UNIVERSIDAD DE LA REPUBLICA ORIENTAL DEL URUGUAY Facultad de … · 2012-02-10 · LISTA DE...
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UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD
DE LA REPUBLICADE LA REPUBLICA
ORIENTAL DEL URUGUAYORIENTAL DEL URUGUAY
Facultad de ArquitecturaFacultad de ArquitecturaO C T U B R E 2 0 0 5O C T U B R E 2 0 0 5
Materiales de construcción
M E T A L E S
Materiales de construcción
M E T A L E S
2
3
4
5
METALES METALES ßßßß para para àààà CONSTRUCCIONCONSTRUCCION
ALEACIONESALEACIONES
•• METALES FERROSOSMETALES FERROSOS
> Acero (diversos tipos)> Acero (diversos tipos)
> Acero Inoxidable> Acero Inoxidable
•• METALES NO FERROSOSMETALES NO FERROSOS
> Aluminio > Aluminio > Cobre> Cobre
> Plomo > Plomo > Bronce> Bronce
ü FERROSOS
EL ACERO
6
PROPIEDADES
• Buena conductibilidad térmica y electrica
• Buena tenacidad y maleabilidad
• Brillo “metálico”
• Opacidad a la luz aun en pequeños espesores
• Sensibilidad a la corrosión por la exposición
a la atmósfera, el suelo, el agua o agentes quimicos
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ESTRUCTURA INTERNA
ü ESTRUCTURA CRISTALINA ESTABLE EN ESTADO SOLIDO
Organización interna ordenada según formas geometricas bien definidas
üENLACE “METÁLICO”
ü ELECTRONES LIBRES EN LAS ORBITAS PERIFERICAS
ESTRUCTURA CRISTALINAPUNTOS DE NUCLEAMIENTO
GRANOS
La estructura cristalina de los metales es polifasica
Cada fase se compone de un grano
La diferencia entra fases esa dada por la dirección de crecimiento de los cristales
Esta estructura permite que se pueda producir deformaciones plastica constituyendo la caracteristica de ductilidad de los metales
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ELECTROPOTENCIAL Y CORROSION
(+)OroPlataCobrePlomoEstañoHierroZinc
AluminioMagnesio
( - )
9
ELECTROPOTENCIAL Y CORROSION
+_
MEDIO TRASMISOR
CORROSION DEL ACEROCORROSION DEL ACERO
ACERO
ZINC o ALUMINIO
DUREZA
RESISTENCIA MECANICA
ACEROACERO
Es una aleaciónaleación Hierro < -> Carbono < 2%
% C
DUCTILIDADDUCTILIDAD
10
TENSIONTENSIONFUERZA APLICADA POR UNIDAD DE SUPERFICIE EN EL CASO DE UNA BARRA DE ACERO SU SECCION
> Mpa / cm2 --- Kg / cm2 <
DEFORMACIONDEFORMACIONCUANTO SE DEFORMO COMPARADO CON LA SITUACION INICIAL
> % <
ll
∆∆ll
%%
σσ
HOOKE La deformacion es proporcional a la tensión
αααα
11
0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.200.02 0.06 0.10 0.14 0.18 0.240.224 8 12 16 202 6 10 14 18 2422
p.u.l.%
500
1500
2000
2500
3000
3500
4000
1000
ALARGAMIENTOS
TE
NS
ION
ES
(k
p/c
m2
)
O
P
CDfy
fs
tension ultimarotura fisica
CURVA TENSION DEFORMACION DE
UN REDONDO DE ACERO ORDINARIOlimite elastico 2400 kp/cm2
ACERO COMUNACERO COMUN
0 4 8 12 16 202 6 10 14 18 %
500
ALARGAMIENTOS
TEN
SIO
NE
S (k
p/cm
2)
O
fy
fs
tension ultimarotura fisica
CURVA TENSION DEFORMACION DEBARRAS CORRUGADAS DE ACERO DE DUREZA NATURAL
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
6500
7000
0 4 8 12 16 202 6 10 14 18 %
500
ALARGAMIENTOS
TEN
SIO
NE
S (k
p/cm
2)
O
fy
fs
tension ultimarotura fisica
CURVA TENSION DEFORMACION DEBARRAS CORRUGADAS DE ACERO DE DUREZA NATURAL
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
6500
7000
ACERO DE DUREZA NATURALACERO DE DUREZA NATURAL
0 0.16 p.u.l.
