ALBAÑILERIA

1. Explique la clasificación de las unidades, según su materia prima, su proceso de

fabricación y sus dimensiones
 Según su materia prima:
(a) Arcilla cocida: La arcilla está formada por diversos elementos minerales,
que confieren a los productos terminados características particulares y
propiedades.
(b) Concreto: Se elaboran con mezclas de cemento Pórtland, arena, piedra
menuda y agua. La mezcla se dosifica y se bate, moldeándola por medio
del chuceo y sometiéndola a presión. Fraguado a vapor.También se aplica
vibración, que es lo más recomendable.
(c) Sílico-Calcáreos: La materia prima es una mezcla de arena relativamente
fina y con un apropiado contenido de sílice, con cal. Se producen
industrialmente. La masa constituida por arena, cal y agua, es moldeada a
considerable presión, obteniéndose los ladrillos o bloques, que se someten
a curado por exposición a vapor de agua. Algunos tienen dificultades con
la adherencia del mortero, por lo que se desarrollan en formas que
generan unciones mecánicas que no requieren mortero.
 Según su proceso de fabricación
(a) Industrial: los ladrillos fabricados industrialmente poseen comprobada
resistencia, regularidad en sus medidas y uniformidad de textura. Control
de calidad en materias primas, proceso, temperatura de cocción o de
curado. Moldeo maquinado.
(b) Artesanal: Los ladrillos elaborados artesanalmente no tienen la resistencia
que caracteriza a los fabricados industrialmente. Por lo general sus
medidas no son uniformes y por ser porosos, su capacidad de absorción es
grande. Moldeo a mano.
(c) Semi-artesanal: Control relativo de materias primas. Moldeado
maquinado. No hay control del proceso de cocción.
 Según sus dimensiones:
(a) Ladrillo: Son unidades relativamente pequeñas para ser manejadas por
una sola mano, con anchos menores a 12 cm y un peso menor a 4 kg.
(b) Bloques: requieren el uso de dos manos para manipularlos y pesan cerca
de los 15 kg. Algunas veces están provistos de ciertas perforaciones para
facilitar su manipulación.

2. Explique en qué consiste la tipología internacional de las unidades de albañilería

La tipología internacional se encarga de analizar y clasificar las unidades de albañilería
según el comportamiento mecánico y las deformaciones entre sus aplicaciones
estructurales. Se basa en la forma, configuración, tamaño, cantidad y acción de sus
perforaciones con respecto a la cara de asiento de la unidad.
 Según sus perforaciones se clasifican en:
 Perforaciones perpendiculares a la cara de asiento
(a) Sólidos y macizos: Cuando el área de los alveolos es menor del 25% de la
unidad, el cual también se considera sin perforación.

(b) Cuando el área es mayor al 25% de la unidad:

- Huecas: Cuando las perforaciones de la unidad tienen dimensiones
grandes, capaz de ser rellenados por cemento líquido. Es ahí cuando
se convierten en macizas.

- Perforadas: Cuando las perforaciones tiene poca área, en donde no se

pueden rellenar, su área máxima es de 20 cm2.

 Perforaciones paralelas a la cara de asiento

(a) Tubulares: Cuando sus perforaciones son paralelos a la cara de los
asientos de la unidad. Estos no se pueden utilizar para construcciones
estructurales en techos.

En la tipología internacional, la diferencia principal radica en el tipo de falla de

compresión, es por eso que se clasifica en dúctiles y frágiles, en donde las unidades
sólidas o macizas tienen una falla explosiva menor que las unidades huecas.

3. Cite y explique qué propiedades son importantes evaluar en los LADRILLOS DE

ARCILLA cuando van a ser usados en la construcción de muros de albañilería que
recibirán carga. Indique el nombre de los ensayos de laboratorio usados para este
propósito.
 Las propiedades más importantes son la resistencia a la compresión, la variabilidad
dimensional, peso, succión. Además, están los alabeos, medidos como las
concavidades o convexidades en las superficies de asiento, la textura de la cara de
asiento que puede favorecer la adherencia con el mortero. Para efectos de
durabilidad, las propiedades evaluadas directamente son la resistencia a la
compresión, la absorción y el coeficiente de saturación.
 Características de forma, dimensión y textura
(a) Variabilidad dimensional: La resistencia de los muros de albañilería
también está
relacionada con el espesor de las juntas. Mientras mayor sea el espesor de
las juntas, menor es la resistencia de las mamposterías. Si la variabilidad
dimensional es grande, resulta prácticamente imposible lograr
uniformidad en las juntas horizontales. Esto ocurre mayormente cuando se
trata de ladrillos artesanales, requiriéndose además de un mayor volumen
de mortero que incrementa los costos. Ocurre también en losas aligeradas
(en los techos).

(b) Alabeo: medidos como las concavidades o convexidades en las

superficies de asiento, la textura de la cara de asiento que puede favorecer
la adherencia con el mortero. Calidad final del muro: Uniformidad.

(c) Textura superficial: Interesa para buscar que la unidad tenga una
buena adherencia con el mortero.

 Succión: La succión es la propiedad que tienen las unidades de albañilería de

absorber agua en una cara con gran rapidez. Los valores de la succión
dependen del grado de porosidad. Ciertamente, la succión es necesaria para
asegurar una apropiada adherencia entre las unidades de albañilería y el
mortero de asentado. Pero si la succión es excesiva, durante el asentado los
ladrillos sustraen el agua de la mezcla disminuyendo la adherencia.
 Saturación: Capacidad para almacenar agua dentro de sus poros. Está
relacionado con porosidad, succión, densidad, capilaridad. Medida de la
resistencia al intemperismo: mayor coeficiente, menor durabilidad. El valor
indicado es entre 0.6 y 0.9.
 Absorción: El ensayo de absorción consta en sumergir la unidad de albañilería
en agua por 24 horas. Absorción máxima, medida al sumerigir la unidad
durante 5 horas en agua en ebullición.
 Peso específico: Es el peso por unidad de volumen, tiene relación con la
resistencia. Como elemento de una edificación, representa un peso para la
estructura, como ladrillos de techo y muros en pisos superiores.
 Resistencia a la compresión: Es relevante cuando se va a soportar cargas, no
importa en techos ni en tabiques de relleno. Los ladrillos y boques fabricados
industrialmente alcanzan valores más altos. Los elaborados artesanalmente
tienen valores más reducidos y cuando son hechos por procedimientos rústicos
no alcanzan ni los mínimos.

4. Cite y explique qué propiedades son importantes evaluar en los MORTEROS DE

CEMENTO cuando van a ser usados en la construcción de muros de albañilería que
 recibirán carga. Indique el nombre de los ensayos de laboratorio usados para este
propósito.
 Adherencia: Proceso por el cual los solubles del mortero (aglomerante) son
absorbidos por la unidad y se cristalizan en sus poros. Afectan en su capacidad
las perforaciones y rugosidades de la unidad, la trabajabilidad del mortero y la
succión de la unidad.
 Consistencia, temple o fluidez: Capacidad de la mezcla de discurrir, fluir o ser
trabajable con el badilejo. Los ensayos que se necesitan son, en obra, la
preuba de revenimiento o Slump (Cono de Abrams), y en laboratorio, la prueba
de fluidez en aparato de flujo (120%), además de la prueba de la Aguja de
Vicat.
 Retentividad: Capacidad de mantener su consistencia o la de continuar siendo
trabajable después de un lapso de tiempo. Los ensayos necesarios son el de
fluidez con cámara de vacío, donde D2/D1>0.80
5. Tomando como base la clasificación de las unidades de albañilería por su materia
prima, se pide:
(a) Los tipos de unidades en que se puede clasificar, describiendo brevemente la
materia prima y sus características físicas.
 Según su materia prima:
(a) Arcilla cocida: La arcilla está formada por diversos elementos minerales,
que confieren a los productos terminados características particulares y
propiedades.
(b) Concreto: Se elaboran con mezclas de cemento Pórtland, arena, piedra
menuda y agua. La mezcla se dosifica y se bate, moldeándola por medio
del chuceo y sometiéndola a presión. Fraguado a vapor.También se aplica
vibración, que es lo más recomendable.
(c) Sílico-Calcáreos: La materia prima es una mezcla de arena relativamente
fina y con un apropiado contenido de sílice, con cal. Se producen
industrialmente. La masa constituida por arena, cal y agua, es moldeada a
considerable presión, obteniéndose los ladrillos o bloques, que se someten
a curado por exposición a vapor de agua. Algunos tienen dificultades con
la adherencia del mortero, por lo que se desarrollan en formas que
generan unciones mecánicas que no requieren mortero.
(b) Las principales diferencias entre ellas, según sus propiedades físicas y mecánicas.
- En el caso de la arcilla cocida.
Arcilla+35% de arena y limo. Control de agrietamiento al momento de secado y
quema. Contracción: 4% a 6% delvolumen. Secado lento a 200°C. Quemado a 900
– 1300°C durante 2 a 5 días. Enfriamiento lento para evitar agrietamiento. Norma
331.017.
- En el caso de los ladrillos de concreto

Moldeo por presión, vibración o ambas. Color gris o gris verdoso. Calidad según
dosificación. Agregados livianos cuando se quieren ligeros. Textura abierta para
facilitar la adherencia con mortero.
- En el caso de los ladrillos sílicos-Calcáreos
Arena+agua+cal. Arena fina con 75-80% de Si activo - Cal viva,
finamente molida, con 70-80% de CaO activo. Óxidos y ocres para
coloración. Curado a vapor, con alta presión (12-15bar) para producir
 la reacción. Reacción química de sílice con CaO=Hidrosilicato bicálcico.
Cada grano de arena es envuelto por la cal, alojándose en los
intersticios. Hay ladrillo (3k) y bloques (300 k). Macisas y alveolos
(máx. 30%), Usar mortero con cal.

