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• Jose Tucto Ramos

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MATERIALES DE CONSTRUCCION

INTRODUCCION

Catedrático: Ing. Alejandro Vildoso Flores

MATERIALES ¿ Que opinas del video que vas a visualizar?

https://www.youtube.com/watch?v=i0rqtdbV1hU Unos minutos para deliverar

De acuerdo a lo visto y concluído: ¿ QUE ES LO QUE DEBERIA OFRECER UN INGENIERO CON SU TRABAJO?

CALIDAD ¿ Y esa calidad, como se va adquiendo? CONOCIENDO LAS CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES Y EQUIPOS.

MATERIAL

La palabra material proviene del término latino materialis y hace referencia a lo que tiene que ver con la materia, por su parte, es aquello que se opone a lo abstracto o espiritual.

Mapa Conceptual

El uso que se le da al término en la Ingeniería, define a los materiales como sustancias con cualidades útiles que pueden ser térmicas, mecánicas o de otra clase. Ejemplo: Ladrillos de construcción, drywall, madera, etc…

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES Es el estudio fisico-quimico, analisis mediante ensayos y desarrollo de los materiales. Los Ingenieros, nos basamos en resultados, los cuales son tangibles de acuerdo a los ensayos y análisis utilizados.

Materiales mas comunes en la Construcción: • Arena: Se utiliza para la elaboración de morteros y concreto.

• Arcilla : Base para la obtención de ladrillos de arcilla, tejas y afines.

• Piedra : Uno de los componentes importantes para la obtención del CONCRETO o trabajos de mampostería.

• Yeso : Material usado para revestimiento.

• Cal : Se usa mucho en la estabilización de suelos.

• Cemento: Material de construcción de alta calidad, compuesto principalmente de clinker.

• Concreto: Es la unión de cemento, agua, aditivos, piedra y arena.

• Acero Corrugado: Es un acero laminado en caliente, para junto al concreto, formar el CONCRETO ARMADO, siendo el acero quien da la propiedad de tracción al sistema, ya que el concreto solo, no la posee, solo tiene a la compresión.

¿Que opinas del siguiente video? ¿Que relación le encuentras con la TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES?

• Acero Estructural: El acero A36, es una aleación de acero al carbono, acero dúctil (soldable) para construcciones metálicas, cuya densidad es 7850 kg/m³ y limite de fluencia mínimo de 250 MPA (36 ksi (kilo libra/pulg2)).

• Soldadura: La soldadura es el material de aporte, que sirve para que dos piezas de acero se unan y formen una sola pieza monolítica, a través de un sistema de fusión facilitado con un fundente de un material externo de acero, al que se le llama MATERIAL DE APORTE.

ENSAYOS EN LOS MATERIALES

Prueba o pruebas, cuyo fin es determinar las propiedades de un material. Existen distintos ensayos, que nos darán las diferentes propiedades y características del material.

Existen diversas clasificaciones de los ensayos de Materiales como:

a. En función del deterioro (Destructivos y END).

del

material

Algunos ensayos destructivos para el concreto

Algunos ensayos destructivos para el acero

Algunos ensayos no destructivos

b. En función de la finalidad del ensayo (Técnicos y Científicos).

c. En función de la propiedad a determinar: • • •

Ensayos Químicos Ensayos Físicos Ensayos Mecánicos :

Ensayos de Dureza Ensayo de Tracción Ensayo de Tensiones Múltiples

¿ Que resultados obtenemos al juntar uno o mas de los materiales antes mencionados?

Edificaciones de Concreto

Puentes

Concreto

Acero

CONSTRUCCIONES EN ESTRUCTURAS METALICAS

Sacar una hoja de papel y resolver estas pequeñas preguntas: 1. 2. 3. 4.

¿ Qué es lo que ofrece un ingeniero?. ¿ En que nos basamos los ingenieros? ¿Podrías nombrarme tres tipos ensayos?. ¿Que resultado obtenemos al juntas dos o mas materiales explicados anteriormente? Dar solo tres ejemplos

GRACIAS

MATERIALES DE CONSTRUCCION

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Catedrático: Ing. Alejandro Vildoso Flores

VER EL SIGUIENTE VIDEO

https://www.youtube.com/watch?v=-8yzN8OXwR0

PREGUNTAS •

¿Qué son materiales de construcción?

•

¿Cuáles son las propiedades generales de los materiales? Nombrarlas.

•

¿Cuáles son las propiedades que nos permiten fijar criterios de utilización en los materiales?

•

¿Cuáles son las propiedades físicas de los materiales?

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Conjunto de sustancias primarias que a través de procesos más o menos complejos de transformación, son utilizados para la obtención de un componente constructivo.

Propiedades generales de los materiales de la construcción Propiedades Físicas Aquellas que no afectan a la estructura y composición de los cuerpos. 1/Morfología 2/Dimensiones 3/Peso Específico 4/Compacidad 5/Porosidad 6/ Higroscopicidad 7/Grado de Humedad 8/Permeabilidad 9/Absorción 10/Adsorción Propiedades Mecánicas La resistencia que ofrecen los materiales al ser sometidos a determinados esfuerzos exteriores: 1/Resistencia 2/Elasticidad 3/Plasticidad 4/Tenacidad 5/Fragilidad 6/Dureza 7/Isotropía 8/Anisotropía 9/Rigidez Propiedades Especiales 1/Térmicas 2/Dilatabilidad 3/Químicas 4/Acústicas 5/Eléctricas 6/Ópticas

•

Propiedades Tecnológicas indican la mayor o menor disposición de un material para poder ser trabajado de determinada forma: 1/Forjabilidad 2/Maleabilidad 3/Ductibilidad 4/Soldabilidad 5/Plasticidad 6/Facilidad de labra 7/Hendibilidad 8/Aserrabilidad 9/Cortabilidad 10/Cepillado 11/Pulido 12/Teñido 13/Clavabilidad 14/Atornillado 15/Encolado • Propiedades Organolépticas 1/Visión 2/Tacto 3/Olfato 4/Oído

Las propiedades nos permiten fijar criterios de utilización:

1. Qué utilizamos (físicas, térmicas, organolépticas) 2. Cuánto utilizamos (mecánicas)

3. Cómo utilizamos (tecnológicas)

Propiedades Físicas 1/Morfología 2/Dimensiones 3/Peso Específico 4/Compacidad 5/Porosidad 6/ Higroscopicidad 7/Grado de Humedad 8/Permeabilidad 9/Absorción 10/Adsorción 1/Formas 2/Dimensiones: Medios para adicionar o separar partes sin modificar las propiedades originales (yuxtaposiciones, acoplamientos, cortes)

3/Peso Específico Es el peso de la unidad de volumen de un material P (Kg) γ= gamma V (m3) El volumen de un cuerpo está constituido por 2 partes, materia concreta y espacios vacíos (Ev) Volumen Real: es el espacio ocupado por la materia sólida que contiene el cuerpo Si sumamos ambas partes tendremos: Vr+Ev= Va Volumen Aparente: es el espacio que ocupa un cuerpo

Al existir un volumen aparente (Va), y otro volumen real (Vr), es lógico que existan dos pesos específicos, uno aparente y otro real, por tanto tendremos: P γa= Va P γr= Vr Siempre el peso específico real es mayor que el aparente, porque el Va es mayor que el Vr, salvo que el cuerpo no tenga poros en cuyo caso γa=γr

Peso especifico de materiales usuales de construcción

4/Compacidad • Es la relación entre el volumen real y el volumen aparente • Podemos decir que el grado de compacidad está dado por la cantidad de Vr, contenida en la unidad de Va Vr C= Va C se expresa en valor absoluto

Surge de inmediato que el valor máximo de compacidad es 1, si Vr=Va, es decir, cuando el material no tiene Ev; y el valor mínimo tenderá a cero cuando el Vr disminuye. Nunca será cero, porque eso implicaría inexistencia de materia. material compacto : C_______ 1 compacidad mínima: C_______ 0

ALTA COMPACIDAD : AISLACIÓN HIDRÓFUGA Y AISLACIÓN ACÚSTICA BAJA COMPACIDAD : AISLACIÓN TÉRMICA

P r

Vr C=

,tendremos: Va

C= P a

a Entonces,

C=

r

5/Porosidad • Es la relación entre el volumende aire que contiene un cuerpo y su volumen aparente Ev = Va – Vr (Espacios vacios igual a volumen aparente menos volumen real) Ev p= Va El valor de p, también es un número absoluto que se situa entre 0 y 1 Valdrá 0 cuando el material no contenga poros y tenderá a valer 1, cuando aumente el volumen de sus espacios vacíos. Compacidad y porosidad, para un mismo cuerpo, son complementarios C+p = 1

6/Higroscopicidad

Es la propiedad de algunos cuerpos de absorber agua y modificar su peso, lo que produce un aumento de su peso específico, el aire contenido en sus poros será reemplazado por el elemento más pesado.

7/ Grado de Humedad

El grado de humedad(H) es la relación entre el peso del agua que contiene y el peso del material seco a: Peso del agua que impregna el material Ps: Peso del material seco Ph: Peso del material húmedo a H=

a = Ph - Ps

Ps H se expresa en porcentaje H máximo = cuerpo saturado

H=

Ph - Ps x 100 Ps

8/Permeabilidad •

Propiedad de algunos cuerpos de dejarse atravesar por un líquido; intervienen el espesor, la superficie, la temperatura, la presión y la naturaleza del material. • Factores que afectan el grado de permeabilidad: a/ Porosidad : el grado de conexión de los poros entre si incide sobre la permeabilidad del material b/ Temperatura: los fluidos disminuyen la viscosidad con el aumento de la temperatura, por tanto sus moléculas pasaran a través del sólido con mayor facilidad y velocidad, lo que aumenta la permeabilidad c/ Naturaleza del fluido: a mayor fluidez aumenta o se facilita la permeabilidad d/ Presión: la presión que se ejerza sobre un fluido es una fuerza que aumenta la posibilidad de su pasaje a través de un cuerpo

8/Permeabilidad •

e/ Capilaridad: fenómeno que se produce debido a la atracción molecular de un líquido con su medio circundante (líquido, gaseoso o sólido)se materializa en el ascenso y/o descenso de líquidos al interior de tubos cilíndricos delgados

9/Absorción • Es la propiedad que tienen los materiales de atraer y retener entre sus moléculas, otras moléculas que pueden estar en estado gaseoso o líquido. La capacidad de absorción se establece midiendo la cantidad de agua que retienen en sus poros en un tiempo determinado.

10/Adsorción

Consiste en la fijación de un líquido en la superficie de un cuerpo sólido.

Propiedades Mecánicas 1/Resistencia 2/Elasticidad 3/Plasticidad 4/Tenacidad 5/Fragilidad 6/Dureza 7/Isotropía 8/Anisotropía 9/Rigidez 1/ Resistencia Mayor o menor grado de oposición de un cuerpo frente a fuerzas que tratan de deformarlo. Grado de Resistencia o Tension: relación entre la fuerza actuante y la sección o área transversal del cuerpo sobre el cual actúa Tensión: F =

Kg/cm2 A

2/ Elasticidad Capacidad de un cuerpo de deformarse y recuperar su forma inicial una vez retirada la carga deformante.

3/ Plasticidad Por oposición, es la propiedad de mantener la deformación una vez de retirada la carga, pero conservando su cohesión interna.

4/ Tenacidad Corresponde a los materiales capaces de admitir mayores deformaciones antes de romperse. Ejemplo: El acero.

5/Fragilidad Es la propiedad de ciertos materiales de llegar a su límite de rotura con poco trabajo de deformación, opuesta a la tenacidad.

6/ Dureza Se determina por la penetración o rallado que un cuerpo puede • •

Escala Brinell: penetración por presión de esfera de acero Escala Mohs: rallado superficial

7/ Isotropía Se dicen isótropos a los cuerpos que presentan en todos sus puntos condiciones análogas, independientemente de la dirección considerada

8/ Anisotropía Por oposición son anisótropos aquellos que presentan condiciones diferentes de acuerdo a la dirección que actúa la fuerza.

9/ Rigidez Propiedad que se adjudica a los cuerpos, que para un esfuerzo dado, sufre menores deformaciones.

