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El Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica1. Introduccin (Concepto, factores, durabilidad, condicionantes)2. Agentes externos de alteracin de la Piedra
Agua Contaminantes atmosfricos Actividad orgnica Actividad humana Otros agentes atmosfricos
3. Factores internos en la alteracin de la Piedra Mineraloga Textura Tectnica
4. Alteracin de la Piedra Natural Granitos Mrmoles Pizarras Areniscas
5. Patologas de la Piedra Natural Prdida de material (Alveolizacin, Excavacin, Erosin, Arenizacin) Cambios de coloracin (Ptinas, Eflorescencias, Costras, Dep. superficiales) Fracturacin (Fragmentacin, exfoliacin, Lajado grosero)
6. Patologas de los materiales elaborados Morteros Cermicas Vidrios Metales Bitmenes, plsticos & Geosintticos
1. Introducc
in
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
La mayor parte del patrimonio arquitectnico est construido con Piedra Natural.
Fuente de Ventura Rodrguez (1765); Boadilla del Monte. Fuente: J. Gil-Gil
9 En la actualidad Piedra Natural como elemento auxiliar en construccin.
9 Las construcciones y los materiales de construccin tienden a degradarse y descomponerse con el tiempo METEORIZACIN
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura
MAL DE LA PIEDRA
1. Introducc
in
9 METEORIZACIN de los materiales de construccin (naturales y elaborados) empleados en edificios, monumentos, esculturas ..., expuestos a los agentes externos (Agua, viento, atmsfera, hielo).
9 Implica un cambio del aspecto externo, forma y de la estabilidad fsico-qumica y mecnica del componente arquitectnico o escultrico.
Fachada del Colegio de San Ildefonso. Rectorado de la Universidad de Alcal. Fuente: J. Gil-Gil
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
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MAL DE LA PIEDRA
1. Introducc
in
9 Fenmeno claramente visible en monumentos histricos.9 Acrecentado en el ltimo siglo debido a la contaminacin urbana (lluvia cida).
9 METEORIZACIN de los materiales de construccin (naturales y elaborados) empleados en edificios, monumentos, esculturas ..., expuestos a los agentes externos (Agua, viento, atmsfera, hielo).
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Palacio del Infante D. Luis (Boadilla del Monte). Fuente: J. Gil-Gil
FACTORES
MAL DE LA PIEDRA
1. Introducc
in
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
9 Litologa La estructura, composicin y textura de la roca condiciona el tipo e intensidad de la meteorizacin.
Estado de conservacin de uno de los caos de la Fuente de Ventura Rodrguez (1765); Boadilla del Monte.
FACTORES
MAL DE LA PIEDRA
9 Litologa La composicin y textura de la roca condiciona el tipo e intensidad de la meteorizacin.
9 Clima Climas hmedos y templados favorecen meteorizacin ms intensa, especialmente de tipo qumico.
1. Introducc
in
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
FACTORES
MAL DE LA PIEDRA
9 Litologa La composicin y textura de la roca condiciona el tipo e intensidad de la meteorizacin.
9 Clima Climas hmedos y templados favorecen meteorizacin ms intensa, especialmente de tipo qumico.
9 Tiempo Cuanto mayor sea el tiempo de exposicin de los materiales a los agentes atmosfricos, mayor ser el grado de meteorizacin.
1. Introducc
in
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
S. XVI. S. XXI.
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FACTORES
MAL DE LA PIEDRA
9 Litologa La composicin y textura de la roca condiciona el tipo e intensidad de la meteorizacin.
9 Clima Climas hmedos y templados favorecen meteorizacin ms intensa, especialmente de tipo qumico.
9 Tiempo Cuanto mayor sea el tiempo de exposicin de los materiales a los agentes atmosfricos, mayor ser el grado de meteorizacin.
1. Introducc
in
OTROS CONDICIONANTES
9 Actividad Biolgica lquenes, acumulacin y degradacin de m.o., races de plantas,
9 Contaminacin Urbana la acumulacin de gases (CO2, CO, SO2, ) favorece la formacin de cidos (H2CO3 ) en presencia de agua (Lluvia cida) Acelerante procesos Meteorizacin qumica (disolucin, hidrlisis, ).
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
OTROS CONDICIONANTES
MAL DE LA PIEDRA
9 Contaminacin Urbana
Escultura de arenisca del Castillo de Herten, Recklinghausen (Cuenca del Rhin, Alemania), construido en 1702. Izquierda: Aspecto del motivo en 1908, mostrando deterioro moderado,. Derecha; aspecto en 1969, prcticamente destruido. (Tomado de Winkler, 1973).