(c) Las aplicaciones de cada una de ellas

- En el caso de la arcilla cocida: Ladrillos (visto, a cubrir, refractarios para el uso en
procesos industriales – por ejemplo la producción del Clinker-). Tejas (Plana,
árabe, etc). Acabados interiores como azulejos. (4) Bovedillas para forjados. Todo
ello, de fabricación industrial.
- En el caso de los ladrillos de concreto: Muros portantes de albañilería confinada y
tabiques, cercos y parapetos de albañilería arriostrada. Puede ser usado en su
forma de acabado cara-vista o por lo contrario si se requiriera el tarrajeo
(enlucido) este seria de espesor mínimo, dada la uniformidad dimensional de la
unidad y su rugosidad aparente.
- En el caso de los ladrillos sílicos-Calcáreos: Utilizados en edificaciones.
6. ¿Cuáles son los componentes de un mortero de albañilería? Explique brevemente la
función de cada uno y las especificaciones mínimas para lograr un mortero de
calidad.
 Aglomerante: Para mortero de albañilería, se necesita del Cemento Portland
tipo I y, excepcionalmente, el del tipo II. Su misión es de dar resistencia al
mortero.
 Cal Hidratada Normalizada: Hace endurecer más lentamente al mortero,
favorece la retentividad, y la lentitud que ofrece por la carbonatación ayuda a
reducir las fisuras de contracción de fragua, mayor durabilidad.
Trabajabilidad. La razón por la cual la cal debe ser normalizada se deb a que
pueden existir partículas muy finas que en vez de funcionar como
aglomerantes, lo hacen como residuos inertes.
 Arena Gruesa Inerte: Me permite la estabilidad volumétrica y atenuar la
contracción por secado. No debe ser fina, sin finos como arcilla o material
orgánico, debe tener los granos redondeados para brindarme una facilidad de
acomodo, además de esta bien graduada (variedad de tamaños) para llenar
mejor los espacios vacíos. No debe tener sales para evitar la eflorescencia.
 Agua: Facilita la mezcla y su trabajabilidad. Hidrata al cemento. Debe ser
potable, libre de materia orgánica, sin sustancas deletéreas como ácidos y
aceites, no debe ser de mar por las sales que contiene.
 Aditivos: Mejoran algunas propiedades. El problema de su uso es que afecta
en la durabilidad de la albañilería, además de producir corrosión en elementos
de acero.

Especificaciones minimas para lograr un mortero de calidad

Máxima cantidad de agua posible, espesor junta 1 a 1.5cm (resistencia al corte), lo

más trabajable posible (slump 6”), capacidad de retemplado, pero no se usa
después de fraguar, agregar cal hidratadas normalizada para mortero.
7. Explique el impacto de:
(a) La variación dimensional de los ladrillos de arcilla en la construcción de muros y
en techos aligerados.
La variación dimensional de los ladrillos de arcilla influye en (1) la altura de las
hiladas de los muros obligando a aumentar el espesor de la junta del mortero,
incrementando los costos reduciendo la adhesión y la resistencia del muro como
elemento en la construcción de muros y en techos aligerados. (2) Mayor
irregularidad en la superficie del muro, que requerirá mayor espesor de mortero
para el enlucido. (3) Mayor número de unidades por metro cuadrado de muro. (4)
Menor espesor de la losa del techo, que afecta el diseño de las viguetas. (5) Mayor
peso del aligerado.
(b) Los valores de absorción y succión de los ladrillos de arcilla en la construcción de
muros.
Los valores de absorción y succión de los ladrillos de arcilla excesivos absorben el
agua del mortero, reduciendo su capacidad de fragua y resistencia que requiere.
(c) Resistencia a la compresión de los ladrillos de arcilla en la construcción de
muros.
La resistencia a la compresión de los ladrillos de arcilla reducen a su vez la
capacidad de resistencia a la compresión de los muros en su conjunto cuando se
diseñan para ser portantes.

8. Explique la clasificación de las unidades de albañilería según:

(a) Su facilidad de manipulación
Se clasifican en ladrillos, cuando sus dimensiones relativamente pequeñas
permiten manejarlos por una sola mano y pesan menos de 4kg; y bloques, cuando
requieren el uso de dos manos para manipularlos, por lo que tienen a veces
perforaciones para facilitar su manipulación y pesan cerca de los 15kg.
(b) El tipo de materia prima
Se clasifican en arcilla cocida, de cemento y sílico-calcáreos. (Referirnos a la
pregunta 1.a)
(c) La posición y dimensiones de sus perforaciones
Son sólidas o macizas, que no tienen perforaciones o si las tienen perpendiculares
a la cara de asiento, su área es menor al 25% del área; y huecas si las
perforaciones tienen un área mayor al 25% a la cara de asiento. Si las
perforaciones son perpendiculares a la cara de asiento son perforadas y si es
paralela, se consideran tubulares.
(d) Por su acabado o textura superficial
Se clasifican como de fachada y comunes. Los ladrillos de fachada son más
oscuros, densos y fuertes que los comunes. Los ladrillos comunes absorben
aproximadamente un 15% de agua en peso, mientras que los ladrillos de fachada
de buena calidad no llegan al 10%. La resistencia a la compresión de los ladrillos
comunes llega a 4000 lb/plg2 y los de fachada a 6000lb/plg2.
(e) Por su método de fabricación
Se clasifican en industriales, cuando se fabrican con estrictos controles de calidad,
lo cual genera medidas uniformes, alta resistencia a la compresión, baja absorción
y porosidad. Y en artesanales, cuando se hacen sin controles de calidad y por lo
tanto, no tienen las mismas propiedades anteriores.
9. Respecto al mortero de un sistema de albañilería
(a) Explique sus propiedades
El mortero debe tener propiedades adherencia, consistencia y retentividad. La
adherencia es el proceso por medio del cual los solubles del mortero son
absorbidos por la unidad y cristalizan en sus poros. La consistencia, fluidez o
trabajabilidad es la capacidad de la mezcla de fluir o de dejarse manipular con el
badilejo y de rellenar las endiduras de la superficie de asiento de la unidad. La
retentividad es la capacidad de mantener su consistencia o continuar siendo
trabajable después de un lapso de tiempo.
(b) El efecto de cada uno de sus componentes en sus propiedades
El cemento afecta principalmente la resistencia, la cal mejora la trabajabilidad, la
retentividad y la adherencia. La arena mejora la estabilidad volumétrica ya que
disminuye la contracción por desecamiento. Finalmente el agua afecta la fluidez y
la hidratación del cemento.
(c) Las ventajas de usar un mortero bastardo
Los morteros bastardos son más retentivos y debido a esto permiten una
hidratación más completa del cemento. Tienen mejor adherencia debido a que son
más plástico. Otra ventaja es que son más estables volumétricamente ya que
tienen menor contracción por desecamiento. Además son más impermeables
debido a la carbonatación de la cal.
(d) El mecanismo de adherencia entre la unidad y el mortero
El mecanismo de adherencia se da a dos niveles: mecánica, cuando las unidades
tienen perforaciones en su cara de asiento; y una adherencia físico-química, dada
por las propiedades de adherencia entre el mortero y la unidad, por las uniones de
Van Der Waals.
(e) El efecto de usar una proporción de cal
Endurece más lentamente al mortero, favorece la retentividad, y la lentitud que
ofrece por la carbonatación ayuda a reducir las fisuras de contracción de fragua,
mayor durabilidad. Trabajabilidad. La carbonatación es beneficiosa porque las
fisuras se sellan a lo largo de tiempo y forman cristales de carbonato de calcio, las
cuales ofrecen una resistencia adicional a la que ofrece el cemento, además de
favorecer la retentividad.

10. Explique cómo inciden las propiedades de las unidades de arcilla en la calidad de la
construcción de vivienda.
Las propiedades de mayor incidencia son la variación dimensional, la absorción,
succión y la resistencia a la compresión.
La variación dimensional de los ladrillos de arcilla influye en (1) la altura de las hileras
de los muros, obligando a aumentar el espesor de la junta de mortero, incrementando
los costos, reduciendo la adhesión y la resistencia del muro como elemento en la
construcción de muros y en techos aligerados. (2) Mayor irregularidad en la superficie
del muro, que requerirá mayor espesor de mortero para el enlucido. (3) Mayor número
de unidades por metro cuadrado de muro. (4) Menor espesor de la losa del techo, que
afecta el diseño de las viguetas. (5) Mayor peso del aligerado.
Los valores de absorción y succión de los ladrillos de arcilla excesivos absorben el agua
del mortero reduciendo su capacidad de fragua y resistencia que requiere.
 La resistencia a la compresión de los ladrillos de arcilla reduce a su vez la capacidad de
resistencia a la compresión de los muros en su conjunto cuando se diseñan para ser
portantes.

11. Describa cada uno de los tipos de albañilerías existentes.

Los tipos de albañilería se clasifican en dos grandes grupos: albañilería simple y la
albañilería reforzada.
La albañilería simple está elaborada únicamente con unidades de albañilería y
mortero. No tiene ningún tipo de refuerzo.
Dentro de la albañilería reforzada existen la albañilería armada, la albañilería
confinada y la albañilería laminar.
- La albañilería armada tiene como elementos de refuerzo varillas de acero colocadas
verticalmente y horizontalmente a través de los agujeros de las unidades y a través de
las juntas horizontales.
- La albañilería confinada tiene como elementos de refuerzo vigas y columnas cuya
función es enmarcar el muro.
- La albañilería laminar lleva una malla electro soldada de acero adherida a la
superficie del muro.

12. ¿Qué se ha regularizado en el RNE sobre las unidades de albañilería?

 Sobre las unidades de arcilla: Resistencia mínima es de 60 kg/cm2, en
muretes, lo mínimo es 15 kg/cm2. Hay de tipo I, II, III, IV, V y VI, los dos últimos
no se producen en el Perú. Normas:
INDECOPI 331.017, ASTM C-34, ASTM C-62, ASTM C-216, ASTM C-652,
ASTM C-67.
 Sobre las unidades de concreto: Debemos curarlos en 7 días y no usarlos
antes de 28 días. Clasificación por propiedades: Tipo I, destinado a soportar
cargas, min. 140 kg/cm2; Tipo II, para tabiques, minimo 60 kg/cm2. Normas:
NTP 339.601.2002 Ladrillos, NTP 339.602.2002 Bloques, NTP 339.604.2002,
ASTM C-55, ASTM C-90 Y ASTM C- 145, ASTM C-140 Muestreo.
 Sobre los Sílicos-Calcáreos: INDECOPI 331.032, 331.033 Y 331.034, ASTM C-
73. Clasificación por propiedades estructurales y durabilidad: Grado SW,
condiciones extremas intemperismo, heladas con humedad, y Grado NW,
puede ser expuesto a heladas sin humedad.
13. Cite las propiedades físicas y químicas de los ladrillos de arcilla cocida. Explique su
relación con su durabilidad y resistencia mecánica.
14. Explique cómo ocurre el fenómeno de adherencia entre las unidades – mortero de
albañilería.
El mecanismo de adherencia se da a dos niveles: mecánica, cuando las unidades tienen
perforaciones en su cara de asiento; y una adherencia físico-química, dada por las
propiedades de adherencia entre el mortero y la unidad, por las uniones de Van Der
Waals.
ACERO
1. Explique si es posible que dos piezas de acero, con la misma composición química,
pueden tener diferentes propiedades de resistencia y deformación
Las propiedades de resistencia y deformación del acero están dadas fundamentalmente
por el tipo de constituyente y el tamaño de los granos de dichos constituyentes La aleación
hierro-carbono, con la misma composición química, bajo las mismas condiciones de
fabricación, forma unos constituyentes muy específicos que tienen unas propiedades de
resistencia y deformación características. Sin embargo, si se mantiene la composición
química y se cambia las condiciones de fabricación; muy especialmente la temperatura de
enfriamiento, se generan unos constituyentes de no equilibrio con unas propiedades
resistentes y de deformación SIGNIFICATIVAMENTE diferentes de las de equilibrio, dándole
a osss aceros, diferentes propiedades.

