Ud.1 De la materia a los materiales.

UD. 1. DE LA MATERIA A LOS MATERIALES: ESTRUCTURA Y MICROESTRUCTURA
CURSO 2011-2012MATERIALES DE CONSTRUCCION. DCTA. ETSA. UPM

CURSO 2011-2012
Indice
• Introducción
• Los materiales en arquitectura
MATERIALES DE CONSTRUCCION. DCTA. ETSA. UPM

CURSO 2011-2012
Introducción
• El desarrollo de las sociedades está ligado a la capacidad de
sus miembros para producir y conformar los materiales.
• Primeras civilizaciones.
• Materiales hombre primitivo: Piedra, madera, arcilla, cuero.
• Modificación mediante tratamiento térmico o adiciones.
• Relación entre estructura y propiedades.

CURSO 2011-2012
Los materiales en arquitectura.
• Edificación. Actividad humana dedicada a la realización de
espacios y lugares habitables.
• Arquitectura. Arte de diseñar edificios y ciudades.
• Construcción. Actividad técnica cuyo objeto es la realización
material del edificio. Es el soporte material de la arquitectura.

CURSO 2011-2012
• Vitruvio, concepción occidental
clásica de la arquitectura:
• Firmitas
• Utilitas
• Venustas
• Construcción. Firmitas y utilitas.
Necesidades físicas o materiales del
hombre.
Cuerpo.
• Arquitectura. Venustas.
Necesidades psiquicas del hombre.
Alma.

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• Arquitectura. Cualidad valorable que posee un edificio o
ciudad.
• Buena arquitectura puede ir acompañada de mala
construcción y viceversa.

CURSO 2011-2012
• Gottfried Semper (1803-1879):
• Existe un determinado material adecuado a cada técnica,
un material originario que proporciona los medios más
adecuados para la creación de las formas que le son
inherentes en su ámbito primigenio.
• Técnicas: Elementos arquitectura:
1. Arte textil Hogar
2. Arte cerámico Paredes
3. Carpintería (tectónica) Techo o cubierta
4. Cantería (estereotomía) Pavimento o base

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1. Arte textil
• Flexibles, tenaces, resistentes a la rotura, de resistencia total y
absoluta
• Plásticos, bituminosos

CURSO 2011-2012
2. Arte cerámico
• Blandos, plásticos, capaces
de endurecerse, que se
aplican con facilidad y la
forma dada se conserva en
un estado inalterable una
vez endurecidos
• Cerámica, vidrio
conglomerantes, hormigón

CURSO 2011-2012
3. Carpintería (tectónica)
• De forma alargada, elásticos, de resistencia relativa a los
esfuerzos que actúan verticalmente en toda su longitud.
• Metales, madera

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4. Cantería y albañilería (estereotomía)
• Firmes, compactos, resistentes a la compresión y al pandeo,
adecuados para ser elaborados y ensamblar sistemas
consistentes
• Piedras

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Los materiales en arquitectura. Clasificación según origen
1. Productos minerales
2. Productos metálicos
3. Materiales poliméricos
4. Materiales compuestos

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1. Productos minerales:
• Propiedades:
• Frágiles
• Duros
• Porosos
• Gran inercia térmica
• Duraderos
• Aceptable comportamiento al fuego
• Muy frágiles al choque térmico

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1. Productos minerales:
• Tipos:
• Naturales o piedras
• Artificiales
• Cerámicos
• Conglomerados

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2. Productos metálicos:
• Propiedades:
• Dúctiles
• Compactos
• Impermeables
• Gran conductividad térmica y eléctrica
• Oxidables y corroibles
• Mala resistencia al fuego
• Tipos:
• Siderúrgicos o férricos
• No férricos

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3. Materiales poliméricos:
• Propiedades:
• Baja densidad
• Flexibles
• Biodegradables
• Combustibles/baja resistencia al fuego

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3. Materiales poliméricos:
• Tipos:
• Orgánicos (C+O):
• Naturales
– Minerales (bituminosos)
– Vegetales (madera y corcho)
– Animales (colas, lana, seda)
• Sintéticos o artificiales
– Termoplásticos (PE,PVC)
– Termoestables (epoxi, baquelita)
– Elastómeros (neopreno)
• Inorgánicos (Si+O) (Siliconas)