1. Introducc
in
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
MAL DE LA PIEDRA
OBJETIVOS EN PROYECTOS ACTUALES:
INCREMENTO DE LA DURABILIDAD
Conjunto de medidas preventivas que minimicen o retarden los efectos de la meteorizacin, prolongando la vida media del elemento constructivo:
9 Emplear los materiales ms adecuados en cada caso, a cada uso constructivo (emplazamiento en obra).
9 Conocer las propiedades fsicas, qumicas y mecnicas de los materiales.9 Predecir su evolucin futura frente a la meteorizacin, considerando:
Todos los agentes externos de alteracin. Los condicionantes internos del material empleado.
1. Introducc
in
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
El Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica1. Introduccin (Concepto, factores, durabilidad, condicionantes)2. Agentes externos de alteracin de la Piedra
Agua Contaminantes atmosfricos Actividad orgnica Actividad humana Otros agentes atmosfricos
3. Factores internos en la alteracin de la Piedra Mineraloga Textura Tectnica
4. Alteracin de la Piedra Natural Granitos Mrmoles Pizarras Areniscas
5. Patologas de la Piedra Natural Prdida de material (Alveolizacin, Excavacin, Erosin, Arenizacin) Cambios de coloracin (Ptinas, Eflorescencias, Costras, Dep. superficiales) Fracturacin (Fragmentacin, exfoliacin, Lajado grosero)
6. Patologas de los materiales elaborados Morteros Cermicas Vidrios Metales Bitmenes, plsticos & Geosintticos
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Patologas de la Piedra Natural
9 Los efectos del llamado mal de la piedra se agrupan bsicamente en: Prdida de material constructivo. Cambios de coloracin. Fracturacin del material de construccin.
9 Los procesos que provocan dichos grupos de efectos son diferentes en cada caso.
9 Existe duplicidad en la terminologa
4. Efectos y Procesos
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
1. Prdida de material constructivo
ALVEOLIZACIN EXCAVACIN & CONDUCTOS DE DISOLUCIN ARENIZACIN DISGREGACIN EROSIN SUPERFICIAL (*)
4. Efectos y Procesos
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas de la Piedra Natural
1. Prdida de material constructivo
ALVEOLIZACIN; aparicin de cavidades alveolares originadas por: Disolucin selectiva de ndulos (cantos blandos) Disolucin puntual de cementos. Accin abrasiva del viento cargado
de partculas (sedimentos)
Accin de las races de las plantas.
4. Efectos y Procesos
Alveolizacin de un pilar de arenisca. Calle Mayor, Alcal de Henares. Fuente: J. Gil-Gil
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas de la Piedra Natural
1. Prdida de material constructivo
EXCAVACIN & CONDUCTOS DE DISOLUCIN; aparicin de huecos individualizados de ciertas dimensiones (cm) originadas por:
Procesos de disolucin en calizas (conductos) Presencia de ndulos de minerales solubles en rocas menos
solubles (excavaciones) + arcillas rojas
4. Efectos y Procesos
Conductos de disolucin en sillares. Convento de las carmelitas Descalzas (S. XVI); Alcal de Henares. Fuente J. Gil-Gil
Textura porosa-fosilfera primaria en un mampuesto del zcalo del Monasterio de las Bernardas (S. XVII); Alcal de Henares. Fuente J. Gil-Gil
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas de la Piedra Natural
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1. Prdida de material constructivo
EXCAVACIN & CONDUCTOS DE DISOLUCIN; aparicin de huecos individualizados de ciertas dimensiones (cm) originadas por:
Procesos de disolucin en calizas (conductos) * Presencia de ndulos de minerales solubles en rocas menos
solubles (excavaciones)
4. Efectos y Procesos
Excavacin por disolucin e impacto de gota de lluvia en un sillar de caliza en la base de un zcalo. La acumulacin de excrementos y basura acidifica el medio y acelera el proceso de disolucin. Monasterio de las Bernardas (S. XVII); Alcal de Henares. Fuente: J. Gil-Gil
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas de la Piedra Natural
1. Prdida de material constructivo
ARENIZACIN ; prdida de cohesin y compacidad del material por alteracin de algn componente mineralgico. Es caracterstica de granitos por la alteracin de los feldespatos y ferro-magnersianos.
4. Efectos y Procesos
Arenizacin de elementos granticos por meteorizacin de feldespatos en minerales arcillosos, fciles de removilizar (erosionar), quedando el resto de los componentes minerales sueltos (cuarzo, moscovita, piroxenos).
