Materiales de Construcción: Piedras Naturales, Artificiales y Conglomerantes

Piedras Naturales y Artificiales en Construcción

Piedras Naturales

Minerales

Las piedras naturales se consideran grandes masas protozoos por la agrupación de minerales.

• El cuarzo se caracteriza por ser un mineral blanco y compuesto de sílice, por tener una dureza 7. Lo podremos encontrar en variedad rosa.
• El feldespato está compuesto de sílice y aluminio. Tiene una dureza 6. Se caracteriza por tener una estructura laminar y un color oscuro.
• La mica estructurada de forma laminar, muy blanda y con brillo metálico. Podemos distinguir dos variedades: la Moscovita (color blanco) y la Biotita (color negro).

Rocas

Las rocas se dividen en tres grandes agrupaciones: Rocas Eruptivas o Magmáticas, Sedimentarias y Metamórficas.

Rocas Eruptivas o Magmáticas

Se forman por el enfriamiento del magma. Las distinguimos por:

Rocas Plutónicas

El magma se ha enfriado en el interior del volcán. Encontramos rocas como:

• Granito: La principal por excelencia. Roca de estructura cristalina, muy abundante, y está formado por cuarzo, feldespato y mica. Se suele clasificar en función del tamaño del grano. Son de mayor calidad aquellas que tienen el grano más pequeño.
• Sienita: Es una roca muy parecida al granito. Más blanda que el granito y sin cuarzo. Las aplicaciones son las mismas que en granito pero no se utiliza tanto. Colores: son prácticamente los mismos, así que es muy difícil de distinguir del granito.
• Diorita: Más resistente que el granito y con gran cantidad de feldespato. Aplicaciones: las mismas que el granito.

Rocas Volcánicas

Son aquellas que se han enfriado en el exterior del volcán.

• Basalto: Bastante oscuro, casi negro, y se utiliza sobre todo para pavimentos. No tienen nada que ver con las plutónicas, que son blandas y con muchos colores. Generalmente para pavimentos exteriores.
• Tobas volcánicas: Piedras muy porosas. Dentro de estas existen dos: perlita y vermiculita. Ambas se utilizan como materiales de aislamiento.

Tipos de Tobas Volcánicas

• Perlita: Se usa mucho la perlita en estructuras metálicas para aislarlas contra el fuego. También se utiliza como aditivo del yeso. Se considera sobre todo material aislante.
• Vermiculita: Se utiliza como un elemento para aislamiento.

Rocas Filonianas

Las que se han enfriado en el interior de otras rocas, en sus grietas, a poca profundidad. Este tipo de rocas no tienen ningún tipo de aplicación constructiva.

Rocas Sedimentarias

Una roca magmática cuando por el arrastre se separa (fragmentación + arrastre) se produce la roca sedimentaria.

Se pueden clasificar en roca sedimentaria:

• Mecánica
• Química
• Biológicas

Rocas Sedimentarias Mecánicas

Tipos:

• Disgregadas
• Semi-disgregadas
• Compactas

Rocas Disgregadas

Fragmentos de roca que han sido arrastrados por el agua.

• Arcillas: Desde el punto de vista constructivo, ladrillo, bovedillas de termoarcilla...
• Áridos: En el exterior se utilizan los áridos para que sean más resistentes.

Rocas Semi-disgregadas

Se consideran semidisgregados los terrenos, los suelos.

Rocas Compactas

Están generalmente formadas por arenas de cuarzo. Dentro de estas se encuentran las areniscas, que es la más importante; es de color marrón, naranja rojizo... Roca muy blanda. Se utiliza para pavimentos.

Rocas Sedimentarias Químicas

Se produce cuando la roca original ha precipitado, es decir, se ha convertido en otra roca, por efecto del calor, de las altas presiones, vapores calientes dentro del volcán.

Roca Caliza

Carbonato cálcico con hierro y manganeso. Es una roca muy abundante. El 25% de la biosfera se forma por roca caliza. Es parecida a la arenisca, pero esta se caracteriza por su color blanco. Se utiliza para muros exteriores, pavimentos y revestimientos. Colores: blanco amarillento. También se utiliza muchísimo como árido para la formación de hormigones.

