PIEDRAS - Defectos de las obras de piedra

Las piedras envejecen como causa de las atmosferas contaminadas, agotamiento de canteras y abertura de nuevas de las cuales no se conocen todas las características que se conocían en la cantera agotada.
DEFECTOS INHERENTES a las PIEDRAS
Se da como consecuencia de los diferentes estratos en la formación, de fisuras diminutas cuya formación es atribuida a movimientos orogénicos. El peligro de deterioro solo se suele percibir cuando la obra se encuentra finalizada y se da más en obras decoradas que donde existen muros macizos sin adornar.
DEFECTOS DEBIDOS a la MANO DE OBRA
La experiencia del cantero, el uso de explosivos, puede causar grietas en la extracción.
Es conocido el hecho de la existencia de humedad de cantera, en la extracción, endureciendo a medida que disminuye la humedad.
Dependiendo de los planos de estratificación, existen 3 posiciones en obras:

1. Perpendiculares a la dirección del esfuerzo (es la mejor forma)
2. Paralelas a la dirección del esfuerzo (mala, se forman fisuras). 

Además, no hay que olvidar que con la humedad, pueden corroerse las grapas que se utilizan en las uniones.
DEFECTOS DEBIDOS a ACCIONES QUÍMICAS
En las zonas donde se ha realizado la disolución de bicarbonato cálcico, y se ha depositado carbonato cálcico donde haya tenido lugar la evaporación del agua.
DEFECTOS DEBIDOS a ACCIONES FÍSICAS
Influye el coeficiente de dilatación de los minerales, que constituyen las rocas originando tensiones, grietas y por tanto, roturas.
El calor del sol sobre la superficie y la dureza del frio de la noche. Cambios de volumen al humedecerse, el efecto del hielo.

PIEDRAS - Fabricas de piedra

FÁBRICAS DE MAMPUESTO

Están constituidas con piedras en bruto, sin conglomerante, y sin labrar. Existen diferentes mamposterías:
          a. MAMPOSTERIAS en SECO. No se emplea ningún mortero. Se emplean cuñas para mayor estabilidad
          b. MAMPOSTERIAS ORDINARIAS. Se ejecuta con mortero de cal o cemento. Las piedras deben adaptarse lo más posible para utilizar poco mortero.
          c. MAMPOSTERIAS CAREADA. Las mamposterías se han labrado únicamente en la cara destinada a formar el paramento exterior. No tienen formas ni dimensiones determinadas
          d. MAMPOSTERIAS CONCERTADA. Mampuestos labrados en forma poligonal o regular, para que el asiento se realice sobre caras planas.

FABRICAS DE LADRILLO

Se llaman asi a las obras constituidas por sillares o sillarejos. Sentándose unos sobre otros con interposición de mortero. Tipos de sillería:

          a. SILLERIA RECTA. Definida por sillares ortoédricos, encuadrados e uniformes.

          b. SILLERIA APLANTILLADA. Los sillares abandonan la forma ortoédrica aunque siguen presentando caras planas (dovelas de un arco)

          c. SILLERIA MOLDURADA o MOLDADA. Sillares rectos o aplantillados

          d. SILLERIA ALMOHADILLA. Sus sillares parecen almohadones, formados al hundir una zona de anchura y profundidad uniforme en su borde.

          e. SILLERIA RUSTICA. Sillares con salientes y entrantes producidos intencionadamente

PIEDRAS - Obras de piedra

Se conoce con el nombre de cantería el trabajo consistente en extraer, labrar y ordenar las piezas procedentes de rocas naturales, con objeto de transformarlos en materiales de construcción capaces de definir unidades de obra de fábrica. Entre las FORMAS de las piedras:

• SILLAR. Elemento de piedra con las 3 dimensiones del mismo orden, muy pesado y grande, lo que implica maquinaria. Todos los sillares deberán estar cuajados en todo su tizón con objetivo de que el contacto entre las caras sea perfecto, evitándose asi el acuñado y recalce.
• SILLAREJO. Es un sillar pequeño de forma más o menos regular, pero con labra basta.
• MAMPUESTO. Piedra sin apenas labra que se maneja a mano. Los mampuestos no deben superar los 25 kg y es adecuado quitarles su costra superficial y aplanando con el martillo las juntas.
• ADOQUIN. Análogo al sillarejo, elemento de piedra empleado en pavimentación de tronco piramidal. Presenta alta resistencia a la abrasión y a la heladicidad.
• BORDILLOS. Como los adoquines, pero predomina una dirección mucho mayor que las otras 2.

