Construyendo

Ingeniería Civil

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Pinturas y revestimientos

ANTECEDENTES Los primeros ejemplos de pinturas se presentan en las decoraciones de cavernas y pinturas rupestres.

HISTORIA Los egipcios y los griegos utilizaban pinturas a la goma y a la cera con pigmentos naturales colorantes (óxido de hierro, negro de humo). Los griegos y romanos comenzaron a utilizar el carbonato de plomo “blanco de plomo o cerusa”, pigmento blanco (tóxico). Durante la I guerra mundial aparecen las resinas sintéticas como componentes de las pinturas (nitrato y acetato de celulosa)

COMPONENTES El pigmento: Proporciona el color y opacidad de la pintura, puede ser mineral u orgánico de él dependen dos propiedades importantes, uno el poder cubriente y dos la estabilidad del color.

El Vehículo: Es líquido que lleva en suspensión el pigmento y favorece el rendimiento de la pintura, debe ser fluido para poder aplicar la pintura, por lo que necesita mezclarse con disolventes volátiles El vehículo consta de un aglutinante y de un disolvente

Aglutinante: Son sustancias normalmente orgánicas, cuya función principal es dar protección; se pueden utilizar en forma sólida, disueltos o dispersos en solventes orgánicos volátiles, en solución acuosa o emulsionados en agua. Estas sustancias comprenden los aceites secantes, resinas naturales y resinas sintéticas.

Solvente: Son sustancias líquidas que dan a las pinturas el estado de fluidez necesario para su aplicación, evaporándose una vez aplicada la pintura. A pesar de ello, su uso se ha visto disminuido en los últimos años, debido a restricciones de tipo ambiental y de costo, especialmente en el caso de los solventes clorados.

Los aditivos: para mejorar alguna de las propiedades de la pintura

RECUBRIMIENTOS Son materiales que al momento de ser aplicados sobre una superficie, protegen, embellecen o impiden que elementos extraños entren en contacto con la misma. Incluyen, pero no se limitan a, pinturas, barnices, lacas y recubrimientos para mantenimiento industrial, y pueden ser aplicados tanto a unidades o equipos móviles como a superficies estacionarias.

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Cal

Sustancia alcalina de color blanco o blanco grisáceo que al contacto con el agua, se hidrata o se apaga, desprendiendo calor. Usos: En la construcción es como componente, mezclada con arena, en la elaboración de Morteros de unión o de revestimiento exterior o interior. Impermeabilización: Se impermeabiliza con una mezcla de utilizan cal, jabón de cebo animal y alumbre. Restauración de monumentos. Estabilización de los suelos :Los suelos pueden ser sometidos a varios tipos posibles de tratamiento con cal, en función de los objetivos a conseguir, y estos tratamientos son: Secado, Modificación y Estabilización. Aspectos negativos de este uso :Su contenido en sulfatos solubles o Su contenido en materia orgánica.

Acabados El tadelakt es una técnica milenaria de Marruecos, es un revestimiento de cal obtenida de la región de Marrakech. Solamente a través del tacto se aprecia realmente el acabado del tadelakt. La superficie, con un aspecto muy similar al mármol.

Firmes La cal se mezcla con agua y se crea una mezcla espesa como mantequilla.

Cal aérea grasa Pasta fina trabada y untuosa, blanca, que aumenta mucho de volumen, permaneciendo indefinidamente blanda en sitios húmedos y fuera del contacto con el aire. En el agua termina por disolverse.

Cal aérea magra o dolomítica Al añadirles agua forman una pasta gris poco trabada, que se entumece menos y desprende más calor que las cales grasas. Al secarse en el aire se reducen a polvo, y en el agua se deslíen y disuelven. Por estas deficientes cualidades no se utilizan en construcción.

Cal hidráulica Se obtiene a partir de batir cal en agua.

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Perfiles metálicos

Los perfiles metálicos son aquellos productos laminados, fabricados usualmente para su empleo en estructuras de edificación, o de obra civil. Se distinguen:  Perfil HE Su sección tiene forma de doble T. Las caras exteriores e interiores de las alas son paralelas entre sí y perpendicular al alma, y así las alas tienen espesor constante. Las uniones entre las caras del alma y las caras interiores de las alas son redondeadas. Las alas tienen el borde con aristas exteriores e interiores vivas. Los perfiles HE comprenden las tres series siguientes, cuyas dimensiones y términos de sección se detallan en la tabla   — Serie normal: HEB — Serie ligera: HEA — Serie pesada: HEM

Perfil IPN Su sección tiene forma de doble T. Las caras exteriores de las alas son perpendiculares al alma y las interiores presentan una inclinación del 14 por 100 respecto a las exteriores, por lo que las alas tienen espesor decreciente hacia los bordes. Las uniones entre las caras del alma y las caras interiores de las alas son redondeadas. Las alas tienen el borde con arista exterior viva e interior redondeada.  Las dimensiones y los términos de sección de los perfiles IPN se detallan en la tabla 2.A1.1 y coinciden con los de la norma UNE 36 521.   