2. Cuáles son los constituyentes de equilibrio de los aceros al carbono, qué características
tienen y cuál es la condición para que aparezcan.
(a)Ferrita: Solución sólida de carbono en Fe alta. Es amagnética a temperaturas mayores a
770°C y magnética a temperaturas menores. Blanda en el diagrama Fe-C. Tiene una dureza
de 90 HB, una carga de rotura de 300MPa de carga y 40% de alargamiento.
(b)Perlita: Mezcla eutectoide constituida por láminas alternas de ferrita y perlita. Es
magnética. Tiene una dureza de 250 HB y una resistencia a la tracción de 80kg/cm 2.
(c)Cementita: Compuesto intermetálico de fórmula Fe3C. Es un carburo, es decir es muy
duro, posee una dureza de 64HRc. Es muy frágil e indeformable.

Para que en un elemento de acero se encuentren estos 3 constituyentes, la temperatura

debe ser mayor al punto de fusión y las velocidades de enfriamiento deben seguir las
condiciones de equilibrio.

3. ¿Cuáles son los aceros aleados? Explique cómo es su comportamiento físico y mecánico
en relación a los aceros al carbono.
Los aceros al carbono poseen en su composición básica es Fe y C, presentan otros
elementos como impurezas, provenientes del proceso de fabricación, en cantidades
mímicas. Las propiedades de los aceros al carbono dependen básicamente de su contenido
en carbono.
Mientras que los Aceros aleados son aquellos aceros que presentan en su constitución,
elementos de aleación que son los que les dan las características específicas a cada tipo de
acero. Los elementos de aleación más empleados, son el cromo, níquel, molibdeno,
manganeso, silicio, vanadio, tungsteno. Estos se agregan al acero con el fin de conseguir
los siguientes objetivos:
- mejorar la resistencia mecánica a temperaturas comunes (aceros de alta resistencia
soldables)
- mejorar la templabilidad (aceros de bonificación)
- mejorar la inoxidabilidad (aceros inoxidables)
- mejorar la resistencia al desgaste (aceros de herramientas)
- mejorar la resistencia a elevadas temperaturas (aceros resistentes a la fluencia)
Según el porcentaje en que se encuentren los elementos de aleación en el acero, podemos
tener aceros de baja, media o alta aleación.
 El acero inoxidable tiene un contenido de Cromo mayor o igual al 10%. El cromo y el Hierro
forman un óxido impermeable, que es resistente a ciertas condiciones. En algunos aceros
austeníticos aparece cuando el contenido de Níquel es mayor al 8%.

4. Explique las razones por las que las barras de acero corrugado, cuando se usa como
parte del concreto armado:
(a) Se deben proteger del agua, la grasa, el aceite y el contacto con la tierra.

Se deben proteger del agua, la grasa, el aceite y el contacto con la tierra. La presencia de
los antes mencionados dificulta la adherencia de la barra corrugada con el concreto.
Además al estar en contacto con la tierra se pueden promover los procesos de corrosión
del acero.

(b) No se deben soldar.

La soldadura es una condición de calentamiento que permite la formación de estructuras

de no equilibrio luego de enfriarse, cambiando las propiedades de tenacidad que tiene
originalmente.

5. Explique la interacción del acero de refuerzo con el concreto en relación al proceso de

corrosión y los factores que inciden en él.
El acero de refuerzo embebido en el concreto al ser un acero de bajo carbono tienen una
baja resistencia a la corrosión y se forma alrededor de la barra un óxido férrico que se
mantiene estable en el ambiente propicio para el intercambio de electrones y se activa la
formación del óxido férrico, consumiendo la barra de acero.
Tambien el proceso de carbonatación del concreto puede hacer cambiar el PH,
favoreciendo el ambiente ácido y la mayor formación de óxido férrico.
6. En relación al aluminio, explique porqué su afinidad con el oxígeno constituye una
ventaja y al mismo tiempo una desventaja, en los siguientes aspectos.
(a) Proceso de fabricación
(b) Soldabilidad
(c) Corrosión

En general, la afinidad del Al con Oxigeno es muy alta y forma un óxido de aluminio
llamado alúmina, que es muy dura y que forma una capa protectora en la superficie de
cualquier elemento de aluminio. Esta capa dura actúa como una protección efectiva
posibles oxidaciones.
 (a)Proceso de fabricación: La afinidad con el Oxigeno dificulta su proceso de fabricación,
porque rápidamente se forma una capa superficial de alúmina, elevando los costos de
producción.

(b)Soldabilidad: La rapidez con la que se forma la alúmina en la superficie dificulta

cualquier proceso de soldado. En casos especiales, se deben generar condiciones tales, que
no haya oxígenos para poder soldar una pieza de aluminio.

(c) Corrosión: En relación a la corrosión constituye una ventaja, porque esta capa de
alúmina protege convenientemente los elementos fabricados y se puede colorear dándole
diversas formas de acabado.

7. Cite y explique las propiedades que hacen especial al aluminio frente al acero.
El aluminio genera una capa natural de óxido protector, que lo hace resistente a la
corrosión. Es un buen conductor de calor y electricidad; también es dos veces mejor
conductor que el cobre. El aluminio es un buen reflector de luz y calor, haciéndolo ideal
para su uso en la fabricación de reflectores. Este material es dúctil con un bajo punto de
fusión y densidad. Una ventaja que el acero tiene sobre el aluminio es su dureza
superficial, que es mucho más duro que el aluminio.
8. Explique cuáles son, qué características tienen y en qué condiciones aparecen los
constituyentes de no equilibrio.
Aparecen cuando el enfriamiento del acero no es tan lento como indica el equilibrio.
Además de los enfriamientos rápidos, hay una influencia de la composición química.
Confieren dureza al acero pero disminuyen drásticamente su tenacidad. Bainita superior y
martencita. Lo peculiar de estas estructuras es que son susceptibles de ser mejoradas
mediante un tratamiento térmico superior, devolviendo la tenacidad conservando gran
parte de su dureza, especialmente en el caso de la martencita; según los elementos de
aleación, se puede obtener martencita con enfriamiento al agua o con enfriamientos al
aire; cuanto mayor sea el contenido de carbono, más fácil será la aparición de martencita
a velocidades de enfriamiento moderadas.
9. ¿Qué función cumple el acero de refuerzo en el concreto armado y qué propiedades
debe tener?
Función principal que cumple dentro del concreto es absorber las cargas a tracción, ya que
resiste bien a tracción ya que resiste bien a la tracción, obteniendo una material resistente
tanto a tracción como a compresión (por el concreto), las propiedades que debe tener el
acero son alto límite elástico, tenacidad y ductibilidad.
10. Compare el aluminio con el acero, explicando brevemente las diferencias y similitudes
entre ellos.
Como la mayoría de los metales, el aluminio y el acero pueden ser derretidos, fundidos,
formados y mecanizados en diversas formas. El acero tiene la ventaja sobre aluminio en
maleabilidad; el aluminio es menos maleable que el acero. También como la mayoría de
los metales, pueden conducir la electricidad. El aluminio es no tóxico, lo que es ideal para
el envasado deproductos  alimenticios. Ambos  materiales  son 100% reciclables.
 El aluminio es mucho más ligero que el acero. El aluminio tiene alrededor de un tercio de la
densidad del acero en 2,72 mg/m al cubo en comparación con el acero es 7,85 mg/m al
cubo. El peso ligero de aluminio lo hace más fácil y más eficiente para mecanizar que el
acero. El aluminio tiene un punto de fusión más bajo que el acero, que también lo hace
más fácil para mecanizar. El rendimiento de fatiga del aluminio pasa a ser la mitad que el
del acero, mientras que el acero aventaja al aluminio en durabilidad.

Existen innumerables aplicaciones para ambos tipos de metales. El acero y el aluminio se

emplean en la industria marítima en la construcción de cascos. Un casco de aluminio
puede pesar hasta 45% menos que un casco de acero. El acero y el aluminio son también
ampliamente utilizados en la industria automotriz, la industria de moldes, la industria del
mecanizado, como así también en muchas otras.

11. Explique cómo cambian las propiedades de un aluminio según los elementos que se
usen como aleación.
El aluminio puro es un material blando y poco resistente a la tracción. Para mejorar estas
propiedades mecánicas se alea con otros elementos,
principalmente  magnesio,  manganeso,  cobre,  zinc  y  silicio, a veces se añade
también  titanio  y  cromo.

Forman parte de las llamadas  aleaciones ligeras, con una densidad mucho menor que
los  aceros, pero no tan resistentes a la corrosión como el aluminio puro, que forma en su
superficie una capa de óxido de aluminio (alúmina). Las aleaciones de aluminio tienen
como principal objetivo mejorar la  dureza  y  resistencia  del aluminio, que es en estado
puro un metal muy blando.

Desde el punto de vista físico, el aluminio puro posee una resistencia muy baja a
la  tracción  y una  dureza  escasa. En cambio, unido en aleación con otros elementos, el
aluminio adquiere características mecánicas muy superiores.

Los principales elementos de aleación del aluminio son los siguientes y se enumeran las
ventajas que proporcionan.

 Cromo (Cr)  Aumenta la resistencia mecánica cuando está combinado con otros elementos
Cu, Mn, Mg.
 Cobre (Cu)  Incrementa las propiedades mecánicas pero reduce la resistencia a la corrosión.
 Hierro (Fe).  Aumenta la resistencia mecánica.
 Magnesio (Mg)  Tiene una gran resistencia tras el conformado en frío.
 Manganeso (Mn)  Incrementa las propiedades mecánicas y reduce la calidad de
embutición.
 Silicio (Si)  Combinado con magnesio (Mg), tiene mayor resistencia mecánica.
 Titanio (Ti)  Aumenta la resistencia mecánica.
 Zinc (Zn)  Aumenta la resistencia a la corrosión.
 Escandio (Sc)  Mejora la soldadura

12. Explique cómo es posible que el aluminio no tenga problemas de corrosión como el
acero de refuerzo a pesar de que tienen mayor afinidad de reacción con el oxígeno.
En general, la afinidad del Al con Oxigeno es muy alta y forma un óxido de aluminio
llamado alúmina, que es muy dura y que forma una capa protectora en la superficie de
cualquier elemento de aluminio. Esta capa dura actúa como una protección efectiva
posibles oxidaciones.