Propiedades Especiales 1/TÉRMICAS 2/DILATABILIDAD 3/QUÍMICAS 4/ACÚSTICAS 5/ELÉCTRICAS 6/ÓPTICAS 1/Térmicas Calor: Magnitud que indica el contenido energético de un cuerpo (movimiento molecular) Temperatura: Magnitud que indica la intensidad del valor medio de la energía (moléculas aisladas) Calor específico (capacidad calórica): Es la cantidad de energía necesaria para elevar un grado centígrado la temperatura de un kilogramo de un material determinado

Trasmisión del calor: Es lo que permite el intercambio entre un sistema y el exterior, a través de distintos medios 1 Conducción: intercambio a través de la materia 2 Convección: intercambio a través de los fluidos por diferencia de temperatura 3 Radiación: intercambio a través del vacío(radiación solar, ondas electromagnéticas)

2/Dilatabilidad Aumento del volumen de un cuerpo por el incremento de la temperatura (aumento de las vibraciones moleculares que requieren mayor espacio) Cálculo del ancho “A” de una junta de dilatación sellada: Necesitaremos saber los siguientes datos: T1 = temperatura máxima a que estará sometido el paramento (p.ej.: +40ºC) T2 = temperatura mínima a que estará sometido el paramento (p.ej.: +10ºC) D = distancia que nos interesa tener entre juntas de dilatación (p.ej.: 15 ml.) C = coeficiente de dilatación térmica del material de que está construido el paramento (p.ej.: 7 x 10-6) M = capacidad de movimiento de la masilla que usaremos para sellar la junta (p.ej.: 25% => M = 0,25) El ancho mínimo de nuestra junta de dilatación sellada será de: A = D x (T1-T2) x C x 100 / M = 15 x (40 -10) x 7x10-6 x 100 / 0,25= 1,26 cm.

Por tal efecto, existen las juntas de dilatación que dan espacio a dos estructuras que sufren dilatación .

3/Químicas Composición :calidad y cantidad de los componentes característicos y propiedades Estabilidad: reacciones frente a agentes externos (alteraciones) Solubilidad: cualidad de soluble cantidad máxima de un material que puede ser disuelto en un disolvente solución ácida: ph = 0 – 7 solución neutra: ph = 7 solución básica: ph > 7 • ph concentración del ion hidrógeno

Por tal motivo, el acero al oxidarse con la humedad, es sometido a un procesos de li pieza llamado arenado o granallado, y de allí recubierto con pintura o en proceso de galvanizado

4/Acústicas

Aislación: Capacidad de un cuerpo de impedir el pasaje de la onda sonora (masa) Absorción: Capacidad de un cuerpo de reducir el nivel sonoro al interior de su masa (aire)

Propiedades Tecnológicas

1/Forjabilidad dar forma mediante golpes 2/Maleabilidad es la capacidad que tienen algunos materiales para extenderse en láminas delgadas. Capacidad que presenta un cuerpo de ser deformado mediante esfuerzos de compresión, transformándose en láminas pudiéndose realizar en frío o en caliente. Oro, plata, estaño, cobre, cinc, plomo, aluminio, latón 3/Ductibilidad : la ductilidad es la capacidad de algunos materiales para extenderse en hilos. Capacidad que presenta un material para ser deformado mediante esfuerzos de tracción, transformándose en hilos. Plata, cobre, hierro, plomo y aluminio. 4/Soldabilidad unir intimamente a través de calor. Poseen esta propiedad los materiales férricos de bajo contenido en carbono (aceros) por presentar un amplio periodo plástico. Los metales y aleaciones que pasan bruscamente de sólido a líquido y carecen de periodo plástico no son soldables (fundición y bronce).

5/Plasticidad: Es la facilidad que tienen los materiales para cambiar de forma sin romperse ni agrietarse. retener formas nuevas 6/Facilidad de labra 7/Hendibilidad 8/Aserrabilidad 9/Cortabilidad 10/Cepillado 11/Pulido 12/Teñido

13/Clavabilidad 14/Atornillado 15/Encolado

Propiedades Organolépticas : Propiedades sensoriales

Son aquellas

propiedades que, como el color, el brillo o la textura , están relacionadas con la impresión que produce el material en nuestros sentidos.

1/Visión - color: definición estética, en algunos materiales da pauta de otras propiedades (madera, suelos).

- reflexión y trasmisión de la luz: fenómenos que interactúan en el uso y comportamiento del espacio.

2/Tacto - Textura: define características superficiales .Incide en el aspecto estético y acústico. - conductividad: parámetro sensible en aspectos térmicos y eléctricos. 3/Olfato olores característicos especialmente en materiales orgánicos 4/Oido respuesta sonora frente a impactos

De acuerdo a lo visto en el video, de lo que se visualiza en el aula de clase, encontrar 05 elementos con las propiedades mencionadas en el video. Entregarlas en un papel por grupo de 05 personas.

GRACIAS

MATERIALES DE CONSTRUCCION

Materiales Pétreos

Catedrático: Ing. Alejandro Vildoso Flores

MATERIALES PETREOS

Se obtienen a partir de las rocas. Estas rocas se encuentran como bloques, losetas, gránulos y fragmentos de distinto tamaño. Se utilizan para construcciones arquitectónicas o de obra civil, ornamentación, etc.

VER EL SIGUIENTE VIDEO

https://www.youtube.com/watch?v=Svz8r4qj4fg

PROCESO DE OBTENCIÓN • Extracción. Las rocas se arrancan de la corteza terrestre en la cantera, con máquinas o explosiones controladas. • Trituración. Se consiguen trozos homogéneos. • Cortado. Los bloques demasiado grandes se cortan para darles el tamaño adecuado. • Desbaste. Las rocas se pulen. • Acabado. Se eliminan irregularidades que hayan podido quedar. • Almacenamiento. Se guardan las rocas. • Transporte. Las rocas se llevan hasta la fábrica transformadora.

CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES PETREOS Podemos destacar las siguientes propiedades:

• Físicas: Conductividad térmica y eléctrica, densidad, dilatación, punto de fusión, fusibilidad, higroscopicidad y porosidad. • Mecánicas: De acuerdo a TIPO DE ESFUERZO: Tracción, Compresión, Flexión, Cizalladura y Torsión Siendo la RESUPUESTA AL ESFUERZO: Elasticidad, Plasticidad y Resistencia. Tambien tienen: Dureza, frajilidad, tenacidad, fatiga, soldabilidad, etc…. • Quimicas: Permeabilidad, Solubilidad y Oxidación.

FACTORES DE ALTERACIÓN DE LOS MATERIALES PETREOS • Dentro de los de carácter biológico, plantas, hongos, insectos, etc. • Las dilataciones y contracciones que pueden producirse en las rocas por los cambios de temperatura. • Las sales solubles en agua se consideran una de las causas de alteración más frecuentes y peligrosas, sobre todo cuando son base de sulfatos, cloruros, nitratos y sales de ácidos orgánicos, son causa de graves deterioros. • Los contaminantes atmosféricos, y en especial los anhídridos sulfurosos y sulfúrico procedentes de la combustión, son, sin duda alguna, los principales agresores de la piedra. • La humedad está en el origen de casi todos los mecanismos de alteración.

CLASIFICACION DE LOS MATERIALES PETREOS Existen: PETREOS NATURALES, PETREOS TRANSFORMADOS y MATERIALES DE UNION. Para efecto de nuestro curso estudiaremos los PETREOS NATURALES, que son: • Rocas Igneas o Eruptivas: Se han creado por solidificación del magma. • Rocas Sedimentarias: Se han creado por acumulación de fragmentos que se desprendieron de otras rocas por efecto de los agentes atmosféricos. • Rocas Metamórficas: Se han creado a partir de rocas ígneas o eruptivas y sedimentarias por igual, como consecuencia de grandes presiones y temperaturas altas en la litosfera..

ROCAS IGNEAS O ERUPTIVAS

Granito • Características Es una roca compuesta principalmente por cuarzo, feldespato y mica. Es muy abundante en la corteza terrestre, presenta tamaños de grano diferentes y resiste la acción de los agentes atmosféricos.

• Uso Revestimientos, pavimentos, zócalos, encimeras, columnas, escaleras, etc.

Basalto • Características Es una roca compuesta. Es muy abundante en la corteza terrestre, de grano fino, color oscuro y resiste la acción de los agentes atmosféricos.

• Uso Pavimentación, revestimientos, monumentos, esculturas, etc.

decoración,

ROCAS SEDIMENTARIAS

Grava • Características Se obtiene por fragmentación natural o artificial de otras rocas, como el granito, caliza, basalto, cuarzo, etc.

• Uso Cubrimiento, allanamiento y drenaje del suelo, fabricación hormigón, etc.

de

Arenisca • Características Se obtiene por fragmentación natural o artificial de otras rocas, como el cuarzo, yeso, coral, feldespato, etc. Es muy porosa y puede almacenar una gran cantidad de humedad.

• Uso Fabricación de hormigón, sillería y mampostería.

Arcilla • Características Se crea a partir de la descomposición natural de rocas que contienen feldespato. Es de grano diminuto y su color depende de las impurezas. En contacto con el agua aumenta de volumen y se vuelve plástica, además tiene una gran capacidad para absorberla.

• Uso Fabricación de cemento y cerámica.

Caliza • Características Es una roca compuesta por calcita e impurezas y los ácidos la atacan fácilmente.

• Uso Fabricación de cemento, sillería y mampostería.

ROCAS METAMÓRFICAS

Pizarras • Características Es una roca que procede de arcillas metamorfoseadas. Es de grano fino, resiste la acción de los agentes atmosféricos y permite la división en placas delgadas.

• Uso Revestimiento, principalmente de tejados.

Mármol • Características Es una roca que procede normalmente de las calizas, compuesta por calcita e impurezas. Resiste la acción de los agentes atmosféricos y presenta una gran variedad de colores y manchas.

• Uso Escultura, encimeras, etc.

PIEDRA EN BLOQUE PARA EDIFICACIONES

Este tipo de piedras fué muy importante desde épocas muy antiguas (Ciudadela de Machupicchu, entre otras), también para la construcción de Catedrales, Monasterios, Castillos, Puentes y afines. Según la forma las piedras

elaboradas se denominan: Sillar, Sillarejo, Mampuesto, Losas y Lajas.

AGREGADOS

Material granular, el cual puede ser arena, piedra natural zarandeada

o

chancada,

empleado

con

cementante para formar concreto o mortero.

un

medio

• Los agregados ocupan comúnmente de 60% a 75% del volumen del concreto (70% a 85% en peso), e influyen notablemente en las propiedades del concreto recién mezclado y endurecido, en las proporciones de la mezcla, y en la economía. • Pueden tener tamaños que van desde partículas casi invisibles hasta pedazos de piedra. Junto con el agua, el cemento y aditivos, conforman el conjunto de ingredientes necesarios para la fabricación de concreto.

• Esta identificación de los materiales se deriva de la condición mínima del concreto convencional de dividir los agregados en dos fracciones principales cuya frontera nominal es 4.75 mm (malla núm. 4 ASTM).

Dependiendo del diámetro medio de sus partículas se clasifican en: •

Agregado Fino: Aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas.

• Agregado Grueso: Aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.

CONCLUSIONES Los agregados deben estar limpios y exentos de exceso de arcilla, limo, mica, materia orgánica, sales químicas, granos recubiertos y reactividad álcali-sílice. • Arena: ASTM C33 o Piedra ASTM C33, con los siguientes husos granulométricos: • HUSO 57: tamaño máximo nominal 1” (*) • HUSO 67: tamaño máximo nominal 3/4” (*) • HUSO 7: tamaño máximo nominal 1/2” (*) • HUSO 357: tamaño máximo nominal 2” • HUSO 467: tamaño máximo nominal 1 1/2”

VIDEOS

• • • • •

https://www.youtube.com/watch?v=7b4uKnwB8dk https://www.youtube.com/watch?v=nO-ApNtPtRE https://www.youtube.com/watch?v=Y1qY2l46Rrg https://www.youtube.com/watch?v=0UiJFMlop4M https://www.youtube.com/watch?v=sb34fnWcaB8

ENSAYOS PARA AGREGADOS • Ensayos de contenido de humedad:

Ejemplo:

• Ensayo de Peso Volumetrico o Unitario del Agregado:

• Granulometría del Agregado:

• Peso Específico y Absorción De Agregado Fino:

• Peso Específico y Absorción De Agregado Grueso:

GRACIAS

MATERIALES DE CONSTRUCCION

Normativa Vigente. Seguridad, Salud e Higiene en Obras Civiles. Plan de Seguridad en obra. Elaboración de AST. Procedimientos. Catedrático: Ing. Alejandro Vildoso Flores

https://www.youtube.com/watch?v=yxF27Mj8dlg

De acuerdo al video presentado: • Explicar ¿que es peligro?. • Explicar ¿que es riesgo?. • Nombrar 05 equipos de protección personal y 02 colectivo.

