Conocimiento y estudio de materiales (página 2)

Criterio de resistencia

–Tracción: Por ejemplo, tenemos una pieza
prismática de un material sometido en sus extremos a dos
fuerzas iguales y opuestas. La pieza está en equilibrio.
Suponemos una sección de la pieza y también que el
material no tiene cohesión, luego se romperá. Lo
que mantiene rígida a la pieza a pesar de tener dos
fuerzas opuestas, es la cohesión, que son fuerzas
intermoleculares. Estas fuerzas se oponen a las fuerzas de
tracción (dos fuerzas iguales y opuestas situadas en el
eje de la pieza). Si la fuerza crece y es mayor que las fuerzas
de cohesión se produce la ruptura del material, es el
valor máximo que es capaz de soportar el
material.

Si ahora quitamos una parte de la pieza, para que siga
en equilibrio habría que introducir unas fuerzas
equivalentes a la fuerza que teníamos antes al otro lado
de la pieza. Estas fuerzas son muy numerosas, si en este conjunto
de fuerzas consideramos un elemento que tenga una unidad de
área, la resultante de las fuerzas que actúan
dentro de ese elemento de área unidad son las fuerzas
de tensión a la que está sometida la pieza.
Cuando actúa la tracción aparecen unas fuerzas de
tensión, cuando la tracción es mayor que las
fuerzas de tensión se produce la ruptura; al valor
límite de la tensión a la cual se rompe la pieza es
la resistencia de tracción.

–Compresión: Tiene lugar cuando
actúan dos fuerzas iguales y opuestas a lo largo del eje
de simetría. Existe un valor límite de
tensión que es la resistencia a comprensión.
Los materiales pétreos tienen una mayor
comprensión y menor tracción. Los metales
son isorresistentes (igual compresión de
tracción). En el hormigón o en los materiales
pétreos a esfuerzos de comprensión la rotura viene
dada en forma de grietas que se producen paralelas al eje de
actuación de las fuerzas, también aparecen conjunto
de tracciones que son perpendiculares a las compresiones
principales. Otras veces el material rompe por grietas inclinadas
que corresponden al máximo esfuerzo cortante, grietas
inclinadas relacionadas al esfuerzo principal.

COMPRESION

-Corte: Es similar al anterior. A ambos lados de una
sección tenemos esfuerzos que actúan con sentido
contrario. La pieza está sometida a un esfuerzo de
cizallamiento.

Los materiales se mantienen unidos (partículas) a
través de las fuerzas de cohesión. Estas son
paralelas a la superficie. Si consideramos un elemento de
área unidad tenemos unas fuerzas interiores derivadas de
la cohesión, la resultante es la tensión cortante.
La resistencia a corte del material viene definida por la
máxima tensión tangencial t que puede
soportar el material.

-Flexión: En una sección del material se
introducen unos esfuerzos de tracción que alargan la fibra
del material y en otra sección de la pieza se introducen
unos esfuerzos de compresiones. En la parte de la tracción
se produce un alargamiento mientras que en la parte de la
compresión se produce un acortamiento. En la parte media
está la fibra neutra que ni se alarga ni se acorta.
En consecuencia, cuando supera la capacidad de cohesión se
produce la ruptura del material.

-Torsión: Se origina por efecto de
pares que actúan sobre los ejes de las secciones, de modo
que las secciones giren en sus planos.

-Dureza: Es la capacidad que tiene un material
para oponerse a ser deformado en su superficie por la
acción física de otro. Depende de las
características del material (átomos,
moléculas). La dureza es mayor cuando mayores son las
fuerzas de cohesión de los átomos.

-Dureza al rallado: Mide la resistencia a ser rallado
por otros, se mide respecto a unos patrones que forman la
escala.

-Dureza a penetración: Resistencia de un
material a ser penetrado en su superficie por la acción de
otro, depende del tipo y forma (cónica, cilíndrica,
etcétera).

-Dureza elástica: Comportamiento del
material a ser sometido a un impacto de otro material que choca
con él. Se mide por la acción de una barrena
fijada, midiendo el tiempo que tarda en hacer una huella
definida.

