Propiedades y Aplicaciones de Materiales Pétreos, Ligantes y Compuestos en Obras Civiles Peruanas

Materiales Pétreos y Rocas Ornamentales

Sillar

Composición: Óxido de silicio (64%). Densidad (d): 1400–1550 kg/m³. Resistencia a la Compresión (RC): 90 kg/cm².

Piedra Laja

Resistencia a la Compresión (RC): 800–1800 kgf/cm². Densidad (D): 2.74 a 2.82 g/cm³. Puede presentarse pulida o rugosa.

Mármol

Variedades: Brecha, lumaquela, arbóreo. Resistencia a la Compresión (RC): 60–120 MPa. Densidad (d): 2600–2700 kg/m³.

Acabados y Usos: Borde adiamantado, incrustaciones, biselado. Usos en pisos (m²) y zócalos (m).

Granito

Densidad (d): 2600–2700 kg/m³. Usos: Enchapados, pavimentos, muros, ornamentación.

Agregados y Materiales Ligantes

Agregados

Agregados Mecánicos

• Resistencia: C-566.
• Propiedades: Tensión de carga y deformación.
• Dureza: C-535.

Agregados Térmicos

• Propiedades: Coeficiente de expansión, calor específico, conductividad, difusividad.

Agregados de Forma

• Redondeados, curva de radio.
• Esféricos (área y volumen).

Yeso

Variedades: Alabastro (escultura), cristalino (flecha), sacarino, calcinado. Resistencia a la Compresión (RC): 80 o 180 kg/cm².

Densidad (D): 2.3. Usos: Pisos, moldes, enlucidos, cielo raso.

Arcilla

Composición: Minerales filosilicatos; sedimentaria; laminar. Propiedades: Superficie específica, intercambio catiónico, absorción y adsorción química, plasticidad, tixotropía (no resiste el amasado coloidal, pero recupera su forma).

Arcillas Industriales

Caolines

• Aluminio hidratado.
• Densidad (D): 2.6.
• Absorbe agua.
• Usos: Papel, refractario, cerámica.

Bentonita (Esmectita)

• Sódica: Alto contenido de sodio, se hincha con el agua.
• Cálcica: Absorción media. Usos en moldeo, absorción y adsorción (soporte de pesticidas), material de sellado.
• Aplicaciones (Ap): Membranas impermeables, prevención de hundimientos, protección de tuberías, cementación de trabajos, túneles, soporte.

Materiales Tradicionales y Compuestos

Adobe

Técnicas y Dimensiones

• Dimensiones (QAdob): 50 x 10 x 15 cm.
• Dimensiones (PA): 60 x 30 x 10 cm.
• Esbeltez: 7:1.
• Geometría: Longitudinal y transversal.
• Aparejos: 60, 90, 120.

Maderas y Daños

• Maderas (EDISO): Amarres, trabas.
• Maderas (TE): Tijeral y atusador.
• Daños Estructurales: Fallas, socavación, desprendimiento de estucos.
• Daños Físicos: Fisuras, grietas, desplomes, colapsos.

Reparación

• Bases de hormigón.
• Relleno de fisuras y grietas (capas).
• Relleno con yeso y otros materiales.
• Reparación de daños por desencofrado.
• Refuerzo con mallas electrosoldadas (piel, franja).

Mortero

Composición: Aglomerante + agregado fino + agua (máximo de agua).

Componentes

• Aglomerantes: Cemento Portland (Tipos 1 y 2), cemento adicionado (IP, AD) o Portland + Cal Hidráulica.
• Agregado Grueso (Arena Gruesa): Sin sal. No debe retener más del 50% entre dos mallas. Máximo 1% de partículas quebradizas. No usar arena de mar.
• Agua: Potable, sin ácidos ni álcalis.

Clasificación

Tipo P y NP (Muros portantes: estructural).

Grout

Material fluido. Composición: Cemento (Portland, Adicionado o Portland + Cal) + agregado (arena gruesa) + agua + cal hidráulica (opcional, -1/10).

Función: Rellena alvéolos en muros armados y refuerza la albañilería en conjunto estructural.

Clasificación

• Grout Fino: Para alvéolos menores de 60 mm.
• Grout Grueso: Para alvéolos iguales o mayores a 60 mm.

