SEMANA 4

MATERIALES PETREOS - ROCAS

CLASIFICACIÓN

Dentro de la clasificación de los materiales pétreos podemos encontrar 3 tipos:

NATURALES 

Están localizados en yacimientos naturales, para utilizarlos sólo es necesario que sean seleccionados, refinados y clasificados por tamaños. Comúnmente se hallan enyacimientos, canteras y/o graveras.

ARTIFICIALES 

Estos se localizan en macizos rocosos, para obtenerlos se emplean procedimientos de voladura con explosivos, posteriormente se limpian, machacan y clasifican y con ello se procede a utilizarlos.

INDUSTRIALES

 Son aquellos que han pasado por diferentes procesos de fabricación, tal como productos de desecho, materiales calcinados, procedentes de demoliciones o algunos que ya han sido manufacturados y mejorados por el hombre.

1. ROCAS ÍGNEAS

Las rocas ígneas se forman cuando en la erupción de un volcán el magma se enfría y solidifica. Este magma se puede derivar de los derretimientos parciales, de rocas preexistentes en cualquier capa, ó en la corteza de la Tierra. Típicamente, el derretimiento es causado por uno o más de los procesos siguientes: aumento de temperatura, disminución de la presión o cambio en la composición. 

Las rocas ígneas pueden clasificarse en dos grupos: intrusivas y extrusivas

1.1 ROCAS ÍGNEAS INTRUSIVAS

Son formadas desde el magma, que se enfría y solidifica dentro de la Tierra. El magma se enfría lentamente y como resultado estas rocas son de grano grueso. Los granos minerales en tales rocas pueden ser, generalmente, identificadas a simple vista.

Las rocas ígneas intrusivas de grano grueso que se forman en las profundidades de la Tierra son las llamadas abisales, mientras que las que se forman más cerca de la superficie son las llamadas hipabisales.

Una roca ígnea intrusiva puede ser la sienita o el granito, que es la roca intrusiva más abundante.

1.2 ROCAS ÍGNEAS EXTRUSIVAS

Las rocas ígneas extrusivas son formadas en la superficie de la Tierra como resultado de la fusión parcial de rocas dentro del manto y la corteza.

Cuando la lava se enfría y cristaliza rápidamente, su aspecto es fino y granuloso. Si el enfriamiento ha sido tan rápido como para prevenir la formación la roca resultante puede ser sobre todo vidrio. En cambio, si el enfriamiento de la lava ocurre lentamente, las rocas serían de grano grueso.

El basalto y la riolita son rocas ígneas extrusivas.

2. ROCAS SEDIMENTARIAS

Las rocas sedimentarias son rocas que se forman por acumulación de materiales arrastrados y depositados sobre lechos acuáticos y que sometidos a procesos físicos y químicos resultan ser un material de cierta consistencia.

Los dos rasgos que caracterizan a estas rocas son que presentan una estructura estratificada y que contienen, generalmente, fósiles. 

Estas rocas se pueden clasificar según su génesis en: rocas detríticas, formadas por acumulación de derrubios procedentes de la erosión y depositados por gravedad; rocas organógenos, formadas con restos de seres vivos o, rocas químicas, formadas por depósito de sustancias previamente disueltas o según su composición en terrígenas (arcilla, arenisca…), carbonatadas (caliza, creta…), silíceas (radiolarita, calcedonia…), orgánicas (carbón mineral, petróleo…), evaporizas (yeso, salistres…), ferro-aluminosas (limonita, laterita…) o fosfatas (fosforitas sedimentarias, turquesa…).

3. ROCAS METAMÓRFICAS

Las rocas metamórficas son rocas que fueron formadas por la presión y las altas temperaturas. Proceden de la transformación de rocas ígneas y de rocas sedimentarias. Dicho proceso se llama metamorfismo y es un proceso lento.

Las rocas metamórficas son clasificadas según sus propiedades físicas. Los factores que definen o clasifican las rocas metamórficas son dos: los minerales que las forman y las texturas que presentan dichas rocas. Las texturas son de dos tipos, foliadas y no foliada.

4. CEMENTO

El cemento se fabrica fundamentalmente a partir de una mezcla de clinker y yeso, aunque también se le agregan otros componentes como escorias de alto horno, arcillas y calizas o puzolanas.

Las materias primas se trituran y se mezclan para cocerlo a temperaturas próximas a los 1.500 ºC. A la salida del horno el material debe de enfriarse rápidamente y se almacena en silos. Cuando éste está frío, se envasa en sacos de 50 kg o se transporta por medio de camiones o ferrocarril.

Este cemento, mezclado con áridos y agua, tiene la propiedad de endurecerse al cabo de poco tiempo, formando un material muy resistente, especialmente cuando trabaja a esfuerzos de compresión.

