GLOSARIO DE TERMINOS
Clinker: Caliza cocida. Esa es la definición más exacta de lo que se conoce como Clinker, la principal materia prima de la que se obtiene el cemento.
CEMENTO
El cemento se hizo a partir de una mezcla de calcio, sílice, aluminio y hierro. Un horno de alta temperatura se calienta la materia prima, su transformación química y físicamente en Clinker.
Este material guijarro-como el gris comprende los compuestos especiales que dan consolidar sus propiedades de unión. Clinker se mezcla con yeso y tierra a un polvo fino para hacer cemento (para más información, ver la fabricación de cemento).
El cemento es el "pegamento" que une los agregados juntos para formar el concreto, uno de los materiales de construcción clave disponibles en la actualidad.
La proporción estequiometria es 73,7 % CaO y 26,3 % SiO2. Pero este compuesto es estable únicamente por debajo de 700 ºC o entre 1250 º C y 1900 ºC [Fig. 1]. Por debajo de 1250 ºC, el estado puro se descompone lentamente en silicato bicálcico + óxido de calcio. Esta tensión positiva de disociación es aumentada por la presencia de silicato bicálcico formado.
Por sobre 1250 ºC la formación de silicato tricálcico se cumple sólo muy lentamente.
La alúmina (Al2O3) y el óxido férrico (Fe2O3) que se combinan con el óxido de calcio (CaO) para formar aluminato de calcio con punto de fusión 1455 ºC y ferroaluminato de calcio con punto de fusión 1338º C, conforman el medio líquido apto para acelerar la reacción buscada entre el dióxido de silicio y el óxido de calcio.
La alúmina (Al2O3) y el óxido férrico (Fe2O3) que se combinan con el óxido de calcio (CaO) para formar aluminato de calcio con punto de fusión 1455 ºC y ferroaluminato de calcio con punto de fusión 1338º C, conforman el medio líquido apto para acelerar la reacción buscada entre el dióxido de silicio y el óxido de calcio.
Cal
“Cal” es un término que normalmente podríamos escuchar en temas de construcción pues se usa como material para algunas obras y aplicaciones. Sin embargo el uso de esta es la “caliza pulverizada”, una piedra formada de carbonato de calcio o carbonato de calcio y magnesio que posee propiedades completamente distintas a la Cal, es un oxido o hidróxido de calcio o magnesio manufacturado en hornos a temperaturas aproximadas a los 1,000°C, el producto resultante: la “cal viva”, es usada para el Mortero, transformándolo en una especie de masilla mezclándolo con agua convirtiéndola en “cal hidratada”.
Las prácticas de mampostería actuales exigen que la Cal usada (“caliza pulverizada”) debe cumplir con una buena retención de agua (según la norma ASTM C 207) esto es vital para evitar futuras infiltraciones en las paredes o estructuras de la mampostería, así como hacer que la mezcla cuente con la debida viscosidad, permitiendo el fácil manejo y trabajabilidad para que los albañiles puedan hacer uso eficaz con la cuchara, adhiriéndolo sobre las superficies y teniendo más eficacia en su trabajo.
Es por esto que la “Cal hidratada” es una de las mejores opciones para las construcciones ya que mejora la plasticidad del mortero, la retención del agua, la capacidad de contenido de arena, la adherencia y la flexibilidad, ayudando además a evitar la eflorescencia curando automáticamente las fisuras pequeñas.
En la estabilización de suelos, modifica las propiedades del suelo de manera permanente reduciendo el índice de plasticidad, incrementando VRS y la resistencia a la compresión.
La cal es un elemento cáustico, muy blanco en estado puro, que proviene de la calcinación de la piedra caliza. La cal común es el óxido de calcio de fórmula CaO, también conocido como cal viva. Es un material muy utilizado en construcción y en otras actividades humanas. Como producto comercial, normalmente contiene también óxido de magnesio, óxido de silicio y pequeñas cantidades de óxidos de aluminio y hierro.
