INFLUENCIA DE LAS PROPIEDADES, FISICAS Y MECANICAS DE LOS MATERIALES ALUMNO: ELMER ALEJANDRO TEC BALAM PROFESOR: LEOPOLDO ALBERTO JUSTINIANO FERRÁEZ MADERA La madera fue el primer material de construcción de que dispuso el hombre. Además de usarla como combustible y como arma defensiva, la cabaña con estructura de madera y cubierta de ramas le proporcionó una defensa contra la intemperie. Luego la emplearía en la construcción de puentes y barcos. La técnica de laminación relacionada con el uso decorativo de la madera es conocida por los egipcios desde el 3000 a. de C. Su carencia de maderas de calidad les llevaba a técnicas de enchapado y marquetería. PROPIEDADES FISICAS Propiedades Físicas De la Madera dependen del árbol, ya que como todo ser viviente crece y se desarrolla en distintos climas y tipos de terreno; que pueden ser terrenos secos, húmedos, lugares cálidos o fríos. Es decir que el lugar donde se desarrolla el árbol, determina sus propiedades físicas y mecánicas. Flexibilidad: Es la capacidad de la madera para cambiar su forma sin dañar su estructura o quebrarse. Para aumentar su flexibilidad se puede tratar con vapor de agua. por ende esta propiedad se aprovecha en la producción de muebles curvados. Higroscopicidad: Sucede cada vez que la madera cede agua, disminuye su volumen. Esta disminución le llama contracción. Dado que la madera admite agua y aumenta su volumen le llaman hinchazón. La contracción e hinchazón varían según la dirección de la madera Contracción: La madera conserva normalmente de un 15 a un 20% de agua. Por evaporación, debido a ello las células disminuyen de volumen, y la madera experimenta contracción. Porosidad: Las superficies de la madera, no son 100% compacta sino que se encuentran conformadas por pequeñas celdas muy similares a los panales de abeja, sin embargo para trabajar mejor con la madera deben taparse los poros. Resistencia: La dureza o resistencia, depende de la cohesión de las fibras y su estructura y consiste en la mayor o menor dificultad puesta por la madera a la penetración de clavos o tornillos, a ser trabajada con el cepillo o el formón. Color: En la madera cambia de una especie a Veteado: Es la manifestación de los dibujos que las otra. En general, las maderas duras tienen un fibras de la madera presentan al exterior, esta suele ser color más oscuro intenso, las maderas blandas, una de las virtudes más apreciadas a al momento de la tienen colores claros con tendencia a fabricación de muebles, ya que le aporta al producto un blanquearse, es decir a mayor dureza la madera carácter de estética suele ser más oscura y viceversa. PROPIDADES MECANICAS DE LA MADERA Las características de la madera varían según su contenido de humedad, la duración de la carga y la calidad de la madera (dureza, densidad, defectos…). Las características mecánicas de la madera pueden ser analizadas a través de las fibras paralelas y las fibras perpendiculares. En las fichas técnicas analizaremos las fibras en el sentido paralelo, pues la resistencia es mayor que en sentido perpendicular. En ellas indicaremos, además, tres fuerzas mecánicas (resistencia a la flexión, resistencia a la compresión y resistencia a la tracción) y el valor del módulo de elasticidad Resistencia a la flexión: es la fuerza que hace la madera contra las tensiones de compresión y tracción de las fibras en paralelo. La madera puede estar en distintas posiciones a la hora de enfrentarse a las fuerzas de flexión: entre dos apoyos, sobre dos apoyos o adherida a una pieza. Esta propiedad es muy importante cuando las piezas son largas y finas (estantes, bancos, suelos…). La resistencia de la madera a la flexión suele ser muy grande. Resistencia a la tracción: es la fuerza que realiza la madera ante dos tensiones de sentido contrario que hacen que disminuya la sección transversal y aumente la longitud. Aunque en la producción de mueble tiene muy poca importancia, es muy importante en estructuras de madera. Resistencia a la compresión: fuerza que realiza la madera contra tensiones que tienden a aplastarla. El efecto de aplastamiento es mayor con las fibras de sentido perpendicular, que en sentido contrario. Módulo de elasticidad: propiedad de la madera para curvarse longitudinalmente sin romperse. En la madera existen dos módulos de elasticidad, en las fibras en sentido paralelo: el módulo de elasticidad a la tracción, y el módulo de elasticidad a la compresión; de hecho, como hemos podido ver anteriormente, la resistencia ante dichas fuerzas adquiere valores diferentes. En la práctica, en las fibras en sentido paralelo se utiliza un único valor del módulo de