-Resistencia a abrasión: Resistencia que
presenta un material a ser desgastado por frotamiento con otro
material o por estar sometido a impactos de otros materiales.

Clasificación de los
materiales

Otra clasificación los separa en 5
grupos:

Metales: (Acero, hierro, aluminio,
magnesio, zinc, titanio, cobre y níquel) Generalmente
tienen como característica una buena conductividad
eléctrica y térmica, una resistencia relativamente
alta, una alta rigidez, ductilidad o conformabilidad y
resistencia al impacto. Son particularmente útiles en
aplicaciones estructurales o de carga, y se suelen usar
también aleaciones ya que permiten la acentuación
de algunas propiedades deseables o una combinación de
propiedades de ambos metales.

Los usos más frecuentes son para la
producción de cables, llaves, reticulados para
construcciones, etc.

Cerámicos:
(ladrillo, vidrio, porcelana, refractarios y
abrasivos)

Generalmente tienen baja conductividad eléctrica
y térmica y a menudo son usados como aislantes. Son
fuertes y duros, aunque muy frágiles y quebradizos. Las
nuevas técnicas han conseguido que los cerámicos
sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que puedan
ser utilizados en aplicaciones de carga, como los impulsores en
motores de turbina.

Polímeros:
(obtenidos mediante un proceso conocido como
polimerización)

Generalmente tiene muy baja conductividad
eléctrica y térmica, reducida resistencia y no son
adecuados para usarse a temperaturas elevadas. Los
polímeros termoplásticos, en los cuales las largas
cadenas moleculares no están conectadas de manera
rígida, tienen buena ductilidad y conformabilidad; Y los
polímeros termoestables son mas resistentes, aunque mas
frágiles.

Los polímeros suelen usarse en
diversas aplicaciones, incluyendo dispositivos
electrónicos.

Semiconductores:
(Silicio, germanio, y variadas moléculas como ser
GaAs)

Generalmente son muy frágiles, y resultan
esenciales para aplicaciones electrónicas, de computadoras
y de comunicación.

La información hoy en día se
transmite por luz a través de sistemas de fibras
ópticas: los semiconductores, que convierten las
señales eléctricas en luz y viceversa son
componentes primordiales.

Materiales compuestos:
(se forman a partir de uno o más materiales,
produciendo propiedades que no se encuentran en ninguno de los
materiales de manera individual)

(concreto, madera contrachapada y la fibra de
vidrio)

Se pueden producir materiales ligeros, fuertes y
dúctiles y a la vez resistentes al impacto que de otra
manera no soportarían.

Estructura de los materiales

La estructura de un material se puede considerar en
diferentes niveles: Estructura atómica (Disposición
sub-atómica); Estructura cristalina (Disposición y
arreglo de los átomos), esta ultima, es llamada cristalina
básicamente porque los metales, semiconductores, muchos
cerámicos y algunos polímeros tienen una
organización de átomos muy regular; Otros
materiales cerámicos y muchos polímeros no tienen
una organización atómica ordenada, pues son
llamados "Amorfos o vítreos"; Finalmente en la mayor parte
de los metales, la organización atómica es en forma
de estructura granular.

Construcción

construcción es toda obra realizada
por el hombre ya sea de ingeniería o arquitectura y que
debe cumplir con una serie de premisas:

1. 1. Aislar un determinado volumen del exterior, es
      decir de los agentes exteriores, como ser lluvia, viento,
      etc. Dando lugar a elementos estructurales como muros de
      cierre y cubiertas.
   2. Sostener cargas fijas o móviles, dando
      lugar en este caso elementos estructurales como ser
      tableros de puentes o entrepisos.
   3. Contener empujes horizontales ya sea de fluidos o
      de tierras, que es el caso de presas, muros de
      sostenimiento, paredes de depósitos,
      etc.
2. Finalidad funcional primaria:
   1. Mantener la cohesión del o de los
      materiales que la conforman a lo largo del
      tiempo.
3. Criterio de resistencia:
   1. La construcción debe mantenerse estable e
      inmóvil a lo largo del tiempo.
4. Criterio de estabilidad:
   1. La construcción debe mantener sus
      características esenciales a lo largo del
      tiempo.
5. Criterio de deformación:
   1. La obra debe cumplir condiciones mínimas
      de seguridad, utilizando los materiales adecuados en forma
      racional.
6. Criterio de seguridad y economía:
   1. Debe complementarse con los criterios citados
      anteriormente.
7. Criterio de estética:

