jueves, 10 de marzo de 2011

MATERIALES DE CONSTRUCCION PARTE 1

VIDRIOS
El vidrio se fabrica a partir de una mezcla compleja de compuestos vitrificantes, como sílice, fundentes, como los álcalis, y estabilizantes, como la cal. Estas materias primas se cargan en el horno de cubeta (de producción continua) por medio de una tolva. El horno se calienta con quemadores de gas o petróleo. La llama debe alcanzar una temperatura suficiente, y para ello el aire de combustión se calienta en unos recuperadores construidos con ladrillos refractarios antes de que llegue a los quemadores. El horno tiene dos recuperadores cuyas funciones cambian cada veinte minutos: uno se calienta por contacto con los gases ardientes mientras el otro proporciona el calor acumulado al aire de combustión. La mezcla se funde (zona de fusión) a unos 1.500 °C y avanza hacia la zona de enfriamiento, donde tiene lugar el recocido. En el otro extremo del horno se alcanza una temperatura de 1.200 a 800 °C. Al vidrio así obtenido se le da forma por laminación (como en el esquema superior) o por otro método.
Vidrio (industria), sustancia amorfa fabricada sobre todo a partir de sílice (SiO2) fundida a altas temperaturas con boratos o fosfatos. También se encuentra en la naturaleza, por ejemplo en la obsidiana, un material volcánico, o en los enigmáticos objetos conocidos como tectitas. El vidrio es una sustancia amorfa porque no es ni un sólido ni un líquido, sino que se halla en un estado vítreo en el que las unidades moleculares, aunque están dispuestas de forma desordenada, tienen suficiente cohesión para presentar rigidez mecánica. El vidrio se enfría hasta solidificarse sin que se produzca cristalización; el calentamiento puede devolverle su forma líquida. Suele ser transparente, pero también puede ser traslúcido u opaco. Su color  varía según los ingredientes empleados en su fabricación.
El vidrio fundido es maleable y se le puede dar forma mediante diversas técnicas. En frío, puede ser tallado. A bajas temperaturas es quebradizo y se rompe con fractura concoidea (en forma de concha de mar).
Materiales y técnicas
El ingrediente principal del vidrio es la sílice, obtenida a partir de arena, pedernal o cuarzo.
La sílice se funde a temperaturas muy elevadas para formar vidrio. Como éste tiene un elevado punto de fusión y sufre poca contracción y dilatación con los cambios de temperatura, es adecuado para aparatos de laboratorio y objetos sometidos a choques térmicos (deformaciones debidas a cambios bruscos de temperatura), como los espejos de los telescopios. El vidrio es un mal conductor del calor y la electricidad, por lo que resulta práctico para el aislamiento térmico y eléctrico. En la mayoría de los vidrios, la sílice se combina con otras materias primas en distintas proporciones. Los fundentes alcalinos, por lo general carbonato de sodio o potasio, disminuyen el punto de fusión y la viscosidad de la sílice. La piedra caliza o la dolomita (carbonato de calcio y magnesio) actúa como estabilizante. Otros ingredientes, como el plomo o el bórax, proporcionan al vidrio determinadas propiedades físicas.
Vidrio soluble y vidrio sodocálcico
El vidrio de elevado contenido en sodio que puede disolverse en agua para formar un líquido viscoso se denomina vidrio soluble y se emplea como barniz ignífugo en ciertos objetos y como sellador. La mayor parte del vidrio producido presenta una elevada concentración de sodio y calcio en su composición; se conoce como vidrio sodo cálcico y se utiliza para fabricar botellas, cristalerías de mesa, bombillas (focos), vidrios de ventana y vidrios laminados.
Vidrio al plomo
El vidrio fino empleado para cristalerías de mesa y conocido como cristal es el resultado de fórmulas que combinan silicato de potasio con óxido de plomo. El vidrio al plomo es pesado y refracta más la luz, por lo que resulta apropiado para lentes o prismas y para bisutería. Como el plomo absorbe la radiación de alta energía, el vidrio al plomo se utiliza en pantallas para proteger al personal de las instalaciones nucleares.
Vidrio de borosilicato
Este vidrio contiene bórax entre sus ingredientes fundamentales, junto con sílice y álcali. Destaca por su durabilidad y resistencia a los ataques químicos y las altas temperaturas, por lo que se utiliza mucho en utensilios de cocina, aparatos de laboratorio y equipos para procesos químicos.
Color
Las impurezas en las materias primas afectan al color del vidrio. Para obtener una sustancia clara e incolora, los fabricantes añaden manganeso con el fin de eliminar los efectos de pequeñas cantidades de hierro que producen tonos verdes y pardos. El cristal puede colorearse disolviendo en él óxidos metálicos, sulfuros o seleniuros. Otros colorantes se dispersan en forma de partículas microscópicas.
Propiedades físicas
Según su composición, algunos vidrios pueden fundir a temperaturas de sólo 500 °C; en cambio, otros necesitan 1.650 ºC. La resistencia a la tracción, que suele estar entre los 3.000 y 5.500 N/cm2, puede llegar a los 70.000 N/cm2 si el vidrio recibe un tratamiento especial. La densidad relativa (densidad con respecto al agua) va de 2 a 8, es decir, el vidrio puede ser más ligero que el aluminio o más pesado que el acero. Las propiedades ópticas y eléctricas también pueden variar mucho.
Vidrio soplado
Fabricación artesanal de recipientes de vidrio soplado. A la izquierda se aprecia una silla con un soporte para la caña de soplar. Conseguida la forma en bruto, se pellizca el material con unas pinzas para dar la forma final al vidrio fundido.

Mezcla y fusión
Después de una cuidadosa medida y preparación, las materias primas se mezclan y se someten a una fusión inicial antes de aplicarles todo el calor necesario para la vitrificación. En el pasado, la fusión se efectuaba en recipientes de arcilla (barro) que se calentaban en hornos alimentados con madera o carbón. Todavía hoy se utilizan recipientes de arcilla refractaria, que contienen entre 0,5 y 1,5 toneladas de vidrio, cuando se necesitan cantidades relativamente pequeñas de vidrio para trabajarlo a mano. En las industrias modernas, la mayor parte del vidrio se funde en grandes calderos, introducidos por primera vez en 1872. Estos calderos pueden contener más de 1.000 toneladas de vidrio y se calientan con gas, fuel-oil o electricidad. Las materias primas se introducen de forma continua por una abertura situada en un extremo del caldero y el vidrio fundido, afinado y templado, sale por el otro extremo. En unos grandes crisoles o cámaras de retención, el vidrio fundido se lleva a la temperatura a la que puede ser trabajado y, a continuación, la masa vítrea se transfiere a las máquinas de moldeo.
Moldeado
Los principales métodos empleados para moldear el vidrio son el colado, el soplado, el prensado, el estirado y el laminado. Todos estos procesos son antiguos ( véase Vidrio (arte)), pero han sufrido modificaciones para poder producir vidrio con fines industriales. Por ejemplo, se han desarrollado procesos de colado por centrifugado en los que el vidrio se fuerza contra las paredes de un molde que gira rápidamente, lo que permite obtener formas precisas de poco peso, como tubos de televisión. También se han desarrollado máquinas automáticas para soplar el vidrio.

Tipos de vidrio comercial
La amplia gama de aplicaciones del vidrio ha hecho que se desarrollen numerosos tipos distintos.
Vidrio de ventana
El vidrio de ventana, que ya se empleaba en el siglo I d.C., se fabricaba utilizando moldes o soplando cilindros huecos que se cortaban y aplastaban para formar láminas.

Vidrio de placa
El vidrio de ventana normal producido por estiramiento no tiene un espesor uniforme, debido a la naturaleza del proceso de fabricación. Las variaciones de espesor distorsionan la imagen de los objetos vistos a través de una hoja de ese vidrio.
Botellas y recipientes
Las botellas, tarros y otros recipientes de vidrio se fabrican mediante un proceso automático que combina el prensado (para formar el extremo abierto) y el soplado (para formar el cuerpo hueco del recipiente).

