxido. Basalto Término genérico que se aplica a las rocas ígneas de color oscuro compuestas por minerales que son relativamente ricos en hierro (Fe) y magnesio (Mg). Son comunes en zonas volcánicas. El basalto es la variedad más común de roca volcánica. Se forma por el brote de lava a lo largo de las cordilleras en el fondo marino. Los cambios estructurales sufridos por la corteza terrestre hacen que zonas ocupadas por el mar estén afloradas en las plataformas continentales y en ellas haya abundantes basaltos. Suele ser de color gris oscuro, y tiene muchas veces una textura vesicular que conserva los vestigios de burbujas producidas por vapor de agua en expansión, generado durante el enfriamiento y la solidificación de la lava. También son características del basalto las masas con forma columnar almohadillada. El basalto fundido se usa como revestimiento ya que es un material resistente al desgaste, así como al ataque de químicos. Para la construcción y pavimentación de calles y carreteras. Traquita: Roca eruptiva porfídica de color gris claro, sin cuarzo, químicamente afín a la sienita. Se utiliza en la construcción, pavimentación y como grava. Pero no son muy resistentes. Arcillas: La arcilla está constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratado, procedente de la descomposición de minerales de aluminio. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que contiene, siendo blanca cuando es pura. Surge de la descomposición de rocas que contienen feldespato, originada en un proceso natural que dura decenas de miles de años. Físicamente se considera un coloide, de partículas extremadamente pequeñas y superficie lisa. El diámetro de las partículas de la arcilla es inferior a 0,002 mm. En la fracción textural arcilla puede haber partículas no minerales, los fitolitos. Químicamente es un silicato hidratado de alúmina, cuya fórmula es: Al2O3 · 2SiO2 · H2O Se caracteriza por adquirir plasticidad al ser mezclada con agua, y también sonoridad y dureza al calentarla por encima de 800º C. la arcilla en su forma más pura recibe el nombre de caolín, La arcilla endurecida mediante la acción del fuego fue la primera cerámica elaborada por el hombre, y aún es uno de los materiales más baratos y de uso más amplio. Ladrillos, utensilios de cocina, objetos de arte e incluso instrumentos musicales como la ocarina son elaborados con arcilla. También se la utiliza en muchos procesos industriales, tales como en la elaboración de papel, producción de cemento y procesos químicos. Conglomerados: Es una roca sedimentaria de tipo detrítico formada por cantos redondeados de otras rocas unidos por un cemento. Se distingue de las brechas en que éstas consisten en fragmentos angulares. Ambas se caracterizan porque sus fragmentos constitutivos son mayores que los de la arena (>2 mm). Cuando los detritos consisten en guijarros, el conglomerado es una pudinga. Los conglomerados osíferos contienen abundantes fragmentos de huesos fosilizados. Los bancos de pudingas son a veces el índice de un avance del mar sobre la plataforma continental. Areniscas: La arenisca es una roca sedimentaria de tipo detrítico, de color variable, que contiene clastos de tamaño arena. Después de la lutita, es la roca sedimentaria más abundante y constituye cerca del 20 % de ellas. Los granos son gruesos, finos o medianos, bien redondeados; de textura detrítica o plástica. El cuarzo es el mineral que forma la arenisca cuarzosa, pero las areniscas interesantes pueden estar constituidas totalmente de yeso o de coral. Las arenas verdes o areniscas glauconíticas contienen alto porcentaje del mineral glauconita. La arcosa es una variedad de arenisca en la que el feldespato es el mineral dominante además del cuarzo, tenemos la caliza detrítica del tamaño de la arena. El color varía de blanco, en el caso de las areniscas constituidas virtualmente por cuarzo puro, a casi negro, en el caso de las areniscas ferro-magnesianas. Las areniscas figuran entre las rocas consolidadas más porosas, aunque ciertas cuarcitas sedimentarias pueden tener menos de 1 % de espacios vacíos. Según el tamaño y la disposición de los espacios vacíos o poros, las areniscas muestran diversos grados de permeabilidad. Las areniscas de buena calidad son duraderas. La roca tiene una buena resistencia al fuego y, a este respecto, es superior a la mayor parte de las rocas empleadas para construcción. Además, esta