13. Describa dos tipos de aceros utilizados en estructuras metálicas, indicando sus
propiedades mecánicas principal.
- Planchas de acero aleado, templado y revenido, de alta resistencia, adecuadas para
soldadura ASTM A514.
- Tubos estructurales de alta resistencia y baja aleación, soldados y sin costura, formados
en caliente, ASTM A618.
- Tubos redondos de acero negro y galvanizado, soldados y sin costura ASTM A53,Grado B.
- Acero de alta resistencia y baja aleación ASTM A242.
14. Indique qué tipos de soldaduras son más comunes y qué precauciones tener al hacerlas
para soldar dos barras de acero.
Existen diversos procedimientos de soldadura, cada uno de los cuales presenta
características propias que lo hacen adecuado para un material o sistema específico. Entre
los tipos de soldadura tenemos:
- Soldadura con soplete (autógena u oxiacetilénica) usa gases como C2H2 (acetileno),
metano, etc, quemados en un ambiente rico en oxígeno para generar elevadas
temperaturas (del orden de 3110ºC). Estas altas temperaturas producen muchas
distorsiones en el material. Se utilizan para metales de alto punto de fusión.
- TIG: soldadura con soplete pero con atmósfera inerte (Tungsten inert gas)
- MIG (Metal inert gas)
- Arco eléctrico: el calor se produce por un cortocircuito que se forma entre el electrodo y el
metal base.
- Soplete de plasma: proceso combinado de arco eléctrico y soplete.
Cuando se sueldan dos piezas con material de aporte, en la unión soldada se produce una
aleación entre el material base (lo que se va a soldar) y el material de aporte, lógicamente
esta aleación se produce en estado líquido, por eso es necesario alcanzar los puntos de
fusión de los materiales a soldar, este calor además afecta a las zonas circundantes a la
unión, lo que determina la zona afectada térmicamente.
Se debe tener cuidado al elegir el material de aporte: para que se forme una aleación
igual o similar al material base y así tener propiedades homogéneas en la pieza, y, se debe
tener
 cuidado en el proceso de calentamiento previo a la soldadura y enfriamientos posteriores
para evitar la aparición de estructuras frágiles.

15. En una estructura de acero que sera empernada, ha habido un error en el corte de las
piezas y las pulirá para que no se note. El ingeniero encargado le pide a Ud. Que revise
qué dicen las especificaciones y le de los datos para justificar esta solución. En las
especificaciones no indica nada al respecto, pero Ud. Recuerda que hay limitaciones
para soldar los aceros. ¿Qué datos necesitan determinar y qué razones le dará para
verificarlos? ¿Qué pasa si determina que no se puede soldar?
Remitirse a la pregunta 14

MADERA
1. Explique el fenómeno de anisotropía en la madera.
La madera está formada por fibras largas, longitudinales, a manera de tubos,
apiñados alrededor de un eje central mediante una sustancia natural llamada lignina.
Por ello, el comportamiento y las propiedades de la madera serán diferentes si se
evalúan en la dirección paralela a la fibra: por el contrario, si se miden en la dirección
transversal, dependerán fundamentalmente del espesor de las paredes de las fibras.
La madera tiene ejes de simetría perpendiculares entre sí: longitudinal o paralelo a la
veta, tangencial y radial respecto a los anillos de crecimiento.

2. Explique el efecto de la humedad en las propiedades y comportamiento de la

madera.
La humedad en la madera influye en:
 Cambios dimensionales: Cuando las células de las paredes de la madera
absorben humedad, se hinchan en sentido perpendicular a la dirección de las
fibras. En el sentido paralelo, ésta variación es mucho menor. Por ello, se
originan cambios de dimensión diferente en cada dirección.
 Reducción de la resistencia mecánica y rigidez: Cuando se hinchan las
paredes de la madera, el agua absorbida contenida en las células neutraliza
las fuerzas intermoleculares entre las macromoléculas de la celulosa,
reduciendo la resistencia y la rigidez.
 Conductividad eléctrica: En estado seco, la conductividad eléctrica de la
madera es casi nula. El agua tiene una capacidad conductora mayor que las
células de la madera Cuando el agua ingresa en los poros o cavidades, se
incrementa en ésta la que actúa como conductor de electricidad.
 Conductividad térmica: esta propiedad en la madera suele ser muy baja en
relación a otros materiales. La conductibilidad está en función a la porosidad,
la humedad y la dirección en que se mide. Cuando los poros o la madera
misma incrementan su contenido de agua, la conductibilidad térmica se
incrementa.

3. Indique las especies de madera, comparándolas según tres aspectos: su

microestructura, sus propiedades físicas y sus propiedades mecánicas.
 Existen 2 especies de maderas: las coníferas, que se desarrollan en climas templados, y
las latifoliados, las cuales se desarrollan en climas tropicales y semitropicales.
-Según su Microestructura, las maderas latifoliados presentan una estructura
heterogénea, con presencia de materia leñosa y células de parénquima, mientras que
las coníferas son mas homogenas, con presencia de traqueidas y en menor proporción
de parénquima.
- Según sus propiedades físicas, las coníferas son mas blandas, porosas con brillo y un
olor fuerte. Las latifoleadas tienen propiedades diferentes por presentar
concentraciones de poros.
-Según sus propiedades mecánicas, las maderas latifoliadas son mas resistentes y mas
ductiles. Ambas, coníferas y latifoleadas, tienen capacidad de deformación aunque a
veces las latifoleadas poseen mayor deformabilidad.

4. Cite y explique qué propiedades son importantes evaluar en la madera cuando va a

ser usada con fines estructurales. Indique el nombre de los ensayos de laboratorio
indicados para esta evaluación.
Cuando va a ser usada con fines estructurales, es importante evaluar:
-Las propiedades mecánicas de la madera, son anisotrópicas, pero además,
ortotrópicas porque varían igualmente en los tres ejes perpendiculares: longitudinal,
radial y tangencial. La madera tiene tres ejes de simetría perpendiculares entre sí:
longitudinal o paralelo a la veta, tangencial y radial. La resistencia y las propiedades
elásticas difieren en estas tres dimensiones debido a la orientación estructural de las
células de la madera.
-La resistencia a la compresión, se mide en dos ejes octogonales: en la dirección
paralela a la fibra y en la dirección perpendicular. Dado que en el sentido paralelo las
fibras tienen cierta continuidad, su capacidad resistente está dada por la capacidad
del material mismo y la uniformidad de la fibra.
-La resistencia a la tracción, casi duplica su capacidad a la compresión. La mayor
desventaja de la madera en tracción es el tipo de falla explosiva y violenta que
presenta, lo cual limita mucho sus aplicaciones en elementos sometidos a tracción
pura.
-La resistencia a la flexión, Normalmente, el mejor comportamiento mecánico de la
madera se obtiene frente a los esfuerzos de flexión. Por la forma en que se producen
las piezas de madera, la flexión se aplica en la dirección paralela a la fibra. Durante los
esfuerzos de flexión pura, las fibras en la parte inferior se estiran (tracción) y las fibras
de la parte superior se aprietan (compresión).
-Cizallamiento, Es importante cuando se va a realizar un diseño de ensamble o uniones
encoladas.
- Dureza estática, La madera en general se considera un material relativamente
blando en relación con otros materiales. La dureza se mide con un ensayo propio para
la madera, como la carga requerida para una esfera de 5.64 mm de diámetro (1cm2)
penetre la mitad de su diámetro; para una misma madera, esta dureza disminuye
cuando el contenido de humedad se incrementa.

*Se utiliza, principalmente, 2 ensayos: La compresión directa y la flexión indirecta.

5. Describa y explique las aplicaciones de los productos derivados de la madera: fibra

cal o triplay, madera laminada y tablas corrugadas.
  El Triplay: Es una madera procesada formada por láminas impares pegadas
entre sí de modo tal de ir alternando la dirección de las fibras en cada una, o
sea que en cada lámina la dirección de la fibras sea perpendicular a la
siguiente lámina. Con este procedimiento se reduce el comportamiento
anisotrópico de la madera y se logra conseguir una simetría con respecto a su
comportamiento mecánico y a un bajo costo. Su uso es variado, pero
principalmente se utiliza con recubrimientos y para la elaboración de muros.
 La madera laminada: Son bloques de madera unidos mediante material
aglomerante para conseguir elementos de madera de mayor largo, pero sin
perder las propiedades mecánicas de la madera. Su uso es principalmente
para el diseño de vigas de madera.
 Las tablas corrugadas: Son elementos de madera formados por el
aglutinamiento de viruta o aserrín unidos con un material aglutinante y
fuertemente compactados. Esta madera ya no presenta el comportamiento
anisotrópico que tiene la madera natural, además es más densa y por lo tanto
es más resistente. Su empleo es generalmente para la elaboración de muebles.

6. Indique el signo (mayor >, menor < o igual =) que relaciona mejor las siguientes
propiedades mecánicas de la madera:

(a) Compresión paralela (σ) …. > Compresión Perpendicular

(b) Tracción……………………….. > Compresión paralela
(c) Corte paralelo ……………… < Corte perpendicular
(d) Cizallamiento paralelo …. < Cizallamiento perpendicular

7. ¿Cuáles son las principales propiedades físicas de la madera? Explique su aplicación

en la construcción
 Baja densidad: Es muy liviana por lo que será más fácil trasladarla de un lugar
a otro y será mucho más fácil para usarla en vigas, techos, etc.
 Baja conductividad térmica: No conduce la temperatura, la madera
 Transmisibilidad y aislamientos acústicos: la madera es un aislante por
excelencia debido a sus poros, en construcción se utilizaría en puertas,
tableros, etc.
 Contenido de Humedad: es la relación entre la masa de agua contenida en la
madera y la masa seca.
 Variación dimensional: Depende del contenido de humeada y de la variación
de temperatura.

8. ¿Qué factores pueden afectar las propiedades mecánicas de la madera?

Influencia de la humedad en las propiedades mecánicas, El secado de la madera
mejora la mayoría de las propiedades mecánicas de la madera. El contenido creciente
de humedad reduce todas las propiedades de resistencia y rigidez. Para obtener los
esfuerzos permisibles a partir de los valores de la resistencia final, Se debe tener en
consideración lo siguiente:
1) La dispersión en las resistencias de una sola pieza puede ser hasta de 25% mayor o
menor al promedio.
 2) Las resistencias señaladas se basan en pruebas efectuadas en periodos cortos. En
periodos típicos de servicio, la madera sometida a carga sostenida puede fallar más o
menos a los 9/16 de la carga registrada en una prueba normal.
3) El módulo de ruptura de un espécimen normal de 2 pulgadas de espesor para
pruebas de flexión es mayor que para una viga peraltada.
4) Se debería aplicar un factor de seguridad (quizá de 3/5) a las resistencias finales
promedio, para determinar los esfuerzos permisibles.
5) Las imperfecciones (como nudos y grietas) reducen todavía más los esfuerzos
permisibles en los elementos hechos con madera.