elasticidad. Para calcularlo, se tienen en cuenta los anteriores valores de tracción y compresión. Su valor, según la calidad de la madera, suele ser de entre 70.000 y 120.000 kg/cm2. ADOBE El Adobe es uno de los materiales de construcción más viejos todavía en uso. Es un material de construcción de bajo costo y de fácil accesibilidad ya que es elaborado por comunidades locales. Las estructuras de adobe son generalmente autoconstruidas, porque la técnica constructiva tradicional es simple y no requiere consumo adicional de energía. Los bloques se adhieren entre sí con barro para levantar los Muros de fachada o particiones interiores de una vivienda. Es usual en regiones semidesérticas de África, América Central y del sur. Se define el adobe como un bloque macizo de tierra sin cocer, el cual puede contener paja u otro material que mejore su estabilidad frente a agentes externos. (Norma E-080, 2006) PROPIEDADES FISICAS DEL ADOBE El adobe debe ser macizo y solo se permite que Formas y dimensiones: Los adobes podrán ser de tenga perforaciones perpendiculares a su cara planta cuadrada o rectangular y en el caso de de asiento, cara mayor, que no representen más encuentros con ángulos diferentes de 90°, de de 12% del área bruta de esta cara. formas especiales. Sus dimensiones deberán ajustarse a las siguientes proporciones: El adobe deberá estar libre de materias extrañas, grietas, rajaduras u otros defectos que a) Para adobes rectangulares el largo sea puedan degradar su resistencia o durabilidad. (Norma E-080, 2006) aproximadamente el doble del ancho. b) La relación entre el largo y la altura debe ser del orden de 4 a 1. c) En lo posible la altura debe ser mayor a 8 cm. (Norma E-080, 2006) La gradación del suelo para la fabricación de adobes debe aproximarse a los siguientes porcentajes: Arcilla 10-20%; limo 15-25% y arena 55-70%, no debiéndose utilizar suelos orgánicos. Estos rangos pueden variar cuando se fabriquen adobes estabilizados. (Norma E-080, 2006) PROPIEDADES: Color: Es de color tierra. Estado: Sólido y respectivamente seco Plasticidad: Debido a la arcilla. Debe tener entre un 15% y un 30%. Componentes: 20% de barro o arcilla, 80% de flora vegetal: zacate de arroz, flora de montaña, hoja de pino o estiércol de caballo, en el norte utilizan cuarzo que abunda y mejora la calidad PROPIEDADES MECANICAS DEL ADOBE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN La resistencia a compresión es la principal propiedad de las unidades de albañilería. Los valores altos señalan una buena calidad para todos los fines estructurales y de exposición, los valores bajos en cambio señalan unidades que producirán albañilería poco resistente y poco durable. La resistencia a compresión de la unidad se determinará ensayando cubos labrados cuya arista será igual a la menor dimensión de la unidad de adobe. El valor del esfuerzo resistente en compresión se obtendrá en base al área de la sección transversal, debiéndose ensayar un mínimo de 6 cubos, definiéndose la resistencia última (𝑓𝑜 ) como el valor que sobrepase en el 80% de las piezas ensayadas. Los ensayos se harán utilizando piezas completamente secas, siendo el valor de (𝑓𝑜 ) mínimo aceptable de 12 kg/cm2. (Norma E-080, 2006) La resistencia a la compresión se calcula con la siguiente formula: Módulo de Elasticidad: Es la relación del esfuerzo normal a su correspondiente deformación para esfuerzos de tensión o compresión por debajo del límite elástico proporcional del material. Teniendo en cuenta lo anterior, se deduce que el Módulo de Elasticidad está representado por la pendiente de la línea recta que se forma en la zona elástica de la curva Esfuerzo – Deformación Unitaria. Para el cálculo del módulo de Elasticidad de los bloques de adobe se ha tomado como referencia lo especificado en la investigación de Jimenez & Llanos, 1985, donde emplea la siguiente expresión: RESISTENCIA A FLEXIÓN: La flexión de un material se analiza mediante el esfuerzo que experimenta el material en su cara longitudinal, ante una determinada carga, hasta el punto en el que la unidad ensayada falle, donde se toma el valor de la carga máxima soportada. El módulo de rotura se calcula mediante la siguiente fórmula: MAMPOSTERÍA La mampostería es un sistema de construcción tradicional. Consiste en superponer rocas, ladrillos o bloques de concreto prefabricados, para la edificación de muros o paramentos. Los materiales uniformes o no, también llamados mampuestos, se disponen de forma manual y aparejada. Para su adición se emplea una mezcla de cemento o cal, con arena y agua. Las paredes de piedra y mortero, producto de la mampostería, son de gran