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INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA CIVIL

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN



RECOPILADO POR SERGIO NAVARRO HUDIEL
MAYO 2012

El estudio de los materiales de construcción es de gran importancia porque son la base de toda obra, por lo tanto es necesario conocer las propiedades de los elementos que los constituyen y así determinar si cumplirán con los requerimientos para ser usados.

Son aquellos que integran una obra; algunos se encuentran en estado natural (Arena y piedra cantera) y otros necesitan un proceso industrial para su uso (Cemento, acero). Los materiales sirven para garantizar la seguridad a la intemperie de los factores ambientales. Un material por si solo no es útil, Este tiene que cumplir funciones tales como: Física: Este es un cuerpo útil para algo, esta función tiene factores que va a cumplir la necesidad como térmica, hídrica, acústica, óptica, etc. Económica: Facilidad de obtención, transporte y costo de acuerdo a su uso y mantenimiento. Plástica: referido a las formas, dimensiones, textura y color del material. Mecánica: Referido a la resistencia del material. Constructiva: Uso adecuado a su laborabilidad, técnicas, equipos y herramientas apropiadas. Todo ello referido a la conjugación del material con su forma arquitectónica, investigaciones, pruebas y ensayos del mismo. Para el estudio de un material debemos de tomar sus características físicas y mecánicas así como el factor tiempo debido al uso del mismo.
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La piedra es uno de los primeros materiales empleados en la construcción. Las ciudades y obras arquitectónicas más antiguas y perdurables utilizaron materiales pétreos, que han sido la base de la construcción para distintas civilizaciones.
Aunque ya no gocen del predominio que tuvieron durante milenios en la gran arquitectura, siguen vigentes como elementos estructurales, decorativos, o como materia prima para cementos y concretos.
Entre los materiales para construcción tenemos:

Los bloques de concreto constituyen el material de construcción al que más importancia se le ha otorgado en los estudios, dado que en Nicaragua la mayoría de las viviendas y otras construcciones son construidas con el sistema de mampostería confinada y en menor grado con mampostería reforzada.
De acuerdo al grado tecnológico, capacidad de producción, personal calificado y calidad de los productos, el M.T.I. ha clasificado a las fábricas productoras de bloques de concreto en tres categorías:
Las fábricas industriales que se caracterizan por poseer un sistema de producción mecanizado y/o automatizado, producción en serie con volúmenes considerables, controles de calidad de forma sistemática o periódica, buena presencia en el mercado local y ventas de regular tamaño. Todos estos aspectos permiten una calidad óptima tanto en el proceso de producción como en el producto final. Dentro de esta categoría se pueden incluir las siguientes fábricas MAYCO, COPRENIC, LADRILLERIA SAN PABLO, PROCON y DICON. Los resultados de pruebas de laboratorio indican que dichas fábricas cumplen con la resistencia mínima requerida en el Reglamento Nacional de Construcción que es equivalente a 780p.s.i. (55 kg/cm_).
Las fábricas semi-industriales son aquellas con una capacidad instalada tal que permita un volumen de producción de magnitud intermedia, con procesos de producción a través de maquinaria mecanizada o electromecánica, controles de calidad de forma aislada. Dentro de los registros del MTI. se cuenta con 60 fábricas en esta categoría, ubicadas principalmente en el área de Managua y en menor escala en diferentes ciudades del Pacífico. Sobre la base de la asesoría que el MTI ha venido brindando a estas empresas y a los controles de calidad sistemáticos que realiza, los resultados de pruebas de laboratorio indican que existe una mejoría notable en la calidad del producto pasando del 62.20% de resistencia de la norma a cumplir con el 100% de la misma en los años de 1998 y 1999.
Las fábricas artesanales se caracterizan por poseer bajos volúmenes de producción, sistema de producción basándose en maquinaria obsoleta o realizados manualmente, ningún control de calidad, ventas para la subsistencia del productor, dentro de esta categoría se pueden incluir a todas aquellas fábricas populares que en los últimos años han aparecido producto del desempleo. El MTI tiene registradas 20 fábricas de esta categoría, ubicadas principalmente en el área de Managua. Los resultados de pruebas de laboratorio indican que estas fábricas no cumplen con la resistencia mínima requerida en el Reglamento Nacional de Construcción, sin embargo dado la asesoría brindada por el MTI y al seguimiento de control de calidad estas fabricas artesanales han mejorado la calidad del producto pasando del 30% de resistencia en el año del 1995 al 69% en el año de 1999.
A través del seguimiento y control de calidad a las fábricas productoras de bloques de concreto se observa que el problema principal radica en las fábricas artesanales debido a que éstas no utilizan una buena aplicación en los procesos productivos. Se han unido esfuerzos entre el MTI, el MIFIC y el Programa de Apoyo a la Mediana y Microempresa, para conducir talleres de capacitación a pequeños y medianos productores con el objetivo de mejorar técnicamente la calidad de sus productos, con lo que ha mejorado sustancialmente la resistencia de los mismos.

