UNIDAD: MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y TEXTILES

UNIDAD: MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Y TEXTILES
1.- MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
1.1.- MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. INTRODUCCIÓN
Los materiales de construcción se emplean desde que el ser humano busca cobijo de las inclemencias
del tiempo: lluvia, frío, viento, sol.
Durante miles de años el ser humano ha utilizado los más diversos materiales para efectuar sus
construcciones, pieles, troncos, ramas, pero pronto comenzó a utilizar el barro y la piedra. Tuvieron que
transcurrir miles de años hasta que descubrieran las propiedades de todos los materiales como el barro
cocido para construir ladrillos y tejas, el cemento y la cal, la mezcla de estos con arena y agua para obtener
hormigón etc.
Hoy en día a los edificios, se les exige además de cobijo, confortabilidad, buenas instalaciones de
agua, luz, etc.
En este tema vamos a estudiar los principales materiales de construcción, su obtención, propiedades y
aplicaciones características.
1.2.-CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
Los materiales de construcción se clasifican en:
-
Materiales pétreos: granito, mármol, áridos,...
-
Materiales aglutinantes: cemento, yeso,...
-
Materiales compuestos: hormigón, asfalto,...
-
Materiales cerámicos y vidrios: ladrillos, tejas, gres,...
-
Materiales metálicos: acero, aluminio, ...
-
Materiales plásticos: PVC, poliuretano,....
-
Maderas: pino, haya, roble, ....
-
Vidrios
-
Pinturas y barnices
-
Aislantes e impermeabilizantes: poliestireno expandido, poliuretano, betunes…
1.3.- PROPIEDADES DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
Los materiales según su uso deben tener unas propiedades.
Las propiedades que más se consideran en los materiales de construcción son:
- Densidad: relación entre la masa y el volumen.
- Resistencia a la compresión: resistencia a romperse cuando se comprime. Ej.
Hormigón en masa.
- Resistencia a la tracción: resistencia a romperse cuando se estira. Ej. acero
- Resistencia a flexión: Se dobla sin romperse el material. Ej. acero.
- Otras:
- Dureza: resistencia al rayado y a la penetración. Ej. Granito.
- Fragilidad: Facilidad de romperse frente a los golpes. Ej. Vidrio.
- Resistencia a corrosión: oxidación facilitada por agentes atmosféricos.
- Económicos: ej. Yeso y arcilla
1.4.- MATERIALES PÉTREOS NATURALES
Los materiales pétreos son materiales de gran dureza formados por minerales que se extraen de las
rocas y que se utilizan, sin apenas transformación. Estos materiales se extraen en las canteras y se
encuentran en la naturaleza formando grandes bloques (como el granito, el mármol y la pizarra), o bien en
forma de granos y fragmentos de diversos tamaños (como la arena, la grava o las piedras; a éstos últimos se
les denomina materiales áridos.
-
El granito
Es una roca de gran dureza, que puede ser de diversos colores (blanco, negro, rosa, verde, etc), está
compuesto de cuarzo, feldespato y mica. Se utiliza para construir pavimentos, zócalos, columnas para
edificios, encimeras de cocina, etc.
-
El mármol
Es una roca caliza de estructura cristalina, su principal componente es el carbonato cálcico. Se
presenta con vetas y colores muy variados. Se fabrican con mármol: baldosas, encimeras de cocina, estatuas.
Una vez pulido adquiere un gran brillo y un bonito acabado.
-
La pizarra
Es un material duro y con estructura laminar, por lo que se corta muy bien en forma de lajas (láminas).
Es impermeable. Se utilizan para cubrir tejados, revestir pavimentos o en paredes y fachadas.
-
Los áridos
Se llama áridos a la arena y la grava. Son fragmentos pequeños de roca. La grava es más gruesa que la
arena. Se emplean para elaborar otros materiales como el mortero, el hormigón y el asfalto. Las hay de
diversos grosores.
1.5.- MATERIALES CERÁMICOS
Los materiales cerámicos se obtienen a partir de la arcilla con otros componentes (feldespato y
arena) previamente moldeada y cocida a alta temperatura (entre 900 y 1200 ºC).