Vidrio óptico
La mayoría de las lentes que se utilizan en gafas (anteojos), microscopios, telescopios, cámaras y otros instrumentos ópticos se fabrican con vidrio óptico ( Véase Óptica). Éste se diferencia de los demás vidrios por su forma de desviar (refractar) la luz. La fabricación de vidrio óptico es un proceso delicado y exigente. Las materias primas deben tener una gran pureza, y hay que tener mucho cuidado para que no se introduzcan imperfecciones en el proceso de fabricación. Pequeñas burbujas de aire o inclusiones de materiano vitrificada pueden provocar distorsiones en la superficie de la lente. Las llamadas cuerdas, estrías causadas por la falta de homogeneidad química del vidrio, también pueden causar distorsiones importantes, y las tensiones en el vidrio debidas a un recocido imperfecto afectan también a las cualidades ópticas.
Vidrio fotosensible
 Este vidrio se utiliza en procesos de impresión y reproducción, y su tratamiento térmico tras la exposición a la luz produce cambios permanentes.
Vitrocerámica
 Este tipo de cerámicase utiliza en la actualidad en utensilios de cocina, conos frontales de cohetes o ladrillos termorresistentes para recubrir naves espaciales. Otros vidrios que contienen metales o aleaciones pueden magnetizarse, son resistentes y flexibles y resultan muy útiles para transformadores eléctricos de alta eficiencia.
Fibra de vidrio
Los tejidos de fibra de vidrio, sola o en combinación con resinas, constituyen un aislamiento eléctrico excelente. Impregnando fibras de vidrio con plásticos se forma un tipo compuesto que combina la solidez y estabilidad química del vidrio con la resistencia al impacto del plástico.

Otros tipos de vidrio

paveses de vidrio son bloques de construcción huecos, con nervios o dibujos en los lados, que se pueden unir con argamasa y utilizarse en paredes exteriores o tabiques internos.
espuma de vidrio, empleada en flotadores o como aislante, se fabrica añadiendo un agente espumante al vidrio triturado y calentando la mezcla hasta el punto de reblandecimiento. El agente espumante libera un gas que produce una multitud de pequeñas burbujas dentro del vidrio.

Vidrio soluble, compuesto de silicato de sodio (o potasio), incoloro y de aspecto vidrioso, de fórmula Na2SiO3 (véase Vidrio; Silicio). Es soluble en agua y alcohol, y se emplea comercialmente como cemento, para fabricar hormigón y como capa protectora en materiales ignífugos. También se utiliza en la elaboración de jabones y detergentes sintéticos y en procesos de refinado del petróleo. La disolución de vidrio soluble también se utiliza para conservar huevos y madera.
Silicio, de símbolo Si, es un elemento semi metálico, el segundo elemento más común en la Tierra después del oxígeno. Su número atómico es 14 y pertenece al grupo14 de la tabla periódica. Fue aislado por primera vez de sus compuestos en 1823 por el químico sueco Jöns Jakob Berzelius.













MADERA

La madera es un material orto trópico encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen cada año y que están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. Las plantas que no producen madera son conocidas como herbáceas.
Como la madera la producen y utilizan las plantas con fines estructurales, es un material muy resistente, y gracias a esta característica y a su abundancia natural, es utilizada ampliamente por los humanos ya desde tiempos muy remotos.
Una vez cortada y secada, la madera se utiliza para muchas y diferentes aplicaciones. Una de ellas es la fabricación de pulpa o pasta, materia prima para hacer papel. Artistas y carpinteros tallan y unen trozos de madera con herramientas especiales para fines prácticos o artísticos. La madera, es también un material de construcción muy importante desde los comienzos de las construcciones humanas y continúa siéndolo hoy.

La estructura de la madera

Duramen

Parte de la madera localizada en la zona central del tronco. Representa la parte más antigua del árbol, tiende a ser de color oscuro y de mayor durabilidad natural.
  • Madera utilizada para la construcción de jaranas y otros instrumentos de son jarocho tales como la leona y el mosquito. El ámbar de la madera es precioso.
  • Madera madura. Albura modificada por cambios físicos y químicos
Es la madera dura que constituye la columna del árbol. Es la antigua albura que se ha lignificado (células muertas).

Albura

  • Parte joven de la madera, corresponde a los últimos ciclos de crecimiento del árbol, suele ser de un color más claro.

Proceso de la madera

La formación de la nueva madera en el tronco del árbol se lleva a cabo por una capa de células denominadas cambium, que está situada entre la corteza interna y la albura.
En la madera de más reciente formación (albura) tienen lugar dos importantes funciones: la conducción de la savia (desde la raíz a las hojas) y el almacenamiento.
Desde el punto de vista industrial, los materiales que interesan son el duramen y la albura, que adquieren el mismo color tras talar y dejar secar el árbol.
Luego el duramen y la albura se procesan mediante aplanadoras y lijas industriales hasta llegar al producto (tablas en sí), también lápices, bates y mesas entre otros. La calidad de la dureza depende del mercado hacia donde va dirigido, de acuerdo al costo.

La composición de la madera

En composición media se compone de un 50% de carbono (C), un 42% de oxígeno (O), un 6% de hidrógeno (H) y el 2% de resto de nitrógeno (N) y otros elementos.
Los componentes principales de la madera son la celulosa, un polisacárido que constituye alrededor de la mitad del material total, la lignina (aproximadamente un 25%), que es un polímero resultante de la unión de varios ácidos y alcoholes fenilpropílicos y que proporciona dureza y protección, y la hemicelulosa (alrededor de un 25%) cuya función es actuar como unión de las fibras. Existen otros componentes minoritarios como resinas, ceras, grasas y otras sustancias.

Celulosa

Es un polisacárido estructural formado por glucosa que forma parte de la pared de las células vegetales. Su fórmula empírica es (C6H10O5)n, con el valor mínimo de n = 200.
Sus funciones son las de servir de aguante a la planta y la de darle una protección vegetal. Es muy resistente a los agentes químicos, insoluble en casi todos los disolventes y además inalterable al aire seco, su temperatura de astillado a presión de un bar son aproximadamente unos 232,2 °C.

Clasificación de los árboles

Podemos clasificar a los árboles en dos tipos:
  • Árboles perennifolios: son por el contrario los que se caracterizan por mantener la hoja todo el año, es decir, que no se les caen las hojas. Los más característicos son: el pino, el ciprés, el abeto, el tejo... Estos árboles suelen proporcionar una madera más blanda que la de los caducifolios.

Partes de la madera

  • Corteza externa: es la capa más externa del árbol. Está formada por células muertas del mismo árbol. Esta capa sirve de protección contra los agentes atmosféricos.
  • Cámbium: es la capa que sigue a la corteza y da origen a otras dos capas: la capa interior o capa de xilema, que forma la madera, y una capa exterior o capa de floema, que forma parte de la corteza.
  • Albura: es la madera de más reciente formación y por ella viajan la mayoría de los compuestos de la savia. Las células transportan la savia, que es una sustancia azucarada con la que algunos insectos se pueden alimentar. Es una capa más blanca porque por ahí viaja más savia que por el resto de la madera.
  • Duramen (o corazón): es la madera dura y consistente. Está formada por células fisiológicamente inactivas y se encuentra en el centro del árbol. Es más oscura que la albura y la savia ya no fluye por ella.
  • Médula vegetal:es la zona central del tronco, que posee escasa resistencia, por lo que, generalmente no se utiliza.

Dureza de la madera

Según su dureza, la madera se clasifica en:
  • Maderas duras: son aquellas que proceden de árboles de un crecimiento lento, por lo que son más densas y soportan mejor las inclemencias del tiempo si se encuentran a la intemperie que las blandas. Estas maderas proceden de árboles de hoja caduca, que tardan décadas, e incluso siglos, en alcanzar el grado de madurez suficiente para ser cortadas y poder ser empleadas en la elaboración de muebles o vigas de los caseríos o viviendas unifamiliares. Son mucho más caras que las blandas, debido a que su lento crecimiento provoca su escasez, pero son mucho más atractivas para construir muebles con ellas. También son muy empleadas para realizar tallas de madera o todo producto en el cual las maderas macizas de calidad son necesarias.
  • Maderas blandas: el término madera blanda es una denominación genérica que sirve para englobar a la madera de los árboles pertenecientes a la orden de las coníferas. La gran ventaja que tienen respecto a las maderas duras, procedentes de especies de hoja caduca con un periodo de crecimiento mucho más largo, es su ligereza y su precio, mucho menor. Este tipo de madera no tiene una vida tan larga como las duras, pero puede ser empleada para trabajos específicos. Por ejemplo, la madera de cedro rojo tiene repelentes naturales contra plagas de insectos y hongos, de modo que es casi inmune a la putrefacción y a la descomposición, por lo que es muy utilizada en exteriores. La manipulación de las maderas blandas es mucho más sencilla, aunque tiene la desventaja de producir mayor cantidad de astillas. Además, la carencia de veteado de esta madera le resta atractivo, por lo que casi siempre es necesario pintarla, barnizarla o teñirla.

