Actividades
1Clasifica los
elementos que aparecen en el dibujo de esta pagina en función del grupos de
materiales de construcción al que pertenecen.
-Pétreos: tejados de pizarra, suelos de mármol.
-Cerámicos: teja, bovedillas, ladrillos, plaquetas, fibra de vidrio o lana de vidrio,
sanitarios, ventanas de cristal.
-Aglutinantes: cemento, balaustres de mortero de cemento.
-Compuestos: cimientos de hormigón, viguetas, vigas, pilares, material aislante de fibra de vidrio y poliéster.
-Pétreos: tejados de pizarra, suelos de mármol.
-Cerámicos: teja, bovedillas, ladrillos, plaquetas, fibra de vidrio o lana de vidrio,
sanitarios, ventanas de cristal.
-Aglutinantes: cemento, balaustres de mortero de cemento.
-Compuestos: cimientos de hormigón, viguetas, vigas, pilares, material aislante de fibra de vidrio y poliéster.
2. Indica de qué material están fabricados los
siguientes elementos:
a) Una presa de un embalse: hormigón.
b) El pavimento de una carretera: asfalto.
c) Las paredes de un castillo medieval: piedra natural.
d) Un tabique de una vivienda: ladrillo.
e) Suelo de una cocina: plaqueta de gres.
f) El tejado de un refugio de montaña: pizarra natural.
3. ¿Cuáles son las características generales de los materiales empleados en construcción?
- Duros, resistentes al desgaste y la abrasión.
- Frágiles, se rompen con facilidad con un golpe seco.
- Resistentes a la corrosión, porque resisten muy bien ambientes agresivos.
- Duraderos en el tiempo.
- Económicos, se fabrican con materias primas abundantes o comunes, como son el yeso, la arena o la arcilla.
- Fuertes, capaces de soportar cargas de compresión muy elevadas.
- Aislantes de la electricidad y el calor.
4. Indica los elementos que aparecen fabricados con hormigón en la foto de esta vivienda en construcción. Explica las diferencias que observas entre ellos.
- Vigueta: de hormigón pretensado, tiene barras de acero en su interior.
- Vigas y pilares de hormigón armado: se colocan barras de acero y se vierte luego el hormigón en el encofrado.
- Cimientos: hormigón en masa.
5. Explica las diferencias que hay entre el hormigón y el hormigón armado.
El hormigón es una mezcla de cemento, arena, grava y agua en proporciones determinadas y que solidifica al cabo del tiempo tras la reacción de fraguado,
adquiriendo la forma del molde (encofrado) donde se ha vertido y el hormigón armado lleva en su interior una estructura de barras de acero, que es la armadura, sobre
la que vierte la masa de hormigón dentro del encofrado y se deja fraguar.
6. Cita algunos de los materiales necesarios para construir un edificio.
Hormigón, acero, hormigón armado, viguetas de hormigón pretensando, bovedillas, ladrillo, lana de vidrio, perfiles de acero, tejas , yeso, fibra de vidrio, vidrio, losetas de cerámica y escayola.
7. Señala las ventajas de utilizar los materiales pétreos y cerámicos en la construcción frente a otros materiales: metales, plástico, madera...
Se deriva de las propiedades generales de los mismos, son materiales duros, resistentes
a la corrosión, duraderos en el tiempo, económicos, fuertes, capaces de soportar cargas de compresión muy elevadas y aislantes de la electricidad y el calor.
8. Explica brevemente y en pocas palabras lo que significa el fraguado del cemento.
El fraguado del cemento es una reacción química que sucede cuando se mezcla cemento (sólido en polvo) con agua. Esta reacción es la causa de la solidificación de la mezcla al cabo de un tiempo, adquiriendo la forma del molde donde se ha vertido.
9. ¿Cómo se fabrica una teja?
Se fabrican a partir de arcillas comunes baratas, con suficientes impurezas que sirven de fundentes para que una el grano. Se parte de una arcilla húmeda, plástica y moldeable, se extruye por un orificio con la forma de la sección de la teja y después se corta con una cuchilla. Se secan al aire libre o en secadores de túnel y luego se introducen en un horno, donde se cuecen entre los 900 y los 1000 ºC.