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Monasterio de las Bernardas;Alcal de Henares. Fuente: J. Gil-Gil
Patologas de la Piedra Natural
1. Prdida de material constructivo
DISGREGACIN ; prdida de cohesin y compacidad del material por disolucin de cementos o prdida de la matriz arcillosa. Es tpica de areniscas.
4. Efectos y Procesos
Zcalo del Monasterio de las Bernardas; Alcal de Henares. Fuente: J. Gil-Gil
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas de la Piedra Natural
1. Prdida de material constructivo
EROSIN SUPERFICIAL; prdida de material de la superficie externa del elemento constructivo. Las causas pueden ser comunes a los anteriores.
4. Efectos y Procesos
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas de la Piedra Natural
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QU ES ESTO?
4. Efectos y Procesos
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
A. Alveolizacin
B. Excavacin
C. Disolucin
D. Arenizacin
E. Disgregacin
F. Erosin superficial
Patologas de la Piedra Natural
1. Prdida de material constructivo
ALVEOLIZACIN EXCAVACIN & CONDUCTOS DE DISOLUCIN ARENIZACIN DISGREGACIN EROSIN SUPERFICIAL
4. Efectos y Procesos
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
En ocasiones prdida completa del elemento constructivo evolucin mxima de alguno de estos procesos.
Monasterio de las Bernardas;Alcal de Henares. Fuente: J. Gil-Gil
Patologas de la Piedra Natural
2. CAMBIOS DE COLORACIN
PTINAS EFLORESCENCIAS COSTRAS DEPSITOS SUPERFICIALES
4. Efectos y Procesos
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas de la Piedra Natural
2. Cambios de coloracin
PTINAS; Delgadas pelculas desarrolladas en la cara superficial del elemento constructivo. Hay diversos tipos:
Ptinas de envejecimiento; son naturales y surgen con el tiempo.
4. Efectos y Procesos
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas de la Piedra Natural
Ptina de envejecimiento en los zcalos del Patio de San Ildefonso. Rectorado de la Universidad de Alcal. Fuente J. Gil-Gil
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2. Cambios de coloracin
PTINAS; Delgadas pelculas desarrolladas en la cara superficial del elemento constructivo. Hay diversos tipos:
Ptinas de envejecimiento; son naturales y surgen con el tiempo.
4. Efectos y Procesos
Ptina de contaminacin. Zcalo del Monasterio de las Bernardas; Alcal de Henares. Fuente J. Gil-Gil
Ptinas de suciedad; ennegreciento superficial por contaminacin ambiental (holln, ).
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas de la Piedra Natural
2. Cambios de coloracin
PTINAS; Delgadas pelculas desarrolladas en la cara superficial de la pieza arquitectnica. Hay diversos tipos: Ptinas de envejecimiento. Ptinas de suciedad.
4. Efectos y Procesos
Ptinas de lavado; escorrenta y lixiviado por aguas superficiales.
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Ptina de lavado. Facultad de Cierncias; Campus externo de Alcal de Henares. Fuente J. Gil-Gil
Lixiviado de xidos en la fachada del Campo Municipal de Futbol Los Arcos; Brunete. Fuente J. Gil-Gil
Patologas de la Piedra Natural
2. Cambios de coloracin
PTINAS; Delgadas pelculas desarrolladas en la cara superficial de la pieza arquitectnica. Hay diversos tipos: Ptinas de envejecimiento. Ptinas de suciedad. Ptinas de lavado.
4. Efectos y Procesos
Ptinas de decoloracin; variacin natural de la tonalidad de la piedra Noble Ptina. = Ptina de envejecimiento.
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas de la Piedra Natural
4. Efectos y Procesos
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Noble Ptina en los zcalos del Patio de San Ildefonso. Rectorado de la Universidad de Alcal. Fuente J. Gil-Gil
Patologas de la Piedra Natural
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2. Cambios de coloracin
PTINAS; Delgadas pelculas desarrolladas en la cara superficial de la pieza arquitectnica. Hay diversos tipos: Ptinas de envejecimiento. Ptinas de suciedad. Ptinas de lavado. Ptinas de decoloracin.
4. Efectos y Procesos
Ptinas biognicas; organismos fijndose a la superficie de la roca.
