Materiales de Construcción en Ingeniería Civil

En nuestro entorno, edificaciones, puentes, parques y túneles emplean una diversidad de materiales. A continuación, exploraremos las principales categorías de estos elementos esenciales en la construcción.

Clasificación General de Materiales Constructivos

Los materiales de construcción se clasifican según su origen y composición, cada uno con propiedades y aplicaciones específicas:

• Materiales Pétreos (mármol, arena y pizarra): Son las piedras naturales. Pueden presentarse en forma de bloques o gránulos.
• Materiales Aglutinantes (yeso y cemento): Son productos pulverizados que, al mezclarse con agua y bajo la acción del aire, se endurecen. Este proceso se conoce como fraguado.
• Materiales Compuestos (hormigón y asfalto): Son productos formados por la mezcla de materiales con diferentes propiedades, pero fácilmente distinguibles entre sí.
• Cerámicas y Vidrios (ladrillo, teja y vidrio): Están compuestos por minerales que cambian su organización molecular al ser sometidos a elevadas temperaturas.
• Maderas (pino, haya): Se obtienen a partir de árboles.
• Materiales Metálicos (aluminio, hierro y acero): Se obtienen a partir de minerales.

Materiales Pétreos

Los materiales pétreos son piedras naturales de origen mineral. La mayoría de ellos se utilizan sin apenas transformación. El proceso de obtención, que en muchos casos se realiza en la misma cantera (lugar de extracción), puede resumirse en los siguientes pasos:

Tipos de Materiales Pétreos y sus Características

Roca Caliza (Carbonato de Calcio)

• Propiedades: Permeable al agua; menor resistencia y durabilidad que otros materiales pétreos.
• Aplicaciones: Muros de edificios; fabricación de cemento.

Mármol

• Propiedades: Presenta una variada gama de colores; se puede tallar, tornear y pulir, adquiriendo un acabado estético.
• Aplicaciones: Suelos; recubrimiento de paredes; ornamentación en paredes y fachadas.

Granito (Cuarzo, Feldespato y Mica)

• Propiedades: Puede tener varias coloraciones (gris, negro, amarillo, rojizo, verde).
• Aplicaciones: Pavimentos; muros de edificios; encimeras de cocina.

Pizarra (Arcilla, Cuarzo, Mica y Feldespato)

• Propiedades: Estructura laminar, lo que facilita su corte en forma de losetas; se presenta en diversos colores (negro, verde, gris o azul); impermeable.
• Aplicaciones: Cubiertas de edificios.

Áridos

• Propiedades: Aportan resistencia a una mezcla.
• Aplicaciones: Pavimentos de carreteras; elaboración de mortero y hormigón.

Materiales Aglutinantes

Los materiales aglutinantes son productos pulverizados que, al mezclarse con agua, sufren transformaciones químicas que provocan su endurecimiento al aire o bajo el agua. Este proceso se conoce como fraguado. Ejemplos clave son el cemento y el yeso.

Tipos de Materiales Aglutinantes y sus Características

Yeso

• Propiedades: Muy abundante; al mezclarse con agua, se endurece (fragua) rápidamente; permite un buen acabado (en forma de escayola).
• Aplicaciones: Recubrimiento de techos y paredes; molduras (escayola), tabiques y muebles.

Cemento (Yeso, Caliza y Arcilla)

• Propiedades: Al mezclarse con agua, se endurece (fragua) rápidamente.
• Aplicaciones: Fabricación de mortero y hormigón; recubrimiento de paredes (enfoscados); suelos.

Materiales Compuestos

Los materiales compuestos son productos formados por la mezcla de materiales con diferentes propiedades, pero fácilmente distinguibles entre sí. Ejemplos comunes incluyen el asfalto, el mortero y el hormigón.

Tipos de Materiales Compuestos y sus Características

Mortero (Cemento, Arena y Agua)

• Propiedades: Fácil de elaborar; se endurece (fragua) rápidamente.
• Aplicaciones: Aglutinante para unir ladrillos, baldosas, etc.; también utilizado en el recubrimiento de paredes (enfoscados).

Hormigón (Cemento, Arena, Agua y Grava)

• Propiedades: Se endurece (fragua) rápidamente; resistente al fuego; duradero; resistente a la compresión; su resistencia a la tracción mejora significativamente en el hormigón armado y es muy alta en el hormigón pretensado.
• Aplicaciones: Vigas; pilares; cimientos; estructuras en general.

Mezclas Asfálticas (Alquitrán y Áridos)

• Propiedades: Impermeables.
• Aplicaciones: Aglutinantes; pavimentos de carreteras; recubrimientos de patios y tejados.

Tipos de Hormigón

El hormigón es una mezcla en diferentes proporciones de cemento, arena, grava y agua que se endurece con el tiempo. Su principal inconveniente es su baja resistencia a la tracción. Para mejorar esta propiedad, se emplean:

• El hormigón armado: Para construir una estructura de hormigón armado, se fabrica un encofrado de madera (molde) y se colocan barras de acero. Luego, sobre este molde se vierte la masa de hormigón y, al fraguar, se retira el molde de madera.
• El hormigón pretensado: En este tipo, se incluyen cables de acero que se tensan con gatos antes de verter el hormigón en el encofrado. Cuando el hormigón fragua, se liberan los tensores de las sujeciones.

Vidrios y Cerámicas

Vidrios

Vidrio Plano

• Propiedades: Transparente; muy resistente a la compresión; resistente a la corrosión; aislante eléctrico; frágil y duro.
• Aplicaciones: Ventanas, puertas; fachadas de edificios; laboratorios; vasos, platos; decoración.

Lana de Vidrio

• Propiedades: Excelente aislante térmico; excelente aislante acústico.
• Aplicaciones: Capa aislante en muros.

Cerámicas

Ladrillos

• Propiedades: Duros; económicos.
• Aplicaciones: Muros; fachadas.

Tejas

• Propiedades: Duras; impermeables y económicas.
• Aplicaciones: Tejados.

Bovedillas

• Propiedades: Resistentes a la flexión; económicas.
• Aplicaciones: Entresuelos.

Ladrillos Refractarios

• Propiedades: Duros; resistentes a temperaturas elevadas.
• Aplicaciones: Hornos; chimeneas.

Baldosas y Azulejos

• Propiedades: Buen acabado, con superficie lisa; duros.
• Aplicaciones: Suelos, recubrimiento de paredes.

Loza Sanitaria

• Propiedades: Dura; muy resistente a la corrosión.
• Aplicaciones: Saneamientos de baños.