Requisito: Materiales batidos, sin segregación de agregados.

Puzolanas y Cemento Puzolánico

Definición y Reacción Puzolánica

Materiales silíceos o aluminosilíceos. Por sí solos no son cementantes, pero reaccionan con el hidróxido de calcio (en presencia de agua) para formar compuestos cementantes. La reacción puzolánica depende de la finura del material y del pH activador.

Tipos de Puzolanas

Puzolanas Naturales

• Clásicas: Caolinita, illita, montmorillonita.
• Químicas (Finas): Silíceos (95% como pedernal).
• Volcánicas: Efusión brusca de lava o estado amorfo.

Puzolanas Industriales

• Ceniza Volante: Subproducto de la combustión de carbón en plantas termoeléctricas.
  • Clase F: Menos del 10% de óxido de calcio y menos del 10% de carbón no quemado.
  • Clase C: 15–35% de óxido de calcio, menos del 1% de carbón no quemado.
• Escoria de Alto Horno: Subproducto de la reducción de mineral de hierro.
• Humo de Sílice: Subproducto de la reducción de cuarzo de silicio.
• Ceniza de Cáscara de Arroz: Calcinación controlada (sílice amorfa).
• Ceniza de Caña de Azúcar: Producida a 800–1000 °C.
• Sílice Condensada: Partículas esféricas con gran área superficial y tamaño micrométrico. Subproducto de la producción de carburo de silicio.
• Termoactivadas: Descomposición de mineral arcilloso a 600–1000 °C.

Reacción Puzolánica

Proceso irreversible de solubilización de compuestos de sílice y alúmina amorfos en un medio altamente alcalino. Sílice o alúmina + óxido de calcio + agua = silicato o aluminato.

Cemento Puzolánico

Ventajas:

• Mayor trabajabilidad.
• Mejor relación tracción-compresión.
• Mayor durabilidad.
• Menor reacción álcali-sílice.
• Menor permeabilidad.
• Mayor resistencia a la compresión a largo plazo.
• Menor calor de hidratación (control de fisuras).

Proyectos de Infraestructura Clave en Perú

Majes Siguas II

Datos Generales

• Tipo: Proyecto hidráulico / riego en Arequipa (Pampas de Majes y Siguas).
• Objetivo: Irrigar 38,500 ha para agroexportación y generación de empleo.
• Inversión: Mayor a US$ 550 millones.
• Obras Principales: Presa Angostura, túneles, canales, bocatomas y sistemas de riego.

Estado y Desafíos

• Estado Actual: Paralizado por problemas legales, financieros, técnicos y sociales.
• Principales Problemas: Adendas y controversias contractuales, falta de fondos, entrega de predios, oposición social.

Materiales y Riesgos

• Materiales Clave: Concretos de calidad, geosintéticos, tuberías con recubrimiento anticorrosivo, sensores de monitoreo.
• Riesgos por Mal Manejo: Filtraciones, corrosión, pérdida de agua, baja vida útil.

Soluciones Propuestas (Breve)

Control de calidad riguroso, revestimientos en canales, monitoreo constante, optimización de logística y gobernanza.

Aeropuerto Internacional de Chinchero (Cusco)

Datos Generales

• Tipo: Aeropuerto internacional en Chinchero, reemplazo del Velasco Astete (Cusco).
• Inversión / Dimensiones: Mayor a US$ 700 millones; pista de 4 km, terminal de 40,000 m², plataforma de 500,000 m².
• Altitud: 3,760 m s. n. m. (condiciona materiales y diseño).

Riesgos y Materiales

• Riesgos Principales: Impacto ambiental (lagunas Piuray/Huaypo), erosión y deslizamientos, riesgo sísmico y geotécnico.
• Materiales Clave: Concreto de alta resistencia (con aditivos), asfalto modificado, geosintéticos, acero con recubrimientos anticorrosivos.

Problemas de Ejecución y Soluciones

• Problemas de Ejecución: Retrasos, aprobación de diseños lenta, necesidad de Estudios Geotécnicos detallados.
• Soluciones Propuestas (Breve): Estabilizar suelos (cal/cemento o geosintéticos), sistemas de drenaje y tratamiento de aguas, refuerzo de taludes, coordinación técnica y control de calidad.