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas de la Piedra Natural
2. Cambios de coloracin
EFLORESCENCIAS; precipitacin de sales y otros compuestos (sulfatos, carbonatos, nitratos), debido a la evaporacin del agua en la superficie del material Humedades
4. Efectos y Procesos
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Eflorescencias salinas en una bveda. Castillo de Zorita de los Canes (Gu). Fuente J. Gil-Gil
Patologas de la Piedra Natural
2. Cambios de coloracin
EFLORESCENCIAS; precipitacin de sales y otros compuestos (sulfatos, carbonatos, nitratos), debido a la evaporacin del agua en la superficie del material Humedades
Procedencia de los iones lavado de suelos, excrementos, roca natural, aguas subterrneas
4. Efectos y Procesos
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Subeflorescencias precipitacin en la superficie de la piedra
Patologas de la Piedra Natural
2. Cambios de coloracin
EFLORESCENCIAS; precipitacin de sales y otros compuestos (sulfatos, carbonatos, nitratos), debido a la evaporacin del agua en la superficie del material Humedades
Procedencia de los iones lavado de suelos, excrementos, roca natural, aguas subterrneas
4. Efectos y Procesos
Subeflorescencias precipitacin en la superficie de la piedra.
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Subeflorescencias precipitacin en la superficie de la piedra
Criptoeflorescencias precipitacin en el interior de la piedra
9 Favorece la rotura del elemento desde el interior , dependiendo: Tipo de mineral cristalizado y lugar de cristalizacin Condiciones ambientales (P y T) Presencia de cavidades o fracturas en la roca Gelifraccin
(haloclastia)
Ej.: Epsomita (MgSO4 + 7H2O) P cristalizacin = 290 Mpa.
Patologas de la Piedra Natural
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4. Efectos y Procesos
2. Cambios de coloracin
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
COSTRAS; Delgadas placas en la superficie de los elementos cuya naturaleza fisico-qumica nada tiene que ver con la del sustrato.
Patologas de la Piedra Natural
Enlucidos, jabelgas o enfoscados para mejorar la durabilidad del elemento arquitectnico, debido a la baja calidad del material empleado.
Reboco interno de escayola en una iglesia visigoda. Recpolis (Gu). Fuente J. Gil-Gil
4. Efectos y Procesos
2. Cambios de coloracin
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas de la Piedra Natural
DEPSITOS SUPERFICIALES; acumulacin de material ajeno al elemento constructivo sobre su superficie: nidos, m.o., arcilla, arena, polvo substratos edficos
Monasterio de las Bernardas. Alcal de Henares. Fuente J. Gil-Gil Torre del Alcazar de Guadalajara. Fuente: J. Gil-Gil
Ptina de suciedad?
4. Efectos y Procesos
3. Fracturacin de los materiales
FRAGMENTACIN existencia de microfracturas, selladas o no por cementos naturales
Imagen de microscopio petrogrfico, mostrando una microfractura rellena por calcita, en una caliza.
Fuente: www.ucl.es
Aspecto de una loseta de Crema Marfil, mostrando una elevada densidad de pelos de gran grosor, sellados por
calcita transparente. Fuente: J. Gil-Gil
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas de la Piedra Natural
4. Efectos y Procesos
3. Fracturacin de los materiales
FRAGMENTACIN existencia de microfracturas, selladas o no por cementos naturales
9 Rotura de elementos arquitectnicos cargas estructurales.
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patio interior de la Antigua Casa Solariega (S. XVII); Alcal de Henares. Fuente: J. Gil-Gil
Patologas de la Piedra Natural
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4. Efectos y Procesos
3. Fracturacin de los materiales
SEPARACIN EN PLACAS; exfoliacin grosera paralela a la superficie de exposicin debida a Meteorizacin diferencial, ms intensa en la parte externa que en la
interna, separndose fsicamente la parte meteorizada del resto.
Prdida de adhesividad en enfoscados, reboques y enlucidos.
Fuente: J. Gil-Gil Detalles del aspecto externo de la Facultad de Ciencias (UAH). Fuente: J. Gil-Gil
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Origen y efectos similares Prdida de material del elemento constructivo
Patologas de la Piedra Natural El Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
1. Introduccin (Concepto, factores, durabilidad, condicionantes)2. Agentes externos de alteracin de la Piedra
Agua Contaminantes atmosfricos Actividad orgnica Actividad humana Otros agentes atmosfricos
3. Factores internos en la alteracin de la Piedra Mineraloga Textura Tectnica
4. Alteracin de la Piedra Natural Granitos Mrmoles Pizarras Areniscas
5. Patologas de la Piedra Natural Prdida de material (Alveolizacin, Excavacin, Erosin, Arenizacin) Cambios de coloracin (Ptinas, Eflorescencias, Costras, Dep. superficiales) Fracturacin (Fragmentacin, exfoliacin, Lajado grosero)
6. Patologas de los materiales elaborados Morteros Cermicas Vidrios Metales Bitmenes, plsticos & Geosintticos
Agentes externos de alteracin de la Piedra1. Agua; en funcin del estado en el que se encuentre, puede ejercer:
9 Efecto fsico cuas de hielo (gelifraccin); p = 193 Mpa.9 Efecto qumico Pal. Agente meteorizacin qumica (Hidrlisis,
disolucin, oxidacin). Accin qumica amplificada por:
Factores climticos; T templadas y clidas velocidad reacciones qumicas.
