Tema 2. Materiales constructivos

Materiales constructivos

Dra. Elia Mercedes Alonso Guzm谩n Dr. Juan Alberto Bedolla Arroyo Septiembre 2015

Facultad de Arquitectura Division de Estudios de Posgrado

Especialidad en Restauraci贸n de Sitios y Monumentos

Epocas y géneros 

Prehispánico

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Colonial S. XVII, XVIII, XIX, XX

(Conceptos espaciales, formales y funcionales) 

Colonial S. XVI, al XVIII y XIX

(Conceptos técnicos constructivos)

Época Prehispånica

Materiales y sistema constructivos

Regiones 

Altiplano Central

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Región Maya

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Región de Oaxaca

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Región Centro Occidente

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Región norte del país

Arquitectura prehispánica Materiales y sistemas constructivos Altiplano central: Las estructuras arquitectónicas tienen un núcleo de distintos tipos de piedra donde predomina el tezontle y el tepetate o toba poco corriente, unidas con barro.

Los basamentos están compuestos de piedras irregulares unidas con lodo. En este núcleo se empotran lajas semejantes a las pizarras para soportar los grandes tableros que decoran cada uno de los cuerpos del monumento.

Columnas y muros  En

algunos núcleos los muros y columnas son de mampostería con alma de morillos o vigas de madera ahogadas en su interior con arcilla y pequeñas piedras que cubren las cavidades de la mampostería, con la finalidad de agregar elementos de refuerzo que contribuyan a absorber los esfuerzos de tensión sobre los muros. gráficos e imágenes.

Pisos y techos Los pisos y techos. Los pisos se asentaban sobre un relleno de mampostería de piedra braza revuelta con lodo sobre la que se extendía una capa de piedra mas fina que regularizaba la superficie para posteriormente aplicarle una capa de tepetate molido de 6 a 8 cm de espesor apisonado. Como acabado final se le aplicaba otra capa del mismo espesor de concreto de tezontle y cal igual al de los aplanados, acabado con algunas capas muy delgas de cal.

Los pisos o firmes de renivelación en la arquitectura habitacional, estaban hechos del mismo modo que los aplanados: de cal y fragmentos de tezontle con mucha resistencia. Generalmente son blancos, pero se han encontrado también mezclas de pigmentos rojos.

Techumbres Seguramente los techos eran de madera, pues en las excavaciones se han encontrado partes de vigas y de pequeños troncos carbonizados. Indudablemente, como en muchos otros sitios arqueológicos, había grandes vigas apoyadas en los muros, columnas o pilares, que soportaban un entramado de pequeños troncos para cargar el grueso aplanado que formaba la superficie exterior del techo e impedía la penetración del agua.. .

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Oaxaca Mitla, Oaxaca

El mogote, Oaxaca

Montealban, Oaxaca

Región de occidente Muros y columnas.

El núcleo de estos edificios estaba formado por piedras sin labrar, simplemente amontonadas sin tierra, alrededor de las cuales se colocaban muros de piedra como contención, pero sin ningún mortero, probablemente la misma técnica que actualmente utilizan los campesinos de esta región para la construcción de cercas y muretes divisorios de sus tierras con lajas de piedras superpuestas, sin mortero alguno, pero que resisten cargas horizontales sin derrumbarse.

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Las esquinas exteriores de los muros están hechas de piedras cortadas en ángulos rectos. No existen evidencias de aplanados o estucos; los pisos son de barro endurecido al fuego.

El occidente de México abarca desde Acapulco (Guerrero), hasta Sinaloa, adentrándose en Colima, Nayarit y Zacatecas

Tzintzunzan Tanto la arquitectura como la escultura en piedra asume rasgos bastante toscos. Las yácatas tienen un núcleo de lajas superpuestas, que se recubrían con placas labradas en roca volcánica porosa.

Arriba Vista de las yacatas de Tzintzuntzan hacia el lago Derecha: Vista del basamento circular de las yacatas

Ihuatzio Tanto la arquitectura como la escultura en piedra asume rasgos bastante toscos. Las yácatas tienen un núcleo de lajas superpuestas, que se recubrían con placas labradas en roca volcánica porosa.

Arriba Vista un basamento piramidal de ihuatzio Derecha: Reconstruccion del conjunto de basamentos de Iguatzio

Techumbres y cubiertas Poco podría decirse con exactitud de los materiales y sistemas de construcción de las cubiertas en esta zona del imperio tarasco, sin embargo, por los vestigios encontrados en la zona habitacional, probablemente correspondían a estructuras a cuatro aguas de madera escuadrada, vigas de madera, seguramente de pino u oyamel, según las descripciones de las crónicas de esta región, con cubierta de tejamanil y algún tablado superior para formar un tapanco.