Proceso de obtención de la madera

Apeo, corte o tala: en este proceso intervienen los leñadores o la cuadrilla de operarios que suben al monte y con hachas o sierras eléctricas o de gasolina cortan el árbol y le quitan las ramas, raíces y empiezan a quitarle la corteza para que empiece a secarse. Se suele recomendar que los árboles se los corte en invierno u otoño. Es obligatorio replantar más árboles que los que se cortaron.

Transporte: es la segunda fase y es en la que la madera es transportada desde su lugar de corte al aserradero y en esta fase dependen muchas cosas como la orografía y la infraestructura que haya. Normalmente se hace tirando con animales o maquinaria pero hay casos en que hay un río cerca y se aprovecha para que los lleve, si hay buena corriente de agua se sueltan los troncos con cuidado de que no se atasquen pero si hay poca corriente se atan haciendo balsas que se guían hasta donde haga falta.

Aserrado: en esta fase la madera es llevada a unos aserraderos. En los cuales se sigue más o menos ese proceso y el aserradero lo único que hace es dividir en trozos la madera según el uso que se le vaya a dar después. Suelen usar diferentes tipos de sierra como por ejemplo, la sierra alternativa, de cinta, circular o con rodillos. Algunos aserraderos combinan varias de estas técnicas para mejorar la producción.

Secado: este es el proceso más importante para que la madera sea de calidad y esté en buen estado aunque si fallan los anteriores también fallara este.

Secado natural: se colocan los maderos en pilas separadas del suelo y con huecos para que corra el aire entre ellos y protegidos del agua y el sol para que así se vayan secando. Lo que le pasa a este sistema es que tarda mucho tiempo y eso no es rentable al del aserradero que quiere que eso vaya deprisa.

Secado artificial: dentro de este hay varios métodos distintos:

Secado por inmersión: en este proceso se mete al tronco o el madero en una piscina, y por el empuje del agua por uno de los lados del madero la savia sale empujada por el lado opuesto así se consigue que al eliminar la savia la madera no se pudra; aunque prive a la madera de algo de dureza y consistencia, ganará en duración. Este proceso dura varios meses, tras los cuales la madera secará más deprisa porque no hay savia.

Secado al vacío: en este proceso la madera es introducida en unas máquinas de vacío. Es él más seguro y permite conciliar tiempos extremadamente breves de secado con además:
        • Bajas temperaturas de la madera en secado.
        • Limitados gradientes de humedad entre el exterior y la superficie.
        • La eliminación del riesgo de fisuras, hundimiento o alteración del color.
        • Fácil utilización.
        • Mantenimiento reducido de la instalación.
Secado por vaporización: este proceso es muy costoso pero bueno. Se meten los maderos en una nave cerrada a cierta altura del suelo por la que corre una nube de vapor de 80 a 100 °C; con este proceso se consigue que la madera pierda un 25% de su peso en agua y más tarde para completar el proceso se le hace circular una corriente de vapor de aceite de alquitrán que la impermeabilizará y favorecerá su conservación.

Secado mixto: en este proceso se juntan el natural y el artificial: se empieza con un secado natural que elimina la humedad en un 20-25% para proseguir con el secado artificial hasta llegar al punto de secado o de eliminación de humedad deseado.

Secado por bomba de calor: este proceso es otra aplicación del sistema de secado por vaporización, con la a aplicación de la tecnología de "bomba de calor" al secado de la madera permite la utilización de un circuito cerrado de aire en el proceso, ya que al aprovecharse la posibilidad de condensación de agua por parte de la bomba de calor, de manera que no es necesaria la entrada de aire exterior para mantener la humedad relativa de la cámara de la nave ya que si no habría desfases de temperatura, humedad.

Fabricación de tableros manufacturados

Estos productos tienen cada vez más demanda en los talleres de carpintería y ebanistería para su trabajo diario. Los más cotidianos son:

Aglomerados

Se obtiene a partir de pequeñas virutas o serrín, encoladas a presión en una proporción de 50% virutas y 50% cola. Se fabrican de diferentes tipos en función del tamaño de sus partículas, de su distribución por todo el tablero, así como por el adhesivo empleado para su fabricación. Los aglomerados son materiales estables y de consistencia uniforme, tienen superficies totalmente lisas y resultan aptos como bases para enchapados.  Además hay diferentes tipos de aglomerado:

Aglomerados de fibras orientadas

Material de tres capas fabricado a base en virutas de gran tamaño, colocadas en direcciones transversales, simulando el efecto estructural del contrachapado.

Aglomerado decorativo

Se fabrica con caras de madera seleccionada, laminados plásticos o melamínicos. Para darle acabado a los cantos de estas láminas se comercializan cubre cantos que vienen con el mismo acabado de las caras.

Aglomerado de tres capas

Tiene una placa núcleo formada por partículas grandes que van dispuestas entre dos capas de partículas más finas de alta densidad. Su superficie es más suave y recomendada para recibir pinturas.

Aglomerado de una capa

Se realiza a partir de partículas de tamaño semejante distribuidas de manera uniforme. Su superficie es relativamente basta. Es recomendable para enchapar pero no para pintar directamente sobre él.

Contrachapado

Un tablero o lamina de madera maciza es relativamente inestable y experimentará movimientos de contracción y dilatación, de mayor manera en el sentido de las fibras de la madera, por ésta razón es probable que sufra distorsiones. Para contrarrestar este efecto, los contrachapados se construyen pegando las capas con las fibras transversalmente una sobre la otra, alternamente. La mayoría de los contrachapados están formados por un número impar de capas para formar una construcción equilibrada. Las capas exteriores de un tablero se denominan caras y la calidad de éstas se califica por un código de letras que utiliza la A como la de mejor calidad, la B como intermedia y la C como la de menor calidad. La cara de mejor calidad de un tablero se conoce como "cara anterior" y la de menor como "cara posterior" o reverso. Por otra parte la capa central se denomina "alma". Esto se hace para aumentar la resistencia del tablero o de la pieza que se esté haciendo.

Tableros de fibras

Los tableros de fibras se construyen a partir de maderas que han sido reducidas a sus elementos fibrosos básicos y posteriormente reconstituidas para formar un material estable y homogéneo. Se fabrican de diferente densidad en función de la presión aplicada y el aglutinante empleado en su fabricación.
Se pueden dividir en dos tipos principales, los de alta densidad, que utilizan los aglutinantes presentes en la misma madera, que ha su vez se dividen en duros y semiduros, y los de densidad media, que se sirven de agentes químicos ajenos a la madera como aglutinante de las fibras.
Se dividen en varios tipos:

Tableros semiduros

Encontramos dos tipos de éstos tableros, los de baja densidad (DB) que oscilan entre 6 mm y 12 mm y se utilizan como recubrimientos y para paneles de control, y los de alta densidad (DA), que se utilizan para revestimientos de interiores.

Tableros de densidad media

Se trata de un tablero que tiene ambas caras lisas y que se fabrica mediante un proceso seco. Las fibras se encolan gracias a un adhesivo de resina sintética. Estos tableros pueden trabajarse como si se tratara de madera maciza. Constituyen una base excelente para enchapados y reciben bien las pinturas. Se fabrican en grosores entre 3 mm y 32 mm.

Chapas

Se denomina chapa pre compuesta a una lámina delgada de madera que se obtiene mediante la laminación de un bloque de chapas a partir del borde del bloque, es decir, a través de las capas de madera prensadas juntas. Las tiras de las chapas originales se convierten en el "grano" de la chapa pre compuesta, obteniéndose un grano que es perfectamente recto u homogéneo.
Al manipular el contorno de las láminas que se han de prensar, se pueden obtener muy variadas configuraciones y aspectos muy atractivos. Algunas o todas las láminas constituyentes pueden ser teñidas antes de unirlas, de manera que se obtengan aspectos y colores muy llamativos.

 

 

METALES

Definición de metal:
Cada uno de los elementos químicos buenos conductores del calor y de la electricidad, con un brillo característico y sólidos a temperatura ordinaria, salvo el mercurio. En sus sales de disolución forman cationes.

Obtención de los metales:
Los altos hornos
El alto horno consiste en una cuba de unos 40 metros de altura, en la que se introduce por su parte superior (tragante) el mineral, fundentes, etc. Mediante un proceso químico que transcurre en su interior, mientras que la carga desciende lenta y continuamente (proceso que nunca se interrumpe) se transforma en arrabio, escoria y gases. Los gases se recuperan por el valor energético que contienen y las escorias se utilizan para fabricar asfaltos. El arrabio obtenido debe depurarse, por lo que se lleva a convertidores, hornos o elementos de afino. Una vez eliminadas las impurezas, dentro de unos límites, se consiguen diferentes tipos de aceros.
Si en este proceso de “afino” se incorporan al baño diferentes tipos de acero elementos como el cromo, molibdeno, vanadio, tungsteno, cobalto, titanio, etc., obtenemos aceros especiales o aleados que normalmente se utilizan para aplicaciones concretas.
Otros tipos de aceros “no aleados” o “normales” suelen tener o presentarse según unas formas comerciales, en forma de perfiles, distinguiendo entre los productos semielaborados y los perfiles acabados.
Los aceros presentan cualidades importantes: admiten tratamientos térmicos que mejoran sus propiedades, son resistentes a esfuerzos de tracción y permiten la deformación plástica de frío y caliente.


