Uso de las rocas en la ingeniería civil
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Uso de las rocas en la ingeniería civil Uso de las rocas en la ingeniería civil Presentation Transcript

  • USO DE LAS ROCAS EN LA INGENIERIA CIVIL Y DISEÑOINTEGRANTES:• PAREDES GUTIERREZ , JACK u1210751• CORDOVA MATEO, ALCIDES u1211463•CAMARGO MORALES, ROSA u1210568•DELA CRUZ ESPINOZA, KAROL u1211402•HUERTA MORENO, KEVIN u1212113•CARHUAMACA LAZO, ALVARO u1210872 1
  • INTRODUCCIONLa palabra piedra se usa en el lenguaje común, en cantería,arquitectura e ingeniería para hacer referencia a cualquiermaterial de origen natural caracterizado por una elevadaconsistencia.Los geólogos utilizan roca para referirse a estos materiales,aunque el concepto comprende otros más blandos.Como materia prima, las rocas se extraen generalmente decanteras, explotaciones mineras a cielo abierto. La cantería esuno de los oficios de más antigua tradición.. 2
  • Ambiente sedimentario Travertino de origen hidrotermal Caliza del páramo continental Desértico Continent Glaciar al Aluvial Fluvial Kárstico Lacustre Deltaico Playas Transició Estuarios n Isla Barrera – lagoon marino Plataforma Marino Talud Llanura abisal Arrecife Travertino de origen coralino continental marino 3
  • Algunas consideraciones sobre rocas sedimentarias de Castellón La “Piedra de Borriol” Autor/es: M. Ovejero, I. Queralt, C. de la FuenteEs uno de los materiales más utilizados y conocidos en la construcción de la provincia de Castellón que se han utilizadodesde el siglo XVII como material de construcción en numerosos edificios históricos. Aunque comercialmente está clasificadacomo un único tipo de roca, en el afloramiento del Abeller es posible diferenciar dos litologías diferentes o “variedades” querepresentan cambios verticales en la serie del afloramiento, a las que en este trabajo denominamos “Borriol Ocre” (amarillo)y “Borriol Roja”. Actualmente se encuentra en explotación"Piedra de Borriol" es una roca carbonatada dolomitizada caracterizada por la presencia de placas y púas de equinodermos,orbitolinas, bivalvos y algas calcáreas. Caliza fosilífera recristalizada de edad Aptiense inferior (Cretácico) “Borriol Roja” es una roca carbonatada dolomítica de color rojizo, poco porosa, compuesta por calcita y dolomitamayoritariamente, y como minerales accesorios: cuarzo, iIlita, goethita y hematites (óxido de hierro) (Fe2O3) (oligisto)“Borriol Ocre” con tonalidades amarillentas y de porosidad superior: Está compuesta mayoritariamente por calcita y sucontenido en dolomita es inferior que en “Borriol Roja”. Los minerales accesorios son cuarzo, illita y goethita (hidróxido dehierro) Fe2O3.n H2O (limonita). Presenta un comportamiento hídrico más desfavorable por lo que cabe esperar un mayordesarrollo de los procesos de deterioro favorecidos por la circulación de agua que en “Borriol Roja” “Serie Roja” “Serie Ocre” Cantera del Abeller 4
  • “Gris Pulpis”Es una caliza micrítica – microcristalina, del Jurásico Superior de la Cordillera Ibérica. Se extrae enla localidad de Santa Magdalena de Pulpis (Sierra de Irta)Es una caliza de tonos oscuros que presenta algunas vetas de carbonato cálcico recristalizado y no sereconocen fósiles u otros componentes esqueléticos.En algunas de ellas se puede observar la presencia de estilolitos (estructuras serpenteantes) (planos deinterpenetración, perpendiculares a la componente mayor de compresión) Cantera de Santa Magdalena de Pulpis Gris pulpis pulido con estilolitos y vetas de 5 calcita
  • "Crema Jaspe" Es una roca carbonatada caracterizada por estar formado por orbitolinas, miliólidos, fragmentos de corales y rudistas, donde los rudistas (Toucasia, Hippurites, Radiolites) constituyen los componentes más representativos. Presenta un color crema característico que le confiere su apreciado valor estético. "Piedra de Borriol“ y "Crema Jaspe“ " han presentado un proceso de dolomitización y dedolomitización que tiene notable influencia sobre la configuración de su sistema poroso y por ende, sobre su durabilidad. El proceso de dedolomitización ha generado la presencia de óxidos e hidróxidos de hierro, causante del apreciado valor