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TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES I 2019 ARCILLAS Y ADOBE Prof. Arq. Oscar Magariños FACULTAD DE ARTES UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUCUMAN CARRERA DE DISEÑO DE INTERIORES Y EQUIPAMIENTO DJENNÉ - Mali- siglo III CHAN CHAN – Perú- 900 A 1400 Huacas del Sol y de La Luna, A N T E C E D E N T E S H IS T Ó R IC O S Nuestra Señora De Andacollo - Catamarca, A N T E C E D E N T E S H IS T Ó R IC O S PACHACAMAC -PERU PROPIEDADES FÍSICAS DE LAS ARCILLAS Textura de las arcillas Grava Arena Limo Arcilla Color Plasticidad • Roca Natural Sedimentaria por descomposición de las Rocas Feldespato. • Silicato alumínico hidratado. • Elemento suelto o formando una masa en estado sólido, coherente o incoherente. • De estructura laminar. • Terroso de grano fino, se convierte en una masa plástica al mezclarse con cierta cantidad de agua. • La humedad la reblandece y se vuelve plástica • Sumamente higroscópico. Se expande con el agua. • Seca, su masa se contrae en un 10% • Generalmente se le encuentra mezclada con materia orgánica. • De gran dureza a temperaturas mayores a 600°C. CARACTERÍSTICAS DE LA ARCILLA ORIGEN GEOLÓGICO: • Arcillas primarias: son aquellas que se encuentran en el mismo lugar de su formación. Por lo general solo podemos considerar, arcillas primarias, a los caolines. • Arcillas secundarias o sedimentarias: no se encuentran en el lugar de formación por haber sido arrastradas y posteriormente sedimentadas. Estas Arcillas por lo general, están impurificadas con materiales muy diversos, lo que produce la gran diversidad de Arcillas que puedan encontrarse. TIPOS DE ARCILLAS ARCILLA GRASA Arcillas de bola o de Ball Clay • Impuras de colores entre café, grises, rojizos o amarillentos • Forman capas, se conocen como ceraturo o tierra arcillosa. • Gran plasticidad, con pequeñas humedades. • Elevada contracción al secar. • Concentración de minerales arcillosos y baja concentración en arenas silíceas. • Moldean con facilidad, su gran adherencia impide el desmoldeo correcto. • Untuosas al tacto. • Punto de fusión a 1480 º C y maduración a 1200 º C, después de la cocción su color cambia a un color claro similar al blanco. • Aptas para la fabricación de cerámica blanca de gran calidad. TRABAJABILIDAD DE LAS ARCILLAS ARCILLA MARGA: • Baja plasticidad. • Quebradizas y arenosases un material impermeable, con caliza de entre 20 y 60%, • Menos plástica al amasarla con agua. • Arcillas muy puras, duras difíciles de trabajar y dar forma. • Son de color variable como gris, verdoso, amarillento, etc. Se adhieren a la lengua y contienen gran cantidad de caliza. Las verdaderas magras no rayan el vidrio. • Son fusibles y se reconocen por la efervescencia que se produce al agregarse algunas gotas de ácido. • Son arcillas muy puras y duras lo que les hace difíciles de trabajar y dar forma. • Se las conoce como Caolín, material de color blanco y al que se le ve como una sola masa y sirve para trabajos eminentemente de cerámica. C L A S IF IC A C IÓ N D E L O S M A T E R IA L E S C E R Á M IC O S P O R F U S IB IL ID A D (E N R IQ U E Y A M O R O S ( 1 9 8 5 ) Tipo de Material cerámico Tipo de Recubrimiento Color de la Pasta Clase de cerámico Campo de Aplicación Rango de cocción Materia Prima Porosa Sin esmalte Pasta Coloreada Cerámica Estructural Alfarería Ladrillos y tejas 900 a 1000 °C Margas calcáreas Margas Arcillosas Arcillas calcáreas ferruginosas Refractarios Ladrillos para construcción y hornos industriales Variable según materia empleada Arcillas Refractarias Óxidos de Al Cuarcita, magnesita, grafito Compuestos Zn Cr Pasta Blanca Loza Vasija y Filtros depuradores 1200 a 1250 °C Arcillas Blancas caoliníferas Con esmalte Pasta Coloreada Mayólica Utensillos de vajilla, revestimientos 920 a 980 °C Arcillas calcáreas y ferruginosas Pasta Blanca Loza Vajillas, revestimientos y pavimentos 900 a 1000 °C 1200 a 1280 °C Arcillas blancas con feldespatos, cuarzo y carbonatos No porosa Sin esmalte Pasta Coloreada Gres Pavimentos de gres rojo 950 a 1100 °C Arcillas blancas con cuarzo y feldespatos Pasta Blanca Porcelana Material para odontología 1200 °C Arcillas blancas feldespáticas Con esmalte Pasta Coloreada Gres Pavimentos y Vajillas resistentes a ácidos 1100 a 1300 °C Arcillas blancas con cuarzo y feldespatos Pasta Blanca Porcelana Vajillas y aislantes eléctricos 1200 a 1600 °C Arcillas caoliníferas con cuarzo y feldespatos Material fosfáticos y cordieríticos Arcilla de Bola Negra. Contiene