SESION 01 INTRODUCCION UNIVERSIDAD CESRA VALLEJO

Área encargada
SESIÓN 01:
Materiales de construcción: Naturales y
procesados.
Mgtr. Ing. Victor Hugo Cantu Prado
TECNOLOGIA DEL CONCRETO Y DE MATERIALES

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
INTRODUCCION DE MATERIALES DE CONSTRUCCION

Definiciones
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)

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.

Estados de la materia

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 3000AC 9.500 AC a 1700DC

Los materiales y el desarrollo humano
• 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
1930 a 2000
edad de
silicio y
plásticos
desde 1990
edad
molecular

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

Materiales pétreos
PÉTREOS NATURALES
MARMOL Y PIZARRA
GRANITO
ARENAS, GRAVAS ARCILLAS Y
CALIZAS
PÉTREOSAGLOMERANTES
YESO
CEMENTO
HORMIGÓN
PÉTREOS ARTIFICIALES
VIDRIO
CERÁMICA

Pétreos naturales
Se obtienen de las rocas y se utilizan sin apenas sufrir transformaciones.
Se extraen de las canteras en forma de grandes bloques y losas, o bien en
pequeños fragmentos como la arena y la grava.
Marmol y granito son dos rocas que se caracterizan por su elevada
densidad, tacto frío, duras y gran resistencia a compresión y a los agentes
ambientales.
Las pizarras son duras, densas y compactas, por lo tanto impermeables.
Tanto el granito, como el marmol y la pizarra se utilizan en la construcción.
Las arenas, gravas, arcillas y calizas son rocas sedimentarias originadas
por los fragmentos de rocas de mayor tamaño o acumulación de
sustancias diversas (calizas).

Granito
Diferentes colores de mármol

Materiales pétreos
Su principal uso es en la construcción

Pétreos aglomerantes
Yeso: Se obtiene de la roca algez o piedra de yeso, que se
tritura y se cuece hasta la deshidratación, luego se muele.
Es un material soluble y adherente. Resistente tracción, a la
compresión y al fuego. Produce corrosión en el hierro y acero.
Tiene multitud de usos. Al mezclarlo con agua forma una
pasta fácilde trabajar. También se utilizan prefabricados.

Cemento Se obtiene a partir de la mezcla
triturada y cocida (1250 ºC) de la caliza y la
arcilla. Una vez molida se la añade un poco de
yeso.
Al mezclarlo con agua forma una masa
pastosa grisácea que bien se utiliza como
mortero o bien como aglomerante para otros
materiales.

Concreto: Es una mezcla de grava, arena, agua y cemento. Ofreceuna gran
resistencia a la compresión.
Al añadirle acero corrugado obtenemos concreto armado, con lo que aumenta su
resistencia a la tracción.

Pétreos artificiales
Vidrio
Es un material transparente o
translúcido que puede adquirir diferentes
calidades cromáticas.
Es impermeable, duro, resistente a
condiciones medioambientales y
agentes químicos, aislante eléctrico,
tacto suave, pero muy frágil.
Se obtiene por fusión a unos 1.500 ºC de una mezcla
de arena de cuarzo (SiO2), sosa o
carbonato cálcico (fundente) y caliza
(CaCO3).De este proceso de obtiene la
pasta vitrea.

Vidrio laminado

Pétreos artificiales
Cerámicos Se obtienen a partir de materias primas arcillosas. La arcilla se
moldea y se somete a un proceso de cocción en un horno a elevadas temperaturas.
Se distinguen dos grandes grupos, en función del tipo de arcilla y las condiciones de
cocción:
Cerámicas gruesas
Arcilla cocida
Loza
Refractaria
Gres
Porcelana
Cerámicas finas

Cerámicos
ladrillos
piezas
de hormigón simple
revestimientos

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

Metales
perfiles barras
tubos Laminas
planchas

Son los que se obtienen a partir de minerales.
Tipo
s
Alumini
o Hierro
Acero
El marco de la ventana de
esa casa en obras está
hecho de aluminio.
Materiales metálicos

Polímeros
maderas
Tubos plásticos
perfiles

Compuestos
Concreto armado y
pretensado
madera laminada y
contrachapada
concreto asfaltico Concreto PRFV

Perfil ambiental
Consumo relativo de energía y emisión de CO2
material

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

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

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

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

de observación
Nivel
Estructural
Ensayo de componentes
estructurales

de observación
Nivel
Estructural
Comportamiento
estructural

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

subatómico
atómico
micro estructural
material
estructural

subatómico
micro estructural
material
estructural
atómico

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.

Estudio y ensayo de los materiales
maquinas de ensayo

dispositivos de medición

Electrónico
(micra/nanómetro)
dispositivos de observación
óptico
(milímetro/micra)
atómico
de fuerzas
(nanómetro/amstrong)

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

Métodos
Tradicional : basado en información sobre el comportamiento en servicio de los materiales
en aplicaciones semejantes.
Gráfico: se basa en gráficos en los que se correlacionan las propiedades mas relevantes para
las condiciones de servicio del material

Métodos
Base de datos, catálogos, software : aportados por fabricantes de materiales,
investigaciones, organismos (ASTM, SAE, IRAM, etc).

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).

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.

-RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN:
LOS MATERIALES MÁS RESISTENTES SON LOS PÉTREOS Y
CERÁMICOS. AQUÍ HAY ALGUNAS COMPARACIONES:
Material Resistencia a la
compresión (Mpa)
Concreto 50
Acero 440
Vidrio 1000
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES DE
CONSTRUCCIÓN

-RESISTENCIA A LA TRACCIÓN:
ES EL COMPORTAMIENTO DE UN MATERIAL AL ESTIRARLO. LOS MÁS RESISTENTES SON LOS
PERFILES LAMINADOS DE ACERO, Y LOS MENOS RESISTENTES SON LOS MATERIALES PÉTREOS.
AQUÍ TENEMOS ALGUNAS COMPARACIONES:
Material Resistencia a la
tracción (Mpa)
Concreto 7
Acero 450
Vidrio 50
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES DE
CONSTRUCCIÓN

AGLOMERANTES

ASFALTO

APLICACIONES DEL ASFALTO

CAL

YESO

CEMENTO

AGREGADOS
DEFINICIÓN
Se define como agregado al
conjunto de partículas inorgánicas
de origen natural o artificial cuyas
dimensiones están comprendidas
desde tamaños casi invisibles hasta
pedazos de rocas. Junto con el agua
y el cemento conforman el trío de
materiales necesarios para la
fabricación del concreto.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LOS AGREGADOS
• GRANULOMETRÍA
Deberá permitir obtener la máxima densidad del concreto
con una adecuada trabajabilidad en función de las
condiciones de colocación de la mezcla.

Granulometría de los Agregados

Análisis Granulométricos

Análisis Granulométrico A.Fino

Análisis Granulométrico A.Grueso

Agua
• El agua por emplear en las mezclas de concreto
deberá estar limpia y libre de impurezas
perjudiciales, tales como aceite, ácidos, álcalis y
materia orgánica.

Concreto Simple

Concreto Armado

Concreto Reforzado

Concreto Pretensado

Concreto Postensado

Unidades de Albañilería
• Se conoce como unidades de albañilería al ladrillo de arcilla, bloque o
ladrillo silico calcáreo y bloque de concreto.
• La unidad de albañilería puede ser solida, hueca o tubular.

Unidades de Albañilería

La Madera
La madera es una sustancia fibrosa que se
obtiene directamente del tronco de
los árboles ( ya que es generalmente la única
parte de la que se obtiene
productos comerciales susceptibles de ser
empleados como materiales
Industriales.)

Estructura de la madera
Corteza
Corteza
interna, floema
o líber
Cambium
Médula
Albura o leño
Anillos de crecimiento
Duramen

PROPIEDADES
Propiedades
FÍSICAS MECÁNICAS
Densidad Conductividad Inflamabilidad Dureza Flexibilidad Hendibilidad

TIPOS DE MADERAS
• Las vamos a clasificar siguiendo el punto
de vista de su grado de manipulación en dos
grandes grupos:
• Maderas naturales.
• Pino.
• Haya
• Roble.
• Nogal.
• Tableros manufacturados.
• Contrachapado.
• Aglomerado.
• Conglomerado.

• Se fabrican a partir de maderas de baja calidad o de los
restos del aserrado de los árboles.
• Los más utilizados por la industria son:
• Contrachapado.
• Aglomerado.
• Conglomerado.
TABLEROS MANUFACTURADOS

FORMAS COMERCIALES

El Acero
• El acero es el principal material metálico
empleado en la construcción, con el que se
elaboran los perfiles que forman las
estructuras del edificio y las varillas usadas
en el hormigón armado.

Propiedades Mecánicas del Acero

Rango de Comportamiento Elástico

Esfuerzo de Fluencia

Resistencia a la Rotura

PLASTICOS
Los plásticos son un conjunto de materiales de origen
orgánico y de elevado peso molecular. Están compuestos
fundamentalmente de carbono y otros elementos como el
hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno o el azufre. A estos
compuestos se les denomina polímeros.

• Los plásticos se obtienen mediante
polimerización de compuestos
derivados del petróleo y del gas
natural.
• La polimerización es una reacción química mediante la cual
un conjunto de moléculas de bajo peso molecular(
monómeros) se une químicamente para formar una
molécula de gran peso (polímero).
ETILENO

CLASIFICACIÓN DE LOS PLÁSTICOS
Según la disposición de las moléculas que forman el polímero se distinguen tres grupos de
plásticos:
Termoestables Termoplásticos Elastómeros
Las macromoléculas están
dispuestas libremente sin
entrelazarse. Tienen la
propiedad de reblandecerse
con el calor, adquiriendo
una forma que conserva al
enfriarse.
Sus macromoléculas se
entrecruzan formando una red.
Debido a esta disposición sólo
se les puede dar forma una vez.
Un segundo calentamiento
produciría su degradación.
Las macromoléculas están
ordenadas formando una
red de pocos enlaces.
Recuperan su forma y
dimensiones cuando la
fuerza que actúa sobre ellos
cede.

Plásticos
Termoestables Termoplásticos Elastómeros
Resina
de
poliéster
Resina epoxi
Baquelita
Poliestireno
PVC
Nailon
Polietileno
Polipropileno
Caucho
Neopreno
Silicona
Melamina
CLASIFICACIÓN DE LOS PLÁSTICOS

1.Cimientos.
2.Estructura: pilares, vigas y
viguetas. 3.Suelos y techos.
4.Muros
externos.
5.Ventanas.
6.Cubierta.
7.Muros
interiores.
ELEMENTOS DE UN EDIFICIO

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