Tema 2.
Tema 2.
Los Materiales de Los Materiales de
Construcción.
Construcción.
Tecnología.
Tecnología.
3º ESO.
3º ESO.
Tema 2: Los materiales de construcción
.1. Introducción.
Se definen como materiales de construcción a todos los elementos o cuerpos que integran las obras de construcción, cualquiera que sea su naturaleza, composición y forma, de tal manera que cumplan con los requisitos mínimos para tal fin.
En la construcción se usan una gran variedad de materiales, como puedes ver en las imágenes, para la construcción de puentes se pueden usar diferentes materiales:
2. Clasificación y tipos de materiales de construcción.
2.1. Materiales pétreos.
Los materiales pétreos son piedras, rocas naturales y derivados. En la construcción se usa mucho la roca caliza, el mármol, el granito, la pizarra, la arena...
Generalmente, la piedra es sometida al proces
o de labrado. Este proceso puede ser parcial o total, el total conlleva tres fases:
▪ Desbastado: consiste en dar a la piedra la forma y dimensiones aproximadas que van a tener en la obra.
▪ Acabado: Eliminación de irregularidades de la fase anterior.
▪ Pulimentado: Conseguir una superficie lisa, fina y brillante, usando abrasivos. En la construcción, la forma de presentación de los materiales pétreos es:
En forma de bloques. Se distingue:
◦ Mampuestos: son construcciones con piedras que suelen ponerse con la mano, y las piedras están sin labrar, es decir, mantienen la forma con la que la encontramos en la naturaleza. Las piedras se encajan unas con otras.
◦ Sillares: Es una piedra que sí se ha labrado por todas sus caras, hasta conseguir forma de paralelepípedo. Son de gran tamaño.
En forma de losetas: son piedras de poco espesor, labradas tanto por los cantos como por una cara.
De forma disgregada:
◦ Arcillas: son rocas de granos muy pequeños, inferior a 0,001 mm. Se caracterizan por su facilidad de absorber agua.
◦ Áridos: arenas, gravas y gravillas.
2.2. Materiales cerámicos y vidrios.
Estos materiales proceden de materias primas arcillosas que se someten a un proceso de cocción en un horno a altas temperaturas. Los más usados en construcción son las baldosas y azulejos, ladrillos refractarios, loza sanitaria, vidrio, lana de vidrio, ladrillos, bovedillas, tejas…
El proceso de obtención es:
Preparación de las arcillas para eliminar las impurezas que pudiera incorporar tales como raíces, arenas o piedras.
Amasado, en el que se mezcla con agua hasta obtener una pasta.
Moldeo de la pasta para darle la forma del elemento que se quiere fabricar.
Desecación y cocción mediante la cual la arcilla sufre transformaciones en su estructura para convertirse en un material diferente.
En los siguientes vídeos podrás ver cómo se fabrican los materiales cerámicos tanto industrialmente, como manufacturados:
https://www.youtube.com/watch?v=oPfC9FgM88Q https://www.youtube.com/watch?v=RyPDv1mbGj8 Actividad 1.
Existen distintos tipos de ladrillos: ladrillo de adobe, ladrillos macizos, ladrillo perforado, ladrillos refractarios, ladrillo hueco, ladrillo caravista… haz un dibujo o pega fotos de cada uno, indica sus características y para qué se usan en cada caso.
Actividad 2.
Dibuja un ladrillo y señala sobre él, el nombre de sus aristas y de sus caras.
Actividad 3.
Las tejas es un componente fundamental para la construcción, además es muy versátil tanto en el material empleado en su fabricación como en su forma.
Haz un listado de materiales con los que se puede hacer una teja y las características que tiene.
Haz dibujos o busca fotos de las diferentes formas de tejas que existen.
El vidrio es una mezcla de sílice (arena), cal, sosa o potasa y colorantes generalmente metálicos.