Tipos de metales y propiedades:

Hierro:
Metal dúctil, maleable y muy tenaz, de color gris azulado, que puede recibir gran pulimento y es el más empleado en la industria y en las artes. Su símbolo es Fe; peso atómico 55'19 y peso específico 7'86. El hierro funde a 1536ºC; es cúbico a temperaturas inferiores a 910ºC, luego cúbico de caras centradas entre 910 y 1400ºC, después de nuevo cúbico centrado entre 1400ºC y la temperatura de fusión. Es ferromagnético a temperaturas inferiores a 760ºC.
El hierro se alea con numerosos metales; con el carbono y el nitrógeno se obtienen, según las proporciones, soluciones sólidas terminales de inserción o compuestos definidos.
Es un metal reductor que se combina principalmente con el oxígeno, el azufre y el cloro. Reduce los ácidos cuyo anión no es reducible produciendo un desprendimiento hidrógeno, cosa que sucede con el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico. Con los ácidos cuyo anión es reducible, la acción del hierro es mucho más compleja.

Cobre:
Metal rojizo, maleable y dúctil. Es un excelente conductor de la electricidad. Se encuentra libre en la naturaleza (cobre nativo), combinado con el oxígeno, y aparece en cantidades variables en los minerales de plata, hierro, antimonio, etc.

Estaño
El estaño es un metal blanco, tiene un aspecto poco brillante y en condiciones normales es inalterable al aire, poco conductor de la electricidad. Resulta muy maleable al frío y se puede extender hasta obtener finísimas hojas. En caliente resulta quebradizo.
Las aleaciones del estaño constituyen metales o aleaciones blancas en razón de su color.
Tiene como símbolo el Sn, a baja temperatura (alrededor de los -48ºC), se forman gérmenes de estaño (mucho menos denso), que constituyen las manchas negras de la peste del estaño; desarrollándose, estos gérmenes llevan consigo tal aumento de volumen que el objeto sería destruido y se convertiría en polvo.

Plomo
Tiene un aspecto plateado grisáceo; aunque recién cortado es brillante, va perdiendo brillo al oxidarse en contacto con el aire, y con los ácidos forma sales venenosas. Es un metal pesado, dúctil, maleable, blando y flexible; por lo que es muy fácil de modelar.
Los halógenos y el azufre se combinan fácilmente con el plomo; el ácido sulfúrico puede conservarse en recipientes de plomo, al contrario que el ácido nítrico, pues éste lo ataca fuertemente. El plomo fundido reacciona con el oxígeno del aire.
Su número atómico es el 82, su peso atómico 207'22, y su símbolo el Pb.

Zinc
Presenta una coloración blanca azulada. Es un metal algo blando. Cuando se funde es frágil, sin embargo, cuando está laminado adquiere una mayor resistencia, e incluso es posible darle forma.
El cinc es un sólido que funde a 419ºC y cuya temperatura normal de ebullición es aproximadamente de 90ºC. Por tanto se trata de un elemento bastante volátil y blando cuyas propiedades mecánicas están fuertemente influenciadas por las impurezas. En caliente, el cinc reacciona enérgicamente con el oxígeno, los halógenos y el azufre. Es atacado por el ácido clorhídrico y el ácido sulfúrico corriente.

Aluminio
Metal de colores y brillo similares a los de la plata, ligero y dúctil, muy maleable, por lo que puede presentarse en hilos y demás formas, buen conductor de calor y de la electricidad y resistente a la oxidación. Es un metal blando; tiene poca resistencia a la rotura y bajo límite elástico. Tiene un buen poder reflector. Su densidad en estado sólido es de 2'7; Su punto de fusión es de 660ºC y su temperatura de ebullición, de 2500ºC. Es un metal muy reactivo. Se combina en caliente con los halógenos, el oxígeno el nitrógeno y el carbono. Se mezcla con otros muchos metales, y ciertas aleaciones tienen gran importancia industrial.
El aluminio es el metal más abundante en la corteza de la Tierra, pero no se encuentra puro, sino en muchas especies minerales (bauxita, corindón, esmeril, etc.)
Su peso atómico es 26'98; su número atómico el 13; el símbolo, Al; el peso específico, 2'708.


Usos de los metales:

Hierro:
El hierro como elemento puro, no presenta prácticamente ninguna aplicación industrial, pero mezclándolo con pequeñas porciones de carbón, conocido como acero o fundición, puede ser utilizado con fines industriales.
Cobre:
Los usos industriales y domésticos del cobre están condicionados principalmente por algunas de sus propiedades.
Su elevada conductividad eléctrica permite su empleo en aplicaciones eléctricas, por ejemplo para los conductores, cables, hilos y piezas varias para aparatos eléctricos.
Su elevada conductividad térmica, explica el empleo del cobre desde hace muchos siglos en utensilios domésticos (cacerolas, calderos), en la industria de alimentación o química (alambiques) y en las aplicaciones de equipos térmicos (intercambiadores, depósitos, refrigeradores, radiadores).
La facilidad con la que se trabaja lo hace muy buscado, tanto como para la embutición como para la unión por autosoldadura o por soldadura con estaño.
Su resistencia a la corrosión hace atmosférica hace que se utilice para recubrimientos de techumbres o en canalizaciones de agua.
Estaño:
El estaño -macizo o recubriendo otros metales- se utiliza principalmente en razón de su resistencia a la corrosión atmosférica y a la acción de numerosos productos químicos, minerales u orgánicos. Además al no ser tóxicas las sales de estaño corrientes, el desarrollo en la industria alimentaría (vajilla, instrumentos, canalizaciones, conservas) y en la farmacéutica (recipientes tubos de condicionamiento).
El cobre y sobre todo el hierro blanco están protegidos por una fina capa de estaño puro.
Plomo:
Gracias a su resistencia al electrólito de ácido sulfúrico y a su potencial electrolítico, se utiliza en grandes cantidades para formar placas de acumuladores eléctricos.
En la construcción, el plomo se usa principalmente en tuberías, en forma de hojas para la insonorización y la protección hidrófuga de las paredes y, en forma de cinta para asegurar la estanqueidad y el aislamiento de las ventanas de doble cristal.
Cinc:
En estado puro el cinc se utiliza en forma de revestimiento de bloques conglomerados como protección contra la corrosión atmosférica. Su buena conservación en atmósfera normal e incluso en ambiente salino debido a la formación de una capa protectora de carbonato básico, hace que se utilice corrientemente para la cobertura de tejados en forma de láminas, placas, bandas o piezas manufacturadas. El cinc protege eficazmente al acero por doble acción: aislándolo de la atmósfera y por autodestrucción en virtud de su posición anódica respecto al hierro. Después se practican varios procedimientos de revestimiento de cinc sobre acero.
Aluminio:
La combinación de diversas propiedades explica la utilización del aluminio purísimo, o bien de pureza llamada “comercial”, en la construcción (techumbres, elementos decorativos o de protección), la industria aeronáutica, la industria eléctrica, el material de transporte y el material culinario.
Elaboración.

