CURSO: TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES
DOCENTE: ING FERNANDO GARNICA CUBA
TEMA: MATERIALES PETREOSALUMNO: DIEGO LEANDRO ALEGRE POLANCO
AREQUIPA-PERU
2014
MATERIALES PETREOS
Los materiales ptreos del latn petreus son lo que tienen origen
de la roca de una piedra o de un peasco mayormente se encuentran en
formas de bloques losetas o fragmentos de distintos tamaos
principalmente de la naturaleza, de igual manera existen los
procesados los cuales son fabricados por el hombreNaturales:
localizados en yacimientos naturales
Artificiales: macizos rocosos para lograr obtener se utiliza
materiales detonantes
PIEDRAS NATURALESLaPiedra se ha utilizado como Material de
Construccin desde la era prehistrica. La utilizacin de la piedra
natural en construcciones es tradicional en sitios donde la
presencia de piedra es abundante debido a su durabilidad. Las
condiciones que se tienen en cuenta a la hora de seleccionar como
material estructural son el coste, diseo, valor ornamental y
durabilidad.
La piedra ha perdido importancia debido al Cemento y Acero ya
que la construccin con piedra requiere mucho ms tiempo de ejecucin.
Sin embargo se puede ver su presencia y se debera de utilizar en
pases empobrecidos por su altsima calidad. En la India se utiliza
como Solados, y como Muros o paredes de edificios, etc..
La utilizacin de la piedra depende de la naturaleza del trabajo,
tipo de estructura en la cual se va a utilizar, disponibilidad y
coste del transporte. Como material estructural las piedras ms
utilizables son: el granito, gneis, arenisca, caliza, mrmol,
cuarcita y pizarra.
Se pueden distinguir diferentes aplicaciones como:
Cimentaciones y Paredes: Piedras de canteras, partidas y
cortados mediante sierras se utilizan para construir estructuras
subterrneas de los edificios. Las piedras partidas y cortadas como
la calizas, areniscas, dolomitas y volcnicos se utilizan para
paredes, pilares, etc.
Fachadas y Elementos Arquitectnicos: piedras de fcil pulido y
agradable textura.
Elementos de Edificios: escaleras, descansillos, parapetos, etc.
son fabricados de granito, mrmol, caliza etc. Las losas y piedras
para los dinteles de puertas y ventanas, cornisas son hechos con
las mismas losas que la fachada.
Estructuras Subterrneas y Puentes: se construyen con rocas de
ignicin y sedimentacin. Tneles y partes inferiores de los puentes
se construyen con granito, diorita, garbo y basalto. Las piedras
vistas y de fachada para tneles y puentes son hechas con piedras
con surcos y acabados onduladas.
ROCAS IGNEAS
Las rocas gneas se forman por el enfriamiento y la solidificacin
de materia rocosa fundida, el magma. Segn las condiciones bajo las
que el magma se enfre, las rocas que resultan pueden tener
granulado grueso o fino.
Las rocas gneas se subdividen en dos grandes grupos:
Las rocas plutnicas o intrusivas fueron formadas a partir de un
enfriamiento lento y en profundidad del magma. Las rocas se
enfriaron muy despacio, permitiendo as el crecimiento de grandes
cristales de minerales puros.
Las rocas volcnicas o extrusivas, se forman por el enfriamiento
rpido y en superficie, o cerca de ella, del magma. Se formaron al
ascender magma fundido desde las profundidades llenando grietas
prximas a la superficie, o al emerger magma a travs de los
volcanes. El enfriamiento y la solidificacin posteriores fueron muy
rpidas, dando como resultado la formacin de minerales con grano
fino o de rocas parecidas al vidrio. Ejemplos: basalto y
riolita.
Existe una correspondencia mineralgica entre las rocas plutnicas
y volcnicas, de forma que la riolita y el granito tienen la misma
composicin, as como el gabro y el basalto. Sin embargo, la textura
y el aspecto de las rocas plutnicas y volcnicas son diferentes. Las
rocas gneas, compuestas casi en su totalidad por silicatos, pueden
clasificarse segn su contenido de slice. Las principales categoras
son cidas o bsicas. En el extremo de las rocas cidas o silceas estn
el granito y la riolita, mientras que entre las bsicas se
encuentran el gabro y el basalto. Son de tipo intermedio las
dioritas y andesitas. El vidrio volcnico se llama obsidiana. Tiene
color oscuro y un brillo vtreo caracterstico. Los magmas tambin
pueden cristalizar en el interior de grietas o fracturas en las que
las presiones y temperaturas no son tan elevadas como las que
soportan las rocas plutnicas durante su formacin, ni tan bajas como
las de las rocas volcnicas. En este caso las rocas resultantes se
denominan ROCAS FILONIANAS.Se llaman prfidos a las rocas que
presentan grandes cristales de un mineral envueltos en una "pasta"
de pequeos cristales de otros minerales. Las pegmatitas se
reconocen fcilmente por presentar grandes cristales de cuarzo,
feldespatos y micas.
