El granito - Tipos de Piedra para construcción

El granito es una piedra frecuentemente utilizada en la construcción, siendo una roca ígnea consolidada lentamente a gran profundidad y que ha llegado a la superficie por plegamientos de la corteza terrestre y destrucción de las capas superiores.

Geológicamente, el granito comprende a las rocas ígneas de textura granular compuestas esencialmente de feldespato y cuarzo. Es considerado una roca dimensionable, por lo tanto puede ser cortado y pulido a dimensiones y formas específicas. Es superior al mármol en dureza, en resistencia al desgaste, a la corrosión y a la aplicación de esfuerzos de compresión.

En términos comerciales, el granito comprende a las rocas feldespáticas y puede incluir sienita, gabro, anortosita y otras rocas. Cada una de éstas tiene características propias, a las cuales se le agregan los siguientes requerimientos comerciales comunes y de mayor relevancia referidos generalmente a placas y parquet:

La mica puede ser biotita (silicato hidratado), de color oscuro, y moscovita, de color claro. A veces, la mica está sustituida por hornablenda.

Los minerales accesorios más frecuentes son: el anfibol, la turmalina, la clorita, el apatito y el circón.

Su estructura es granítica y puede ser de grano grueso, medio y fino, siendo el primero el que presenta menos resistencia. Normalmente tiene color, gris, pero debido a la colocación de los feldespatos puede presentar tonalidades rosas, verdosas o amarillas. A veces presenta también manchas oscuras, llamadas negros o gabarros, que son de grano muy fino.

Su densidad aparente oscila de 2,6 a 2,7 Kg/dm³. La resistencia a la compresión es de 800-2.700 Kg/cm².

Presenta una gran dureza y resistencia a esfuerzos y alteraciones, ofreciendo en los ensayos tecnológicos valores muy altos.

Excepto cuando están ligeramente alterados, por provenir de zonas superficiales del yacimiento, admiten cualquier trabajo y acabado.

Comercialización del granito

El granito se maneja comercialmente de dos formas:

Las alteraciones del granito se deben al efecto de dilatación por congelación del agua absorbida o la descomposición química conocida con el nombre de caolinización de los feldespatos. Al convertirse el feldespato en caolín y la mica en clorita, la roca pierde su cohesión y se desmorona.

Los granitos alterados no deben usarse en construcción. Las alteraciones comienzan siempre por un redondeamiento de vértices y aristas. La caolinización de los feldespatos se retarda mediante el pulimentado del granito.

La cristalización de sus minerales constituyentes y la dureza de la mayoría de ellos, permiten la obtención de un perfecto pulimento.

Estas características y su homogeneidad, hacen que el granito combine muy bien entre sí y con otras piedras, a las que sirven en ocasiones de apoyo, estando muy extendido su empleo como base de columnas o zócalos, al aislar de la humedad y ofrecer mayores resistencias al deterioro que, por ejemplo, las areniscas o algunas calizas.

Su estabilidad y dureza superficial también ofrecen ventajas frente a agresiones externas, resistiendo mejor que otras piedras al rayado, desgaste y afecciones atmosféricas, estando indicado su uso en cualquier situación geográfica.

Una vez pulido o flameado, su escasa porosidad impide la absorción de cualquier líquido, por lo que es más fácil su limpieza.

Su excavación es difícil y costosa debiendo hacerse el arranque mediante perforación mecánica y explosivos.

Los procesos relativos a la extracción en cantera y posterior transformación, permiten, además de la obtención de cualquier pieza y acabado, una producción de bastante rendimiento.

Por todo esto se utilizan mucho en recubrimientos de fachadas de grandes y modernas edificaciones, viviendas unifamiliares, interiorismo, encimeras de cocina, amueblamiento urbano, pavimentado y adoquinado de calles y en exteriores de oficinas y comercios.

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Pizarra, Arenisca, Cuarcita, Caliza y Mármol - Tipos de Piedra para construcción

Estas son piedras frecuentemente utilizadas en la construcción, de características distintas y aplicaciones variadas.

Pizarra

Es de estructura hojosa, aunque no es tan dura ni tan brillante como el granito.

Suele presentar colores oscuros.

La principal característica de la pizarra es el estar constituida por minerales laminares muy finos, del grupo de la arcilla, y el poseer una exfoliación plana muy marcada. Por esto se presta a la obtención de placas de escaso grosor, planas, impermeables e insensibles a agresiones atmosféricas, muy resistentes a la flexión cuya terminación superficial se obtiene mediante el lajado o labrado.

Solamente en el caso, en que la composición mineralógica lo permite, se elabora superficialmente, obteniendo un buen pulido.

Tradicionalmente se ha explotado, desde hace siglos, para su utilización como placas para las cubiertas de distintos formatos y grosores y en mampostería, si bien, actualmente también se aplica a solados y recubrimientos de exteriores o interiores.

Arenisca

Roca aglomerada. Está formada por arenas unidas por un cemento de naturaleza variable.