Materiales de construcción en
general

Elementos que se utilizan para la construcción.
La materia está constituida por moléculas y
éstas a su vez por átomos. Estos elementos se unen
mediante enlaces fuertes (enlaces iónicos, covalentes,
metálicos, etcétera) y débiles (fuerzas de
Van der Vals y puentes de hidrógeno). La materia puede
estar en estado sólido, líquido y gaseoso; en
estado sólido hay rigidez en la posición de las
partículas mientras que los fluidos permiten
desplazamientos entre sus elementos. El estado de la materia
influye en las propiedades de los materiales (densidad,
cohesión, etcétera). En función de la
posición de las moléculas pueden estar en estado
cristalino, forma regular, o en estado amorfo, posición
aleatoria de las partículas.

En los materiales cristalinos nos encontramos con planos
de distinto comportamiento, mientras que los materiales amorfos
al tener una posición aleatoria hace que su
disposición en el espacio sea homogénea; la mayor
parte de los materiales de construcción son
amorfos.

Un material es apto para la construcción cuando
esta en equilibrio y cuando mediante una acción exterior
va a responder de una forma determinada.

Sus propiedades serían aconsejables para su
utilización en obra; por ejemplo, un material deformado
que no se puede utilizar como elemento de entrepiso.

Ensayos de materiales

El laboratorio de ensayo de materiales esta
presente en el principio y fin de todos los proyectos, determina
las propiedades mecánicas de los materiales mediante el
empleo de equipos de gran sensibilidad y precisión,
considerando las muchas causas que pueden modificarlas, para que
el proyectista fije las tensiones de trabajo o bien el alcance de
la deformación máxima del mecanismo o
estructura.

Los ensayos se clasifican en dos grandes
grupos:

1. Se denomina ensayo no destructivo a cualquier tipo
   de prueba practicada a un material que no altere de forma
   permanente sus propiedades físicas, químicas,
   mecánicas o dimensionales. Los ensayos no destructivos
   implican un daño imperceptible o nulo. Los diferentes
   métodos de ensayos no destructivos se basan en la
   aplicación de fenómenos físicos
   tales como ondas
   electromagnéticas,
   acústicas,
   elásticas, emisión de partículas
   subatómicas, capilaridad, absorción y
   cualquier tipo de prueba que no implique un daño
   considerable a la muestra examinada.

   En general los ensayos no destructivos proveen datos
   menos exactos acerca del estado de la variable a medir que
   los ensayos
   destructivos. Sin embargo, suelen ser
   más baratos para el propietario de la pieza a
   examinar, ya que no implican la destrucción de la
   misma. En ocasiones los ensayos no destructivos buscan
   únicamente verificar la homogeneidad y continuidad del
   material analizado, por lo que se complementan con los datos
   provenientes de los ensayos destructivos.

   La amplia aplicación de los métodos de
   ensayos no destructivos en materiales se encuentra resumida
   en los tres grupos siguientes:

   Defectología:
   Permite la detección de discontinuidades,
   evaluación de la corrosión y deterioro por
   agentes ambientales; determinación de HYPERLINK
   "http://es.wikipedia.org/wiki/Tensión_mecánica"
   tensiones;
   detección de fugas.

   Caracterización:
   Evaluación de las características
   químicas, estructurales, mecánicas y
   tecnológicas de los materiales; propiedades
   físicas (elásticas, eléctricas y
   electromagnéticas); transferencias de calor y trazado
   de isotermas.