fundentes y vitrificantes entre 1000 a1200 °C. Demasiado plásticas para usar solas., Varían entre silíceas y aluminosas Arcilla de roja ,contiene óxido de hierro, sílice y fundentes que contribuyen a la vitrificación Arcilla de refractaria a base de chamotas. Se utiliza ladrillos refractarios con elevado contenido de alúmina. Al cocer adquiere color crema. Se usa sola o mezclada Arcilla de compacta. Se prepara con Arcilla de Bola y minerales Bentonita. Muy Plástico, arcilla primaria. Se usa para dar plasticidad a la porcelana y porcelana de hueso y en fabricación de barnices Caolín. Arcilla Primaria, no plástica , se cocina a altas temperaturas. Molida , vitrifica y da lugar a chamota de carácter refractario TIPOS DE ARCILLA • Tierras Arcillosas; se vuelven vidriosas incluso a 900°C, contiene elevados porcentajes de partículas silicuas o calizas. • Arcillas comunes; son fusibles y se usan a temperatura comprendidas entre 900 y 1050°C. Contienes grandes cantidades de Carbonato Cálcico y Óxidos de Hierro. • Arcillas para Losa: se usan hasta temperaturas de 1250°C, casi no contiene impurezas y contiene más de 25% de caolinita. • Arcillas para Gres: funde a temperaturas elevadas, pero sintetizan y compactan a temperaturas inferiores, originando productos de nula porosidad y vitrificados. • Arcillas para Porcelana: tienen un punto de vitrificación muy elevado por lo que se añaden un número elevado de fundentes. SEGÚN SU USO CARACTERISTICA DE LA ARCILLA Su principal característica es la plasticidad: capacidad de un cuerpo de deformarse bajo la acción de un esfuerzo y permanecer deformado una vez retirada la acción. La plasticidad es función del agua, ya que cuando se seca no es plástica. Arcilla seca Arcilla húmeda • Las arcillas están compuestas por minerales que tienen una estructura cristalina en forma de láminas, estas láminas se encuentran unidas por enlaces débiles, lo que permite que haya bastante espacio entre las partículas de arcillas. • Estas condiciones le da a las arcillas gran capacidad de almacenar agua (alta porosidad) pero no permite facilidad de circulación del agua. • Las arcillas expansivas suelen tener la capacidad de absorber el agua con mayor facilidad, sin embargo igualmente no permite que el agua circule con la misma facilidad, generando problemas a futuro en las estructuras de ingeniería civil ARCILLAS EXPANSIVAS Las arcillas expansivas conforman los suelos arcillosos, donde el tamaño de las partículas es inferior a 2 micras, y se caracterizan por la capacidad de expansión (aumento de volumen) cuando absorben agua o retracción (disminución de volumen) cuando baja la humedad. El cambio de volumen en las arcillas expansivas, no es uniforme y no es constante, responden a las condiciones físicas, ambientas y esfuerzos que muchas veces no se puede predecir. Las arcillas expansivas son más comunes en zonas áridas, la expansión o retracción va a depender de los cambios climáticos en la zona Problemas más comunes que causan en obras de ingeniería civil son: Generación de grietas en varias direcciones debido al asentamiento (retracción) o expansiónde las arcillas. Rotura de los elementos estructurales de una obra de construcción Deformación y rotura de los elementos de cimentación. sin que ocurra reacciones químicas. Estructura cristalina de las arcillas USOS EN CONSTRUCCIÓN Morteros Cerámicos Materia prima para abrasivos Aditivos en impermeabilizante Pintura Ingrediente Cemento ingrediente del cemento LA ALFARERIA Objetos realizados con arcilla y posteriormente cocidos en una sola cocción. Es un término más limitado que cerámica. Son de alfarería los azulejos esmaltados que decoran las casas de España, los ladrillos, baldosas de barro sin esmalte (baldosín catalán) fabricados industrialmente LA ARCILLA CRUDA MEJORADA Mejoran las propiedades físicas del Adobe. • Aumentan la resistencia. • Evitan que varíe demasiado su tamaño cuando seca. • Evitan la erosión. • Impiden la inclusión de insectos. • Mejoran la resistencia a la humedad. • Incrementa la resistencia a la comprensión y al impacto de la construcción de tierra, y también reduce su tendencia a la dilatación o contracción, aglomerando las partículas de suelo unas a otras. • Reduce o elimina completamente la absorción de agua (que causa dilataciones, contracciones y erosión) sellando todos los vacíos y poros, y cubriendo las partículas de arcilla con una película impermeable. • Reduce el agrietamiento dándole flexibilidad la cual permite que el suelo se expanda o contraiga en algún grado. • Reduce