Estos elementos se funden en un horno a temperaturas muy elevadas, aproximadamente a
1.400ºC. El resultado de esta fusión es una pasta vítrea que se somete en caliente a diversas técnicas de conformación, es decir, técnicas para darle forma. Podríamos decir que la materia prima del vidrio es la arena.
El vidrio es un material muy frágil, pero resistente a la compresión.
En la construcción se utilizan el vidrio para diferentes aplicaciones: alta seguridad, antirrobo, antibalas, resistente al fuego, con protección a las radiaciones del sol, aislamiento acústico o térmico, para decoración…
La llamada lana de vidrio se utiliza como aislante. Al vidrio se le da forma de pequeños hilos que se aglutinan con una resina formando un fieltro o colchón.
Enlaces al procesado del vídeo:
https://www.youtube.com/watch?v=wCgpriDFzIs https://www.youtube.com/watch?v=YtQm8rI9Udc https://www.youtube.com/watch?v=brK0MVtCxsw
Actividad 4.
¿Qué diferencias existen entre el vidrio y el cristal?
2.3. Materiales aglutinantes.
Suelen ser productos que se presentan pulverizados y cuando se mezclan con agua, sufren unas transformaciones químicas que conlleva al endurecimiento del material. Este proceso se llama fraguado. Actualmente hay aglutinantes que fraguan tanto al aire como debajo del agua,
Materiales usados como aglutinantes: cemento, yeso, escayola.
En el caso de usar cemento, debes saber que:
La mezcla de cemento, arena y agua se llama mortero. Se utiliza para pegar ladrillos, baldosas, azulejos...
La mezcla de cemento, arena, grava y agua, se llama hormigón. Es muy duradero, y resistente al fuego y a fuerzas de compresión.
La mezcla de cemento, arena, grava, agua con un refuerzo de varillas de hierro o acero, se llama hormigón armado. Tiene las características del anterior y además es muy resistente a la tracción. Se usa para cimentación, vigas, pilares...
El asfalto es otro material aglutinante, se forma a partir de alquitrán y grava. Su principal característica es que son impermeables, por lo que se usan en la construcción de carreteras y como aislante de tejados, terrazas patios…
Actividad 5.
Ya conoces lo que es el hormigón, pero hay otros como el hormigón pretensado y hormigón impreso. ¿Qué componentes tienen? ¿Cuáles son sus características? ¿y sus usos?
2.4. Materiales metálicos.
Hoy día es habitual ver estos materiales en diferentes construcciones, puentes, edificios, estadios...los metales o aleaciones más usadas son el hierro, acero, cobre y aluminio.
Los hierros y aceros pueden usarse de muchas maneras diferentes:
En forma de láminas o chapas, tanto lisas como onduladas como perforadas. Las láminas sirven para hacer cubiertas, interior de puertas, revestimientos de paredes, peldaños de escaleras de naves industriales, pasillos y galerías…
En forma de barras: Son usadas como refuerzo horizontal o vertical en paredes, también sirven para hacer defensas de ventanas (rejas), barandales y
puertas, entre otros usos.
Como perfiles, que suelen tener formas como T I L C U.
Tienen diversas aplicaciones en estructuras de techumbres, para hacer rejas y otras armazones.
Herrajes: son piezas de diversos tamaños y usos, como
clavos, tornillos, arandelas, tuercas, bisagras, abrazaderas, pomos llamadores…
El cobre es fundamental en las construcciones, aunque puede pasar desapercibido, pues suele encontrarse formando parte de instalaciones que no se dejan ver. Nos referimos a:
Instalaciones eléctricas, utilizado por su alta conductividad eléctrica.
Instalaciones de agua, pues a diferencia de otros materiales, no libera sustancias y reduce la transmisión de gérmenes en el agua potable.
Sistemas de calefacción, los tubos de cobre constituyen la opción más segura. No importa qué tipo de calefacción sea, con combustibles fósiles, energía solar ... los tubos de cobre son ideales para todo tipo de calefacción.