roca se forma en el interior de la tierra formando varias capas o estratos. Algez: En estado natural el aljez, piedra de yeso o yeso crudo, contiene 79,07% de sulfato de calcio anhidro y 20,93% de agua y es considerada como una piedra sedimentaria, incolora o blanca en estado puro, sin embargo, generalmente presenta impurezas que le confieren variadas coloraciones, entre las que encontramos la arcilla, oxido de hierro, sílice, caliza, etc. En la naturaleza se encuentra la anhidrita o karstenita, sulfato cálcico, CaSO4, presentando una estructura compacta y sacaroidea, que absorbe rápidamente el agua, ocasionando un incremento en su volumen hasta de 30% o 50%, siendo el peso específico 2,9 y su dureza es de 2 en la escala de Mohs. También se puede encontrar en estado natural la basanita, sulfato cálcico semihidrato, CaSO4 ½·H2O, aunque raramente, por ser más inestable. Calizas: La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen químico, formada mineralógicamente por carbonatos, principalmente carbonato de calcio. Cuando tiene alta proporción de carbonatos de magnesio se le conoce como dolomita. Petrográficamente tiene tres tipos de componentes: granos, matriz y cemento. La fórmula de la caliza es CaMg(CO3)2. Es una roca importante como reservorio de petróleo, dada su gran porosidad. Tiene una gran resistencia a la meteorización; esto ha permitido que muchas esculturas y edificios de la antigüedad tallados en caliza hayan llegado hasta la actualidad. Sin embargo, la acción del agua de lluvia y de los ríos (especialmente cuando se encuentra acidulada por el ácido carbónico) provoca su disolución, creando un tipo de meteorización característica denominada kárstica. La roca caliza es un componente importante del cemento gris usado en las construcciones modernas y también puede ser usada como componente principal, junto con áridos, para fabricar el antiguo mortero de cal, pasta grasa para creación de estucos o lechadas para "enjalbegar" (pintar) superficies, así como otros muchos usos por ejemplo en industria farmacéutica o peletera. Se encuentra dentro de la clasificación de recursos naturales (RN) entre los recursos no renovables (minerales) y dentro de esta clasificación, en los no metálicos, como el salitre, el aljez y el azufre. Dolomía: La dolomía es una roca sedimentaria de origen químico compuesta básicamente de dolomita, cuya composición química es carbonato de calcio y magnesio [CaMg(CO3)2]. Fue distinguida de la caliza por el geólogo francés D. Dolomieu en el siglo XVIII. La dolomía debe contener al menos 50% de dolomita; si contiene menos es una caliza dolomítica. Se considera pura cuando ese porcentaje pasa del 90%. Es una roca grisácea y porosa, muy común. Se encuentra en capas espesas de centenares de metros y puede también formar macizos enteros, como los Alpes Dolomíticos (Tirol). Suele ser el resultado del reemplazamiento metasomático de calcitas no cementadas en aguas poco profundas. No obstante, la llamada dolomía primaria se ha formado por precipitación directa de la dolomita. Se originan también por la sedimentación de caparazones de organismos del plancton marino en los océanos. La dolomía aparece en vetas minerales hidrotermales. Las dolomías se utilizan como materia prima en diversas industrias, principalmente como alternativa a la magnesita en la metalurgia y en la producción de morteros y cementos especiales. Margas: Se denomina marga a un tipo de roca sedimentaria compuesta principalmente de caliza y arcilla, con predominio, por lo general, de la caliza, lo que le confiere un color blanquecino con tonos que pueden variar bastante de acuerdo con las distintas proporciones y composiciones de los minerales principales. Las proporciones de arcilla y caliza que pueden tener son muy diversas, así que pueden pasar a ser arcillitas, o arcillas calcáreas o margosas, si su contenido de carbonato cálcico es menor a un tercio de su masa, o pasan a ser calizas margosas si esa proporción se eleva a más de los tres cuartos. Impermeables, como la arcilla, las margas son tiernas, de textura a veces grumosa, "friables", de fractura mate, concoidea o astillosa. Gneis: Se denomina gneis a una roca metamórfica compuesta por los mismos minerales que el granito (cuarzo, feldespato y mica) pero con orientación definida en bandas. Roca metamórfica de grano grueso, compuesta por cuarzo, feldespato y mica. Su estructura