4.1 TIPOS DE CEMENTO

Cemento Portland: este es el tipo de cemento más utilizado como aglomerante para la preparación del hormigón. Cuando se mezcla con el agua se obtiene un producto de características plásticas con propiedades adherentes que solidifica en algunas y endurece progresivamente durante un período de varias semanas. Según el porcentaje de los componentes que lo forman se podrá crear cementos Portland especiales.

Cementos de mezclas: se obtienen agregando al Portland otros componentes como la puzolana. Se divide en dos tipos: cemento puzolánico y cemento siderúrgico.

Cemento de fraguado rápido: este cemento se caracteriza por iniciar el fraguado a los pocos minutos de su preparación con agua. Se produce de forma similar al Portland, pero a una temperatura de 1.000 a 1.200 ºC. Es un cemento apropiado para trabajos menores de fijaciones y reparaciones pero no apropiado para grandes obras porque no se dispondría del tiempo para efectuar una buena colada.

Cemento aluminoso: se produce principalmente a partir de la bauxita y adicionalmente se agrega calcáreo o carbonato de calcio. También es llamado cemento fundido, porque la temperatura del horno alcanza hasta los 1.600 ºC y por se alcanza la fusión de los componentes.

5. HORMIGÓN

El hormigones una mezcla de cemento, arena, grava y agua que se utiliza en la construcción para rellenar los cimientos y, armado con varillas de acero, para las estructuras y capas de compresión de los forjados, losas, etcétera.

La dosificación debe realizarse para elaborar un hormigón adecuado a su uso, es la que figura en la siguiente tabla:

	Cimentación	Estructuras	Losas
Cemento	20 kg	20 kg	20 kg
Grava	70 litros	45 litros	40 litros
Arena	55 litros	30 litros	20 litros
Agua	12 litros	10 litros	8 litros

6. MORTERO DE CEMENTO

Es una mezcla de cemento, arena y agua que se emplea como adhesivo para ladrillos, bloques y enfoscados. Con el mortero de cemento se efectúan materiales prefabricados, que son muy empleados en construcción.

Se pueden clasificar de la siguiente manera:

- Según el tipo de conglomerante: morteros de cemento Portland, morteros de cal, morteros de cemento de aluminato de calcio, morteros bastardos.

- Morteros especiales: morteros refractarios, morteros ignífugos, morteros de cemento cola, morteros no expansivos, morteros aligerados, morteros hidrófugos, morteros coloreados, morteros autonivelantes y morteros aislados de finos.

7. YESO

El yeso es un producto preparado básicamente a partir de una piedra natural denominada aljez (también llamada “piedra de yeso”), que se extrae de las canteras. Mediante calcinación y molino se obtiene un material en polvo, de color blanco, que al adicionarle agua fragua rápidamente y se endurece.

Dependiendo del grado y molido, se distinguen dos tipos de yesos. El yeso grueso, también llamado tosco, que es el empleado para pegar ladrillos y dar la primera capa de los revestimientos de los tabiques interiores. El yeso fino, más caro que el anterior, se emplea únicamente como acabado final para enlucir los tabiques.

La escayola es un yeso muy puro que se emplea para la fabricación de paneles prefabricados de tabiquería interior y placas para falsos techos.

8. MATERIALES REFRACTARIOS

Se llaman materiales refractarios a aquellos que son capaces de soportar altas temperaturas sin alterar su estructura. Estos son utilizados en procesos industriales que se realizan a elevadas temperaturas como en las industrias siderúrgica y metalúrgica o industrias del vidrio.

Un material refractario debe tener unas propiedades específicas como un alto punto de fusión, que sea buen conductor térmico, un bajo coeficiente de dilatación térmica y una elevada resistencia mecánica.

9. MATERIALES ABRASIVOS

Un material abrasivo es un elemento que debido a su dureza son capaces de pulir e incluso mecanizar piezas más blandas que ellos, al ser presionados o deslizados sobre la superficie a tratar.

Se emplean básicamente de tres formas. Una de ellas es aplicar directamente el material abrasivo en forma de polvo sobre la pieza; otra es aglomerar el abrasivo formando diferentes materiales. El último es el lanzamiento de un chorro de agua o aire a presión que lleva en suspensión material abrasivo.

Uno de los más usados es el carborundo (carburo de silicio), aunque se está utilizando el óxido de aluminio y el diamante sintético. 

De los materiales sintéticos más duros en la actualidad podemos destacar el borazón (BN) cuya dureza es superior a la del diamante. 

 

En cuanto a los abrasivos naturales, los más utilizados en la industria son el diamante, el corindón, el esmeril y el cuarzo.

RECICLADO
Uno de los pétreos más reciclados es el hormigón y el ladrillo, que tras ser triturado puede utilizarse como agregados en hormigón nuevo para aeropuertos, autopistas, alcantarillado, etc. o como material de relleno.