El cobre es un material tradicional para tejados y fachadas, así como para canalones y bajantes. El cobre expuesto a las condiciones atmosféricas desarrolla una pátina que lo protege de la corrosión y le otorga su característico color verde. Debido a esto, el cobre tiene una gran durabilidad y no necesita mantenimiento.
Instalación de gas: las instalaciones de gas usan tubos de cobre pues son anti-incendios, disminuyendo así el riesgo de incendio.
Actividad 6.
La industria de la construcción es uno de los principales consumidores de cobre. Si se compara la cantidad de cobre utilizado en una casa actual con una casa construida hace 40 años, el cobre utilizado en la actualidad es el doble. ¿A qué es debido?
Actividad 7.
En la arquitectura moderna, se dice que el cobre es un material para una construcción sustentable.
Explica ese concepto.
El aluminio es un metal con propiedades idóneas para la construcción, el ligero, fuerte, duradero, resistente a la corrosión, reciclable…
Sus principales aplicaciones son: cerramientos de terrazas, ventanas, puertas rejas, barandas, perfiles, mamparas de baño, persianas venecianas…
2.5. Materiales plásticos.
Hoy en día se usan mucho en construcción por sus propiedades y su coste reducido. Se utilizan como:
Impermeabilizante: consiste en el aislamiento contra lluvias y humedades. Hay dos formas de impermeabilizar:
◦ Con hidrofugantes, que son productos que se añade a los morteros y hormigones, haciéndolos más compactos y por tanto con menos poros.
◦ Con productos impermeabilizantes, que se aplican con brochas, rodillos...como su fuesen pinturas. Lo que hacen estos productos, es penetrar por los poros del hormigón, del mortero, del ladrillo...disminuyendo la capilaridad
◦ Existen otros sistemas impermeabilizantes basados en asfaltos, PVC, poliéster, caucho, mezclas de poliéster y resina de vidrio, etc.
Aislante térmico y acústico: Se utilizan como aislantes de este tipo poliestireno expandido, el poliuretano expandido y la espuma de urea formaldehido.
◦ Poliestireno expandido: Se aplica sobre todo en el interior de las paredes y muros. Además tiene otra característica destacable: difícil inflamabilidad y autoextinguibles. Duran tanto como el edificio, ya que no son atacados ni por hongos, bacterias, insectos…
En muchas construcciones existe un problema de transmisión del denominado ruido de impacto a través de los suelos (ruidos de los pasos del vecino, murmullos de sus conversaciones, etc). La solución a este problema, se consigue recurriendo a un pavimento flotante para amortiguar el ruido de los pasos e impedir su transmisión a la planta inferior del edificio. Esto se lleva a cabo introduciendo planchas de espuma de poliestireno expandido entre el forjado y el pavimento que transmite el sonido.
pavimento flotante, que consiste en introducir una capa de poliestireno en el forjado del suelo.
◦ Espumas de poliuretano rígido: está especialmente indicado para el tratamiento de grandes superficies de formas irregulares como aislamiento de tanques, techos, paredes de naves industriales, cámaras frigoríficas, tuberías, conexiones, etc. está compuesto de dos componentes, polio les y diisocianatos, que al mezclarse reaccionan y forman la espuma que se expande por la superficie a aislar.
Actualmente también hay una versión, en la que se fabrica en forma de planchas.
◦ Urea formaldehído: Está espacialmente indicado para aplicarse en muros con espacio intermedio hueco para imposibilitar la circulación interna de aire entre las dos paredes y reducir así las pérdidas de calor. Es una espuma proyectada.
2.6. La madera.
La madera es uno de los materiales más utilizados en las construcciones de antiguas civilizaciones y ha perdurado hasta la época de la revolución industrial, en la que fue sustituida por la
arquitectura metálica y posteriormente, con la invención del hormigón armado, los técnicos de nivel superior centraron sus estudios en el nuevo material. A pesar del uso de estos “nuevos materiales” muchos constructores aún conservaron durante muchos años los conocimientos prácticos sobre estructuras de madera. En la actualidad es considerado un material de construcción en la llamada arquitectura sostenible y ambiental.