Las principales propiedades de los materiales cerámicos son:
– Muy resistentes a altas temperaturas, por lo que son buenos aislantes del fuego.
– Gran poder de aislamiento térmico y eléctrico.
– Gran resistencia a la corrosión y erosión atmosférica.
– Alta resistencia a los agentes químicos.
El proceso de fabricación de los materiales cerámicos se basa en que cuando la arcilla está
húmeda se moldea con mucha facilidad; al secarse se hace rígida y cuando se somete a temperaturas sobre
900 a 1200 ºC, experimenta unas reacciones físico-químicas que unen sus partículas y forman un material
duro y resistente con propiedades similares a las de vidrio. El proceso pasa por cuatro fases:
1. Mezclado y amasado de la arcilla con agua.
2. Molienda para conseguir un tamaño de grano fino y uniforme.
3. Moldeo de la pasta obtenida con la forma que se desee obtener (tejas, ladrillos,...)
4. Cocción en hornos continuos, en los cuales va pasando el material moldeado a través de cámaras a
diferentes temperaturas para evitar que se produzcan grietas por la contracción brusca del material
Productos cerámicos:
-
Ladrillos.- Pueden ser: macizos, perforados y huecos. Se utilizan en la construcción de muros y
tabiques.
-
Bobedillas.- Se utilizan para la fabricación de forjados.
El forjado es un elemento que transmite las cargas que soporta y su peso a los elementos verticales
que lo sostienen, es por ello que este deja un espacio diáfono cubierto. Se utiliza para conformar las
cubiertas y las diferentes plantas de las edificaciones. Está formado por las vigas, bovedillas, mallazo de
acero y hormigón en masa. Esta capa descansa sobre los pilares a los que transmite el esfuerzo.
-
Tejas.- pueden ser: planas, curvas y mixtas. Se emplean en la construcción de cubiertas de
edificios.
-
Baldosas y azulejos.- Son placas de revestimiento de paredes y suelos tanto en exterior como en
interior.
El revestimiento de paredes con azulejos se llama alicatado.
El revestimiento de suelos con baldosas se llama solado.
-
El gres.- Es una mezcla de arcilla, cuarzo y feldespatos con la que se elaboran piezas
de cerámica vitrificada muy resistente al desgaste. Se emplea en la fabricación de baldosas,
tuberías, etc.
1.6.- AGLOMERANTES
Son materiales que al mezclarse con el agua se vuelven pastosos y moldeables; solidifican más o menos
rápidamente y adquieren una gran rigidez. Se emplean como medio de unión entre otros materiales. El
proceso de solidificación de los aglutinantes al secarse recibe el nombre de fraguado. Los aglutinantes más
importantes son el yeso, la cal y el cemento.
- El yeso.- El yeso que se emplea en construcción, o yeso vivo, se obtiene a partir de piedras de yeso
natural que, tras triturarlas para convertirlas en polvo, se cuece hasta eliminar el agua que contiene. El yeso
es un material resistente al fuego aunque produce corrosión en el hierro y el acero. Existen varis clases de
yeso comerciales:
El yeso negro o grueso, también llamado “yeso de albañil o yeso tosco” es un tipo de yeso
basto (grano grueso), color grisáceo, con impurezas. Se utiliza para levantar tabiques o como primera
capa de revestimiento. Su fraguado es rápido.
El yeso blanco o fino, también llamado “yeso de yesero”, es un polvo fino de color blanco, con
muy pocas impurezas. Se emplea para recubrir paredes y techos (enlucido). También es de fraguado
rápido.
La escayola es el yeso más fino y de mejor calidad. Se emplea en la fabricación de molduras,
placas y formas moldeadas para el recubrimiento de paredes y techos.
La perliescayola, también conocida como perlita, es una mezcla de yeso y perlita (piedra de
origen volcánico). Proporciona un acabado más duro que el yeso y es buen aislante térmico y acústico.
Su fraguado es más lento, por lo que se puede trabajar más fácil. Se emplea en el enlucido de
paredes y techos.
