El documento proporciona información sobre los materiales utilizados en la construcción civil. Define los términos material, obra y materia. Explica que los materiales deben soportar esfuerzos y condiciones ambientales a lo largo de su vida útil, manteniendo sus propiedades, y deben armonizar con el entorno y respetar el medioambiente. Además, describe la ciencia, tecnología e ingeniería de los materiales y cómo estudian la relación entre estructura y propiedades.

1. Definiciones
Material:
 perteneciente o relativo a la materia.
 cada una de las materias que se necesitan para una
obra.
Materia:
 realidad espacial y perceptible por los sentidos de la
que están hechas las cosas que nos rodean y que,
con la energía, constituye el mundo físico
Obra:
 cosa u objeto, hecho o producido por un agente
 edificio en construcción

2. Los materiales empleados en la construcción de obras civiles
(edificios, puertos, puentes, presas, caminos, canales, conductos,
túneles, etc.) deben poseer las siguientes aptitudes:
• capaz de soportar los esfuerzos a los que estarán sometidos
durante su vida en servicio, sin grandes deformaciones
(resistencia, rigidez, estabilidad volumétrica)
• capaz de soportar las acciones del medioambiente manteniendo
sus propiedades a lo largo de su vida en servicio (durabilidad).
• capaz de armonizar con el entorno arquitectónico (estética)
• capaz de respetar al medioambiente (sustentabilidad)

3. Ciencia, tecnología e ingeniería de los materiales
• La ciencia de los materiales investiga la relación entre la
estructura y las propiedades de los materiales.
• La ingeniería de los materiales se fundamenta en las relaciones
propiedades-estructura y diseña o proyecta la estructura de un
material para conseguir un conjunto predeterminado de
propiedades.
• La tecnología de los materiales es el estudio y puesta en
práctica de técnicas de análisis y ensayos para el desarrollo,
caracterización y selección de los materiales.

4. Estados de la materia

5. Historia de los materiales
edad
de
piedra
edad
de los
metales
• materiales naturales
• cueros
• rocas
• madera
• arcillas
• uso según el material
• útiles de caza y herramientas
• vivienda y monumentos
• materiales artificiales
• cobre
• bronce
• hierro
• ladrillos cerámicos
• morteros
• técnicas de fabricación
• aleaciones
• uso según el material
• útiles de guerra, estructuras
agricultura, herramientas
complejas
edad
del
acero
• tecnologías de fabricación
• aceros aleados
• tratamientos térmicos
• leyes fundamentales de la física
y la química
• tabla periódica, rayo x, microscopio
estructura cristalina.
• técnicas caracterización y ensayos.
• diseño de material según uso
• revolución industrial
• máquinas y herramientas
• estructuras de grandes luces
• hormigón armado y pretensado
1700 a 1950 DC
2.500.000 a 3000 AC 9.500AC a 1700 DC

6. Los materiales y el desarrollo humano
1930 a 2000
edad
de silicio y
plásticos
desde 1990
edad
molecular
• ciencia de los materiales
• materiales compuestos
• materiales sintéticos
• petroquímica y polímeros
• electrónica
• informática
• comunicaciones
• superconductores
• recursos naturales
• medio ambiente
• nanotecnología
• biomateriales
• materiales adaptativos
• materiales autorreparables
• materiales de altas prestaciones

7. Clasificación de los materiales
Materiales naturales
• Se encuentran en la naturaleza.
• Constituyen los materiales básicos para fabricar los demás productos.
•En ocasiones estos recursos son limitados y se pueden agotar, en otras ocasiones pueden
reciclarse o reutilizarse.
•El reciclado o reciclaje es una buena solución para preservar el medio natural y ahorrar
recursos naturales, al mismo tiempo que se reducen costos.
• Ejemplos: la madera, las rocas, la lana, la arcilla, etc.
Materiales artificiales
•Se obtienen a partir de otros materiales que se encuentran en la naturaleza y no han
sufrido transformación previa. También reciben este nombre los productos fabricados con
varios materiales que sean en su mayoría de origen natural.
• Ejemplos: el hormigón, el acero
Materiales sintéticos
•Están fabricados por el hombre a partir de materiales artificiales. No se encuentran en la
naturaleza ni tampoco los materiales que los componen.
• Ejemplo: los plásticos