ROCAS IGNEAS EXTRUSIVAS
ORIGEN:
PIROCLASTOS fragmento solido de mineral volcnico expulsado por
una columna eruptiva fragmentos de roca gnea volcnica
solidificada
LAVA es el magma que durante el periodo de ascenso a travs de la
corteza terrestre alcanza a la superficie
ROCAS PIROCLASTICAS como su nombre lo indica es la combinacin de
rocas con el piroclasto un ejemplo seria la ceniza o las
ignimbritasCLASIFICACION TEXTURAL DE LOS PIROCLASTOS CENIZAS
Partculas de menos de 2mm de dimetro. Pueden ser microscpicas.
LAPILLIS Trmino de origen italiano, plural, (el singular sera
lapillo). Se trata de fragmentos de entre 2 y 64 mm. BOMBAS
Fragmentos de ms de 64 mm de dimetro. BLOQUES
ROCAS SEDIMENTARIASLas rocas originadas a partir de la
consolidacin de fragmentos de otras rocas, de restos de plantas y
animales o de precipitados qumicos, se denominan ROCAS
SEDIMENTARIAS.
ROCAS SEDIMENTARIAS DETRTICAS son las formadas a partir de la
sedimentacin de trozos de otras rocas despus de una fase de
transporte. La clasificacin de estas rocas se basa en los tamaos de
los trozos que las componen. Las constituidas por trozos de tamao
grande son los conglomerados, las areniscas poseen granos de tamao
intermedio y los limos y arcillas poseen trozos muy pequeos.
ROCAS SEDIMENTARIASQUMICAS Y ORGNICAS son las formadas a partir
de la precipitacin de determinados compuestos qumicos en soluciones
acuosas o bien por acumulacin de substancias de origen orgnico. Un
tipo muy comn es la roca caliza, formada en su mayor parte por
restos de organismos como corales, algas, etc. aunque tambin puede
originarse por precipitacin de cementos calcreos. Las tobas
calcreas son rocas muy porosas y con abundantes restos vegetales
que se originan en los ros cuando el carbonato de calcio precipita
sobre la vegetacin.
Los carbones y petrleos son rocas sedimentarias orgnicas
originadas a partir de la acumulacin de restos de materia orgnica.
Poseen un enorme inters econmico.
ROCA METAMORFICA
Cualquier roca cuando se somete a intensas presiones y
temperaturas sufre cambios en sus minerales y se transforma en un
nuevo tipo que llamamos ROCA METAMRFICA.
El proceso metamrfico se realiza en estado slido, es decir las
transformaciones se producen sin que la roca llegue a fundirse. La
mayora de las rocas metamrficas se caracterizan por un
aplastamiento general de sus minerales que hace que se presenten
alineados. Esta estructura caracterstica que denominamos foliacin
se ve muy bien en rocas como las pizarras, los esquistos y los
gneises.
Las pizarras son arcillas metamorfizadas. Presentan foliacin muy
recta, paralela y prxima. Generalmente son oscuras y con frecuencia
contienen fsiles.
Los esquistos son rocas que han sufrido un metamorfismo ms
intenso. Presentan foliacin algo deformada y los fsiles que pudiera
haber en la roca original desaparecen durante el proceso
metamrfico.
El Gneis es una roca que ha sufrido un metamorfismo muy intenso.
Sus principales minerales son el cuarzo, los feldespatos y las
micas (como el granito) pero se presentan orientados en bandas
claras y oscuras.
Otras rocas metamrficas muy comunes son:
El mrmol: se trata de rocas carbonatadas (como las calizas) que
han sufrido metamorfismo y presentan un aspecto cristalino
caracterstico.
La cuarcita: son areniscas ricas en cuarzo metamorfizadas.
El metamorfismo puede ocurrir en diferentes ambientes
terrestres, por ejemplo a ciertas profundidades las rocas sufren
cambios debidos al peso de los materiales que hay por encima y a
las grandes temperaturas. Tambin se produce metamorfismo en los
bordes de las placas tectnicas debido fundamentalmente a las
grandes presiones que actan y tambin en los alrededores de los
magmas gracias a las grandes temperaturas reinantes.