Es importante mencionar que la mala calidad del producto se debe entre otros aspectos a:


  • Falta de atención a la materia prima utilizada. En el caso de la arena Motastepe ésta algunas veces contiene materia orgánica (capa vegetal) y otros elementos como tobas y terrones, lo que incide en una baja en la calidad de los bloques. Por lo general algunos productores omiten el cernido de este material por los gastos extras que tal medida ocasiona. En los departamentos de León, Chinandega, Nueva Segovia y Madriz, la arena utilizada proviene principalmente de los ríos por lo que se requiere de un diseño del mortero para la realización de los bloques.




  • Mala dosificación del cemento, ya que producen de 28 a 32 o más bloques por bolsa, lo que indica que no se están tomando en cuenta las observaciones correspondientes a un máximo de 27 bloques por bolsa de cemento (para el caso de Managua).



  • Otro punto esencial es el curado de los bloques, el que según normas debe ser de 28 días para poder lograr la resistencia adecuada. Esta medida por lo general no está siendo atendida por los productores, ya que comercializan el producto a los 8 días.



Ladrillos de arcilla.

Otro material importante lo constituye el ladrillo de arcilla cocido, conocido como ladrillo cuarterón, producido principalmente en La Paz Centro, Granada, Boaco y algunas ciudades del Norte del país. Es producido de manera artesanal, aunque en Managua, la fábrica Chiltepe tiene capacidad instalada para producirlo industrialmente.
El parámetro principal para medir su calidad está establecido en el Reglamento Nacional de Construcción, siendo éste la resistencia mínima a la compresión de 100 kg/cm2. Los resultados de las pruebas de laboratorio indican para los ladrillos de La Paz Centro una resistencia que varía entre el 80 % y el 95 % del mínimo (producción de verano).
Acero de Refuerzo.

El Acero para Refuerzo es otro material de construcción que por su importancia en las edificaciones, su calidad es verificada y estudiada. El acero para refuerzo que se utiliza en Nicaragua es aquel que cumple con la norma ASTM A-615, la cual exige características de resistencia, ductilidad, dimensiones, límites de algunos elementos constitutivos y etiquetado.

Este material es fabricado en Nicaragua por INDUMETASA e IMMSA, pero debido a la insuficiente capacidad de producción de las mismas, es también importado de Guatemala (Aceros de Guatemala), El Salvador (CORINCA) y Costa Rica (LAMINADORA COSTARRICENSE).

Los principales problemas observados son: diámetro del denominado acero milimétrico, el cual no cumple con las especificaciones requeridas; aplastamiento de la corruga, el cual se presenta durante el proceso de enderezado (en algunas maquiladoras) afectando la adherencia entre la varilla y el concreto; y por último la falta de etiquetado.

El MTI mediante Resolución Ministerial # 40, publicada el 03 de noviembre de 1997, sobre el Uso e Importación del Acero para Refuerzo exige el cumplimiento de la norma ASTM A-615. Para hacer cumplir con esta medida se unieron esfuerzos con el MIFIC y la Dirección General de Aduanas en el control de las importaciones de las varillas de acero milimétrico, con lo cual se restringió el ingreso de las varillas de 8 mm y 8.5 mm las que eran comercializadas en el mercado como varillas No. 3 (9.52 mm).

En el caso del etiquetado de las varillas, el MTI exigió que todo el acero que se comercializa en el país cumpla con la norma de está etiquetado. Actualmente todas las varillas que se encuentran en el mercado cumplen con este requisito.

Aglomerantes: Agua, resina, barro, arcilla, soldadura, mortero, cal, yeso, epoxis (tipo de resina sintética, dura y resistente, utilizada para la fabricación de plástico). Resistentes: Acero, piedra, concreto (hormigón), madera, plástico. Auxiliares: Vidrio, PVC (Poli cloruro de vinilo), aluminio, pintura, ladrillos, azulejos.
El panel de plycem es una hoja plana de fibrocemento incombustible, estructural reforzado con fibra, impregnada de silicón, con bordes cuadrados.