Los hierros empleados en construcción se obtienen por los procedimientos de laminación, forja y molde. Predomina el uso de los hierros laminados, como perfiles para vigas, viguetas, correas, columnas, cabriadas, y como parte integrante del hormigón armado, en el cual se emplea en barras de sección redonda. Se aplica también y con muy variadas formas, en sinnúmero de casos ( chapas lisas, y onduladas, carpintería metálica, etc.).
Laminado: consiste en el estirado y comprensión del hierro por medio de dos cilindros que giran en sentido contrario y al igual velocidad, procedimiento que también permite aumentar la compacidad del metal.
La máquina que trabaja con dos rodillos es llamado dúo. En ella cuando ha pasado el metal, se lo debe hacer pasar nuevamente entre los rodillos para repasarlos hasta conseguir el espesor conveniente, lo cual es largo y engorroso. Se trató de simplificarlo haciendo que los rodillos puedan invertir el sentido de la marcha, con lo cual se mejoró algo. La solución fue dada al colocar un tercer rodillo, trabajando a trío, con lo cual el metal pasa entre los dos primeros y se repasa entre el segundo y tercero sin interrumpir la marcha.
El proceso de laminación requiere una serie de pasadas del metal por las laminadoras, tantas veces cuanto más complicados sean los perfiles. De acuerdo a dichos perfiles hay rodillos con su eje horizontal y otros vertical. Cuando se disponen escalonados y graduados los calibres, se compone de lo que se llama un tren de laminado.
El hierro, como es de suponer, se lamina calentando al rojo; de esta manera va tomando las formas que le transmiten los rodillos, tratando de hacerlo antes de que se enfríe, en cuyo caso debe ser nuevamente calentado.
Los cilindros afectan la forma que debe tener el hierro laminado. Así, por ejemplo, si se trata de una chapa ondulada, los cilindros laminadores tienen la forma y radio de la onda a fabricar; si es lisa, también lo son los cilindros.
Para fabricar los alambres se emplean los rodillos de contacto, los cuales dejan solamente las ranuras cada vez menores por donde pasa el hierro al rojo blanco; el diámetro mínimo que se obtiene es de 5 mm, y para obtener los de diámetro menor se parte de éstos, haciéndolos pasar por orificios troncocónicos cada vez más chicos y se van enrollando en carretes.
Forja. Consiste en dar forma por presión o golpes con el martillo, martinetes, máquinas especiales o bien simplemente con prensas. Los lingotes se calientan y se los somete a la acción de martinetes, los cuales elevando martillos por medio de vapor o aire comprimido, los dejan caer desde cierta altura, que depende, así como el peso del martillo, del trabajo a ejecutar.
El forjado transmite al hierro una estructura compacta y fibrosa.
Fundición o moldeo. Consiste en verter los metales al estado líquido en moldes, donde se enfrían y solidifican, conservando inalterablemente las formas que les dan dichos moldes.
Los moldes son hechos con arenas refractarias húmedas, empleando moldeos de madera con la forma que debe tener la pieza a reproducir. Retirando el moldeo se vierte el metal, el cual llenará el espacio vació que viene a formar el negativo de la forma; luego se cubre con arena para evitar que se enfríe rápidamente, lo que podría rajarlo. Una vez frío, solidificado, se retira, quedando solamente una cara perfectamente lisa, la superior; las otras quedan rugosas, debido a los granos de arena. El uso de las fundición es menor hoy en día que de forja y laminado, pese al auge que tuvo en el pasado. Se usa exclusivamente para la fabricación de caños cloacales, rejillas, balcones y columnas de alumbrado.
Los caños de fundición pueden moldearse horizontal o verticalmente; en esta última forma resultan mejores, porque el peso propio de la masa los hace más compactos, evitándose así las sopladuras, y resulta más fácil el manejo de moldes. Los caños se fabrican con sus extremos dispuestos para la conexión en forma de enchufe o cordón; los codos con curvas a 45° y a 90° con tapa de inspección, codos de apoyo y tapa de inspección para bajadas verticales, los ramales a 45° con tapa de inspección, todo en hierro fundido o colado, y a veces centrifugado.
Las columnas de alumbrado se fabrican de una sola pieza cuando son chicas; las grandes, en tres partes: base, fuste y capitel.


Hierro o acero para hormigón armado.

Para absorber los esfuerzos de tracción fundamentalmente y en algunos casos los de compresión, se colocan las armaduras en las estructuras de hormigón armado. El acero utilizado ha de ser del tamaño adecuado y conformado de manera tal que satisfaga la finalidad con la que se coloca.
Asimismo debe presentar una gran superficie de adherencia para lograr un reparto uniforme de las tensiones. Ello hace que se recurra a las barras de pequeño diámetro. El empleo de tales secciones hace que se recurra al trafilado para obtenerlas. Consiste el procedimiento en hacer pasar una barra de cierto diámetro por perforaciones troncocónicas practicadas en piezas de acero extra duro; estas perforaciones son de diámetro progresivamente decreciente. Las pastillas de material extra duro reciben el nombre de trafilas, y la operación trafilado.
Los acero o hierro trafilados que normalmente se expenden en el comercio para ser utilizados en el hormigón armado van desde 5 mm hasta 40 mm, siendo de mayor precio en relación a su peso los de diámetro menor. Corrientemente se utilizan los hierro redondos y ocasionalmente los de sección cuadrada. Para facilitar la adherencia se han difundido las barras con superficies corrugadas, lo que se consigue laminando las barras con estrías o resaltos.
Se utilizan tres calidades de acero: el extrasuave de construcción, el suave y el de alta resistencia. Éste último, debido al contenido de carbono elevado, es frágil y difícil de doblar. La carga de agotamiento es aproximadamente 3800 a 4900 kg/cm², para el primero; 4900 a 6300 kg/cm², para el segundo, y más de 5600 kg/cm², para el último.


Mallas Sima.

En la construcción de losas, tabiques, tanques, etc., donde es necesario colocar armaduras en forma de parrillas que transmitan los esfuerzos en dos direcciones cruzadas, se utilizan comúnmente las denominadas mallas Sima. Las mismas consisten en varillas colocadas en sentido longitudinal y transversal formando cuadrados (mallas Q) o rectángulos (mallas R), estando unidas las varillas longitudinales con las transversales por soldadura eléctrica en los puntos de cruce. Se hallan normalizadas y se las designa, por ejemplo, Q 196 o R 377, lo que significa que la malla es cuadrada o rectangular. La cifra que sigue a la letra equivale a cien veces la sección de las barras longitudinales por metro. En el primer ejemplo la malla es cuadrada , constituida por hierros de 5 mm. de diámetro colocados cada 100 mm., resultando una sección de 1,96 cm² por metro; en el segundo ejemplo se trata de una armadura rectangular, construida con hierros de 6 mm. diámetro espaciados longitudinalmente cada 150 mm. y hierros de diámetro 5 mm. espaciados cada 250 mm. transversalmente.
Otra notación utilizada es la siguiente: 100 x 100 x 5, que correspondería al primer ejemplo, y 150 x 250 x 6 x 5, al segundo.
Las mallas Sima livianas se fabrican con hierros que no superan el diámetro de 6 mm. Las mallas Sima pesadas, en cambio, se construyen con barras de hasta 12 mm. de diámetro espaciadas con una separación mínima de 150 mm.
Las mallas Sima livianas se expenden en rollos, en tanto que las pesadas en paneles.


Formas comerciales.

Las diversas formas comerciales empleadas en construcción pueden clasificarse en cuatro grupos, a saber: 1º) barras y perfiles; 2º) chapas; 3º) roblones, pernos y clavos, y 4º) alambres y cables.