CARACTERSTICAS DE LA BUENA PIEDRA PARA CONSTRUIRPara la adecuada
utilizacin de la piedra se han de conocer algunas de sus
Propiedades Bsicas tales como: la apariencia, estructuras,
resistencia, peso, dureza, tenacidad, porosidad y absorcin (un
parmetro de gran influencia en la durabilidad), erosin,
trabajabilidad, Resistencia al fuego, densidad, conductividad
trmica.
Caractersticas de la buena piedra para construir Las propiedades
que han de tener las piedras son:
Apariencia: para trabajos de fachada (piedra vista), debe de
tener una textura adecuada y compacta. El color claro es ms
adecuado ya que es ms durable.
Estructura: La piedra partida no debe tener un color apagado y
debe tener una textura libre de cavidades, fisuras, y libre de
material blando. Las estratificaciones no han de ser visibles a la
vista.
Resistencia: La piedra ha de ser fuerte y durable a la
resistencia a la accin de desintegracin del tiempo. La resistencia
a la compresin de las piedras de los edificios, en la prctica
oscila entre 60 y 200 N/m2.
Peso: Es el indicativo de la porosidad y densidad. Para la
estabilidad de una estructura como un dique, represa, etc... Se
requieren piedras ms densas, sin embargo para la construccin de
cpulas, arcos, etc... Se necesitan menos densas.
Dureza: Esta propiedad es muy importante para suelos,
pavimentos, carril (pista) de puentes, etc. Se determina por la
escala de Mosh.
Tenacidad: La resistencia al impacto que tiene la piedra.
Porosidad y absorcin: La porosidad depende de la componente
mineral, tiempo de enfriamiento y forma estructural. Una piedra
porosa se desintegra o de producen fisuras internas al congelarse
el agua que tiene absorbida debido al aumento del volumen.
La capacidad de absorcin mxima admitida para algunas piedras est
definidas en la siguiente tabla,Absorcin de Agua por Volumen a 24
Horas Sumergida
NmeroTipo de PiedraAbsorcin de Agua (%)
1Arenisca10
2Caliza10
3Granito1
4Trap6
5Esquisto10
6Gneis1
7Pizarra1
8Cuarcita3
Erosin: La resistencia a la erosin a causas naturales debe ser
alta.
Trabajabilidad: Ha de ser econmicamente viable a cortar, darle
la forma y tamao adecuado.
Resistencia al fuego: Las piedras han de estar libre de
carbonato clcico, xidos de hierro, y minerales con coeficiente de
expansin trmica. Las rocas de ignicin presentan desintegracin
debido al cuarzo el cual se desintegra en pequeas partculas a
temperaturas de 575 C. La caliza, sin embargo, puede resistir
temperaturas un poco ms elevabas: alrededor de 800 C se
desintegra.
Densidad: la densidad de todas las piedras es de 2.3 a 2.5
Kg/dm3.
Movimiento trmico: pueden causar problemas por ejemplo en
uniones cuando aparece la lluvia. El mrmol tiene variaciones cuando
est expuesto al calor se expande, al enfriarse no vuelve al estado
inicial.
Entre los ensayos se podran destacar la densidad, absorcin de
agua, resistencia a la heladas, resistencia al ambiente (podra ser
cida), determinacin de la cristalizacin y la resistencia a
compresin que se debern de determinar para evitar el deterioro de
la piedra y ampliar su durabilidad.DETERIORO Y DURABILIDAD
DETERIORO DE LA PIEDRALluvia: La lluvia afecta tanto fsicamente
como qumicamente a la piedra. La accin fsica es debido a la erosin
y capacidad de transporte de la descomposicin, oxidacin e
hidratacin de los minerales presentes en la piedra.
Heladas: el agua interna de las piedras se congela y al
expandirse produce fisuracin.
Viento: El arrastre de partculas slidas produce abrasin.
Cambio de Temperaturas: Si las rocas estn producidas con
minerales de diferentes coeficientes lineales de expansin, puede
ocurrir un deterioro.
Vegetales: los materiales orgnicos e inorgnicos en contacto con
humedad o agua de lluvia puede producir el comienzo de un proceso
bacteriolgico, lo que produce una descomposicin.
Descomposicin Mutua: la utilizacin de diferentes tipos de
piedras a la vez, produce la descomposicin mutua. Por ejemplo, la
arenisca de utiliza bajo la caliza, el agua de lluvia que cae sobre
la caliza es arrastrado a la arenisca y se descompone.
Agentes Qumicos: hongos, cidos, hongos cidos en la atmsfera
deterioran la piedra. Las piedras compuestas de CaCO3, MgCO3 son
afectadas negativamente.
Lichens: Destruye la piedra caliza, sin embargo protege el resto
de las piedras.