   Metrología:
   Control de espesores; medidas de espesores por un solo
   lado, medidas de espesores de recubrimiento; niveles de
   llenado.

2. ENSAYOS NO DESTRUCTIVOS:
3. ENSAYOS DESTRUCTIVOS:

Ensayos estáticos: consiste en la
aplicación lenta y progresiva de las cargas, desde un
valor nulo hasta un valor máximo, generalmente son ensayos
destructivos y pueden ser:

1. TRACCIÓN: metales, morteros, plásticos
   y maderas.
2. COMPRESIÓN: hormigones, maderas, metales,
   plásticos, tierras.
3. FLEXION: hormigones, maderas, metales y
   plásticos.
4. TORSIÓN: metales.
5. CORTE: maderas, metales, tierras.

Ensayos dinámicos de choque: Consiste en la
aplicación de cargas dinámicas de impacto, siendo
ensayos de tipo destructivos, utilizándose probetas con
entalladuras, para obtener los máximos efectos
fragilizantes.

1. FLEXION: maderas y metales
2. TRACCIÓN: metales.
3. TORSIÓN: metales.

Ensayos de duración: Se aplican cargas
estáticas o dinámicas durante días, semanas
o meses.

1. CARGAS ESTATICAS: (deformación en el tiempo
   "creep" ): se aplican a altas temperaturas se aplica a los
   metales.
2. CARGAS DINAMICAS: Aplicación de tensiones
   cíclicas y variables ( fatiga ).

Cargas

En base a la velocidad de aplicación de las
cargas, estas pueden clasificarse en estáticas y
dinámicas, y a las ultimas subdividirlas en cargas de
choque y repetidas.

Las estáticas son aquellas que actúan
sobre un cuerpo en forma constante y estable o bien, desde el
punto de vista de los ensayos corrientes, las que se aplican muy
lenta y progresivamente.

Las dinámicas se obtienen cuando actúan
fuerzas en movimiento, las que pueden manifestarse en forma
instantánea o de impacto (cargas de choque) o producir
esfuerzos variables entre dos limites (proceso realizado en forma
sistemática y repetitiva).

Esfuerzo

La constitución de la materia en los
sólidos presupone un estado de equilibrio entre las
fuerzas de atracción y repulsión de sus elementos
constituyentes (propiedad denominada cohesión), lo cual
proporciona un estado de equilibrio permanente, lo cual permite
la conservación de forma y dimensión.

Al actuar fuerzas exteriores, se rompe el
equilibrio interno y se modifican la atracción y la
repulsión, aumentando una con respecto de la otra
según la carga aplicada tienda a alejar o acercar a los
átomos, generándose por lo tanto una fuerza interna
que tendrá q generar una nueva cohesión; si esto no
ocurre, el material se rompe.

Como consecuencia, la variación en el equilibrio
interno es la fuerza exterior que tiende a oponerse al efecto
aplicado. Entonces el equilibrio deberá ser mantenido por
las fuerzas interiores, en cuyo caso comprobamos el esfuerzo
producido por el cuerpo, el que puede medirse sabiendo las
fuerzas interiores.

Tensión

Los valores de los esfuerzos producidos en
el material no dan una medida de la resistencia o capacidad para
soportar las cargas que le pueden ser aplicadas, por ser
función de sus dimensiones. Se impone por lo tanto, que la
valoración se efectúe refiriendo el esfuerzo a la
unidad de sección, obteniéndose el esfuerzo
unitario o tensión, que puede definirse como la
resistencia interna de la unidad de arca de una carga o fuerza
exterior.

La tensión puede ser también
normal o tangencial según la fuerza externa que la
origine.

Tensión = Esfuerzo =
σ = Newton

Sección metro2

Deformación

Como resultado inmediato a la
aplicación de una carga o generación de un esfuerzo
en un material, surge una deformación que puede resultar
elástica o plástica; será elástica
cuando el material recupera sus dimensiones originales al cesar
la carga que la provoca y plástica en caso
contrario.