Es una roca constituida fundamentalmente por granos de cuarzo. Presenta valores de resistencia a compresión y flexión muy variables, desde los bajos e intermedios de las areniscas más deleznables, hasta los ciertamente altos de las areniscas bien cementadas.

Estos valores son función de los constituyentes minerales, su distribución y procesos sufridos. La matriz y el cemento son en este sentido los más influyentes.

Hay areniscas que, debido a las arcillas que traban los granos, son compactas cuando no contienen humedad pero se ablandan con la absorción de agua, prestándose excelentemente al corte y a la talla en este estado y endureciendo con el tiempo y el secado.

Otras areniscas, con sus granos de cuarzo fuertemente unidos con cuarzo recristalizado, son muy resistentes.

Esa peculiaridad conlleva a que algún ensayo mecánico ofrezca valores distorsionados de humedad de la roca.

Hoy en día se utilizan en recubrimiento de fachadas, construcción de viviendas unifamiliares y decoración de exteriores e interiores, adquiriendo con el tiempo cálidas pátinas que contribuyen a ennoblecer su aspecto.

Estas rocas son en general malas para firmes y para hormigones.

Cuarcita

Es una roca aglomerada. Está constituida por granos cuarzosos unidos por un cemento también cuarzoso.

Su color es blanquecino o amarillo claro. Roca silícea, compacta, constituida por cristales de cuarzo soldados entre sí.

Provienen de la recristalización de areniscas, por lo que son más duras, menos porosas y más homogéneas, presentando altos valores resistentes.

Son, por tanto, rocas muy consistentes, lo que conlleva a su difícil y costosa elaboración y, por el contrario, ofrecen gran resistencia frente a las agresiones.

Suelen presentarse en la naturaleza tableadas o lajadas, lo cual es aprovechado para su extracción.

Se comercializan normalmente como lajas irregulares de distintos grosores, en algunas ocasiones, cortadas, o dimensionadas, como tacos para la mampostería.

Así pues, se utilizan para muros de mampostería, recubrimientos y solados.

Caliza

Son rocas constituidas mayoritariamente por carbonato cálcico (y a veces también magnésico), que proporcionan valores de resistencia a flexión, compresión, anclaje e impactos, intermedios y altos, presentando buenas cualidades para la talla y facilidad de corte debido a su baja abrasividad.

Se distingue de otras rocas parecidas por la efervescencia que da al ser tratada con ácidos. Con frecuencia está formada por caparazones de organismos vivos, unidos por un cemento también calcáreo.

Su densidad real es de 2,4 - 2,8 kg/dm³; su dureza oscila en torno a 3. Es muy permeable como consecuencia de estar frecuentemente agrietada.

Estas rocas carbonatadas pueden sufrir en algunos ambientes, los efectos de la contaminación química, que produce en ellos cierta pérdida de materia. Sus principales enemigos son CO2, SO2 y NO2.

Es muy buena piedra de construcción, en general, lo mismo para mampostería que para sillería. No sirve para adoquinados por ser demasiado blanda.

Es muy buena para hormigones. Se emplea también como materia prima para la fabricación de la cal y del cemento.

Hoy en día se utilizan ampliamente en cualquier tipo de edificación, sobre todo en fachadas, para elementos de ornamentación, en amueblamiento urbano, en interiorismo, etc.

Por sus terminaciones y sus tonos cálidos, con predominio de cremas y ocres, combinan muy bien con otros materiales y en especial con la madera.

Mármol

Al igual que las calizas, de las que derivan, son rocas conformadas principalmente por carbonato cálcico, que han sufrido procesos de recristalización. Esto proporciona una gran dureza que, unido a su buena cristalización, predisponen a estas rocas para su buen pulido superficial, con aparición de perfecto brillo. Presentan valores mecánicos altos.

En este grupo de los mármoles se pueden distinguir dos tipos litológicos:

Los verdaderos mármoles, de edad antigua, y las calizas, que sin llegar a este grado cristalino, por su dureza, admiten el pulimento. A veces se le llama mármol, impropiamente, porque admite un vistoso pulimento. En esta roca el cemento calizo se ha cristalizado y, por ello, ha adquirido un aspecto de mármol. Se denomina caliza marmórea.

Las impurezas son las que dan sus caprichosas coloraciones al mármol.

El mármol puro es totalmente blanco.

Los mármoles se han utilizado desde hace siglos principalmente en la ornamentación, escultura y otras nobles aplicaciones artísticas, así como en solados y paramentos de construcción culta y monumental.

Hoy en día, se dispone de todo tipo de piezas para interiores y fachadas de edificios, encimeras de cocina o elementos decorativos, estando presentes en construcciones de prestigio.

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¿Qué es la fibra de carbón?