La combinación única de incombustibles, repelentes de insectos, resistentes a la humedad y cualidades estructurales de plycem, que lo distingue de todo los demás panales de cemento.

Puede ser usado para exteriores al igual que para pisos, muros, recubrimientos de azoteas y ha sido utilizado exitosamente en variados tipos de proyectos.

Soporta la intemperie ya que su proceso de fabricación incluye una operación de hidrofugado que es la aplicación de una serie de sustancias químicas en el producto para que repele la humedad.

El panel de fibrocemento mide 1.22*2.44m.


Las propiedades más sobresalientes de las láminas Plycem son las siguientes:
Son incombustibles: No produce llamas ni contribuye a la generación de humo y gases tóxicos, cumples con las normas ASTM E-84.
Son térmicas: Tienen propiedades aislantes al calor y el frío.
Son acústicas: Aíslan el paso del ruido.
Por ser un producto elaborado a base de cemento, es duradero, resistente a la humedad, no se apolilla, no se oxida, no se quema y no se pudre; se puede pintar, atornillar, serruchar, clavar, enchapar, lijar, cepillar, tapizar.
Son duraderas: por su gran resistencia se adaptan a cualquier clima.
Se utilizan principalmente en la elaboración de muros interiores y exteriores, cielos falsos, suspendidos o artesonados, bases de techo, muros fachada, entrepisos, cubiertas, molduras, etc.


Componentes
· Láminas de fibrocemento de 1220x2440x25mm como pared exterior o interior.
· Flejes verticales y horizontales de fibrocemento de 25mm de espesor y ancho variable como tapajuntas entre láminas.
· Tubo de acero de ¾” o 1” entre láminas como soporte estructural del sistema.
· Angular de 75x75x2440x1.54mm como refuerzo de acero en las esquinas.
· Angular de 150x150x3mm como anclaje a la losa de fundación.
· Viga especial de acero como elemento de amarre superior en las paredes.

Cualidades
Por sus características, el Sistema Constructivo 1000 es simple, versátil, rápido de instalar y de bajo costo, lo que lo hace accesible y atractivo.
Por ser un sistema de bajo peso, es resistente a las solicitaciones sísmicas y se comporta de forma adecuada a las presiones de viento moderadas inferiores a 70km/h, sin embargo, siempre se requiere la asesoría profesional dependiendo de la zona en la cual se utilizará el sistema tanto para consideraciones de diseño sismorresistente como por presiones de viento


Descripción comercial
Molducem ofrece diferentes tipos de molduras de fibrocemento Plycem, de acuerdo con el uso que se proyecte darles:
· Trims
· Marcos o remates de ventanas
· Rodapié ó zócalo
· Cornisa ó remate
· Guarnición.
Las Molduras se ofrecen en varios modelos y acabados, en tamaño 0.5 x 8 y en espesores, según el tipo, de 20 y 25 mm (Trim), 22 y 25 mm (Marco), y 14 mm (Rodapié, Cornisa y Guarnición).
Plycem
El Plycem es el elemento constructivo que tiene como objeto crear un plano horizontal firme y estable, con capacidad para soportar de manera segura los esfuerzos generados por la acción de cargas propias y de trabajo que actúan sobre él; transmite las cargas de las estructuras primarias de la construcción y define un límite vertical entre dos espacios.
Sustituye eficazmente los procesos constructivos tradicionales tales como losas, encofrados, madera laminada y armaduras, sujetos a continuas impermeabilizaciones
La alta resistencia a la flexión, el bajo peso, la rapidez de instalación, la versatilidad y funcionalidad, hacen de este un producto idóneo para la construcción de entrepisos. Sólo se requiere un adecuado sistema estructural con viguetas de madera, metal o concreto. Luego puede colocarse cualquier tipo de acabado sobre el entrepiso de Plystone
Desventajas

Una de las desventajas más importantes es que como es un producto de fibrocemento de mediana densidad, tiende a contraerse y a dilatarse por pérdida y ganancia de humedad respectivamente. No existe en el mercado un sellador químico que satisfaga estos requerimientos en demanda de los cambios volumétricos del tablero. Por todo lo demás, es un tablero que se recomienda ampliamente si se le aplica con una barrera climática entre la estructura de soporte y el tablero para que cuando el sellador se degrade exista menos riesgo de filtración de agua. Por otra parte, siempre se recomienda que cuando se aplique en fachada tipo cortina, el forro interior se haga independiete con un lambrin con tablero de yeso resistente a la humedad.
Ventajas