Rocas Sedimentarias Biológicas

En función de la procedencia de esas rocas biológicas pueden ser animales o vegetales. No tienen ningún tipo de aplicación.

Rocas Metamórficas

Son rocas o bien magmáticas o sedimentarias que mediante un proceso termomecánico o termoquímico, se han convertido en rocas diferentes. Se ha producido un proceso de metamorfosis.

• Gneis: Es la roca que se produce de la metamorfosis del granito. Se podría decir que es un granito metamorfoseado. Se utiliza mucho más la roca original que después de la metamorfosis. Se utiliza para pavimentos normalmente pero es mucho más blanca que el granito.
• Serpentina: Roca metamórfica que proviene del olivino (roca plutónica), que no se utiliza para la construcción pero la serpentina sí que se utiliza para los revestimientos, pero es mucho más cara.
• Pizarra: Arcilla más feldespato. La arcilla es una de las rocas más utilizadas. La pizarra tiene un color marrón/verdoso/gris y de forma laminar. Se utiliza para: pavimentos y revestimientos, mucho para el suelo de los baños y de las cocinas porque es un material impermeable.
• Mármol: Proviene de la metamorfosis de la caliza; es una roca que ha sufrido una recristalización, de gran dureza, de estructura cristalina. Se puede pulimentar y resiste las heladas. Nos lo podemos encontrar de cualquier tonalidad. Se puede pulir, donde se realza la calidad y la belleza del mármol.

Piedras Artificiales

Piedras Artificiales Conglomeradas

Son piedras obtenidas en frío que cuando las mezclas con agua o las hidratas se cohesionan y solidifican. Ejemplo: yeso, cal, cemento... El conglomerante es la disolución de esta piedra con agua, el producto final. Ej: El yeso es sólido, pero cuando lo mezclamos con agua seguimos llamándole yeso. Las piedras artificiales tienen una serie de ventajas:

• Fáciles de preparar.
• Se puede controlar su dosificación.
• Se puede controlar las propiedades conocidas.

Las piedras artificiales están formadas por áridos, un conglomerante y agua.

Componentes de las Piedras Artificiales

Árido

Fragmentos de rocas. Los áridos se pueden clasificar de muchísimas maneras:

Clasificación por Tamaño

• Áridos gruesos (tamaño mayor a 5mm, ej. Gravas)
• Áridos finos

Clasificación por Origen

• Árido de mina (aristas vivas e impurezas)
• Árido de río (forma redonda por la erosión y sin impurezas)
• Árido de playa (un tanto redondeados pero con adición de sales).

Clasificación por Composición

• Áridos silíceos (proceden del cuarzo y tienen bastante resistencia)
• Áridos calizos (proceden de rocas calizas y son blandos)
• Áridos silicatados o arcillosos (proceden del feldespato y son todavía más blandos).

Clasificación por Obtención

• Áridos naturales (obtenidos de la naturaleza)
• Áridos artificiales (aquellos que se producen por trituración, muy parecidos a los áridos de mina).

Agua

Es el elemento más importante para obtener conglomerados. La normativa nos dice que para hacer conglomerados podemos utilizar cualquier tipo de agua potable. Está totalmente prohibido utilizar agua no potable (agua de mar, agua estancada, agua de lluvia).

Conglomerante

Son aquellos productos que se utilizan para unir materiales entre sí. El uso principal de los conglomerantes es para unir otros materiales o para revestimientos. Los conglomerantes se rigen por dos fases:

Fraguado

El inicio del fraguado se produce cuando el conglomerante empieza a tener un estado viscoso a causa de la combinación con agua. En el fraguado aumenta la temperatura del material. El final del fraguado se produce cuando la mezcla de conglomerante y agua empieza a endurecerse.

Endurecido

Cuando han pasado un periodo de 28 días y el conglomerante ha conseguido su resistencia.