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4. Materiales compuestos:
• Efecto sinergia
• Tipos:
• Híbridos (aleaciones)
• Rellenos
• Armados (hormigón)
• Reforzados (GRC)

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Evolución de la técnica
• “ El material crea la técnica, y la técnica determina la forma”
Vladimir Tatlin (1885-1953)

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Evolución de los materiales
• Adobe
• 9000 a.C.
• Primeros asentamientos
• Ladrillo de barro secado al sol
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975
Fortaleza Pachacamac. Lima. Peru. 200 d.C.

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• Madera
• 8500 a.C.
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975

CURSO 2011-2012
• Granito, caliza
• 3100 a.C.
• Egipto.
• Davidovits
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975
Piramides de Giza. Egipto. 2540 a.C.

CURSO 2011-2012
• Marmol
• 650 a.C.
• Grecia.
• Piedra del lugar.
• Dan valor al material.
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975
Partenon. Atenas. 447 a.C.

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• Hormigón
• 20 a.C.
• Roma.
• Cal+Puzolana
• Aligerado
φ=43,44m
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975
Panteon. Roma. 126 d.C.

CURSO 2011-2012
• Hormigón
• 1974-2000
φ=200m
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975
Kingdome. Seattle

CURSO 2011-2012
• Vidrio
• 100 Roma
• S.XII y S.XIII
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975
Saint Chapelle. Paris. 1242-48

CURSO 2011-2012
• Fundición
• 700
• Dinastía Tang
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975
Pagoda del Templo de Gandu. Jiangsu. China

CURSO 2011-2012
• Fundición. Reinvención
• 1775
• Revolución industrial
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975
Iron Bridge. Shropshire. Inglaterra. 1775

CURSO 2011-2012
• Madera laminada
• 1852
• Otto Hetzer
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975
Gimnasio. Adliswil. Suiza 1875

CURSO 2011-2012
• Acero
• 1855
• Henry Bessemer
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975
Rand McNally Building. Chicago. EE.UU. 1890 Torre Eiffel. Paris. Francia.1889

CURSO 2011-2012
• Hormigón armado
• 1849
• Joseph Monier
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975
Fabrica de hilados. François Hennebique. Lille. 1895

CURSO 2011-2012
• Amianto
• 1866
• 1906 primer caso fibrosis pulmonar
• 2001 prohibición uso en España
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975

CURSO 2011-2012
• PVC
• 1926
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975
Estadio olimpico. Günther Behnisch, Frei Otto.
Munich. 1972

CURSO 2011-2012
• Vidrio flotado
• 1959
• Sir Alastair Pilkington
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975
Glass house. New Canaan. 1949. Philip Johnson

CURSO 2011-2012
• ETFE
• 1982
• Stefan Lehnert
10000 a.C. 5000 a.C. 0 2000190015001000 1800 19501925 1975
Centro acuático. Beijing. 2008. PTW Architects

CURSO 2011-2012
Indice
• Nivel de observación
• Estructura atómica
• Enlaces atómicos, tipos y características
• Orden cristalino, monocristales y policristales
• Defectos cristalinos: puntuales, lineales y superficiales
• Estructuras no cristalinas: vítrea y polimérica

CURSO 2011-2012
Nivel de observación
NIVEL ATÓMICO Y ESTRUCTURAL TECNOLÓGICO
MOLECULAR MICRO Y MACRO CONSTRUCTIVO
ESCALA 10-7
a 10-3
mm 10-3
a 1 mm > 1 mm
ELEMENTOS Moléculas Fases Todo el
material
Cristales Partículas, granos
FUERZAS ACTUANTES Electromagnéticas Gravedad
Gravedad
Ejemplos Celulosa Célula de madera Madera
SCH; ACH; FACH Geles + cristales Hormigón
Técnicas de ensayo Microscopía Electr. Microscopía
Óptica Ensayos Fis. Mec. Etc.
Interpretación resultados Modelo estructural Diagrama de fases
Gráficos; Tablas.
Aplicación de la información Conocimiento de Coeficientes de
Coeficientes de
nuevos materiales materiales
materiales