DURABILIDAD DE LA PIEDRA.Piedras con capacidad muy alta de
absorcin de agua no deben utilizarse, o estar expuestas a ambientes
de hielo-deshielo. La piedra porosa es menos durable que la piedra
densa. Las piedras con poros tortuosos son ms perjudiciales que los
que tienen la misma porosidad pero con los poros rectos.
La pirita, magnetita y el xido de hierro carbonatado causan
decoloracin de las piedras en las cuales estn presentes.PRESERVACIN
DE LA PIEDRALa piedra se debe de trabajar en seco con la ayuda de
un soplete, y entonces se le aplica en la superficie un
revestimiento de parafina, aceite, pintura clara, etc. Este
revestimiento es temporal y no permanente.
La estructura de piedra para mantenerlo en condiciones se ha de
limpiar. La mejor manera para preservar la piedra es limpiar con
una suave solucin de silicato sdico o potsico y una vez seco se
aplica la solucin CaCl2. A estas dos soluciones se le llama lquido
de Szerelmy. La solucin de silicato de calcio forma una insoluble
capa que protege la piedra.
SELECCIN DE LA PIEDRALa condicin de eleccin es el coste, diseo,
valor ornamental y la durabilidad. En el caso de su eleccin el
coste es en general la condicin ms importante. El trabajo que
requiere la piedra en tallarlo etc. es ms costoso que el valor de
la piedra en s.
Los trabajos que se han de realizar son:
Corte:Se realiza a pie de cantera para evitar bloques
excesivamente grandes y de difcil transporte. Con sierras de
dientes en las rocas blandas y helicoidales en las duras.
Desbaste:Para dar a las piezas unas dimensiones aproximadas a su
perfil definitivo, se procede al desbaste, debido a su
irregularidad.
Acabado:consiste en dar a la piedra las medidas exactas y el
aspecto exterior deseado antes de su colocacin en obra.
Talla:Le da un aspecto exterior totalmente acabado. Mediante
punteros o dosis de pulir.
Es muy importante elegir la piedra sabiendo al ambiente que
estar expuesto. Se ha de tener claro la clasificacin de las piedras
y sus propiedades.LAS APLICACIONES GENERALES DE LOS MATERIALES
PTREOSAdoptan la denominacin del tipo de pieza utilizada en su
realizacin.
Dividimos esta aplicacin en cuatro tipos distintos, segn la
funcin a cumplir en una obra:
Fbricas (elementos que aguantan cargas)
Pavimentos (sueles tanto interiores como exteriores)
Cubiertas
Aplacados (revestimientos verticales en paramentos exteriores,
cuya misin es de proteccin a los agentes atmosfricos).
FBRICAS DE PIEDRALas fbricas de piedra, son los elementos
constructivos realizados con piezas aparejadas en seco o con
mortero y que resisten mecnicamente a Compresin (Muros, pilares,
arcos, bvedas,...) Se realizan con Piedra, Ladrillos, bloques...
limitndonos en este apartado al estudio de la piedra, actualmente
en desuso, pero de importancia fundamental en las historia de la
construccin
Morfologa. Existen tres tipos bsicos de piezas para fbricas segn
el grado de labra y tamao:
Mampuesto: Piedra sin labra y labrada de forma tosca solo a una
cara y manejable a mano. Se utiliza para la realizacin de muros
procurando que encajen entre ellos o rellenando los huecos con
piedra pequea o ripios.
Sillarejo: Son piedras labradas a esquina viva, de forma ms o
menos paraleleppedo, regularmente trabajadas y manejables a mano.
Se disponen en obra en aparejos de igual altura.
Piedras muy trabajadas, normalmente de forma paraleleppedo
aunque pueden adoptar otras muy diversas segn su disposicin en obra
(cilndrica, hexagonal,...) Su manejo no puede realizarse a mano
debiendo utilizarse medios mecnicos como gras para su manipulacin y
colocacin.
Su cara vista se llama paramento, las laterales juntas, el
superior sobrelecho y el inferior lecho. Su volumen es variable
pero superior a los 50 dm3 y sus dimensiones a los 40 cm en dos de
ellas como mnimo.
Exigencias
Fsicas: Cierta dureza pero fcil labra, adherencia amorteros, no
ser heladizas.
Mecnicas: Resistir a compresin superior a 500 Kg / cm 2
Qumicas: Resistir agentes atmosfricos.
Materiales
Calizas y tobas compactas: Dan buena labra y resistencia
mecnica. Dbiles qumicamente
Areniscas: Buena adherencia al mortero. Las de alta porosidad
son heladizas. Buena labra.
Silceas: Gran resistencia qumica. Duras y poco adherentes a
morteros.