FILOSOFIA

Esto es lo que debemos evitar:

MAXIMA PROTECCION EN OBRA ES PREVENIR

PLAN DE SEGURIDAD Y SALUD OCUPACIONAL

Establecer las actividades y responsabilidades a fin de prevenir accidentes de trabajo y proteger la integridad física de los trabajadores reduciendo al mínimo la posibilidad de ocurrencia de los mismos; teniendo en cuenta las consideraciones mínimas indispensables de seguridad.

El PLAN DE SEGURIDAD, ha sido diseñado con la finalidad de identificar los peligros y riesgos existentes en las diferentes labores de nuestro rubro, para aplicar las medidas de prevención y lograr la eliminación, control o minimización de los mismos.

LA SALUD NO ES UN JUEGO, LOS TUYOS TE ESPERAN EN CASA

ELEMENTOS DEL PLAN IDENTIFICACION DE REGISTROS LEGALES Y CONTRACTUALES RELACIONADOS CON LA SEGURIDAD, SALUD Y MEDIO AMBIENTE

EN EL TRABAJO.

Para el desarrollo del plan de seguridad, salud y medio ambiente se tomará como referencia los requisitos de la norma internacional OHSAS 18001 “Sistema de gestión de seguridad y salud laboral” y la ISO 14001

de gestión ambiental, así como la norma G - 050

ANÁLISIS DE RIESGOS: IDENTIFICACIÓN DE PELIGROS, EVALUACIÓN DE RIESGOS Y ACCIONES PREVENTIVAS. CONTROL OPERACIONAL.

Antes del inicio de los trabajos y como parte de la planificación de obra se evalúan todas las actividades que se ejecutarán durante el desarrollo de la misma, identificando los peligros asociados a cada una de ellas y valorándolos mediante un análisis matricial de CONTROL OPERACIONAL, identificando el PELIGRO CRITICO, MEDIDAS PREVENTIVAS, CRITERIOS DE APLICACIÓN, PUESTO CLAVE Y DOCUMENTO QUE DESCRIBE LA ACTIVIDAD

TABLAS DE MATRIZ DE CONTROL OPERACIONAL

ACTIVIDAD:

Carga, descarga y movimientos internos.

Desarrollado por:

AVF - TTIC-PS&SO.

Fecha de elaboración:

Ene-10.

Revisión:

1

CONTROL OPERACIONAL

Peligro Crítico

Medidas Preventivas

Criterios de Aplicación

Puesto Clave

Se debe señalizar en área de carga y descarga de

Aplastamiento

Distancia mínima entre maquinaria en material con un radio no menor a la longitud de los movimiento y personal de apoyo de maniobra. elementos más la altura a la que son izados.

Capataz

Documento que describe la actividad

*Art. 21º R.S. Nº 021-83-TR *Art. 10 y 14 Norma Técnica G.050

CONTROL OPERACIONAL

Peligro Crítico

Atrapamientos

Medidas Preventivas

Criterios de Aplicación

Colocación de guardas de protección en todos los elementos Antes de iniciar labores deber realizarse el checklist de equipos, revisar guardas de protección en móviles de la maquinaria a ser usada para carga y descarga. cadenas de montacargas y piezas móviles.

Puesto Clave

Ing. Campo

Distancia mínima entre maquinaria en movimiento y personal Se debe señalizar las vías de circulación de camiones hiab y montacargas. de apoyo de maniobra.

Capataz

Uso de chaleco reflectivo durante la noche.

Capataz

Toda persona ubicada cerca al área de circulación de maquinaria pesada

Documento que describe la actividad.

*Art.21º R.S.Nº 021-83-TR. Técnica G.050.

*Art. 5,6,7,8 y 9º *Art.14 Norma Técnica G.050

Atropello

Alarmas audibles de funcionamiento de luces

retroceso,

circulina

y

correcto Verificación de checklist de equipos y luces encendidas durante todo el tiempo de duración de la maniobra.

Ing. Campo

*Art.14 Norma

R.S.

Nº

021-83-TR

LLENAR EL CUADRO CONTROL OPERACIONAL

Peligro Crítico

Caída de estructuras

Caídas a nivel

Medidas Preventivas

Criterios de Aplicación

Puesto Clave

Documento que describe la actividad.

* Art. 14 Norma Técnica G.050

*Art.4º R.S.Nº 021-83-TR.

SOLUCION

CONTROL OPERACIONAL Peligro Crítico

Caída de estructuras

Medidas Preventivas

Criterios de Aplicación

Verificación que los elementos a ser cargados no excedan la capacidad Se debe realizar esta verificación antes de iniciar la carga o descarga de del camión hiab o montacargas los elementos.

Mantener limpia y ordenada la zona de trabajo, carga y descarga.

Puesto Clave

Documento que describe la actividad.

Ing. Campo

* Art. 14 Norma Técnica G.050

Todo el personal deberá participar de esta actividad.

Caídas a nivel

Capataz No deberá haber tacos de madera o ángulos que hayan sido usados en Almacenar los tacos de madera y ángulos correctamente luego de la la carga en el suelo. descarga del material.

*Art.4º R.S.Nº 021-83-TR.

PROCEDIMIENTOS DE TRABAJO PARA LAS ACTIVIDADES DE OBRA CON ÉNFASIS EN LAS DE ALTO RIESGO.

LLENAR EL CUADRO Y JUSTIFICAR EL PORQUE DE LA NUMERACION DADA.

https://www.youtube.com/watch?v=yTnYnmluwYQ

De acuerdo a lo expuesto anteriormente y luego de ver el video, llenar el cuadro de AST, para un trabajo de levantar un muro de ladrillo de 2.10 metros de alto.

GRACIAS

MATERIALES DE CONSTRUCCION

MATERIALES AGLOMERANTES : CEMENTO 01 Catedrático: Ing. Alejandro Vildoso Flores

COMPOSICION El cemento endurece rápidamente y alcanza resistencias altas; esto gracias a reacciones complicadas de la combinación cal – sílice. Ej: Análisis químico del cemento:

` • • • • • • • • • • •

CaO 63 % (Cal) SiO2 20 % (Sílice) Al2O3 6 % (Alúmina) Fe2O3 3 % (Oxido de Fierro) MgO 1.5 % (Oxido de Magnesio) K2O + Na2O 1% (Álcalis) Perdida por calcinación 2% Residuo insoluble 0.5 % SO3 2 % (Anhídrido Sulfúrico) CaO Residuo 1 % (Cal libre) Suma 100%

VER EL SIGUIENTE VIDEO

https://www.youtube.com/watch?v=lu14VCP27Kc

EN GRUPO, DE ACUERDO A LO VISTO EN EL VIDEO: EXPLICAR EL PROCESO DE CLINKERIZACION DEL CEMENTO

¿Qué es el clínker? Es el producto principal del cemento Portland, por ello, es el más importante componente del CONCRETO. Su nombre proviene del color gris característico, similar al color de la piedra propia de la región de Portland, cerca de Londres. Se forma a partir de la calcinación de caliza y arcilla a temperaturas que oscilan entre los 1350 ºC y 1450 ºC.

PROCESO DE FABRICACION DEL CEMENTO

PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS Características químicas: •Módulo fundente •Compuestos secundarios •Perdida por calcinación •Residuo insoluble

Características físicas: •Superficie específica •Tiempo de fraguado •Falso fraguado •Estabilidad de volumen •Resistencia mecánica •Contenido de aire •Calor de hidratación

Ejemplo: Norma C-150 ASTM Finura Superficie especifica Blaine

3270 cm^2/gr

Estabilidad de volumen

Expansión de autoclave 0.2%

Tiempo de fraguado

Prueba Vicat: Fraguado inicial 2h 48m Final 3h 55m

Resistencia a la compresión

3 días: 170kg/cm^2 7 días: 225kg/cm^2 28 días: 265Kg/cm^2

Contenido de aire

9.0%

TIPOS DE CEMENTO • CEMENTO PORTLAND: Cemento hidráulico producido mediante la pulverización del clinker, compuesto esencialmente de silicatos de calcio hidráulicos y que contiene generalmente una o mas de las formas de sulfato de calcio como una adición durante la molienda

TIPOS DE CEMENTO PORTLAND: -Tipo I : normal es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general, cuando en las mismas no se especifique la utilización de otro tipo.(Edificios, estructuras industriales, conjuntos habitacionales) Libera mas calor de hidratación que otros tipos de cemento

TIPOS DE CEMENTO - Cemento Pórtland -Tipo II : de moderada resistencia a los sulfatos, es el cemento Pórtland destinado a obras de concreto en general y obras expuestas a la acción moderada de sulfatos o donde se requiera moderado calor de hidratación, cuando así sea especificado.(Puentes, tuberías de concreto)

-Tipo III : Alta resistencia inicial, como cuando se necesita que la estructura de concreto reciba carga lo antes posible o cuando es necesario desencofrar a los pocos días del vaciado

-Tipo IV : Se requiere bajo calor de hidratación en que no deben producirse dilataciones durante el fraguado

-Tipo V : Usado donde se requiera una elevada resistencia a la acción concentrada de los sulfatos (canales, alcantarillas, obras portuarias)

TIPOS DE CEMENTO TIPOS DE CEMENTO PORTLAND PUZOLÁNICO:

-Pórtland Puzolánico tipo IP : Donde la adición de puzolana es del 15 –40 % del total. -Pórtland Puzolánico tipo I(PM) : Donde la adición de puzolana es menos del 15 % -Pórtland Puzolánico tipo P : Donde la adición de puzolana es mas del 40%

CEMENTOS ESPECIALES -Cemento Pórtland Blanco -Cemento de Albañilería -Cementos Aluminosos -Cementos compuestos

TIPOS DE CEMENTO- Aplicaciones

Represa en Antamina, cemento Pórtland tipo II Complejo habitacional y comercial, cemento Pórtland tipo I Punta Lagunas de San Juan, cemento Pórtland puzolánico tipo I (PM)

GRACIAS

MATERIALES DE CONSTRUCCION

MATERIALES AGLOMERANTES : CEMENTO 02 Catedrático: Ing. Alejandro Vildoso Flores

ASPECTO DEL CEMENTO

Polvo muy fino de color gris. No se utiliza puro.

Mezclado con Arena: MORTERO

Mezclado con Arena y Piedra: CONCRETO

PARA LOS DOS CASOS SIEMPRE SE : AGREGA AGUA

EL AGUA EN LA MEZCLA:

• GENERA LA REACCIÓN QUÍMICA DEL CEMENTO Grano de Cemento SECO SIN AGUA

Cuando comienza la reacción, el agua ingresa dentro del grano y este se empieza a abrir: ligaduras (se entrelazan los granos y no se pueden separar).

Cada que va pasando el tiempo, el agua sigue ingresando, se genera mas ligaduras y AUMENTA LA RESISTENCIA MECANICA.

SIGUE AUMENTANDO EL TIEMPO Y LA RESISTENCIA MECANICA.

Hasta que el agua humedece todo el grano, llega a tener la Mayor Cantidad De Ligaduras y tener la Mayor Resistencia Mecanica.

FASES DE LA REACCION

• Primera Fase: FRAGUADO (Paso de pasta a sólido). El comienzo del FRAGUADO, empieza desde de 45 minutos de haber tenido contacto con el agua.

FINALIZACION : ANTES DE LAS 10 HORAS.

Durante el FRAGUADO no debe moverse la mezcla.

Durante el FRAGUADO ligaduras con pocas.

Si se mueve la mezcla, las LIGADURAS SE ROMPEN FACILMENTE y se PIERDE RESISTENCIA MECANICA.

TEMPERATURA DE FRAGUADO: • A mayor TEMPERATURA, mayor mas rápido es el fraguado. • A los 2 grados el proceso se detiene, hasta que regrese a temperatura donde pueda retomarse el proceso.

• A menos de CERO GRADOS el agua se congela y aumenta su volumen, esta agua separa los granos de cemento.

• Segunda Fase: ENDURECIMIENTO: Aumento de la RESISTENCIA MECANICA.