9. Explique los factores que afectan la durabilidad de la madera.

Los insectos Termitas (hormigas blancas).
 Climas cálidos y húmedos. Alimento es la celulosa.
 Mantener la madera aislada del suelo
 Venenos como el clordano y el DDT en el suelo.
 Sellado con pintura de las superficies expuestas
 Aplicación de polvos venenosos sobre madera.
La tiñuela
 Organismos vivos que atacan zonas madera sumergida.
 Perforaciones ocultas, en ángulo recto con el grano, a una profundidad de media
pulgada.
 Los desechos que se elevan y caen con las olas y mareas obligan a la tiñuela a
penetrar cada vez más en la madera.
- Variedad teredo infesta la madera cerca de la línea de suciedad, en la interface aire-
agua, a través de orificios diminutos.
- Variedad limnoria desarrolla una forma parecida a una esfera de reloj, cerca de la
línea de agua de los pilotes.
 Recubrimientos metálicos, de fieltro asfaltado o de concreto en torno alas
estructuras sumergidas.
 Una vez atacada, mejor reemplazar elementos dañados.
Hongos
 Causan descomposición, putrefacción o manchas.
 Hongos que producen manchas y decoloraciones; No afectan su resistencia, pero sí
en las de acabado.
 Otros hongos atacan directamente a la celulosa o a la lignina, dejando la madera
inservible.
Eliminar la humedad (ambientes con humedad mayores a 20%)
Uso de recubrimientos
Aplicación de antisépticos como el cloruro de cinc, creosota o el pentafenol.
El fuego
Mejorar la incombustibilidad de la madera
Uso impregnaciones a presión de las tablas con productos químicos como el bórax y
las sales de amoniaco.
Se chamusca, pero no arde fácilmente.
 10. Explique cómo es la conformación anatómica del tronco de un árbol y cuál es la
utilidad de cada una.
El tronco de un árbol se conforma por tres partes:
 La corteza: La corteza es la parte más exterior del
tronco de un árbol y tiene tres partes, la primera
es la zona externa en la cual se encuentran células
muertas llamadas floema, la segunda es la zona
del corcho y la última es una zona constituida por
algunas células vivas del floema y se llama líber, la
función del líber es de transportar las sustancias
alimenticias desde las hojas hasta las ramas,
tronco.
 El cambium: Es una delgada capa, en donde se da
la reproducción de células por división, hacia el
interior del tronco se reproducen células de madera y hacia el exterior se
reproducen células de líber.
 Madera o Xilema: Es la parte del tronco donde está la madera propiamente
dicha, esta zona se divide en 3 partes:
(a) La albura: Es la parte del xilema en donde se encuentra la madera joven,
una madera n estado húmedo por donde recorre agua y además
sustancias nutritivas que se encuentran disueltas en el agua. Esta zona por
ser húmeda tiende a podrirse más rápido que las demás zonas. Aquí
encontramos células “vivas”.
(b) El duramen: Se le conoce como zona de madera “madura” aquí hay
células muertas y es por ello que esta zona posee un color más oscuro que
el de la zona de albusa. Es una zona no húmeda y por lo tanto es de mayor
resistencia que las otras zonas o partes de la madera. Cuando el tronco del
árbol ya se encuentra en un estado de crecimiento avanzado, el duramen
puede llegar a ser más grande que la albusa.
(c) La médula: Es el tejido o la parte más primitiva del tronco del árbol, es una
zona blanda, húmeda y por lo tanto posee una resistencia muy baja.
Conforme va pasando el tiempo, ésta parte se va deteriorando. Se
descarta y se extrae cuando se va a usar la madera como fin para
cualquier aplicación.

15. Cite y explique qué propiedades son importantes evaluar en la madera cuando va a ser
usada con fines estructurales. Indique el nombre de los ensayos de laboratorio indicados
para esta evaluación.
Con fines estructurales, la madera se valora por sus propiedades mecánicas, especialmente
su resistencia a la compresión y a la tracción. Estos parámetros se evalúan a través de los
ensayos de COMPRESIÓN SIMPLE Y FLEXIÓN INDIRECTA.
Los defectos comunes como los resquebrajamientos, contrafibra, nudos, bolsas de resina,
venteaduras o rodaduras y alabeos tienen una incidencia directa en el comportamiento
 mecánico. Su presencia puede bajar notablemente la resistencia mecánica de la madera.
Estos defectos se evalúan visualmente.

16. Cite y describa las características físicas y mecánicas de la madera, según la especie
(conífera y latifoleada)

Existen 2 especies de maderas: las coníferas, que se desarrollan en climas templados, y

las latifoliados, las cuales se desarrollan en climas tropicales y semitropicales.
-Según su Microestructura, las maderas latifoliados presentan una estructura
heterogénea, con presencia de materia leñosa y células de parénquima, mientras que
las coníferas son mas homogéneas, con presencia de traqueidas y en menor
proporción de parénquima.
- Según sus propiedades físicas, las coníferas son mas blandas, porosas con brillo y un
olor fuerte. Las latifoleadas tienen propiedades diferentes por presentar
concentraciones de poros.
-Según sus propiedades mecánicas, las maderas latifoliadas son mas resistentes y más
ductiles. Ambas, coníferas y latifoleadas, tienen capacidad de deformación aunque a
veces las latifoleadas poseen mayor

17. Explique lo que regula el RNE sobre la madera y su uso en el Perú.

E 010 del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE)
INTITEC 251 001 Terminología
INTITEC 251 011 Determinación de densidad.
INTITEC 251 104 Madera aserrada. Clasificación visual y requisitos para uso estructural.
INTITEC 251 107 Madera aserrada. Ensayo flexión en vigas escala natural.
-Incorporar nuevas especies a los Grupos A, B y C
-Cargas admisibles
-Diseño estructural
-Fabricación y montaje

18. Defina las siguientes propiedades de la madera y explique la importancia o aplicación

práctica:

(a) Cambios Dimensionales, por hinchazón y contracción como resultados de los cambios
en la humedad atmosférica sólo ocurren cuando el contenido de humedad es inferior
al punto de saturación de la fibra. Cuando ocurren cambios dimensionales, estos
tienen lugar en sentido radial y tangencial, transversales al eje longitudinal de la
madera porque las paredes de las células se hinchan o se contraen en sentido
perpendicular a la dirección de las fibras. Los cambios de forma según la dirección se
relacionan directamente con los cambios de humedad.

(b) Dureza Estática, La madera en general se considera un material relativamente blando

en relación con otros materiales. La dureza se mide con un ensayo propio para la
madera, como la carga requerida para una esfera de 5.64 mm de diámetro (1cm2)
penetre la mitad de su diámetro; para una misma madera, esta dureza disminuye
cuando el contenido de humedad se incrementa. Se utiliza, principalmente, 2 ensayos:
La compresión directa y la flexión indirecta.
 (c) Corte por flexión, Se mide sometiendo a una viga a esfuerzos de flexión con una carga
puntual en el centro. Es como si quisiéramos romper un grupo de pajillas pegadas con
lignina entre sí, doblándolas. La falla se producirá por el esfuerzo de corte generado en
el interior del material. Nuevamente se notan variaciones significativas según la
dirección en que se mida.

(d) Resistencia Específica.

19. ¿Cuáles son las principales propiedades físicas de la madera? Explique su aplicación en la
construcción

Baja densidad: Es muy liviana por lo que será más fácil trasladarla de un lugar a otro y
será mucho más fácil para usarla en vigas, techos, etc.
Baja conductividad térmica: No conduce la temperatura, la madera
Transmisibilidad y aislamientos acústicos: la madera es un aislante por excelencia
debido a sus poros, en construcción se utilizaría en puertas, tableros, etc.
Contenido de Humedad: es la relación entre la masa de agua contenida en la madera
y la masa seca.
Variación dimensional: Depende del contenido de humeada y de la variación de
temperatura.
ASFALTO
1. Cite y explique las características de los componentes del asfalto
El asfalto básicamente tiene dos compuestos: los asfaltenos, que no son solubles en el
heptano, de color negro, que le da el color y la dureza al asfalto, y los maltenos, que son más
bien viscosos y solubles en el heptano, que se dividen a su vez en resinas, con propiedades de
adhesividad y aceites, que actúa como vehículo de transporte para los asfaltenos y las resinas.

2. Describa y explique el proceso de los materiales bituminosos. Explique las causas que lo
producen y los efectos en los asfaltos.
Es un proceso físico-químico por el cual se pierden los volátiles (maltenos) y se produce la
oxidación de asfalto. En este proceso, ocurre una transformación de los hidrocarbonos al
cambiar sus enlaces y los aceites se transforman en resinas, las resinas en asfaltenos. Al
perderse los volátiles, el asfalto pierde sus propiedades de ductilidad y adherencia.
Hay tres causas probables para esta trasformación: (i) una natural oxidación de los
hidrocarburos en el tiempo; (ii) por la evaporación de volátiles por efecto del viento y la
temperatura y (iii) por la polimerización debida a la radiación solar.
Los efectos no se notan en el momento, sino en el tiempo. Cuando se elevan las temperaturas
por encima del punto de ablandecimiento o se somete a temperatura por un tiempo
sostenido, ocurre esta transformación de los hidrocarburos y el asfalto pierde la flexibilidad.
Un asfalto envejecido demora en rigidizarse 2 a 3 veces menos del que le tomaría a un asfalto
que no ha sido sometido a temperaturas altas.

3. Se han especificado los siguientes materiales. Indique a qué tipo de material corresponde y
qué significan cada una de las siglas y números de su nombre.
(a) RC – 250
Asfalto líquido de curado rápido. RC significa curado rápido y el 250 el valor de la mínima
viscosidad cinemática, en mm2/s, medida a 60°C. Se aplica en imprimaciones,
tratamientos superficiales y bacheo.
(b) PEN 60 – 70
Cemento asfáltico. Las siglas significan la clasificación con base en la propiedad de
penetración, que alcanza un valor de 60 a 70 décimas de milímetro. Se aplica para mezclas
asfálticas en caliente.
(c) MC – 70
Asfalto diluido de curado medio, con una viscosidad cinemática mínima de 70 mm2/s,
medida a 60C.
(d) AC - 40
Cemento asfáltico clasificado por viscosidad, con una viscosidad absoluta de 4000 poises,
medida a 60°C.
(e) AC – 20
Cemento asfáltico clasificado por viscosidad, con una viscosidad absoluta de 2000 poises,
medida a 60°C.
(f) PEN 80 – 100
 Cemento asfáltico. Las siglas significan la clasificación con base en la propiedad de
penetración, que alcanza un valor de 80 a 100 décimas de milímetro.
(g) SC – 5
Asfalto líquido de curado lento. SC significa curado lento y el 5 indica el valor de la calidad
del asfalto líquido. Se aplica en imprimaciones, tratamientos superficiales y bacheo.
(h) MS
Emulsión asfáltica anicónica de curado medio.
(i) MC – 250
Asfalto diluido de curado medio con 250 mm2/s de viscosidad cinemática mínima medida
a 60°C.
(j) CSS – 2
Emulsión asfáltica catiónica de curado lento. El 2 indica el valor de la calidad del asfalto

4. Explique las diferencias y similitudes entre un cemento asfáltico, una emulsión y un asfalto
diluido. Indique además, los criterios de clasificación de cada uno de ellos.
 Los cementos asfálticos son semisólidos, altamente viscosos, de color negro. Tienen gran
resistencia y ductilidad. Se les caracteriza fundamentalmente por su consistencia a través
de la viscosidad media en dos condiciones (a 60°C y después de envejecido y por
penetración). Se usan para asfaltos en caliente. Se clasifican en base a dos criterios
independientes: Penetración, medida a 25°C y viscosidad absoluta, medida a 60°C.
 Los asfaltos diluidos, son asfaltos que se comportan como líquidos, con un rango de
viscosidad muy variable, suelen formarse por destilación del crudo o por mezcla del
cemento asfáltico con solvente. Se caracterizan por el tipo de solvente que tienen, la cual
determina la velocidad del curado (Rapido, Medio y lento) y por su velocidad cinemática.
Sirven para riesgos de liga y asfalto en frío. Se clasifican en base a dos criterios
complementarios: La velocidad de curado y la viscosidad cinemática medida a 60°C.
 Las emulsiones son mezclas de asfaltos diluídos o cemento asfálticos con agua y un agente
emulsificante, para mantener separados a los glóbulos de asfalto (fase dispersa) en la
matriz acuosa (fase continua). Se caracterizan por su naturaleza química (catiónicas o
aniónicas) y su velocidad de curado. Sirven para tratamientos superficiales,
estabilizaciones y asfalto en frío. Se clasifican en base a la velocidad del curado y la
naturaleza de la carga eléctrica en la fase dispersa en la emulsión.