CURSO 2011-2012
Nivel de observación
Estructura de la materia. Disposición de los componentes internos
según nivel de observación.
NIVEL ATÓMICO Y ESTRUCTURAL TECNOLÓGICO
MOLECULAR MICRO Y MACRO CONSTRUCTIVO

CURSO 2011-2012
Estructura atómica
• Protones
• Neutrones
• Electrones
• Numero atómico (Z)
• Masa atómica (A)
• Isotopo
• Peso atómico
• Unidad de masa
atómica (uma)
• Mol 6,023x1023
átomos o
moléculas
• Modelo de Bohr. Estados
energéticos

CURSO 2011-2012
Números cuánticos
• Num. Nombre Significado Valor
• n principal nivel o distancia al centro del núcleo 1 a 7
• l secundario subnivel o forma en el espacio de los orbitales s, p, d, f
• m magnético orientación en el espacio -l, +l
• s spin giro en el eje del electrón -1/2,+1/2

CURSO 2011-2012
Tabla periódica

CURSO 2011-2012
Enlaces atómicos
•
• Distancia de equilibrio (R0=0,3
nm=3Å)
• Energía de enlace sólidos,
gases y líquidos

CURSO 2011-2012
Enlace iónico
• Enlace entre elementos
metálicos y no
metálicos.
• Enlace predominante
en materiales
cerámicos.
• Energías de enlace
entre 600 y 1.500 kJ/mol.
• Propiedades:
•Dureza
•Fragilidad
• Eléctrica y Térmicamente
Aislantes

CURSO 2011-2012
Enlace Covalente
• Aparece en:
• Enlace de elementos no metálicos (H2, Cl2)
• Sólidos elementales diamante, silicio.
• Elementos a la derecha de la tabla
periódica.
• Entre elementos parte superior derecha e
inferior izquierda.
• Materiales poliméricos.
• Pueden ser muy fuertes (Diamante
713 Kj/mol) o muy débiles (Bismuto)

CURSO 2011-2012
Enlace metálico
• Presente en metales y aleaciones.
• Electrones de valencia no pertenecen a ningún átomo.
• Cationes formados por núcleo y electrones no de valencia.
• Electrones libres actúan como elemento de unión de
cationes.
• Elementos de grupos 1,2 y metales.
• Energía enlace (Mercurio 68 kJ/mol, tungsteno 850 kJ/mol)
• Buenos conductores electricidad y calor.

CURSO 2011-2012
Enlace secundario o de Van der Waals. Dipolo fluctuante.
• Más débiles (10 kJ/mol)
• Dipolos
• Enlace dipolo inducido
fluctuante.

CURSO 2011-2012
Enlace secundario o de Van der Waals. Dipolo inducido-molécula polar
• Molécula con distribución
asimétrica, regiones
cargadas positiva y
negativamente.
• Inducen dipolos en
moléculas apolares.

CURSO 2011-2012
Enlace secundario o de Van der Waals. Puentes de hidrógeno
• Enlace entre moléculas
polares adyacentes
• Enlace secundario más
fuerte (puede llegar a 51
kJ/mol)

CURSO 2011-2012
Estructuras cristalinas
• Disposición de los átomos
en estado sólido.
• Cristalina. Disposición
repetitiva a lo largo de
muchas distancias
atómicas.
• Celdilla unidad. Grupo
de pocos átomos que
forman un patrón que se
repite en el espacio.
• Unidad estructural
fundamental.
• Parámetros de red.

CURSO 2011-2012
Sistemas cristalinos

CURSO 2011-2012
Estructuras cristalina cúbica centrada en caras.
• FCC Face-Centered Cubic
a=lado
R=radio átomo
• Número de coordinación = 12
• FEA=0,74
• Apilamiento

CURSO 2011-2012
Estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo
• BCC Body-Center Cubic
a=lado
R=radio átomo
• Numero de coordinación=8
• FEA=0,68

CURSO 2011-2012
Estructura cristalina hexagonal compacta
• HC Hexagonal Close-Packed
h=altura
l=lado hexagono
• Numero coordinación=12
• FEA=0,74

CURSO 2011-2012
Direcciones y planos cristalográficos

CURSO 2011-2012
Densidad lineal y planar
• Fundamento del mecanismo de plasticidad.
• Explica deslizamientos en metales en planos máxima
densidad planar y en la dirección de mayor densidad
lineal

CURSO 2011-2012
Monocristales
• Disposición atómica perfecta, sin interrupciones.
• Piedras preciosas reflejan estructura cristalina.
• Anisótropos según direcciones cristalográficas.

