Estructura de los materiales PDF

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Resumen sobre estructura de los materiales...

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Ingeniería Civil – Primer semestre Materia: Química

Estructura de los materiales 

Estado solido

Los sólidos se caracterizan por tener forma y volumen constantes. Esto se debe a que las partículas que los forman están unidas por unas fuerzas de atracción grandes de modo que ocupan posiciones casi fijas. En el estado sólido las partículas solamente pueden moverse vibrando u oscilando alrededor de posiciones fijas, pero no pueden moverse trasladándose libremente a lo largo del sólido. Las partículas en el estado sólido propiamente dicho, se disponen de forma ordenada, con una regularidad espacial geométrica, que da lugar a diversas estructuras cristalinas. Al aumentar la temperatura aumenta la vibración de las partículas: Propiedades: -Tienen -

Se

forma caracterizan

por

y la

rigidez

volumen y

regularidad

constantes. de

sus

estructuras.

- No se pueden comprimir, pues no es posible reducir su volumen presionándolos. - Se dilatan: aumentan su volumen cuando se calientan, y se contraen: disminuyen su volumen cuando se enfrían.

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Estado vítreo

El estado vítreo es amorfo, caracterizado por la rápida ordenación de las moléculas para obtener posiciones definidas. Los cuerpos en estado vítreo se caracterizan por presentar un aspecto sólido con cierta dureza y rigidez y que ante esfuerzos externos moderados se deforman de manera generalmente elástica. Sin embargo, al igual que los líquidos, estos cuerpos son ópticamente isótropos, transparentes a la mayor parte del espectro electromagnético de radiación visible. Cuando se estudia su estructura interna a través de medios como la difracción de rayos X, da lugar a bandas de difracción difusas similares a las de los líquidos. Si se calientan, su viscosidad va disminuyendo paulatinamente hasta alcanzar valores que permiten su deformación bajo la acción de la gravedad, y por ejemplo tomar la forma del recipiente que los contiene como verdaderos líquidos. No obstante, no presentan un punto claramente marcado de transición entre el estado sólido y el líquido o "punto de fusión". Las sustancias susceptibles de presentar un estado vítreo pueden ser tanto de naturaleza inorgánica como orgánica. Las sustancias susceptibles de presentar un estado vítreo pueden ser tanto de naturaleza inorgánica como orgánica, entre otras: 

Elementos químicos: Si, Se, Au-Si, Pt-Pd, Cu-Au.

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Óxidos:



Compuestos:

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Siliconas (sustancias consideradas como semiorgánicas)

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Polímeros

, y algunas de sus combinaciones. .

orgánicos:

como glicoles, azúcares, poliamidas, poliestirenos o polietilenos, etc.

tales

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Transición vítrea

La transición vítrea es el cambio de un estado flexible a otro rígido, o viceversa. Es un fenómeno que está asociado a los sólidos amorfos o vítreos, de ahí su nombre, y que no se presenta en los materiales cristalinos. Una de las propiedades más importantes y características que definen a un polímero (y por ende a un adhesivo) es su temperatura de transición vítrea. el valor de la temperatura de transición vítrea está directamente relacionado con las propiedades mecánicas (resistencia, dureza, fragilidad, elongación…) que el polímero (adhesivo) presenta a la temperatura que se encuentra expuesta. La temperatura de transición vítrea (Tg) se define como la temperatura a la cual las propiedades mecánicas de un plástico / adhesivo cambian radicalmente debido a los movimientos internos de las cadenas poliméricas que componen al plástico / adhesivo. En la primera parte de la definición, identificamos a la Tg como la temperatura a la cual las propiedades mecánicas del adhesivo cambian radicalmente, por lo que la temperatura de transición vítrea nos define indirectamente el rango de temperaturas en el cual puede trabajar o estar expuesto el adhesivo/plástico, por ello la Tg también es conocida como la temperatura de trabajo y el conocimiento de su valor es de vital importancia en la fase de diseño. En la segunda parte de la definición, identificamos la causa de la Tg por la facilidad o restricción de los movimientos de las cadenas poliméricas que ocurren dentro del plástico/adhesivo. Cuando el adhesivo o plástico se encuentra expuesto a unas temperaturas inferiores a su Tg, el movimiento de las cadenas poliméricas disminuye haciendo que el material adquiera un comportamiento rígido y quebradizo, a temperaturas superiores a su Tg el movimiento de las cadenas poliméricas aumenta haciendo que el material adquiera un comportamiento elástico.

