U5 Els materials petris

Els materials petris són materials de composició molt variada, durs, sòlids i compactes, gairebé inalterables amb el pas del temps. Són els més usats des de les construccions primitives fins a les actuals.

Hi ha pedres naturals que, un cop extretes de les pedreres, es poden fer servir en la construcció després de sotmetre-les a diversos processos o tractaments, com poden ser la neteja, el poliment, el tallat, l'esculpit, el picat, el garbellament, etc., que no n'alteren les propietats ni les característiques originals.

Alguns materials petris s'extreuen en grans blocs que es transformen en peces que es poden utilitzar amb facilitat, com és el cas de la pissarra, el granit, el marbre, etc. Altres, com ara la sorra i les graves, formen conjunt de materials petris que en la construcció s'anomenen àrids i que es fan servir barrejats i pastats amb aglomerats per a fer morters, formigó, paviments, etc. Els àrids, especialment la sorra, s'extreuen dels llits dels rius, les rieres i els torrents. Altres tipus d'àrids , com la grava, s'obtenen més o menys grossos quan es tritura i es garbella la pedra. Els ceràmics s'obtenen a partir d'argiles.

Tots aquest tipus de materials es classifiquen i s'anomenen segons la seva mida:

1. Procés d'obtenció dels materials petris

Els materials petris s’obtenen de la natura, a partir de les roques. Ja hem vist que segons el tamany de les roques, poden ser blocs, graves, sorres o argiles.

Quan els materials petris es troben en forma de grans blocs, els obtenim creant una pedrera. Una pedrera és una explotació minera, generalment a cel obert, en la qual s'obtenen roques industrials, ornamentals o àrids. Les principals roques obtingudes en les pedreres són: marbres, granits, calcàries i pissarres.

Podríem resumir el procés d’obtenció en els passos següents, que es realitzen molts cops a la mateixa pedrera:

1. Extracció: Les roques s’arrenquen de l’escorça terrestre a la pedrera, amb màquines o explosions controlades.

2. Trituració: S’aconsegueixen trossos homogenis.

3. Tallat: Els blocs massa grans es tallen per donar-los la mida adequada.

4. Desbast: Les roques es poleixen.

5. Acabat: S’eliminen les irregularitats que hi hagin pogut quedar.

6. Emmagatzematge: Es guarden les roques.

7. Transport: Les roques es porten fins a la fàbrica transformadora.

2. Propietats generals dels materials petris

Tot i que ara veurem que hi ha un ampli ventall de materials petris, tots ells poden tenir unes propietats generals comuns:

• Conductivitat elèctrica: Els materials petris ben secs són bons aïllants elèctrics.

• Densitat En general, la densitat dels petris és alta, més gran que la de l’aigua

• Dilatació és la variació relativa de les dimensions d’un material a causa d’un canvi de temperatura. S’ha de tenir molt en compte en la construcció d’obra civil gran; com ara ponts, habitatges, edificis,etc.

• Punt de fusió és la temperatura a la qual un material passa de l’estat sòlid a l’estat líquid. Cada roca té el punt de fusió segons la seva composició mineralògica, i acostuma a ser molt elevada.

• Higroscopicitat és la capacitat d’un material per absorbir o desprendre humitat del medi .Per aquesta raó, els materials que s’utilitzen en obra exterior s’han de tractar prèviament.

• Porositat és el quocient del volum de porus entre el volum total de material. Les roques són poroses.

• La duresa i les propietats mecàniques variaran en funció del tipus de material petri.

3. Classificació dels materials petris

Classifiquem els materials petris en dos grans grups: els petris naturals i els petris transformats.

Els materials petris naturals els obtenim a partir de blocs tallats a les pedreres, amb cap o poca transformació, com els marbres, granits, calcàries i pissarres. Es fan servir àmpliament per a la construcció.