presenta capas alternas de minerales claros y oscuros El gneis se utiliza en construcción para hacer peldaños, adoquines, mampuestos... A veces presenta concreciones feldespáticas distribuidas con regularidad (gneis ocelado). Los gneis reciben diferentes denominaciones en función de los componentes (gneis biotitico, moscovítico), el origen (ortogneis si es producto del metamorfismo de rocas eruptivas y paragneis, si lo es de rocas sedimentarias); o la textura (por ej. gneis ocelares) Pizarras: La pizarra es una roca metamórfica homogénea formada por la compactación de arcillas. Se presenta generalmente en un color opaco azulado oscuro y dividido en laja u hoja plana siendo, por esta característica, utilizada en cubiertas y como antiguo elemento de escritura. La pizarra es una roca fósil, densa, de grano fino, formada a partir de esquisto micáceo, arcilla y, en algunas ocasiones, de rocas ígneas. La principal característica de la pizarra es su división en finas láminas o capas. Los minerales que la forman son principalmente cuarzo y moscovita. Suele ser de color negro azulado o negro grisáceo, pero existen variedades rojas, verdes y otros tonos. Debido a su impermeabilidad, la pizarra se utiliza en la construcción de tejados, como piedra de pavimentación e incluso para fabricación de elementos decorativos. Uno de los usos más característicos de la pizarra es para techar. Para que se pueda utilizar, debe cumplir: Será exfoliable en hojas delgadas, planas y elásticas Cortable y clavable Al golpearla dará sonido claro Los granos estarán orientados longitudinalmente Su densidad aparente no será inferior a 2,6 g/cm3 No tendrá una absorción superior al 3% La resistencia a flexión será igual o superior a 290 kg/cm2 No presentará alteraciones importantes ni pérdidas de peso superior al 3% en el ensayo de heladicidad No contendrá nódulos de pirita o carbonato de calcio Por su dureza y propiedades se utiliza principalmente en la fabricación de mesas de billar, pavimentos (interiores y exteriores) y techos (son muy comunes los techos de pizarra en Bélgica y Alemania). Mármol: Se denomina mármol a un tipo de roca metamórfica compacta formada a partir de rocas calizas que, sometidas a elevadas temperaturas y presiones, alcanzan un alto grado de cristalización. El componente básico del mármol es el carbonato cálcico, cuyo contenido supera el 90%; los demás componentes son considerados impurezas, siendo estas las que nos dan gran variedad de colores en los mármoles, y definen su características físicas. Tras un proceso de pulido por abrasión el mármol alcanza alto nivel de brillo natural, es decir sin ceras ni componentes químicos. El mármol se utiliza principalmente en la construcción, decoración y escultura. A veces es translúcido, de diferentes colores, entre los que más frecuentemente se encuentran son: el blanco, marrón, rojo, verde, negro, gris, azul amarillo, y que puede aparecer de coloración uniforme, jaspeado (a salpicaduras), veteado (tramado de líneas) y diversas configuraciones o mezclas ente ellas, más. Con frecuencia otros minerales aparecen juntos a la calcita formando el mármol, como el grafito, clorita, talco, mica, cuarzo, pirita y algunas piedras preciosas como el corindón, granate, zirconita, etc. Ateniéndose al concepto mineralógico, (no al artesanal) sólo se consideran mármoles a los agregados granoso-vítreos, formadas básicamente por carbonato de calcio y con trazas más o menos significativas de carbonato magnésico (mármol dolomítico). En la naturaleza, el mármol, se encuentra en aglomerados irregulares en el seno de la roca cristalina primitiva, (donde forma yacimientos irregulares que con frecuencia resultan ser filones) y menos frecuentemente formando estratos (en capas). El principal productor de mármol mundial es Novelda, ciudad conocida como El País del Mármol. Es famoso el mármol blanco de Carrara en Italia. Además de los anteriores existe un mármol blanco de gran calidad y con denominación de origen muy valioso y famoso, el cual se encuentra en obras tan importantes como el patio de los leones en la alhambra de granada. Este mármol, es el de Macael, ciudad conocida como "ciudad del oro blanco". Cantera: Es la formación geológica del cual se extrae piedras para la construcción o indirectamente para la obtención de aglomerantes destinados a ella. Estas serán a cielo abierto o subterráneo. Hay que diferenciar entre cantera y yacimeinto: Yacimiento Se llama yacimiento al lugar donde se halla naturalmente una roca, un mineral o un fósil. Cantera Se denomina con este nombre al sitio donde se saca piedra, greda u otro material análogo para obras varias de construcciones civiles; a diferencia del yacimiento la cantera interviene la mano del hombre, dinamitando, excavando, etc. Características de una cantera: 1- Que el material a extraer sea bueno y abundante, tal que el volumen que exista permita su explotación a pleno rendimiento durante años. 2- Localización de fácil acceso para vehículos pesados. 