- El cemento.- Se obtiene a partir de la mezcla triturada y cocida (a temperaturas de 1250ºC) de
caliza y arcilla. Para evitar un fraguado excesivamente rápido del cemento, se le añade a la mezcla una
pequeña cantidad de yeso. Por último se muele hasta convertir la mezcla en un polvo muy fino. Existen
diversos tipos de cementos, pero los más habituales y más fuertes son los cementos de tipo Portland.
La pasta de cemento y agua empieza a adquirir consistencia y endurecerse a partir de las dos horas
del inicio del fraguado. Este proceso dura 28 días, momento en que se alcanza una resistencia cercana al
100%. A partir de entonces el cemento sigue endureciéndose pero ya muy lentamente. Los cementos tipo
Portland fraguan y endurecen incluso bajo el agua. El cemento se puede utilizar solo con agua, sin mezclar con
otros materiales, por ejemplo para fijar cañerías, tapar grietas, etc. Pero fundamentalmente se utiliza como
componente del mortero (mezcla de cemento, arena y agua).
Existen diversos tipos de cementos comerciales:
- Los cementos Portland grises: son los más resistentes y se emplean en morteros y hormigones.
- Los cementos Portland blancos: son menos resistentes que los grises y se usan fundamentalmente
como material de acabado.
- Los cementos rápidos: que tienen un fraguado casi instantáneo. Tienen menos resistencia que los
anteriores y se utilizan sin mezclar con otros materiales.
- Los cementos-colas: están compuestos de cemento Portland, cola sintética y arena. Se comercializan
en bolsas pequeñas ya preparados a falta de añadir el agua. Son ideales para pequeños trabajos domésticos
como pegar azulejos, mosaicos, piezas de gres, etc.
- La cal.- Es un aglutinante que se obtiene mediante la cocción de piedra caliza a temperaturas
superiores a 900 ºC. En la construcción se utilizan dos tipos de cal.
- La cal aérea o cal viva. Este tipo de cal no puede utilizarse sin añadirle previamente agua para que
se hidrate (esta operación se llama “apagado de la cal”). Se utiliza sobre todo para la elaboración de
morteros, mezclada con otros materiales (cemento y arena).
- La cal hidráulica. Este tipo de cal contiene, además de la piedra caliza, sobre un 5% de arcilla, y
tiene la propiedad de endurecerse en lugares húmedos o incluso bajo el agua. Es la más usada y se emplea
como pintura de exteriores (fachadas, muros, etc.).
1.7.- MATERIALES COMPUESTOS
- El mortero.- El mortero es un aglutinante que se obtiene mezclando en proporciones adecuadas
arena, agua y cualquiera de los aglutinantes básicos (cemento, cal o yeso). Se utiliza para unir piezas de obra
como ladrillos, bloques, baldosas, azulejos, etc., o bien para revestimiento de paredes exteriores (enfoscado).
El aglutinante base y las proporciones de cada componente del mortero dependen del uso que se le vaya a dar.
Los morteros más típicos son los de cemento y arena, aunque también se utilizan de cemento, cal y arena para
el enlucido de paredes, reduciendo la porosidad. Normalmente la proporción de arena es unas cuatro o cinco
veces mayor que la de aglutinante.
El mortero mezclado con amianto se emplea en la fabricación del fibrocemento.
- El hormigón.- El hormigón es una mezcla de áridos, cemento y agua. Antes de fraguar es muy
moldeable, por lo que se vierte en moldes llamados encofrados. Cuando fragua ofrece bastante resistencia a
los esfuerzos de compresión, por lo que se utiliza en la construcción de columnas, cimentaciones y otras
piezas sometidas a este tipo de esfuerzos. Unas proporciones típicas de los componentes del hormigón son
1:2:3 (una parte de cemento, dos de arena y tres de áridos). Existen diversos tipos de hormigones. Los más
utilizados son el hormigón en masa y el hormigón armado.
- El hormigón en masa se obtiene de la mezcla de cemento, grava, arena y agua. Se emplea
para muros y cimientos. A veces se añaden piedras en los cimientos para ahorrar hormigón El mayor problema
del hormigón en masa es que soporta muy mal los esfuerzos de tracción. No vale para vigas, por ejemplo.