Mezclndose con elementos contaminantes de la atmsfera (ver apartado 2)
9 Cristalizacin de nuevos minerales (sales) a partir de los iones disueltos en las aguas
Epsomita (MgSO4 + 7H2O) P cristalizacin = 290 Mpa.
2. Contaminantes atmosfricos (CO, CO2, SO2, CH4)
9 Elementos contaminantes Se mezclan con el agua formando cidos (H2CO3) que favorecen las reacciones qumicas.
3. Otros agentes atmosfricos: Viento erosin elica; Temperatura
2. Agentes externos Tema: Mal de la Piedra
Escuela de Arquitectura Tcnica
Agentes externos de alteracin de la Piedra
2. Agentes externos
9 Existen expresiones que calculan la susceptibilidad de los materiales a los procesos de alteracin en funcin nicamente del clima:
A (m/Ka) = e PT/300
P = Precipitacin media anual (mts/ao); T = T media anual (K; K= C+273,15)
LATITUD T (K) P(m/a) A (mts/Ka)
90 255,45 0,365 1,36
60 266,55 0,5475 1,62
30 294,25 0,73 2,04
0 302,55 1,825 6,3
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
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Agentes externos de alteracin de la Piedra
4. Actividad orgnica; la actividad de los seres vivos puede producir:
2. Agentes externos
9 Efecto fsico Races de plantas a favor de grietas, juntas de dilatacin o afectando a cimentaciones.
9 Efecto qumico excrementos de aves, lquenes o bacterias + agua = cidos orgnicos velocidad de las reacciones qumicas.
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Agentes externos de alteracin de la Piedra
2. Agentes externos
5. Actividad Humana; Accin humana en diferentes etapas:
9 Posterior al emplazamiento (reboques, pintadas, graffitis, falta de mantenimiento, deterioro,
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Castillo de Zorita de los Canes (Gu). Fuente: J. Gil-Gil
Pabelln 8 , Univ. Complutense, (M). Fuente: J. Gil-Gil
Monasterio de las Bernardas. Alcal de Henares. Fuente: J. Gil-Gil
9 Previo al emplazamiento del material (labra, tratamiento superficial, ) 9 Durante el emplazamiento (Cargas estructurales, posicin geomtrica,
orientacin geogrfica,
El Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica1. Introduccin (Concepto, factores, durabilidad, condicionantes)2. Agentes externos de alteracin de la Piedra
Agua Contaminantes atmosfricos Actividad orgnica Actividad humana Otros agentes atmosfricos
3. Factores internos en la alteracin de la Piedra Mineraloga Textura Tectnica
4. Alteracin de la Piedra Natural Granitos Mrmoles Pizarras Areniscas
5. Patologas de la Piedra Natural Prdida de material (Alveolizacin, Excavacin, Erosin, Arenizacin) Cambios de coloracin (Ptinas, Eflorescencias, Costras, Dep. superficiales) Fracturacin (Fragmentacin, exfoliacin, Lajado grosero)
6. Patologas de los materiales elaborados Morteros Cermicas Vidrios Metales Bitmenes, plsticos & Geosintticos
Patologas de los Materiales Elaborados
6. Alteracin de mat. elaborados
9 La meteorizacin afecta bsicamente a cermicas (*), morteros y metales.9 Vidrios, bitmenes, plsticos y geotextiles DURABILIDAD MAYOR
Fachada externa de los jardines del Palacio del Infante D. Luis (Boadilla del Monte)
Fuente: J. Gil-Gil
9 Son igualmente frecuentes los edificios o elementos arquitectnicos realizados con materiales elaborados afectados por los mismos problemas de alteracin.
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
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9 En funcin de la Temperatura de coccin, las cermicas se clasifican en varias categoras grado de sinterizacin (vitrificacin) de la matriz arcillosa.