La capacidad de un material a deformarse
elásticamente se denomina elasticidad y la
finalización del periodo elástico permite
determinar la carga al límite elástico. En
experiencias de laboratorio se comprobó que la gran
mayoría de los materiales empleados en ingeniería
presentan la particularidad de que el límite
elástico coincide con el límite en el cual las
cargas son proporcionales a las deformaciones que se
originan.

El límite elástico se alcanza
generalmente para muy pequeñas deformaciones, por lo cual
su determinación exige el empleo de maquinaria muy
sensible.

Criterio de
deformación:

-Deformabilidad: Capacidad de los
materiales a cambiar de forma, antes de la ruptura, frente a los
agentes externos.

-Deformación: Alargamiento o acortamiento
unitario de un material por los agentes que actúan sobre
él, es adimensional. Podemos establecer una
relación entre los esfuerzos a los que está
sometido el material y las deformaciones (curva
tensión-deformación). Para dimensionar un
material tendremos que saber las tensiones internas y para eso
necesitamos la historia de sus deformaciones ( sobre todo en
materiales no metálicos).

-Elasticidad: Estudia los materiales como entes que
cumplen la ley de Hooke.

-Reología: Estudio de las deformaciones
anteriores del material. Relaciona la tensión con la
deformación y con los tiempos de la deformación
(velocidades); en función de la deformación se
suele dividir en sólidos y líquidos. Cuando un
material se deforma se genera una energía potencial que se
va disipando poco a poco (relajación).

-Tiempo de relajación: Es el tiempo que
transcurre desde que un material alcanza una tensión
interior inicial hasta que alcanza el valor de esa tensión
dividida por el número e. Un líquido perfecto tiene
como tiempo de relajación 0, mientras que un sólido
perfecto tiene como tiempo de relajación infinito. La
deformación se ha estudiado por Newton. Los materiales de
construcción se pueden agrupar en elásticos,
viscosos y plásticos.

-Rotura estructural: Es la respuesta del material a una
determinada acción externa, donde la deformación es
tal que ya no cumple con los fines para los cuales fue
proyectado.

-Rotura física: Es la pérdida de
cohesión del material, como respuesta ante la
máxima carga que puede soportar.

-Cuerpos elásticos: Cuando la acción de
agentes exteriores que provocan deformación cesa
también cesa la deformación y vuelve al estado
primitivo.

-Cuerpos ideales elásticos: Pueden ser de dos
tipos dependiendo de si siguen la ley de Hooke (Hookeanos, no
Hookeanos). Los no Hookeanos utilizan el concepto de
módulo de elasticidad tangente o secante.

Ley de Hooke: Relación lineal entre la
tensión  y la deformación
.

 = E . 

Módulo de Poisson  (dentro de los
elásticos): Relación de la deformación
transversal t de una pieza con respecto a la
deformación longitudinal l

 = t /
l

-Cuerpos elásticos no ideales: La
recuperación de la deformación está en
función del tiempo.

-Cuerpos viscosos: Dentro de estos están todos
los líquidos o semilíquidos. Cuando sometemos un
fluido a una fuerza habrá una deformación que
absorberá sólo parte de la energía, la otra
parte se irá en calor. Cuanto más viscoso es el
cuerpo mayor es la energía disipada. La inversa de la
viscosidad es la fluidez. La unidad de viscosidad es el Poisse y
Centipoisse.La viscosidad varía mucho de unos materiales a
otros.

–Carácter de los fluidos Newtonianos: En
ellos la velocidad de deformación es proporcional a la
tensión cortante. Si el esfuerzo exterior es constante, la
deformación va a ser proporcional al tiempo
transcurrido.

-Cuerpos viscoanelásticos: Tienen una
relación como consecuencia del esfuerzo que no es
proporcional entre la tensión y la velocidad de
deformación (betunes asfálticos).

-Cuerpos viscoelásticos: Tienen una
deformación que permanece parcialmente (entre viscoso y
elástico).

-Cuerpos plásticos: Tienen un
comportamiento parecido a los viscosos. Su deformación
empieza a partir de unos valores determinados de los
esfuerzos.