- El hormigón armado lleva en su interior una estructura de varillas de acero corrugadas,
material que sí soporta bien los esfuerzos de tracción. Si las varillas se tensan antes de endurecerse el
hormigón, se obtiene el hormigón pretensado. Cuando se tensan después del endurecimiento del hormigón se
obtiene el hormigón postensado. El hormigón armado se utiliza para la construcción de pilares y vigas de la
estructura de los edificios.
1.8.- MATERIALES METÁLICOS
- Aceros: es ligero comparado con el acero, más resistente a la corrosión y con acabados muy decorativos. Se
aplica en perfiles de obra, piezas moldeadas para apoyos, raíles, cables (puentes atirantados y colgantes,
cubiertas de grandes luces, ...), elementos de unión: en frío (tornillos y pernos) y en caliente (remaches y
soldadura).
- El aluminio: Elemento metálico más abundante en la naturaleza. Su aplicación en la construcción representa
el mercado más grande de la industria del aluminio. Millares de casas emplean el aluminio (carpintería
metálica) en puertas, cerraduras, ventanas, pantallas, boquillas y canales de desagüe.
- Cobre: su uso es reducido debido a su elevado precio, pero sus buenas cualidades electroquímicas y su buena
manejabilidad lo hacen necesario en ciertos casos. Se utiliza por ejemplo en tuberías de aguas sanitarias,
instalaciones eléctricas, etc.
- Zinc: se suele usar como protector anticorrosivo (galvanizado).
1.9.- MADERA
Se utilizan en la fabricación de puertas, ventanas, vigas, barandillas, incluso para la fabricación de
estructuras de madera. Es un material ligero que aporta aislamiento térmico y acústico y de bajo coste.
Se comercializan tanto las maderas naturales como sus derivados (aglomerados, contrachapados, etc.)
1.10.- VIDRIOS
El vidrio se obtiene de la fusión (a unos 1500 ºC) de arena de sílice, álcalis (caliza y carbonato sódico)
y su posterior enfriamiento a temperatura ambiente. También puede llevar óxidos metálicos para darle color.
Es transparente o translúcido, impermeable, resistente a la mayoría de agentes químicos, aislante de la
electricidad y duro, aunque muy frágil. Existen muchos tipos de vidrio: el vidrio impreso, usado en decoración,
el vidrio armado, con varillas metálicas en su interior, el vidrio de seguridad, empleado en automoción, el
vidrio refractario, utilizado en utensilios de cocina, etc. En construcción se aplica fundamentalmente como
vidrio plano (ventanas, fachadas, ...) y fibra de vidrio.
1.11.- AISLANTES E IMPERMEABILIZANTES
Se colocan entre el tabique exterior e interior de la vivienda.
- AISLANTES PLÁSTICOS:
- Poliestireno expandido se encuentra comercializado como material de aislamiento en forma de
espuma rígida de poliestireno expandido (EPS), aunque comúnmente se le conoce con la denominación de
porexpan.
- El poliuretano se utiliza en forma de espuma rígida de poliuretano y en las especificaciones técnicas
recibe la denominación abreviada de PUR.
Se trata de uno de los materiales de aislamiento térmico que, de una forma más significativa, ha
incrementado su uso en la construcción actual en los últimos tiempos. El sistema de aplicación es por
proyección mediante pistola, consiguiéndose de esta forma un aislamiento continuo en el que no aparece
ningún tipo de juntas.
- FIBRA DE VIDRIO: Se utiliza como aislante térmico y acústico. Se obtiene haciendo pasar
finos hilos de vidrio fundido por un horno de aire frío. Las fibras obtenidas son luego unidas con resinas
formando un fieltro.
La ventaja de los aislantes plásticos es que no les afecta la humedad, la ventaja de la fibra de vidrio
es que no es ignífuga en caso de incendio.
- IMPERMEABILIZADORES
Se utilizan productos bituminosos como son las telas asfálticas que son láminas impregnadas con
productos asfálticos, que se usan como impermeabilizantes.