3- Localización cerca de la obra. 4- Que no afecte al medio ambiente y el ecosistema (factor ecológico) Un método reciente empleado en el descubrimiento de los yacimientos es el empleo de los métodos eléctricos a base de fijar las líneas equipotenciales que se manifiestan en el suelo con detectores especiales y el plano de resistencia del terreno. Otro método muy utilizado es el empleo de aparatos electromagnéticos. Dichos aparatos fueron utilizados durante la guerra pasada; se dice que Francia e Inglaterra utilizaron detectores para el eficaz descubrimiento de cualquier resto de metal. Extracción de las piedras Explotación de cantera Las canteras constituyen los grandes yacimientos de piedras, estas son extraídas mediante dos métodos de explotación, uno llamado explotación a cielo abierto y el otro llamado explotación subterránea. La explotación a cielo abierto se realiza cuando la cantera se encuentra a poca profundidad y la exploración subterránea se leva a cabo en el caso que la cantera se encuentre a una considerable profundidad. Explotación a cielo abierto Es el método más usado se inicia realizando la limpieza del terreno, es decir retirando la tierra de la cantera y algunas piedras que sean distintas a la roca a extraer. Las rocas pueden aparecer en variadas formas, que son irregulares; y es necesario subdividirlas (partirlas) para poder trasladarlas hasta el lugar donde se las requiera, por medio de camiones, debido a su tamaño. Para subdividir la roca existen varios métodos. Si la roca presenta grietas se introduce unas palancas llamadas perpales, y con la ayuda de pinzas y mazas, se las puede partir para extraer los trozos. Para la separación de trozos de piedra son emplea dos procedimientos: el método de las rozas y el método de los barrenos. Método de las Rozas Consiste en introducir cuñas de hierro, cuya distancia varia de acuerdo a la dureza de la roca (5cm. A 15 cm.), para que al golpear con una de las mazas de las mismas, la roca se parta de acuerdo a la hilera de cuñas o rozas. En otros casos se reemplaza la cuña de hierro por una de madera; esta se introduce cuando se encuentra seca, de manera que al mojarla se aproveche la hinchadura de la madera para hendir la roca. En lugares de bajas temperaturas en lugar de la cuña se utiliza agua, la cual es introducida en temperatura normal y al enfriarse hace las veces de cuña para hendir la roca. Este método es casi perfecto, permite conocer previamente el tamaño de los bloques y produce menos perdida de material. Método de Barrenos Con este procedimiento se obtiene una perdida considerable de material. Consiste en efectuar agujeros cilíndricos cuyo diámetro profundidad va de acuerdo a la cantidad de piedra que se desea remover. En el fondo del agujero se coloca una sustancia una sustancia explosiva que por medio de una mecha 1- Para comprender mejor se pude realizar por medio de maquinas de percusión o rotativas, o la mano con un trepano que a través de golpes tritura la roca. 2- Colocación del explosivo: Antes de colocar el explosivo se debe revestir el interior del barreno con arcilla o un material cementante para impermeabilizar el mismo. La Pólvora Negra: Es la única que no necesita detonador para hacer explosión, la misma esta compuesta de un 70% de nitrato d3 potasio, 18% de azufre y 12% de carbón, posee una presión de 1000 atmósferas, desarrolla 2500 veces su volumen. El Algodón Fulminante: es tratado con ácido nítrico y sulfúrico, su fuerza explosiva es tres veces mayor que la de la pólvora negra. La Dinamita: posee un 75% de nitroglicerina y 8% de nitrocelulosa, va reemplazando a la dinamita por ser menos higroscópica. 