-Cuerpos de Bingham: Se produce una
deformación permanente en el lugar a partir del cual el
material empieza a deformarse.

-Cuerpos plastoanelásticos: Son semejantes
a los viscoanelásticos. La deformación es
permanente, no hay una relación de
deformación.

-Cuerpos plastoelásticos: La
deformación es permanente en parte y otra parte se
recupera como en los cuerpos elásticos.

Propiedades relativas a la
deformación:

-Ductilidad: Capacidad de un material de sufrir
deformaciones por esfuerzos de tracción

-Fragilidad: Es la mayor o menor facilidad del material
a romperse sin haber sufrido casi deformación. Un cuerpo
frágil no se ha de confundir con un cuerpo débil.
Por ejemplo, los hormigones de gran resistencia son más
frágiles que otros (menos flexibles). En algunos casos se
usan materiales no frágiles, ya que éstos no nos
indican el problema, sino que se produce la ruptura. Si es
material flexible (no frágil) se verá una
flexión, luego nos va a indicar la ruptura.

-Tenacidad: Capacidad de un material para
absorber un trabajo como consecuencia de su deformación
antes de llegar a la ruptura. Al haber deformaciones
plásticas y elásticas, existen tenacidades
plásticas y elásticas.

Tenacidad total = Tenacidad plástica + Tenacidad
elástica

-Tenacidad elástica: Trabajo que es capaz
de absorber el material en el tramo elástico.

-Tenacidad plástica: Trabajo que es capaz
de absorber el material en el tramo plástico.

-Resiliencia: Es la energía absorbida
(energía del choque) antes de la ruptura cuando hablamos
de choque o impacto. Si la medimos en Kg/m y la dividiremos por
la sección de rotura en milímetros cuadrados es lo
que llamamos resiliencia. Los materiales frágiles
serán poco tenaces al tener poca
deformación.

-Esfuerzos de fatiga (esfuerzos repetidos):
Cuando un material está bajo un esfuerzo repetitivo el
material rompe bajo ese esfuerzo aunque este disminuya frente a
la fatiga. Se estudia frente a los esfuerzos que pueden ser los
siguientes.

-Esfuerzos alternativos: Oscilan entre dos
valores de la misma magnitud y distinto signo.

ALTERNATIVOS INTERMITENTES PULSATORIOS

Fatiga

En muchos casos los materiales se someten a
repetidas aplicaciones de carga. Aunque cada suceso de carga es
insuficiente para causar una deformación permanente, y
menos la fractura, la aplicación repetida del esfuerzo
puede provocar la falla por fatiga. La fatiga es el resultado del
daño acumulado, causado por esfuerzos mucho menores que la
resistencia a la tensión. La falla por fatiga comienza con
la generación de grietas pequeñas, invisibles a
simple vista, las cuales se propagan luego por la
repetición de cargas, hasta que ocurre la
fractura.

Probetas

Son piezas de pequeño tamaño,
representativas de la calidad de un material de
construcción. Su forma, dimensiones, fabricación y
conservación están generalmente normalizadas, y se
utilizan para ensayar dicho material.

Se las pueden clasificar en dos
grupos:

• Probetas industriales, son las que se emplean para
  verificación.
• Probetas normalizadas, son las empleadas para
  determinar las propiedades mecánicas del
  material.

Normas que rigen el ensayo de los
materiales

Unidad 2

Rocas

De acuerdo a su génesis, las rocas se clasifican
en:

• Ígneas: originadas pro procesos naturales de
  enfriamiento de la tierra.
• Sedimentarias: originadas por acciones
  físicas, químicas y mecánicas en las rocas
  ígneas.
• Metamórficas: originadas por acción de
  la presión natural alta o temperaturas elevadas actuando
  en rocas ígneas o sedimentarias.

En el siguiente cuadro, se indica la
clasificación de las rocas según su origen y el
nombre de alguna de ellas.