CURSO 2011-2012
Policristales
• Conjunto de pequeños cristales o granos.
• Orientaciones cristalográficas al azar.
• Los extremos de los granos interactúan entre sí.
• Granos anisótropos, conjunto isótropo. Promedio del valor
direccional

CURSO 2011-2012
Defectos cristalinos puntuales
• Solido ideal no existe.
• Las propiedades son muy sensibles al desvío de la perfección
cristalina.
• Irregularidad en la red con dimensiones del orden de un
diámetro atómico.
• Metales a temperatura de fusión NV/N=10-4
• Defectos intersticiales producen distensiones grandes, es
poco probable.
N=Número de lugares ocupados por
átomos.
NV=Número de vacantes.
K=Constante de Boltzmann
QV=Energía de activación.

CURSO 2011-2012
Defectos lineales. Dislocación de cuña
• Dislocación en torno a átomos desalineados.
• Átomos comprimidos y traccionados.
• Vector Burgers indica magnitud y dirección de la dislocación.
• Vector Burgers perpendicular al semiplano.

CURSO 2011-2012
Defectos lineales. Dislocación helicoidal.
• Esfuerzo cizallante.
• Vector Burgers paralelo al plano de dislocación.

CURSO 2011-2012
Defectos lineales. Dislocación mixta.
• Mezclas de ambas dislocaciones.
• Vector de Burgers siempre igual tamaño y dirección.

CURSO 2011-2012
Defectos superficiales. Superficie externa.
• Limite de la estructura cristalina.
• Átomos no enlazados, en estado energético superior a los
átomos interiores.
• Energía superficial (kJ/m2
).
• Los materiales tienden a minimizar su superficie externa.

CURSO 2011-2012
Defectos superficiales. Límites de grano.
• Límite que separa dos cristales que tienen diferente
orientación cristalográfica en materiales policristalinos.
• Angulo pequeño o grande.
• Alineación de dislocaciones de cuña.
• Energía de límite de grano.

CURSO 2011-2012
Defectos superficiales. Límite de macla.
• Límite de grano con simetría de red especular.
• Generados por:
- Fuerzas mecánicas cizallantes. Estructuras BCC y HC
- Tratamiento térmico de recocido. Estructuras FCC

CURSO 2011-2012
Defectos superficiales. Otros.
• Fallos de apilamiento. Estructuras FCC
• Límites de fase. Materiales polifásicos. Cambio radical de
propiedades físico-químicas.
• Paredes de dominio ferromagnético. Regiones con diferentes
direcciones de magnetización.

CURSO 2011-2012
Defectos de volumen.
• Poros, grietas, inclusiones extrañas y otras fases.
• Se introducen durante la etapa de fabricación.

CURSO 2011-2012
Estructura no cristalina.
• Carecen de un orden atómico sistemático y regular a
distancias atómicas grandes.
• El enfriamiento rápido favorece su formación. El proceso de
ordenación necesita tiempo.
• Algunos materiales cerámicos, vidrios inorgánicos.
• Algunos polímeros.

CURSO 2011-2012
Estructura no cristalina. Silicatos
• Silicato. Material compuesto principalmente por silicio y
oxígeno. Elementos más abundantes en corteza terrestre.
• Silice SiO2 . Formas cristalinas cuarzo, cristobalita y tridimita.
• Estructuras abiertas, no empaquetados al máximo.
• Densidades bajas 2,65 g/cm3

CURSO 2011-2012
Estructura no cristalina. Vidrios de sílice
• La sílice puede aparecer como sólido no cristalino o vidrio.
• Sílice fundida o sílice vitrea.
• Se añade CaO y Na2O. Na+
y Ca2+
se introducen consiguiendo
que la estructura vitrea sea la más probable.

