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  • 1. Materiales
    Por:
    Sebastián Correa Atehortúa
    José Luis Serna Chaverra
  • 2. Introducción
    Las estructuras que vemos diariamente están compuestas de ciertos materiales, estos tienen unas propiedades y afectan a dichas estructuras, por esto es bueno conocerlas.
  • 3. 1- Metales ferrosos y acero. 2- Hierro y fundición. 3- Metales no ferrosos. 4- Algunos metales no ferrosos.
    Tabla de Contenido:
  • 4. Metales Ferrosos
  • 5. Los metales ferrosos son aquellos que, su principal componente es el hierro y, sus principales características son su gran resistencia a la tensión y dureza. Los metales ferrosos son:
    los aceros
    el hierro
    las fundiciones
  • 6. Son una aleación de hierro y carbono, en la que el carbono se encuentra presente en un porcentaje inferior al 2%. Para obtener acero, se toma como materia prima el arrabio, eliminando al máximo las impurezas de este, por medio del afino, y reduciendo el porcentaje del principal componente de la aleación que es el carbón. Además de arrabio, en el convertidor se añaden chatarras y fundentes, aparte de la lanza que inyecta oxígeno para el afino. Con el acero proveniente del convertidor, se realiza la colada, que puede ser convencional o continua y, después, se le da la forma. Propiedades de acero o Resistencia a comprensión y tracción. o Dureza o Resistencia al desgaste o Ductilidad Las propiedades del acero se pueden mejorar con la adición de elementos aleantes.
    ACERO
  • 7. Los metales ferrosos son los derivados de hierro. El hierro es muy abundante en la naturaleza (forma parte del núcleo de la corteza terrestre) y es el metal más utilizado. El hierro se encuentra en diferentes minerales: pirita, hematites, siderita... Estos minerales suelen estar formados por un compuesto llamado óxido, por lo tanto no es el único componente, sino que este se encuentra combinado con oxígeno y otras impurezas. Propiedades del hierro • Presenta un color blanco • Muy abundante en la tierra, pocas veces aparece en estado puro • Tiene una gran densidad • Es un material magnético • Cuando entra en contacto con el aire, se forma en su superficie una capa de óxido, razón por la cual no puede utilizarse sin protección superficial. • Tiene una conductividad eléctrica baja.
    Hierro
  • 8. La Fundación
    Se llama fundición a aquellas aleaciones de hierro y carbono, el porcentaje se encuentra entre el 2% y el 6%. Debido a sus propiedades, las fundiciones suelen utilizarse para la realización de bloques, bancadas de máquinas, herramientas, soportes, bloques de motores, cuerpos de bombas etc. Las fundiciones no son buenas conductoras de la electricidad y el calor. Propiedades • Buena resistencia a la comprensión • Baja resistencia a la tracción • Resistencia a las vibraciones • Fragilidad • Moldeabilidad en caliente • Resistencia al desgaste.
  • 9. Metales no ferrosos
  • 10. Los metales no ferrosos son los que su principal composición no es el hierro. Se dividen en tres grandes grupos: Ligeros: Aluminio y titanio. Ultraligeros: Berilio y magnesio. Pesados: Cobre, estaño, plomo y cinc.
  • 11. Tipos
    Aluminio
    Cobre
    Bronce
    Latones
    Magnesio
    Plomo
    Estaño
    Cinc
    Níquel
    Cromo
    Antimonio
    Magnesio
    Cobalto
    Molibdeno
  • 12. Características
    -Se pueden moldear y mecanizar fácilmente. -Poseen una resistencia mecánica elevada en relación a su peso. -Algunos tienen una gran conductividad térmica y eléctrica. -Presentan un buen acabado superficial, que en ocasiones los hace útiles como elementos decorativos.
  • 13. Termoplásticos
  • 14. Los termoplásticos son materiales que a temperatura ambiente son los conocidos plásticos, a altas temperaturas se derriten y sometidos a temperaturas muy bajas se vitrifican. Este material no es reciclable por lo que hay que darle un correcto manejo en el momento que se va a desechar, hay que tener en cuenta que sólo los que llevan la sigla PET impresa pueden reciclarse.