La madera presenta las siguientes ventajas como material de construcción:
Es un material natural, renovable y cuando envejece o deja de desempeñar su función estructural, es respetuosa con la naturaleza pues no es tóxica, no genera olores…no constituye ningún peligro para el medio ambiente.
Es renovable, en la actualidad están resurgiendo plantaciones de árboles cuya madera va destinada a la construcción, lo que contribuye al medio ambiente y a una iniciativa emprendedora y empresarial.
Excelente aislante térmico y acústico, es un aislante natural.
Fácil de trabajar, ya que no requiere herramientas ni máquinas de extrema complejidad.
Duradera, muchos arqueólogos han encontrado vestigios del uso de la madera en construcciones de civilizaciones antiguas, y también diversos objetos, como sarcófagos, embarcaciones, utensilios domésticos, armas, instrumentos musicales…a veces en perfecto estado.
Es un material versátil, es decir, de múltiples aplicaciones.
Es tan resistente a la compresión como el hormigón, y en cuanto a la flexibilidad, es diez veces más flexible que el hormigón.
Su estética, cada pieza de madera es única en cuanto a disposición de vetas y nudos.
También presenta varios inconvenientes.
Es higroscópica, es decir su tamaño aumenta o disminuye con la humedad ambiental.
Necesita tratamientos y mantenimientos para que no sean vulnerables al ataque de hongos e insectos.
Es combustible.
Sus dimensiones son limitadas, aunque la inventiva humana mediante ensambles es capaz de unir piezas para obtener otras de mayor tamaño.
Sus aplicaciones son:
o Puertas.
o Ventanas.
o Armarios empotrados.
o Recubrimientos de paredes y suelos.
o Escaleras y pasamanos.
o Como elementos estructurales, formando parte de columnas y vigas.
Actividad 8.
Trabajo con el ordenador.
A continuación se dan los pasos a seguir en la construcción de un edificio. El trabajo que debes hacer, es acompañar cada apartado con fotos que reflejen cada etapa, así como un listado de materiales y máquinas - herramientas para cada uno.
1. La excavación. Con la ayuda de potentes máquinas se rebaja el terreno hasta llegar al nivel previsto en el proyecto. Es muy habitual excavar unos seis metros de profundidad, para ubicar dos plantas de aparcamiento subterráneo.
2. La cimentación. El sistema más común es efectuar zapatas superficiales, que son pequeños pozos de menos de un metro de profundidad, que se rellenan de hormigón armado.
3. La estructura. Sobre las zapatas se levantan los pilares de hormigón armado y los techos de cada planta. Cada techo necesita permanecer apuntalado unos siete días, hasta que alcanza la resistencia suficiente.
4. Los cerramientos. En esta fase los equipos de albañilería levantan las paredes de las fachadas.
5. Las divisiones interiores. Los albañiles levantan los tabiques que conforman las distintas dependencias de las viviendas.
6. Las instalaciones. Los operarios especialistas proceden a la colocación de mecanismos, cables, conductos, tuberías necesarios para la instalación de agua, gas, electricidad, calefacción, televisión y aire acondicionado. Son trabajos muy laboriosos y delicados, que ocupan muchos meses.
7. Los acabados. Los trabajadores especialistas en acabados colocan los pavimentos, los alicatados de cocinas y baños, los enyesados de paredes y tabiques, los falsos techos, y la terminación con pintura.
El trabajo se realizará en grupos de tres alumn@s. Tendrás dos horas de clase para realizarlo.
Cuando lo termines, tendrás un día extra para su entrega al correo electrónico:
Actividad 9.
Busca en diferentes páginas de internet, el esquema de un edificio en construcción. Cópialo, dibújalo, imprímelo… y señala sobre el todos los materiales de construcción que puedas identificar