8. Clasificación de los materiales
• Metales
• Compuestos
Ferrosos: aceros y fundiciones
No Ferrosos: aleaciones de aluminio, bronce
Cristalinos: porcelanas, refractarios, rocas
• Cerámicos
No cristalinos: vidrios, cemento hidratado
Naturales: madera, fibras naturales, petróleo
• Polímeros
Sintéticos: plásticos, asfalto, resinas epoxi, neopreno
Reforzados con partículas: hormigón, concreto asfáltico
Reforzados con fibras: HRF, PRFV, hormigón armado
Laminados: enchapados

9. Metales
perfiles barras
tubos chapas

10. Cerámicos
ladrillos piezas
de hormigón simple
revestimientos

11. Polímeros
maderas
Tubos plásticos
Perfiles de PVC

12. Compuestos
hormigón armado
y pretensado
madera laminada
y contrachapada
concreto asfaltico hormigón PRFV

13. Propiedades de los materiales
• Físicas densidad, permeabilidad (gases, líquidos, radiaciones),
térmicas (dilatación, conductividad, calor especifico),
magnéticas, ópticas, eléctricas, etc.
• Químicas punto de fusion, ebullición, resistencia a la corrosión,
pH, reactividad, solubilidad, difusión, etc.
• Mecánicas resistencia, tenacidad, resiliencia, ductilidad, rigidez,
dureza, creep, extensibilidad, etc.
• Tecnológicas maleabilidad, templabilidad, trabajabilidad, mecanibilidad
soldabilidad, etc.
• Ecológicas toxicidad, biodegrabilidad, reciclabilidad, renovabilidad

14. Propiedades de los materiales
• buena resistencia a la
tracción y compresión
• conducen el calor y la
electricidad
• son dúctiles y tenaces
• baja resistencia a la
corrosión
• sufren fatiga
• elevado punto de fusión
• sufren creep a alta
temperatura
• son densos y rígidos
• buena resistencia a la
compresión y baja
resistencia a la
tracción y flexión
• buena resistencia a
las altas temperaturas
• son frágiles
• no sufren corrosión
• son porosos
• elevado punto de
fusión
• son densos y rígidos
Metales Cerámicos Polímeros
• moderada y baja
resistencia y rigidez
• baja resistencia a las
altas temperaturas
• son aislantes
• buena resistencia
química con el medio
ambiente
• son livianos
• bajo punto de fusión y
elevado coeficiente de
expansión térmica
• sufren creep a
temperatura ambiente
• son combustibles

15. Niveles de organización de la materia y
niveles de observación
Nivel
Atómico
Nivel
Micro estructural

16. Niveles de organización de la materia
y niveles de observación
Nivel
del
Material
Ensayo de materiales

17. Niveles de organización de la materia
y niveles de observación
Nivel
Estructural
Ensayo de componentes
estructurales

18. Niveles de organización de la materia
y niveles de observación
Nivel
Estructural
Comportamiento
estructural

19. Niveles de organización de la materia
subatómico atómico
micro estructural
material
estructural

20. Niveles de organización de la materia
subatómico atómico
micro estructural
material
estructural

21. Niveles de organización de la materia
subatómico atómico
micro estructural
material
estructural

22. subatómico
micro estructural
material
estructural
atómico
Niveles de organización de la materia