estético de estas rocas. Rudistas: fueron moluscos bivalvos (pelecípodos con una valva muy desarrollada) marinos sésiles, los cuales tuvieron su más amplio desarrollo durante el Cretácico, en el ambiente de las plataformas carbonatadas del mar del Tethys. Orbitolinas Cantera de Xert actualmente inactiva Los Protozoos rizópodos son organismos unicelulares. El orden más importante es el de los Foraminíferos, seres marinos con esqueleto o caparazón calcáreo. Algunos foraminíferos son importantes formadores de rocas, y gracias a su abundancia es fácil encontrarlos; por ello son Toucasia buenos fósiles estratigráficos. Orbitolinas, miliólidos, Miliólidos fusulinas, nummulites. 6
  • Las AreniscasPertenecen al grupo de las Rocas sedimentarias detríticas•Arenisca silíceaDe color gris, blanco, rojo (Rodeno) dura y resistente a los agentes atmosféricos, pudiéndose emplear en toda clase deobras.•Arenisca calcárea (Calcarenitas)De color mantecoso o verde pálido, produce efervescencia con los ácidos; le atacan los agentes atmosféricos en lasciudades industriales, se calcina al fuego y no es muy resistente.•Arenisca ferruginosaContiene óxido de hierro que le tiñe de un color pardo-rojizo. Dura y muy estimada. Construcción Arenisca silícea Calcarenita Arenisca silícea ferruginosa “Rodeno” 7
  • Travertino es la denominación de una roca formada en zonas kársticas por depósitos del carbonato de calcio que va disuelto en el agua y que es utilizado ampliamente como piedra ornamental en construcción, tanto de exterior como de interior. En las zonas kársticas formadas por roca caliza, el agua disuelve la roca y se carga de carbonato de calcio, razón fundamental de la formación de simas y cuevas, pero dicho mineral se puede depositar posteriormente en distintas formaciones, entre ellas las conocidas estalactitas y estalagmitas. En determinadas condiciones, como en aguas termales o en cascadas, estos depósitos forman el travertino, una roca compuesta de calcita, aragonito y limonita, de capas paralelas con pequeñas cavidades, de color amarillo y blanco, traslúcida y de aspecto suave y agradable.Las aguas termales que están debajo de ese monte, provocan elderrame de carbonato de calcio, que se solidifica como “mármol” 8travertino. Turquía
  • Metamórfismo estáticoEn geología se entiende por mármol una roca metamórfica originada a partir de rocas calcáreasMármol1. Caliza metamorfizada , generalmente de grano grueso, equigranular de aspecto sacaroideo; blanco, rosado o cualquier otro color.2. Durante el metamorfismo se perdieron las estructuras interiores de la caliza. Completamente recristalizada.3. Es una roca monomineral, formada de calcita. A partir de 80% de CaCO3 se habla de un mármol4. No hay fósiles visibles.5. Todos los mármoles están recubiertos mediante una capa de poliéster transparente que crea una superficie no porosa para prevenir posibles manchas asociadas al uso. La capa de poliéster suele amarillear con el paso del tiempo6. En la industria de rocas ornamentales o en canteras regionales la gente hablan de un “mármol”, pero muchas veces se trata de una caliza afectada por un evento térmico.7. En los bordes de rotura la cristalinidad de los mármoles «auténticos» permite reconocerlos perfectamente. 9
  • Los componentes extraños alteran el color original de la roca, que es blanco de nieve, y lotransforman en mármol de varios colores, bandeado, flameado, jaspeado, manchado o veteado.Raras veces el mármol tiene color uniforme:1. El óxido de hierro lo colorea de rojo2. Finas partículas de sulfuro de hierro le dan color negro azulado3. Los hematites y el carbonato de hierro y de manganeso, así como el hidróxido de hierro, le confieren coloraciones de tonos amarillos y pardos;4. Los silicatos de hierro (como clorita, epidota, glauconita y olivino) le dan coloración verde.5. Las coloraciones grises, azuladas o negras pueden ser debidas al contenido en grafito o sustancias bituminosas.El límite entre los mármoles cristalinos y las calizas marmóreas es muy impreciso, y, para el noespecialista, imposible de limitar. A continuación, se exponen algunas características para distinguirlos mármoles metamórficos:a) Mármoles cristalinos: Grano cristalino grueso, como el azúcar En láminas delgadas son translúcidos Sin cavidades. Sin fósilesb) Calizas marmóreas: Grano cristalino fino No son translúcidas A veces con cavidades A menudo con fósiles 10