La cal se puede obtener normalmente por descomposición térmica de materiales como la piedra caliza, que contiene carbonato de calcio (CaCO3), material extraído de depósitos sedimentarios llamados caliches. Se somete a temperaturas muy altas, que oscilan entre 900 y 1200 ºC, por un período de 3 días, en un horno rotatorio o en un horno especial llamado kiln de cal. El proceso, llamado calcinación, libera una molécula de dióxido de carbono (CO2), resultando el material llamado óxido de calcio (CaO), de color blanco y muy cáustico (quema los tejidos orgánicos). Sin embargo, el proceso puede ser reversible, ya que al enfriarse la cal, comienza a absorber nuevamente el CO2 del aire, y después de un tiempo, vuelve a convertirse en CaCO3 o carbonato de calcio.
La cal viva puede ser combinada con agua, produciéndose una reacción violenta que desprende mucho calor. Se forma entonces el hidróxido de calcio que se comercializa en forma de polvo blanco conocido como cal muerta o apagada.
Desde la antigüedad, el uso más frecuente de la cal es como aglomerante en la construcción. Al mezclar cal con agua y arena, se produce una especie de mortero que se utiliza para pegar ladrillos, piedras y también para aplanar paredes y techos. Este uso se debe principalmente a que la cal puede adquirir mucha dureza al secarse y puede ser un material muy resistente. Eso se produce debido a que la cal apagada absorbe el dióxido de carbono que había perdido y se convierte lentamente en carbonato de calcio al secarse. Debido a esa misma característica, la cal también se utiliza para crear pinturas murales con la técnica del fresco. Al endurecerse la cal, por convertirse en carbonato de calcio, facilita la fijación de los colores del fresco. En muchos lugares, también se usa para recubrir fachadas debido a su impermeabilidad.
Otros usos de la cal incluyen la neutralización de los suelos ácidos en agricultura, la fabricación de vidrio y papel, el lavado de ropa blanca, el refinado de azúcar, el ablandamiento del agua, incluso en alimentación, para hacer sémola de maíz y tortillas en un proceso llamado nixtamalización.
Yeso
El yeso se originó hace 200 millones de años como resultado de depósitos marinos, cuando parte de lo que ahora son nuestros continentes eran inmensas extensiones oceánicas; durante este periodo, algunos mares se secaron dejando lechos de yeso que se recubrieron para ser descubiertos posteriormente por el hombre.
El yeso tiene distintos modos de formarse: por precipitación directa, por floculación, por cristalización en filones o por el paso de la anhidrita (CASO4.0.5H2O) a yeso (CASO4.2H2O) con ganancia de agua.
Formado en ambiente evaporítico, por precipitación directa de soluciones en conexión con rocas calcáreas y arcillas en depósitos evaporíticos asociados a antiguos mares o lagos salados.
Por hidratación directa de la anhidrita: también se puede formar en filones de yeso cuando en áreas volcánicas, cuando por acción fumarolita de aguas sulfurosas; los vapores de ácido sulfúrico reaccionan con las capas de caliza de las rocas encajantes.
Por la acción del ácido sulfúrico procedente de las piritas al actuar sobre la calcita de margas y arcillas calcáreas.
Desde épocas memoriales el yeso ha convivido con la humanidad y constituye uno de los más antiguos materiales de construcción.
Durante el período neolítico se usó para realizar cimientos y muros. Los asirios empleaban un yeso conocido como alabastro. Hace 6000 años los egipcios preparaban argamasa a partir del yeso y 1500 años después utilizaron estuco de yeso en el revestimiento interior de las pirámides. La civilización griega lo denominó gypsos (yeso) y la romana generalizó su uso en Europa. Posteriormente, los españoles lo introdujeron en América Latina.
El yeso puro es un mineral blanco, pero debido a impurezas puede tornarse gris, castaño o rosado. Se denomina sulfato de calcio deshidratado y su estructura cristalina está constituida por dos moléculas de agua y por una de sulfato de calcio.