10. ¿Qué diferencia existe entre el hormigón amado y el pretensado?
El hormigón armado lleva en su interior una estructura de barras de acero, sobre las que se vierte la masa de hormigón dentro del encofrado y se deja fraguar y el hormigón pretensado se fabrica con cables de acero que se tensan con gatos antes de verter el hormigón en el encofrado. Luego se liberan los tensores de las sujeciones después de fraguar el hormigón de esta manera, los cables tensados contraen el hormigón al soltarlos.
11. Observa el entorno de tu casa o del colegio obras en edificios. Identifica en ella algunos de los materiales que hemos estudiado en esta unidad y elabora una lista.
Hormigón en masa, hormigón armado, viguetas, bovedillas, rasillones, ladrillos, baldosas, tejas, yeso, cemento, arena, grava …
12. Clasifica cada uno de los objetos en los diferentes tipos de materiales empleados en la construcción.
Material pétreo Suelo de mármol, acera.
Material cerámica Lavabo, chimenea, tejas.
Vidrio: Lana de vidrio, ventana.
Compuesto Carretera, viguetas, cimientos, lavabo.
13. Haz una lista con los materiales estudiados en esta unidad y qué están presentes en diferentes estancias de una vivienda. Presta atención a las paredes, al suelo y techo.
- Cocina: escayola en techos, baldosas cerámicas en paredes y suelos.
- Cuarto de baño: escayola en techos, baldosas cerámicas en paredes y suelos, loza sanitaria
- Salón: escayola en el techo, yeso en las paredes y suelos de losetas cerámicas, rodapie de cerámica.
14. Relaciona los materiales con sus aplicaciones.
Caliza - - Se usa para fabricar cemento.
Granito - - Pavimentación de exteriores.
Mármol - - Cubierta de suelos y paredes de interiores.
Pizarra - - Cubiertas de tejados.
Áridos - - Componente de relleno de hormigones.
15. Investiga , mencionando sus diferentes etapas, cómo se prepara y se utiliza el hormigón armado en una obra.
- Etapa 1: se prepara el encofrado (molde) que puede ser de madera, ladrillo o plástico.
- Etapa 2: se fabrica la armadura metálica, para ello se colocan las varillas metálicas y se sueldan.
- Etapa 3: se prepara la mezcla de hormigón con agua, arena, cemento y grava hasta obtener una masa homogénea y se llena el encofrado.
- Etapa 4: se deja fraguar el tiempo necesario y se elimina el encofrado.
16. Compara las características de peso y resistencia de un edificio con estructura de acero y otro con estructura de hormigón armado.
Los valores de densidad y resistencia observamos en la tabla las diferencias:
Material
Densidad (kg/dm3)
Resistencia a la compresión MPa
Acero
7,8
440
Hormigón
2,4
50
Relación entre acero y hormigón
3,25
8,8
El acero es más denso que el hormigón 3 veces, que es lo mismo que decir que una columna de acero pesa tres veces más que la de hormigón, siempre que las columnas sean iguales de tamaño y grosor. Y tiene más resistencia a la compresión, el acero es nueve veces más resistente a la compresión que el hormigón, como antes una columna de acero tiene la misma resistencia a la compresión que nueve de hormigón.
Una columna de acero pesa 3 veces más que el hormigón , y una columna de acero es nueve veces más resistente a la compresión que una de hormigón. Por lo que comparando edificios un edificio de hormigón tendría nueve veces más pilares y pesaría el triple que uno de acero.
17. Busca a tu alrededor (techos, paredes, etc) e identificate dónde se ha empleado el yeso o la escayola.
Yeso: para el recubrimiento de paredes interiores, para muros interiores prefabricados.
Escayola: techos y molduras para decorar , muebles interiores prefabricados.
Selecciona la opción “Construcción” y observa las fotografías de las fases de construcción del museo.
a) ¿Cuanto duro el proceso?
Cinco años
b) ¿Qué materiales reconoces de los que se se emplean en cada fase de construcción?
- Año 1993: se realiza la demolición de los antiguos pabellones que ocupaban el espacio del futuro museo. Se realiza la excavación de los cimientos y la colocación de la primera piedra.