Aplicaciones de las rocas

En el campo industrial, las rocas poseen aplicaciones en
obras de ingeniería y arquitectura y constituyen la base
para materiales como ser cal, yeso, cementos, ladrillos,
cerámicos, vidrios, etc.

En el siguiente mapa conceptual se puede observar las
distintas aplicaciones de las rocas en la construcción y
en la industria de la construcción.

Ensayos de las rocas

En la siguiente tabla se indican los
ensayos de laboratorio mas usuales aplicados a los distintos
tipos de obras.

Propiedades de las rocas

A titulo orientativo en la tabla siguiente se indican
los valores correspondientes a las propiedades físicas y
mecánicas por lo que se recomienda el asesoramiento de un
especialista en mecánica de rocas para casos que sean muy
específicos.

Agregados

Son fragmentos de rocas de distintos
tamaños que provienen de yacimientos naturales o de
fuentes industriales.

Se clasifican en arenas, gravas y piedras.
Las arenas son aquellos agregados que pasan el tamiz de abertura
cuadrada de 3 / 8 ", a su vez estas se clasifican en gruesas,
medianas y finas de acuerdo al valor de un coeficiente llamado
Modulo de Finura MF, mientras que las gravas son
aquellas que pasan el tamiz de abertura cuadrada de 1 1/2
".

Las piedras son de mayor tamaño que las gravas.
Los agregados son materiales granulares inertes que se utilizan
en la fabricación de morteros y hormigones.

Las arenas mas utilizadas en la
construcción son las del tipo calcáreas y
silíceas.

Origen

Igual que las rocas; hacemos una
particularización en las rocas sedimentarias

La forma ideal de los agregados es la
poliédrica o esférica no recomendable la forma
alargada.

Propiedades de los agregados:
Composición mineralogiíta, resistencia estructural,
forma, tamaño, textura superficial y un tamaño
variable entre 75  ( 0,0074 mm ) y 6 " ( 125 mm
).

Análisis
granulométrico

Consiste en hacer pasar por una serie de tamices
normalizados de abertura cuadrada (Tyler) y se pesa lo retenido
en cada tamiz para graficar en sistema semilogaritmico de ejes
ortogonales, donde en ordenadas se indica el porcentaje retenido
y en abscisas el diámetro de la abertura del
tamiz.

Las normas que rigen el análisis
granulométrico son las IRAM o las ASTM.

Modulo de finura ( MF ):

Es el coeficiente que se obtiene de dividir por 100 la
sumatoria de los pesos retenidos y acumulados, es decir 
(% Ret. Y acum.)/100.

Si el MF es < 2 tenemos arena fina ; 2 < = MF <
= 6 arena mediana; MF > 2,6 arena gruesa.

En el caso del agregado grueso el MF se obtiene como la
suma de los retenidos y acumulados y agregarle 500 o 600
según pase o no material por el Tamiz N° 4. para estos
agregados, el valor del MF es mayor que 6.

Ensayos de
laboratorio

¤ Análisis
granulométrico

Su finalidad es obtener la distribución por
tamaño de las partículas presentes

en una muestra de suelo. Así es posible
también su clasificación. El ensayo es importante,
ya que gran parte de los criterios de aceptación de suelos
para ser utilizados en bases o sub –

bases de carreteras, presas de tierra o diques,
drenajes, etc., depende de este análisis.

Para obtener la distribución de tamaños,
se emplean tamices normalizados y

numerados, dispuestos en orden decreciente.

Para suelos con tamaño de partículas mayor
a 0,074 mm(74micrones) se utiliza el método de
análisis mecánico, mediante tamices de abertura y
numeración indicado en la tabla. Para suelos de
tamaño inferior, se utiliza el método del
hidrómetro, basado en la ley de Strokes.

¤ Determinación de la humedad de un
agregado

En los agregados existen poros, los cuales
encuentran en la intemperie y pueden estar llenos con agua, estos
poseen un grado de humedad, el cual es de gran importancia ya que
con él podríamos saber si nos aporta agua a la
mezcla.