500
ALARGAMIENTOS
TEN
SIO
NE
S (k
p/cm
2)
fy
fs
tension ultimarotura fisica
CURVA TENSION DEFORMACION DEBARRAS CORRUGADAS DE ACERO DE ACERO ESTIRADO EN FRIO
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14162 4 6 8 10 12 14 %
0 0.16 p.u.l.
500
ALARGAMIENTOS
TEN
SIO
NE
S (k
p/cm
2)
fy
fs
tension ultimarotura fisica
CURVA TENSION DEFORMACION DEBARRAS CORRUGADAS DE ACERO DE ACERO ESTIRADO EN FRIO
1000
1500
2000
2500
3000
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4000
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5000
5500
6000
0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14162 4 6 8 10 12 14 %
ACERO ESTIRADO EN FRIOACERO ESTIRADO EN FRIO
12
PROCESOS DE PRODUCCIONPROCESOS DE PRODUCCIONPROCESOS DE PRODUCCION
LAMINADO
ESTIRADO EN FRIO
1
2
3
2
1
2
3
2
13
4
2
3
2
13
4
2
3
2
PROCESOS DE PRODUCCIONPROCESOS DE PRODUCCIONPROCESOS DE PRODUCCION
EXTRUSION
FORJADO
1
2
354
a
1
2
354
a
13
PRODUCTOSPRODUCTOSPRODUCTOS
•• BARRAS REDONDASBARRAS REDONDAS
CONFORMADASCONFORMADAS TORSIONADASTORSIONADAS
PERFILES LAMINADOS L
A
ee
14
PRODUCTOSPRODUCTOSPRODUCTOS
•• PERFILESPERFILES
ßßßß LAMINADOSLAMINADOS
CONFORMADOS ̂CONFORMADOS ̂
15
PRODUCTOSPRODUCTOSPRODUCTOS
•• CHAPASCHAPAS
•• ALAMBRESALAMBRES
•• MALLAS ELECTROSOLDADASMALLAS ELECTROSOLDADAS
•• FIBRAS DE ACEROFIBRAS DE ACERO
•• ALAMBRES DE ALTA RESISTENCIA ALAMBRES DE ALTA RESISTENCIA PARA POSTENSADOPARA POSTENSADO
METALESMETALES
S I S T E M A SS I S T E M A S
D E U N I O ND E U N I O N
16
SOLUCIONES DE UNION SOLUCIONES DE UNION
üü Posibilidades Posibilidades tecnicastecnicas del materialdel material
üü Capacidad de Capacidad de trasmisiontrasmision de cargas de la de cargas de la solucionsolucion
üü Forma de los elementos que se unenForma de los elementos que se unen
üü Aspecto final en Aspecto final en funcionfuncion de la propuesta de la propuesta arquitectonicaarquitectonica
üü POR SOLDADURAPOR SOLDADURA
üü POR UNIONES MECANICASPOR UNIONES MECANICAS
--> Bulones y tuercas> Bulones y tuercas
--> Remaches y Pernos > Remaches y Pernos
SOLUCIONES DE UNION SOLUCIONES DE UNION
SISTEMASSISTEMAS
üü Soldadura de resistenciaSoldadura de resistencia
Por presión y pasaje de corriente eléctricaPor presión y pasaje de corriente eléctrica
üü Soldadura Soldadura oxioxi acetilénicaacetilénica / autógena/ autógena
Por fusión: Efecto de una llama de gasPor fusión: Efecto de una llama de gas
üü Soldadura eléctricaSoldadura eléctrica
Efecto de un arco eléctricoEfecto de un arco eléctrico
SOLUCIONES DE UNION SOLUCIONES DE UNION
17
18
SOLDADURA AUTOGENASOLDADURA AUTOGENA
UnionUnion de las dos partes obteniendode las dos partes obteniendo
la ligazón la ligazón interátomosinterátomosSe obtiene por contacto, Se obtiene por contacto, presionpresion , , calentamiento, agregado de otro metal calentamiento, agregado de otro metal fundido. fundido.