CURSO 2011-2012
Estructura de los polímeros. Hidrocarburos.
• Hidrocarburos. Compuestos de hidrógeno y carbono con
enlace interatómico covalente.
• Metano

CURSO 2011-2012
Estructura de los polímeros. Saturación.
• Doble enlace (Etileno), triple enlace (Acetileno).
• Hidrocarburo saturado. Todos los enlaces sencillos.
• Hidrocarburo insaturado. Tiene dobles y triples enlaces,
permite la adición de átomos o grupos de átomos.

CURSO 2011-2012
Estructura de los polímeros. Isomeria
• Hidrocarburos con la misma composición química y diferente
disposición atómica.
• Butano (C4H10) e isobutano (C4H10).

CURSO 2011-2012
Estructura de los polímeros. Grupos
• R=Radicales
orgánicos.
• Metil (CH3) Etil
(C2H5) Bencil
(C6H5)

CURSO 2011-2012
Estructura de los polímeros. Moleculas poliméricas.
• Macromoléculas.
• Átomos - Enlaces covalentes.
• Moléculas – Fuerzas de Van der Waals.
• Mas peso molecular mayor temperatura de fusión y ebullición.
• Unidad monomérica. Entidad estructural que se repite.

CURSO 2011-2012
Estructura de los polímeros. Estructura molecular.
• Cadenas con enlaces sencillos,
facilidad para rotar y curvarse.
• Maraña molecular responsable de la
elasticidad.

CURSO 2011-2012
Estructura de los polímeros. Estructura molecular.
• Cadena de unidades monoméricas.
• Lineales. Flexibles. PE, PVC, EPS, Nylon.
• Ramificados. Se reduce empaquetamiento, menos densidad.
• Entrecruzados. Caucho.
• Reticulados. Unidades trifuncionales. Epoxi.

CURSO 2011-2012
Indice
• Estructuras polifásicas
• Estructura de gel
• Sistemas y diagramas de fase
• Aleaciones
• Materiales porosos; peso y densidad; porosidad y
compacidad
• Materiales compuestos

CURSO 2011-2012
Estructuras polifásicas. Introducción.
• Formadas por diferentes sustancias componentes en las que
cada una mantiene sus propiedades especificas.
• Son la mayoría de los sólidos comunes.
• Las propiedades del material depende de la de sus
componentes:
• Naturaleza
• Estado
• Tamaño (homogeneidad)
• Distribución
• Cantidad
• Forma
• Orientación (isotropía o anisotropía)
• Estructura (policristalinos o vitrocristalinos)

CURSO 2011-2012
Estructuras polifásicas. Clasificación.
• Sistemas. Un cambio cuantitativo de uno de sus
componentes provoca un cambio cualitativo en las fases y
en el sistema. Sustancias policristalinas y aleaciones metálicas.
• Compuestos. Los componentes son independientes, un
cambio cuantitativo no afecta a los demás. Suele tener fases
no cristalinas. Hormigón.
• Dispersiones. Los componentes están en distintos estados en
forma aparentemente homogénea. Separables por medios
físicos.
• Soluto (fase dispersa) y disolvente (fase dispersante)

CURSO 2011-2012
Dispersiones. Clasificación por tamaño soluto.
• Disoluciones verdaderas. (0,1-10 Å) Aspecto claro y
transparente.
• Dispersiones coloidales. (10-103
Å) Aspecto claro o ligeramente
turbio.
• Suspensiones. (103
Å-0,1 mm.) Aspecto turbio. Sedimenta.

CURSO 2011-2012
Dispersiones coloidales. Clasificación por estados de los componentes.
• Compuesto dispersados = Aleaciones metálicas y poliméricas
• Sol = Pinturas y adhesivos
• Aerosol = Nube volcánica
• Gel = Cemento endurecido
• Emulsión = Pinturas frescas o bituminosas
(vehículo, emulsivo y emulgente)
• Vapor = Niebla
• Aerogel = Humo helado
• Espuma = Poliuretano
Fase
dispersa o
minoritaria
Fase dispersante o mayoritaria
SÓLIDO LÍQUIDO GAS
SÓLIDO Compuesto dispersado Sol Aerosol
LÍGUIDO Gel Emulsión Vapor
GAS Aerogel, o espuma sólida Espuma -----

