Wiki de Diseño de Edificios de agregados

Contenido

1 Introducción
- 1.1 Basado en tierra
- 1.2 Marino
- 1.3 Reciclado y subproductos
- 1.4 Especialista
- 1.5 Importado
2 Usos
- 2.1 Hormigón
- 2.2 Asfalto y piedra de carretera
- 2.3 Balasto ferroviario
- 2.4 Usos no agregados de arena, grava y materiales de roca triturada
  - 2.4.1 Cemento
  - 2.4.2 Agricultura
  - 2.4.3 Vidrio
  - 2.4.4 Usos industriales y de otro tipo
3 Agregados especializados
- 3.1 Agregado ligero
- 3.2 Agregado de alta densidad
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Introducción

Agregado

es el término dado al material utilizado frecuentemente en la construcción como medio de estabilización y refuerzo. Los agregados se utilizan ampliamente en aplicaciones de drenaje y como material de base bajo cimientos y carreteras. En los 10 años que finalizaron en 2010, 2.el Reino Unido consumió 5 000 millones de toneladas de agregados. Estos agregados se suministraron de varias fuentes:

Basados en tierra

La fuente más grande proviene de la extracción de arena y grava de la tierra, o de roca adecuada para la trituración (principalmente piedra caliza, arenisca y roca ígnea, pero también algunos yacimientos inusualmente duros de tiza, piedra de hierro, pizarra, etc.).

Marina

La arena y la grava se dragan del fondo marino y constituyen una fuente de importancia regional.

Reciclado y subproductos

Una amplia variedad de residuos de construcción y subproductos industriales contribuyen de manera importante al suministro. Estos incluyen desechos de construcción, demolición y excavación, escorias y cenizas, y desechos minerales;

Especialista

Se fabrican pequeñas cantidades de ciertos agregados ligeros y de alta densidad para fines especializados.

Importado

El equilibrio de suministro consiste en material importado (principalmente en forma de roca triturada o productos de valor añadido), principalmente de otras partes del Reino Unido y Noruega.

La industria se toma muy en serio su impacto ambiental y, como resultado, la industria del Reino Unido se ha convertido en un líder mundial en términos de calidad de sus trabajos de restauración de tierras. Más de 700 Sitios de Especial Interés Científico tienen su origen en operaciones mineras. En 2009, la industria plantó 313.000 árboles y 14,4 km de setos. En 2009, había 283 grupos de enlace en canteras de agregados.

Utiliza

Como materia prima básica los agregados se pueden usar para muchos usos, aunque ciertas tareas pueden requerir un tipo específico de agregado. Una gran proporción de áridos se utiliza para fabricar concreto, así como el cemento que se utiliza en el concreto.

Los agregados se utilizan en la construcción para proporcionar drenaje, llenar vacíos, proteger tuberías y proporcionar superficies duras.

Los agregados no solo se utilizan para la construcción. Una amplia gama de otros productos, muchos de los cuales se dan por sentado, se fabrican utilizando materiales derivados de la extracción de canteras. Estos incluyen: papel, vidrio, cosméticos y pasta de dientes, por nombrar solo algunos. Los agregados también se utilizan en la agricultura, la fabricación de alimentos y la purificación de agua y aguas residuales. El agua se filtrará a través de una zanja llena de agregados más rápidamente que a través del suelo circundante, lo que permitirá drenar el agua superficial de un área. Esto se utiliza con frecuencia junto a las carreteras para dispersar el agua recogida de la superficie de asfalto.

Los huecos creados alrededor de los cimientos de los edificios durante la construcción se llenan de agregado porque es más fácil de compactar que el suelo original que se eliminó, lo que resulta en un acabado más sólido que soportará la estructura. Los agregados generalmente no se ven afectados por el clima tanto como los suelos, particularmente los suelos arcillosos, y no sufrirán grietas por contracción durante períodos secos.

Las tuberías tendidas para transportar agua tratada, o como conductos para cables, deben protegerse de objetos afilados en el suelo y, por lo tanto, deben colocarse y rodearse de agregados finos antes de rellenar las zanjas.

Las carreteras sin pavimentar y las zonas de estacionamiento están cubiertas con una capa superficial de agregado para proporcionar una superficie más sólida para los vehículos, desde bicicletas hasta camiones. Esto evita que los vehículos se hundan en el suelo, especialmente durante el clima húmedo.