1.12.- PINTURAS Y BARNICES
Los acabados, entre los que se incluyen las pinturas, los barnices y los sellantes desempeñan un papel
práctico y decorativo. Muchos materiales duran más al aplicar algún tipo de pintura o de barniz,
especialmente la madera, que se encuentra expuesta a los daños que puede causar la humedad. Pero
actualmente, la mayoría de pinturas, barnices o sellantes contienen sustancias tóxicas y una elevada
proporción de plástico, lo que en ocasiones puede ser perjudicial ya que pueden crear una capa exterior
impermeable que impida que el material respire.
ESTRUCTURA DE UN EDIFICIO
1. Cimientos. Son de hormigón y soportan el peso
de todo el edificio.
2. Estructura. Compuesta de pilares, vigas y
viguetas que pueden ser de hormigón armado o
de acero.
3. Suelos y techos. Sobre las viguetas se
colocan bovedillas de cerámica. Para los suelos se
allana y nivela con hormigón y se cubre con losetas
de cerámica (plaquetas) o madera. Los techos se
cubren con escayola o yeso.
4. Muros externos. Normalmente es un doble muro
de ladrillo con una cámara interior que puede
rellenarse con un material aislante como la fibra
de vidrio, el poliuretano o poliestireno expandido.
5. Ventanas. El vidrio se emplea en las ventanas y
en muchos casos también sirve como cerramiento
exterior del edificio. Es necesario colocar un
dintel para sujetar los ladrillos de la parte
superior del hueco de la ventana. Esta suele ser
una vigueta de hormigón pretensado o de hormigón
armado, o bien una alineación de ladrillos colocados
verticalmente.
6. Cubierta.
Es
un
soporte
estructural
de acero o madera sobre el que se superpone un
material impermeable de fibra de vidrio mezclado
con poliéster y luego se cubre con tejas o pizarra.
7. Muros
interiores. Pueden estar hechos
de ladrillo o
de
paneles
prefabricados
de yeso o madera. Si están hechos de ladrillo es
necesario aplicar yeso para alisar la superficie.
ACTIVIDADES SOBRE MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
Copia el enunciado y realiza las actividades en tu cuaderno.
1.- Cita y explica cinco propiedades que posean los materiales de construcción.
2.- Completa la tabla con los siguientes materiales de construcción:
Hormigón en masa, ladrillos, granito, tejas, yeso, pizarra, mortero, bovedilla, mármol, cal, cemento,
grava, hormigón armado.
PÉTREOS
CERÁMICOS
AGLOMERANTES
COMPUESTOS
3.- Define los siguientes conceptos:
Enlucido:
Encofrado;
Enfoscado:
Forjado:
Alicatado:
Solado:
4.- Explica los principales materiales aislantes usados en construcción y las ventajas de cada uno.
5.- ¿En qué se diferencian el hormigón en masa y el hormigón armado? ¿Qué problema del hormigón se
resuelve con el hormigón armado?
6.- ¿Qué es el hormigón pretensado? Averigua también qué es el hormigón postensado y la diferencia con el
anterior.
7.- Las vigas se realizan con hormigón armado, mientras que los pilares no necesariamente. ¿A qué crees que
es debido?
8.- Dibuja el esquema de un forjado indicando de qué está compuesto.
9.- Escribe una aplicación del yeso.
10.- Escribe una aplicación del cemento.
11.- ¿Qué significa la palabra aglomerante?
12.- ¿En qué consiste el fraguado? ¿Cuánto dura el fraguado del hormigón?
13.- Dibuja el esquema de la estructura de un edificio indicando los elementos de dicha estructura y los
esfuerzos a los que están sometidos. Apóyate en la explicación que se ha dado en clase.
2.- FIBRAS TEXTILES
2.1.- FIBRAS TEXTILES. INTRODUCCIÓN
La unión de muchas fibras textiles dan origen a un hilo, y a su vez mediante hilos podemos fabricar los
tejidos.
2.2.- CLASIFICACIÓN
Se dividen en tres grupos: vegetal, animal y mineral. Todas estas siguen varios procesos de formación
del tejido como la limpieza, el desenredo, el teñido, la formación de hilos, la formación de telas...