Tipos de Conglomerantes

Hay dos tipos de conglomerantes:

• Aéreos: Son aquellos que fraguan exclusivamente en contacto con el aire. Ejemplo: Yeso y cal aérea.
• Hidráulicos: Son aquellos que fraguan en ambiente seco y húmedo a causa de su contenido en arcilla. Ejemplo: Cal hidráulica y cemento.

Estudio de Conglomerantes

Barro (Arcilla)

Lo estudiamos como conglomerante aunque no fragüe porque tiene las mismas funciones que estos. Se utilizaba para unir y hacer revestimientos. Se utilizan dos técnicas para trabajar el barro: el adobe (arcilla mezclada con arena y paja secada al sol) y el tapial (arcilla mezclada con arena y paja secada al sol compactado). Funciona muy bien como aislamiento térmico y acústico. El barro tiene una adherencia mayor con materiales vegetales.

Yeso

Es uno de los materiales más antiguos utilizados en la construcción. Ya se utilizaba en el periodo neolítico (para hacer mampostería y revestimiento). Es un material que tiene su propia normativa (RY-85). Es un conglomerante que procede del aljez (Sulfato cálcico con media molécula de agua). El yeso se caracteriza por su blancura, por su finura de grano, su rapidez de fraguado, por ser un material higroscópico (absorbe agua), por no aguantar los agentes exteriores ni la humedad, por ser un material aislante acústico y térmico y por funcionar contra el fuego. Hay muchas clases de yeso en el mercado:

• Yeso Grueso (YG): También se denominaba Yeso Negro. Tiene impurezas, no acaba de ser blanco. Se utiliza como adhesivo o elemento de unión y es la primera capa de revestimiento en una pared. Fragua en 8-10 min. Su envoltorio es verde.
• Yeso Grueso Lento (YGL): Es como el YG pero con retardante del fraguado (20-30 min).
• Yeso Fino (YF): También llamado Yeso Blanco. Se utiliza como la capa final de un revestimiento de yeso, capa de enlucido. Fragua muy rápido (8-10 min). Su envoltorio era negro.
• Yeso Fino Lento (YFL): Es como el YF pero con retardante del fraguado (20-30 min).
• Yeso Prefabricado (YP): Se utiliza en elementos prefabricados (placas de yeso laminado o “pladur”).
• Escayola: Es el yeso más puro. Es el yeso que más rápido fragua y que menos diferencia de volumen tiene. Se utiliza para hacer falsos techos, moldes y revestimientos. Encontramos dos nombres para la escayola: E-30/L y E-45/L. Se refieren a su resistencia a compresión. Su envoltorio era azul.

Cal

Es un material utilizado también en la antigüedad encontrada en pintura y frescos. Se obtiene de la calcinación de la piedra caliza (Óxido de Calcio y CO₂). Es la llamada Cal Viva. La Cal viva tiene un aspecto amorfo y terroso, es muy árida y muy agresiva con el contacto con la piel. Esta cal prácticamente se ha dejado de utilizar. La cal común es la combinación de la Cal viva mezclada con agua, es decir, la “Cal Apagada”. Es la utilizada en la construcción. Se caracteriza por su tardanza en fraguar (hasta 6 meses) y sufre mucha variación de volumen. Encontramos dos tipos de cal:

• Cal Aérea: Fragua en un medio seco. Tiene una composición de un 5% de arcilla. La utilizamos para revestir paredes.
• Cal Hidráulica: Fragua en medios húmedos y secos. Tiene una composición de un 20% de arcillas. Actualmente no se utiliza a causa del descubrimiento del cemento.

Cemento

Conglomerante más utilizado en la construcción. Está formado por piedra caliza, sílice y arcilla. La normativa actual del cemento es la RC-08, se conoce como la “Instrucción para la Recepción de Cementos”. Es un material bastante resistente y un conglomerante hidráulico. Encontramos dos tipos de cementos: los cementos naturales (obtenido directamente de la calcinación de calizas y arcillas, de baja resistencia y actualmente casi dejado de utilizar) y los cementos artificiales (tiene una dosificación de los componentes, de mejor calidad). Si nosotros calentamos a la temperatura de sinterización todos los componentes del cemento, obtenemos una masa homogénea denominada Clinker o K (materia prima del cemento). Dentro del Clinker pueden añadirse adiciones, aditivos, agua o yeso.