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Se obtiene directamente de la naturaleza por extracción en forma de roca de yeso (mineral de sulfato de calcio dihidratado) en canteras o minas y se procesa industrialmente con poca alteración. Este proceso consiste en la calcinación térmica del mineral triturado, eliminando total o parcialmente el agua de cristalización químicamente combinada. Al mezclarse con agua forma una pasta que fragua y endurece, reconstituyendo su estado original.
ASFALTO
El asfalto es considerado un sistema coloidal complejo de hidrocarburos. El modelo adoptado para configurar la estructura del asfalto se denomina modelo micelar , el cual provee de una razonable explicación de dicha estructura , en el cual existen dos fases; una discontinua (aromática) formada por dos asfáltenos y una continua que rodea y solubiliza a los asfáltenos, denominada máltenos.
Las resinas contenidas en los máltenos son intermediarias en el asfalto, cumpliendo la misión de homogeneizar y compatibilizar a los de otra manera insoluble asfáltenos. Los máltenos y asfáltenos existen como islas flotando en el tercer componente del asfalto, los aceites.
El asfalto es soluble en una gran cantidad de hidrocarbonos. Se toma ventaja de esto para producir los asfaltos líquidos rebajados. Desafortunadamente esta solubilidad permanece cuando el asfalto ya esta en uso en el pavimento; sin embargo, en carreteras no causa mucho problema porque la gasolina es muy volátil que no tiene tiempo para disolver el asfalto del pavimento. Los derrames de combustible de avión si pueden producir daños a las aeropistas porque son combustible de tipo keroseno. Entonces en estacionamientos si se pueden esperar por derrames de combustibles.
Para minimizar este problema en lugares que pueden estar sometidos a derrames perjudiciales se pueden utilizar concretos asfálticos modificados con polímeros o alquitrán o concreto hidráulico.
El asfalto es un material relativamente inerte con respecto a una cantidad considerable de sustancias químicas, por eso se utilizan mucho en recubrimientos protectores. Una de las características del asfalto es su reactividad con el oxígeno. Esta reactividad se puede dar de tres maneras:
å El oxígeno del aire reacciona con el hidrógeno de los hidrocarbonos del asfalto formando moléculas de agua que se pierden a la atmósfera por evaporación. Esto es lo que ocurre en el proceso de soplado con aire para fabricar asfaltos para techado y también se da durante el mezclado de asfalto con agregados.
å El oxígeno del aire reacciona con los hidrocarbonos formando óxidos en la superficie del asfalto que produce una película o una costra impermeable que evita que más asfalto se siga oxidando. Sólo cuando esfuerzos mecánicos produzcan agrietamientos en esa costra se vuelve a oxidar más asfalto, pero de nuevo se forma la costra impermeable.
El oxígeno del aire reacciona con los hidrocarbonos del asfalto formando óxidos, muchos de los cuales son solubles en agua, por lo que el agua los arrastra exponiendo continuamente más asfalto a seguirse oxidando. La forma de mitigar este problema es aplicando periódicamente sellos ya sea de agregados o de algún otro material.
å Los asfaltos resisten los ataques del ácido sulfúrico diluido y del ácido clorhídrico en todas sus concentraciones. Sin embargo es atacado por el ácido sulfúrico concentrado y por el ácido nítrico. Generalmente el asfalto no es atacado por los álcalis, sin embargo, algunas soluciones alcalinas diluidas reaccionan con ciertos constituyentes del asfalto formando agentes emulsificadores que pueden ser dañinos.
El asfalto es un material relativamente inerte con respecto a una cantidad considerable de sustancias químicas, por eso se utilizan mucho en recubrimientos protectores. Una de las características del asfalto es su reactividad con el oxígeno. Esta reactividad se puede dar de tres maneras:
å El oxígeno del aire reacciona con el hidrógeno de los hidrocarbonos del asfalto formando moléculas de agua que se pierden a la atmósfera por evaporación. Esto es lo que ocurre en el proceso de soplado con aire para fabricar asfaltos para techado y también se da durante el mezclado de asfalto con agregados.