5. ¿Cuál es la diferencia entre un cemento asfáltico y un asfalto líquido? Explique las

diferencias en términos de composición y/u obtención, propiedades físicas y aplicaciones.

Pregunta 4

6. ¿Qué propiedades de los asfaltos se ven afectadas por la temperatura?

Son termoplásticos. Por ellos las propiedades que se ven afectadas son: la viscosidad y la
consistencia. La viscosidad disminuye con la temperatura. A temperaturas altas (mayores a
60°C) el cemento asfáltico se hace líquido por ejemplo).

Otro efecto es la capacidad aglomerante y la flexibilidad. Estas dos propiedades le dan en

gran parte a la presencia de maltenos, que le dan flexibilidad al asfalto. Cuando un asfalto es
sometido a temperaturas por encima de las previstas, estos maltenos se volatizan con
rapidez, perdiendo el asfalto la flexibilidad y se rigidiza; aunque a veces no sucede al mismo
tiempo, el tiempo que un asfalto sometido a temperatura puede demorar en rigidizarse es dos
 a tres veces menor del que le tomaría a un asfalto que no ha sido sometido a temperaturas
altas.

7. Describa las principales desventajas de la clasificación por penetración de los asfaltos

Ensayo de Penetración (ASTM D5).

Consiste en observar la
penetración ocurrida en 60 seg. De
una aguja sobre una masa de peso
prefijado a una temperatura de
25°C. La simplicidad del ensayo lo
ha hecho muy popular, siendo
impropio para asfaltos líquidos o
muy blandos o susceptibles a la
temperatura.

8. Describa las propiedades físicas del asfalto y el modo de medirlas en el laboratorio

a) La densidad o densidad relativa. Esta característica de los asfaltos es determinada por el
método del picnómetro y es empleada para cementos asfálticos y cutbacks. La norma
ASTM D70 ó D2170 y D3142 son las recomendadas para cemento asfáltico y cutbacks
respectivamente. La densidad relativa de los cementos asfálticos varía entre 1.0 y 1.05 en
tanto que los asfaltos líquidos, dependiendo de la cantidad de diluyentes, entre 0.92 y algo
más de 1.0.
b) Punto de inflamación. Esta prueba que se realiza a fin de determinar la temperatura a la
cual el material puede ser calentado sin que se inflame y por tanto, no se convierta en un
peligro para el personal. El ensayo se realiza colocando asalto en un depósito de bronce y
una pequeña llama sobre la superficie hasta que suficiente vapor se libera y genera la
llama. EL punto de inflamación varía entre 285°C para un bitumen duro y 30°C para un
bitumen líquido. La norma ASTM D92 describe el procedimiento a seguir para determinar
el punto de inflamación de cementos asfálticos y asfaltos líquidos de curado lento. La
norma ASTM D1310 es empleado para asfaltos líquidos de curado rápido.
9. Describa lo que son las emulsiones asfálticas, su proceso de obtención, su composición y sus
tipos.
Las emulsiones son mezclas de asfaltos diluídos o cemento asfálticos con agua y un agente
emulsificante, para mantener separados a los glóbulos de asfalto (fase dispersa) en la matriz
acuosa (fase continua). Se caracterizan por su naturaleza química (catiónicas o aniónicas) y su
velocidad de curado. Sirven para tratamientos superficiales, estabilizaciones y asfalto en frío.
Se clasifican en base a la velocidad del curado y la naturaleza de la carga eléctrica en la fase
dispersa en la emulsión.

Una emulsión tiene tres ingredientes básicos: asfalto, agua y un agente emulsificante. En
algunas ocasiones el agente emulsificante puede contener un estabilizador.
 Asfalto: El betún asfáltico es el ingrediente básico de una emulsión y en la mayoría de los
casos, representa del 55 al 70 por ciento de la emulsión. El asfalto es un coloide compuesto de
varias fracciones, siendo las principales los asfáltenos y los maltenos. La constitución coloidal
del asfalto depende de la naturaleza química,  el porcentaje de fracciones y sus relaciones
entre ellas. Los asfáltenos son la fase dispersa del asfalto, mientras que los maltenos son la
fase continua. Se ha establecido que los asfáltenos suministran la dureza, mientras que los
maltenos confieren las propiedades de adhesividad y ductilidad.

Agua: El agua humedece y disuelve; se adhiere a otras sustancias; y modera las reacciones
químicas; estos factores permiten la producción de una emulsión satisfactoria. Por otro lado,
el agua puede contener minerales u otras sustancias que afecten a las propiedades de la
emulsión, son inadecuadas las aguas sin tratar a causa de sus impurezas, especialmente las
que tienen iones de calcio y magnesio. El agua usada para preparar emulsiones deberá ser
razonablemente pura y libre de materias extrañas.

Agentes emulsificantes: Dicho químico es un agente con actividad de superficie, comúnmente

llamado “surfactante”, que determina si la emulsión se clasificará como aniónica, catiónica o
no iónica. El emulsificante, también mantiene los glóbulos de asfalto en suspensión estable y
permite su rotura oportuna. El surfactante cambia la tensión superficial en la interfase, es
decir en el área de contacto entre los glóbulos de asfalto y el agua. Hay gran disponibilidad de
emulsificantes químicos. Deben seleccionarse por su compatibilidad con el betún asfáltico
usado.

Clases: (a) Directa:Fase dispersa(o interna) es hidrocarbonada y la dispersante (o externa) es

agua. (b) Inversas: La fase dispersa es acuosa.

10. Explique la composición química de los materiales asfálticos y su relación con el proceso de
envejecimiento.
Son compuestos de hidrocarbonos (H y C) con trazas de S,O y N. Básicamente tiene 2
compuestos: los asfaltenos, que no son solubles en el heptano, de color negro, da color y
dureza al asfalto; los maltenos, que son más bien viscosos y solubles en el heptano, que se
dividen a su vez en resinas, con propiedades de adhesividad y aceites, que actpua como
vehículo de transporte para asfaltenos y las resinas. En el proceso de envejecimiento, los
hidrocarbonos se van transformando al cambiar sus enlaces, y los aceites se trasnforman en
resinas, las resinas en asfaltenos, con una cosiguiente pérdida de ductilidad y adhesividad.

11. Cite y explique los principales materiales asfálticos usados en pavimentación, indicando las
propiedades usadas para caracterizar a cada uno de ellos.
 Cemento asfálticos semisólidos, altamente viscoso, color negro. Gran cosnsitencia y
ductilidad. Consistencia a través de la viscosidad medida en dos condiciones (a 60°C y
después de envejecido) y por penetración. Se usan para asfalto en caliente. Se
clasifican en base a dos criterios independientes: Penetración, medida a 25°C y
viscosidad absoluta medida a 60°C.
  Los asfaltos diluidos son asfaltos que se comportan como líquidos, con un rango de
viscosidad muy variable. Suelen formarse por destilación del crudo o por mezcla del
cemento asfáltico en solvente. Viscosidad cinemática y su tipo de solvente que
contienen determina su velocidad de curado. Se clasifican en base a velocidad de
curado y viscosidad cinemática medida a 60°C.
 Las emulsiones son mezclas de asfalto diluido o cemento asfaltico con agua y un
agente emulsificante para mantener separados a los glóbulos de asfalto en la matriz
acuosa. Sirven para tratamientos superficiales, estabilizaciones y asfaltos en frío. Se
clasifican en base a velocidad de curado y naturaleza de la carga eléctrica de la fase
dispersa en la emulsión.

12. Naturaleza coloidal del asfalto y su relación con características físicas y propiedades
mecánicas.
El asfalto es una sustancia coloidal, donde la fase continua la conforman la fracción líquida de
asfalto, es decir, las resinas y los aceites (maltenos) y la fase dispersa la constituyen los
asfaltenos y los maltenos de alto peso molecular (fracción sólida). El predominio del contenido
de la fracción sólida en relación al total determinará si los asfaltos serán de tipo SOL o GEL.
SOL es más ligero, consistencia más líquida, GEL tiene consistencia de mayor viscosidad, a
veces llega a ser semisólido.

Si la presencia de la fracción líquida y de volátiles es mayor en el asfalto, será más susceptible

a temperatura, menos rígido y más blando, de menor viscosidad, menor propiedad mecánica
pero mayor deformación.

13. Definiciones
(a) Mezcla asfáltica en frío
Mezcla de asfalto diluido o emulsión con agregado preparado temperaturas menores de
100°C usado en capas de pavimentación.
(b) Imprimante
Capa superficial que se aplica entre el afirmado y la carpeta asfáltica para asegurar
adherencia entre ambas.
(c) Temperatura de ablandecimiento
Es la temperatura a la cual el cemento asfáltico comienza a fluidificarse, y sus
propiedades mecánicas pueden ser definidas por su viscosidad.
(d) Emulsión estable
Es una emulsión que pertenece dispersa por un determinado tiempo.
(e) Coalescencia
Es el proceso por el cual los glóbulos de asfalto se van uniendo después del rompimiento
de la emulsión y durante el proceso de curado.
(f) Curado de emulsión
Es el proceso por el cual el agua se evapora y los glóbulos de asfalto coalescen.
(g) Viscosidad
Es la oposición o resistencia al esfuerzo cortante. Medida de la consistencia de los
asfaltos.
(h) Penetración
Medida de la consistencia de los cementos asfálticos.
(i) Estabilidad
 Propiedad de las emulsiones por medio de la cual se mantienen los glóbulos de asfalto
como fase dispersa en la matriz acuosa.
(j) Floculación
Es la acumulación de partículas de asfalto en grupos debido a la rotura del ligante
producida por el contacto de la emulsión con el agregado.
(k) Coalescencia
Proceso por el cual los glóbulos de asfalto se van uniendo después del rompimiento de la
emulsión y durante el proceso de curado.
(l) Emulsión asfáltica
Se les conoce también como asfalto frío y es aquel cemento asfáltico emulsificado en
agua y un agente emulsificante.
14. Explique en qué materiales se aplican los siguientes ensayos
(a) Ensayo de Vicat : Pastas de aglomerantes aéreos e hidráulicos.
(b) Penetración: Cementos asfálticos.
(c) Estabilidad: Emulsiones asfálticas.
(d) Viscosidad después del envejecimiento: En cementos asfálticos.