Hormigón

El hormigón es una mezcla de áridos, cemento y agua. El propósito de los agregados dentro de esta mezcla es proporcionar una estructura esquelética rígida y reducir el espacio ocupado por la pasta de cemento. Se requieren agregados gruesos (tamaños de partícula de 20 mm a 4 mm) y agregados finos (tamaños de partícula inferiores a 4 mm), pero las proporciones de los diferentes tamaños de agregados gruesos variarán en función de la mezcla particular requerida para cada uso final individual.

Cuanto menor sea el tamaño del agregado, mayor será su superficie y se requerirá más cemento para unirlo todo, lo que resulta en un costo más alto. Sin embargo, en términos generales, cuanto mayor sea la cantidad de cemento utilizado, más fuerte será el hormigón. Por lo tanto, es necesario establecer un equilibrio entre los requisitos de resistencia del uso final y el precio que se desea pagar.

Asfalto y piedra para carreteras

Esta categoría incluye no solo carreteras, sino también aceras, pistas de aeropuertos, parques infantiles escolares, aparcamientos, la mayoría de senderos o carriles para bicicletas y otras estructuras similares. Aunque cada tipo de estructura requerirá alguna variación en el material, es útil observar la estructura básica de las carreteras porque representan la mayor parte del uso agregado en esta categoría.

La subrasante representa el suelo natural, que se compactará antes de que comience la construcción de la carretera. La capa de tapado es una capa opcional, que se utiliza cuando los suelos locales requieren resistencia adicional, y no está recubierta con betún. La sub-base es la capa principal de piedra de carretera sin recubrimiento y su función es dar fuerza y actuar como una plataforma sólida para las capas superiores.

El curso de aglutinante (anteriormente dos capas conocidas como el curso base y la base de la carretera) y el curso de superficie (anteriormente conocido como curso de desgaste) se denominan comúnmente «asfalto» o «asfalto». Consisten en agregados gruesos, con tamaños de partícula típicamente entre 2 mm y 28 mm, y agregados finos, con tamaños de partícula de menos de 2 mm, mezclados con un aglutinante de betún y, en ocasiones, un relleno adicional si es necesario. Los tamaños exactos requeridos para los agregados gruesos dependerán del uso particular y de la receta de asfalto especificada.

Lastre ferroviario

Un tren a plena carga pesa una cantidad considerable (> 2 000 toneladas), a lo que se suma el peso de la vía y de las traviesas sobre las que descansa. Se necesita un agregado muy resistente para soportar este peso y distribuir la carga de un tren que pasa para evitar daños graves en el suelo u otras estructuras debajo. Del mismo modo, la vía férrea y las traviesas deben mantenerse firmemente en su lugar y no moverse mientras el tren pasa a lo largo de ellas.

El lastre ferroviario generalmente consiste en una roca ígnea resistente, como el granito, con piezas angulares grandes (de 40-50 mm de tamaño) que se unen. Debido a la forma en que se forma la roca ígnea, es altamente resistente a la presión y no se rompe fácilmente.

Usos no agregados de arena, grava y materiales de roca triturada

Cemento

El cemento es una sustancia fabricada a partir de piedra caliza y esquisto, con otros aditivos menores, a temperaturas superiores a 1.200 ºC. Tiene propiedades únicas: como polvo, es suelto y friable, pero mezclado con agua, se hidrata en una pasta y luego, a medida que se seca, se endurece y une todas las partículas circundantes.

Agricultura

La cal es absorbida por las plantas (cultivos o pastos) y los árboles, pero también se pierde naturalmente de los suelos a causa de la lixiviación por el agua de lluvia y el uso de fertilizantes. Esto puede resultar en un aumento de la acidez, pérdida de fertilidad en el suelo y, a veces, un efecto adverso en la estructura del suelo.

Para restablecer el equilibrio ,la «cal agrícola» se aplica a los campos para mantener las condiciones de cultivo necesarias para los cultivos o pastizales. La cal puede ser simplemente piedra caliza molida o dolomita (que también contiene magnesio) o piedra caliza quemada, (o dolomita quemada) donde la roca se calienta en un horno.