El comienzo FRAGUADO:

del

ENDURECIMIENTO

es

al

TERMINAR

EL

LA ENTRADA EN SERVICIO: Es cuando el CEMENTO puede empezar a ser utilizado. Normalmente es a los 28 días.

FINALIZACION: Del ENDURECIMIENTO son muchos años después que comenzó.

PROPIEDADES IMPORTANTES DEL CEMENTO • SUTILEZA: Es la finura del grano de cemento, cuanto mas fino es el grano, mas calidad tiene el cemento. • FRAGUADO: No debe comenzar antes de los 45 minutos de haber tomado contacto con el agua, y debe culminar antes de las 10 horas.

•

RESISTENCIA MECANICA: Debe aumentar o mantenerse en el tiempo.

• CONSTANCIA DE VOLUMEN: El volumen del cemento

no debe aumentar al fraguar o endurecerse. Se admite una ligera contracción de 0.5 mm cada metro lineas de material. Esto hace que se produzcan fisuras en el material, por lo que se debe provocar esa FISURA ARTIFICIAL o llamado tambien JUNTA DE DILATACION o CONTRACCION.

De no hacer esa FISURA ARTIFICIAL, el material se fisura de forma DESORDENADA.

GRACIAS

MATERIALES DE CONSTRUCCION

MATERIALES AGLOMERANTES : YESO Y CAL - PARTE 01 Catedrático: Ing. Alejandro Vildoso Flores

PREGUNTAS INICIALES

• ¿ Que son MATERIALES AGLOMERANTES? • ¿ Que son el YESO, CAL y CEMENTO? • ¿ Cual es el proceso de producción del YESO, la CAL y el CEMENTO? • ¿ Cuáles son los equipos utilizados para la producción del YESO, la CAL y el CEMENTO? • ¿ Cuáles son los usos del YESO, la CAL y el CEMENTO?

MATERIALES AGLOMERANTES

DEFINICION: Son materiales capaces de desarrollar ADHESION para unirse con otros materiales y COHESION para adquirir resistencia mecánica. Se logran estas propiedades mediante procesos: FISICOS (procesos reversibles) y QUIMICOS (procesos irreversibles).

MATERIALES AGLOMERANTE ACTUALES: Utilizan procesos químicos: Permiten que tengan: MAYOR RESISTENCIA MECANICA, DURABILIDAD, RAPIDEZ EN ALCANZAR LAS PROPIEDADES FINALES, MOLDEABLES – TRABAJABLES.

FASES DE LOS MATERIALES AGLOMERANTES: FRAGUADO: Transformación del aglomerante de estado pastoso a estado sólido.

FASES DE LOS MATERIALES AGLOMERANTES: ENDURECIMIENTO: Aumento de la resistencia mecanica.

¿CUANTOS TARDAN ESTAS FASES? Depende del material: a) El material. b) Condiciones externas: • Temperatura. • Humedad.

CLASIFICACION: a) AGLOMERANTES AEREOS: Necesitan contacto con el aire para la reacción química. Ejemplo: • Cal aérea. • Yeso. • Cemento de contacto.

a) AGLOMERANTES HIDRAULICOS: Realizan la reacción química al contacto con el aire o bajo el agua. Ejemplo: • Cal hidráulica. • Cemento .

VER EL SIGUIENTE VIDEO

https://www.youtube.com/watch?v=GDDBncmgbEQ

YESO - DEFINICION El YESO proviene de la roca mineral de ALJEZ o PIEDRA DE YESO. Químicamente ésta piedra está formada por sulfato de calcio y dos moléculas de agua.

Denominado Sulfato de Calcio di Hidratado. La optención del Yeso Comercial se da por medio de la siguiente reacción:

YESO - FABRICACION

El YESO que se utiliza en la construcción sufre un proceso de transformación desde su estado natural, en forma de piedra ALJEZ, hasta adoptar la textura de fino polvo que conocemos.

YESO – PROCESO DE FABRICACION • • • • • • • • •

Extracción. Selección de la materia prima. Calcinación. Trituración. Molienda y Cribado. Presentación. Mezclado. Pruebas de estudio. Almacenamiento

• Extracción : Proceso por el cual se extrae la materia prima de la cantera, mediante maquinaria especializada.

• Selección de la materia prima: Se hace una minuciosa selección de la piedra de yeso natural, posteriormente se almacena para su uso en el proceso de calcinación dependiendo del tipo de yeso a fabricar.

• Calcinación: Se lleva a un horno rotativo en el que se calienta a una temperatura en la que se obtiene una fusión parcial del carbonato durante unas cuatro horas. Con este proceso se elimina el agua que contenga (deshidratación).

• Trituración: La primera trituración, reduce el tamaño de las piedras para facilitar su manejo a una dimensión inferior a 15 cm, la segunda trituración por medio de quebradoras permite reducir el tamaño de las piedras de 4 a 5 cm.

• Molienda y Cribado: La operación posterior a la trituración es la molienda, el yeso calcinado es llevado a tolvas que dosifican la cantidad de material proporcionado a los molinos. La proporción y distribución de los tamaños de partícula es un factor determinante con respecto a las propiedades del producto.

• Presentación : Se fabrica en colores azul, roza, verde menta, ocre y blanco. Se envasa en cubeta de polietileno de cierre hermético con 25 Kg, envasados en bolsas de polietileno de 1 Kg ó cajas de cartón reforzado conteniendo 10 bolsas de 1 Kg.

• Mezclado: Una vez que el yeso alfa está finamente molido, se ajustan los detalles con aditivos para que el producto responda a las necesidades del cliente en lo que se refiere a tiempo de fraguado, viscosidad, porosidad, resistencia mecánica, expansión de fraguado, color, entre otros factores.

• Pruebas de estudio: Las pruebas y experimentos de laboratorio se llevan a cabo en etapas de producción para cada lote, para garantizar que todos los productos cumplan las estrictas especificaciones requeridas antes de ser envasados y expedidos.

• Almacenamiento: Se selecciona el empaque correcto para cada uno de los productos, ofreciendo envasado de óptima protección que mantenga la calidad del producto durante todo su trayecto hasta llegar al usuario final.

YESO - ADITIVOS

• Proceso de fraguado: Basicamente es el proceso que ocurre al momento de que cada parte del YESO MOLIDO está en contacto con el agua, se hidrata y vuelve a su estado natural. (retardar proceso o acelerar proceso)

• Los endurecedores: Son compuestos que le dan resistencia al yeso. Se dividen en dos:  Unos reaccionan entre sí o con el sulfato de calcio para formar un nuevo compuesto de mayor dureza.  Otros rellenan los poros del yeso para darle dureza.

• Los impermeabilizantes: Son compuestos que impiden el paso del agua. Se divide en tres:  Impregnado superficial con sustancias impermeabilizantes.  Mezclas de sustancias impermeabilizantes o hidrófugas con el agua y el yeso en la preparación.  Tratamiento superficial con sustancias que reaccionan con el yeso.

YESO - USOS • • • • • •

Pasta de agarre para juntas. Paneles de Yeso (Dry Wall). Yeso corcho. Para la fabricación del cemento. Compuesto para las tizas. Esculturas.

Yeso Corcho: para muros interiores

Placas de Drywall.

Esculturas

GRACIAS

MATERIALES DE CONSTRUCCION

MATERIALES AGLOMERANTES : YESO Y CAL - PARTE 02 Catedrático: Ing. Alejandro Vildoso Flores

VER EL SIGUIENTE VIDEO

https://www.youtube.com/watch?v=eSzX3i1TpFM

CAL - DEFINICION

Composición principal: OXIDO DE CALCIO. Origen: Roca Calcárea que se encuentra en la naturaleza.

Clasificación: • Cal aérea : Hidróxido de Calcio. • Cal hidráulica : Cal Viva y Cal Apagada.

CAL AEREA Reacciona ante la presencia con el agua y al contacto con el aire. Se utiliza principalmente para REVOQUES FINOS.

CAL HIDRAULICA Compuesta por carbonato de calcio, hidroxido de calcio e impurezas, principalmente arcilla diseminada ( un 5% aproximadamente). Se utiliza en tareas donde la CAL nn tendra contacto directo con el aire.

Se usa en REVOQUES GRUESOS (abajo del REVOQUE FINO).

También en MAMPOSTERIA (paredes que se levantan con ladrillos)

CAL VIVA: Reacciona violentamente con el agua (reacciona a mas de 150 grados).

CAL APAGADA O HIDRATADA EN PASTA: Reacciona con el agua.

CAL APAGADA O HIDRATADA EN POLVO: Se rocía la CAL VIVA con una lluvia de agua en cantidad exacta. El agua apaga toda la CAL y se evapora totalmente.

COMERCIALIZACION DE LA CAL: Bolsa de papel de tres pliegos.

TRANSPORTE Y ESTIBA: En paquetes sobre tabladillos.

PROPIEDADES IMPORTANTES: Provienen de su uso: • Mezcla para levantar muros. • Contrapisos (base para pisos). • Revoque (revestimiento) de muros. Usa siempre mezclada con la arena.

RESISTENCIA MECANICA:

POROSIDAD: La mezcla es porosa. Quedan espacios vacios entre el grano de CAL y la ARENA.

VENTAJA: Permite eliminar totalmente el vapor de agua del interior del muro

DESVENTAJA: Permite el ingreso de agua de lluvia o del suelo al muro

Homogeneidad: La mezcla con arena debe de ser totalmente homogénea. Eso garantiza la mayor resistencia mecanica de la mezcla.

RAZONES PARA SU USO DE LA CAL: ECONOMICA: La bolsa de CAL es mucho mas barata que la de cemento.

TRABAJABILIDAD DE LA MEZCLA: La mezcla con CAL es mucho mas fácil de trabajar en obra que la del cemento. TERMINACIONES DE REVOQUES: Los revoques hechos con CAL no se fisuran. LOS MUROS RESPIRAN: Los revoques con CAL permiten que la humedad de los muros sea eliminada y no se acumule dentro de ellos.

GRACIAS

MATERIALES DE CONSTRUCCION

CONCRETO Y MORTERO

Catedrático: Ing. Alejandro Vildoso Flores

CONCRETO

https://www.youtube.com/watch?v=rs5TuO7NIzY

PREGUNTAS • ¿Que es el CONCRETO? • Proporciones para obtener el Concreto (relaciones o dosificaciones). • Tipos de Concreto. • Ensayos de los Concretos.

DEFINICIÓN Es el producto resultante de la mezcla de un aglomerante (generalmente cemento) con arena, grava o piedra machacada y agua, que al fraguar y endurecer , adquiere una resistencia similar a la de las mejores piedras naturales, por eso se le llama Piedra Artificial.

En el concreto, la grava y la arena constituyen el esqueleto, mientras que la pasta que se forma con el cemento, que fragua primero y endurece después, rellena los huecos uniendo y consolidando los granos de los áridos. Al concreto se le puede añadir aditivos

para mejorar algunas de sus propiedades.

TIPOS DE CONCRETO

CONCRETO SIMPLE

CONCRETO ARMADO

Lleva refuerzo en una cantidad diseñada, y trabaja conjuntamente como UN SOLO elemento.

CONCRETO ARMADO

RAZONES: Constituyentes BARATOS, existen en muchos lugares y son fáciles de obtener (agregados gruesos, finos, arena y

agua), barras de acero ubicables en todo el mundo. Tecnología de construcción: SENCILLA.

Concreto Premezclado SE PREPARA EN UNA PLANTA, PUEDE SR MEZCLADO EN LA MISMA PLANTA

O

EN

CAMIONES

MEZCLADORES,

LLAMADOS

MOTOHORMIGONEROS. ES TRANSPORTADO A OBRA. SE DOSIFICA EN PLANTA, AL PESO.

El Concreto es impulsado por bombeo a través de tuberías hacia su ubicación final.

Concreto Ciclópeo Es un Concreto en cuya masa se incorporan grandes piedras. Características: •

Resistencia mínima f´c= 100 kg/cm².

•

La piedra no excederá del 30% del Vol. Total del Concreto.

Usos: Cimientos, Sobrecimientos, Calzaduras, etc.

Concreto Prefabricado

Concretos Especiales

CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO

Es transitoriamente plástico (moldeable) , que al final se vuelve solido, siendo este proceso llamado fraguado.

