U N I V E R S I D A D A L A S P E R U A N A SF A C U L T A D DE I N G E N I E R IA S Y A R Q U I T E C T U R A

ESCUELA PROFESIONAL DE ARQUITECTURA

2011-2B

INTRODUCCION

Ing. Juana Arce

Objetivo del curso

Proporcionar los conocimientos teóricos y prácticos de las propiedades físicas, químicas, mecánicas y otros de los materiales básicos de construcción, con mayor utilización en las obras de edificaciones.

Contenido General del CursoTema 01- Propiedades Generales de los MaterialesTema 02- NormalizaciónTema 03- Materiales pétreos naturalesTema 04- Agregados Tema 05- Aglomerantes. Cementos Tema 06- Concretos y Agua para concretos y MorterosTema 07- Elementos PrefabricadosTema 08- Unidades de AlbañileríaTema 09- AceroTema 10- MaderaTema 11- Plásticos: Materiales para Instalaciones Eléctricas y Sanitarias Tema 12- Acabados. Pintura. VidriosTema 13- Nuevos Materiales de construcción

PF = 0.3EX PAR + 0.3 EX FIN + 0.4 (TRAB. ACAD.) DondeDondeEX PAR : EXAMEN PARCIALEX FIN : EXAMEN FINALEX SUST : EXAMEN SUSTITUTORIO TRAB. ACAD.= promedio simple (PC1+PC2+PT)

PC1: PRÁCTICA CALIFICADA 1PC2: PRÁCTICA CALIFICADA 2PT : PROMEDIO DE TRABAJOS (PT=50%PT1+50%PT2)

Sistema de Evaluación

Bibliografía BásicaTecnología de Concreto - Adam Neville y J. J. Brooks.Tópicos de Tecnología del Concreto - Ing. Enrique Pasquel.Tecnología del Concreto - Ing. Enrique Riva López.

Bibliografía Complementaria Manual de Diseño de Maderas para el Grupo Andino. Junta del Acuerdo de Cartagena (624, 184 JAC).Albañilería Estructural – Héctor Gallegos.Tecnología de Materiales. Lawrence H. Van Vlack (620.11 VLAC/T).Materiales de Ingeniería y sus aplicaciones – Fluen Richard, Trojan Paul (620.11. FLIN).

Bibliografía

PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Adquirir conocimiento de las propiedades físicas, químicas, mecánicas y otros de cada material estudiado.

Elasticidad Dureza Plasticidad

PRUEBAS DE CONTROL DE LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

Conocer las metodologías que permitan determinar las propiedades físicas, químicas, mecánicas y otros de cada material estudiado.

Durómetro universal

Para medir la dureza de los materiales productos

de la metalurgia

Picnómetro

Mide la densidad de sólidos,

líquidos, gases.

Indentadores Berkovich

Mide la elasticidad de materiales

PROCESOS DE FABRICACION DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Permitirá familiarizarnos en grandes rasgos con la industria de cada material de construcción.

Planta Industrial de Cementos Andino S.A.

Planta Industrial de Cementos Lima S.A.

HISTORIA DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION

Revisión de la historia de los materiales de construcción y su evolución a través de los años.

CHAN CHAN

Metropoli precolombina de adobe

MACHU PICCHU

Ciudadela de piedra

UTILIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION

Utilización de los materiales de construcción en diversas edificaciones.

UTILIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION

UTILIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION

Otras obras

Canales de riego

Presas

Carreteras y muros de contención

Puentes

NORMAS TÉCNICAS QUE REGULAN LA CALIDAD DE LOS MATERIALES DE

CONSTRUCCION Conocimiento básico de las normas técnicas

para control de calidad de los materiales de construcción.

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Los materiales de construcción son los cuerpos que integran las obras de construcción, cualquiera sea su naturaleza, composición y forma.

1.1 DEFINICION

CementoAgregados

Concreto y morteros

El acero

Tuberías de agua, desagüe y electricidad

Ladrillo

Para clasificar los materiales que intervienen en el proceso constructivo, se pueden adoptar varios criterios, por ejemplo: Según su función en obra Según el orden en que intervienen en la obra Según el origen de cada uno de los materiales.

1.2 CLASIFICACIÓN DE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Se clasifican en: - Resistentes, - Aglomerantes, - Auxiliares. A1.- Los materiales resistentes: son los que soportan el peso de la obra y los ataques meteorológicos o los provocados por el uso (piedras, ladrillos, concreto, acero, etc.).

A.- SEGÚN SU FUNCIÓN EN OBRA

Son los que sirven de ligazón entre los resistentes para unirlos en formaciones adecuadas a su función (cemento, yeso, cal, etc.).

A2.- Los materiales aglomerantes

Son aquellos materiales que tienen una función de remate y acabado (maderas, vidrios, pinturas, etc.).

A3.- Los materiales auxiliares

Se clasifican en: de cimentación, de estructura, de cobertura y de cerramiento.

B1.- De cimentación: Son fundamentalmente los concretos, en particular, el concreto armado.