El Plycem es un material elaborado a base de cemento y fibras naturales mineralizadas fabricadas en forma de láminas planas en diferentes espesores.
La unión de estos componentes da como resultado un material con las características mecánicas del cemento y la versatilidad de paneles livianos.
Optimizar montaje y transporte

Conjugando los diferentes elementos que componen el sistema constructivo Plycem, láminas planas, perfiles, tornillos, accesorios de fijación, herramientas, selladores y aditivos, el equipo de profesionales de Amanco diseñó los Sistemas Constructivos Plycem, que contienen los paneles preensamblados para una rápida instalación, con diversidad de diseño y acabados especiales, modulando para optimizar el montaje y el transporte.
Los Sistemas Constructivos Plycem son muy diversos arquitectónicamente, se adquiere una solución completa de rápida instalación, bella, resistente, sólida, sin desperdicios ni contaminación, fácil de transportar, sismorresistente, incombustible, a prueba de humedad y plagas.


Durpanel

Es un tablero de madera aglomerada compuesto de astillas de madera seleccionadas, libres de impurezas, aglomeradas con resina de urea formaldehído, para obtener mediante ciclos de alta presión y temperatura, un producto muy utilizado en la industria de la construcción y el mueble, por su bajo costo, confiabilidad y facilidad para trabajarlo.

Se utiliza para fabricar todo tipo de muebles de cocina, baño, oficina y habitación, divisiones, puertas, closets, cielo raso, remodelaciones, exhibidores y muchas otras aplicaciones más.

Ventajas

Su costo es bajo con respecto a otro tipo de materiales de construcción, tambien es un material fácil de transportar y es muy liviano así tambien como la rapidez de instalación, la versatilidad y funcionalidad
Desventajas
No puede soportar cargas muy pesadas y no puede estar expuesto al aire libre solo se puede usar para interiores
Origen.
Estas laminas hechas a base de fibroyeso, es un novedoso material, que permite gran versatibilidad para múltiples aplicaciones en la construcción y remodelación de residencias, edificios, locales comerciales, bodegas y todo tipo de edificaciones en general.

Las láminas de gypsum están constituidas por una mezcla homogénea de yeso de alta pureza y fibras de celulosa, que mediante un proceso de prensado y horneado da como resultado un panel de alta resistencia.
Características y ventajas



  • Resistencia al impacto por su gran consistencia.




  • Eficaz atenuador de ruido por su alta densidad.



  • Inmune a roedores plagas e insectos.



  • Gran capacidad de carga hasta de 50 Kg.




  • Resistencia al agua debido a la impregnación de sus claras y bordes con hidrofugantes.




  • Resistente al fuego lo que permite evacuar edificios en caso de incendios no propaga las llamas.




  • Bajo peso lo que permite una considerable reducción de cargas en edificaciones.




  • Fácil de trabajar con las mismas herramientas de carpintería tradicional.




  • Rápida instalación en sistemas constructivos livianos que ahorran tiempo y costo de mano de obra.

  • El gypsum es un material no toxico.




  • Estas láminas se pueden cortar cepillar taladrar y pintar.




  • Se aplican en paredes de interiores y exteriores.




  • El traslado de estas laminas debe hacerse de manera vertical y la lamina debe manejarse del largo.

Según el orden pueden ser:

Cimentación: concreto, acero, madera, material selecto (Bajo contenido de arcilla, alto de arena y poco limo). Estructuras: Madera, acero, concreto, zinc. Cubiertas: Plycem, gypsum, zinc, laminas troqueladas.
Muros y divisiones: madera, plycem, covintec. Pisos y cimientos: Azulejo, cerámica, mortero, asfalto. Puertas y ventanas: Terminaciones, acabado, sellador. Instalaciones eléctricas e hidrosanitarias: Tubo PVC, conduit, codos, lámparas, tubería galvanizada, lavamanos.
• Materiales aglomerantes

• Cemento

• Mortero

• Concreto armado

• Cerámicos

• Bloques de cemento

• Metales

• Vidrio

• Aislantes

• Roca o piedra natural
Las rocas se clasifican según sus cualidades en:

• Graníticas: resistentes, dureza, químicas, etc.

• Geológicas: calizas, ígneas.
Es necesario que las piedras que han de utilizarse para construir reúnan las siguientes condiciones:
• Ser homogéneas, compactas y de grano uniforme.

• Carecer de grietas, coqueras y restos orgánicos.

• Ser resistentes a las cargas que han de soportar 500

kg/cm2 las eruptivas y 250 kg/cm2 las sedimentarias.
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