PIEDRAS - Labra

DIVISIÓN O CORTE
Si los bloques extraídos son demasiado grandes con relación a la pieza que se quiere obtener, es imprescindible dividirlas con herramientas como sierras, mazas y cuñas.
DESBASTE
Consiste en dar a la roca unas dimensiones aproximadas o similares a las que tendrán en su uso, siempre ligeramente superiores a las finales. Se utiliza el cincel.
ACABADO
Consiste en dar uniformidad a las caras de los trozos de piedra o el efecto estético deseado. Se utilizan los cinceles lisos o dentados.
PULIMENTADO
Se consigue mediante la acción mecánica de lijas junto con abrasivos químicos, eliminando las asperezas. Habitualmente en medio húmedo.

PIEDRAS - Clasificación

En función de su uso:
          1. USO ESTRUCTURAL: acueducto de Segovia
          2. MATERIA PRIMA para la fabricación de cemento y hormigón
          3. USO ORNAMENTAL
En función de su origen:
          2.1. IGNEAS
                    2.1.1. INTRUSIVAS
                              2.1.1.1. GRANITOIDEAS
                              2.1.1.2. PORFÍDICAS
                    2.1.2. EFUSIVAS
                              2.1.2.1. VOLCÁNICAS
          2.2. ESTRATO-CRISTALINAS
          2.3. SEDIMENTARIAS
                    2.3.1. SILICEAS
                    2.3.2. ARCILLOSAS
                    2.3.3. CÁLCICAS


IGNEAS
Las rocas ígneas son rocas que provienen del enfriamiento del magma. Los elementos más comunes en su composición son el Si, Al, Fe, O, Na, K, Ca, Mg.
Todas ellas, presentan grandes analogías en su composición, habiendo rocas granitoideas, porfídicas y volcánicas de composición idéntica que solo se diferencian en su estructura.
Se clasifican a nivel general según la (1) VELOCIDAD DE ENFRIAMIENTO, ya que un enfriamiento rápido implica una masa vítrea, y un enfriamiento lento, provoca una mayor asociación de moléculas, formándose cristales. Este es el origen de las rocas ígneas granitoideas, y de las porfídicas, si se efectúa en 2 etapas. También, según el (2) LUGAR, se aprecian, intrusivas: se enfrían en el interior de la tierra, y efusivas, se enfrían en la superficie de forma rápida.

ROCAS INTRUSIVAS

          GRANITOIDEAS
          Rocas de enfriamiento lento. Están formadas por dos o tres minerales simplemente adheridos, su uso se centraliza en la construcción y la roca granitoidea por excelencia es el GRANITO.
          Tipos:

• GRANITO. Es una roca intrusiva granitoidea, enfriada lentamente. Esta compuesta por cuarzo (30%), feldespato (50%) y mica (20%). Su estructura es granítica y puede ser de grano grueso, medio y fino, siendo cuando más grueso, menos resistente.
  El granito es gris, aunque puede presentar diferentes tonalidades, en concreto, los gabarros son una impureza que le aporta unos nódulos negros de muy pequeño tamaño.
  Las alteraciones y deterioro del granito, fundamentalmente, están causadas por la acción de las heladas y congelación del agua absorbida, y también por la caolinización de feldespatos (feldespato a caolín, mica a clorita), perdiendo cohesión y desmoronándose, dando lugar al JABRE.
  Tiene alta resistencia a compresión, 80-270 MPa, y su densidad aparente está entre 2,6 y 2,7 kg/dm3.
  Su excavación es difícil y costosa y se emplean explosivos y elementos mecánicos de arranque.
  En forma de grava sirve como árido para hormigones.
• SIENITA. Estructura análoga a la del granito, con la diferencia de una fuerte escasez de cuarzo. Se usa poco en construcción, pero si tiene un buen uso ornamental (de color rojizo).
• DIORITA. Se diferencia en que la mica es sustituida por la hornablenda. Se utiliza en el afirmado de carreteras.
• GABRO, SERPENTINA...

          PORFÍDICAS
          Rocas ígneas que han consolidado en 2 fases. Una lenta que ha dado lugar a cristales mucho mayores que el resto, a veces visibles a simple vista y un segundo periodo de enfriamiento formando a veces un conjunto de cristales muy pequeños y quedando otras veces materia vítrea entre los cristales.
          Tipos:

• PORFIDOS, GRANITICO, SIENITICO y DIORITICO. Se diferencian en el origen de procedencia, de composición análoga a las rocas correspondientes a la familia de los granitos.