Los agregados pueden tener algún grado de humedad
lo cual está directamente relacionado con la porosidad de
las partículas. La porosidad depende a su vez del
tamaño de los poros, su permeabilidad y la cantidad o
volumen total de poros.

Las partículas de agregado pueden pasar por
cuatro estados, los cuales se describen a
continuación:

• Totalmente seco. Se logra mediante un secado al horno
  a 110°C hasta que los agregados tengan un peso constante.
  (generalmente 24 horas).

• Parcialmente seco. Se logra mediante
  exposición al aire libre.

• Saturado y Superficialmente seco. (SSS). En un estado
  límite en el que los agregados tienen todos sus poros
  llenos de agua pero superficialmente se encuentran secos. Este
  estado sólo se logra en el laboratorio.

• Totalmente Húmedo. Todos los agregados
  están llenos de agua y además existe agua libre
  superficial.

El contenido de humedad en los agregados se puede
calcular mediante la utilización de la siguiente
fórmula:

P= [ (W – D) / D] * 100

Donde:

P: es el contenido de humedad [%]

W: es la masa inicial de la muestra [g]

D es la masa de la muestra seca [g]

Primero se debe comenzar con la extracción y
preparación de la muestra. La muestra debe ser
representativa según el lugar de abastecimiento que se va
a ensayar y en el caso de agregados de masa normal, la masa de la
muestra no debe ser menor que la cantidad especificada en la
siguiente tabla:

Después de escogida la muestra se prosigue a
calcular su masa con aproximación de 0.1%, evitando la
pérdida de humedad y del mismo material; luego de haberlo
pesado se deposita la muestra en un recipiente para
después ser sometido a una temperatura de 110°C
±5°C en el horno y de ésta de manera extraer la
humedad.

Inmediatamente el material esté seco se saca del
horno y se deja enfriar (para no causar daños en la
balanza) para finalmente calcular su masa.

¤ Determinación del peso
específico

El peso específico es una propiedad
escalar que depende de la composición química y de
la estructura. La determinación del peso específico
se lleva a cabo por diversos métodos, todos los cuales se
basan en el principio de Arquímedes (balanza
hidrostática, picnómetro, etc.).

El peso específico de un mineral
aumenta con el número de masa de los elementos que la
constituyen y con la proximidad o el apretamiento en que
estén arreglados en la estructura cristalina.

La mayoría de los minerales que
forman rocas tienen un peso especifico de alrededor de 2,7 g/cm3,
aunque el peso especifico medio de los minerales metálicos
es aproximadamente de 5 g/cm3.

Los minerales pesados son los que tienen un peso
especifico más grande que 2,9 g/cm3, por ejemplo
circón, pirita, piroxeno, granate.

Defectos de las piedras

Son defectos de las piedras el ser
heladizas, tener grietas o pelos de
constitución, coqueras o
restos orgánicos.

El peligro de las piedras helizadas es
mayor en las porosas y cavernosas y mínimo en las de las
de superficie lisa y estructura compacta. Algunas tienen los
llamados pelos de
constitución
producidos por las filtraciones de las aguas que han
arrastrado algunas partes solubles de dichas rocas los peores son
los pelos producidos por la explosión de los
barrenos.

Las coqueras son cavidades vacías,
no perjudican la solidez. Los riñones o nódulos de
piedra dura dificultan la labra y saltan dejando coqueras en su
lugar. Los restos orgánicos carecen de adherencia, siendo
un terreno fértil para el
desarrollo de los
parásitos.

Protección de piedras

Cuando la piedra ha de quedar a la vista,
es necesario protegerla de los agentes atmosféricos. Con
este fin se aplican
procedimientos
químicos como la silicatización,
fluosilicatización, y la fluoatación.

La silicación consiste en aplicar una
solución de una parte en peso de silicato potasio en 5 o 6
partes de agua.

La fluosilicatización consiste en la
aplicación de
soluciones
incoloras y transparentes de fluoruros metálicos con
ácido fluorhidrico. Con este método las piedras
calcáreas heledizas dejan de serlo.