- Año 1994: se construye la cimentación de hormigón armado, la estructura básica de acero del museo.
- Año 1995: se termina el revestimiento secundario de acero y se inician los trabajos de cantería para revestir de piedra los exteriores del museo.
- Año 1996: se acaba de construir la estructura de acero. Se inician las obras del interior, donde se emplean planchas de yeso prefabricado o pladur. Tras esto se construye un muro de cortina de vidrio y acero. Como revestimiento final se colocan las planchas de titanio.
- Año 1997: Finalizan las obras y se inaugura el edificio.
19. Busca información en revistas, enciclopedias, Internet, etc, … y señala cuáles han sido los materiales elaborados para fabricar los siguientes monumentos.
a) Pirámides aztecas (México): Formadas por piedras sin labrar o de labra tosca unidas mediante argamasa.
b) Monasterio de San Lorenzo de El Escorial (Madrid): Fabricada de sillares de granito (grandes bloques de piedra perfectamente labrados).
c) Castillo de la Mota (Medina del Campo, Valladolid): Construido de tapial y ladrillo. El tapial es una técnica constructiva similar al hormigón actual, en la que se construyen grandes piezas continuas. Para ello se levantan tablones paralelos formando el molde, que luego es rellenado con barro, paja, piedras o calicanto, apisonados y mezclados con un aglomerante.
d) Taj Mahal (India): Uso de materiales lujosos, como mármol y piedras preciosas incrustadas.
20. ¿Qué material te parece más resistente para construir los pilares de tu casa? ¿Por qué?
El acero, porque es muy resistente a esfuerzos de compresión y también de tracción
21. Los pilares y las vigas de los edificios se pueden construir de hormigón armado. Esto significa que el pilar o la viga de hormigón tiene en su interior barras de acero colocadas longitudinalmente ¿ Por qué este material compuesto es resistente a tracción y a compresión?
El hormigón normal resistiendo a esfuerzos de compresión, pero no resiste los esfuerzos de tracción. El acero, sin embargo, resiste tanto los esfuerzos de tracción como los de compresión. La unión de ambos materiales hace que se refuerce el hormigón , soportando el acero los esfuerzos de tracción que el hormigón no resistiría y evitando que este se agriete. Las barras de acero también mejoran la resistencia del conjunto cuando el esfuerzo es de compresión.
22. Investiga cómo se obtiene el brillo característico del mármol.
Puliendo las superficie, y así también mejora sus propiedades.
23. Si el peso de un edificio pesa 16000 Kg y está sostenido por dos columnas de acero. ¿Cuántas columnas de hormigón del mismo tamaño sería necesario colocar? (Recuerda que la resistencia del hormigón es nueve veces menor que la del acero?
Si dos columnas de acero soportan el techo de 16000 kg , 2 x 9 = 18, necesitarían 18 columnas de hormigón.
24. ¿ Qué función cumple la fibra de carbono o la de vidrio en los materiales compuestos?
Mejorar las propiedades mecánicas del material, es decir, aumentar su resistencia a la tracción y a la compresión.
25. En la fabricación de porcelana sanitaria, por ejemplo para un lavabo, se realiza el moldeado mediante la técnica del colage. Averigua en qué consiste esta técnica y explícala
Se parte de un molde poroso sobre el que se vierte una mezcla de polvo cerámico y agua, con una consistencia de lodo, de forma que se puede verter en el molde. Con esta pasta líquida se llena el molde. El agua es absorbida por el molde poroso, de manera que se forma una capa compactada de polvo cerámico sobre la superficie del molde, como si fuera una cáscara. Cuando esta «cáscara»
ha alcanzado el grosor deseado, se vacía el contenido restante de lodo, se deja secar y se extrae del molde. Se aplica un tratamiento de vitrificado y horneado posterior que le da el acabado brillante y resistente tan característico.
26. Indica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones y razona por qué:
a) Falso, porque el vidrio tiene menos densidad que el acero .
b) Falso, porque el acero pesa más que el hormigón
c) Verdadero, porque tiene menos densidad
27. ¿Por qué las viguetas son de hormigón pretensado?