  • CuarcitaRoca metamórfica compuesta por granos de cuarzo, que proviene del metamorfismo deareniscas ricas en cuarzo. En algunos casos, las estructuras sedimentarias de lasareniscas (estratificaciones cruzadas,...) se conservan dando lugar a bandeadosA pesar de ser una roca metamórfica, a veces conserva restos de fósiles. Muchascrucianas (huellas fósiles de artrópodos marinos: trilobites) se conservan en cuarcitas. Cuarcita bandeada Esquisto con cruzianas Cuarcita cristalina 11
  • Metamórfico dinámico Aumenta la presión y temperatura con la Pizarra profundidad Esquisto Gneis 12
  • Ambiente Magmático y texturas Afanítica (no presentan cristales reconocibles a simple vista, considerando Vítrea: enfriamiento aparte algunos individuos demasiado rápido para aislados). Grano fino. formar cristales Volcánicas Fanerítica: su grano es Porfídica: presenta perceptible o visible acristales de gran tamaño simple vista. Granodispersos en el seno de grueso o granuda una pasta afanítica 13
  • ROCAS ÍGNEAS: CLARAS Y OSCURAS El granito es una roca plutónica constituida esencialmente por cuarzo, feldespato y mica. Los granitos habitualmente se dividen en tres grandes grupos, cada uno de los cuales además tiene distinto valor comercial: 60 60 • Granitos claros. Incluye granitos de colores grises, blancos y azulados, corresponden a composiciones graníticas o granodioríticas. • Granitos negros. Incluye granitos de colores oscuros y negros, corresponden 20 20 habitualmente a monzodioritas, cuarzodioritas, dioritas, gabros, basaltos, algunas fonolitas, etc.10 10 • Granitos de color especial. Con colores como rosa, rojo, crema, verde, azul, Monzosienita que corresponden por lo general, a facies dentro de un granito claro (sienita) Nefelínica CUARZO 60 60 Diorita Feldespato K Plagioclasas La granodioritaGranito es una roca de transición entre Normalmente asociadas a un granito y diorita aumento de los ferromagnesianos 14
  • ROCAS ORNAMENTALES SEDIMENTARIASROCAS ORNAMENTALES METAMÓRFICAS ROCAS ORNAMENTALES MAGMÁTICAS 15
  • Extracción y corte del bruto Corte: aserrado Obtención de tableros en bruto Tipo de acabado: Flameado 16
  • PULIDO1. Se consigue una superficie lisa, plana y brillante sin ningún tipo de raya o arañazo visible2. Con porosidad casi nula que proporciona a la piedra mayor resistencia al ataque de agentes externos, resistencia que se puede aumentar con diversos tratamientos de protección.3. Se aplica principalmente en mármoles y granitos, ya que son rocas muy compactas y con alto grado de cristalinidad4. El tono que se obtiene es más oscuro que el logrado con otros tratamientos superficiales5. El pulido se consigue mediante abrasión, pasando por diferentes granulometrías cada vez mas finas, que dan a la piedra ese aspecto de "brillante“6. En la actualidad se utiliza principalmente el abrasivo diamantado, que permite acortar tiempos y conseguir resultados espectaculares 17
  • APOMAZADO (mate)1. Proporciona un superficie similar a la del pulido pero sin brillo, utilizándose sucesivamente abrasivos (como el carburo de silicio) de grano progresivamente decreciente, no empleando los de grano más fino, la superficie queda lisa, pero completamente mate. Podríamos decir que el apomazado es el paso previo a la consecución del brillo2. Se suelen emplear en piedras que no admiten pulido por no llegar al grado de cristalización necesarios, caso de muchas calizas. ENVEJECIDOAlgunos se hacen mediante ácidos o productosquímicos, posteriormente seaplican pátinas que dan ese aspecto desgastado. 18
  • SERRADO1. Es casi siempre un paso obligado dentro de cualquier línea de producción2. El serrado deja una superficie lisa muy porosa y rugosa al tacto, la piedra queda mate, de tono blanquecino y normalmente está muy arañada con la huella de la herramienta utilizada para serrar. Estas herramientas suelen ser: hilo de acero, hilo diamantado o disco diamantado.3. Esta operación, de serrado de bloques para la obtención de las tablas, casi siempre es un paso previo a otras terminaciones superficiales 19