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Polímeros para el concreto

Los aditivos en los polímeros son sustancias que se añaden a los polimeros para mejorar sus propiedades. Algunos de los aditivos poliméricos para el concreto son: 1.-Inclusores de aire: Es un tipo de aditivo que al agregarse a la mezcla de concreto, produce un incremento en su contenido de aire provocando, por una parte, el aumento en la trabajabilidad y en la resistencia al congelamiento y , por otra , la reducción en el sangrado y en la segregación. algunos de estos productos son: Inclusair LQ , Sika-Aire, Fest-Aire , Vinres 1143, Resicret 1144, etc. 2.- Fluidizantes : Estos aditivos producen un aumento en la fluidez de la mezcla, o bien , permiten reducir el agua requerida para obtener una mezcla de consistencia determinada, lo que resulta en un aumento de la trabajabilidad, mientras se mantiene el mismo revenimiento. Además, pueden provocar aumentos en la resistencia tanto al congelamiento como a los sulfatos y mejoran la adherencia. Algunos de estos son: Festerlith N , Dispercon N, dENSICRET, Quimiment , Adiquim, Resecret 1142 y 1146 , Adicreto , Sikament, Plastocreto , etc. 3.- Retardantes del fraguado: Son aditivos que retardan el tiempo de fraguado inicial en las mezclas y, por lo tanto, afectan su resistencia a edades tempranas. Estos pueden disminuir la resistencia inicial. Se recomienda para climas cálidos, grandes volúmenes o tiempos largos de transportación. Algunos de estos son: Resicret 1142, Durotard , Duro-Rock N-14, Festerlith R, Sonotard, Festard, Retarsol, Adicreto R , Densiplast R , etc. 4.- Acelerantes de la resistencia: Estos producen, como su nombre lo indica, un adelanto en el tiempo de fraguado inicial mediante la aceleración de la resistencia a edades tempranas. Se recomienda su uso en bajas temperaturas para adelantar descimbrados. Además, pueden disminuir la resistencia final. Dentro de estos

productos tenemos: Rrmix , Festermix , Secosal, Dispercon A , Rapidolith , Daracel 1145 , Sikacrete , Fluimex , etc. 5.-Estabilizadores de volumen: Producen una expansión controlada que compensa la contracción de la mezcla durante el fraguado y después la de este. Se recomienda su empleo en bases de apoyo de maquinaria, rellenos y resanes. Algunos de estos productos son: Vibrocreto 1137 , Pegacreto , Inc 1105, Expancon, Ferticon Imp , Kemox B , Interplast C , Ferrolith G , Fester Grouth NM , Ferroset , etc. 6.- Endurecedores: Son aditivos que aumentan la resistencia al desgaste originado por efectos de impacto y vibraciones. Reducen la formacion de polvo, y algunos de este tipo son: Master Plate , Anviltop , Lapidolith , Ferrolith IT , Ferrofest H , Duracreto , etc. También se cuenta con otro tipo de aditivos como son los impermeabilizantes, las membranas de curado y los adhesivos. dentro de estos productos tenemos para los impermeabilizantes, Fluigral Pol , Festegral , Impercon , Sikalite, etc. Para membranas, el Curacreto, Curafilm 1149 , curalit, etc. y , para los adhesivos que se usan para ligar concreto viejo con nuevo , Adhecon B , Fester bond , Pegacreto , Epoxicreto NV , Ligacret, etc.

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Estado líquido

Los líquidos, al igual que los sólidos, tienen volumen constante. En los líquidos las partículas están unidas por unas fuerzas de atracción menores que en los sólidos, por esta razón las partículas de un líquido pueden trasladarse con libertad. El número de partículas por unidad de volumen es muy alto, por ello son muy frecuentes las colisiones y fricciones entre ellas.

Así se explica que los líquidos no tengan forma fija y adopten la forma del recipiente que los contiene. También se explican propiedades como la fluidez o la viscosidad. En los líquidos el movimiento es desordenado, pero existen asociaciones de varias partículas que, como si fueran una, se mueven al unísono. Al aumentar la temperatura aumenta la movilidad de las partículas (su energía). Propiedad conductora: El agua, con sales como cloruros, sulfuros y carbonatos que actúan como agentes reductores (donantes de electrones), conduce la electricidad. Algunos otros líquidos pueden tener falta o exceso de electrones que se desplacen en el medio. Son iones, que pueden ser cationes, (+) o aniones (-). Propiedad molecular: En el estado líquido las moléculas están más separadas y se mueven de manera que pueden cambiar sus posiciones, pero las fuerzas de cohesión, aunque son manos intensas que, en el estado sólido, impiden que las moléculas puedan independizarse. Propiedad disolvente: Los acuosos son usados para disolver sustancias polares. Sus propiedades físicas son las mismas del H2O y las químicas dependen de las sustancias que contengan. Son sustancias en cuyas moléculas la distribución de la nube electrónica es asimétrica; por lo tanto, la molécula presenta un polo positivo y otro negativo separados por una cierta distancia. Hay un dipolo permanente. El ejemplo clásico de solvente acuoso es el agua. Los alcoholes de baja masa molecular también pertenecen a este tipo. El pH es una unidad de medida que sirve para establecer el nivel de acidez o alcalinidad de una sustancia.

Cuando se obtiene mediante una medida de pH que un producto, sustancia o elemento es ácido, quiere decir que posee una alta o baja cantidad de iones de hidrógeno (dependiendo del nivel). Por su parte, que la medición arroje que una sustancia es alcalina (base), significa que no cuenta con estas concentraciones de iones de hidrógeno. Por lo tanto, el pH no es más que el indicador del potencial de hidrógenos.

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Fuentes de consulta:

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/m ateriales/estados/solido.htm http://www.losadhesivos.com/temperatura-transicion-vitrea.html https://www.academia.edu/12511738/Aditivos_y_polimeros_para_concreto_t32? auto=download http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/m ateriales/estados/liquido.htm http://fundamentosdematerialeseningenieria.blogspot.mx/p/estructura-de-losmateriales.html http://concepto.de/ph/#ixzz4KlMAm4Zu...