ROCAS EFUSIVAS

          VOLCÁNICAS
          Tienen una composición parecida a las granitoideas, y porfídicas, y se diferencian en que proceden de la consolidación de magmas superficiales enfriados rápidamente (masa vítrea). Frecuentemente son muy porosas. Destacan:

• LIPARITA. Roca volcánica agregada de grano fino y colores claros, de composición parecida al granito, aunque menos mica, incluso se puede dar ausencia completa.
• PIEDRA POMEZ. Roca volcánica agregada, considerada como la espuma de la obsidiana. Se emplea para la elaboración de conglomerados y pulimentar, ya que es muy ligera.
• PERLITA. Vidrio volcánico de carácter ácido, relacionado en su origen con la piedra pómez. Se encuentra en forma de perlas blandas, de color gris adheridas en grandes masas. Se utiliza en fabricación de conglomerados.

ESTRATO-CRISTALINAS

Las rocas estrato cristalinas participan de los caracteres de las ígneas y de las sedimentarias. De las ígneas conservan la estructura cristalina (-CRISTALINAS) y de las sedimentarias la estratificación (ESTRATO-).
Son rocas principalmente sedimentarias que han estado sometidas a Tªs elevadas, altas presiones, y procesos químicos, influyendo esto en una micro estructura CRISTALINA y una macro estructura ESQUISTOSA, más marcada que la estratificación.
Entre las principales se encuentran:

• GNEIS. Composición idéntica al granito, aunque a veces, la mica esta sustituida por un piroxeno o anfíbol. Se emplea en pavimentación pero apenas en construcción por su baja cohesión.
• MICACITAS. Composición análoga al gneis, pero sin feldespato. Se emplea en acompañamiento al gneis en pavimentación.

SEDIMENTARIAS

Son rocas que tienen su origen en la erosión y desintegración de las rocas ígneas, como consecuencia del ataque ejercido por los agentes atmosféricos, el agua, la helada, el choque térmico. Es un proceso lento, pero muy destructivo.
En la formación de estas tocas cabe distinguir 4 fases:

• Ataque a las rocas ígneas (desintegración).
• Transporte del material erosionado (viento y agua).
• Sedimentación
• Consolidación

A nivel de composición, están formadas por compuestos muy estables y tienen una composición sencilla. La estratificación en estas rocas es general y la mayoría no tienen estructura cristalina. La clasificación, se subdivide en, rocas silíceas, arcillosas y cálcicas.

ROCAS SILÍCEAS

Son rocas sedimentarias formadas principalmente por cuarzo, calcedonia u ópalo.

• SILEX. Cuarzo amorfo, de coloración gris, de fácil machaqueo, de dureza 7 y densidad 2,6 kg/dm3. Se utiliza en carreteras y hormigones.
• GRAVAS y ARENAS. Son materiales granulares y redondeados constituidos generalmente con cuarzos. Se encuentran formando depósitos en los lechos de los ríos y en las playas. Se clasifican en función del tamaño en, grava, gravilla y arenas. Las GRAVAS se utilizan para hormigones, y las ARENAS para morteros.
• ARENISCA. Roca aglomerada formada por arenas unidas por un material cementante. La resistencia depende de las características del material cementante. Se utiliza en sillerías aunque hay que tener cuidado con la heladicidad, ya que generalmente es porosa.

ROCAS ARCILLOSAS

Están formadas por los materiales más finos, procedentes de la descomposición de otras rocas. Presentan
2 estructuras, por un lado, cuando la estructura es compacta y homogénea se llaman ARCILLAS, y sin embargo, se reserva el nombre de ESQUISTOS para las que presentan una estructura esquistosa.

• ARCILLAS. Es un agregado de finísimas partículas procedentes de la desintegración de rocas ígneas. Están formadas por silicatos alumínicos hidratados, presentan diferentes coloraciones dependiendo de las impurezas, que contengan. Su consolidación se debe a un endurecimiento por perdida de agua y por presión.
  Entre sus propiedades destaca la PLASTICIDAD, al estar embebidas de agua. A veces absorbe hasta un 70% de agua, convirtiéndose en impermeable cuando no admite más agua. Además, son materiales refractarios hasta Tªs. elevadas.
  Se emplean en la fabricación de ladrillos, cementos y materiales refractarios. También en los núcleos impermeables de presas de escollera.
• CAOLIN. Arcilla muy pura formada por silicato alumínico hidratado que procede de la descomposición de feldespatos. Se emplea en la fabricación de materiales refractarios y cemento blanco.
• MARGAS. Roca comprendida entre la arcilla y la caliza. Presenta una estructura compacta. Se utiliza en la fabricación de cemento.
• PIZARRA y FILADIO. Materiales impermeables.