CURSO 2011-2012
Estructura de gel
• Disolvente. Partículas muy finas
• Soluto. Liquido atrapado en los intersticios
• Algunos son porosos, con alta superficie especifica
• Fluidez depende de número de enlaces y dureza
• Tixotropía

CURSO 2011-2012
Sistemas. Definiciones.
• Componente. Metal y/o compuesto que forma una aleación.
• Sistema. Posibles aleaciones con determinados componentes.
• Disolución sólida. Átomos de 2 tipos, soluto ocupa posiciones
sustitucionales o intersticiales en la red del disolvente.
• Limite de solubilidad. Concentración máxima de átomos de
soluto que se disuelven en el disolvente.

CURSO 2011-2012
Sistemas. Definiciones.
• Fase. Porción homogenea de un sistema que tiene
características físicas y químicas uniformes.
• Equilibrio de fases. Aquel estado para un determinado estado
de presión y temperatura en el que la energía libre es mínima.
Las características del sistema no cambian con el tiempo.

CURSO 2011-2012
Sistemas. Diagrama de fases. Sistema isomórfico binario.
• L =Fase liquida.
• α =Fase sólida
sustitucional de estructura
cristalina FCC
• Cu y Ni, estructura FCC,
radios atómicos y
electronegatividades casi
identicos.
• Isomorfo. Solubilidad total.

CURSO 2011-2012
• Determinación de composición por fases.

CURSO 2011-2012
• Desarrollo de microestructuras en aleaciones isomórficas.

CURSO 2011-2012
Aleaciones y mezclas.
• Aleación. Determinada proporción de los elementos de un
sistema. Asociación microscópica de 2 sustancias y
apariencia macroscópica homogénea e isótropa.
• Mezcla. Fases de diferente origen y reconocibles a simple
vista.

CURSO 2011-2012
Materiales porosos. Definiciones.
• Defecto de volumen.
• Proporción lleno/vacio disminuye según se aumenta nivel de
observación.
• Agujero. Hueco del que el agua escurre.
• Poro. El agua no penetra o queda atrapada por fuerzas
capilares.

CURSO 2011-2012
Materiales porosos. Tipos de poros
• Según interconexión:
• Poro abierto
• Poro cerrado
• Según tamaño:
• Nanoporos (1-100 nm.)
• Microporos (1-10 µm.)
• Macroporos (>10 µm.)
• Porosimetría: Distribución y
tamaño

CURSO 2011-2012
Materiales porosos. Balanza hidrostática.

CURSO 2011-2012
Materiales porosos. Propiedades absolutas.
• Pn Peso natural Equilibrio con el ambiente
• Ps Peso seco Secado en estufa

CURSO 2011-2012
• Psat Peso saturado Empapado en agua
• Psum Peso sumergido Dentro del agua
• Psat > Pn > Ps > Psum

CURSO 2011-2012
Va = Volumen Aparente
Vpc = Volumen de poros
cerrados
Vs = Volumen sólido (neto)
Vpa = Volumen de poros
abiertos
Vr = Vs+Vpc= Volumen
relativo
Vb = Vs+Vpc+Vpa+Vag=
Volumen bruto o geometrico

CURSO 2011-2012
Materiales porosos. Propiedades relativas.
• Densidad = Masa por unidad de volumen
• Densidad real o neta Dn = Ps / Vs
• Densidad aparente Da = Ps / Va
• Densidad relativa Dr = Ps / Vr
• Densidad bruta Db = Ps / Vb

CURSO 2011-2012
Materiales porosos. Formulas.
• Principio Arquimedes. Todo cuerpo sumergido en un fluido
experimenta un empuje vertical (Eh) hacia arriba igual al
peso de fluido desalojado.
Psum = Ps – Eh = Ps – (Vs + Vpc) x D (H2O)
Psat = Ps + Vpa x D (H2O)
Psat - Psum = ( Vpa + Vs + Vpc) x D (H2O)
Psat - Psum = Va

CURSO 2011-2012
Materiales porosos. Coeficiente de absorción
• Ca = Cantidad máxima de agua que un material puede
llegar a contener

CURSO 2011-2012
Materiales porosos. Porosidad y compacidad

CURSO 2011-2012
Materiales porosos. Otros índices.
• Índice de huecos = Relación volumen de poros y volumen
sólido.
• Índice de macizo = Relación volumen de sólido y el total.
• Volumen especifico = Volumen solido por unidad de masa.
• Superficie especifica = Superficie interna por unidad de masa.