23. Propiedades y micro estructura
Efecto de la velocidad de solidificación en la micro estructura
y dureza de un acero

24. Propiedades y micro estructura
Efecto del tamaño de grano en la dureza de un acero ferrifico

25. Propiedades y micro estructura
Efecto del Nb en la microestructura y resiliencia de un acero ferrifico

26. Propiedades y micro estructura
Efecto de la deformación del grano en las propiedades de un acero

27. Propiedades y micro estructura
Efecto del tamaño de grano en la resistencia de una cerámica densa

28. Propiedades y micro estructura
Efecto de la porosidad en la resistencia de una fundición de aluminio

29. Propiedades y micro estructura
Efecto de la porosidad en la resistencia de mortero de cemento portland

30. Propiedades y micro estructura
Efecto de la porosidad en la conductividad térmica

31. Propiedades y micro estructura
Efecto del contenido de carbono en la microestructura del acero

32. Propiedades y micro estructura
Efecto del contenido de carbono en las propiedades del acero

33. Defectos de los materiales
Defectos de superficie: Limites de grano

34. Defectos de los materiales
Defectos cristalinos puntuales
Oxido de cobre: vacante de cobre

35. Defectos de los materiales
Superaleación de Ti
Defectos cristalinos lineales

36. Defectos de los materiales
Huecos, poros y microfisuras
microfisuras y huecos en un
acero a alta temperatura
microfisuras y poros en un
Ladrillo ceramico

37. Estudio y ensayo de los materiales
• Se realizan para determinar las características de los materiales
• Se realizan para juzgar si el material cumple con las propiedades
especificadas.
• Forman parte de los procedimientos para el control de producción
• Pueden ser destructivos o no destructivos
• Se deben realizar sobre muestras representativas
• Los resultados se analizan estadísticamente
• Se hacen en laboratorio o en obra
• Se aplican equipos y procedimientos normalizados
• Ejemplos: tracción de aceros, compresión de hormigón, flexión de madera, densidad de agregados,
viscosidad de asfaltos, desgaste de baldosas, compresión de ladrillos, composición química cementos,
penetración de asfaltos, petrográficos, etc.

38. Estudio y ensayo de los materiales
maquinas de ensayo

39. Estudio y ensayo de los materiales
dispositivos de medición

40. Estudio y ensayo de los materiales
Electrónico
(micra/nanómetro)
dispositivos de observación
óptico
(milímetro/micra)
atómico
de fuerzas
(nanómetro/amstrong)

41. Modelación numérica de los materiales

42. Modelación numérica de los materiales

43. Selección de los materiales
Debemos tener en cuenta las siguiente factores
• tipo de solicitación a que estará sometido
• condiciones de agresividad del medio ambiente
• condiciones climáticas
• vida en servicio
• requerimientos estéticos
• requerimientos ambientales y energéticos
• metodología constructiva de la obra
• tiempo de ejecución de la obra
• calificación de la mano de obra
• balance económico (costo de puesta en obra y mantenimiento)
• otros

44. Normas y especificaciones
Son documentos aprobados por un organismo reconocido que establece las
características y propiedades que hay que cumplir en determinados productos,
procesos o servicios, incluyendo los métodos de evaluación
Las normas resultan fundamentales para programar los procesos de producción y
asegurar la calidad.
Se crean con el consenso de todas las partes interesadas e involucradas en
una actividad (fabricantes, administración, consumidores, laboratorios, centros de
investigación).
Deben aprobarse por un Organismo de Normalización reconocido.
Se identifican por siglas según el Organismo que lo apruebe: IRAM, ASTM, UNE, etc.

45. Control de calidad
Son los procedimientos, métodos y técnicas de evaluación que se aplican para poder
determinar si un producto o servicio cumple o no cumple con la calidad especificada.
El control de calidad aplica técnicas de muestreo, ensayo, análisis de resultados y
criterios de conformidad.
El control de calidad incluye el control de producción, el control de recepción y el
control de auditoría.
Se lleva adelante mediante planes de Inspección y Ensayo
Es independiente a la producción
Se aplican Normas y procedimientos estandarizados.