15. ¿Qué es el envejecimiento de los materiales bituminosos? Describa y explique el proceso,

indicando las causas que lo producen.
Es un proceso físico-químico por el cual se pierden los volátiles(maltenos) y se produce la
oxidación del asfalto. En este proceso, ocurre una transmisión de los HC al cambiar sus
enlaces, y los aceites se transforman en resinas y las resinas en asfáltenos. Al perderse los
volátiles, el asfalto pierde su propiedad de ductilidad y adherencia. Hay tres causas probables
para esta transformación: Natural oxidación de los HC, evaporación de los volátiles por el
viento y la temperatura; la polimerización debida a la radiación solar. Cuando se eleva la
temperatura por encima del ablandecimiento o se elevan las temperaturas por un tiempo
sostenido, ocurre la transformación de los HC y el asfalto pierde la flexibilidad. Muchas veces
el efecto no se nota en el momento, sino que en el tiempo. Un asfalto envejecido demora en
rigidizarse dos a tres veces menos de lo que le tomaría a un asfalto que no ha sido sometido a
temperaturas altas.

16. Explique las clases de asfalto residual, indicando brevemente sus propiedades y
aplicaciones (Pregunta distractora)
El asfalto residual es el asfalto derivado de la destilación del petróleo. En realidad, el
asfalto se obtiene de la destilación del petróleo también llamado crudo. Las propiedades
de han visto anteriormente

POLÍMEROS
1. ¿Qué comportamientos esfuerzo-deformación tienen los
polímeros? Ilustre y explique.
Pregunta 5
2. ¿Cómo influye la temperatura en las características
mecánicas de los polímeros?
Las características mecánicas de los polímeros son
mucho más sensibles a la temperatura, que los metales,
como puede verse en la figura: Un incremento de
 temperatura se traduce en disminución del módulo elástico y de la resistencia a la
tracción, y en aumento de la ductilidad.

3. ¿Cómo se clasifican los polímeros según su respuesta al calor?

 Termoplástico: Son polímeros de cadenas largas que cuando se calientan se reblandecen y
pueden moldearse a presión. Representan el 78-80% de consumo total. Los más
importantes son: polietileno, polipropileno, PVC, poliestireno, etc.

 Resinas termofijas o termoestables: Estos materiales se caracterizan por tener cadenas

poliméricas entrecruzadas, formando una resina con una estructura tridimensional que no
se funde. Polimerizan irreversiblemente bajo calor o presión formando una masa rígida y
dura. Los polímeros termofijos pueden reforzarse para aumentar su calidad, dureza y
resistenciaa la corrosión.

4. ¿Cómo es la deformación de los elastómeros y qué condiciones debe cumplir el polímero

para ser considerado como tal (elastómero)?
Los elastómeros como el poli-isopreno, el poli-butadieno y el poli-isobutileno muestran un
comportamiento mecánico completamente diferente al de los otros tipos de materiales.
Apreciamos que los elastómeros tienen módulos muy bajos, puede verse en la suave
pendiente de la recta. Si los elastómeros no tuvieran módulos bajos, no serían buenos
elastómeros. Para que un polímero sea un elastómero, le hace falta algo más que tener
módulo bajo. El hecho de ser fácilmente estirado no le da demasiada utilidad, a menos que
el material pueda volver a su tamaño y forma original una vez que el estiramiento ha
terminado. Las banditas de goma no servirían de nada si sólo se estiraran y no recobraran
su forma original. Obviamente, los elastómeros recobran su forma y eso los hace tan
sorprendentes. No poseen sólo una elevada elongación, sino una alta elongación
reversible.
5. Explique con ayuda de un gráfico el comportamiento mecánico de los polímeros.

Los polímeros tienen tres

comportamientos característicos:
Polímero frágil (Curva A), son
plásticos rígidos, capaces de
soportar una gran tensión, pero no
demanda elongación antes de su
ruptura. No hay una gran área bajo
la curva, por ello se dice que son
resistentes pero no muy tenaces. Son
quebradizos o frágiles. Además, la
pendiente de la recta es muy
pronunciada, lo que significa que
debe ejercerse una considerable
fuerza para deformar un plástico rígido.

Polímero con comportamiento similar a un metal (Curva B), son plásticos flexibles, que no
soportan tan bien la deformación, pero tampoco tienden a la ruptura. El módulo inicial es
 elevado, o sea que resisten por un tiempo la deformación, pero si se ejerce demasiada tensión
sobre un plástico flexible, finalmente se romperá.

Polímero totalmente elástico (Curva C), llamados también elastómeros, son capaces de sufrir
grandes deformaciones recuperables ante pequeños esfuerzos. Tienen módulos muy bajos
(suave pendiente de la recta) pero además pueda volver a su tamaño y forma original una vez
que el estiramiento ha terminado. Eso los hace tan sorprendentes. No poseen sólo una
elevada elongación, sino una lata elongación reversible.

6. Explique en qué consiste la susceptibilidad térmica en los polímeros y cómo influye en sus
aplicaciones
La susceptibilidad térmica consiste en la modificación de sus propiedades mecánicas y de
deformación cuando hay cambios de temperatura. En el caso de los polímeros disminuyen el
módulo elástico y la resistencia a la tracción, aumentando su ductilidad.

Define el criterio de clasificación más importante de los polímeros: (1) termoestables, cuando
no sufren efecto por la temperatura, (2) termoplásticos, cuando incrementan su capacidad de
deformación plástica al incrementarse a temperatura.

7. Defina
(a) Polímero
Compuesto químico, natural o sintético, que consiste esencialmente en unidades
estructurales repetidas. El término viene del griego ―poli‖, muchos, y ―meros‖, parte o
segmento.
(b) Copolímero
Polímeros compuestos por dos unidades monoméricas. Un ejemplo de estos materiales
son los cauchos sintéticos.
(c) Temperatura de transición vítrea (Tg)
La Tg se puede entender de forma bastante simple cuando se entiende que en esa
temperatura el polímero aumenta su  densidad,  dureza  y  rigidez, además su porcentaje
de elongación disminuye de forma drástica. Se entiende que es un punto intermedio de
temperatura entre el estado fundido y el estado rígido del material.
(d) Elastómero
Tambien conocido como polímero totalmente elástico, son capaces de sufrir grandes
deformaciones recuperables ante pequeños esfuerzos.
8. Relacione los materiales de la columna de la izquierda con las marcas registradas,
propiedades o aplicaciones de la columna de la derecha

(a) Polietileno de alta densidad (1) Tecnopor

(b) PVC (2) Aislante térmico y acústico
(c) Policarbonatos (3) Soldimix
(d) Teflón (4) Tubería agua caliente
(e) Polipropileno (5) Luminarias
(f) Poliestireno (6) Tubería químicamente resistente
(g) Tecnopor (7) Tubería agua potable
(h) Resina epóxica (8) Geotextil
 1-f, 2-g,3-h,4-d,5-c,6-a,7-b, 8-e

9. Se tienen pistas de concreto asfáltico. En una de ellas se observan corrimientos y

deformaciones de la carpeta. Al tomar muestras y analizarlas en el laboratorio se encontró
que se trataba de concreto asfáltico en caliente, PEN 60 -70. Además, despues e una lluvia
de poca intensidad se deteriora fácilmente y se desprenden los agregados del asfalto.
Explique:
(a) Las características del asfalto que han influido en los corrimientos observados.
El concreto asfáltico es demasiado blando, con valores PEN muy altos para el clima de la
zona. Esto hace que durante las horas de calor el asfalto se ablande y pierda su capacidad
resistente, deformándose con el paso de los vehículos.

(b) Las posibles causas de que el agregado no se adhiera adecuadamente al asfalto.

Como material compuesto, el concreto asfáltico requiere que los agregados tengas una
buena adherencia con el asfalto. Esta adherencia depende de la composición química y
mineralógica de los agregados. Al parecer estos agregados no son compatibles con el
asfalto.

GEOSINTÉTICOS
1. Sobre los geosintéticos:
(a) Definición
Cualquier material textil fabricado en materiales sintéticos, usado en tierra, suelo, roca o
cualquier otro material relacionado con la Ingeniería Civil y que forma parte integral de
un proyecto, estructura o sistema realizado por el hombre.
(b) Clasificación general usada en Ingeniería Civil y breve explicación de sus propiedades y
funciones.
 2. Cite y explique la clasificación de los materiales geosintéticos, indicando las propiedades
características de cada uno de ellos.

Los geosintéticos son productos en los que al menos uno de sus componentes es a base de
polímero sintético o natural y se presenta en forma de fieltro, manto, lámina o estructura
tridimensional, usada en contacto con el suelo o con otros materiales dentro del campo
de la geotecnia y la ingeniería Civil.

Los geosintéticos se clasifican en: (1) geotextiles, se caracterizan por su permeabilidad,

están hechos de PES ó PP y pueden ser a su vez, tejidos y no tejidos, éstos últimos
punzonados o termounidos; (2) geomembranas, se caracterizan por su impermeabilidad,
están hechos de PVC, HDPE ó PP; (3) geomallas o georedes, que no son impermeables y
tienen como fines el refuerzo y el drenaje; y (4) geocompuestos, son materiales
combinados de diferentes formas com ateriales básicos de PVC, HDGE ó PP, entre ellos el
más usado es el geoweb o geoceldas. Su principal característica es la resistencia a la
tensión y su principal función el refuerzo de estructuras con tierra.

VIDRIO
1. ¿Qué es el vidrio, cuáles son sus componentes y la función de cada uno de ellos?
El vidrio es sílice fundida a altas temperaturas, la cual se enfría hasta solidificarse sin que
se produzca cristalización.
Sus componentes son:
(a)Sílice (SiO2), que proviene de la arena de cuarzo, cuya principal función es darle
resistencia mecánica.
(b) Caliza natural, que aporta carbonato de calcio y actúa como estabilizador,
proporcionando resistencia, dureza y brillo.
(c) Carbonato sódico, que aporta óxido de sodio y actúa como fundente, haciendo bajar la
temperatura desde los 1700°C hasta los 850°C.

Además, se adicionan otros óxidos como el óxido de calcio (CaO) y de Magnesio (MgO)
generalmente proveniente de la dolomita; y el plomo o el bórax, para mejorar el índice de
refracción en los vidrios +ópticos o el vidrio decorativo.