ENSAYOS DEL CONCRETO

Ensayo de Asentamiento con Tronco de Cono de Abrams (Norma IRAM 1536) :

Ensayo de penetración (Semiesfera de Kelly), (Norma IRAM 1689) :

Para ejecutar el ensayo de penetración se coloca la semiesfera sobe la superficie horizontal del hormigón fresco ya compactado (losa) y se deja penetrar la semiesfera en el interior de la masa hasta detenerse; se mide la penetración leyendo en la escala graduada del

vástago el valor correspondiente a la intersección del vástago con el armazón liviano, el que queda apoyado en la superficie del hormigón sin hundirse.

Ensayo de resistencia a la rotura por compresión: Probetas de 15 x 30 cm, 24 hrs de curado y temperatura ambiente de 18 – 24 °C.

OTROS ENSAYOS

•

Ensayo de consistencia con mesa de Graf (Norma IRAM 1690).

•

Consistómetro Ve-Be.

•

Ensayo de Peso unitario de la mezcla fresca (P.U.H.F.) y contenido de aire incorporado.

•

Ensayos en las Mezclas Endurecidas.

MORTERO

https://www.youtube.com/watch?v=aIIRnYrzDg8

PREGUNTAS • ¿Que es MORTERO? • Proporciones para obtener el mortero (relaciones o dosificaciones). • Tipos de morteros. • Ensayos de los morteros.

DEFINICIÓN Los morteros son mezclas plásticas obtenidas con un aglomerante, arena y agua, que sirven para unir las piedras o ladrillos que integran las obras de fábrica y para revestirlos con enlucidos o revocos.

DENOMINACIÓN DE MORTEROS SEGÚN SEA EL AGLOMERANTE Los morteros se denominan según sea el aglomerante. Así se tienen morteros de yeso, de cal o de cemento. • Los morteros bastardos son aquéllos en los que intervienen dos

aglomerantes, como por ejemplo, yeso y cal, cemento y cal, etc. • La mezcla de un aglomerante y agua se denomina pasta.

DOSIFICACION DE MORTEROS

ENSAYOS

• Ensayos de Mortero Fresco:  Ensayo granulométrico: Consiste en agrupar los agregados de una muestra, de acuerdo a su tamaño, mediante el uso de tamices normalizados.

 Determinación de la densidad.  Determinación del agua de amasado y consistencia.  Determinación de la cantidad de aire ocluido.

• Ensayos de Mortero Fresco:  Determinación de la retracción.  Determinación del módulo de elasticidad.  Determinación de la resistencia mecánica.  Determinación de la resistencia a la carbonatación.

 Determinación de la densidad aparente, relativa y cálculo del índice de porosidad.

 Permeabilidad, desorción y absorción.

GRACIAS

MATERIALES DE CONSTRUCCION

ACERO

Catedrático: Ing. Alejandro Vildoso Flores

PREGUNTAS:

- ¿Qué es el acero?. - Nombrar 02 tipos de acero. - ¿Que empresas procesan el acero en el Perú?. Nombrar 02. - Que empresas distribuyen acero estructural en el Peru. - Proceso de la fabricación y montaje de una estructura metalica. - ¿ Cuáles son los procesos de laminados del acero?. - ¿Que ensayos para el acero conoces?.

VER LOS SIGUIENTES VIDEOS https://www.youtube.com/watch?v=nooD-OsAG-Q https://www.youtube.com/watch?v=wvNWnGNJbfc

CONTENIDO PROPIEDADES DEL ACERO

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Introducción Proceso de fabricación Propiedades del acero Tipos de acero Tipos de miembros de acero Usos del acero: Proceso de Fabricación y montaje de una Estructura Metálica

¿QUE ES EL ACERO? 1. INTRODUCCIÓN

• Aleación de Fe y C (~0.05-2%). • Puede contener otros elementos como Mn, Ni, Nb, Cr, V, P, S, Si, Cu, etc. • Porcentaje y elementos de aleación pueden modificar propiedades del acero. • Carbono Equivalente: (CE%) = C% + (Mn%/6) + ((Cr%+Mo%+V%)/5) ((Ni%+Cu%)/15)

+

ALEACIONES 1. INTRODUCCIÓN

Elemento

Efecto

COBRE

Mejora resistencia a corrosión atmosférica.

MANGANESO

Inoxidante, neutraliza azufre, facilitando trabajo en caliente. Mejora la resistencia

SILICIO

Se emplea como Inoxidante y actúa como endurecedor en el acero de aleación.

FOSFORO Y AZUFRE

Perjudican la tenacidad del acero

VENTAJAS DEL ACERO 1. INTRODUCCIÓN

• • • • • • •

Alta resistencia Uniformidad y homogeneidad Rango elástico amplio Durabilidad Ductilidad y tenacidad Rapidez de construcción Reciclabilidad

CONVERTIDOR DE OXIGENO DE ALTO HORNO 2. PROCESO DE FABRICACIÓN

Fuente: Infoacero.cl

CONVERTIDOR DE OXIGENO DE ALTO HORNO 2. PROCESO DE FABRICACIÓN

Fuente: Infoacero.cl

HORNO DE ARCO ELECTRICO 2. PROCESO DE FABRICACIÓN

AFINO DEL ACERO Y LAMINACION 2. PROCESO DE FABRICACIÓN

Fuente: Infoacero.cl

PROCESOS DE LAMINACION 2. PROCESO DE FABRICACIÓN

Procesos de laminado: • Laminado en caliente - LAC (usado para elementos estructurales). Medidas nominales. Ejm: Para un tubo Ø 2”, su medida exterior es 2.36”. • Laminado en frio - LAF (usado para elementos ornamentales, cuyo espesor máximo es 2 mm). Medidas exteriores. Ejm: Para un tubo Ø 2”, su medida exterior es 2”.

PROPIEDADES FISICAS 4. PROPIEDADES DEL ACERO

• Estructura cristalina

Cristal cúbico de malla centrada

Cristal cúbico de cara centrada

PROPIEDADES FISICAS 4. PROPIEDADES DEL ACERO

Propiedades metálicas características: • Buena ductilidad (o maleabilidad). • Conductividad térmica elevada. • Conductividad eléctrica elevada. • Brillo metálico.

PROPIEDADES FISICAS 4. PROPIEDADES DEL ACERO Resistencia a la Corrosión:

• Corrosión: pérdida de sección debido a reacciones químicas o electroquímicas con medioambiente.

• Resistencia a la corrosion depende de: • Composición química (Acero Korten) • Del recubrimiento utilizado en el acero (pintura, galvanizados, etc)

PROPIEDADES MECANICAS 4. PROPIEDADES DEL ACERO

Ensayo a tracción

PROPIEDADES MECANICAS 4. PROPIEDADES DEL ACERO

Fyd

Acero dulce

Acero de alta resistencia

PROPIEDADES MECANICAS 4. PROPIEDADES DEL ACERO

Fu

s

Fyd Fys Endurecimiento por deformación

E

Rango plástico

e eu

Rango elástico

Curva idealizada esfuerzo-deformación del acero

PROPIEDADES MECANICAS 4. PROPIEDADES DEL ACERO

• Módulo de Young E = 200000 MPa • Modulo de Poisson • Elástico n = 0.3 (aumento de volumen) • Plástico n = 0.5 (volumen constante)

PROPIEDADES MECANICAS 4. PROPIEDADES DEL ACERO

Resistencia a la fractura (tenacidad) • Imperfecciones son microgrietas. • Inclusiones

y

dislocaciones

dependen

de

la

composición, el proceso de laminación y el tratamiento

térmico. • Grietas generan concentración de tensiones. • Existe longitud crítica de grieta que inicia la propagación de la grieta

PROPIEDADES MECANICAS 4. PROPIEDADES DEL ACERO

Probeta

Máquina de Ensayo Charpy

PROPIEDADES MECANICAS 4. PROPIEDADES DEL ACERO

• Dureza: Resistencia a penetración superficial. • Métodos de ensayo • Dinámicos: ensayo de dureza al impacto y ensayo de dureza Shore

• Estáticos: ensayo Brinell, ensayo Vickers y ensayo Rockwell

FACTORES 4. PROPIEDADES DEL ACERO

• Composición química • Tratamiento térmico

• Estado de esfuerzos • Historia de deformaciones • Temperatura • Velocidad de carga (deformación)

FACTORES ESTADO DE ESFUERZOS 4. PROPIEDADES DEL ACERO

•

Estado multiaxial de esfuerzos

Von Mises:

FACTORES HISTORIA DEFORMACIONES 4. PROPIEDADES DEL ACERO

s “Strain aging”

A

C

Endurecimiento por deformación

B

Ductilidad después de endurecimiento por deformación y “strain aging”

e

FACTORES TEMPERATURA 4. PROPIEDADES DEL ACERO

FACTORES VELOCIDAD DE CARGA 4. PROPIEDADES DEL ACERO

CLASIFICACION SEGUN COMPOSICION 4. TIPOS DE ACERO

• Aceros al carbono

Contienen diversas cantidades de C y menos del 1,65% de

Mn, el 0,60% de Si y el 0,60% de Cu. Ejemplo: A36 (El acero A36, es una aleación de acero al carbono, acero dúctil (soldable) para construcciones metálicas, cuya densidad es

7850 kg/m³ y limite de fluencia mínimo de 250 MPA (36 ksi (kilo libra/pulg2)).

• Aceros aleados Contienen V, Mo y otros, además de cantidades mayores de Mn, Si y Cu que los aceros al carbono. Ejemplo: A514 • Aceros de baja aleación y alta resistencia Contienen cantidades menores de aleación. Tratados para obtener resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Ejemplo: A572, A992. • Aceros inoxidables Contienen Cr, Ni y otros para resistir oxidación.

5. TIPOS DE ELEMENTOS DE ACERO ESTRUCTURAL

Angulo

Te

Canal

Barra

Placa

Ejemplo de algunos Perfiles Laminados

Perfil W

5. TIPOS DE ELEMENTOS DE ACERO ESTRUCTURAL

Perfiles laminados y/o electrosoldados

Perfiles plegados (en frío)

6. USOS DEL ACERO

•

Estructuras de marco: edificios, torres, puentes, galpones.

6. USOS DEL ACERO

•

Cáscaras y membranas: estanques, silos, calderas, cascos de barco.

6. USOS DEL ACERO

• Estructuras suspendidas: puentes, techos.

PROCESO DE FABRICACION Y MONTAJE DE ESTRUCTURAS METALICAS

• Identificación de los materiales a usar, de acuerdo a los planos y especificaciones técnicas: Tipo de acero, tipo de perfiles, tipos y calidades de soldadura, procesos de limpieza del acero (manual, arenado (comercial o blanco) o granallado), tipos y calidades de recubrimiento

del metal (pintura, galvanizado).

• Identificación de volúmenes y pesos, para efectos de transporte (camion, camion grúa,

camabaja, etc) y montaje (tecle, camion grúa, grúa telescópica).

• Una vez identificado en gabinete los expuesto anteriormente, se procede en taller a la fabricacion de las piezas: Tijerales, viguetas, columnas y afines), utilizando los procesos de soldadura que exige la especificación técnica.

• PROCESOS DE SOLDADURA: La soldadura es el material de aporte, que sirve para que dos piezas de acero se unan y formen una sola pieza monolítica, a través de un sistema de fusión facilitado con un fundente de un material externo de acero, al que

se le llama MATERIAL DE APORTE.

Tipos de procesos de soldadura • Soldadura eléctrica: SMAW (del inglés Shielded metal arc welding).

• Soldadura MIG/MAG: Electrodo formado por un hilo continuo y las piezas a unir.

Una vez culminada la fabricación, ingresan las piezas al control de calidad de la soldadura, utilizando dos métodos:

•

Ensayos No Destructivos: Para examinar el cordon de soldadura.

•

Ensayos Destructivos: Para la calificar y homologar a los soldadores

ENSAYOS DE LAS PIEZAS SOLDADAS: • NO DESTRUCTIVOS : Ensayos en el que la soldadura no sufre

cambios fisicoquímicos. ejemplo: tinta penetrante, rayos X, ultrasonido, etc. Ensayo de tinta penetrante:

• DESTRUCTIVOS: Ensayos en el que la soldadura sufre cambios fisicoquímicos. Son usados además para la homologación de soldadores. Ejemplo: Prueba de Unión de Tope.(Si al doblar la pieza apareciera una fisura en la soldadura por mas de 3 mm, la prueba quedaría NO ACEPTADA).

