“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”

TEMA: ACERO Y MADERA

ALUMNO: VASQUEZ PINEDO, ABEL R.

CURSO: TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES

PROFESOR: ING. JAVIER CHOY REATEGUI

TARAPOTO – PERÚ

2015

INDICE

Introducción ………………………………………………………..

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objetivos ………………………………………………………..

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El Ladrillo ………………………………………………………..

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Clasificación ………………………………………………………..

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Arcillas para la fabricación de ladrillos

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Proceso de fabricación del ladrillo ………………………………………………………..

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Unidad de Albañilería ………………………………………………………..

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tipos ………………………………………………………..

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Sistemas constructivos en albañilería

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Tipos de aparejos ………………………………………………………..

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Conclusiones ………………………………………………………..

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Recomendaciones ………………………………………………………..

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Bibliografía ………………………………………………………..

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INTRODUCCIÓN

A través de la historia el hombre ha tratado de mejorar las materias primas, añadiendo materiales tanto orgánicos como inorgánicos, para obtener los resultados ideales para las diversas construcciones.

Dado el caso de los materiales más usados en la construcción no se encuentran en la naturaleza en estado puro, por lo que para su empleo hay que someterlos a una serie de operaciones metalúrgicas cuyo fin es separar el metal de las impurezas u otros minerales que lo acompañen. Pero esto no basta para alcanzar las condiciones óptimas, entonces para que los metales tengan buenos resultados, se someten a ciertos tratamientos con el fin de hacer una aleación que reúna una serie de propiedades que los hagan aptos para adoptar sus formas.

El acero como material indispensable de refuerzo en las construcciones, es una aleación de hierro y carbono, en proporciones variables, y pueden llegar hasta el 2% de carbono; con el fin de mejorar algunas de sus propiedades, puede contener también otros elementos. Una de sus características es admitir el temple, con lo que aumenta su dureza y su flexibilidad.

El acero es una aleación de hierro con carbono en una proporción que oscila entre 0.03 y 2%. Se suele componer de otros elementos, ya inmersos en el material del que se obtienen. Pero se le pueden añadir otros materiales para mejorar su dureza, su maleabilidad u otras propiedades.

OBJETIVOS

El presente trabajo tiene por objetivo identificar el proceso de producción de las unidades fabricadas y establecer algunos valores referentes de sus propiedades.

Aprender a diferencias que tipo de ladrillos se deben utilizar en la construcción.

Conocer el uso de esta pieza en la construcción.

EL ACERO

El acero es una aleación de hierro y carbono, donde el carbono no supera el 3.5% que le otorga mayor resistencia y pureza, alcanzando normalmente porcentajes entre el 0.2% y el 0.3% para aceros de bajo carbono, que son los utilizados para las construcciones. Porcentajes mayores al 3.5% de carbono dan lugar a las fundiciones, aleaciones que al ser frágiles y no poderse forjar, se moldean. Algunas veces otros elementos de aleación específicos tales como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel) se agregan con propósitos determinados.

No se debe confundir el hierro con el acero, dado que el hierro es un metal en estado puro al que se le mejoran sus propiedades físico-químicas con la adición de carbono y demás elementos.

PROCESO DE FABRICACIÓN

A partir del mineral de hierro (formado por óxidos de Fe y ganga) se obtiene en los altos hornos el arrabio (hierro con un 4 % aproximadamente de carbono).

El arrabio es duro pero muy frágil (interesa más un material dúctil, que “avisa” de su estado tensional), para reducir el porcentaje de carbono sin perder resistencia se afina el arrabio en convertidores (se quema el carbono sobrante), obteniéndose el acero en bruto con un % de carbono en torno al 2 %.

Posteriormente se vierte en lingoteras para su enfriamiento y posterior acabado. El proceso de acabado puede ser por: forja, moldeo, trefilado o laminación; para ello se calienta previamente (o bien viene directamente del convertidor

mediante un proceso de colada continua, con lo que se evitan las lingoteras, el desmoldeado y posterior calentamiento). Tras este proceso se pueden aplicar tratamientos térmicos (templado, recocido, revenido...) para alcanzar las propiedades mecánicas y químicas deseadas.

