Ingeniería de los materiales: ciencia que trata la composición y estructura de los materiales y la forma en que los factores se relacionan con sus propiedades o su comportamiento.
Materia: todo aquello que ocupa un volumen en el espacio, que tiene peso y es energético, siendo capaz de producir un impacto real en nuestros sentidos.
Material: porción finita de material que posee carácterísticas apropiadas para su empleo en la construcción.
Material de construcción: es la materia prima o producto elaborado que se emplea en la construcción de edificios y obras de ingeniería civil.
Ensayo: proceso experimental que permite hacer las mediciones de una serie de valores para determinar las carácterísticas del material. Pueden ser: Destructivos: cuando la muestra o probeta queda inservible para su posterior uso, No destructivos: cuando la muestra se va a usar en obra o unidades de obra reales, como radiografías de soldaduras, ensayos por ultrasonidos, etc.
Probeta: porción o pieza de un material, con el cual se estudia el comportamiento o las propiedades del material.
Ensayos organolépticos: son los que se realizan por medio de los sentidos (aspecto exterior. Color, textura, morfología, etc).
Ensayos tecnológicos: son los que estudian experimentalmente y normalizadamente las propiedades físicas, mecánicas y químicas, basándose en unas normas para hacer comparaciones.
Masa: cantidad de materia que forma un cuerpo determinado. Es independiente del lugar donde se encuentre el cuerpo y su volumen.
Peso:
propiedad física correspondiente a la atracción que ejerce la gravedad sobre la masa de un cuerpo. Varía dependiendo donde se encuentre el cuerpo.
Volumen: Espacio que ocupa un cuerpo.
DENSIDAD Magnitud escalar que permite medir la cantidad de masa que hay en un determinado volumen de una sustancia.
Densidad de los materiales disgregados (arenas, cementos, yesos, etc.): están formados por poros accesibles, inaccesibles y lo que hay entre ellos. Aparecen 2 conceptos nuevos de densidad: – Densidad relativa: cociente entre peso seco del material y el volumen relativo (suma de todos los granos). Densidad de conjunto: cociente entre peso seco del material al granular y el volumen del conjunto (volumen del recipiente que lo contiene). Ej: áridos, cementos, yesos.
Humedad: porcentaje de líquido que contiene un material en un momento determinado respeto del peso seco.
Absorción: relación entre la masa que absorbe un material y su masa desecada.
Porosidad: relación entre los poros y el volumen.
Compacidad: cantidad de materia que contiene un material.
Helacidad: resistencia a la alteración de un material al contener agua en sus poros y ser sometido a ciclos de hielo- deshielo.
Módulo de saturación: relación entre el volumen de los poros accesibles y volumen de poros totales, Ms>70%——- material heladizo
Permeabilidad: propiedad que tienen algunos materiales de dejarse atravesar por los líquidos, según el grado de presión y temperatura a que están sometidos.
Capilaridad: propiedad que tienen algunos materiales para atraer y hacer subir el líquido por una de sus caras. Según el ángulo de cohesión: Si a <90″ fuerzas de cohesión < fuerzas de adherencia = ascensión del líquido. Si a > 90″ fuerzas de cohesión > fuerzas de adherencia = el líquido no sube.
Comportamiento ante las acciones exteriores.
Exteriores: peso (propio y accidental), acciones externas, solicitaciones (viento, nieve, sismo, etc).
Interiores: de cohesión y adherencia entre las partículas del material.
2.2.1 RESISTENCIA A LA ROTURA Es la que ofrece el material al ser toro ante una acción de esfuerzos mecánico externos.
Tensión: intensidad de distribución de las fuerzas que se oponen a que el material cambie de forma.
Tensión de rotura:
Es capaz de producir la destrucción o ruina del material. Tensión de rotura a compresión. Tensión de rotura a tracción. Tensión de rotura a flexión. Tensión de rotura a cortadura.
2.2.2.- FATIGA Fenómeno por el cual se produce la rotura del material mediante fuerzas repetidas aplicadas sobre el material.