1º) Barras y perfiles. Los de este grupo están detallados y dispuestos con todos los detalles en tablas de resistencia, manuales especializados, etc. Debe tenerse en cuenta que careciendo nuestro país de la industria del hierro, dependemos de los perfiles de importación, de los cuales llegan solamente los de numeración par. Estando la numeración en relación directa con la altura del perfil, es lógico que en los cálculos debe tenerse muy presente esto. De estos perfiles nos llegan de dos clases: unos con las medidas en milímetros, denominados perfil normal, y otros con las medidas en pulgadas inglesas.
Los perfiles laminados tienen particular interés en la construcción por ser destinados a las estructuras resistentes. Descriptos someramente, son: Hierro T, de aleta angosta, tiene la altura y ancho de ala iguales; de ala ancha, cuando tiene el alma mitad del ancho del ala; Hierro doble T o viguetas, numeración del 8 hasta el 60, es decir, hasta 60 cm. de altura; Grey, de alas anchas, del 18 al 100; los hierros ángulos, que también se laminan de dos clases: de alas iguales y de alas desiguales; en este último caso la relación entre las alas es de 1, 1 ½ o 2. Los hierros especiales, que se emplean mucho en construcciones navales. Los hierros Zores, en zeta, en cuarto de círculo, los de forma especial. Los hierros carriles de Vignoli y carriles de Fénix. Hierros en U. Hierros de sección cuadrada, empleados para rejas u barandas; hexagonales; redondos, de uso especial en hormigón armado; planos o planchuelas.
En este grupo también entran los hierros laminados especiales para carpintería metálica, de formas variadísimas, destinados a recibir el vidrio y efectuar un cierre hermético, para lo cual se combinan en la forma conocida, como de doble contacto.
2º) Chapas. Llamadas palastros, tienen un espesor de 5 a 25 mm; también reciben el nombre de planchas. La numeración de las chapas es inversa; es decir, que a medida que aumenta la numeración disminuye el espesor.
En el comercio se expenden en condiciones naturales, denominadas chapas negras, o recubiertas con un baña de zinc, llamado hierro galvanizado; popularmente se las conoce por chapas de zinc, pero no debe confundírselas con las de ese metal. Las chapas onduladas de hierro galvanizado están muy difundidas en el país, para usos diversos; estas chapas tienen un largo corriente de 2 metros con una onda de parábola. La chapa estriada o estampada es de acero dulce y en una de sus caras tiene estrías en relieve formando rombos de 2 mm. de espesor y de 5 mm. de ancho; son usadas para escalones, pasarelas, tapas de cámaras, etc. La chapa desplegada, comúnmente llamada metal desplegado, se fabrica haciendo cortes al tresbolillo y estirando; se forman mallas romboidales de muchas aplicaciones, como cielorrasos armados, etc. Hojalatas son chapas negras recubiertas de estaño; sus espesores varían de 0,2 a 0,8 mm.
3º) Roblones, pernos y clavos. Los roblones, llamados también remaches, están formados por un cuerpo cilíndrico y una cabeza que afecta la forma de media esfera, de un casquete esférico, de gota de sebo o de cabeza perdida; en el otro extremo del cilindro se remacha la cabeza en caliente una vez colocado en la pieza. El diámetro del cilindro es variable entre 3,17 mm. (1/8”) y 24,5 mm.(1”) y el largo mínimo de 2,5 veces el diámetro.
Los pernos se conocen por bulones y tornillos, según si llevan o no ranurada la cabeza para el destornillador. Los bulones están formados por un cilindro fileteado en casi toda su longitud y una cabeza fija, completados por una tuerca y una arandela. Los bulones pueden tener la cabeza de forma cuadrada y tuerca cuadrada, cabeza hexagonal y tuerca igual, cabeza redonda y tuerca cuadrada o hexagonal. Cuando el cuerpo está fileteado, excepto una pequeña zona en su parte media y carece de cabeza, se denomina prisionero. Los tornillos, de tamaño menor que los anteriores y cuerpo fileteado, tienen cabeza redonda, cabeza perdida troncocónica, con tuercas cuadradas o hexagonales, llevan ranura en la cabeza para destornillador.
Otro tipo de tornillo es el que se aplica en las maderas; tiene la cabeza como las del anterior, el cuerpo a partir de ella es cilíndrico y luego cónico fileteado, terminando en punta.
Los clavos constan de un cuerpo cilíndrico liso, terminado en punta en un extremo y una cabeza, en casquete esférico, cabeza perdida; los hay también en forma de L, llamados escarpia, de cabeza grande, llamados también tachones, y las tachuelas de cabeza chata y cuerpo cónico o piramidal. El largo de los clavos comunes varía entre 25 mm. y 305 mm. se fabrican con alambre de acero estirado en frío y sin recocer.
4º) Alambres y cables. El proceso de fabricación de los alambres ya fue explicado; faltaría establecer las diversas clases de alambre que provee la industria: de hierro común o de acero. Son de sección circular, negro, charolado, galvanizado, etc.
Los cables están formados por la reunión de alambres de acero enrollados alrededor de un alma de cáñamo o de alambre dulce, formando cordones; varios de estos cordones reunidos por torsión indeformable constituyen los cables. El enrollado de los cordones se efectúa de derecha a izquierda y éstos en conjunto, para formar el cable, de izquierda a derecha, para que no se desenrollen . Los alambres se empalman por soldadura y la resistencia es casi la suma de los alambres que forman el cable.

Otros Metales.
Níquel.

Es de uso relativamente moderno, siendo el más parecido al hierro. Su punto de fusión es de 1450ºC; es resistente a la corrosión y no se mancha, es duro y pesado; su peso específico es de 8,8. Se obtiene de la clorita y de la incolita; en el último caso tiene un tinte rojizo semejante al cobre, tanto que los primeros mineros en las montañas Horz (Alemania) los confundían, pero los desechaban por intrabajable; su color natural es gris brillante. No es atacable por el oxígeno, ni los ácidos clorhídricos y sulfúrico; en cambio, el ácido nítrico lo ataca fácilmente.
En construcción se usa para la fabricación de un tipo de acero y como recubrimiento protector de otros metales como el hierro, el cobre y el bronce, que niquelados son de uso corriente en la fabricación de canillas, artefactos eléctricos y herrajes de carpintería.
Otros metales menos corrientes.

Metales que en la actualidad no tienen aplicación en la construcción:
Antimonio, que en la actualidad tiene uso en los accesorios para los automotores, funde a los 630ºC, aumentando su volumen al solidificarse. Cromo, Manganeso, Molibdeno, Silicio, Tungsteno y Vanadio, se emplean para la fabricación de tipos especiales de aceros. Berilio, Bismuto, Cadmio, Litio, Indio, Magnesio, Mercurio, Oro, Plata, Platino, Radio, Selenio, Sodio, Tantalio, Telurio, Titanio, Zirconio o Zirconio.
Como puede apreciarse, la lista es bastante extensa. Algunos, como el oro, la plata y los que se han indicado especialmente, ya se los comienza a aplicar en pequeña escala, pero los demás están aún en el campo de la experimentación. Según los ensayos efectuados por diversos institutos especializados, se vislumbra un adelanto fundamental en la industria de los metales.

Aleaciones de aluminio.
Aleado con el cobre, éste le disminuye el inicio del punto de fusión, produciéndose a partir de los 530ºC, pero aumenta la resistencia a la rotura y su límite elástico, tiene el inconveniente de reducir su resistencia a los agentes atmosféricos aumentando su fragilidad . El silicio al 12% forma una aleación eutéctica (homogénea), disminuyendo también el punto de fusión a unos 575ºC pero con la ventaja sobre el anterior de aumentar su resistencia a los agentes atmosféricos y recibir un buen moldeo.
A estas aleaciones se les adiciona, buscando mejorar determinadas condiciones, en porcentajes entre el 0,2 y el 2%, son éstos el manganeso, el níquel, el titanio, el tungsteno, el cinc y el cobalto.

Bronce.
El bronce es una aleación de cobre y estaño en proporción del 80% del primero y 20%del segundo y también del 95% y 5% respectivamente. El estaño trasmite al cobre la resistencia y dureza. En construcción está muy generalizado su uso en cañerías, chapas de aplicación artística, herrajes artísticos, cierta carpintería metálica y en fabricación de elementos revestidos con un baño de níquel o de cromo.

Latón.
Constituido por aleaciones de cobre y zinc obtenidas por fusión simultánea; es más duro que el cobre y de oxidación más difícil. Forjable y laminable, el latón común tiene 35% de zinc, con una coloración amarilla. De color blanco grisáceo cuando tiene más del 50% de zinc, es duro y quebradizo. El latón empleado para soldar contiene del 40 al 50% de zinc, siendo su punto de fusión más bajo que el de los metales a soldar.
El latón se expende en el comercio en forma de chapas de 0,12 a 0,17 mm. de espesor, en alambres cuyos diámetros tienen de 0,5 a 2 mm., tornillos, herrajes, etc.

Alpaca o metal blanco.
Recibe también el nombre de plata alemana. Está formado por la aleación de cobre, níquel y zinc en proporción del 50 al 70% de cobre, 13 al 25% de níquel y 13 a 25% de zinc; su color es blanco argentino. La combinación de su color tan atractivo y su resistencia a la corrosión le dan preferencia para los trabajos arquitectónicos; en Inglaterra fabrican con alpaca los servicios de mesa, que llevan las siglas E.P.N.S
El platinoide es un metal blanco, compuesto por 60% de cobre, 14% de níquel, 24% de zinc y 1 a 2 % de tungsteno.
Duraluminio.


Es una aleación de aluminio con una base de magnesio, que en un principio recibió el nombre de “endurecimiento del aluminio por envejecimiento”. Es un metal liviano, pero muy duro; tiene la aleación en la proporción de 2,5 a 5% de cobre, 0,5 a 4% de magnesio, 4 a 6% de zinc, con silicio, hierro y el 0,1 % de titanio.

Varillas

Las varillas se utilizan como refuerzo de concreto; son barras de acero generalmente de sección circular con diámetro superior a los 5 milímetros, aunque por lo común sus diámetros se especifican en fracciones de pulgada.
La superficie de estos cilindros está provista de rebordes (corrugaciones) que mejoran la adherencia a los materiales aglomerantes e inhiben el movimiento relativo longitudinal entre la varilla y el concreto que la rodea, y de hecho el papel de las varillas no es sólo reforzar la estructura del concreto armado, sino absorber los esfuerzos de tracción y torsión.
Se fabrican varillas de sección redonda, que pueden ser lisas o estradas, y también de sección cuadrada, más empleadas en herrería.
En México, la varilla está regida con la norma oficial mexicana NMX-C-407.