El acero más empleado en la construcción es el laminado.

El laminado consiste en transformar el acero en bruto a alta temperatura en elementos de formas dadas usados en la construcción, para ello se usan laminadoras (máquinas herramienta de alta potencia) esencialmente formadas por cilindros paralelos.

Las laminadoras se disponen en trenes de laminación, transformando el acero en forma progresiva con un cierto número de pasadas.

Este proceso mejora sensiblemente las cualidades del acero (elimina imperfecciones del lingote, oquedades...) alargando los cristales de acero en la dirección de la laminación.

El acero resultante es bastante homogéneo, sin embargo tiene unas propiedades mecánicas inferiores en la dirección transversal a la laminación.

Sus cualidades de resistencia a compresión, tracción y cizalladura son muy altas, con buenas cualidades de elasticidad y dilatación.

TIPOS

Podemos clasificar a los aceros en cinco grupos principales:

Aceros al carbonoEl acero al carbono, constituye el principal producto de los aceros que se producen, estimando que un 90% de la producción total producida mundialmente corresponde a aceros al carbono. Estos aceros son también conocidos como aceros de construcción, La composición química de los aceros al carbono es compleja, además del hierro y el carbono que generalmente no supera el 1%, hay en la aleación otros elementos necesarios para su producción, tales como silicio y manganeso. El aumento del contenido de carbono en el acero eleva su resistencia a la tracción, incrementa el índice de fragilidad en frío y hace que disminuya la tenacidad y la ductilidad.

Aceros aleadosEstos aceros están compuestos por una proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos; además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono. Estos aceros se emplean para fabricar engranajes, ejes, cuchillos, etc.Aceros de baja aleación ultra resistenteEs la familia de aceros más reciente de las cinco. Estos aceros son más baratos que los aceros convencionales debido a que contienen menor cantidad de materiales

costosos de aleación. Sin embargo, se les da un tratamiento especial que hace que su resistencia sea mucho mayor que la del acero al carbono. Este material se emplea para la fabricación de vagones porque al ser más resistente, sus paredes son más delgadas, con lo que la capacidad de carga es mayor. Además, al pesar menos, también se pueden cargar con un mayor peso. También se emplea para la fabricación de estructuras de edificios.

Aceros inoxidablesEstos aceros contienen cromo, níquel, y otros elementos de aleación que los mantiene brillantes y resistentes a la oxidación. Algunos aceros inoxidables son muy duros y otros muy resistentes, manteniendo esa resistencia durante mucho tiempo a temperaturas extremas.Debido a su brillo, los arquitectos lo emplean mucho con fines decorativos. También se emplean mucho para tuberías, depósitos de petróleo y productos químicos por su resistencia a la oxidación y para la fabricación de instrumentos quirúrgicos o sustitución de huesos porque resiste a la acción de los fluidos corporales.Además se usa para la fabricación de útiles de cocina, como pucheros, gracias a que no oscurece alimentos y es fácil de limpiar.

Aceros de herramientasEstos aceros se emplean para fabricar herramientas y cabezales de corte y modelado de máquinas. Contiene wolframio, molibdeno y otros elementos de aleación que le proporcionan una alta resistencia, dureza y durabilidad.

CLASESEN BARRAS LISAS Y PERFILESProductos laminados en caliente de diversas secciones transversales que tienen en común las siguientes características: la altura h, es igual o

mayor de 80mm; las superficies del alma se empalman con las caras interiores de las alas; las alas son generalmente simétricas y de igual ancho; las caras exteriores de las alas son paralelas; las alas pueden ser de espesor decreciente desde el alma hacia los bordes, en este caso los perfiles se denominan de "alas inclinadas", o de espesor uniforme las que se denominan de alas paralelas.