3- Relleno del barreno y mecha explosiva: introducida la carga explosiva se rellena el barreno con arcilla y trapos, terminando el relleno con un taco de madera, se coloca una varilla que atraviesa la madera de manera que al ser retirada se introduzca la mecha. La mecha utilizada es la llamada de seguridad, consta de un cordón de algodón recubierto por alquitrán, que lleva en su interior pólvora negra. Esta mecha arde un cm. Por segundo. El sistema de mecha explosiva esta prácticamente sustituido por el detonador por chispa eléctrica, que consiste en dos cables colocados en el barreno de manera que al cerrar el circuito alimentado por una batería, ubicada en la llave, se produzca la chispa detonante Explotación Subterránea Si las canteras están ubicadas a gran profundidad seria antieconómico descubrirlas para trabajar a cielo abierto, por ello se realizan galerías subterráneas cuyos techos son sostenidos por pilares de la misma piedra o por mampostería. Si la cantera se encuentra próxima a una ladera se realiza una galería de dirección de altura y de amplitud suficiente para permitir el deslizamiento del agua hacia el exterior. Si la cantera esta ubicada en el llano se realiza una perforación hasta llegar a la roca y después se abren galerías horizontales, para extraer la piedra debe ser elevada por medio de tornos y luego cargada a un vehículo de transporte. La explotación subterránea también se practica con los métodos de rozas y los de barrenos. Cuando la cantera de mármoles se explota con sierras formadas por un cable sin fin de acero, cuya longitud depende del trabajo y de la distancia, mediante el cual se corta la piedra dentro de la cantera para luego ser transportada. Corte de Piedras Una vez extraídos los bloques de las canteras, se los corta para darles la forma que tendrán al ser colocados en la obra. El corte de piedras comprende cinco operaciones, dos de ellas científicas: despiezo y montea y tres manuales, hendimiento o división en bloques, desbaste y labra El despiezo es la división más ventajosa del bloque en sillares dovelas. Con la montea se llevan a cabo los trabajos necesarios para determinar las dimensiones de cada una de las caras y los contornos de cada sillar o dovela. Estos trazados de efectúan en escala natural. Para dar la forma resultante de la montea se procede a prepararla por el hendimiento, o sea dividirla en bloque de menor espesor pasando luego a la operación del desbaste con el cual se da los bloques una forma algo aproximada a la que han de tener en la obra, pero con un exceso denominada creces de cantera, que servirá para absorber los golpes de transporte. En el desbaste se emplean el martillo y el pico; cuando la piedra es dura se utilizan sierras de dientes cortos y duros. Pera las piedras muy duras se emplean sierras lisas en las cuales los dientes son sustituidos por arena y por agua que se echa cada tanto por la aserradura. Labra de Piedras: Se perfecciona el corte por medio de la labra, para la cual se emplean los martillos, el pico, los cinceles, la martelina, los mazos, etc. Instrumentos para la labra de piedras y su extracción: Labra por Plantillas Se hace uso de plantillas o modelos de las caras del sillar dovela a labrar. Estas se hacen con materiales flexibles a fin de que puedan tomar la forma de las caras curvas o alabeadas que hubiera. Juntado las plantillas deben formar el sólido, midiendo así sus ángulos con la falsa escuadra según un plano perpendicular a las aristas y en el punto elegido. Labrada la primera cara y empleando los ángulos tomados, se van deduciendo las posiciones de las otras caras adyacentes. Labra por Escuadría Se escuadra la piedra en formas de cubo o prisma rectangular circunscripto al sólido. Para labrar una cara plana, se marca una cinta de 1 cm. De ancho; esta cinta corre a lo largo de uno de los bordes y en el mismo plano se labra una segunda cinta para luego quitar el material entre ellas. Labrada la primera cara se procede a labrar una cinta perpendicular a la primera y controlando el ángulo con la regla se labran las dos de la nueva cara, repitiendo la operación efectuada con la anterior; se pasa luego a una tercera cara que forma el ángulo triedro así sucesivamente hasta completar el sólido. Lustre o pulido de las piedras Se hacen resaltar en las piedras el veteado y los colores, para así aumentar su belleza. El proceso abarca cuatro fases. 1. Asperonar: Consiste en frotar la superficie de la piedra con el asperón, lo cual disminuye la aspereza. 2. Apomazar: En lugar de asperón se aplica la piedra pómez. 