2. Cite y describa los vidrios de seguridad, indicando sus propiedades y características

Los vidrios de seguridad se definen como aquel vidrio fabricado, tratado, combinado y/o
complementado con otros materiales, de forma tal que aumenta su resistencia a la rotura
y se reduce el riesgo de lesiones a las personas, en comparación con el vidrio común.
Pueden ser:
(a) El vidrio templado es un vidrio pla<no que ha sido sometido a un proceso térmico de
templado, en el que se calienta el vidrio casi hasta el punto de reblandecimiento,
enfriándolo rápidamente con un chorro de aire o por inmersión en un líquido. De esta
forma, la superficie se endurece de inmediato, y la posterior contracción del interior
del vidrio, que se enfría con más lentitud. Tira de ella y la comprime; es decir, las capas
 exteriores quedan comprimidas mientras que las interiores lo están sometidas a
tracción, y al romper en na capa exterior, el esfuerzo se transmite al interior a tracción
evitando que se rompa.
(b) Los vidrios laminados se logran adhiriéndole al vidrio plano láminas plásticas, que
mantienen adheridos los fragmentos de vidrio en caso de rotura. Su resistencia
depende del número de capas de vidrio y plástico, así como del grosor del conjunto. Se
puede usar vidrio crudo o templado.

3. Describa los productos derivados de los distintos tipos de vidrio, dando un ejemplo de
aplicación en Ingeniería Civil.
 Vidrio simple o crudo: El vidrio crudo es el vidrio común usado para ventanas,
comercializándose en diferentes espesores entre 2 y 19mm. Se trata de un vidrio
bastante duro y transparente a la luz visible pero no a la luz UV. Presenta una notable
resistencia a la compresión, mientras que a la tracción es bastante menor. Es un buen
aislante acústico y resiste bien la acción de los agentes atmosféricos, los ácidos y los
álcalis.
 Vidrio armado: Es un vidrio colado al que se le añade una malla metálica en el interior
durante el proceso de laminado. Esta malla no aumenta su resistencia, pero en caso
de rotura evita que los fragmentos se dispersen, empleándose especialmente en
lugares de riesgo, pero no donde puedan estar sometidos a la acción del fuego. La
diferencia de comportamiento ante el calor o el frío es diferente en el vidrio y el metal,
dando lugar a tensiones provocadas por la dilatación de ambos materiales que
provocan la ruptura del vidrio.
 Vidrios de seguridad: Los vidrios de seguridad se definen como aquel vidrio fabricado,
tratado, combinado y/o complementado con otros materiales, de forma tal que
aumenta su resistencia a la rotura y se reduce el riesgo de lesiones a las personas, en
comparación con el vidrio común. Los vidrios de seguridad se fabrican a partir de
vidrios planos, que pueden estar formados por una o varias capas. Los cristales de una
capa se emplean en acristalados de puertas, mesas, miradores, etc., mientras que los
de varias capas se emplean como elemento de seguridad en bancos, joyerías, etc., y en
las lunas de los coches.
Según la norma E040 del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE), los vidrios de
seguridad se pueden clasificar en tres grupos, según la resistencia a la rotura en un
ensayo de impacto, no estandarizado.
 Vidrios insulado: El vidrio insulado es en realidad un sistema, conformado por dos
láminas de vidrio con un espacio interior entre ellos y sellados herméticamente. Se les
conoce también como los DVH (doble vidrio hermético) Su principal función es el
aislamiento térmico. En el interior de las dos láminas de vidrio puede ir aire seco (sin
humedad) o colocarse un tamiz molecular con capacidad de absorber la humedad y la
unión se logra con dos sellos: un sello primario, que sirve de unión y otro secundario,
que es complementario para asegurar el hermetismo del sistema. El espaciamiento
interior va desde 5.5 a 12.5 mm.
  Fibra óptica: La fibra óptica es una variante del vidrio óptico. La luz entra en un
extremo de la fibra de vidrio especial, pasa a lo largo de la superficie con muy pocas
pérdidas. La superficie de la fibra está recubierta con otro vidrio con un índice de
refracción más bajo, lo cual previene que la luz transmitida se escape. Aunque los
cables de fibra óptica se han usado durante muchos años en aplicaciones donde la luz
debe doblarse en las esquinas, se usan ahora en lugar del flujo de electrones en los
alambres metálicos para transmitir señales de pulso. Variando la configuración del
pulso y la selección de diferentes longitudes de onda dentro del espectro de luz es
posible transportar una gran cantidad de información en una sola fibra. La baja
pérdida de luz a través de grandes distancias también hace al sistema muy eficiente.

4. Hable sobre 5 tipos de vidrios que se utilizan en el mercado.

(a) Vidrio hueco: No tiene especiales aplicaciones en construcción y se emplea
fundamentalmente para fabricar recipientes como vasos botellas, etc.
(b) Vidrio Plano: Vidrio más empleado en la construcción, y para su elaboración se
emplea una mezcla de 72% de sílice, 14% de carbonato sódico y un 9% de cal,
correspondiendo el resto hasta el 100% a diversos aditivos. Para su fabricación existen
dos métodos: el de la flotación y el de estirado, siendo el primero el más empleado.
(c) Fibra de vidrio: es un material que consta de numerosos filamentos y extremadamente
finos de  vidrio. El uso normal de la fibra de vidrio incluye recubrimientos,  aislamiento
térmico,  aislamiento eléctrico,  aislamiento acústico, como refuerzo a diversos
materiales,  pértigas  para  salto con garrocha,  arcos  y  ballestas, tragaluces
translúcidos, partes de carrocería de automóviles,  palos de hockey,  tablas de surf. Se
ha usado para propósitos médicos en  férulas. La fibra de vidrio es ampliamente usada
para la fabricación de  tanques y silos de material compuesto.
(d) Baldosas de vidrio: Tienen un fin netamente decorativo.
(e) Bloques de vidrio: Tienen un fin netamente decorativo.

5. Sobre el vidrio:
(a) Composición
Sus componentes son:
(a)Sílice (SiO2), que proviene de la arena de cuarzo, cuya principal función es darle
resistencia mecánica.
(b) Caliza natural, que aporta carbonato de calcio y actúa como estabilizador,
proporcionando resistencia, dureza y brillo.
 (c) Carbonato sódico, que aporta óxido de sodio y actúa como fundente, haciendo
bajar la temperatura desde los 1700°C hasta los 850°C.

Además, se adicionan otros óxidos como el óxido de calcio (CaO) y de Magnesio (MgO)
generalmente proveniente de la dolomita; y el plomo o el bórax, para mejorar el índice
de refracción en los vidrios +ópticos o el vidrio decorativo.

(b) Proceso de fabricación

El paso previo a cualquier de los procesos de fabricación es la obtención de la pasta de
vidrio. Para ello se prepara la mezcla de las materias primas finamente molida que
luego se funden en un extremo de un horno largo, denominado horno-tanque y el
líquido fluye hacia el otro extremo, terminando en crisoles o cubetas. Una vez fundida
se eleva la temperatura unos 100ºC para eliminar las burbujas, para a continuación
disminuir la temperatura hasta que la masa fundida tenga la pastosidad adecuada
para la elaboración. La temperatura necesaria para la fundición suele ser de unos
1.250ºC, si bien puede variar en función de la composición del vidrio y la temperatura
a la salida se controla para que el vidrio tenga la viscosidad correcta.

(c) Clasificación general

Pregunta 4

6. Explique las propiedades más relevantes en los vidrios con aplicaciones en Ingeniería
Civil.
(a) Densidad: La densidad del vidrio es de 2.5.
(b) Resistencia a la compresión: Muy elevada. 1000N/mm2.
(c) Resistencia a la flexión: Pobre
(d) Elasticidad: Vidrio es un material perfectamente elástico. Nunca presenta
una deformación permanente.
 (e) Dilatación lineal: Con el calor tiende a expandirse linealmente. El
coeficiente de dilatación lineal del vidrio es de 9x10 -6

7. ¿Cuáles son los vidrios de seguridad que especifica la norma E040? Explique sus
propiedades características y aplicaciones.
Según la norma E040 los vidrios de seguridad son vidrios fabricado, tratados,
combinados y/o complementados, con otros materiales, de tal manera que tengan
una mayor resistencia a la ruptura y una menor lesión a la persona a comparación con
el vidrio común. La norma E040 los clasifica en A,B y C según la forma de la ruptura
como resultado de un ensayo de ruptura al impacto.

Altura Caida del impacto

Tipo de Vidrio
300 mm 450 mm 1200 mm
No se rompe o se No se rompe o se No se rompe o se
A rompe con rompe con rompe con
seguridad seguridad seguridad
No se rompe o se No se rompe o se
B rompe con rompe con Ningún requisito
seguridad seguridad
No se rompe o se
C rompe con Ningún requsisto Ningún requsito
seguridad

OTROS
1. Describa la clasificación de los materiales compuestos (esquemático). Explique la acción
de las fibras en los materiales compuestos.
(a) Materiales compuestos reforzados con partículas: Están compuestos por partículas
de un material duro y frágil dispersas discreta y uniformemente, rodeadas por una
matriz más blanda y dúctil.
Tipos:
 Compuestos con partículas propiamente dichas (partículas grandes): Tamaño de
partículas > 100 μ. Ejemplos: Hormigón, asfalto, cermets etc
 Compuestos endurecidos por dispersión: El tamaño de la partícula es muy pequeño
(diámetro < 100  μ).
(b) Materiales compuestos reforzados con partículas: Un componente suele ser un
agente reforzante como una fibra fuerte:  fibra de
vidrio,  cuarzo,  kevlar,  Dyneema  o  fibra de carbono  que proporciona al material su
resistencia a la tracción, mientras que otro componente llamado matriz, que suele ser
una resina como  epoxy  o  poliéster, envuelve y liga las fibras, transfiriendo la carga de
las fibras rotas a las intactas y entre las que no están alineadas con las líneas de
 tensión. También, a menos que la matriz elegida sea especialmente flexible, evita el
pandeo de las fibras por compresión.
En términos de fuerza, las fibras (responsables de las propiedades mecánicas) sirven
para resistir la tracción, la matriz (responsable de las propiedades físicas y químicas)
para resistir las deformaciones, y todos los materiales presentes sirven para resistir la
compresión, incluyendo cualquier agregado.
(c) Materiales compuestos estructurales: Están formados tanto por compuestos como
por materiales sencillos y sus propiedades dependen fundamentalmente de la
geometría y de su diseño. Los más abundantes son los laminares y los
llamados  paneles sándwich.
Los laminares están formadas por paneles unidos entre si por algún tipo de adhesivo u
otra unión. Lo más usual es que cada lámina esté reforzada con fibras y tenga una
dirección preferente, más resistente a los esfuerzos. De esta manera obtenemos un
material  isótropo, uniendo varias capas marcadamente anisótropas. Es el caso, por
ejemplo, de la  madera contrachapada, en la que las direcciones de máxima resistencia
forman entre sí ángulos rectos.