Incubación: en el que se producen unas fisuras microscópicas.
Fisuración progresiva: las fisuras aumentan de tamaño debido a los esfuerzos a lo que se somete el material.
Rotura: el material se rompe tras una deformación escasa.
2.2.3.- FLUENCIA: deformación lenta que experimenta un sólido con el tiempo sometido a fuerzas permanentes inferiores a la rotura, sin aumentar la tensión el sólido se deforma.
2.2.4.- DEFORMABILIDAD Propiedad de los materiales por la cual se deforman antes de romper.
– Elasticidad: propiedades de los materiales de tener deformaciones proporcionales a la carga que lo origina y volver a su estado inicial una vez que cesa esa carga.
Ductibilidad: aptitud de un material para ser deformado en forma de alambre por un esfuerzo de tracción (cobre, aluminio). –
Maleabilidad: capacidad del material para ser transformado en laminas por un esfuerzo de compresión.
Zona elástica: se caracteriza por cumplir la Ley de Hooke, en la cual las tensiones son proporcionales a las deformaciones y no son permanentes, por lo que le material recupera su longitud inicial una vez la fuerza deja de cesar.
Limite elástico: tensión que produce una deformación equivalente al 0.2%.
Zona plástica: aparece una vez se pasa la tensión elástica y se caracteriza por aparecer las deformaciones que provocan que el material no recupere su estado anterior. Dentro de esta zona encontramos el escalón de cedencia, la tensión máxima, la deformación máxima, la estricción donde se produce la rotura del material y la tensión de rotura.
Tensión máxima: tensión donde acaba la deformación del material y comienza la rotura.
2.2.5.-FRAGILIDAD Propiedad de algunos materiales en la cual no pueden experimentar las más mínimas deformaciones plásticas, rompíéndose bruscamente por fuerzas superiores al límite elástico. Ejemplos: cristal, vidrio
2.2.6.- ACRITUD Propiedad de los materiales para aumentar su resistencia por efecto de la deformación. Se produce en el escalón de cedencia. Ejemplos: los metales cuando se funden.
Aptitud para ser deformado en su superficie: Dureza al rayado: resistencia que oponen los materiales al ser rayados por otros más duros. La comparación se suele hacer con la escala de Mohs siguiendo un orden: 1. Talco 2. Yeso. 3. Calcita. 4. Fluorita. 5. Apatita 6. Ortoclasa. 7. Cuarzo 8. Topacio, 9. Corindón 10. Diamante.
Dureza a la penetración: resistencia que oponen los materiales a dejarse penetrar por otros más duros. 1. Método Rockwell: la dureza se indica segün la profundidad de la huella. 2. Método Vickers: basado en el Brinell, pero el elemento penetrador es el vértice con ángulo de 136″ de una pirámide de base cuadrada. 3. Método de Brinell: consiste en medir la huella que deja una bola de acero al ser aplicada sobre una superficie plana y lisa comprimiendo de forma progresiva hasta alcanzar la carga prevista en el ensayo. 30 HB 10/30.000/30″ 1Valor de la dureza N/mm2. 2Diametro de la bola mm. 3Carga aplicada N. 4Tiempo de aplicación de la carga en seg
Dureza elástica: indica el comportamiento de un material en su superficie, al someterlo al impacto de un elemento que choca con él. Se usa el esclerómetro (cilindro con una puntu de diamante redondeada que cae por el cilindro de vidrio de 300 mm de alto. Altura de caída 254 mm). Según la dureza de la superficie el émbolo rebota con más o menos fuerza. Se aplica en elastómeros blandos. Termoplásticos y yesos.
Dureza de corte: define la reacción a la presión de corte ejercida por un cuerpo sobre otro. Se determina por el tiempo que tarda en hacer una huella de dimensiones fijas.
Tenacidad: combinación entre resistencia y deformación. Indica el trabajo de un material cuando se deforma y rompe por efecto de una fuerza exterior. La máquina empleada para este ensayo en el péndulo de Sharpy.