Especificaciones técnicas

No. varilla Diámetro nominal en mm. Diámetro nominal en in. Perímetro mm. Area cm2 Peso kg/m Varillas 12m por tonelada

2 6.4 1/4” 20.10 0.32 0.251 -
2.5 7.9 5/16” 24.80 0.49 0.384 217
3 9.5 3/8” 29.80 0.71 0.557 150
4 12.7 1/2” 39.90 1.27 0.996 84
5 15.9 5/8” 50.00 1.99 1.560 53
6 19.1 3/4” 60.00 2.87 2.250 37
8 25.4 1” 79.80 5.07 3.975 21

Alambre recocido

El alambre recocido se utiliza para la formación de castillos, armado de losas, amarre de aceros estructurales, traslape de mallas, entre otros.
Se fabrica trefilando el alambrón hasta el calibre deseado. Después el alambre, que tiene bajo contenido de carbono, es recocido para reconstruir su microestructura, permitiéndole alcanzar una alta ductilidad que facilita el ser doblado o anudado a mano.
Lo anterior permite que se utilice para amarrar, doblar o enrollar materiales. El alambre recocido es el aliado de la varilla en la construcción de castillos y otros ensambles básicos para toda obra.

Castillos hechos de varilla

La hoja para castillo es un elemento estructural utilizado para el refuerzo de elementos de concreto que confinan muros de mampostería, dalas y castillos. Se fabrican con tres o cuatro varillas (alambres) formando secciones triangulares, cuadradas o rectangulares, según sea el diseño y con estribos perpendiculares lisos o corrugados electro soldados al refuerzo longitudinal. Para su fabricación se utiliza el alambrón como materia prima.
Éste es laminado en frío, lo cual le permite una mayor resistencia a la tensión. Los castillos se usan principalmente en la construcción de casas, oficinas, bodegas, bardas, muros, postes, castillos verticales en esquinas y remates de muros, dalas o cerramientos de amarre horizontal, huecos para puertas y ventanas y muros divisorios.

Clavos

Los clavos, de uso universal en la industria de la construcción, son también auxiliares indispensables del carpintero en la elaboración de estructuras, tarimas y hasta casa de madera. Los clavos se fabrican a partir de alambrón de propiedades muy cuidadas, dado que la resistencia de un clavo al impacto sólo está dada por las propiedades del material.
El proceso de fabricación es sencillo. El alambrón se trefila hasta que se alcanza el diámetro requerido. Luego se inserta en una máquina que lo sujeta en una mordaza, y con un golpe de émbolo o martillo se forma la cabeza del clavo; después de un estirón que depende de la longitud final que tendrá el clavo, se cierran en el otro extremo dos juegos de cuchillas que dan forma a la punta del clavo. El proceso se repite cientos de veces por minuto.

Especificaciones técnicas

No. clavos Calibre Largo Kg.

2 1/2” 11 63 mm 259*
4 7 101 mm 75*

Malla electro soldada


El alambrón se utiliza como materia prima en la industria del trefilado para la fabricación de mallas, armaduras telas metálicas, cribas, resortes, clavos, ganchos para ropa, alambre galvanizado, alambre de púas y otros derivados. También se fabrica alambrón de otra calidad para usarse en electrodos.
La malla electro soldada es fabricada con alambres laminados en frío, corrugados y electro soldados. Se utiliza en pisos, muros, losas, entrepisos, calles, banquetas y pavimentos rígidos, canales, túneles y bóvedas.
La malla electro soldada se presenta en forma de paneles rectangulares o cuadrados, constituidos por alambres o barras soldadas a máquina.
La malla está formada por alambre de acero trefilado en frío, ya sea liso o conformado y generalmente se presentan en diámetros desde 3 mm. Hasta 12 mm., con incrementos de 0.5 mm.




ARCILLA

La arcilla está constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados, procedentes de la descomposición de minerales de aluminio. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que contiene, siendo blanca cuando es pura. Surge de la descomposición de rocas que contienen feldespato, originada en un proceso natural que dura decenas de miles de años.

Se caracteriza por adquirir plasticidad al ser mezclada con agua, y también sonoridad y dureza al calentarla por encima de 800 °C. La arcilla endurecida mediante la acción del fuego fue la primera cerámica elaborada por los seres humanos, y aún es uno de los materiales más baratos y de uso más amplio. Ladrillos, utensilios de cocina, objetos de arte e incluso instrumentos musicales como la ocarina son elaborados con arcilla. También se la utiliza en muchos procesos industriales, tales como en la elaboración de papel, producción de cemento y procesos químicos.

Clasificación

Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso geológico que las originó y a la ubicación del yacimiento en el que se encuentran. Se puede reconocer:

• Arcilla primaria: se utiliza esta denominación cuando el yacimiento donde se encuentra es el mismo lugar en donde se originó. El caolín es la única arcilla primaria conocida.

Granulometría

Dentro de la clasificación granulométrica de las partículas del suelo, las arcillas ocupan el siguiente lugar:

Granulometría

Partícula Tamaño
Arcillas < 0,002 mm
Limos
0,002-0,06 mm
Arenas
0,06-2 mm
Gravas
2 mm-6 cm
Cantos rodados
6-25 cm
Bloques
>25 cm

Productos de arcilla cocida

Generalidades

La técnica de la arcilla cocida en la producción de ladrillos y tejas para construcción tiene más de 4,000 años. Se basa en el principio que los suelos arcillosos (que contienen de 20 a 50% de arcilla) experimentan reacciones irreversibles, cuando son quemados a 850-1000C, con lo cual las partículas se unen unas a otras como un material cerámico vidrioso.

La producción de ladrillos cocidos ha alcanzado un alto nivel de mecanización y automatización en muchos pases, pero los métodos tradicionales de producción en pequeña escala aún están bien extendidos en a mayora de pases en desarrollo. As, hay una gran variedad de métodos mecanizados y no mecanizados para la extracción, preparación, moldeado, secado y cocido de la arcilla, que solo poder tratarse brevemente en este manual.

Extracción de Arcilla

Los depósitos de arcilla se encuentran al pie de colinas o en tierra agrícolas cercanas a ríos (lo cual naturalmente generan intereses conflictivos entre el empleo de la tierra para fabricación de ladrillos y para la agricultura).
Los criterios para seleccionar una localización adecuada son la calidad de la arcilla, disponibilidad a nivel superficial y la cercana de una carretera transitable para el transporte.

La excavación manual en plantas de producción de pequeña y mediana escala generalmente se realiza a una profundidad menor de 2 m. (Después de excavar grandes reas, estas pueden volver a emplearse para la agricultura.).
Para plantas de fabricación de ladrillos en gran escala se necesitan métodos mecánicos que emplean dragaminas y excavadoras de cucharas de diferentes tipos. Estos métodos requieren proporcionalmente menos rea de excavación, pero hacen cortes profundos en el paisaje.

Preparación de la Arcilla

Esto incluye la selección, trituración, cernido y proporcionamiento, antes que el material sea mezclado, humedecido y atemperado.
La selección se realiza recogiendo las raíces, piedras, pedazos de caliza, etc., o en algunos casos lavando el suelo.

La trituración es necesaria pues la arcilla seca usualmente forma terrones duros En laboratorios es común machacarla manualmente. Sin embargo, se han desarrollado maquinas trituradoras simples intensivas en mano de obra.
El cernido es necesario para retirar todas las partículas ms grandes de 5 mm. Para ladrillos, o de 0.6 mm. Para tejas de techo.

El proporcionamiento es requerido si la distribución granulométrica o el contenido de arcilla es insatisfactorio. En algunos casos se añade a la arcilla cascara de arroz que sirve como combustible, para obtener ladrillos más livianos y más uniformemente cocidos.

Es necesario un mezclado completo y una correcta cantidad de agua. Ya que el mezclado manual (tradicionalmente pisoteando con pies descalzos) es laborioso y a menudo insatisfactorio, se prefieren mezcladores accionados con motor. El esfuerzo para el mezclado puede reducirse enormemente permitiendo que el agua se filtre a través de la estructura de arcilla por algunos das o incluso meses. Este proceso, conocido como temperamento, permite que se realicen cambios químicos y físicos, mejorando las características para su moldeado. La arcilla debe mantenerse cubierta para evitar un secado prematuro.

Moldeado

El moldeado se realiza a mano o con métodos mecanizados.
Los métodos de moldeado manual emplean simples moldes de madera: La arcilla se amasa formando una bola, se tira en el molde y se corta el sobrante.