  • ABUJARDADO O LABRADO1. Es una antigua forma de tratamiento superficial de todos los materiales pétreos para revestimientos de exteriores y otros trabajos artesanales.2. Proporciona una superficie rugosa y homogénea, con pequeños cráteres uniformemente repartidos (1 - 3 mm de profundidad y anchura) y que aclaran el tono general de la roca.3. La superficie de la roca se golpea repetidamente con un martillo (bujarda) con una o dos cabezas de acero que contienen pequeños dientes piramidales.4. Existen varios tipos de bujardas, que dependiendo del número y tamaño de las puntas produce un abujardado fino o grueso. Hoy en día todavía se utiliza la bujarda manual.5. En la actualidad se utilizan máquinas automáticas, que utilizan martillos neumáticos (de 8 o de 25 dientes) y carros automáticos para labrar tablas o grandes superficies. 20
  • ARENADO1. Podríamos considerar el arenado, un "mini abujardado", ya que en términos generales, las características de los dos procesos son muy similares, variando el método empleado.2. El arenado consiste en golpear la superficie con arena de sílice o corindón, impulsada por aire a través de una boquilla que "dispara" la arena contra la piedra. En función de la presión que se aplique a la arena, la piedra presentará un punteado más o menos profundo, y siempre resaltando un poco el color de la piedra. APICONADO1. Se realiza sobre una superficie proveniente del corte de disco, corte natural o serrado, sobre la que se producen unas muescas o incisiones alargadas paralelas que se obtienen mediante el golpeo con una pica o puntero de acero sobre la superficie de la piedra2. Las muescas o incisiones alargadas proporcionan a la piedra rocosa un aspecto muy rústico, algo tosco3. La forma de las muescas es la de un triángulo isósceles de lados iguales muy largos siendo la incisión más profunda en el extremo del lado de menor desarrollo 21
  • FLAMEADO1. Proporciona un superficie rústica, rugosa con cierto relieve (apariencia de piedra labrada, algo craterizada) y de aspecto vitrificado2. El flameado consiste en un tratamiento térmico a alta temperatura de la superficie de rocas graníticas, aplicando sucesivas pasadas de una llama con 45º de inclinación, mediante mecheros, sencillos o múltiples, de oxiacetileno (es un gas, altamente inflamable) que consiguen unos 2.800 º C lo que provoca un choque térmico con la superficie de la piedra y el posterior desprendimiento de pequeñas lajas y esquirlas3. Este proceso no deja "quemaduras" en la piedra y se consigue un alto grado de protección contra agentes atmosféricos4. Se aplica a grandes superficies, no a bordes ni ángulos.5. Al paso de la llama sobre las superficies de las tablas serradas, se produce un shock térmico en los minerales, que decrepitan y se desprenden finas esquirlas y lajillas de los cristales Granito Caliza de Ulldecona 22
  • Minerales fundamentales de las rocas MOSCOVITA: BIOTITA: dureza: 2 CUARZO: dureza: 2,5 Sistema monoclínico dureza: 7 Sistema monoclínico Sistema trigonal Pleocroísmo fuerte Pleocroísmo débilExtinción ondulante (raras veces verde muy pálido) (gama de marrones) 23
  • FELDESPATOS POTÁSICOS PLAGIOCLASAS Feldespatos Ca – Na Frecuentemente blancas Sistema TriclínicoFeldepatos de K – Ortosas Microclina blanca y verde Dureza: 6 – 6.5 (Amazonita) Sistema monoclínico Dureza: 6 Albita Sistema triclínico Macla zonada albita yOrtosa (AlSi3O8 ) K Macla en enrejado microclina anortita Macla polisintética albita y (monoclínico) (AlSi3O8 ) K (triclínico) anortita (menos visible) 24
  • Presenta, visto con unOLIVINO: dureza polarizador, un borde oxidado 6.5 - 7 Nesosilicato.Sistema Rómbico Sección observada a microscopio, paralela a (100) Pleocroísmo nulo OlivinoPiroxeno: AUGITA Sección de la dureza 6.5 - 7 augita. Exfoliación Inosilicato. paralela al ejeSistema Monoclínico “c” 93º y 87º Augita Pleocroísmo verde pálido a verde oscuroAnfibol: HORNBLENDA dureza 5 - 6 124º Inosilicato. 56ºSistema Monoclínico Sección Hormblenda: exfoliación prismática paralela Hornblenda al eje “c” 56º y 124º Negro o verde Pleocroísmo oscuro amarillo verdoso o verde oliva 25