Ángulos de Alta Resistencia Grado 50: Producto de acero laminado en caliente cuya sección transversal está formada por dos alas de igual longitud, en ángulo recto.

Ángulos Estructurales: Producto de acero laminado en caliente cuya sección transversal está formada por dos alas de igual longitud, en ángulo recto.

Barras calibradas: Barra de acero laminado en caliente y calibrado en frío; se caracterizan por su alta exactitud dimensional y buena calidad superficial.

Barras cuadradas: Producto de acero laminado en caliente de sección cuadrada.

Barras cuadradas ornamentales: Producto de acero laminado en caliente de sección cuadrada de lados cóncavos, que lo convierte en un elemento decorativo de gran belleza.

Barras hexagonales: Producto laminado en caliente de sección hexagonal, de superficie lisa.

Barras redondas lisas: Producto laminado en caliente de sección circular, de superficie lisa.

BARRAS DE CONSTRUCCIÓNBarras de acero de sección redonda con la superficie estriada, o con resaltes, para facilitar su adherencia al concreto al utilizarse en la industria de la construcción. Se fabrican cumpliendo estrictamente las especificaciones que señalan el límite de fluencia, resistencia a la tracción y su alargamiento. Las especificaciones señalan también las dimensiones y tolerancias. Se les conoce como barras para la construcción, barras deformadas y en Venezuela con el nombre de cabillas. Las barras para construcción se identifican por su diámetro, que puede ser en pulgadas o milímetros. Las longitudes usuales son de 9 y 12 metros de largo.

Fierro Corrugado ASTM A706: Barras de acero micro aleado de alta ductilidad, rectas de sección circular, con resaltes Hi-bond de alta adherencia con el concreto.

Fierro Corrugado ASTM A615-GRADO 60: Barras de acero rectas de sección circular, con resaltes Hi-bond de alta adherencia con el concreto.

Corrugado 4.7 mm: Varillas de acero corrugadas obtenidas por laminado en frío.

Nuevos Estribos Corrugados: Para columnas y vigas.

ALAMBRONES Y DERIVADOS

Redondos que son laminados en caliente a partir de palanquillas, a una sección recta aproximadamente redonda en rollos de una longitud continúa. Los productos en barras pueden haber sufrido una deformación en frío controlada, por ejemplo un estirado o torzonado alrededor de su eje longitudinal.

Alambre negro recocido: Es un alambre de acero de bajo carbono, obtenido por traficación y con posterior tratamiento térmico de recocido que le otorga excelente ductilidad y maleabilidad, conservando suficiente resistencia mecánica para trabajar.

Alambrón liso para construcción: Es un producto laminado en caliente de sección circular y de superficie lisa.

Alambrón de trefilería: Producto de acero fabricado por laminación en caliente, de sección circular y de superficie lisa.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL ACERO

Es una aleación de diversos elementos, entre ellas están el carbono, magnesio, silicio, cromo, níquel y vanadio.

El carbono: es el que determina sus propiedades mecánicas. A mayor contenido de carbono la dureza, la resistencia, la tracción y el límite elástico aumentan. Por el contrario, disminuye la ductibilidad y la tenacidad.

El magnesio es adicionado en forma de ferro magnesio, aumenta la forjabilidad del acero, su templacidad y resistencia al impacto, así como disminuye en su ductibilidad.

El silicio se adiciona en proporciones que varían de 0.05% a 0.5%. Se incluye en la aleación para propósitos de oxidación, pues se combinan con oxígeno disuelto en la mezcla.

El cromo incrementa la resistencia a la abrasión y a la templacidad. El níquel mejora la resistencia al impacto y calidad superficial. El vanadio mejora la templacidad. El fósforo, al igual que el Azufre, en algunos tipos de aceros se agrega

deliberadamente para aumentar su resistencia a la tensión y mejorar la maquinabilidad; pero reduce la ductilidad y la resistencia al impacto.