Perfil UPN Su sección tiene forma de U. Las caras exteriores de las alas son perpendiculares al alma y las interiores presentan una inclinación del 8 por 100 respecto a las exteriores, por lo que las alas tienen espesor decreciente hacia los bordes. Las uniones entre la cara interior del alma y las caras interiores de las alas son redondeadas. Las alas tienen el borde con arista exterior viva e interior redondeada. Las dimensiones y los términos de sección de los perfiles UPN se detallan en la tabla.

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Mampostería de elementos artificiales.

La mampostería es la unión de bloques o ladrillos de arcilla o de concreto con un mortero para conformar sistemas monolí­ticos tipo muro, que pueden resistir acciones producidas por las cargas de gravedad o las acciones de sismo o viento.

Mampuesto: es el material usado en la obra de mamposterí­a. Piedra sin labrar que se puede colocar con la mano en la obra.

Las propiedades mecánicas son variables y difíciles de predecir debido al poco control que se tiene sobre las propiedades de los materiales que la componen y los procedimientos de construcción empleados.

Piedras artificiales: -Adobe - Protegido del interperismo y      reforzado, es un sistema constructivo económico y seguro. - Tamaño, 10 *(30 - 40) * (40 - 60) cm. - Se le agrega arena y/o paja para mejorar propiedades como resistencia a tensión y agrietamiento por secado -Arcilla cocida: - Ladrillo (tabique)        -Tabique compacto - Block hueco - Muros divisorios - Celosia -Bloques huecos: Ligero, intermedio,pesado Tabicón (10*14*28) Según el agregado empleado, varían sus propiedades

Elaboración de la mampostería -Las piezas empleadas deberán estar limpias y sin rajaduras. -Enmohecimiento de las piezas. Todas las piezas de barro deberán saturarse al menos 2 horas antes de su colocación. Piezas de concreto no es necesario si se hace se pueden deshacer. Orientación de piezas huecas. Las piezas      huecas se deberán colocar de modo que sus celdas y perforaciones sean      ortogonales a la cara de apoyo.

Para diseño se emplear un valor nominal de la resistencia, *fp, medida sobre área bruta, que se determinar como el valor que es alcanzado por lo menos por el 98% de las piezas producidas.

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Madera

Se denomina madera a aquella parte más sólida y fibrosa de los árboles y que se ubica debajo de su corteza. Cabe destacarse que la madera se caracteriza por la diversa elasticidad que dispone, la cual estará en estrecha relación a la dirección de deformación que presente, y asimismo sus condiciones variarán en función del tipo de árbol que proviene y las características climáticas del lugar en el cual el árbol del que se extraerá crece. Respecto de su composición, está compuesta por los siguientes elementos: carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno, entre otros.

Ventajas  Docilidad de labra  Su escasa densidad Su belleza  Su calidad Su resistencia mecánica  Propiedades térmicas  Propiedades acústicas.  Aunque presenta también inconvenientes como su combustibilidad, su inestabilidad volumétrica y su putrefacción.