la expansión y contracción excesiva reforzando el suelo con material fibroso. El efecto de la estabilización se incrementa generalmente cuando el suelo se compacta. ESTABILIZADORES DEL ADOBE Los estabilizadores disponibles en la naturaleza más comúnmente utilizados en construcciones tradicionales son: • Arena y arcilla. • Paja y fibras de plantas • Jugos de plantas (savia látex, aceites). • Cenizas de madera. • Excremento de animal (principalmente estiércol y orina de caballo). • Otros productos de animales (sangre, pelo, cola, hormigueros) • Cal y puzolana. • Cemento Portland. • Yeso. • Asfalto. • Estabilizadores de suelo comerciales. • Silicato de sodio ("vidrio soluble") • Resinas • Sueros (caseína). • Melaza Puede ser emulsión asfáltica líquida o cemento Portland. Semiestabilizados, agrega de un 3 a un 5% del peso de la tierra de emulsión asfáltica o cemento. T Totalmente estabilizados, de un 6 a un 12%. ESTABILIZADORES DEL ADOBE 1- TIERRA ESCAVADA La vivienda es excavada en el espesor de la cáscara terrestre TECNICAS DE CONSTRUCCION CON TIERRA CRUDA La tierra cubre una estructura construida con otro material 2 - TIERRA DE RECUBRIMIENTO La tierra rellena materiales huecos empleados como envoltura 3 - TIERRA DE RELLENO Bloques de tierra son directamente recortados de la masa terrestre 4 - TIERRA RECORTADA TECNICAS DE CONSTRUCCION CON TIERRA CRUDA Elementos son realizados con una tierra comprimida en moldes 5 - TIERRA COMPRIMIDA TECNICAS DE CONSTRUCCION CON TIERRA CRUDA La tierra plástica es modelada con la mano para levantar muros por lo general delgados 6 - TIERRA MODELADA Bolas de tierra son apiladas para construir muros gruesos 7 - TIERRA APILADA La tierra es moldeada con moldes (formas diversas) madera, hierro o plástico 8 - TIERRA MOLDEADA Adobe Ladrillo TECNICAS DE CONSTRUCCION CON TIERRA CRUDA 10 - TIERRA VERTIDA La tierra es vertida en unos testeros o en moldes como un concreto 9 - TIERRA EXTRUIDA La tierra es extruida por medio de una potente maquina 11 - TIERRA CON PAJA TECNICAS DE CONSTRUCCION CON TIERRA CRUDA Una barbotina arcillosa ligada con fibras constituye un material ligero y muy aislante 12 – TIERRA PARA GUARNECER O REFORZAR La Tierra mezclada a fibras es aplicada en pequeñas capas para proteger o rellenar un soporte USOS DE LA ARCILLA CRUDA TECNIFICADA CAUSAS DE DETERIORO EN CONSTRUCCIONES DE ADOBE TECNICAS DE CONSTRUCCION CON TIERRA CRUDA ADOBE BAHAREQUE TAPIAL Ladrillo elaborado con una masa de barro hecho de arena o arcilla, la cual era mezclada con paja para luego darle forma de ladrillo y puesta a secar al sol, estos ladrillos hechos de adobe eran utilizados para la edificación de paredes y muros Regulador de la temperatura interior de la vivienda, durante el invierno conserva el calor y durante el verano conserva la frescura. Como el adobe es un material que es capaz de absorber la humedad atmosférica, tiende a perder su resistencia, a lo que se debe tener cuidado si es expuesto a largas temporadas de lluvia, ya que algunas paredes podrían desplomarse. no es recomendable en ambientes muy lluviosos. ADOBE ADOBE TAPIAL TAPIAL TAPIAL TAPIAL TAPIAL PIGMENTACIÓN DE LAS CONSTRUCCIONES CON TIERRA CRUDA PIGMENTACIÓN DE LAS CONSTRUCCIONES CON TIERRA CRUDA BAHAREQUE Quincha. San Juan -Argentina QUINCHA https://www.picbear.org/media/BxZz0YVB_Ql https://www.picbear.org/media/BxZz0YVB_Ql El adobe y cob son dos aplicaciones diferentes de la misma mezcla de arena, barro y fibra natural (aunque los dos términos se intercambian comúnmente). La fibra puede ser cualquier material orgánico seco como paja, tule seco, boñigas o salvadillo de trigo o arroz. Cuando esta mezcla se aplica de manera libre con las manos se conoce como cob Cuando se utiliza en forma de ladrillos se llama adobe REVOQUE DE ADOBE Y DE COB REVOQUE DE ADOBE Y DE COB Grapar, clavar o atornillar cañizo de jardín sobre la pared; estirarla lo máximo posible para que queden aperturas entre caña y caña. Pintar este cañizo con masilla de arcilla, rebajada un poco en agua para que tenga consistencia de pintura espesa. Encima de maderos estrechos (ej. marcos de puertas o ventanas) basta con taparlos con tela de saco a alguna rejilla de plástico. Revoco de Arcilla Con Arena • Tierra con poca arcilla :1 arcilla,1arena o 1:2, 1:2 /2 • Con tierra muy arcillosa 1:2 o 1:3 • En general se usa 1:1 hasta 1:5. • Grosor: Se aplica en capas de grosor máximo de 10 mm. REVOQUE DE ADOBE Y DE COB Arcilla con Paja Revoco de Arcilla con Paja y Arena
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