PROPIEDADES DEL ACERO

FÍSICAS:Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero debido a que estas varían con los ajustes en su composición y los diversos tratamientos térmicos, químicos o mecánicos, con los que pueden conseguirse aceros con combinaciones de características adecuadas para infinidad de aplicaciones, se pueden citar algunas propiedades genéricas:

Su densidad media es de 7850 kg/m³. En función de la temperatura el acero se puede contraer, dilatar o fundir.

El punto de fusión del acero depende del tipo de aleación y los porcentajes de elementos aleantes. El de su componente principal, el hierro es de alrededor de 1.510 °C en estado puro (sin alear), sin embargo el acero presenta frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1.375 °C, y en general la temperatura necesaria para la fusión aumenta a medida que se aumenta el porcentaje de carbono y de otros aleantes, (excepto las aleaciones auténticas que funden de golpe). Por otra parte el acero rápido funde a 1.650 °C. Su punto de ebullición es de alrededor de 3.000 °C.

MECÁNICAS:

Tenacidad: Es la capacidad que tiene un material de absorber energía sin producir fisuras (resistencia al impacto). El acero es un material muy tenaz, especialmente en alguna de las aleaciones usadas para fabricar herramientas.

Ductilidad:Es relativamente dúctil. Con él se obtienen hilos delgados llamados alambres. Un aumento de la temperatura en un elemento de acero provoca un aumento en la longitud del mismo. Este aumento en la longitud puede valorarse por la expresión: δL = α δ t° L, siendo a el coeficiente de dilatación, que para el acero vale aproximadamente 1,2 · 10−5 (es decir α = 0,000012).El acero se dilata y se contrae según un coeficiente de dilatación similar al coeficiente de dilatación del hormigón, por lo que resulta muy útil su uso

simultáneo en la construcción, formando un material compuesto que se denomina hormigón armado.

Maleable:Se pueden obtener láminas delgadas llamadas hojalata. La hojalata es una lámina de acero, de entre 0,5 y 0,12 mm de espesor, recubierta, generalmente de forma electrolítica, por estaño.

Resistencias al desgaste:Es la facilidad que posee un material que permitir el proceso de mecanizado. Permite una buena mecanización en máquinas herramientas antes de recibir un tratamiento térmico.

Maquinabilidad:Es la facilidad que posee un material que permitir el proceso de mecanizado. Permite una buena mecanización en máquinas herramientas antes de recibir un tratamiento térmico.

Dureza:La densidad promedio del acero es 7850 kg/m3. Es la resistencia que ofrece un acero para dejarse penetrar. La dureza de los aceros varía entre la del hierro y la que se puede lograr mediante su aleación u otros procedimientos térmicos o químicos entre los cuales quizá el más conocido sea el templado del acero, aplicable a aceros con alto contenido en carbono, que permite, cuando es superficial, conservar un núcleo tenaz en la pieza que evite fracturas frágiles. Aceros típicos con un alto grado de dureza superficial son los que se emplean en las herramientas de mecanizado, denominados aceros rápidos que contienen cantidades significativas de cromo, wolframio, molibdeno y vanadio. Los ensayos tecnológicos para medir la dureza son Brinell, Vickers y Rockwell, entre otros.

Conductividad eléctrica:Posee una alta conductividad eléctrica en las líneas aéreas de alta tensión se utilizan con frecuencia conductores de aluminio con alma de acero proporcionando éste último la resistencia mecánica necesaria para incrementar los vanos entre la torres y optimizar el coste de la instalación.

TÉRMICAS:

Conductividad térmica:Es la facilidad que presenta un material para dejar pasar a través de él una cantidad de calor. El coeficiente de conductividad térmica k nos da la cantidad de calor que pasaría a través de un determinado metal en función de su espesor y sección.

Conductividad eléctrica:Es la facilidad que presenta un material para dejar pasar a través de él la corriente eléctrica. Este fenómeno se produce por una diferencia de potencial entre los extremos del metal.