Las tejas para techo se hacen con moldes de formas especiales pero casi de la misma manera que los ladrillos. La principal diferencia es que se necesitan otras características del material, en relación a la uniformidad, granulometría y contenido de arcilla.

Secado

El secado debe ser relativamente lento, esto es, la velocidad a la cual la humedad se evapora de la superficie no debe ser más rápida que la velocidad a la cual se puede expandir por los finos poros del ladrillo crudo Los ladrillos deberán estar rodeados por aire, por lo que deben ser apilados con suficientes espacios vacos
entre s.

El secado natural se hace a la intemperie bajo el sol, pero es aconsejable un recubrimiento protector (láminas plásticas, hojas o hierba) para evitar un secado rápido. Si es probable que llueva, el secado debe realizarse bajo techo. Aunque tradicionalmente, los ladrillos solo se hacen en la estación seca.

El secado artificial (empleado en las grandes plantas mecanizadas) se realiza en cámaras especiales que hacen uso del calor recuperado de los hornos o zonas de enfriamiento.

La contracción debido al secado es inevitable y no causa serios problemas si es menor de 7% de contracción lineal. No se debe exceder de una contracción lineal de 10%. Si es necesario, debe reducirse la proporción de arcilla añadiendo arena o chomota (desechos de ladrillos pulverizados).

Cocción

Hay dos tipos de hornos para cocer ladrillos: horno intermitente y continuo.

Los hornos intermitentes incluyen mordazas y hornos Scove (hornos de campo tradicionales), hornos de tiro de aire superior y los de tiro de aire inferior. La eficiencia del combustible es muy baja, pero se adaptan a las cambiantes demandas del mercado. Varían en tamaño desde 10,000 a 100,000 ladrillos.

Los hornos continuos incluyen varias versiones del horno Hoffman (particularmente el horno de trinchera de Bull) y el horno de tiro de aire forzado. Son muy eficientes en el consumo del combustible. Los hornos tonel, en los cuales los ladrillos pasan a través de un fuego estacionario, son demasiados sofisticados y costosos para ser considerados aquí.











CEMENTANTES


Los cementantes son aquellos productos que, mezclados con agua y con otros elementos que le dan personalidad al material resultante, experimentan una reacción química que los endurece, y son por tanto el alma de toda obra civil.

Los cementantes se agrupan en tres tipos: los grises, también llamados Portland; los blancos, más usados en arquitectura y acabados y los morteros, cuyo uso más importante es el pegado de blocks y los acabados de obra gris.

Calidad normada

Los cementos se conocerán por:

a. Los componentes básicos que definen el tipo de cemento.

b. La resistencia mecánica a la compresión, que establece los valores mínimos y máximos y tiempo de fraguado en las clases 30 y 40.

c. Las características especiales de durabilidad ante agentes agresivos como sulfatos y cloruros y/o pigmentación blanca.

Tipos de cemento


a. Cementos de resistencia 30 R.

b. Cementos especiales, para obras que por su ubicación requieran o exijan mayor protección contra agentes agresivos, se pueden adquirir características especiales de:

• RS (resistencia a los sufatos)

• BRA (baja reactividad de álcali agregado)

• BCH (bajo calor de hidratación)

• B (blanco)

• IMPERCEM(baja absorción de agua)

Categorías

• Cemento gris

• Cemento blanco

• Mortero


Cemento Gris

Los cementos grises tienen un color muy peculiar gracias al cual también se les conoce como cementos Portland. El nombre nació en 1824, cuando el inglés Joseph Aspdin logró desarrollar una excelente cal hidráulica para construcción a la que llamó cemento Portland porque el gris era muy parecido al de las piedras halladas en la localidad de ese nombre, en Inglaterra.

El cemento gris (igual que los otros cementantes: el cemento blanco y el mortero) forma parte de la familia de los llamados cementos hidráulicos, así conocidos porque fraguan y se endurecen una vez combinados con agua, o incluso estando debajo de ella.

El cemento Portland tiene dos usos principales: la elaboración de mortero (para acabados de mampostería, los llamados afines) y la elaboración de concreto armado, que es la base de prácticamente todo tipo de construcciones.

Cemento Portland Puzolánico


Ideal para la construcción de zapatas, pisos, columnas, castillos, dalas, muros, losas, pavimentos, guarniciones, banquetas, muebles municipales (bancas, mesas, fuentes, escaleras), etc.

Especialmente diseñado para la construcción sobre suelos salinos. Es el mejor para obras expuestas a ambientes químicamente agresivos.

Alta durabilidad en prefabricados para alcantarillados como: brocales para pozos de visita, coladeras pluviales, registros y tubería para drenaje.

Tabla de resistencias

Tiempo Mínimo Máximo
3 días 204 kg/cm2 --
28 días 306 kg/cm2 306 kg/cm2

Cemento Portland Compuesto.

Presenta excelente durabilidad en prefabricados para alcantarillados y a los concretos les proporciona una mayor resistencia química y menor desprendimiento de calor.

Este cemento es compatible con todos los materiales de construcción convencionales como arenas, gravas, piedras, cantera, mármol, etc.; siempre que se usen con los cuidados y dosificaciones que recomienden sus fabricantes.

Cemento Portland Compuesto Impermeable

El Cemento Impermeable con Tecnología Impercem (baja absorción de agua).
En aplicaciones de concreto o mortero cumple con una absorción de agua menor a 70 gr. /100 cm2 a las 24 horas de acuerdo al método de prueba ASTM C-1403.

Cemento Portland Ordinario

El Cemento Portland Ordinario es excelente para construcciones en general, zapatas, columnas, trabes, castillos, dalas, muros, losas, pisos, pavimentos, guarniciones, banquetas, muebles municipales (bancas, mesas, fuentes, escaleras), etc. Ideal en la elaboración de productos prefabricados (tabicones, adoquines, bloques, postes de luz, lavaderos, balaustradas, piletas, etc.). Este cemento es compatible con todos los materiales convencionales tales como arenas, gravas, piedras, cantera, mármol, etc., así como con los pigmentos (preferentemente los que resisten la acción solar) y aditivos, siempre que se usen con los cuidados y dosificaciones que recomienden sus fabricantes.

Cemento blanco.

El cemento blanco es una variedad de cemento que se fabrica a partir de materias primas cuidadosamente seleccionadas de modo que prácticamente no contengan hierro u otros materiales que le den color. Sus ingredientes básicos son la piedra caliza, base de todos los cementos, el caolín (una arcilla blanca que contiene mucha alúmina) y yeso.

El cemento Portland blanco se usa en obras de arquitectura que requieren mucha brillantez, o para realizar acabados artísticos de gran lucimiento; también sirven para vaciar esculturas que requieren de una buena dosis de blancura.

Aunque algunos piensan que los cementos blancos son más frágiles que los grises, en realidad tienen las mismas capacidades mecánicas y una elevada resistencia a la compresión.

El cemento blanco ofrece gran rendimiento en la producción de mosaicos, terrazas, balaustrados, lavaderos, tirolés, pegazulejos, y junteadores. En fachadas y recubrimiento de muros, ahorras gastos de repintado.

Este producto puede pigmentarse con facilidad; para obtener el color deseado se puede mezclar con los materiales de construcción convencionales, siempre y cuando estén libres de impurezas.

Tabla de resistencias

Tiempo Mínimo Máximo

3 días 204 kg/cm2 --

28 días 306 kg/cm2 510kg/cm2

Mortero.

El mortero, también llamado cemento de albañilería, es un cemento Portland mezclado con materiales inertes finamente molidos. En otras palabras, es cemento con arena y agua; y lo que lo distingue del concreto armado es la ausencia de agregados gruesos (las gravas).

El cemento de albañilería o mortero se utiiza para propósitos múltiples, incluyendo bloques de concreto, plantillas, superficies carreteras, acabados, zarpeados y para recubrir el ladrillo rojo horneado. Este tipo de cemento no debe usarse en concreto estructural.

El mortero es un producto diseñado para trabajos de albañilería; cumple ampliamente con todas las especificaciones de calidad establecidas en la norma mexicana NMX-C-21-1981.

El cemento para albañilería está diseñado para trabajos en donde no se requieren elevadas resistencias a la compresión sino tan solo a propiedades ligantes y/o aglutinantes, por ejemplo, plantillas, cimentaciones de mampostería, pegado de bloques y ladrillos, aplanados, pisos y firmes.

Dosificación para aplanados y pegados

Mortero Arena amarilla Arena volcánica Arena de río
Saco de 50 kg 1-4* 6-7* 8*

nota:  Las dosis de arena son en botes de 19 litros.








 


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