  • Minerales fundamentales de las rocas sedimentarias estudiadas Dolomita CaMg (CO3)2 Dureza : 3.7 Carbonato. Sistema trigonalCalcita CaCO3 Dureza:3Carbonato. Sistema Trigonal No tiene pleocroísmo No tiene pleocroísmo 26
  • USOS DE LAS ROCAS EN LA CONSTRUCCION CIVILPiedra de zanja y de cajónLas piedras de zanja, son piedras de formaangulosa o redondeada que se añaden alconcreto de los cimientos. Pueden medirhasta 25 cm de lado o de diámetro. Lapiedra de cajón, se adiciona al concreto delos sobrecimientos. (10 cm como máximo).Ambas deben estar limpias y sinimpurezas al ser utilizadas. 27
  • Piedra ChancadaEs el agregado grueso obtenido portrituración artificial de rocas o gravas cuyasdimensiones son de ½”, ¾”,1” 1 ¼” ,2”, 21/2” y 3”. Para seleccionarlas por tamaños,se usa el tamizado. Ésta piedra debe serde consistencia dura, es decir, no deberomperse fácilmente. No debe ser porosani tener arcilla, polvo o barro adherido a susuperficie. Se usa para preparar elconcreto. 28
  • La Arena Gruesa y Arena FinaLa arena gruesa debe estar libre de polvoo sales. Sus partículas pueden llegar hastaun tamaño máximo de 5 mm. La arena finapor su parte no debe contener tierra, polvo,mica, sales, ni presentar una aparienciamuy oscura. Por ningún motivo debeusarse arena de mar. Sus partículas debentener un tamaño máximo de 1 mm. Debecomprarse en canteras de garantía. 29
  • HormigónEstá compuesto por una mezcla de arenagruesa y piedra chancada en proporcionessimilares. Su costo es más barato quecomprar los dos elementos por separado,pero su uso está restringido a concretos debaja resistencia, como cimientos y falsopisos. 30
  • Piedra de canto rodadoAgregado grueso que pueda ser de río ode cantera, con un tamaño de 6” a 10” loque aproximadamente equivale a 25centímetros se le denomina “piedragrande” y a las de 1” a 2”, piedra mediana.Es usada en cimentaciones paraalbañilería confinada y rara vez comoelemento decorativo. Una buena piedra decanto rodado es la que presentatonalidades de azul. 31
  • BASALTORoca de origen volcánico, constituidoprincipalmente por sílice, hierro ymagnesio, de resistencia dura. Esta piedraal ser fundida se usa como revestimientoen la construcción y pavimentación decalles y carreteras, ya que es un materialresistente al desgaste, así como al ataquede químicos. 32
  • Roca aglomerada. Está formada porarenas unidas por un cemento denaturaleza variable.Es una roca constituidafundamentalmente por granos de cuarzo.Presenta valores de resistencia acompresión y flexión muy variables,desde los bajos e intermedios de lasareniscas más deleznables, hasta losciertamente altos de las areniscas biencementadas.Estos valores son función de losconstituyentes minerales, su distribución yprocesos sufridos. La matriz y el cementoson en este sentido los más influyentes.Hay areniscas que, debido a las arcillasque traban los granos, son compactascuando no contienen humedad pero seablandan con la absorción de agua,prestándose excelentemente al corte y ala talla en este estado y endureciendo conel tiempo y el secado. 33
  • CUARCITAEs una roca aglomerada. Está constituidapor granos cuarzosos unidos por uncemento también cuarzoso.Su color es blanquecino o amarillo claro.Roca silícea, compacta, constituida porcristales de cuarzo soldados entre sí.Provienen de la recristalización deareniscas, por lo que son más duras,menos porosas y más homogéneas,presentando altos valores resistentes.Son, por tanto, rocas muy consistentes, loque conlleva a su difícil y costosaelaboración y, por el contrario, ofrecengran resistencia frente a las agresiones.Suelen presentarse, en la naturaleza,tableadas o lajadas, lo cual esaprovechado para su extracción.Se comercializan normalmente como lajasirregulares de distintos grosores, enalgunas ocasiones, cortadas, odimensionadas, como tacos para lamampostería. 34
  • GRANITOEl granito es una piedra frecuentemente utilizadaen la construcción, siendo una roca ígneaconsolidada lentamente a gran profundidad y queha llegado a la superficie por plegamientos de lacorteza terrestre y destrucción de las capassuperiores. 35