  • 15. Tipos
    Termoplásticos       Poli cloruro de vinilo: tiene buena resistencia eléctrica   y a la llama; se utiliza para ventanas, tuberías, cables, juguetes,   calzado, pavimento y recubrimientos y todo tipo de tubo termoplástico.   - Teflón: soporta grandes temperaturas   sin deformarse, además es antiadherente; se utiliza en enseres   de cocina, revestimientos de aviones y cohetes, revestimiento   de cables, mangueras y pinturas. - Nilón:   tiene buena resistencia a los aceites, grasas y solventes, pero   se ablanda a temperaturas no muy altas; se usa mucho en la ingeniería   mecánica para engranajes, rodamientos y asientos
  • 16. Termoestables
  • 17. Los polímeros termoestables, termofraguantes o termo rígidos son aquellos que solamente son blandos o "plásticos" al calentarlos por primera vez. Después de enfriados no pueden recuperarse para transformaciones posteriores. Esto se debe a su estructura molecular, de forma reticular tridimensional. En otras palabras, constituyen una red con enlaces transversales. La formación de estos enlaces es activada por el grado de calor, el tipo y cantidad de catalizadores y la proporción de formaldehido en el preparado de la base. Esta característica puede verse en los esquemas de las fórmulas químicas que aquí se exponen. Un elastómero es un polímetro que cuenta con la particularidad de ser muy elástico pudiendo incluso, recuperar su forma luego de ser deformado. Debido a estas características, los elastómeros, son el material básico de fabricación de otros materiales como la goma, ya sea natural o sintética, y para algunos productos adhesivos.
  • 18. Materiales De Construcción
  • 19. Mármoles y Piedras Calizas
    El carbonato de calcio abunda en la naturaleza presentándose con diferentes aspectos y grados de pureza:- Calcita y aragonita: son variedades puras, incoloras y de brillo vítreo. Sus cristales a veces observables a simple vista tienen formas poliédricas. - En los mármoles: duros y macizos, los cristales de calcita son de tamaño submicroscopico. De atractivas coloraciones adquieren intenso brillo cuando son pulidos.- Las piedras calizas: o piedras calcáreas, son semejantes a los mármoles pero el contenido de carbonato de calcio es acompañado por el carbonato de magnesio: en las calizas arcillosas o margas hay hasta un 40% de arcillas, que confieren un aspecto terroso. Otras impurezas son la arena y los óxidos de hierro.- El carbonato de calcio, asociado con fosfatos de calcio, integra huesos y dientes de mamíferos. También aparece en los corales, las conchas y los caparazones de machos invertebrados. Restos de animales marinos, acumulados durante siglos en el fondo de los mares originaron las conchillas, materiales calcáreos sueltos o fácilmente desmenuzable.
  • 20. Variedades De Mármol
    para escultura se seleccionan mármoles uniformemente blancos y de grano muy fino. los mármoles estatuarios son escasos y de elevado precio. los procedentes de carrara, Italia, han adquirido renombre internacional.hay mármoles coloreados, algunas veces con una sola tonalidad y otras, con vetas y manchas de distinto color. el mármol ónix, o simplemente ónix, es verdoso con figuras amarillas y rojas. aunque brillante, es blando y se raya con facilidad. se aconseja para interiores.los travertinos, casi siempre amarillentos, tienen menor densidad que la común debido a su porosidad. los cipolinos tienen intercaladas vetas de talco. como este es menos resistente a los agentes atmosféricos se disgregan separando hojas delgadas como cuando se pela una cebolla. las lumaquelas contienen muchas conchas fósiles, bien visibles. la circulación de agua con sales calcáreas por entre trozos aislados, también calcáreos, los cementó formando brechas y blócatelas. sus manchas de distinto color suelen ser muy atractivas.
  • 21. Cal Vivaes óxido de calcio. se obtiene por calcinación a 1000º c de la piedra caliza. los hornos pueden ser: intermitentes o continuos.
    Hornos Intermitentesson hornos de campaña, con paredes de ladrillos continuos. los trozos de piedra caliza, que se echan por la parte superior del horno, se acumulan de mayor a menor, dejando una cavidad para el combustible. se enciende el horno elevando la temperatura gradualmente, hasta que las piedras se presenten porosas, por los gases de combustión que circulan entre ellas y provocan su descomposición. se deja enfriar y se extrae la cal formada corriendo la reja metálica de la parte inferior. la operación dura 50 horas, mas o menos.Hornos Continuoslos hornos continuos protegen los ladrillos continuos con una chapa externa. equipos apropiados mueven mecánicamente la materia prima y la cal obtenida. los hornos continuos funcionan sin interrupción: a medida que se extrae la cal viva se agregan nuevas porciones de piedra caliza.