3. Dar brillo: Se obtiene al aplicar la muñeca o tac para frotar la superficie de la piedra; el taco se pasa con la aplicación de polvo esmeril con limaduras de hierro. 4. Suavizar: Consiste en extender sobre la superficie cera virgen disuelta en trementina. Defecto de las Piedras Son defectos de las piedras el ser heladizas, tener grietas o pelos de constitución, coqueras o restos orgánicos. El peligro de las piedras helizadas es mayor en las porosas y cavernosas y mínimo en las de las de superficie lisa y estructura compacta. Algunas tienen los llamados pelos de constitución producidos por las filtraciones de las aguas que han arrastrado algunas partes solubles de dichas rocas los peores son los pelos producidos por la explosión de los barrenos. Las coqueras son cavidades vacías, no perjudican la solidez. Los riñones o nódulos de piedra dura dificultan la labra y saltan dejando coqueras en su lugar. Los restos orgánicos carecen de adherencia, siendo un terreno fértil para el desarrollo de los parásitos. Protección de Piedras Cuando la piedra ha de quedar a la vista, es necesario protegerla de los agentes atmosféricos. Con este fin se aplican procedimientos químicos como la silicatización, fluosilicatización, y la fluoatación. La silicación consiste en aplicar una solución de una parte en peso de silicato potasio en 5 o 6 partes de agua. La fluosilicatización consiste en la aplicación de soluciones incoloras y transparentes de fluoruros metálicos con ácido fluorhidrico. Con este método las piedras calcáreas heledizas dejan de serlo. Tecnología y Ensayo de las piedras Las propiedades más importantes de las piedras, para el constructor, son : el color, el peso especifico, la estructura, tipo de rotura, capilaridad, permeabilidad, conductibilidad, duración, dureza, resistencia al calor y al frío, facilidad de labra, adherencia y la resistencia a la compresión. El color tiene doble importancia; una en el sentido estético, y otra en el sentido utilitario pues de acuerdo al color tonalidades puede conocerse la clase de óxidos metálicos que la integran. En las estructuras se distinguen: plana, rugosa, ondulada, cristalina, foliada, etc. Capilaridad Es la propiedad de hacer ascender el agua que este en contacto con su cara inferior. Esta es la propiedad importante para las piedras que estarán en contacto con la humedad de los suelos. Es mas notable en las piedras porosas que en las cristalinas. Se ensaya colocando una piedra colgada en un recipiente con agua sumergida 1 cm. De su altura alcanzada; la piedra es buena cuando la ascensión no pasa de 1 cm. En las primeras 24 horas. Permeabilidad Son menos permeables las piedras cristalinas que las porosas. Unas de las formas de ensayar es: Sumergiendo la piedra en un reciente de agua por un tiempo largo; si no absorbió más de 1/10 de su peso es buena y en caso de que alcance 1/7 de dicho peso es considerada mediana. De este ensayo se deduce que la piedra es buena cuando no es atravesada por el agua en el término de un día si es delgada o de dos en caso contrario. Conductibilidad Es mayor en las piedras compactas que en las porosas. Se reconocen las piedras que son buenas conductoras por sensación de frío que dan al tacto, mayor que las otras. Duración: Pude variar según como se coloca la piedra en la obra, si fue asentada en hoja o contra hoja. También depende si estarán o no expuestas a los agentes atmosféricos. Dureza Es importante porque de ella dependen las cargas que actuaran sobre dichas piedras; es así mismo la propiedad que tienen estas de resistir a los frotamientos, requisito indispensable para las que se han de colocar en escaleras y pavimentos. Para ensayar la dureza de las rocas, por frotamiento, se utiliza una probeta cilíndrica. Se la coloca en la máquina con una precisión de 250 kg./cm cuadrados sobre el plato de frotamiento donde dará 1000 vueltas a razón de 30 a 33 vueltas por minuto. Luego se lava y se pesa la probeta: Resistencia al Frío o helacidad: Consiste en embeber la piedra en agua y luego someterla a una baja temperatura. En el agua al helarse aumenta de volumen aproximadamente un 10%, las piedras cuya cohesión no es capaz de resistir esta dilatación se agrietan. El ensayo se efectúa sobre probetas de 7,01 cm. de lado que se secan y se pesan, se saturan de aguas por inmersión a unos +15º C. Durante 48 horas, luego se las coloca en cámaras frigoríficas a unos –15º