CURSO 2011-2012
Materiales porosos. Aparatos de medida
• Volumenometro

CURSO 2011-2012
Materiales porosos. Aparatos de medida.

CURSO 2011-2012
Materiales compuestos.
• Material polifásico que no forma sistema, las fases se
reconocen a simple vista.
• Surgen de la necesidad de mejorar los metales, cerámicas y
polímeros convencionales.
• Naturales (madera) o artificiales.

CURSO 2011-2012
Materiales compuestos. Híbridos.
• Los componentes son física y geométricamente similares. Las
propiedades del material resultante son intermedias a las de los
componentes.
• Aleaciones, estrictamente es un
sistema pero se puede estudiar
como compuesto.
• Estratificados. Superposición de
capas de diferentes materiales
y espesores.

CURSO 2011-2012
Materiales compuestos. Híbridos estratificados.
• Laminado. Parte central (alma) que
contribuye a la cohesión y resistencia a
cortante.
• Direccional.
• Cruzado.
• Panel o sándwich. Parte central (alma)
incapaz de resistir esfuerzos cortantes.
• Alma isótropa.
• Alma anisótropa.

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Materiales compuestos. Rellenos.
• Las propiedades son muy diferentes de las de los
componentes:
• Matriz. Componente masivo y continuo.
• Relleno o refuerzo. Componente granular o fibroso
discontinuo.

CURSO 2011-2012
• Dispersados o granulados. Uniformemente distribuido por la
matriz. Comportamiento isotropo.

CURSO 2011-2012
• Estructurado. Carácter lineal de gran longitud y en posición
localizada. Comportamiento anisotropo.
• Armado. Relleno lineal continuo en una sola dirección.
• Tejido. Relleno armado en dos direcciones.

CURSO 2011-2012
• Reforzado o fibrado. Carácter lineal de poca longitud,
discontinuos distribuidos de manera uniforme y aleatoria.
Comportamiento isótropo.

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• FIN

CURSO 2011-2012

CURSO 2011-2012
Estructura de los polímeros. Configuraciones moleculares.
• Unidad monomérica.
• R=Átomo o grupo de átomos diferente H.
• Configuración cabeza-cola, cabeza-cabeza.
• Predomina cabeza-cola por no haber repulsión polar.

CURSO 2011-2012
Estructura de los polímeros. Estereoisomería.
• Átomos enlazados del mismo modo cabeza-cabeza o
cabeza-cola.
• Isotáctica.
• Sindiotáctica.
• Atáctica.

CURSO 2011-2012
Estructura de los polímeros. Isomería geométrica
• En unidades monoméricas con dobles enlaces.
• Isopreno
• Cis (caucho natural)
• Trans (gutapercha)
• Propiedades muy diferentes
• Conversión no posible por rigidez enlace doble.

CURSO 2011-2012
Estructura de los polímeros. Clasificación.
• Se caracterizan por:
•Tamaño Peso molecular o grado de polimerización
•Forma Grado de torsión, doblado y plegado de la cadena
•Estructura Modo de unión de las unidades estructurales entre si.

CURSO 2011-2012
Los materiales en arquitectura. Evolución

CURSO 2011-2012
Evolución de la técnica. Estereotomía. Cantería
Románico Gótico

CURSO 2011-2012
Evolución de la técnica. Arte cerámico
Preinca Movimiento moderno

CURSO 2011-2012
Evolución de la técnica. Arte cerámico. Hormigón
Roma Movimiento moderno

CURSO 2011-2012
Evolución de la técnica. Tectónica
Revolución Industrial Movimiento Moderno

CURSO 2011-2012
Sistemas. Diagrama de fases. Sistema eutéctico binario.

CURSO 2011-2012
• Determinación de microestructuras

CURSO 2011-2012
• Determinación de microestructuras.

Ud.1 De la materia a los materiales.

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