ROCAS CÁLCICAS

Están formadas por combinaciones naturales de Ca, O y un NO METAL. Con frecuencia tienen origen orgánico.

• CALIZA. Está formada por carbonato cálcico (CaCO3) , al que como impurezas acompañan compuestos ferruginosos, arenas finamente divididas y arcillas. Con frecuencia están formadas por caparazones de organismos, unidos por un cemento calcáreo, y por la precipitación de agua con gran contenido cálcico.
  Al ser tratado por ácidos, presenta efervescencia. Es muy permeable como consecuencia de las grietas y exige explosivos para su excavación. Se utiliza principalmente en sillería, mampostería, hormigón y áridos.
• CALIZA MARMOREA. Se confunde con el mármol y tiene su origen en un material cementante que ha cristalizado.
• CONGLOMERADOS CALIZOS. Presentan buenas propiedades si los: cantos y cementos tienen consistencia similar, y si a la vez, tienen buena resistencia. Según la forma de los cantos, (brechas, cuando tiene forma de picos), y (pudingas, forma redondeada).
• MARMOL. Es la caliza cristalina por excelencia, en cuya formación ha intervenido el magma, presiones y la acción del agua. Las impurezas le dan las distintas coloraciones, siendo el blanco el más puro. Se utiliza en ornamentación y pavimentos.

PIEDRAS - Naturaleza

La misma significación tiene la palabra piedra o la palabra roca, la diferencia se encuentra en que se denomina ROCA a una unidad geológica, y PIEDRA, a una parte extraída de la roca para su posterior utilización.
Las rocas están formadas por una agregación de partículas minerales de la misma o de distinta naturaleza. Estos minerales son sustancias inorgánicas con una composición química perfectamente definida. Los elementos químicos con más frecuencia que se encuentran en la corteza terrestre formando minerales y por tanto rocas, son el, oxígeno 46,7%, Si 27%, Al, Fe, Ca Na, K, Mg.
Las partículas minerales que constituyen las rocas están unidas por una simple adherencia física o por medio de un material cementante y esta manera de ser, condiciona las propiedades de las rocas. Asi, las rocas tendrán, en general, una buena resistencia a esfuerzos de compresión pero mal a las tracciones y el choque a término.
Las propiedades de las rocas se encuentran condicionadas por las posibles irregularidades e imperfecciones, tales como, poros, grietas, etc.

GENERALIDADES - Otras propiedades

TENACIDAD
La TENACIDAD indica el trabajo que desarrolla un material en su proceso de deformación. Depende de la deformación:

• Si es deformación ELASTICA, implica una TENACIDAD ELÁSTICA 
• Si es deformación PLÁSTICA, implica una TENACIDAD PLÁSTICA

Existiendo también la TENACIDAD TOTAL.
El MODULO de TENACIDAD es el trabajo máximo por unidad de volumen de material, que puede realizarse antes de la rotura.
La tenacidad representa la aptitud de un material para absorber, en forma de trabajo de deformación, una cantidad de energía mecánica que le sea comunicada lenta o rápidamente.
En el gráfico tensión-deformación, la TENACIDAD es el área barrida por la línea de la gráfica, el eje de abscisas (deformación) y una perpendicular desde el punto de rotura (limite plástico).


RESILIENCIA
Es el trabajo absorbido por un cuerpo en su deformación y rotura tras soportar un choque, y la energía cinética que se produce en el mismo.


FATIGA
Es el fallo que se produce en un material después de soportar un número de ciclos de carga por debajo de su carga de rotura. Se produce por defectos del material que aumentan con el nº de ciclos de esfuerzo, aun no existiendo una deformación remanente.
La reacción de los materiales ante este tipo de esfuerzos repetidos, constituye su RESISTENCIA a la FATIGA.
Estos esfuerzos pueden ser:

1. TENSIONES ATERNATIVAS, en su variación, interviene el sentido de la acción. 
2. TENSIONES INTERMITENTES, varían de 0 a un máximo. 
3. TENSIONES PULSATORIAS, varían entre 2 valores del mismo sentido, ambos distintos de 0.