B. - SEGÚN EL ORDEN EN QUE INTERVIENEN EN LA OBRA

Pueden ser de concreto, metálicos, de madera o mixtas.

B2.- De estructuras

Pueden ser materiales prefabricadas, metálicas, de materiales cerámicos.

B3.- De coberturas

Pueden ser ladrillos, acristalados, cerámicos, pétreos. prefabricados, etc.

B4.- De cerramiento

C.- SEGÚN EL ORIGEN DE CADA UNO DE LOS MATERIALES

Vidrioscerámicos Materiales

esArtificial

asmetamórfic Piedrasiassedimentar Piedras

ígneas Piedras Naturales

HormigónMorteros

PuzolanasCementos

sHidráulico

CalYeso

Aéreos

férricos NoFérricos

PlásticosMaderas

asilantes MaterialesurasintP

sBituminoso

C1.- Pétreos C2.- Aglomerantes

C3.- Metálicos C4.- Orgánicos C5.- Otros Materiales

Se pueden definir como aquellos que se encuentran en la naturaleza, tanto si son de origen mineral (piedras naturales, metales, etc.) como de origen orgánico (madera, caucho, etc.), los cuales constituyen los materiales básicos y a partir de estos se fabrican los distintos productos que existen en el mercado.

Materiales naturales

hierro

Los materiales naturales pueden ser: Renovables: no existe peligro de que se agoten con el paso del tiempo. No renovables: los que se agotan con el paso de los años.

Materiales naturales

Son materiales que han sido creados por el hombre y es preciso aplicar una determinada técnica para fabricarlos.

Materiales artificiales

Materiales en polvo que, con la incorporación de agua, ofrecen la propiedad de unir otros materiales sueltos (cemento, yeso, cal, puzolana, etc.)

Materiales Aglomerantes

Productos obtenidos a partir de diversos metales naturales (hierro, aluminio, cobre, plomo, etc.) o bien a partir de aleaciones entre ellos o con otros productos (acero, bronce, etc.).

Materiales metálicos

Materiales plastómeros y elastómeros

Los plastómeros (plásticos): son materiales obtenidos químicamente a partir de diferentes sustancias orgánicas y que son capaces de adquirir forma si se les somete a la acción del calor y de la presión (polietileno, PVC, metacrilato, etc.).

Los elastómeros: son los productos que, a pesar de su origen parecido, tienen una elevada elasticidad (son conocidos también como gomas o cauchos sintéticos), como, por ejemplo, el neopreno

Otros Materiales

Productos obtenidos artificialmente a partir de diversos hidrocarburos que tienen como propiedad dominante la impermeabilidad, como, por ejemplo, betún, asfalto, alquitrán, etc.

Materiales bituminosos

Son mezclas líquidas, con cierta viscosidad, y con pigmentaciones que le dan color, obtenidas a partir de diferentes componentes, y que se aplican como recubrimiento de acabado superficial de los materiales de construcción.

Pinturas

Propiedades Generales de los Materiales

Tipos Propiedades

Físicas Densidad; porosidad; humedad; permeabilidad; higroscopicidad; homogeneidad.

Químicas Composición; estabilidad

Térmicas Conductividad Térmica; Calor Específico; Dilatabilidad; transmisión del calor; Coeficiente de Expansión térmica; reflexión del calor.

Mecánicas Resistencia; Tenacidad; Fragilidad; Plasticidad; Elasticidad; Rigidez; Dureza; Isotropía.

Eléctricas Conductividad.

Ópticas Reflexión de la luz; Transmisión de la luz.

Acústicas Transmisión y reflexión del sonido.

DensidadCalidad de densoDenso: compacto apretado, muy pesado en relación a su volumen.

La densidad real - la densidad en condiciones apretadas. La proporción de peso corporal para el volumen ocupado. De densidad media - la densidad en estado natural.

PorosidadCalidad de porosoPoroso (sa): Que tiene intertícios (oquedades, vacíos, etc.) que separa las moléculas del cuerpo. Ejm. La porosidad de la piedra pómez

PROPIEDADES FÍSICAS

HumedadContenido de líquido o de vapor en el material.

PermeabilidadCapacidad de algunos materiales de dejarse atravesar por líquidos ya sea por presión o capilaridad.(la capilaridad es un fenómeno que permite que los líquidos suban en contra de la gravedad). La cantidad de líquido absorbido por capilaridad nos da su poder de absorción, este esta íntimamente relacionado con la porosidad la forma, dimensión y comunicación de los poros.

PROPIEDADES FÍSICAS

PCE-Group

Higroscopicidadcapacidad de ciertos materiales de absorber agua y variar su peso

HomogeneidadCuando en todos los puntos encontramos igual estructura molecular o idénticas propiedades.

PROPIEDADES FÍSICAS

Composición químicaEs necesario saber los componentes de los materiales para conocer sus propiedades.

Estabilidad químicaLa capacidad de ciertos materiales de oponerse a los agentes exteriores que quieran alterar sus propiedades.