La fibra de carbón es un filamento largo y material delgado de 0.0002-0.0004 pulgadas (0.005-0.010 mm) en diámetro y compuesto principalmente de átomos de carbono. Los átomos de carbón se enlazan en cristales microscópicos que están más o menos alineados paralelamente al eje largo de la fibra. La alineación del cristal hace a la fibra increíblemente fuerte para su tamaño. Varias miles de fibras de carbón son retorcidas juntas para formar un hilo, que puede ser usado por si solo o como tejido de una tela. El hilo o tejido es combinado con un epóxido y se adhiere o moldea en forma para formar varios tipos de materiales compuestos. Los materiales compuestos de fibra de carbón reforzada se utilizan para hacer piezas de aviones y de naves espaciales, partes de autos de carreras, armazón para bicicletas, cañas de pescar, resortes automotrices, mástiles de barcos de vela, y muchos otros componentes donde es necesario un material ligero y de alta resistencia.

Las fibras de carbón son clasificadas de acuerdo a los módulos de tensión de las fibras. El modulo de tensión es una medida de cuanta fuerza de tensión de una fibra determinada por su diámetro puede ejercer sin romperse. La unidad de medida inglesa es libras de fuerza por pulgada cuadrada de superficie transversal, o PSI. Las fibras de carbón clasificadas como “modulo bajo” tiene un modulo de tensión de 34.8 millones de PSI (240 millones de kPa). Otras clasificaciones en orden ascendente de los módulos de tensión, incluyen “módulos estándar”, “módulos intermedio”, “módulos altos” y “módulos ultra altos”. Los módulos ultra altos de fibra de carbón tienen un modulo de tensión de 72.5 -145 millones de PSI (500 million-1,000 millones de kPa). Como comparación, el acero tiene un modulo de tensión de cerca de 29 millones de PSI (200 millones de kPa). De este modo, las fibras de carbón son diez veces más fuertes que el acero y ocho veces más que el aluminio, sin mencionar que es la fibra de carbón es mucho más ligero que ambos, 5 y 1.5 veces respectivamente. Adicionalmente, sus propiedades de fatiga son superiores a todas las estructura metálicas, y son uno de los materiales más resistentes a la corrosión disponibles cuando se combinan con las resinas adecuadas.

A continuación se muestran las características de la fibra de carbón, fibra de vidrio, aluminio y acero:

¿Cómo está hecha la fibra de carbón?

La materia prima usada para fabricar la fibra de carbón es llamada precursor. Cerca del 90% de las fibras de carbón producidas son hechas de poliacrilonitrilo (PAN). El 10% restante es hecho de rayón o brea de petróleo. Todos estos materiales son polímeros orgánicos que se caracterizan por cadenas largas de moléculas unidas entre sí por átomos de carbono. La composición exacta de cada precursor variará de una compañía a otra y es generalmente considerado un secreto comercial.

Durante el proceso de manufactura, son usados una variedad de gases y liquidos. Algunos de estos materiales están diseñados para reaccionar con la fibra y conseguir efectos específicos. Otros materiales son diseñados para no reaccionar o para prevenir ciertas reacciones con la fibra. Al igual que con los precursores, la composición exacta de de muchos de estos materiales de proceso son considerados secretos comerciales.

El proceso para hacer las fibras de carbón es parte químico y parte mecánico. El precursor es estirado en largos hilos o fibras y luego se calienta a temperaturas muy altas sin permitir que entre en contacto con el oxígeno. Sin oxígeno, la fibra no se puede quemar. En cambio, la temperatura alta hace que los átomos en la fibra vibren violentamente hasta que la mayoría de los átomos no-carbonos sean expulsados. A este proceso se le denomina carbonización.

La historia de la fibra de carbón

Durante la década de los 70’s, el trabajo experimental para encontrar materias primas alternativas permitió la introducción de las fibras de carbón hechas a partir de la brea de petróleo derivado de su procesamiento. Estas fibras contenían alrededor de 85% de carbono y tenía una excelente resistencia a la flexión. Desafortunadamente, sólo tenían una resistencia limitada a la compresión y no eran ampliamente aceptados.

Actualmente, las fibras de carbón son parte importante de muchos productos, y nuevas aplicaciones son desarrolladas cada año. Los Estados Unidos, Japón y Europa Occidental son los principales productores de fibras de carbón.

A continuación se muestra un gráfico que representa el avance de las fibras de carbón:

El futuro de la fibra de carbón

El futuro de la fibra de carbón es muy brillante, con un gran potencial en diversas industrias. Entre ellas:

Para desarrollar completamente las fibras de carbón en estas y otras industrias, los fabricantes de fibra de carbón necesitan de continuar  aumentando su capacidad y cambiar su modo de pensar comprometiéndose con el concepto de comercialización.

Algunas tendencias de crecimiento a futuro para la industria de la fibra de carbón, se muestran a continuación:

Zoltek de México pertenece al Zoltek Corporation y cuenta con una experiencia de más de 20 años, desarrollando, produciendo y comercializando fibras técnicas. Son productores de fibras oxidadas y de carbón con plantas de producción en Hungría, Estados Unidos y México.

Dentro de su gama de productos se encuentra la fibra de carbón, como la fibra PYRON®:

PYRON®  es una fibra intrínsecamente ignifuga con características únicas:

Usos y aplicaciones de la fibra PYRON®

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