La junta es tan fuerte como lo que se suelda o La junta es tan fuerte como lo que se suelda o mas. mas.
Las temperaturas se soldado son de 1.000 a Las temperaturas se soldado son de 1.000 a 1.500 1.500 CºCº
SOLUCIONES DE UNION SOLUCIONES DE UNION
SOLDADURA AUTOGENASOLDADURA AUTOGENA
üü Importa considerar el efecto de ese Importa considerar el efecto de ese calentamiento sobre las partes que se calentamiento sobre las partes que se sueldan. sueldan.
üü Tiene efecto sobre resistencia y ductilidadTiene efecto sobre resistencia y ductilidad
üü Hay que considerar al tipo de esfuerzo que Hay que considerar al tipo de esfuerzo que la soldadura va a quedar trabajandola soldadura va a quedar trabajando
SOLUCIONES DE UNION SOLUCIONES DE UNION
UNION CONUNION CON
OTROSOTROS
SISTEMASSISTEMAS
19
SOLUCIONES DE UNIONSOLUCIONES DE UNION
REMACHESREMACHES
SOLUCIONES DE UNIONSOLUCIONES DE UNION
REMACHESREMACHES
SOLUCIONES DE UNIONSOLUCIONES DE UNION
ROBLONES EN CALIENTEROBLONES EN CALIENTE
11 22
20
LISTA DE VERIFICACIONLISTA DE VERIFICACION
ACERO ESTRUCTURALACERO ESTRUCTURAL
üü Resistencia mecánica especificada en Resistencia mecánica especificada en
los cálculos estructuraleslos cálculos estructurales
üü Forma de perfiles y dimensionesForma de perfiles y dimensiones
üü Teniendo en cuenta el medio considerar los Teniendo en cuenta el medio considerar los sistemas de protección y los momentos del sistemas de protección y los momentos del proceso constructivo en que se deben aplicar.proceso constructivo en que se deben aplicar.
üü Corrosión. condiciones de entrega en obraCorrosión. condiciones de entrega en obra
üü Uniones que permitan expansiónUniones que permitan expansión
üü Si se utiliza la soldadura ver tipos de soldaduraSi se utiliza la soldadura ver tipos de soldadura
METALESMETALES
FERROSOSFERROSOS NONO--FERROSOSFERROSOS
•• ACEROACERO
•• HIERRO FUNDIDOHIERRO FUNDIDO
••ACERO INOXIDABLEACERO INOXIDABLE
•• ALUMINIOALUMINIO
•• COBRECOBRE
•• BRONCEBRONCE
•• LATONLATON
•• PLOMOPLOMO
HIERRO FUNDIDOHIERRO FUNDIDO
Tiene hasta un 4% de CarbonoTiene hasta un 4% de Carbono
Es resistente a la Es resistente a la corrosioncorrosion
Tiene baja resistencia a la Tiene baja resistencia a la tracciontraccion
Es de rotura Es de rotura fragilfragil
Se coloca en moldes para darle formaSe coloca en moldes para darle forma
Se utiliza en Se utiliza en construccionconstruccion para tubos para tubos sanitarios, tapas, piezas estructuralessanitarios, tapas, piezas estructurales
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ACERO INOXIDABLEACERO INOXIDABLEALEACION FUNDAMENTALMENTE CON ALEACION FUNDAMENTALMENTE CON CROMO > 10 %CROMO > 10 %
DENOMINACIONDENOMINACION
201 201 -- 202 202 -- 301 301 -- 302 302 -- 304 304 -- 316 316 -- 430430
302 / 304 Mala resistencia al agua salada302 / 304 Mala resistencia al agua salada
Buena resistencia a la acción de Buena resistencia a la acción de los alimentoslos alimentos