Els materials petris transformats es fan a partir de triturar aquests blocs o a partir de graves, sorres o argiles, sotmeses a diferents processos de transformació. Els materials petris transformats els classifiquem en dos grups:

• Materials ceràmics: Que poden ser ceràmics porosos( com els maons, les rajoles o la pisa), o vitrificats ( com el gres, el vidre o la porcellana)

• Materials aglomerants i conglomerants: Tan diferents com el guix, el ciment, el morter o el formigó.

3.1. Materials petris naturals

Són molt utilitzats a la construcció, per pavimentar terres, revestir parets , com a taulell de mobles a cuines i cambres de bany o com a elements decoratius.

3.2. Materials ceràmics

En el món de la construcció entenem per ceràmica peces d'argila emmotllades que es couen en un forn. Però no tots els ceràmics provenen de l'argila, tenim ceràmics com el vidre, que prové a partir de sorres.

La ceràmica més simple s'anomena ceràmica basta, és la feta amb l'argila pròpia de cada lloc. Si augmentem la temperatura de cocció, la qual cosa implica augmentar la qualitat de l'argila i els additius emprats, obtenim ceràmiques vitrificades més resistents i menys poroses, que anomenem gres , aquest es fa servir per pavimentar terres. Dintre d'aquest grup tenim també el vidre i la porcellana.

Altres tipus de ceràmica utilitzats en la construcció són la ceràmica vidriada (teules o rajola de valència ) a base de vitrificar una capa de color llis sobre la ceràmica basta ja cuita, la ceràmica esmaltada similar a l'anterior però a base d'un vernís vitri de qualitat superior, la pisa que és una ceràmica porosa recoberta d'un vernís vitrificat transparent o opac (s'utilitza sobretot en la fabricació de sanitaris: vàters, lavabos, bidets, etc.), la porcellana feta amb feldspat i caolí, etc.

3.2.1. Materials ceràmics porosos:

Són utilitzats en l'estructura i tancament dels habitatges. Tenim els maons o totxos, el gero o maó calat, la totxana i l'encadellat per fer tancaments (parets mestres, mitjanes i envans). El revoltó es fa servir als forjats, situats entre biga i biga. Els encadellats i les teules els podem tenir a terrasses i taulades. Els maons refractaris es fan servir per construir forns i llars de foc.

Procés d'obtenció del vidre:

El vidre pla és el material que fem servir per finestres i aparadors. Els procés es realitza en tres parts:

• 1. Introducció de les matèries primeres: Barregem vidre reciclat , sílice (procedent de sorra), carbonat sòdic i additius (per exemple per donar color al vidre).

  2. Fusió de les matèries primeres: Es realitza en un forn a 1300º C.

  3. Conformació en forma de làmina: Es realitza surant sobre estany fos en un refredament lent.

3.3. Aglomerants

Els aglomerants són materials en forma de pols que al barrejar-los amb aigua forman una pasta capaç d'unir fragments d'una o diverses substàncies i donar cohesió al conjunt mitjançant processos químics, al assecar-se va endurint originant nous compostos anomenats conglomerants. Els aglomerants més habituals són el guix, la calç, i el ciment.

3.3.1. El guix

És una pols fina de color blanca que s'obté de coure el mineral de guix en un forn i posterior motllura. Quan es barreja amb aigua, forma una pasta que forja en pocs minuts i després s'endureix. Resisteix les altes temperatures millor que el ciment i és un bon aïllant tèrmic i acústic, però no permet combinar-lo amb ferro ja que el rovella. Una vegada sec tampoc es pot mullar ja que s’estova i perd la consistència, motiu per qual s’utilitza en interiors per fer revestiments ( envans i sostres), llars de foc, etc. Hi ha un tipus especial de guix anomenat escaiola que permet fer acabats amb gran precisió com per exemple les motllures decoratives.

3.4. Conglomerants

Els conglomerants en construcció s’aconsegueixen barrejant un aglomerant amb aigua, sorra i/o àrids, al assecar-se es van endurint i es tornen molt resistents a la compressió. Els més comuns són:

3.4.1. El morter

És una mescla de ciment, aigua i àrids fins (sorra) que serveix per unir els maons i altres materials de construcció. Abans de la generalització del ciment s'utilitzava el morter de calç.