PROPIEDADES QUIMICAS

Conductividad TérmicaMide la capacidad de conducción de calor. La inversa de la conductividad térmica es la resistencia térmica, que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor.Es elevada en metales y en general en cuerpos continuos, y es baja en los polímeros, siendo muy baja en algunos materiales especiales como la fibra de vidrio, que se denominan por eso aislantes térmicos.

PROPIEDADES TÉRMICAS

Coeficiente de Conductividad térmica (λ)Caracteriza la cantidad de calor necesario por m2, para que atravesando durante la unidad de tiempo, 1 m de material homogéneo obtenga una diferencia de 1 °C de temperatura entre las dos caras.

PROPIEDADES TÉRMICAS

PROPIEDADES TÉRMICASMaterial (λ) w/(k-m)

Acero 47-58

Aluminio 209.3Bronce 116-186Madera 0.13

Fibra de vidrio 0.03-0.07Ladrillo 0.8Vidrio 0.6-1.0

Calor EspecíficoLa cantidad de calor en kcal necesarias para aumentar 1°C en un Kg de material.

DilatabilidadLa capacidad de ciertos materiales de cambiar su volumen por cambios de temperatura.

PROPIEDADES TÉRMICAS

Transmisión del calorTransmisión de cuerpos caliente a fríos, puede ser: Por conductividad, pasa de molécula a molécula de calientes a fríos. En materiales compactos y homogéneos pasa mejor el calor, lo que nos permite saber que material es conductor o aislante. Por convección, el calor pasa por medio de fluidos. En el aire, va del aire caliente al mas frío, organizándose corrientes convectoras. Por radiación, no necesita materiales artificiales, por medio de rayos infrarrojos.

Reflexión del calor Una parte se refleja y la otra es absorbida. Los atérmanos absorben menos y refleja más, lo contrario los diatérmanos.

PROPIEDADES TÉRMICAS

ResistenciaLa capacidad de los materiales de oponerse a fuerzas que tratan de deformarlos.

TenacidadLa tenacidad es la resistencia que opone un cuerpo a romperse por un impacto. Un cuerpo es tanto más tenaz cuando el choque necesario para romperlo tenga que ser más fuerte. Ejemplo, la madera es tenaz, dado que es necesario un choque muy violento para romperla.

PROPIEDADES MECÁNICAS

FragilidadCuando los materiales con poca deformación se rompen.

PlasticidadLa plasticidad es la propiedad del cuerpo por la que una deformación se hace permanente. Ejemplo:Ejemplo: La arcilla fresca. Si se aplica una fuerza sobre ella se deforma, cuando deja de ejercer la fuerza la deformación permanece.

PROPIEDADES MECÁNICAS

ElasticidadLa elasticidad es la capacidad de los cuerpos de recuperar su forma original tras una deformación. Ejemplo: La goma es elástica. Si se ejerce una fuerza, por ejemplo sobre una pelota de goma, esta se deforma, cuando deja de ejercer la fuerza la pelota recupera su forma original.

RigidezCuando el material no se deforma.

PROPIEDADES MECÁNICAS

DurezaEs la resistencia de un cuerpo a ser rayado por otro.Un cuerpo es más duro que otro ya que sus moléculas están muy unidas y tensas como para dejarse penetrar.

PROPIEDADES MECÁNICAS

Isotropía. Es la característica de poseer iguales propiedades en cualquier dirección. Cuando la propiedad de elasticidad se manifiesta en igual medida cualquiera sea la dirección en la que se ha producido la deformación o la dirección en que se deforma, el material se denomina isótropo.

PROPIEDADES MECÁNICAS

Maleabilidad Es la propiedad que presentan los cuerpos a ser labrados por deformación.

La maleabilidad permite la obtención de delgadas láminas de material sin que éste se rompa. Ejemplo: El oro, que se puede malear hasta láminas de diezmilésima de milímetro de espesor. También presenta esta característica, en menor medida, el aluminio, habiéndose popularizado el papel de aluminio como envoltorio conservante para alimentos.

PROPIEDADES MECÁNICAS

DuctilidadLa ductilidad es la propiedad que presentan algunos metales y aleaciones cuando, bajo la acción de una fuerza, pueden estirarse sin romperse permitiendo obtener alambres o hilos.

A los metales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. En el ámbito de la metalurgia se entiende por metal dúctil aquel que sufre grandes deformaciones antes de romperse.

PROPIEDADES MECÁNICAS

Conductividad eléctricacapacidad de dejarse atravesar y conducir la electricidad por su masa, pudiendo ser aislantes o conductores eléctricos.

PROPIEDADES ELÉCTRICAS

Reflexión de la luzCada una, reflexión y absorción, en forma parcial o total. En superficies lisas y brillantes se refleja más que en las rugosas.

Transmisión de la luzSe da por medio de elementos transparentes como los vidrios, cada uno en mayor o menor grado.

PROPIEDADES ÓPTICAS

Transmisión y reflexión del sonidoUna parte es transmitida y otra absorbida, la parte absorbida se disipa bajo otras formas de energía.

PROPIEDADES ACÚSTICAS