    Cales
  • 22. De acuerdo con el porcentaje de óxido de calcio las cales vivas de clasifican en dos variedades- Cales Grasas: son las mas blancas, fabricadas con piedras calizas de gran pureza, que en presencia de agua reaccionan con fuerte desprendimiento de calor.- Cales Magras: son más amarillentas, mas impuras porque poseen sustancias como arcilla, óxido de magnesio, etc., que en presencia de agua reaccionan con poco desprendimiento de calor.
    Variedades De Cal
  • 23. Cal Apagadase dice que se obtiene “cal apagada” cuando los albañiles vierten agua sobre la cal viva en las construcciones.el apagado es exotérmico: se desprende gran cantidad de calor que evapora parte del agua utilizada. simultáneamente la cal viva se desterrona y expande. es pastosa y como es cáustica, no debe tocarse con los dedos.el apagado de la cal viva se practica en un hoyo excavado en el terreno o dentro de una batea de madera. mientras el albañil añade agua, remueve constantemente la mezcla. después cubre con agua el producto obtenido y lo estaciona un mínimo de 48 horas.con cal apagada, arena y en ocasiones polvo de ladrillo se hace la mezcla, argamasa o mortero aéreo, para asentar ladrillos, fijar baldosas y azulejos y revocar paredes.
  • 24. Cal Hidratadala cal hidratada es hidróxido de calcio, pero la cal viva no es apagada a pie de obra, sino en condiciones cuidadosamente controladas. el óxido de calcio debe recibir una cantidad estrictamente necesaria de agua, obteniéndose un hidróxido como polvo seco, que se muele finamente. la cal hidratada se expende en bolsas de papel impermeable de 40 kilos. se utiliza como la cal apagada pero reporta ventajas:- transporte sencillo y almacenamiento en pilas.- buena conservación, por no estar expuesta al aire.- y aplicación inmediata, que no requiere estacionamiento previo bajo agua durante 48 hs.
  • 25. Cemento Portland
    Varios siglos antes de Cristo los romanos descubrieron la “puzzolana”, material volcánico que extraían de Puzzuoli, cerca de Nápoles, Italia. Mezclada con cal y arena endurecía cuando se amasaba con agua. La puzzolana experimenta un fraguado hidráulico porque su transformación es causada por la acción del agua. Muchas veces se intento imitar sin éxito hasta que, en 1824 el albañil inglés John Aspdin elaboró un polvo que, empastado con agua, adquiría dureza y coloración grisácea. Como se parecía a las piedras de Portland (Inglaterra), fue llamado Cemento Portland.
  • 26. Variedades y Usos De Los Cementos
    Con cemento portland se hace el cemento armado, hormigón o concreto, una asociación de cemento con arena y pedregullo. Los ingredientes se amasan con agua y vierten en un “encofrado” de madera en cuyo interior hay varillas de hierro. En columnas, vigas y losas para techo o para piso, se unen la resistencia a la compresión dada por el cemento y la resistencia a la tracción, derivada del metal. El hormigón se prepara en obra, si bien hay fabricas que lo venden a granel, listo para ser utilizado.El cemento portland para monumentos y detalles ornamentales no es apropiado debido a su color gris. Para tales usos se fabrica cemento blanco, con menor contenido de óxidos de hierro y dentro de hornos alimentados con gas natural, para que el clinquer no sea contaminado con cenizas. El agregado de pigmentos al cemento blanco lo colorea a voluntad.Los cementos de endurecimiento rápido , o supercementos, tienen un porcentaje más alto de silicato tricálcico. Los cementos aluminosos, o cementos fundidos, se elaboran con hornos eléctricos, a elevada temperatura. Contienen mayor porcentaje de óxido de aluminio que el portland. Endurecen con velocidad y no son afectados por el agua de mar, que disgrega al cemento común. Los cementos aluminosos se emplean en instalaciones portuarias.El fibrocemento es cemento portland mezclado con fibras de amianto. Es liviano y aislante del calor. Las chapas lisas de fibrocemento sirven para tabiques; las corrugadas, para techos de depósitos y galpones.