MINERALES
AMIANTO
2.3.- FIBRAS DE ORIGEN VEGETAL
Fibras naturales o de origen vegetal: Formadas por flores, frutos o tallos. Las más importantes son:
- Algodón: Formado por 91% de celulosa. Procede del fruto de la planta.
Elástico, flexible, aislante térmico,
sensible al tacto, resistente a los ácidos, ligero, permeable y no produce alergias. Se puede teñir.
- Lino: Obtenida del tallo de la planta de la linácea. Más resistente que el algodón pero menos elástica y
flexible. Conduce el calor lo que hace que las prendas de lino sean frescas en verano. Es resistente al cloro y
lejía y tiene color blanco tostado.
- Esparto: Extraído de una especie de hojas alargadas de la planta (stipa tenacísma). Es duro, áspero, tenaz...
Se utiliza sobretodo en la fabricación de artículos de artesanía popular.
2.4.- FIBRAS DE ORIGEN ANIMAL
Obtenida del pelo de diferentes especies animales. Otros son la seda y el cuero. Las más importantes
son:
- Lana: Se obtiene del pelo de la oveja. Su color puede ser diferente pero se puede teñir. Es elástica pero se
arruga con facilidad. Es resistente a la acción de los ácidos. No se puede planchar con vapor porque el calor
húmedo le afecta.
- Seda: es producida por el gusano de seda. Al salir del gusano es líquido, pero con el contacto con el aire se
solidifica formando hilos finos. Es resistente y elástica, pero cara. Es buen aislante térmico y eléctrico, por lo
que no se lleva en verano.
- Cuero: Es la piel curtida de un animal. El curtido consiste en eliminar el pelo y la epidermis, quedando la
dermis. Se le añaden sales y sustancias para hacerlos elástico y para que no sea atacado por hongos... Luego
se seca.
2.5.- FIBRAS DE ORIGEN MINERAL
Se obtienen de minerales y metales fibrosos.
- Amianto: Tiene una estructura fibrosa y es ignífugo por lo que se utiliza para tejidos expuestos al fuego.
Se ha comprobado que produce cáncer o leucemias, por lo que se está prohibiendo.
- Metales: Sobre todo la plata, oro y cobre por su ductilidad. Se transforman en hilos que se utilizan para la
formación de trajes de cultos religiosos, regionales o de toreros.
2.6.- FIBRAS SINTÉTICAS
Son las más utilizadas en la actualidad porque duran mucho, son resistentes, no se arrugan mucho, se
lavan fácilmente... Pero son poco higroscópicas (no absorben el sudor) por lo que para solucionar este
problema se mezclan con fibras naturales.
Las más importantes son las poliamidas (nailon...), el poliéster (tergal...), acrílicas (leacril...),
polivinílicas (rhovil...), polietilénicas (sarán...), polipropilénicas (merklón...) y el poliuretano (lycra...).
ACTIVIDADES SOBRE FIBRAS TEXTILES
1.- Elabora un esquema con todos los materiales textiles estudiados indicando dos ejemplos para cada uno.
2.- Investiga en tres prendas de vestir cuál es su composición textil.
3.- Busca una prenda de vestir que lleve fibras textiles sintéticas y otra que sólo lleve fibras naturales.
Contesta a las siguientes preguntas:
- ¿Qué prendas de vestir son?
- ¿De qué fibras están fabricadas?
- Relaciona el tipo de fibras con su precio.
4.- ¿Qué es un material textil?
5.- ¿Cuál es la diferencia entre las fibras naturales y las fibras sintéticas?
6.- ¿En qué tres grupos se pueden dividir las fibras naturales?
7.- ¿De qué parte de la planta se obtiene el algodón?
8.- ¿Cómo se produce la seda?
9.- Escribe una propiedad de la seda.
10.- ¿Qué otra fibra de origen animal conoces, aparte de la seda?
11.- ¿Qué es el amianto? ¿Para qué se utiliza?
12.- Escribe el nombre de dos fibras sintéticas.
13.- Escribe una propiedad de las fibras sintéticas.