Dilatación:Es el aumento de las dimensiones de un metal al incrementarse la temperatura. No es uniforme ni sigue leyes determinadas.Es la capacidad que tiene

QUÍMICAS:La actividad química del metal depende de las impurezas que contenga y de la presencia de elementos que reaccionan con estas, dependiendo también en menor medida de la temperatura y zonas de contacto. Distinguimos fundamentalmente dos reacciones: oxidación y corrosión.

Oxidación:La oxidación se produce cuando se combina el oxígeno del aire y el metal. La oxidación es superficial, produciéndose en la capa más externa del metal y protegiendo a las capas interiores de la llamada oxidación total. El óxido no es destructivo.

Corrosión:Se considera corrosión a toda acción que ejercen los diversos agentes químicos sobre los metales, primeramente en la capa superficial y posteriormente en el resto. Cuando es producida por el oxígeno y usando como catalizador el agua, la corrosión es progresiva desde la capa superficial hasta el interior del metal lo que provoca su total destrucción.

CARACTERÍSTICAS DEL ACERO

POSITIVAS Trabajabilidad: Se pueden cortar y perforar a pesar de que es muy

resistente y aun así siguen manteniendo su eficacia.

Soldabilidad: Es un material que se puede unir por medio de soldadura y gracias a esto se pueden componer una serie de estructuras con piezas rectas.

Forjabilidad: Significa que al calentarse y al darle martillazos se les puede dar cualquier forma deseada.

Alta resistencia mecánica: Los aceros son materiales con alta resistencia mecánica al someterlos a esfuerzos de tracción y compresión y lo soportan por la contribución química que tienen los aceros. Por medio de los ensayos de laboratorio se determina la resistencia a tracción y a compresión evaluando su límite elástico y el esfuerzo de rotura.

Resistencia al desgaste: Es la resistencia que ofrece un material a dejarse erosionar cuando está en contacto de fricción con otro material.

NEGATIVAS

Oxidación: Los aceros tienen una alta capacidad de oxidarse si se exponen al aire y al agua simultáneamente y se puede producir corrosión del material si se trata de agua salina.

Transmisor de calor y electricidad: El acero es un alto transmisor de corriente y a su vez se debilita mucho a altas temperaturas, por lo que es preferible utilizar aceros al níquel o al aluminio o tratar de protegerlos haciendo ventilados y evitar hacer fábricas de combustible o plásticos con este tipo de material. Estas dos desventajas son manejables teniendo en cuenta la utilización de los materiales y el mantenimiento que se les dé a los mismos.

USOS DEL ACERO

VENTAJASPara su uso en construcción, el acero se distribuye en perfiles, siendo éstos de diferentes características según su forma y dimensiones y debiéndose usar específicamente para una función concreta, ya sean vigas o pilares.

Alta resistencia:La alta resistencia del acero por unidad de peso implica que será poco el peso de las estructuras, esto es de gran importancia en puentes de grandes claros.

Uniformidad:Las propiedades del acero no cambian apreciablemente con el tiempo como es el caso de las estructuras de concreto reforzado.

Durabilidad:Si el mantenimiento de las estructuras de acero es adecuado duraran indefinidamente.

Ductilidad:La ductilidad es la propiedad que tiene un material de soportar grandes deformaciones sin fallar bajo altos esfuerzos de tensión. La naturaleza dúctil de los aceros estructurales comunes les permite fluir localmente, evitando así fallas prematuras.

Tenacidad:Los aceros estructurales son tenaces, es decir, poseen resistencia y ductilidad. La propiedad de un material para absorber energía en grandes cantidades se denomina tenacidad.

Otras ventajas importantes del acero estructural son:

Gran facilidad para unir diversos miembros por medio de varios tipos de conectores como son la soldadura, los tornillos y los remaches.