Propiedades de la madera. -Anisotropía. Es un material anisótropo, es decir no se comporta igual en todas las direcciones de las fibras. Es más fácil cepillar longitudinalmente al sentido de las fibras que transversalmente, y ocurre a la inversa con el aserrar. -Resistencia. La madera es uno de los materiales más idóneos para su trabajo a tracción, por su especial estructura direccional, su resistencia será máxima cuando la solicitación sea paralela a la fibra y cuando sea perpendicular su resistencia disminuirá. En esta solicitación juegan un papel importante las fibras cortas o interrumpidas y los nudos, que minoran la resistencia. El esfuerzo de flexión, origina uno de tracción y otro de compresión separados por una zona neutra, por lo cual la resistencia a flexión será máxima cuando la fuerza actuante sea perpendicular al hilo y mínima cuando ambos sean paralelos. -Flexibilidad. La madera puede ser curvada o doblada por medio de calor, humedad, o presión. Se dobla con más facilidad la madera joven que la vieja, la madera verde que la seca. Las maderas duras son menos flexibles que las blandas. -Dureza. Está relacionada directamente con la densidad, a mayor densidad mayor dureza. Al estar relacionada con la densidad, la zona central de un tronco es la que posee mayor dureza, pues es la más compacta La humedad influye de manera cuadrática en la dureza. Si la humedad es elevada la dureza disminuye enormemente. Por el contrario si la madera se reseca, carece de humedad y se vuelve muy frágil. -Peso específico o densidad. Depende como es lógico de su contenido de agua. Se puede hablar de una densidad absoluta y de una densidad aparente. La densidad absoluta viene determinada por la celulosa y sus derivados. Su valor oscila alrededor de 1550 kg/m3, apenas varía de unas maderas a otras. La densidad aparente viene determinada por los poros que tiene la madera, ya que dependiendo de si están más o menos carentes de agua crece o disminuye la densidad. Depende pues del grado de humedad, de la época de apeo, de la zona vegetal, etc. La madera es un material blando cuya dureza es proporcional al cuadrado de la densidad, decayendo en proporción inversa con el grado de humedad. Ambas densidades unidas dan la densidad real de la madera. -Conductividad térmica.  La madera seca contiene células diminutas de burbujas de aire, por lo que se comporta como aislante calorífico; el coeficiente l vale 0,03 en sentido perpendicular a la fibra y vale 0.01 en sentido paralelo a la fibra. Lo cual quiere decir que su capacidad aislante es mayor en este último sentido.

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Prebabricados

El concreto prefabricado es una mezcla de elementos comunes en el entorno tales como Cemento, Arena, Agregados Minerales y Aditivos los cuales después de ser combinados y mezclados con agua con medios mecánicos a través de procesos controlados; dan forma al CONCRETO.  Propiedades que presentan los prefabricados: Dureza Resistencia Maleabilidad Rígidez

La construcción con prefabricados se lleva a cabo en 2 fases Fabricación: La producción se lleva a cabo en fábricas (fijas o móviles)  Montaje: El montaje en obra puede realizarse con grúas o en forma manual, según las  características de los elementos prefabricados. Clasificación de los prefabricados. Ligeros:  elementos pequeños y livianos, con un peso menos de 30kg,pueden ser colocados por una o dos personas.  Semi-pesados: Su peso es menor de los 500 kg, son colocados en obra utilizando medios mecánicos simples a base de poleas, palancas, malacates y barretas Pesados: Su peso es mayo a 500 kg, y para ser colocados en obra se ocupa maquinaria pesada como grúas de gran porte.

Bloque: Un bloque de concreto es un mampuesto prefabricado, elaborado con hormigones finos o morteros de cemento, utilizado en la construcción de muro.

Vigueta y bovedilla Sistema constructivo a base de estructurar un enramado con viguetas pre coladas con anterioridad colocadas a cierta distancia igual entre si se cubren los claro de estas con la bovedilla que deja espacios huecos para aligerar la losa.

Muros empotrados. Formado por un elemento plano o nervado, continuo o discontinuo, prefabricado de concreto armado, pretensado o pos tensado y empotrado en su base. Trabajan en voladiza con un empotramiento en su base o zapata. Puede considerarse activo, es decir, entra en carga cuando se le aplica el material de relleno. Sus dos funciones principales son el sostenimiento y contención de tierras.

Muros de pantalla prefabricada con tirantes y zapatas. A estos muros los podemos definir como muros de paneles prefabricados de concreto, planos o nervados, con un tirante y anclados, ambos elementos a una zapata construida. Su utilización más frecuente es en la construcción de muros de contención de alturas considerables.

Pilotes.

Estos pueden ser pos tensados, o también ser perfiles o tubos metálicos. Tienen limitaciones respecto a su geometría y profundidad, además de que, como condición de diseño, pueden regir las etapas de desencofrado e izaje a las etapas de servicio, lo que puede encarecer la solución.

Trabes y columnas. Sistema estructural el cual distribuye cargas a soportes a través de la disposición de miembros verticales y horizontales. Los miembros verticales están referidos a postes o columnas y resisten principalmente fuerzas compresivas. Los miembros horizontales están referidos vigas o trabes y resisten el volteo y dan equilibrio.

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Impermeabilizantes.

Los asfálticos: son los más usados, ya que brindan una extensa gama de opciones para integrar sistemas de impermeabilización asfáltica conforme a las más diversas necesidades, ya sean climática, de estructura, de resistencia, etc.