Una vez aprobada la pieza, en lo que respecta al control de calidad de la soldadura, dimensiones de las piezas fabricadas y afines, se procede a la limpieza de la pieza, existen varios procesos de limpieza

de acuerdo a la Norma SSPC: STEEL STRUCTURES PAINTING COUNCIL (Norma Americana), las mas comúnes en nuestro país son:

• Limpieza manual, según norma SSP 1/2. • Arenado (comercial o blanco), según norma SSPC SP5 o SP6. • Granallado, según norma SSPC SP5 , SP6, SP7 o SP10.

• SSPC-SP1/2:

Limpieza

Manual

(Se

realiza

amoladora, escobilla de cerdas, lijas y afines)

mediante

una

• SSPC-SP5/6: Limpieza Arenado a Metal Blanco/Comercial (Se realiza mediante chorro abrasivo ya sea de arena tratada o granalla (bolas diminutas de acero)).

Inmediatamente, esté limpia la zona, mediante el proceso antes

expuesto, se procede al recubrimiento de la estructura, siendo esta para evitar que la misma se oxide a corto plazo. Los recubrimientos mas usados son los siguientes:

• Pintura. • Galvanizado en caliente.

• Recubrimiento usando pinturas :

o Pinturas sintéticas. o Pinturas epóxicas.

• Recubrimiento usando galvanizado en caliente: Baño que toman las estructuras a base de Zinc liquido, en pozas a mas de 450 °C, previa limpieza de grasas y decapado con ácido.

Para efecto de transporte y montaje de las estructuras, es importante saber no solo la dimension de las mismas, si no, su peso, ya que esto nos permite elegir los medios adecuados a usar, siempre con un

margen de tolerancia, por efecto de otras cargas que se involucran a la hora del montaje: distancia entre la zona a montar y el vehículo, la carga del viento, etc.

Ejemplo: Peso de una platina 2” x 3/16” x 6.00 m Solución: Ancho : 2”= 0.0508 m , espesor: 3/16”= 0.0048 m, largo: 6.00 m. Entonces : V= ancho x espesor x largo = 0.0508 x 0.0048 x 6= 0.00146 m3 ; finalmente, el peso es: Peso=Volumen x 7850 = 0.00146 x 7850 = 11.46 kg

Estructuras metalicas montadas:

Estructuras metalicas para Señaletica en By Pass de Huachipa.

• Estructura para Nuevo Hospital de Emergencias de Villa El Salvador:

CONCLUSIONES

• Los Ingenieros Civiles, somos los encargados, no solo del diseño, si no de la fabricación utilizando todos los procesos antes nombrados y el montaje de las estructuras metálicas que vemos a diario, en Hospitales, Auditorios, Centros Comerciales, Puentes Peatonales, etc. • El presupuesto de las estructuras metálicas , basadas en la programación, metrado y costeo son realizadas por los Ingenieros Civiles. • El procedimiento de Montaje de las Estructuras Metálicas, son realizadas por el ingeniero Civil en coordinación con el ingeniero de Seguridad.

EJERCICIOS

EJERCICIO 1

EJERCICIO 2

GRACIAS

MATERIALES DE CONTRUCCION

MATERIALES BITUMINOSOS Catedrático: Ing. Alejandro Vildoso Flores

VIDEO https://www.youtube.com/watch?v=6oludnU0Dak https://www.youtube.com/watch?v=_8xAW_hw1Og

PREGUNTAS: • ¿ Que son Pavimentos Flexible (PF)? • Graficar la sección de PF.

• ¿Cuáles son los parámetros para el diseño de un PF? • Caracteristicas de los PF

• ¿Cuáles son las capas estructurares de los PF? • ¿Cuáles son las posibles fallas que presenta el PF? • Cuales son los usos de cemento asfaltico mas comunes.

PAVIMENTOS FLEXIBLES •

En general, están constituidos por una capa delgada de mezcla asfáltica construida sobre una capa de base y una capa de sub-base

las que usualmente son de material granular. •

Estas capas descansan en una capa de suelo compactado, llamada subrasante

•

En las capas superiores donde los esfuerzos son mayores, se utilizan materiales con mayor capacidad de carga y en las capas inferiores donde los esfuerzos son menores, se colocan materiales de menor capacidad.

•

El uso de materiales con menor requerimiento permite el uso de materiales locales, dando como resultado diseños más prácticos

PAVIMENTOS FLEXIBLES

Definición Estructural: “La superestructura de una vía, construida sobre la subrasante, compuesta por la sub base, la base y la capa de rodamiento, cuya función principal es soportar las cargas rodantes y transmitir los esfuerzos al terreno, estos se distribuyen de tal forma que no produzcan deformaciones perjudiciales, así como proveer una superficie lisa y resistente al tránsito”.

Definición Funcional. “La parte superior de una carretera, pista de aterrizaje, o estacionamiento cuyo objetivo es servir al tráfico de una manera segura, cómoda, eficiente, permanente y económica.”

CARACTERÍSTICAS DE LOS PAVIMENTOS FLEXIBLES •Funciones principales. •Resistencia estructural. •Deformabilidad. •Durabilidad. •Costo. •Requerimiento de conservación. •Comodidad.

ASPECTOS RESALTANTES PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS

Es prácticamente la única estructura que se diseña bajo la hipótesis que fallara en un tiempo determinado. “Su desarrollo se inicia a partir de 1945”

Es dinámico: los métodos están cambiando continuamente al obtener nuevos datos.

Se diseña en un periodo de tiempo: Toma en consideración la variable “tiempo” a lo largo de un número de años preestablecidos

DIFERENCIA ENTRE PAVIMENTOS FLEXIBLES Y RÍGIDOS

PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE • Tipo de Tráfico que soportarán: Autopistas, carreteras, aeropuertos, estacionamientos etc.

• Intensidad de tráfico que circulan sobre ellos : Tráfico liviano, medio, pesado. • Proceso construcción: Mezclados sobre la vía, en planta, pavimentos en frío o en caliente.

CAPAS ESTRUCTURARES DE LOS PAVIMENTOS FLEXIBLES • Modalidad 1: Pavimentos estructurados en base a capas granulares. • Modalidad 2: Pavimentos estructurados en base a capas asfálticas que no aportan estructuras.

• Modalidad 3: Pavimento estructurado en base a capas asfalticos con espesor importante.

POSIBLES FALLAS QUE PRESENTA EL PAVIMENTO FLEXIBLE

• Falla por insuficiencia estructural • Falla por defectos constructivos • Falla por fatiga • Agrietamiento

• Falla por cortante • Agrietamiento longitudinal

CUIDADO DE LOS PAVIMENTOS

• Régimen de agua caída • Efectos producidos por la temperatura

• Agua y temperatura • Efectos del agua en el rodado • Efectos del clima en la construcción de un pavimento flexible

ASFALTO El asfalto es un material bituminoso, sólido o semisólido con propiedades aglutinantes y que se licua gradualmente al calentarse, se obtiene de la destilación del petróleo y se endurece al enfriarse. Es un material altamente

impermeable, adherente y cohesivo.

OBJETIVOS BÁSICOS DEL ASFALTO

•

Impermeabilizar la estructura del pavimento, haciéndolo poco sensible a la humedad y eficaz contra la penetración del agua proveniente de la precipitación.

•

Proporciona una íntima unión y cohesión entre agregados, capaz de resistir la acción

mecánica de disgregación producida por las cargas de los vehículos. Igualmente mejora la capacidad portante de la estructura, permitiendo disminuir su espesor.

MATERIALES BITUMINOSOS

Se utilizan ampliamente en todo el mundo en la construcción de carreteras, son hidrocarburos que se encuentran en depósitos naturales o se obtienen como un producto de la destilación del petróleo crudo. Los materiales bituminosos que se usan en la construcción de carreteras son asfaltos o alquitranes. Su consistencia va de líquido a sólido, por esto, se dividen en líquidos, semisólidos y sólidos.

PROCESO DE REFINACIÓN

Se usan para obtener los asfaltos del petróleo, estos procesos pueden ser: •

Destilación fraccionaria: Se retiran los diferentes materiales volátiles en el petróleo crudo, a temperaturas sucesivamente más elevadas hasta que se obtiene como residuo

el asfalto del petróleo. •

Destilación seca o destructiva: Se requieren cantidades mayores de las fracciones ligeras de materiales tales como combustibles para motor. Se aplica con calor intenso y presiones elevadas para producir cambios químicos. El material asfáltico obtenido no se usa mucho en pavimentación porque es más susceptible a los cambios climáticos.

MATERIALES ASFÁLTICOS DEL PETRÓLEO

Los materiales asfálticos que se obtienen de la destilación del petróleo se encuentran en la forma de diferente tipos de asfaltos. Los cuales son: •

Cementos asfálticos.

•

Asfaltos líquidos de curación lenta.

•

Asfaltos líquidos de curación rápida.

•

Las emulsiones asfálticas.

CARPETA ASFÁLTICA Se refiere a la última capa de la plataforma del camino. Esta compuesta de: •

Material asfáltico. Cemento asfáltico (AC-2.5, AC-5, AC-10, AC-20, AC-30 y AC-40. los AC-5 normalmente son emulsiones.

•

Emulsión asfáltica. Aniónicas (-), catiónicas (+) y de rompimiento rápido, medio y lento.

•

Agregados pétreos.

Anteriormente los cementos asfálticos se clasificaban por su dureza en: •

CA-0 para climas fríos.

•

CA-6 para climas templados.

•

CA-10 para climas cálidos.

EMULSIÓN ASFÁLTICA Los asfaltos emulsificados se producen mediante el rompimiento del cemento asfáltico,

generalmente en el rango de penetración de 100 a 250. Generalmente las emulsiones asfálticas se clasifican en aniónicas, catiónicas o no iónicas. Los asfaltos aniónicos y catiónicos se usan para el mantenimiento y construcción de carreteras. Las emulsiones asfálticas son una mezcla de asfalto con emulsificante que con el agua forman una

emulsión estable que permite tender las carpetas asfálticas "en frío", es decir, a temperaturas menores a 100°C. Generalmente los asfaltos aniónicos y catiónicos son los que se usan para el mantenimiento y construcción de las carreteras.

CLASIFICACIÓN DE LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS

CONCRETO ASFÁLTICO

Es una combinación uniformemente mezclada de: • Cemento asfáltico. • Agregado grueso. • Agregado fino. • Otros materiales (dependiendo del tipo de concreto asfáltico).

CEMENTO ASFÁLTICO Los cementos asfálticos se utilizan principalmente en aplicaciones viales. Son sólidos a temperatura ambiente y se clasifican por su consistencia de acuerdo al grado de penetración o por su viscosidad.

Son recomendados para la construcción de carreteras, autopistas, caminos y demás vías y forman parte de la capa estructural de una vía,

brindando propiedades de impermeabilidad, flexibilidad y durabilidad aún en presencia de los diferentes agentes la externos tales como el clima, la atura, la temperatura ambiental y condiciones severas de tráfico.

CEMENTO ASFÁLTICO

Son

hidrocarburos

semisólidos

con

ciertas

características fisicoquímicas que lo hacen buenos agentes cementantes. También son muy viscosos y cuando se usan como cementante para los agregados en la construcción de los pavimentos, es necesario calentar tantos los agregados como el cemento asfáltico

antes de mezclar ambos materiales.

REQUISITOS DE CALIDAD PARA CEMENTO ASFÁLTICO

ENSAYOS DE LOS CEMENTOS ASFÁLTICOS

• Ensayo de viscosidad: Permite conocer los valores de la resistencia del asfalto a fluir. Este ensayo se puede realizar a temperaturas de 60°C o de 135°C. A 60°C se efectúa la viscosidad absoluta y se utiliza un viscosímetro capilar, el cual se coloca en un baño de aceite a temperatura constante. Se incorpora el asfalto precalentado hasta que llegue a la marca de llenado.

PRUEBA DE PENETRACIÓN

La prueba de penetración da una medición empírica de la consistencia de un material, en términos de la distancia que se hunde una aguja estándar en el material, para una carga y un

intervalo de tiempo prescritos.

La penetración de un asfalto procesado es baja, con un aumento de

la temperatura o vacío en la torre de fraccionamiento. Inversamente, temperaturas

y

vacíos

penetraciones más altas.

menores

producen

asfaltos

con

El asfalto procesado se denomina

cemento asfáltico de petróleo y se clasifica según su penetración.