Posibilidad de prefabricar los miembros de una estructura. Rapidez de montaje. Gran capacidad de laminarse y en gran cantidad de tamaños y formas. Resistencia a la fatiga. Posible rehúso después de desmontar una estructura.

DESVENTAJAS

Resistencia a la corrosión:La corrosión es la mayor desventaja de los aceros ya que el hierro se oxida con suma facilidad incrementando su volumen y provocando grietas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidación hasta que se consume la pieza por completo. Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendo mediante tratamientos superficiales diversos. Si bien existen aleaciones con resistencia a la corrosión mejorada como los aceros de construcción «corten» aptos para intemperie (en ciertos ambientes) o los aceros inoxidables.

Costo de mantenimiento.- La mayor parte de los aceros son susceptibles a la corrosión al estar expuestos al agua y al aire y, por consiguiente, deben pintarse periódicamente.

Costo de la protección contra el fuego.- Aunque algunos miembros estructurales son incombustibles, sus resistencias se reducen considerablemente durante los incendios.

Susceptibilidad al pandeo.- Entre más largos y esbeltos sean los miembros a compresión, mayor es el peligro de pandeo. El acero tiene una alta resistencia por unidad de peso, pero al utilizarse como columnas no resulta muy económico ya que debe usarse bastante material, solo para hacer más rígidas las columnas contra el posible pandeo.

CONCLUSIONES

El ladrillos una pieza simbólica de la vida sedentaria del hombre, desde entonces es muy importante en la construcción de edificaciones.

La arcilla y el agua constituye un recurso fundamental para la fabricación del ladrillo, desde estos se deben supervisar una buena calidad para que el producto también las tenga.

El proceso de fabricación industrial y artesanal de los ladrillos son muy parecidos, pero guardan una gran diferencia en la elección de la materia prima, la supervisión técnica en todo el proceso y máquinas que ayudan a una mejor calidad de los ladrillos en el caso de los industriales.

El tamaño de los ladrillos comunes que se fabrican en el país, es de 26,5 a 27 cm. de largo, por 12,5 a 13 cm. de ancho, por 6 cm. a 7 cm. de espesor.

Cuando el ladrillo es de primera calidad, bien cocido, (campana por el sonido claro), los ensayos de compresión en probetas, llegan a una resistencia de 90 kg/cm2 a la rotura. Lo importante, de todas maneras es que sus medidas estén relacionadas entre si para posibilitar su uso: si (e) es el espesor, (a) es el ancho y (l) es el largo, la relación será, (a)= 2(e)+ 1 junta, (l)= 2(a)+1 junta.

RECOMENDACIONES:

Aun cuando se posea un proyecto con un detallado diseño y excelentes materiales para ejecutarlo, las malas prácticas de construcción y de la mano de obra dan como resultado una construcción deficiente. El respeto a los procedimientos correctos, adecuados a cada caso, es la base de una albañilería durable, impermeable y que satisface todos los objetivos.

El cuidado de los ladrillos en la obra es de responsabilidad de todo el equipo a cargo de la obra, desde los profesionales que la administran hasta quienes tienen la responsabilidad en terreno de ejecutarla (jefe de obra, capataces y bodeguero).

Si el muro que se va a construir va a soportar cargas grandes, tenemos que optar por ladrillos de tipo V o IV, y si es un muro no portante los de tipo I (artesanos), II ó III.

BIBLIOGRAFÍA

DONALD R. Askeland, CIENCIA E INGENIERÍA DE LOS MATERIALES, 3ra. Edición. 1998

GÜEMES GORDO, Alfredo; CIENCIA DE MATERIALES PARA INGENIEROS; Pearson Educación. Madrid. 2012

PERO-SANZ ELORZ, José Antonio. CIENCIA E INGENIERÍA DE MATERIALES. Inversiones Editoriales. Madrid. 2000

San Bartolomé Á., 2007. Blog de Albañilería: http://blog.pucp.pe/albanileria.

http://www.ladrillositalperu.com/331_018.pdf