Categora T Coccin (C) Matriz Superficie
Terracota 850-900 No vitrificada Porosa
Loza 900-1100Parcialmente
vitrificadaVidriada y no
vidriada
Gres 1200-1350 Mayoritariamente vitrificadaVidriada y no
vidriada
Porcelana 1300-1450 Mayoritariamente vitrificada Translcida
Fuente: Garca-Heras (2012)
9 Tratamiento adicional de vidriado de superficies externas generando un material compuesto (cuerpo cermico + superficie vtrea)
Impermeabilidad DURABILIDAD
Categoras de los materiales cermicos
Patologas en cermica estructural (ladrillos)
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
9 Expuestos a los mismos agentes y procesos de meteorizacin que el resto de materiales de construccin.
9 Muestran unos factores intrnsecos que determinan su Calidad y Durabilidad:
1. Composicin.
2. Proceso de fabricacin.
6. Alteracin de mat. elaborados
Fuente: J. Gil-Gil
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas en cermica estructural (ladrillos)
1. Composicin ; materia prima:
Arcilla (illita; arcillas clcicas) componente fundamental
Cuarzo (en tamao arena y/o limo)
Otros compuestos
9 Aditivos o sustancias colorantes9 Compuestos difcilmente eliminables y con un comportamiento
fsico-qumico diferencial durante la coccin:
6. Alteracin de mat. elaborados
Carbonatos.
Fuente: www.ucl.es
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas en cermica estructural (ladrillos)
1. Composicin ; materia prima:
Arcilla (illita) componente fundamental
Cuarzo (en tamao arena y/o limo)
Otros compuestos
9 Aditivos o sustancias colorantes9 Compuestos difcilmente eliminables y con un comportamiento
fsico-qumico durante la coccin:
6. Alteracin de mat. elaborados
Materia orgnica. Carbonatos.
Tesis Doctoral I. Blanco (UCM)
1
1. Ladrillo sin cocer.2
3
4
5
6
2. Coccin a 850 C
3. Coccin a 950 C
4-6. Coccin a 1050 C
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas en cermica estructural (ladrillos)
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2. Proceso de Fabricacin;
9 Coccin entre 600-1000 C ladrillos histricos .9 Coccin entre 850-1450 C ladrillos actuales .9 T Coccin Grado de sinterizacin de la matriz arcillosa (illita) y
armazn (cuarzo, feldespatos, )
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
9 T no adecuada producto final con propiedades diferentes a las esperadas.
T excesivas grado sinterizacin fragilidad rotura de la pieza
Tesis Doctoral I. Blanco (UCM)
1 Sin cocer
2 850 C
3 950 C
4 1050 C
5 1150 C
Patologas en cermica estructural (ladrillos)
2. Proceso de Fabricacin;
9 Coccin entre 600-1000 C ladrillos histricos .9 Coccin entre 850-1450 C ladrillos actuales .9 T Coccin Grado de sinterizacin de la matriz arcillosa (illita) y
armazn (cuarzo, feldespatos, )
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
9 T no adecuada producto final con propiedades diferentes a las esperadas.
Fachada externa de los jardines del Palacio del Infante
D. Luis (Boadilla del Monte) Fuente: J. Gil-Gil
T bajas para su formulacin grado sinterizacin alterabilidad del canto erosin superficial
Patologas en cermica estructural (ladrillos)
Patologas en cermica estructural (ladrillos)
1. EFLORESCENCIAS:
Precipitacin de sales solubles (*) , debido a la evaporacin del agua en la superficie del material.
Monasterio de las Bernardas. Alcal de Henares. Fuente: J. Gil-Gil
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Causa: Migracin de soluciones salinas a travs sistema capilar ladrillo-mortero sales solubles (*) , debido a la evaporacin del agua en la superficie del material.
Origen de las sales:
por ascenso capilar del sustrato
Por lavado de excrementos
Aportadas por el mortero (Fe(OH)2; K(OH))
PATOLOGA LEVE
(ESTTICA)(*)
Patologas en cermica estructural (ladrillos)
1. EFLORESCENCIAS:
Precipitacin de sales solubles (*) , debido a la evaporacin del agua en la superficie del material.
Fuente: Malpesa-Guerrero (2003)
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Causa: Migracin de soluciones salinas a travs sistema capilar ladrillo-mortero sales solubles (*) , debido a la evaporacin del agua en la superficie del material.
Origen de las sales:
por ascenso capilar del sustrato
Por lavado de excrementos
Aportadas por el mortero (Fe(OH)2; KOH)
PATOLOGA GRAVE
AFECTA A LA DURABILIDAD
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Patologas en cermica estructural (ladrillos)
2. HELADICIDAD:
Fuente: J-. Gil-Gil
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Causa: Ladrillos porosos con un coeficiente de absorcin alto y retienen agua en sus poros paso a estado slido incremento de volumen Presin intergranular fragmentacin mecnica de la pieza.