C, durante 4 horas. Esto se repite 25 veces consecutivas observándolas alteraciones que sufre la piedra (peso, rajaduras, disgregaciones) Después de numerosas experiencias, se estableció que, una piedra que impregnada de agua ofrezca una resistencia menor de 6 kg./cm cuadrado a la tracción y 70 kg./ cm cuadrado a la compresión, casi seguro es heladiza. Facilidad de Labra Se basa en los informes que pueden suministrar los operarios en el trabajo normal de la piedra. Se divide en cuatro clases; tiernas cuando la piedra es fácil de aserrar con la sierra de dientes, semiduras aquellas que son más difíciles de aserrar con la sierra de dientes pero más fáciles con las lisa y arena, dura las que no pueden ser aserradas sino con las, lisas y durísimas que es difícil aserrarlas excepto con las de diamantes. Adherencia Tiene por objeto establecer la adherencia entre la piedra y los morteros. El ensayo que se hace consiste en tomar tres probetas con la forma aproximada de un ladrillo, se las adosa asentadas sobre el mortero ensayar formando una junta de 1 cm. y dejando la del centro más saliente que las laterales; luego de 7 días se la coloca en la prensa hidráulica de tal manera que los esfuerzos se ejerzan exclusivamente sobre las probetas adosadas y6 teniendo en cuenta la superficie se calculan los kg./cm cuadrado. Resistencia a la compresión Este ensayo estudia el esfuerzo a que son sometidas las piedras. Debe evitarse toda posibilidad de deterioro de la probeta a fin de obtener resultados más precisos. Para ello se extrae con la sierra procurando dejar las caras bien planas y paralelas. Las probetas pueden ser cubicas o cilíndricas, en caso de ser cubicas tendrán de 5 a 7,5 cm. de lado, con respecto a las cilíndricas tendrán 7 a 7,5 cm. de diámetro. La maquina de ensayo debe ser de características tales que sus platos se adapten perfectamente a las caras de las probetas y que la carga actúe perpendicularmente a ellas. Las probetas se colocan de manera de ser comprimidas en el sentido de los lechos de cantera o bien perpendicular a ellos, pero debe hacerse constar en cual se ha efectuado el ensayo y si la probeta estaba seca o húmeda. La forma de rotura varia: Las duras se rompen según prismas rectos de bases irregulares y en el sentido de las cargas; en cambio las blandas se rompen en la forma indicada en el siguiente dibujo. Los Áridos: Áridos: Son los materiales inertes tales como arena y grava, que se usan para la confección de los hormigones y en caso de la arena solas para la confección de los morteros. Gravas: Se forma de los fragmentos de roca de un diámetro inferior a los 15 cm, tanto los artificiales como los que se encuentran ya fragmentados en la naturaleza. Esta se puede obtener en la cantera extrayendo la roca y triturándola al tamaño deseado. Se consideran gravas a los áridos que quedan retenidos en el tamiz de 5 mm (# 4), corrientemente se utiliza la siguiente clasificación para los áridos gruesos (grava) 1. 2. 3. 4. 5. 6. Garbancillo, de 5 a 20 mm de diámetro Gravilla, de 20 a 30 mm de diámetro Grava menuda, de 30 a 50 mm de diámetro Grava media, de 40 a 60 mm de diámetro Grava gruesa, de 50 a 80 mm de diámetro Morro, de 80 a 150 mm de diámetro Arena: Están formadas por los granos de un diámetro inferior a 5 mm. (pasan por la malla # 4) procedentes de desmenuzamiento de diversas rocas. Se le llama también árido fino; por su uso se clasifican según su tamaño: 1. Arena fina: formados por los granos que pasan por el tamiz de maya de 1 mm y son retenidos por el de 0.25 mm 2. Arena media cuando los granos pasan por el tamiz de 2.5 mm 3. Arena gruesa cundo pasan por el tamiz # 4 y es retenido por el de 2.5 mm También puede clasificarse según su procedencia en: 1. Arena de río: es la más corriente y aceptada ya que por lo general no va acompañada de material terroso y si lo lleva con un simple lavado se limpia. 2. Arena de mar: es originada por desmenuzamiento de las rocas por las olas, presentan el inconveniente de llevar sales que entorpecen el fraguado y hay que lavarle intensamente. 3. Arena de mina: también llamada arena fósil, se encuentra depositada en diversos lugares desde tiempos pasados, esta limpia de tierra, como sus granos son menos redondeados que la de río y de mar son muy apreciadas. 4. Arena virgen: es la proveniente de las rocas que se están desmenuzando en la actualidad, se caracteriza por su forma irregular y áspera, pero estas contienen tierra y por lo tanto hay que lavarlas mucho. 