  • 27. Yeso
    el yeso crudo, yeso natural o piedra de yeso es un sólido blanco cuyo componente principal es el sulfato de calcio bihidratado.Variedad De Yeso- el yeso destinado a la construcción: revoques decorativos y paneles contiene cola de carpintero y almidón. el fraguado se retarda y el endurecimiento se completa en 2 horas.- el llamado “yeso medicinal” para molde de hueso y dentadura fragua en pocos segundos porque tiene sal común.- los estucos, marmolinas y porcelaninas se preparan mezclando yeso cocido con borax, alumbre, polvo de mármol y sustancias auxiliares.- las escayolas se obtienen calcinando yeso crudo a alta temperatura (1000º c). fraguan lentamente, son duras y resistentes.
  • 28. En general los vidrios están compuestos por varios silicatos metálicos, presentes en distintas proporciones.En las propiedades mas características del vidrio se encuentran:- Las propiedades ópticas:- Los vidrios comunes son incoloros, transparentes, pero se les comunica coloración sin pérdida de transparencia.- Los vidrios translúcidos son semitransparentes, objetos colocados detrás de ellos se aprecian borrosamente.- Los vidrios opacos no son transparentes.- Las propiedades mecánicas:- Los vidrios son duros pero frágiles, es decir, no son fácilmente rayados por una punta de acero pero no resisten al golpe.- Las propiedades térmicas:- Cuando se calienta un sólido a la temperatura de fusión pasa el estado líquido.- Resistencia a los reactivos químicos: los vidrios resisten a la acción de los reactivos químicos. Solamente les ataca el ácido fluorhídrico.
    Vidrios
  • 29. Diferentes Variedades De Vidrios- Los vidrios de color se obtienen con sustancias agregadas a las materias primas ordinarias.- Vidrios finos. Semicristales o vidrios potasio-calcitos: son brillantes y más transparentes, resisten bien la acción del agua. Su composición es el silicato de potasio. Por ejemplo: vidrios planos para exteriores, espejos y mueblería.- Cristales: son vidrios compuestos por silicato de potasio y de plomo. Las materias primas son arenas seleccionadas, carbonato de potasio y óxido de plomo. Su manufactura, es controlada preparando partidas de menos de 20 toneladas. Las mencionadas materias primas se colocan dentro de crisoles de material refractario, abiertos o cerrados, los que, a su vez, se ubican dentro del horno.- Vidrios borosilicatados, tipo pirex : sus materias primas son:- Arena- Bórax (tetraborato de sodio), que cuando descompone en caliente da trióxido de boro, un óxido que se comporta como el dióxido de silicio.- Aluminio (óxido de aluminio), que actúa como óxido básico.Se los comercializa como “vidrio pirex”, porque pirex fue al primera marca registrada en este rubro. Son indispensables en los laboratorios y en vajilla por su elevada temperatura de ablandamiento: aproximadamente 800º C, su insuperable resistencia les permite soportar enfriamientos bruscos sin ruptura.
  • 30. Los productos derivados de la alfarería fabricados en la prehistoria, se anticiparon al uso de los metales. Como las técnicas de elaboración se perfeccionaron paulatinamente a lo largo de los siglos, la excavación de artículos utilitarios y objetos artísticos permite una datación muy exacta. Los más antiguos tienen mas de 10.000 años. En la actualidad los productos cerámicos comprenden los fabricados con caolín y arcillas, desde lozas y porcelanas hasta tejas y ladrillos.
    Productos Cerámicos
  • 31. Tipos, Procedimientos Y TécnicasLa loza es una cerámica porosa cocida por lo general a la temperatura más baja del horno (900-1.200º C). En función de la clase de arcilla utilizada, al cocerse adquiere color amarillo, rojo, pardo o negro. Es preciso barnizarla para hacerla resistente al agua. Casi toda la cerámica pintada de la antigüedad y del medievo, tanto la de Oriente Próximo como la europea, es de tipo loza, como la mayoría de las vajillas de uso doméstico actuales. El gres, resistente al agua y mucho más duradero, se consigue cociendo la arcilla a una temperatura de 1.200-1.280º C. Adquiere así un color blanco, amarillo, gris o rojo y se barniza sólo por motivos estéticos. La cerámica cocida a unos 1.200º C a veces recibe el nombre de cerámica de media cocción; su tratamiento como loza o gres varía de una arcilla a otra.