Efectos:
Alteracin de la superficie expuesta (canto).
Fragmentacin fsica de las piezas cermicas como consecuencia del incremento de volumen (9%) que el agua al congelarse.
Patologas en cermica estructural (ladrillos)
2. HELADICIDAD:
Fuente: J-. Gil-Gil
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Causa: Ladrillos porosos con un coeficiente de absorcin alto y retienen agua en sus poros paso a estado slido incremento de volumen Presin intergranular fragmentacin mecnica de la pieza.
Efectos:
Alteracin de la superficie expuesta (canto).
Descamacin
Fragmentacin fsica de las piezas cermicas como consecuencia del incremento de volumen (9%) que el agua al congelarse.
Patologas en cermica estructural (ladrillos)
2. HELADICIDAD:
Fuente: J-. Gil-Gil
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Causa: Ladrillos porosos con un coeficiente de absorcin alto y retienen agua en sus poros paso a estado slido incremento de volumen Presin intergranular fragmentacin mecnica de la pieza.
Efectos:
Alteracin de la superficie expuesta (canto).
Descamacin
Prdida de masa (erosin en la superficie del canto)
Fragmentacin fsica de las piezas cermicas como consecuencia del incremento de volumen (9%) que el agua al congelarse.
Patologas en cermica estructural (ladrillos)
3. CALICHES:
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Causa: La formacin de Portlandita P centrfuga = r2; r = radio partcula
Condicionantes:
Presencia de partculas carbonatadas de tamaos 0,5 mm molienda deficiente
Ambientes clidos y hmedos (aporte de vapor de agua).
Desconchado y fragmentacin mecnica producida por el incremento de volumen debido a la hidratacin de granos de CaO.
CaO + H2O Ca(OH)2
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Patologas en cermica estructural (ladrillos)
3. CALICHES:
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Causa: La formacin de Portlandita P centrfuga = r2; r = radio partcula
Condicionantes:
Presencia de partculas carbonatadas de tamaos 0,5 mm molienda deficiente
Ambientes clidos y hmedos (aporte de vapor de agua).
Desconchado y fragmentacin mecnica producida por el incremento de volumen debido a la hidratacin de granos de CaO.
CaO + H2O Ca(OH)2
Efectos:
Desconchados circulares
Patologas en cermica estructural (ladrillos)
4. EXPANSIN POR HUMEDAD:
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Causa: Existen dos tipos de factores:
Factores Intrnsecos;
9 Composicin de las arcillas (illita vs esmectita, caolinita)9 Temperatura de coccin.
Factores Extrnsecos;
9 Temperatura9 Humedad ambiental acelera la expansin9 Tiempo la mayor parte de la expansin total tiene lugar los 45
das siguientes a la coccin.
incremento del volumen de la pieza cermica como consecuencia de la absorcin de agua procedente de la humedad ambiental.
Patologas en cermica estructural (ladrillos)
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
4. EXPANSIN POR HUMEDAD:
PATOLOGA LEVE
(Fcilmente evitable)
Patologas en cermica estructural (ladrillos)
4. EXPANSIN POR HUMEDAD:
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Adopcin de medidas preventivas:
Utilizacin de illitas y arcillas clcicas en lugar de caolinita y esmectita Empleo de morteros bastardos (% proporciones de cal) No utilizar ladrillos con menos de 45 das de edad Humedecer repetidamente las piezas antes de su puesta en obra. Utilizar juntas de movimiento en las fbricas de ladrillo
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CRITERIOS:
6. Alteracin de mat. elaborados
1. Determinar si proceden de ambientes expuestos (agentes externos) o de excavaciones variaciones en la composicin original.
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Fachada lateral del Monasterio de las Bernardas. Alcal de Henares Fuente: J. Gil-Gil
Caracterizacin de Ladrillos histricos
6. Alteracin de mat. elaborados
2. Determinar propiedades fsicas: dimensiones externas , textura al tacto, porosidad, granulometra del armazn, color (corte fresco),...
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Caracterizacin de Ladrillos histricos
CRITERIOS:
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
4. Determinar composicin mineralgica del armazn (Cuarzo, feldespatos, micas, carbonatos, restos vegetales calcinados, ) y matriz (illita, otros minerales de la arcilla). Requiere MOP y/o MEB-EDX Identificar T de coccin.
9 Presencia de carbonatos (armazn) e illita (matriz) < 800 C.9 Presencia de silicatos clcicos y alumnicos en lugar de
carbonatos e illita >> 900 C.