Los prefabricados: son prácticamente aplicables a todos los casos de impermeabilización, ya que son elaborados con asfaltos modificados y brindan una solución única en su aplicación, resistencia y durabilidad que se traduce en la reducción de tiempos en el avance de obra con la consecuente mejora en el aprovechamiento de recursos. Bases primarias para estructuras metálicas, este es aconsejable para climas fí­os, es usado como revestimiento impermeable en sistemas de aplicación en frío.

Tipos de impermeabilización como son: -Los  integrales - Los asfálticos - Los prefabricados  -Las bases primarias para estructuras metálicas.

Los integrales: son utilizados con otros adictivos y sistemas impermeabilizantes, que son usados para aumentar la impermeabilización de elementos constructivos de concreto  como jardineras, cisternas, cimentaciones, etc. Estos son explotados en fábricas de pastas, lechadas y morteros de recubrimiento como protección de superficies expuestas a la humedad.

Los asfálticos: los más usados, brindan una extensa gama de opciones para integrar sistemas de impermeabilización asfáltica conforme sea la necesidad climática, de estructura, de resistencia, etc.

Los prefabricados: son elaborados con asfaltos modificados y brindan una solución única en su aplicación, resistencia y durabilidad que se traduce en la reducción de tiempos en el avance de obra con la consecuente mejora en el aprovechamiento de recursos. 

Bases primarias para estructuras metálicas: se usa en climas frí­os como revestimiento impermeable en sistemas de aplicación en frío.

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Elaboración del cemento

Explotación y Extracción La primera etapa de la fabricación del cemento se inicia con la explotación de los yacimientos de materia prima, en tajo abierto. El material resultante de la voladura es transportado en camiones para su trituración. La trituración de la roca, se realiza en dos etapas:

Primero se procesa en una chancadora primaria, del tipo cono que puede reducirse a un tamaño máximo de 1.5 cm hasta los 25 cm. El material se deposita en un parque de almacenamiento. En seguida, se verifica su composición química, pasa la trituración secundaria, reduciendo su tamaño a 2mm aproximadamente. El material triturado se lleva a la planta propiamente dicha por cintas transportadoras, depositándose en un parque de materias primas. En algunos casos se efectúa un proceso de pre-homogeneización.

Molienda de la materia prima

La siguiente etapa comprende la molienda, por molinos de bolas o por prensas de rodillos, que producen un material de gran finura. En este proceso se efectúa la selección de los materiales, de acuerdo al diseño de mezcla previsto, para optimizar el material crudo que ingresará al horno, considerando el cemento de mejores características.

El material molido debe ser homogenizado para garantizar la efectividad del proceso de clinkerizaciónmediante una calidad constante. Este procedimiento se efectúa en silos de homogenización. El material resultante constituido por un polvo de gran finura debe presentar una composición química constante.

Clinkerización La harina cruda es introducida mediante un sistema de transporte neumático y debidamente dosificada a un intercambiador de calor por suspensión de gases de varias etapas, en la base del cual, se instala un moderno sistema de precalcinación de la mezcla antes de la entrada al horno rotatorio donde se desarrollan las restantes reacciones físicas y químicas que dan lugar a la formación del clinker. El intercambio de calor se produce mediante transferencias térmicas por contacto íntimo a temperaturas de 950 a 1,100°C en un sistema de 4 a 6 ciclones en cascada, que se encuentran al interior de una torre de concreto armado de varios pisos, con alturas superiores a los cien metros.

El horno es el elemento fundamental para la fabricación del cemento. Está constituido por un tubo cilíndrico de acero con longitudes de 40 a 60 m y con diámetros de 3 a 6 m, que es revestido interiormente con materiales refractarios, en el horno para la producción del cemento se producen temperaturas de 1500 a 1600°C, dado que las reacciones de clinkerización se encuentra alrededor de 1450°C. El clinker que egresa al horno de una temperatura de 1200 °C pasa luego a un proceso de enfriamiento rápido por enfriadores de parrilla. Seguidamente por transportadores metálicos es llevado a una cancha de almacenamiento.

Mediante un proceso de extracción controlada, el clinker es conducido a la molienda de cemento por molinos de bolas a circuito cerrado o prensas de rodillos con separadores neumáticos que permiten obtener una finura de alta superficie específica. Como último punto, el cemento es transportado por medios neumáticos para depositarse en silos de donde se encuentra listo para ser despachado. El despacho del cemento portland que produce la planta, se realiza en bultos.