POLIMEROS
La evolución de este sector ha sido lenta hasta la mitad del siglo pasado, pero a raíz de la “revolución del plástico” la sociedad y este sector sufrieron un cambio excepcional con la entrada de los polímeros sintéticos. Gracias a que los arquitectos, ingenieros y especialistas del sector empezaron a adquirir conocimientos de las ventajas que pueden brindan estos polímeros, hoy en día nos podemos beneficiar de múltiples y diferentes aplicaciones en la construcción y equipamiento de una vivienda y resto de obras públicas. Además otro objetivo de estos profesionales es la de conseguir un equilibrio entre las necesidades de construcción de la población y la protección del medio ambiente, así como de la salud de sus habitantes.
Estos polímeros resultaron ser materiales idóneos para satisfacer todas estas necesidades debido a sus características particulares. En general serían las siguientes:
Durables y resistentes a la corrosión, por ello se aplican en elementos que están expuestos al aire libre pudiendo durar décadas.
Aislantes tanto de frío como del calor, lo cual permite el ahorro de energía, y también aislantes acústicos.
Muy ligeros frente a otros materiales usados en la construcción, siendo así manejables y fáciles de transportar y almacenar.
Tienen buena relación costo / beneficio
La mayoría (a excepción del PVC) son respetuosos con el medio ambiente, se pueden reciclar, reutilizar o trasformar en una fuente de energía.
Estas son las características más generales pero luego cada uno posee propiedades particulares que hacen que sean mas adecuados para unas aplicaciones que para otras.
Existe una gran variedad de polímeros usados en la construcción pero los más utilizados son el PVC, PSE, PU, y PE (alta y baja densidad), tal como se aprecia en el siguiente grafico: Consumo de plásticos en el sector de la construcción en Europa occidental.
La materia está formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas polímeros. Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. Algunas parecen fideos, otras tienen ramificaciones.
ACERO
El acero es una aleación que se obtiene derritiendo y uniendo diferentes materiales. Existen más de 2.500 clases de acero estándar en todo el mundo y todos ellos están hechos principalmente con lingotes de hierro que son extraídos del hierro mineral en los altos hornos de las fundiciones y después se mete en la acería para obtener un acero con menos del dos por ciento de carbón lo que suaviza el material y así es más fácil procesarlo.
El acero es un material de alta tecnología debido a sus diferentes características.
• Tiene alta fuerza y ductilidad • Se deforma fácilmente • Se vuelve más resistente luego de una colisión debido a transformaciones estructurales
Por ejemplo, en las carrocerías de vehículos con este “acero deformante”, además de dar seguridad son livianas y esto disminuye el consumo de energía.
El acero es utilizado como material de construcción por su rápida colocación, y sus propiedades a tracción. En los últimos años se ha encarecido mucho debido a que su producción tiene un alto consumo energético y puede llegar a dañar el medio ambiente, por lo tanto es esencial que un ingeniero civil conozca las características, propiedades y usos del acero,
Ductilidad, es la elongación que sufre la barra cuando se carga sin llegar a la rotura. Las especificaciones estipulan que el estiramiento total hasta la falla, no sea menor que cierto porcentaje mínimo (tabla 5.3) que varía con el tamaño y grado de la propia barra (apartado
5.7.1). Dureza se define como la propiedad del acero a oponerse a la penetración de otro material (apartado 5.7.2). Resistencia a la tensión, Es la máxima fuerza de tracción que soporta la barra, cuando se inicia la rotura, dividida por el área de sección inicial de la barra. Se denomina también, más precisamente, carga unitaria máxima a tracción. Límite de fluencia, fy.- Es la tensión a partir de la cual el material pasa a sufrir deformaciones permanentes, es decir, hasta este valor de tensión, si interrumpimos el fraccionamiento de la muestra, ella volverá a su tamaño inicial, sin presentar ningún tipo de deformación permanente, esta se llama deformación elástica. El ingeniero utiliza el límite de fluencia de la barra para calcular la dimensión de la estructura, pues la barra soporta cargas y sobrecargas hasta este punto y vuelve a su condición inicial sin deformación. Pasado este punto, la estructura esta fragilizada y comprometida. |