Vidrio

El vidrio está hecho de arena de sílice fundida a alta temperatura, en presencia de sodio como fundente. El vidrio fundido, a aproximadamente 1.000 ºC, se vierte continuamente desde un horno en un baño poco profundo de estaño fundido, donde se extiende uniformemente. Luego se enfría rápidamente antes de que pueda producirse la cristalización.

Usos industriales y de otro tipo

La piedra caliza se utiliza como fundente en la extracción de hierro a partir de mineral de hierro. El hierro se extrae del mineral calentándolo en un horno. La piedra caliza se agrega para que el silicio en el mineral forme un silicato de calcio (con el carbonato de calcio que es piedra caliza), de lo contrario, formaría un silicato de hierro y, por lo tanto, reduciría la cantidad de hierro metálico producido. El silicato de calcio, junto con otras impurezas, forma la «escoria» y esta sustancia se puede utilizar como agregado secundario ligero.

La arena, generalmente arena de sílice, se utiliza para hacer moldes en una fundición. Estos son los recipientes huecos en los que se vierte metal fundido para producir una fundición de una forma particular. El tipo exacto de arena utilizada depende del metal o aleación en particular que se va a fundir, pero generalmente contiene arcilla y/o algún otro material para unirla.

La combustión de carbón en las centrales eléctricas produce dióxido de azufre, uno de los principales gases causantes de la lluvia ácida. En lugar de simplemente emitir este gas junto con sus otros gases de combustión, la mayoría de las centrales eléctricas de carbón utilizan hoy en día piedra caliza en un proceso conocido como «desulfuración de gases de combustión».

La piedra caliza se tritura finamente y se mezcla con agua para formar una suspensión. Luego se rocía en la torre de absorción de la central eléctrica, donde un proceso químico convierte la piedra caliza y el azufre en yeso. Este yeso «artificial» se recupera y se vende para la fabricación de placas de yeso.

la piedra Caliza o carbonato de calcio, también tiene muchos otros usos. Se utiliza como agente blanqueador o relleno en papel, adhesivos, pintura, plásticos, PVC, pasta de dientes, tabletas médicas y productos de limpieza. También se utiliza para proporcionar calcio adicional en suplementos vitamínicos y minerales, harina y piensos.

Agregados especializados

Los agregados especializados se requieren para su uso en ciertas aplicaciones exigentes, especialmente cuando se requieren barras ligeras en construcciones o cuando se requieren materiales pesados y de alta densidad.

Agregado liviano

Los agregados livianos (LWA) se requieren para situaciones en las que se requiere concreto que impone cargas bajas a los elementos estructurales de las construcciones. Por lo tanto, los agregados deben tener una densidad y un peso bajos, obtenidos mediante el uso de materiales porosos, pero una resistencia adecuada.

Una variedad de materiales se pueden peletizar (formar pellets) y calentar, lo que hace que se endurezcan y se expandan. Estos incluyen arcilla, esquisto y pizarra, lodos (por ejemplo, de obras de alcantarillado), sedimentos de grano fino dragados del mar o los ríos y cenizas de combustible pulverizadas.

Otros materiales que se pueden utilizar son materiales volcánicos naturales que están llenos de cavidades de gas, como piedra pómez y escorias («cenizas naturales»). Los materiales volcánicos no se encuentran en el Reino Unido, pero se pueden importar, particularmente de Italia.

Agregados de alta densidad

Los agregados de alta densidad son necesarios para la fabricación de hormigón capaz, por ejemplo, de atenuar la radiación y, por lo tanto, adecuado para proteger instalaciones nucleares e instalaciones médicas, como salas de tratamiento de radioterapia.

Los agregados son un componente más crítico e importante del hormigón de alta densidad y son principalmente minerales triturados que contienen elementos relativamente pesados, en combinación con varios aditivos, pero también pueden incluir chatarra de acero o ciertas cerámicas.

Los minerales pertinentes incluyen la hematita y la magnetita trituradas (ambos óxidos de hierro), la limonita (hidróxido de hierro), la ilmenita (óxido de hierro y titanio) y la barita (sulfato de barito y bario). Otros aditivos pueden incluir serpentinita (silicato de calcio y magnesio hidratado) y bórax (borato de sodio).

Este artículo fue escrito por la Organización de Investigación de la Industria Minera.

Organisation Organización de Investigación de la Industria Minera

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