316316 Uso en área marinas Uso en área marinas –– ind. quimicaind. quimica
LISTA DE VERIFICACIONLISTA DE VERIFICACION
ACERO INOXIDABLEACERO INOXIDABLE
üü Elegir el tipoElegir el tipo de aleación considerando usode aleación considerando uso
üü Compatibilidad con otros componentes Compatibilidad con otros componentes
üü Tipos de acabado de la superficieTipos de acabado de la superficie
üü Si es necesario soldar verificar los tipos Si es necesario soldar verificar los tipos adecuadosadecuados
üü Mantenimiento recomendar los materiales de Mantenimiento recomendar los materiales de limpieza y formas de corrección de dañoslimpieza y formas de corrección de daños
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METALES NO
FERROSOS
METALES METALES NO NO
FERROSOSFERROSOS
Metales No Ferrosos utilizados en Metales No Ferrosos utilizados en la Construcciónla Construcción
••ALUMINIOALUMINIO
••COBRECOBRE
••ESTAÑOESTAÑO
••ZINCZINC
••PLOMOPLOMO
••OTROSOTROS
ALEACIONESALEACIONES
••BRONCEBRONCE
••LATONLATON
RESISTENCIA A LA CORROSIÓNRESISTENCIA A LA CORROSIÓNELECTROQUIMICAELECTROQUIMICA
OROORO
PLATAPLATA
ALEACIONES COBREALEACIONES COBRE--NIQUELNIQUEL
BRONCESBRONCES
COBRECOBRE
ACEROACERO
ALEACIONES DE ALUMINIOALEACIONES DE ALUMINIO
ZINCZINC
++
--
23
7,86
8,94
2,70
11,35
0 2 4 6 8 10 12
ACERO
COBRE
ALUMINIO
PLOMO
kg / litro
DENSIDAD COMPARADADENSIDAD COMPARADA
RESISTENCIA A LA TRACCIONRESISTENCIA A LA TRACCION
5.000
500
2.200
3.000
4.850
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000
Acero
Aluminio
Cobre
Laton
Duraluminio
kg / cm2
8
16
58
36
10
0 20 40 60
Bronce
Laton
Cobre
Aluminio
Fundicion
CONDUCTIVIDAD ELECTRICACONDUCTIVIDAD ELECTRICA
24
Metal de color gris claro.Metal de color gris claro.Se caracteriza por Se caracteriza por
•• su ligereza su ligereza Densidad aproximada 2.700 Densidad aproximada 2.700 kgkg/m3/m3
•• resistencia a la corrosión atmosférica.resistencia a la corrosión atmosférica.En masa no lo ataca el oxigeno al En masa no lo ataca el oxigeno al recubrirse de una capa delgada de recubrirse de una capa delgada de óxido óxido que lo protegeque lo protegeBajo punto de Bajo punto de fusionfusion 660 ºC660 ºC
ALUMINIOALUMINIOALUMINIO
•• Es dúctil, maleable Es dúctil, maleable •• Excelente conductor de la electricidad Excelente conductor de la electricidad (64% de la del cobre)y del calor(64% de la del cobre)y del calor•• Resistencia mecánica a la tracción de 850 Resistencia mecánica a la tracción de 850 a 4.000 a 4.000 kgkg/cm2 según las aleaciones/cm2 según las aleaciones•• Lo atacan el hormigón fresco y los Lo atacan el hormigón fresco y los morterosmorteros•• Se utiliza Se utiliza basicamentebasicamente aleaciones con aleaciones con otros metales para obtener mejor resistencia otros metales para obtener mejor resistencia mecánica, resistencia a la corrosión. Se mecánica, resistencia a la corrosión. Se
utilizan el cobre, sílice, magnesio, cinc, utilizan el cobre, sílice, magnesio, cinc, manganeso.manganeso.