durabilidad y resistencia. Generalmente estructurales y portantes, aptas para edificaciones de ganada altura. Igual aquellas no portantes sirven para dividir espacios y encuentran su fortaleza en pórticos de concreto, acero o madera. TIPOS DE MAMPOSTERÍA •Mampostería ordinaria. Emplea la argamasa o mortero en la construcción, para fijar los elementos y rellenar los huecos que van quedando entre ellos. Las piedras, ladrillos y otros materiales deben organizarse de tal forma que los espacios a rellenar con la mezcla de cemento o cal, sean mínimos. La mampostería evita desperdicios y procura la apariencia limpia. •Mampostería en seco. Construida con piedras o ladrillos, no utiliza mortero. En su lugar emplea mampuestos celosamente escogidos para procurar estabilidad. Los espacios vacíos son rellenos con ripios, piedras pequeñas que calzan perfectamente en los orificios. •Mampostería concertada. Utiliza mampuestos labrados en sus caras de juntas. Los materiales se disponen de forma poligonal, una cara en la otra o juntas, de forma que vistos desde arriba ofrezcan un aspecto regular. Cuando la construcción es de un espesor mayor al de los mampuestos, se colocan primero los visibles en el muro por ambas caras. Luego los mampuestos de relleno, con ripios si son necesarios. En muros muy anchos, de trecho a trecho, deben emplearse llaves o perpiaños para dar trabazón al conjunto. •Mampostería careada. En este tipo de mampostería las piedras o ladrillos son labrados por la cara que queda expuesta al exterior, que debe ser prolija. Más no requieren ser de un tamaño o forma única. Los espacios vacíos en el interior del paramento pueden rellenarse con otros mampuestos o ripios. •Mampostería confinada. Consiste en construcciones de ladrillos fijados con mortero, en forma de columna y reforzadas desde el suelo con vigas y concreto. Soportan el peso de paredes y techo, inclusive de otras edificaciones hechas arriba. También las embestidas del viento. •Mampostería estructural. Es el método empleado en la construcción de casas y edificios. Dispone muros verticales logrados con la ayuda de morteros de cemento y reforzados en su interior con barras de metal. Se caracteriza por ser de gran resistencia. Existe además una mampostería estructural reforzada, en la que se sujetan las piezas, ideal para proteger las edificaciones de desastres naturales. •Mampostería decorativa. Es la empleada para el embellecimiento de paredes interiores y exteriores, calles y avenidas, plazas y otros sitios públicos. Emplea piedras regulares, generalmente pulidas y con un toque de barniz. Agrega a las estructuras belleza y calidez. PROPIEDADES MECANICAS DE LA MAMPOSTERPIA Resistencia a la compresión de la mampostería Ensayos de prismas antes de esta edad, la totalidad de las cargas. La resistencia básica a la compresión se determinará a partir del ensayo de cinco probetas, mediante la siguiente expresión: Se podrá establecer la resistencia a partir de ensayos de La resistencia básica a la compresión de la prismas de mampostería elaborados con los mampostería se debe especificar a los 28 días de edad, o a materiales que se utilizarán en la construcción de los muros y bajo las mismas condiciones de construcción. una edad menor si se espera que reciba Su valor se determinará con base en uno de los procedimientos siguientes: El valor así obtenido de la resistencia no deberá ser mayor al de 2.5 veces del valor obtenido mediante la resistencia básica a la compresión, la Resistencia a la compresión a partir de las unidades de mampostería Resistencia a la compresión diagonal de la mampostería La resistencia a la compresión diagonal de la mampostería se debe especificar a los 28 días de edad, o a una edad menor si se espera que reciba antes de este tiempo la totalidad de las cargas. Su valor se determinará con base en uno de los procedimientos siguientes: Ensayos de muretes Se podrá establecer la resistencia a partir de ensayos de muretes de mampostería elaborados con los materiales que se utilizarán en la construcción de los muros y bajo las mismas condiciones de construcción. La resistencia básica al cortante se determinará a partir del ensayo de cinco probetas, mediante la siguiente expresión: Resistencia a la compresión diagonal a partir de las unidades de mampostería Cuando la resistencia a la compresión diagonal de la mampostería no ha sido determinada por medio de ensayos de muretes, y tanto las unidades de mampostería como el mortero de junta cumplen con los requisitos especificados en esta norma, la resistencia característica al cortante de la mampostería se podrá determinar a partir del valor de