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PTR

Perfil Tubular Rectangular, es una barra rectangular hueca, comúnmente utilizada para armar estructuras, barandales, marcos, implementos agrícolas, etc.

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Alucobond

El panel de aluminio compuesto (ACP) en Alucobond es un tipo de panel plano que posee dos laminas finas de aluminio unidas con un núcleo de plástico. Los paneles de aluminio compuesto se utilizan para recubrimiento de exteriores en edificaciones, revestimiento o construcción de fachadas.

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Perfil OC

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CLASIFICACIÓN DE LOS CORDONES DE SOLDADURA

Por la posición del cordón de soldadura durante la operación de soldar -Cordón plano (se designa con H) -Cordón horizontal u horizontal en ángulo (se designa por C). -Cordón vertical (se designa con V) -Cordón en techo o en techo y en ángulo (se designa con T) 

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SOLDADURAS EN ANGULO

- La garganta de una soldadura en ángulo que une dos perfiles de espesores, no debe sobrepasar el valor máximo de la Tabla 2, que corresponde al valor e1 y no debe ser menor que el mínimo correspondiente al espesor e2 , y siempre que este valor mínimo no sea mayor que el valor máximo

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SOLDADURAS A TOPE

- Deben ser continuas en toda la longitud y de penetración completa. - Debe sanearse la raíz antes de depositar el primer cordón  de cierre. - Cuando no sea posible el acceso por la cara posterior debe conseguirse penetración completa.  - Cuando se unan piezas de distinta sección debe adelgazarse la mayor con pendientes inferiores al 25%.

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CORDÓN DE SOLDADURA

a). Zona de soldadura: Es la central, formada  por el metal de aportación. b). Zona de penetración. Es la parte de las piezas que ha sido fundida por los electrodos. La mayor o menor profundidad de esta zona define la penetración de la soldadura. Una soldadura de poca penetración es una soldadura defectuosa. c). Zona de transición. Es la más próxima a la zona de penetración. Esta zona, aunque no ha sufrido la fusión, sí ha soportado altas temperaturas, que la han proporcionado un tratamiento térmico con posibles consecuencias desfavorables, provocando tensiones internas.

Las dimensiones que sirven para determinar un cordón de soldadura son la garganta y la longitud: La garganta  es la altura del máximo triángulo isósceles cuyos lados iguales están contenidos en las caras de las dos piezas a unir y es inscribible en la sección transversal de la soldadura. Se llama longitud eficaz (l) a la longitud real de la soldadura menos los cráteres extremos. Se admite que la longitud de cada cráter es igual a la garganta.

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Arcos pulsados

El objetivo de la soldadura por arco pulsado es tener la habilidad de utilizar transferencia por rocío o spray y reducir al mínimo la entrada de calor. Esto hace que el pulsado sea lo más adecuado para aluminio delgado (¼" o menos). Fuera de posición es mucho más fácil que la soldadura por transferencia por rocío o spray fuera de posición. Y es más fácil aprender a soldar aluminio utilizando transferencia de pulso debido a que el arco puede controlarse mejor.

En transferencia por rocío pulsada, se pulsa la corriente entre un "pico de corriente" que está por encima de la corriente de transición y menor que la "corriente de respaldo". Tenemos transferencia por rocío o spray cuando el arco está por encima de la corriente de transición. Cuando el arco se encuentra en la corriente de respaldo, no se transfieren gotas.

La pulsación se produce cientos de veces por Segundo. Por lo tanto, obtenemos una transferencia por rocío mucho menor al promedio de la corriente de soldadura para que se logre soldar fácilmente el aluminio delgado.

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Soldadura tubular

HILOS TUBULARES  El electrodo es un hilo tubular (hueco), que está formado por una envoltura metálica, esta será de un material o de otro, en función del material base a soldar y que contiene en su interior un fundente (flux), que tiene funciones similares a las del revestimiento de los electrodos revestidos, la cantidad de fundente varia de un 15 a un 35 % en el peso de la bobina. El fundente tiene la finalidad de incorporar elementos de aleación, desoxidantes, mejorar el cebado y la estabilidad del arco y generar escorias y gases que sirvan para la penetración y protección del cordón de soldadura. Se puede soldar casi todo tipo de materiales y según su fabricación nos lo podemos encontrar de distintas formas: 

El electrodo se forma, a partir de una banda metálica que es conformada en forma de U en una primera fase, en cuyo interior se deposita a continuación el flux y los elementos aleantes, cerrándose después mediante una serie de rodillos de conformado.