PRUEBA DE PENETRACIÓN

USOS MÁS COMUNES DEL CEMENTO ASFÁLTICO • AC-5 En la elaboración de carpetas de mezcla en caliente. En la elaboración de emulsiones asfálticas que se utilicen para riegos de impregnación, de liga, así como en estabilizaciones. Normalmente no se utiliza para áreas de estacionamiento ni calzadas. • AC-10 En la elaboración de carpetas de mezcla en caliente. En la elaboración de emulsiones asfálticas que se utilicen en carpetas y morteros de mezcla en frío, así como en carpetas por el sistema de riegos.

CEMENTO ASFÁLTICO AC-20

Descripción Son aquellos fabricados a partir de base asfáltica que proviene de los fondos de la destilación al vacío de crudos seleccionados y cuya características de viscosidad esta comprendida entre 1600 – 2400 a 60⁰. Usos El uso principal de los CEMENTOS ASFALTICOS AC – 20 es en la construcción y conservación de carreteras. El asfalto debe ser seleccionado en función de las características climáticas de la zona y las condiciones de operación de la vía a pavimentar.

CEMENTO ASFÁLTICO AC-20

Precauciones y manejo EL CEMENTO ASFÁLTICO AC-20 es un producto estable, sin embargo, debe tenerse cuidado al calentarse a temperaturas

cercanas a 450°F (232°C) ya que los vapores emitidos pueden entrar en combustión en presencia de llama. Se debe manejar con las medidas de seguridad necesarias para la manipulación de

materiales a altas temperaturas

ASFALTOS DE CURACIÓN LENTA (SC)

Los asfaltos de curación lenta (SC) pueden obtenerse directamente a través de la destilación del petróleo crudo. Por lo general se designa a los asfaltos de curación lenta como SC-70, SC-250, SC-

800 o SC-3000. Tienen una viscosidad más baja que el cemento asfáltico y endurecen muy lentamente.

ASFALTO REBAJADOS DE CURACIÓN MEDIA (MC) Los asfaltos rebajados de curación media endurecen más

rápidamente que los asfaltos líquidos de curación lenta, aunque la consistencia de los diferentes grados es similar que la de los asfaltos de curación lenta. Estos asfaltos se usan para la

construcción de bases de pavimento, superficies y tratamientos superficiales.

ASFALTO REBAJADOS DE CURACIÓN RÁPIDA (RC)

Se producen mediante la mezcla de cemento asfáltico con un destilado del petróleo que se evapore fácilmente, esto facilita a un cambio rápido desde la forma líquida en el momento de la aplicación hasta la consistencia del

cemento asfáltico original.

ASFALTOS INSUFLADOS

Se obtiene insuflando aire a través del residuo semisólido obtenido durante las últimas etapas del proceso de destilación. El asfalto insuflado no se usa generalmente como material de pavimentación, sin embargo es muy útil como material para techumbre.

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES ASFÁLTICOS Las propiedades de los materiales asfálticos relevantes para la construcción de los pavimentos, pueden clasificarse en cuatro categorías principales: • Consistencia: La consistencia de cualquier material asfáltico cambia

a medida que cambia la temperatura. El cambio de la consistencia de los diferentes materiales asfálticos puede diferir considerablemente aún para la misma magnitud de cambio de temperatura.

• Durabilidad:

Cuando los materiales asfálticos se exponen a los

elementos del medio ambiente, tiene lugar gradualmente un deterioro natural, y finalmente los materiales pierden su plasticidad y se hacen

frágiles.

• Velocidad de curación: la velocidad de curación de cualquier material asfáltico, depende del destilado que se use en el proceso de rebajado.

• Resistencia a la acción del agua: Es importante que el asfalto continúe adherido a los agregados aun en presencia de agua. Si se pierde esta liga entre el asfalto y los agregados, el asfalto va a

quedar despojado de los agregados, lo que conduce al deterioro del pavimento.

PRUEBAS DE LOS MATERIALES ASFÁLTICOS

Los materiales asfálticos se someten a varias pruebas para determinar tanto su consistencia

como su calidad, para evaluar si los materiales que se usan en al construcción de carreteras

cumplen con las especificaciones prescritas.

PRUEBA DE CONSISTENCIA

La consistencia de los materiales asfálticos es importante en la construcción de pavimentos debido a que la consistencia para una temperatura específica va a indicar el grado del material.

Dado que los materiales asfálticos pueden existir en estado líquido,

sólido o semi-sólido este rango dicta la necesidad de más de un método para determinar la consistencia de los materiales asfálticos.

PRUEBA DE FLOTACIÓN

Se utiliza para determinar la consistencia de los materiales asfálticos simisólidos que son más viscosos que el grado 3,000 o que tienen una penetración mayor que 300, ya

que estos

materiales no pueden ensayarse convenientemente con el uso ya sea de la prueba de viscosidad de Saybolt Furol o de la prueba de penetración.

PRUEBA DE DURABILIDAD

Cuando se usan materiales asfálticos para la construcción de los pavimentos de los caminos, se les sujeta a cambios de temperatura y a otras condiciones climáticas durante un intervalo de tiempo.

Estos cambios del material producidos por la intemperie, pueden conducir a la pérdida de plasticidad, agrietamiento, abrasión anormal de la superficie y a la falla final del pavimento.

PRUEBA DE VELOCIDAD DE CURACIÓN

Las pruebas para la velocidad de curación se basan en factores

inherentes

que

pueden

controlarse.

Comúnmente se usan la votalidad y la cantidad de disolvente para indicar la velocidad de curación.

OTRAS PRUEBAS GENERALES Enseguida se mencionan algunas de las pruebas de rutina más comunes:

•

Prueba de gravedad específica.

•

Prueba de ductilidad.

•

Prueba de solubilidad.

•

Prueba del punto de centelleo.

•

Prueba de pérdida por calentamiento.

•

Prueba del contenido de agua.

•

Prueba de separación para las emulsiones.

•

Prueba de tamiz para las emulsiones.

•

Prueba de carga partículas para emulsiones.

AGREGADOS

La primera fase en diseño de mezcla es la selección y la combinación de los agregados para obtener una granulometría dentro de los límites prescritos. Los agregados utilizados para la

mezcla del concreto asfáltico son los agregados procesados.

GRANULOMETRÍA DE LOS AGREGADOS

Normalmente los agregados se clasifican como roca triturada, arena y

material de relleno. El material de roca predominantemente agregado grueso retenido en la malla No. 8 y la arena es predominantemente agregado fino que pasa la malla No. 8 y el material de relleno

predominante es el polvo mineral que pasa por la malla No. 200.

AGREGADOS PROCESADOS

Después del triturado y el tamizado es esencial evaluar completamente los agregados producidos para averiguar

si cumplen con los requisitos de calidad y graduación. Cuando una operación está comenzando por primera vez, se deberán hacer evaluaciones periódicas del agregado antes

de

este

pavimentación.

sea

usado

en

las

mezclas

de

PROPIEDADES DE LOS AGREGADOS

• Limpieza. • Dureza. • Graduación y tamaño máximo de partícula.

• Forma de la partícula. • Textura de la superficie. • Capacidad de absorción. • Afinidad con el asfalto. • Peso específico.

MEZCLA DE CONCRETO ASFÁLTICO

Enseguida se describirán 3 categorías de concreto asfáltico:

1. Concreto asfáltico de mezcla en caliente, tendido en caliente. 2. Concreto asfáltico mezclado en caliente, tendido en frío. 3. Concreto asfáltico mezclado en frío, tendido en frío.

CONCRETO ASFÁLTICO DE MEZCLA EN CALIENTE, TENDIDO EN CALIENTE

Se

produce

mezclando

apropiadamente

cemento

asfáltico,

agregado grueso, agregado fino y material de relleno (polvo) a temperaturas que varían aproximadamente 175°F hasta 325°F, dependiendo del tipo de cemento asfaltico que se use.

Normalmente se usa para la construcción de pavimentos gruesos, y la mezcla puede describirse como de granulometría uniforme,

granulometría gruesa, granulometría densa o granulometría fina.

CONCRETO ASFÁLTICO DE MEZCLA EN CALIENTE, TENDIDO EN FRÍO.

Este tipo de concreto asfáltico se fabrican calientes y luego se transportan y se tienden inmediatamente, o

pueden apilarse para una fecha futura.

CONCRETO ASFÁLTICO DE MEZCLA EN FRÍO, TENDIDO EN FRÍO.

Los asfaltos emulsificados y los asfaltos rebajados de baja viscosidad, se usan para producir concretos asfálticos mezclado en frío. También puede usarse inmediatamente después de producirlos o apilarse para usarse en una fecha posterior.

MATERIALES DE CONTRUCCION

MATERIALES CERAMICOS Catedrático: Ing. Alejandro Vildoso Flores

VER EL SIGUIENTE VIDEO

https://www.youtube.com/watch?v=ThOtPEJ3Sfw

https://www.youtube.com/watch?v=7BduJ7TBl_8

PREGUNTAS

•

¿Qué son Materiales Cerámicos?

•

Proceso de Fabricación de los Materiales Cerámicos.

•

Enumerar 04 Materiales Ceramicos

Son solidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento térmico. Comparados con

los

metales

y

plásticos

son

duros,

no

combustibles y no oxidables Pueden utilizarse en ambientes con temperatura alta y corrosivos .

Materias primas cerámicas En las cerámicas Naturales se utilizan materias primas de depósitos naturales Arcillas, feldespatos, cuarzo , son poco purificadas , se forman múltiples fases en la cocción. Para cada composición se dan muchas aplicaciones.

En las cerámicas técnicas Las materias primas son de pureza alta Presentan fase única. Cada composición tiene una aplicación

específica.

Fabricación de los materiales cerámicos • Extracción. • Preparación de la Pasta.

• Amasado. • Moldeo. • Secado. • Cocción: Azulejos y tejería (900 – 1000 C) . Loza y gres cerámicos (1000 – 1300 C)

Porcelana ( 1300 – 1500 C)

Propiedades de los materiales cerámicos.

• Propiedades mecánicas : Comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables. Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas. Gran resistencia a la corrosión y a los efectos de la erosión que causan los agentes

atmosféricos. Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad.

•

Propiedades térmicas , eléctricas y magnético: Gran resistencia a altas temperaturas, con gran poder de aislamiento térmico

, eléctrico y

magnético. •

Propiedades químicas : Alta resistencia a casi todos los agentes químicos.

•

Propiedades ópticas : Una característica fundamental es que pueden fabricarse en formas con dimensiones determinadas .

Clasificación de materiales cerámicos. Son dos: Cerámicos Porosos y Cerámicos impermeable y/o semi-impermeables. Estudiaremos los Cerámicos

Porosos. • Materiales Cerámicos Porosos: No han sufrido vitrificación, es decir, no se llega a fundir el cuarzo con la arena. Su fractura (al romperse) es terrosa, siendo totalmente permeables a los gases, líquidos y grasas

• Arcilla cocida: De color rojizo debido al óxido de hierro de las arcillas que la componen. La temperatura de cocción es de entre 700 a 1.000 °C. Si una vez cocida se recubre con óxido de estaño (similar a esmalte blanco), se denomina loza estannífera. Se

fabrican: baldosas, ladrillos, tejas, jarrones, cazuelas, etc.

• Loza italiana: Se fabrica con arcilla entre amarillenta y rojiza mezclada con arena, pudiendo recubrirse de barniz transparente. La

temperatura de cocción varía entre 1.050 a 1.070 °C.

•

Loza inglesa: Fabricada de arcilla arenosa de la que se elimina mediante lavado el óxido de hierro y se le añade sílex (25-35%), yeso, feldespato

(bajando el punto de fusión de la mezcla) y caolín para mejorar la blancura de la pasta. La cocción se realiza en dos fases:  Cocido entre 1.200 y 1.300 °C.  Se extrae del horno y se cubre de esmalte. El resultado es análogo a las

porcelanas, pero no es impermeable.

• Refractarios. Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas proporciones grandes de óxido de aluminio, torio, berilio y circonio. La cocción se efectúa entre los 1.300 y los 1.600 °C. El

enfriamiento se debe realizar lenta y progresivamente para no producir agrietamientos ni tensiones internas. Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta 3.000 °C. Las aplicaciones más usuales son:  Ladrillos refractarios, que deben soportar altas temperaturas en el interior de hornos.