la resistencia a compresión de la mampostería Módulo de elasticidad En el caso que no se realice específicamente sobre las pruebas de prismas, el módulo de elasticidad de la mampostería se determinará a partir de la resistencia prismática de la siguiente forma: Mampostería en Concreto: Em=750 f’m≤14000MPa. Mampostería en Arcilla: Em=500 f’m≤10000MPa. Mortero de Relleno: Em=4000 √ ≤ 20000 MPa Módulo de Elasticidad Transversal o de Corte: Si no se tiene valores de G más precisos podemos tomar los siguientes valores: Mampostería: Gm=0.4Em Mortero de Relleno: Gr=0.5Er Módulo de corte Cuando el módulo de cortante no se establece mediante el ensayo por compresión diagonal en muretes, para efectos esta norma, el módulo de corte se determinará de la manera siguiente: Módulo de rotura Para mampostería sujeta a cargas en su plano, el módulo de rotura 𝑓𝑓𝑓𝑓t, normal o paralelo a las juntas, se tomara de 14.0 kg/cm2 Para elementos de mampostería sometidos a flexión perpendicular al plano, el módulo de rotura 𝑓𝑓𝑓𝑓t se tomara de la tabla 5.1 ACERO Se denomina Acero a aquellos productos ferrosos cuyo porcentaje de Carbono está comprendido entre 0,05 y 1,7 %. El Acero es uno de los materiales de fabricación y construcción más versátil y adaptable. Ampliamente usado y a un precio relativamente bajo, el Acero combina la resistencia y la trabajabilidad, lo que se presta a fabricaciones diversas. Asimismo sus propiedades pueden ser manejadas de acuerdo a las necesidades especificas mediante tratamientos con calor, trabajo mecánico, o mediante aleaciones. El Acero funde entre 1400 y 1500ºC pudiéndose moldear más fácilmente que el Hierro. PROPIEDADES FISICAS DEL ACERO •Cuerpo: Incluyen lo relacionado al peso, volumen, masa y densidad del acero. •Térmicas: Son tres aspectos fundamentales del acero: su capacidad para conducir la temperatura (conducción), su potencial para transferir calor (convección), y su capacidad de emanar rayos infrarrojos en el medio (radiación). •Eléctricas: Se refiere a la capacidad que tiene el acero para conducir la corriente eléctrica. •Ópticas: En el caso del acero denotan su capacidad de reflejar la luz o emitir brillo. Ejemplo de ello es con la aleación requerida para lograr el acero inoxidable, cuanto mayor es su porcentaje de aluminio, mejor será la propiedad óptica. •Magnéticas: Es su capacidad para ser inducido o para inducir a un campo electromagnético. Mientras más alto es el porcentaje de hierro en la aleación del acero, mayor será su capacidad de actuar como un imán. PROPIEDADES MECANICAS DEL ACERO Propiedades mecánicas: Se refiere a la resistencia, la ductilidad y la dureza y estos a su vez, dependen enormemente del tipo de aleación y composición del propio acero. Plasticidad: Es la capacidad que tiene el acero de conservar su forma después de ser sometido a un esfuerzo. Los aceros que son aleados con pequeños porcentajes de carbón, son más plásticos. Fragilidad: Se refiere a la facilidad con la que el acero puede ser roto al ser sometido a un esfuerzo. Cuando el acero es aleado, con un porcentaje alto de carbón, tiende a ser más frágil. Maleabilidad: Es la propiedad que tiene el acero para ser laminado. De esta manera, algunas aleaciones de acero inoxidable tienden a ser más maleables que otras. Dureza: Es la resistencia que opone un metal ante agentes abrasivos. Mientras más carbón se adiciones a una aleación de acero, más duro será. Para verificar el grado de dureza generalmente se utilizan las pruebas en unidades Brinel (HB) ó unidades Rockwel C (HRC). Tenacidad: Es el concepto que denota la capacidad que tiene el acero de resistir la aplicación de una fuerza externa sin romperse. En el caso del acero con una concentración mediana de carbón, la tenacidad tiende a ser más alta. Bibliografia https://www.construmatica.com/construpedia/Madera https://www.igraherrajes.com/a-que-no-sabias-esto/propiedades-fisicas-de-la-madera/ https://www.construmatica.com/construpedia/El_Adobe_en_la_Construcci%C3%B3n_para_el_De sarrollo http://repositorio.unc.edu.pe/bitstream/handle/UNC/1996/TESISVARIACION%20DE%20LAS%20PROPIEDADES%20FISICO%20MECANICAS%20DEL%20ADO BE%20AL%20INCORPORAR%20VIRUTA%20Y%20CAUCHO.pdf?sequence=1&isAllowed=y#:~:text=Las%20propiedades%20f%C3%ADsico%2Dmec%C3%A1 nicas%20del,durabilidad%20ante%20condiciones%20de%20saturaci%C3%B3n. https://www.rocasyminerales.net/mamposteria/ https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/norma-minima-mamposteria_mti-mp-001.pdf https://blog.laminasyaceros.com/blog/propiedades-mec%C3%A1nicas-delacero#:~:text=Propiedades%20mec%C3%A1nicas%3A%20Se%20refiere%20a,ser%20sometido %20a%20un%20esfuerzo.