ALUMINIOALUMINIOALUMINIO
DILATACIÓN POR VARIACIONES TÉRMICASDILATACIÓN POR VARIACIONES TÉRMICAS
Una chapa de 10 metros con una Una chapa de 10 metros con una variación de 100 variación de 100 CºCº se modifica según se modifica según los diferente metales de la siguiente los diferente metales de la siguiente forma:forma:
17
12
29
24
0 5 10 15 20 25 30
Cobre
Acero galvanizado
Zinc
Aluminio
mm
25
CARACTERISTICAS BASICAS DE CARACTERISTICAS BASICAS DE ELECCION DEL ALUMINIOELECCION DEL ALUMINIO
⇒⇒ALEACIONALEACION
⇒⇒TEMPLETEMPLE
⇒⇒TERMINACION SUPERFICIALTERMINACION SUPERFICIAL
T E M P L ET E M P L E
El temple es un estado que se obtiene en el metal por trabajarlo mediante tratamientos termicos o en frio dando como resultado determinadas propiedades mecánicas.
Consisten en estiramiento y calentamiento/enfriamiento controlados
ALEACIONESALEACIONESCOBRE 4 al 8 % Mejora la resistencia
COBRE Es el Duraluminio
MAGNESIO Aumenta la resistencia
MANGANESO mecánica y a la corrosión
MAGNESIO 10 % Muy liviano. Mejora resistencia
ZINC < 15% Aumenta dureza y resistencia mecánica
26
TEMINACION SUPERFICIAL
⇒⇒NATURALNATURAL
⇒⇒ACABADOS MECANICOSACABADOS MECANICOS
⇒⇒ANODIZADOANODIZADO
CAPA DE ANODIZADOCAPA DE ANODIZADO
ESPESORES DE ANODIZADOESPESORES DE ANODIZADOESPESORES DE ANODIZADO
27
SALIDA DE EXTRUSORASALIDA DE EXTRUSORA
TRATAMIENTOTRATAMIENTO
28
EL ALUMINO EN LA CONSTRUCCION
PERFILES POR EXTRUSION
29
PERFILESPERFILES
PARA PARA VENTANASVENTANAS
CHAPASCHAPAS
30
LAMINASLAMINAS
COBRECOBRE
Alta Alta conductibidadconductibidad electricaelectrica
FormacionFormacion de patina protectorade patina protectora
USOS EN LA CONSTRUCCIONUSOS EN LA CONSTRUCCION
••TubosTubos
••Cables para electricidadCables para electricidad
••Chapas para techados y Chapas para techados y terminacionesterminaciones
••Componente de aleacionesComponente de aleaciones
CHAPAS EN TECHOSCHAPAS EN TECHOS
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CAÑOS ACCESORIOS
ALEACIONESALEACIONES
BRONCE BRONCE àààà COBRE + ESTACOBRE + ESTAÑÑOO
90% 10%90% 10%
LATON LATON àààà COBRE + ZINCCOBRE + ZINC
95% 5%95% 5%
55% 45%55% 45%
BRONCEBRONCEResistente a la Resistente a la corrosioncorrosion
Se puede trabajar por forja y Se puede trabajar por forja y moldeomoldeo
Se hacen aleaciones con otros Se hacen aleaciones con otros metales que le potencian metales que le potencian diferentes propiedadesdiferentes propiedades
Variedad de colores según las Variedad de colores según las proporciones de la proporciones de la aleacionaleacion
USOS: estatuario, tubos, chapas, USOS: estatuario, tubos, chapas, perfiles, molduras, perfiles, molduras, fittingfitting sanitariosanitario
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LATONLATONResistencia relativamente alta y Resistencia relativamente alta y
punto de punto de fusionfusion bajobajo
Se clasifican según su colorSe clasifican según su color
alfaalfaßßßß àààà betabeta
+ rojo + rojo ßßßß àààà + amarillo+ amarillo
--ZnZn ßßßß àààà Zn Zn 35 %al 45 %35 %al 45 %
mas mas ductilductilßßßß àààà mas duromas duro
Que tiene que ver con las Que tiene que ver con las proporciones de la proporciones de la aleacionaleacionCOBRE COBRE –– ZINCZINC
HERRAJES PARA ABERTURASHERRAJES PARA ABERTURAS
33
34
chau
hasta el jueves