 Electrocerámicas: Con las que en la actualidad se están llevando a cabo investigaciones

en

motores

de

automóviles,

aviones,

generadores

eléctricos, etc., con vistas a sustituir elementos metálicos por refractarios,

con los que se pueden obtener mayores temperaturas y mejor rendimiento. Una aplicación no muy lejana fue su uso por parte de la NASA para proteger la parte delantera y lateral del Challenger en el aterrizaje.

TEJAS

LADRILLO

REVESTIMIENTO (ENCHAPE)

NORMATIVIDAD

PROBLEMAS DE MATERIALES CERÁMICOS

a) E= 240 Gpa, P=0.05, reemplazando Eo= 264 Gpa.

b) Eo= 264 Gpa, P=0.15, reemplazando E=194 Gpa.

MATERIALES DE CONTRUCCION

POLIMEROS Catedrático: Ing. Alejandro Vildoso Flores

VER EL SIGUIENTE VIDEO

https://www.youtube.com/watch?v=IDLaLDeAIeE

PREGUNTAS

•

¿Que son Polímeros?.

•

¿Como se clasifican los Polímeros?

•

¿Cual es el uso de los Polímeros en la construcción?

Los Polímeros son moléculas gigantes (macromoleculas), formadas por la unión de moléculas mas pequeñas y repetitivas llamadas monómeros. En otras palabras, los monómeros se repiten “un gran número” de veces hasta formar el Polímero. Origen de la palabra:

POLY: MUCHOS

MEROS: PARTES

CLASIFICACIÓN

Según la cantidad de monómeros que componen la estructura de un Polímero, estos se clasifican así: •

HOMOPOLIMEROS: Compuestos por un único tipo de monómero, por lo que su estructura es muy regular. Requieren altas temperaturas para fundirse.

•

COPOLIMEROS: Compuestos por dos o mas monómeros. Es menos regular que los HOMOPOLIMEROS. Se procesan mejor a temperaturas mas bajas, son mas maleables, dan mejor transparencia al producto final.

Según la forma de sus moléculas, los Polímeros se clasifican así: •

Lineal.

•

Ramificado.

•

Cruzado.

CRISTALINO: Se caracteriza por la formación de cristales en forma de esfera o laminas, se rompen estos cristales a grandes temperaturas. La Resina, presenta un alto grado de cristalinidad por esta razón, para poder procesarla debe

ser fundida.

AMORFO: Carece de organización molecular, se puede procesar a bajas temperaturas. Las preformas son casi completamente amorfas, y esto hace que puedan ser recalentadas y

convertidas en botellas a temperaturas superiores a la temperatura de transición vítrea.

Comportamiento Viscoelástico: Los Polímeros exhiben tanto comportamientos viscosos como elásticos: •

Componente Viscoso:

 Deformación permanente (cambio de forma).  Flujo de fluído. Ejemplo: agua, melaza, etc..

•

Componente Elástico:

 Deformación recuperable (cambio de forma).  “Como resorte”. Ejemplo: Liga El Comportamiento viscoelástico depende de: 

Temperatura.



Tiempo ( velocidad de deformación ).

Polímeros comunes: •

Polietileno. (PE)

•

Polipropileno. (PP)

•

Poliestireno. (PS)

•

Poliuretano. (PU)

•

Policloruro de vinilo. (PVC)

•

Politereftalato de Etileno. (PET)

•

Polimetilmetacrilato.( PMMA )

Polímeros de Ingeniería: Algunos, lineas abajo: •

Nylon (Poliamida 6, PA 6).

•

Polilactona.

•

Polieter.

•

Poliester

•

Polisiloxanos.

•

Polianhídrido.

•

Poliurea.

•

Policarbonato.

NOTA:

Plástico es un término aplicado al material listo para su transformación .

MATERIALES DE CONTRUCCION

VIDRIO Catedrático: Ing. Alejandro Vildoso Flores

VER EL SIGUIENTE VIDEO

https://www.youtube.com/watch?v=AI4uZec8jZE

PREGUNTAS

•

¿Que es el vídrio?.

•

¿Que tipo de vídrios conoces?

•

¿Cuáles son las propiedades del vídrio?

•

¿Cual es el uso del vídrio en la construcción?

EL VIDRIO

Introducción Es un Sólido duro, frágil y transparente o translúcido, sin estructura cristalina, obtenido por la fusión de arena silícea con potasa, que

es moldeable a altas temperaturas

COMPOSICIÓN DEL VIDRIO • •

•

La sílice se funde a temperaturas muy elevadas para formar vidrio En la mayoría de los vidrios, la sílice se combina con otras materias primas en distintas proporciones. Los fundentes alcalinos, por lo general carbonato de sodio o potasio, disminuyen el punto de fusión y la viscosidad de la sílice. La piedra caliza o la dolomita (carbonato de calcio y magnesio) actúa como estabilizante. Otros ingredientes, como el plomo o el bórax, proporcionan al vidrio determinadas propiedades físicas.

B4-1.1 – Clasificación por su composición Composición Vitrificantes

Sódico-Cálcico (1)

SiO2

B2O3

72-73

-

Fundentes K2O

-

Características

Estabilizadores

Na2O

PbO

Al2O3

CaO

13-16

-

0-2

7-13

- Funde con facilidad - Diversidad de usos - Barato de obtener - Buena trabajabilidad - Vulnerable al choque

Plomados

53-68

-

1-10

5-10

15-40 (2)

0-2

0-6

térmico - Alto coste de obtención - Buen aislante (rayos X) - Baja resistencia química - Difícil de trabajar - Alta resistencia al

Borosilicato

Sílice

73-82

96

5-20

3-4

0-1

-

3-10

-

0-10

-

2-3

-

0-1

-

choque térmico - Alta resistencia al ataque químico - El más costoso de trabajar - Alto coste de obtención - Gran resistencia química - Soporta temperaturas cercanas a los 900 ºC

PROPIEDADES • •

Dependen de la temperatura (viscosidad). Propiedades físicas: Alta densidad (2-4 g/cm3), impermeables Trasparentes (factor solar variable). Baja reacción al fuego y resistencia a choque térmico.

•

Propiedades químicas: Estables e inertes (salvo frente a ácidos fuertes y álcalis)

•

Propiedades mecánicas: Duro, Resistente a compresión y a la abrasión. Fractura frágil por propagación de defectos (quebradizo)

PROPIEDADES FÍSICAS

PROPIEDADES MECÁNICAS

DENSIDAD

•

2500 kg/m3

•

Un panel de 4 mm de espesor de vidrio pesa 10kg/m2 DUREZA

•

El vidrio, como muchos otros materiales tiene una dureza media, es decir, su resistencia a ser rayado es de

grado 5/6 sobre 10. (Escala de Mohs)

RESISTENCIA A LA COMPRENSIÓN • 800 - 1000 MPa

• La resistencia a la compresión define la capacidad de un material para soportar una carga aplicada verticalmente a su superficie.

MÓDULO DE ELASTICIDAD • 70 000 MPa • El módulo de elasticidad se determina a partir del

alargamiento elástico de una barra fina, o bien doblando una barra con una sección transversal redonda o rectangular.

TIPOS DE VIDRIO PARA CONSTRUCCIÓN

•

Dieléctrico.

•

Serigrafiado

•

Plano: obtenido por laminado o flotado

•

Templado: Tratado térmicamente.

•

Laminado: Compuesto de láminas de vidrio y adhesivo.

•

Tintado: Coloreado en masa (óxidos metálicos).

•

Impreso y Decorado: tratado superficialmente

•

Antireflectante.

VIDRIO TEMPLADO

• El vidrio templado es un tipo

de

vidrio

de

seguridad, ​por

procesados

tratamientos térmicos o

químicos, para aumentar su

resistencia

comparación

vidrio normal.

con

en el

VIDRIO LAMINADO

•

Compuesto por dos o más láminas de vidrio unidas por materiales adhesivos.

•

La

rotura

de

un

vidrio

no

provoca el colapso del material. •

Buen impacto

comportamiento

frente

a

VIDRIOS TINTADOS (COLOREADOS)

• El Vidrio Tintado es un vidrio coloreado para reducir los efectos de la radiación solar (infrarroja y ultravioleta).

VIDRIO ANTIREFLECTANTE

• El vidrio anti reflectante o antirreflejo

posee

tratamiento

en

un

ambas

caras que le permite lograr

una textura superficial tal que disminuye la reflexión de la luz sin distorsionar los colores.

VIDRIO SERIGRAFIADO

•

Los vidrios serigrafiados se fabrican mediante un proceso por el cual se deposita en una de las caras de la plancha esmaltes vitrificables en una o varias capas por el método de

serigrafía. templado

Luego

se

quedando

somete la

al

serigrafía

formando masa con el vidrio, ya imposible de separar del vidrio e inalterable a los elementos.

EL VIDRIO DIELÉCTRICO

•

Los materiales que pueden polarizarse en presencia de un campo eléctrico se les conoce

como dieléctricos. Polarizar quiere decir que las moléculas o los átomos se convierten en dipolos, acomodando todas sus cargas negativas hacia un lado y las positivas hacia otro. Los dipolos eléctricos se acomodan en la misma dirección que el campo eléctrico local que los produce.

EMPRESAS EN EL RUBRO FABRICACION VIDRIO Y PRODUCTOS DE VIDRIO

• • • • • • • • •

AGP INDUSTRIAS S.A AGP PERU S.A.C APPLE GLASS PERUANA S.A.C CANOVAS S.A.C ENVASES DE VIDRIO S.A.C HEINZ - GLAS PERU S.A.C OWENS-ILLINOIS PERU S.A V TECNIC S.A VIDRIERIA 28 DE JULIO S.A.C VIDRIOS Y CRISTALES S.A

VENTAJAS

1.

Los materiales necesarios para su fabricación son muy abundantes y baratos.

2.

Fácil de reciclar.

3.

Mantiene los alimentos fríos.

4.

Se puede ver el interior del envase para verificar la apariencia del producto.

5.

No alteran el sabor de los productos alimenticios.

6.

Elevada resistencia, módulo de elasticidad moderado,

7.

densidad media

DESVENTAJAS

1.

Se rompen muy fácil.

2.

Su transporte debe de ser especial.

3.

Su alto costo en envases.

4.

Los accidentes que provoca.

5.

Para algunos casos el ser rígido sería una desventaja.

APLICANDO A LA INGENIERÍA CIVIL

Revestimiento con manto de Fibra de Vidrio en Terraza

Construcción

placa

de

concreto y colchón de arena lavada

de

10

cm.

de

espesor para Piscina Oval

con Revestimiento en Fibra de Vidrio

Piscina sobre depósitos y estacionamiento inicio de revestimiento.

 Piscina Oval con Revestimiento en Fibra de Vidrio terminada.

Nuevo tipo de concreto con vidrio molido y menos cemento Estudios realizados por la Universidad de Michigan (MSU) en EEUU, han dado como resultado el descubrimiento de un nuevo tipo de concreto, el cual lleva en su composición vidrio molido, lo que hace al concreto más fuerte, más durable y más resistente al agua.

El campus de MSU

tiene varios sitios de prueba donde se probó la mezcla del concreto-vidrio y, hasta ahora, los resultados han sido bastante positivos.

•

Veinte por ciento del cemento utilizado para producir concreto se sustituye por vidrio (reciclado) molido, generando un significativo ahorro en cemento.

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"El Vidrio molido entra en una reacción beneficiosa con los hidratos del cemento, así que básicamente la química del cemento se mejora con el vidrio", dijo Parviz Soroushian, profesor de ingeniería civil y ambiental que ha estudiado la mezcla del vidrio y el concreto. "Se hace más fuerte y más durable y no absorbe el agua tan rápido como el cemento regula

¿Fibra de Vidrio en reemplazo del acero para construcción? Desde hace algún tiempo relativamente corto ha aparecido en el mercado de la construcción un producto que reemplazaría al acero como refuerzo en la fabricación de concreto reforzado. Se trata de unas varillas de resina de vinyl y fibra de vidrio con recubrimiento de granulado de cuarzo que, a decir de los fabricantes, presenta mejores propiedades de adherencia y ser mejores en su desempeño con respecto al concreto armado tradicional con acero

para obras especiales con mayores solicitudes físico-químicas o eléctricas. Este producto no estría afectado al proceso de corrosión por lo que

podría usarse en obras portuarias o cercanas al mar.