Porque las viguetas soportan esfuerzos de flexión; El hormigón pretensado
tiene barras de acero tensado en su interior que le aportan una gran resistencia a la tracción y hacen que sea los más correcto para la aplicación.
28. ¿Por qué el hormigón pretensado no se hace a pie de obra?
Porque es necesario mantener las barras de acero en tensión durante el fraguado del hormigón, lo que significa tener sujetas las barras con gatos durante un tiempo prolongado. Además de eso este proceso se hace con máquinas que tendrían que transportarse hasta donde se realiza la obra.
a) Una presa de un embalse: hormigón.
b) El pavimento de una carretera: asfalto.
c) Las paredes de un castillo medieval: piedra natural.
d) Un tabique de una vivienda: ladrillo.
e) Suelo de una cocina: plaqueta de gres.
f) El tejado de un refugio de montaña: pizarra natural.
3. ¿Cuáles son las características generales de los materiales empleados en construcción?
- Duros, resistentes al desgaste y la abrasión.
- Frágiles, se rompen con facilidad con un golpe seco.
- Resistentes a la corrosión, porque resisten muy bien ambientes agresivos.
- Duraderos en el tiempo.
- Económicos, se fabrican con materias primas abundantes o comunes, como son el yeso, la arena o la arcilla.
- Fuertes, capaces de soportar cargas de compresión muy elevadas.
- Aislantes de la electricidad y el calor.
4. Indica los elementos que aparecen fabricados con hormigón en la foto de esta vivienda en construcción. Explica las diferencias que observas entre ellos.
- Vigueta: de hormigón pretensado, tiene barras de acero en su interior.
- Vigas y pilares de hormigón armado: se colocan barras de acero y se vierte luego el hormigón en el encofrado.
- Cimientos: hormigón en masa.
5. Explica las diferencias que hay entre el hormigón y el hormigón armado.
El hormigón es una mezcla de cemento, arena, grava y agua en proporciones determinadas y que solidifica al cabo del tiempo tras la reacción de fraguado,
adquiriendo la forma del molde (encofrado) donde se ha vertido y el hormigón armado lleva en su interior una estructura de barras de acero, que es la armadura, sobre
la que vierte la masa de hormigón dentro del encofrado y se deja fraguar.
6. Cita algunos de los materiales necesarios para construir un edificio.
Hormigón, acero, hormigón armado, viguetas de hormigón pretensando, bovedillas, ladrillo, lana de vidrio, perfiles de acero, tejas , yeso, fibra de vidrio, vidrio, losetas de cerámica y escayola.
7. Señala las ventajas de utilizar los materiales pétreos y cerámicos en la construcción frente a otros materiales: metales, plástico, madera...
Se deriva de las propiedades generales de los mismos, son materiales duros, resistentes
a la corrosión, duraderos en el tiempo, económicos, fuertes, capaces de soportar cargas de compresión muy elevadas y aislantes de la electricidad y el calor.
8. Explica brevemente y en pocas palabras lo que significa el fraguado del cemento.
El fraguado del cemento es una reacción química que sucede cuando se mezcla cemento (sólido en polvo) con agua. Esta reacción es la causa de la solidificación de la mezcla al cabo de un tiempo, adquiriendo la forma del molde donde se ha vertido.
9. ¿Cómo se fabrica una teja?
Se fabrican a partir de arcillas comunes baratas, con suficientes impurezas que sirven de fundentes para que una el grano. Se parte de una arcilla húmeda, plástica y moldeable, se extruye por un orificio con la forma de la sección de la teja y después se corta con una cuchilla. Se secan al aire libre o en secadores de túnel y luego se introducen en un horno, donde se cuecen entre los 900 y los 1000 ºC.
10. ¿Qué diferencia existe entre el hormigón amado y el pretensado?
El hormigón armado lleva en su interior una estructura de barras de acero, sobre las que se vierte la masa de hormigón dentro del encofrado y se deja fraguar y el hormigón pretensado se fabrica con cables de acero que se tensan con gatos antes de verter el hormigón en el encofrado. Luego se liberan los tensores de las sujeciones después de fraguar el hormigón de esta manera, los cables tensados contraen el hormigón al soltarlos.