5. Arena de cantera: se obtiene artificialmente por trituración de rocas duras. Características de los áridos: 1. Deben estar libres de impurezas, es decir ser limpios 2. Deben ser de grano duro y no fragmentado, resistir a las cargas que se han programado, esto se logra mediante los ensayos de resistencia y desgaste 3. Debe tener una composición granulométrica bien definida de distintos tamaños 4. Debe permitir la adherencia de los granos entre si y con el aglomerante seleccionado Mampostería: Un sillar o Mampostería: es un bloque de piedra u otro material que puede o no estar labrado en uno o ambos lados. Hay diferentes formas de colocar los sillares, aunque normalmente es horizontal. Sin embargo, en muchos muros podemos ver que están colocados horizontal y verticalmente. A esto se le denomina a soga y tizón. Como se observa en el dibujo, a soga es horizontal y a tizón es vertical. En general, hay tres tipos de paredes: con sillares regulares (sillería), con sillares irregulares (sillarejo), mampostería o sillares rústicos. Mampuestos: son piedras sin labrar que se pueden colocar en una obra con la mano de formas completamente irregular y se emplean en las llamadas obras de mampostería. La mampostería, es una construcción manual de bloques de piedra, ladrillo u otros materiales sin orden aparente. Generalmente se aplica una capa de mortero para la unión de dichos bloques, aunque también se pueden realizar sin él (muro seco). Se usa sobre todo en caminos o en construcciones más "endebles" en general. Puede ser: • Ordinaria: con mampuestos directos de canteras • Careada: cuando los mampuestos tienen una cara plana, así pues la pared puede quedar con una cara lisa. • Concentrada: es la que tiene los mampuestos perfectamente combinados de modo que encajen unos con otros. Sillares: son piedras duras ya labradas, dejadas en bloques bien formados, que se colocan uno encima del otro. La sillería es el modo de construir más común, sobre todo en periodos más perfeccionistas y constructivamente de más calidad. En el Renacimiento se usó mucho, por ejemplo, para los palacios pero también se usaba para las iglesias o para otros monumentos. Se trata de una construcción uniforme, en bandas horizontales de sillares perfectamente escuadrados, a modo de película uniforme. Una variación de este tipo de muro sería el de sillares rústicos. Estos son sillares labrados en los que una de sus caras se deja rugosa, abultada. Así, la apariencia hace que parezca más tosco, produciéndose normalmente un contraste con diferentes partes del muro que están con sillería. Se emplean en fachadas, peldaños, etc. Sillarejos: a diferencia del sillar, presenta un desbaste mínimo, solo el preciso para que puedan encajar unos y otros, por lo tanto es más basto y a veces tiene una pequeña labra. El sillarejo es un modo de construir más propio de una mala factura o de poco interés constructivo en general. Son sillares más pequeños, que no están labrados, siendo irregulares, por lo que la pared queda con a modo de "huecos", al estar cada arista de forma diferente. Sobre todo se usaban para construcciones del primero románico, castillos, murallas,…Además, si se aplica bien puede resultar muy fuerte. Sillar Sillarejo Mampostería Mampostería Careada: Mampostería Concentrada: Mampostería Ordinaria: Condiciones necesarias de la piedra para su uso: – Resistir a la intemperie – No ser heladiza – No tener grietas, coqueras y restos orgánicos (sonido claro) – Superficie rugosa, áspera, que agarre bien el mortero – Que las canteras no estén alejadas de la obra – Homogéneas y compactas – Resistentes a las cargas que han de soportar – Absorbentes, permeables en menos del 5% PIEDRA ARTIFICAL: Piedras Artificiales: Se fabrican para sustituir a las naturales o para obtener materiales pétreos con características definidas según el uso que se le va a dar a las mismas. Se clasifican según su origen en: • • • Cerámicas: cuando adquieren la consistencia pétrea mediante la cocción de arcillas previamente moldeadas (ladrillos, baldosas, tubos, tejas, etc.) Vítreas: son los obtenidos mediante la fusión de ciertos óxidos (vidrio común, impreso, luna pulida, etc.) Conglomeradas: están constituidos por fragmentos o partículas de uno o varios materiales unidos de un modo compacto por un aglomerante, generalmente cemento.