Adiciones y Aditivos en Cemento

Adiciones

Determinados materiales para mejorar la consistencia.

• Escoria de alto horno (S): Son restos de mineral fundido.
• Humo de Sílice (D): Cuarzo calcinado.
• Puzolanas (P/Q): Restos de sílice. La “P” es la puzolana natural (restos de sílice) y la “Q” es la puzolana calcinada (restos de sílice calcinados).
• Cenizas volantes (V/W): Cenizas producidas por la combustión del carbón. “V” es cuando proceden del sílice y “W” cuando vienen de la caliza.
• Esquistos calcinados (T): Restos de materiales bituminosos (p. ej: alquitrán).
• Caliza (L/LL): Si tiene menos de un 0,20% de caliza es la Caliza “L” y si tiene más de un 0,20% es la caliza “LL”.

Aditivos

Componentes utilizados para mejorar la fabricación o las propiedades del cemento.

Yeso (en la fabricación de cemento)

Cuando se fabrica el cemento, el último componente es el yeso. Como mucho tiene un 3% para procurar que el cemento no fragüe.

Clasificación y Propiedades del Cemento

Denominación del Cemento

Existen dos tipos de clasificación para denominar el cemento:

Clasificación Sujeta al Mercado (CE)

• Cementos Comunes (CEM)

  • Cemento Portland: Se denomina CEM I. Tiene una proporción de Clinker entre 95-100%. No tiene ningún tipo de adición. Tiene una resistencia que puede variar entre 32,5, 42,5 y 52,5 N/mm². La resistencia puede ser R (alta resistencia inicial) y N (resistencia inicial normal).
  • Cementos de escorias de Alto Horno con baja resistencia inicial (CEM III).

• Cementos Especiales (VLH)

• Cemento de Aluminato de Calcio (CAC)

  Sustituye lo que antes era el cemento aluminoso, que era un cemento que cogía mucha resistencia y era barato porque era de fabricación rápida. Es impermeable, pero con el paso del tiempo el agua acababa penetrando en él.

• Cemento de Albañilería (MC)

• Rd 1313/88

• Cementos Resistentes a los Sulfatos (SR)

  Se denominan I 42,5 R/SR.

• Cementos Resistente al agua del mar (MR)

  Se denominan I 42,5 R/MR.

• Cementos Blancos (BL)

• Cementos Para usos Especiales (ESP)

Propiedades del Cemento

• Finura de molido.
• Variación de volumen (Fisuras de retracción: pequeñas fisuras que aparecen en la parte superficial del cemento. Suelen ser inevitables).
• Resistencia a cualquier ataque químico.
• Resistencia a las altas temperaturas.
• Es impermeable.
• Tiempo de fraguado de 2h.

El Cemento como Conglomerado: Morteros

Mortero (Cemento + Agua + Arena)

Se utiliza como elemento de unión entre distintas piezas y para revestimiento de paredes y pavimentos. Lo denominamos mediante la dosificación (por ejemplo 1:4). El primer número se refiere a la proporción del cemento, mientras que la segunda nos da la proporción de árido. El agua nunca se da como medida, sino que cada usuario pone el agua que cree adecuada.

Un mortero “Bastardo” es un tipo de mortero que lleva cal (por ejemplo 1:1:7). El primer número nos indica la proporción del cemento; el segundo, de la cal; el tercero, la proporción de árido.

Tipos de Mortero

• Mortero de Cemento: Bastante resistencia y poca plasticidad.
• Mortero bastardo: Disminuye la resistencia y aumenta la plasticidad.
• Cemento-Cola: Fragua muy rápido y se adhiere muy rápido. Ideal para pavimentos. CEM I + resinas + árido muy fino en proporción 1:1.
• Mortero Refractario: Utilizado para hacer chimeneas.
• Morteros Aislantes: Aíslan a nivel de temperatura.
• Morteros ignífugos: Tienen resistencia al fuego.