11. Observa el entorno de tu casa o del colegio obras en edificios. Identifica en ella algunos de los materiales que hemos estudiado en esta unidad y elabora una lista.
Hormigón en masa, hormigón armado, viguetas, bovedillas, rasillones, ladrillos, baldosas, tejas, yeso, cemento, arena, grava …
12. Clasifica cada uno de los objetos en los diferentes tipos de materiales empleados en la construcción.
Material pétreo Suelo de mármol, acera.
Material cerámica Lavabo, chimenea, tejas.
Vidrio: Lana de vidrio, ventana.
Compuesto Carretera, viguetas, cimientos, lavabo.
13. Haz una lista con los materiales estudiados en esta unidad y qué están presentes en diferentes estancias de una vivienda. Presta atención a las paredes, al suelo y techo.
- Cocina: escayola en techos, baldosas cerámicas en paredes y suelos.
- Cuarto de baño: escayola en techos, baldosas cerámicas en paredes y suelos, loza sanitaria
- Salón: escayola en el techo, yeso en las paredes y suelos de losetas cerámicas, rodapie de cerámica.
14. Relaciona los materiales con sus aplicaciones.
Caliza - - Se usa para fabricar cemento.
Granito - - Pavimentación de exteriores.
Mármol - - Cubierta de suelos y paredes de interiores.
Pizarra - - Cubiertas de tejados.
Áridos - - Componente de relleno de hormigones.
15. Investiga , mencionando sus diferentes etapas, cómo se prepara y se utiliza el hormigón armado en una obra.
- Etapa 1: se prepara el encofrado (molde) que puede ser de madera, ladrillo o plástico.
- Etapa 2: se fabrica la armadura metálica, para ello se colocan las varillas metálicas y se sueldan.
- Etapa 3: se prepara la mezcla de hormigón con agua, arena, cemento y grava hasta obtener una masa homogénea y se llena el encofrado.
- Etapa 4: se deja fraguar el tiempo necesario y se elimina el encofrado.
16. Compara las características de peso y resistencia de un edificio con estructura de acero y otro con estructura de hormigón armado.
Los valores de densidad y resistencia observamos en la tabla las diferencias:
Material
Densidad (kg/dm3)
Resistencia a la compresión MPa
Acero
7,8
440
Hormigón
2,4
50
Relación entre acero y hormigón
3,25
8,8
El acero es más denso que el hormigón 3 veces, que es lo mismo que decir que una columna de acero pesa tres veces más que la de hormigón, siempre que las columnas sean iguales de tamaño y grosor. Y tiene más resistencia a la compresión, el acero es nueve veces más resistente a la compresión que el hormigón, como antes una columna de acero tiene la misma resistencia a la compresión que nueve de hormigón.
Una columna de acero pesa 3 veces más que el hormigón , y una columna de acero es nueve veces más resistente a la compresión que una de hormigón. Por lo que comparando edificios un edificio de hormigón tendría nueve veces más pilares y pesaría el triple que uno de acero.
17. Busca a tu alrededor (techos, paredes, etc) e identificate dónde se ha empleado el yeso o la escayola.
Yeso: para el recubrimiento de paredes interiores, para muros interiores prefabricados.
Escayola: techos y molduras para decorar , muebles interiores prefabricados.
Selecciona la opción “Construcción” y observa las fotografías de las fases de construcción del museo.
a) ¿Cuanto duro el proceso?
Cinco años
b) ¿Qué materiales reconoces de los que se se emplean en cada fase de construcción?
- Año 1993: se realiza la demolición de los antiguos pabellones que ocupaban el espacio del futuro museo. Se realiza la excavación de los cimientos y la colocación de la primera piedra.
- Año 1994: se construye la cimentación de hormigón armado, la estructura básica de acero del museo.
- Año 1995: se termina el revestimiento secundario de acero y se inician los trabajos de cantería para revestir de piedra los exteriores del museo.
- Año 1996: se acaba de construir la estructura de acero. Se inician las obras del interior, donde se emplean planchas de yeso prefabricado o pladur. Tras esto se construye un muro de cortina de vidrio y acero. Como revestimiento final se colocan las planchas de titanio.
