Propiedades y Clasificación de Rocas, Tierra y Madera: Materiales Naturales en Construcción

Rocas: Definición y Características

Piedra: Material natural, con una forma que puede estar definida geométricamente. Proviene de las rocas tras operaciones de extracción y manipulación que nunca afectan a su naturaleza interna. Su materia prima está constituida por las rocas, que son un recurso no renovable.

Roca: Agregado natural de minerales que forman la parte sólida de la corteza terrestre. Son mezclas heterogéneas de minerales.

Características de las Rocas

• Textura
• Estructura
• Características Mineralógicas
• Características Físicas:
  • Color: Es consecuencia del color de sus componentes, así como de los procesos de alteración que haya sufrido.
  • Humedad: Además del contenido de agua de sus minerales, tienen humedad natural. El agua de cantera mejora la trabajabilidad de la piedra.
  • Dureza: Resistencia que ofrece una roca a su división.
  • Densidad: Relación que existe entre la masa de una porción de roca y su volumen.
  • Porosidad: Relación entre el volumen de poros que tiene una muestra de roca y el volumen total o aparente de la misma.
  • Absorción: Capacidad de una piedra para captar o llenarse de agua.
  • Capilaridad: Capacidad para absorber agua a través de sus capilares.
  • Difusividad: Es la permeabilidad al vapor de agua.
  • Hinchamiento: Capacidad de expandirse por efecto de la humedad.
  • Durabilidad: Resistencia ante el paso del tiempo y los agentes agresivos.
• Características Térmicas: El calor específico será una característica de cada mineral.
• Características Mecánicas:
  • Resistencia a compresión: Las rocas trabajan a compresión, es una de sus características más importantes.
  • Resistencia a tracción: Es del orden de 30 veces menor que la resistencia a compresión.
  • Resistencia a flexión: 10 veces menor.
  • Resistencia cortante: 15 veces menor.
  • Resistencia a abrasión o desgaste: Es la resistencia al rozamiento.
  • Resistencia al choque o impacto: Estima la tenacidad de una piedra a partir del número de golpes que resiste una probeta antes de la rotura.

Clasificación de las Rocas

• Según su textura:
  • Cristalina: Formada por minerales bien cristalizados.
  • Cementada: Formada por granos unidos entre sí por una fase aglomerante.
  • Vítrea: Rocas magmáticas que no han podido cristalizar.
• Según la forma de los macizos rocosos:
  • Masivas: Grandes masas.
  • Estratificadas: Aparecen por capas o estratos superpuestos.
• Por su composición mineralógica: Un 5% son minerales (petrográficos).
• Según su génesis:
  • Rocas ígneas o magmáticas:
    • Plutónicas, intrusivas o endógenas.
    • Volcánicas, extrusivas o exógenas.
    • Filonianas.
  • Rocas sedimentarias:
    • De origen físico o mecánico.
    • De origen químico.
    • De origen biológico.
  • Rocas metamórficas.

Ciclo Geoquímico de las Rocas

El magma se convierte en rocas ígneas o magmáticas a través de un proceso de enfriamiento o solidificación. Las rocas ígneas se vuelven a convertir en magma por medio de un proceso de fusión. Se transforman en metamórficas a través del metamorfismo. Las rocas ígneas o metamórficas se pueden transformar en sedimentos a partir de un proceso de meteorización, erosión, transporte y sedimentación. Los sedimentos, sean de origen mineral o biológico, pueden dar lugar a rocas sedimentarias mediante procesos de diagénesis. Cualquier roca se puede convertir en magma mediante un proceso de anatexis.

Designación e Identificación de Rocas

Los distintos productos de piedra deben llevar su designación de acuerdo con las normas. Definición del tipo de pieza según su mecanización (dimensionada, mampuesto escuadrado), denominación de una piedra (nombre, familia, color, lugar de origen) según UNE-EN 12440:2001. Definición de la forma de la pieza. Norma que define la pieza. Dimensiones nominales: longitud, anchura y altura. Categoría de tolerancia dimensional. Resistencia a compresión, nominal, de la pieza. Clase de la pieza (I o II), indica la confianza de alcanzar el valor de la resistencia a compresión nominal. Cualquier otra información que se desee declarar por el fabricante.

Tierra: Características y Propiedades

Tierra: Es un material natural, heterogéneo, disgregado o fácilmente disgregable, y conformable que ocupa parte de la superficie de la corteza terrestre. Se entiende como una tierra estable aquella que presenta buena resistencia a la deformación y es poco sensible a la presencia del agua.

Propiedades de la Tierra

• Material plástico: Capacidad para aceptar una nueva forma y mantenerla.
• Crudo: Siempre reutilizable.
• Ávido de agua: Dependiendo del contenido de agua, una tierra puede presentar formas de agregación que van desde una suspensión acuosa hasta un sólido casi pétreo.
• Resiste a compresión: Resiste mal a tracción y a cortante. En una construcción predominará la masa, habrá grietas, pero, normalmente, no serán decisivas para la estabilidad de la estructura.
• Abundante.
• Durable.
• Aislante.

Componentes de la Tierra

Una tierra consta de una parte maciza (sólida) y una parte hueca. Los sólidos pueden ser minerales u orgánicos, los huecos pueden ser líquidos (generalmente agua) y gases (generalmente aire).

Granulometría

La composición, en cuanto a tamaño de grano, del conjunto de suelos que integran una tierra.

Tamizado

Para realizar el análisis granulométrico por tamizado se dispone de tamices de distintos tamaños. Se realiza cribando una determinada cantidad de suelo a través de una serie de tamices y, tras el correspondiente vibrado, se pesa lo retenido en cada uno de ellos. Conocido lo retenido en cada tamiz, se puede obtener el porcentaje de partículas de diámetro inferior al tamaño de aquel.

Límites de Atterberg

Los contenidos de humedad que corresponden a los límites entre distintos estados de consistencia. Seco, sólido <-LR semiseco, blando, semisólido LP->plástico LL->semilíquido.

• LL: Límite líquido, la humedad mínima para la cual la tierra deja de comportarse plásticamente.
• LP: Límite de plasticidad, la humedad mínima para la cual la tierra se comporta plásticamente.
• LR: Límite de retracción, la humedad máxima para la cual una variación de agua no supone una variación en el volumen.

Compresibilidad

Es la capacidad para ser comprimida o compactada, para una energía de compactación y una humedad dadas. La mayor compactación se conseguirá cuando hayamos obtenido la mayor densidad de la tierra. Se mide por medio del ensayo Proctor.

Clasificación de las Tierras

Las tierras se designan por letras mayúsculas, que reciben el nombre de prefijo y sufijo. El primero indica el grupo principal al que pertenece, el sufijo indica las subdivisiones de ese grupo. Los criterios que se utilizan para realizar la clasificación son: la curva granulométrica, empleando los tamices; los límites de Atterberg; el contenido de materia orgánica.

Ventajas de la Tierra como Material de Construcción

Material natural, abundancia, facilidad de obtención, manipulación, se degrada sin contaminar, produce un buen aislamiento térmico y acústico, resistencia aceptable, cualidades estáticas.

Desventajas

Menor resistencia que otros materiales, vulnerabilidad al agua, precisa más mano de obra para su ejecución.

Madera: Definición y Características

Madera: Es un material natural, procedente de los vegetales leñosos excluida la corteza, con estructura fibrosa ordenada principalmente en sentido longitudinal, producida en los troncos de los árboles, en sus ramas y raíces.