3. Determinar grado de vitrificacin (sinterizacin) de la matriz (arcillas). Requiere MOP.
5. Determinar textura interna tipo de contacto entre armazn-matriz. Requiere MOP.
9 Contacto ntido no sinterizacin Baja T coccin.9 Contacto difuso vitrificacin parcial Alta T coccin.
Caracterizacin de Ladrillos histricos
CRITERIOS:
6. Alteracin de mat. elaborados
9 Identificacin de diferentes etapas constructivas y establecimiento de su cronologa temporal relativa.
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
9 Lo anterior es vlido se haya descartado previamente la reutilizacin de piezas en las etapas ms modernas. Si existe sospecha
9 No permite datar (cronologa absoluta) dichas etapas.
9 Caracterizacin de Morteros cada etapa constructiva implica la elaboracin de un mortero diferente.
Caracterizacin de Ladrillos histricos
UTILIDAD:
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9 Componentes arquitectnicos bsicos para dar solidez a los edificios uniendo diferentes elementos constructivos (ladrillos, Piedra natural, ).
9 Estn en contacto con los elementos constructivos y con los agentes atmosfricos No deben ser reactivos con ambos.
9 Componentes bsicos: ridos (arena, grava), aglomerante (cal, yeso, cemento) y agua.
9 La Durabilidad depende de:1. Estabilidad de los componentes.
ridos; ms o menos alterables en funcin de su composicin. Aglomerante:
6. Alteracin de mat. elaborados
Rebocos interiores en el Monasterio de las Bernardas. Alcal de Henares. Fuente: J. Gil-Gil
9 Yeso alteracin por ciclos de hidratacin-deshidratacin(*).
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas en Morteros
9 Componentes arquitectnicos bsicos para dar solidez a los edificios uniendo diferentes elementos constructivos (ladrillos, Piedra natural, ).
9 Estn en contacto con los elementos constructivos y con los agentes atmosfricos No deben ser reactivos con ambos.
9 Componentes bsicos: ridos (arena, grava), aglomerante (cal, yeso, cemento) y agua.
9 La Durabilidad depende de:1. Estabilidad de los componentes.
ridos; ms o menos alterables en funcin de su composicin. Aglomerante:
9 Yeso alteracin por ciclos de hidratacin-deshidratacin(*)9 Cemento ms resistentes en los ciclos de hidratacin
deshidratacin, pero en atmsferas agresivas (Urbanas) o en presencia de cidos (excrementos de aves) reaccionan facilitando la alteracin del Ca3Si2O5(OH)2.
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas en Morteros
2. Estabilidad del mortero; depende de :
Formulacin del cemento (% componentes). Tamao de los ridos; cuanto mayor sea el tamao mayor
porosidad y coeficiente de absorcin mayor presencia potencial de agua como agente qumico de meteorizacin.
6. Alteracin de mat. elaborados
Muro de ladrillo y mortero en el que se aprecia la arenizacin del mortero por alteracin del ligante. Fuente: J. Gil-Gil
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas en Morteros
9 La degradacin del mortero puede llevar asociados otros procesos :1. Precipitacin de nuevos minerales por infiltracin y precipitacin de
aguas saturadas en iones Presiones de cristalizacin perjudiciales.
2. Cambios de volumen (compactacin) generando tensiones estructurales.
3. Desaparicin total del mortero elimina el agente de cohesin general del muro o elemento arquitectnico riesgo de desmoronamiento.
4. Potencial reactividad entre el mortero o sus productos de alteracin, con los elementos que soporta o une.
6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
Patologas en Morteros
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6. Alteracin de mat. elaborados
Tema: Mal de la PiedraEscuela de Arquitectura Tcnica
(Criterios semejantes a los de caracterizacin de ladrillos).
CRITERIOS:
1. Determinar si proceden de ambientes expuestos (agentes externos) o de excavaciones variaciones en la composicin original.
2. Determinar propiedades fsicas: grado de cohesin, textura al tacto, porosidad, granulometra del armazn, color (superficie fresca),...
5. Determinar textura interna tipo de contacto entre armazn-aglomerante. Requiere MOP. (*)
3. Determinar composicin mineralgica del armazn (Cuarzo, feldespatos, micas, carbonatos, restos vegetales, fragmentos roca, cermicos, ) . Requiere MOP y/o MEB-EDX. (*)
4. Determinar composicin del componente cementante (cal, yeso, otros). Requiere MOP y/o MEB-EDX. (*)
(*) la elaboracin de la lmina delgada est supeditada al grado de cohesin del mortero
Caracterizacin de Morteros Histricos