- Año 1997: Finalizan las obras y se inaugura el edificio.
19. Busca información en revistas, enciclopedias, Internet, etc, … y señala cuáles han sido los materiales elaborados para fabricar los siguientes monumentos.
a) Pirámides aztecas (México): Formadas por piedras sin labrar o de labra tosca unidas mediante argamasa.
b) Monasterio de San Lorenzo de El Escorial (Madrid): Fabricada de sillares de granito (grandes bloques de piedra perfectamente labrados).
c) Castillo de la Mota (Medina del Campo, Valladolid): Construido de tapial y ladrillo. El tapial es una técnica constructiva similar al hormigón actual, en la que se construyen grandes piezas continuas. Para ello se levantan tablones paralelos formando el molde, que luego es rellenado con barro, paja, piedras o calicanto, apisonados y mezclados con un aglomerante.
d) Taj Mahal (India): Uso de materiales lujosos, como mármol y piedras preciosas incrustadas.
20. ¿Qué material te parece más resistente para construir los pilares de tu casa? ¿Por qué?
El acero, porque es muy resistente a esfuerzos de compresión y también de tracción
21. Los pilares y las vigas de los edificios se pueden construir de hormigón armado. Esto significa que el pilar o la viga de hormigón tiene en su interior barras de acero colocadas longitudinalmente ¿ Por qué este material compuesto es resistente a tracción y a compresión?
El hormigón normal resistiendo a esfuerzos de compresión, pero no resiste los esfuerzos de tracción. El acero, sin embargo, resiste tanto los esfuerzos de tracción como los de compresión. La unión de ambos materiales hace que se refuerce el hormigón , soportando el acero los esfuerzos de tracción que el hormigón no resistiría y evitando que este se agriete. Las barras de acero también mejoran la resistencia del conjunto cuando el esfuerzo es de compresión.
22. Investiga cómo se obtiene el brillo característico del mármol.
Puliendo las superficie, y así también mejora sus propiedades.
23. Si el peso de un edificio pesa 16000 Kg y está sostenido por dos columnas de acero. ¿Cuántas columnas de hormigón del mismo tamaño sería necesario colocar? (Recuerda que la resistencia del hormigón es nueve veces menor que la del acero?
Si dos columnas de acero soportan el techo de 16000 kg , 2 x 9 = 18, necesitarían 18 columnas de hormigón.
24. ¿ Qué función cumple la fibra de carbono o la de vidrio en los materiales compuestos?
Mejorar las propiedades mecánicas del material, es decir, aumentar su resistencia a la tracción y a la compresión.
25. En la fabricación de porcelana sanitaria, por ejemplo para un lavabo, se realiza el moldeado mediante la técnica del colage. Averigua en qué consiste esta técnica y explícala
Se parte de un molde poroso sobre el que se vierte una mezcla de polvo cerámico y agua, con una consistencia de lodo, de forma que se puede verter en el molde. Con esta pasta líquida se llena el molde. El agua es absorbida por el molde poroso, de manera que se forma una capa compactada de polvo cerámico sobre la superficie del molde, como si fuera una cáscara. Cuando esta «cáscara»
ha alcanzado el grosor deseado, se vacía el contenido restante de lodo, se deja secar y se extrae del molde. Se aplica un tratamiento de vitrificado y horneado posterior que le da el acabado brillante y resistente tan característico.
26. Indica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones y razona por qué:
a) Falso, porque el vidrio tiene menos densidad que el acero .
b) Falso, porque el acero pesa más que el hormigón
c) Verdadero, porque tiene menos densidad
27. ¿Por qué las viguetas son de hormigón pretensado?
Porque las viguetas soportan esfuerzos de flexión; El hormigón pretensado
tiene barras de acero tensado en su interior que le aportan una gran resistencia a la tracción y hacen que sea los más correcto para la aplicación.
28. ¿Por qué el hormigón pretensado no se hace a pie de obra?
Porque es necesario mantener las barras de acero en tensión durante el fraguado del hormigón, lo que significa tener sujetas las barras con gatos durante un tiempo prolongado. Además de eso este proceso se hace con máquinas que tendrían que transportarse hasta donde se realiza la obra.