Los pisos o firmes de renivelación en la arquitectura habitacional, estaban hechos del mismo modo que los aplanados: de cal y fragmentos de tezontle con mucha resistencia. Generalmente son blancos, pero se han encontrado también mezclas de pigmentos rojos Ihuatzio

Cubiertas y techumbres

Tzintzuntzan, Michoacรกn

El Chanal, Colima

Tzintzunzan, Michoac谩n

Ixtlan del ri贸, Nayarit

El Chanal, Colima

Region norte del pais 

El sistema constructivo de la estructura de esta regiĂłn se realizaba utilizando cajones como cimbra para el vaciado de la mezcla de arcilla y gravilla, tal como actualmente se realiza con el concreto. Este sistema se aplicaba desde el desplante de los muros de las estructuras algunos de los cuales tienen hasta 1.40 m de ancho, como los que corresponden a la planta baja de los edificios que posiblemente tuvieron tres o cuatro niveles. En ninguno de los registros sobre la regiĂłn se encontraron rastros de la utilizaciĂłn del adobe.

Muros 

El desplante de muros.

Comúnmente para desplantar una construcción se habla de algún tipo de cimentación por debajo del nivel de piso, sin embargo en el caso de Paquimé los desplantes se hacían únicamente excavando una pequeña cepa de 25 a 30 cm. de ancho por las mismas dimensiones de profundidad ubicada en el centro del ancho de los muros y en todo el perímetro.

Cubiertas 

Las cubiertas eran totalmente planas. La madera fue el material predominante y se obtenía de la Sierra Madre. Era de varias clases, como el pino rojo y blanco, tázcate (madera de la región de gran dureza), en su mayoría madera rolliza que se utilizaba en vigas horizontales para recibir una tapa o base. Estos morillos eran troncos muy derechos, de 2 a 3 m de largo con un diámetro de entre 10 y 12 cm.

Uno de los extremos quedaba empotrado en el muro: básicamente se ahogaban en el momento de la construcción. Cuando los espacios eran demasiado grandes se utilizaba una viga madrina en el centro para apoyar un extremo de los morillos de tal manera que por un lado se empotraban en el muro y por el otro descansaban libremente sobre la viga. Estos morrillos se distribuían con una separación de 30 a 40 cm.

Cubiertas y entrepisos 

La viga madrina que recibía uno de los extremos de los morillos era soportada por puntales o columnas de madera del mismo diámetro a manera de poste.

Este elemento se alineaba perfectamente con los demás postes en el centro de la habitación y se anclaban al piso enterrándolos a una profundidad de entre 0.90 y 1.00 m, colocando como cimiento una placa de piedra horizontal sobre la que se desplantaban; estos elementos soportaban las vigas madrinas que ayudaban a repartir los claros de los espacios a cubrir. Tenían como capitel un soporte de piedra donde se apoyaban las vigas madrinas

Como base o tableta para el terrado de los techos se usaban varas de arbustos de la región conocidos como jarilla o carrizo, que se encontraban a la orilla de los ríos; se colocaban muy juntas transversalmente con respecto a los morillos, para que al vaciar el material no se escurriera entre las juntas.

Sobre esta base se vertía el mortero de arcilla con gravilla a manera de terrado muy grueso que se compactaba manualmente de forma ligera. Una vez que este terrado secaba se le aplicaba estuco a manera de piso dándole un acabado fino a la superficie.

Este sistema se repetía en los niveles siguientes de la misma manera por lo que la construcción de edificios de varios niveles de altura podían ser de forma común.

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Region Maya 

Las plataformas.-

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La cultura maya es una de las más ricas en cuanto a su arquitectura, sus ciudades plenamente planeadas testimonian su gran conocimiento técnico constructivo. Al igual que en otras regiones era común la construcción de plataformas y renivelación de terrenos. Se construía una plataforma para asentar uno o más edificios y sus áreas comunitarias o espacios abiertos, cuya presencia resalta cuando la topografía del terreno era una condicionante natural.

Estructura, muros y cubiertas 

Los rodapiés, como se les conoce actualmente, quizás sustituían nuestra actual cimentación. Son los elementos que no solo marcan el arranque de los muros, si no que su geometría y dimensiones determinan la futura edificación a nivel del desplante.

Están hechos a base de mampostería de grandes bloques con juntas de morteros finos de cal–arena-agua.

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Además, en algunas partes de la región maya existe una gran variedad de fábrica de muros. Entre los más comunes encontramos los de mampostería de piedra irregular careadas en ambas caras del muro y asentadas con morteros finos de cal – arena con superficies aplanadas con morteros y estucos finos dejándolas listas para la aplicación de pinturas decorativas en los interiores.

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Bóvedas  

Bóvedas.

Arrancan desde el coronamiento de los paramentos verticales de los muros; al interior, ocasionalmente se las enfatizadas por la presencia de un ligero voladizo o sofito y al exterior por la llamada moldura media que enmarca el friso o, en su caso, una portada parcial zoomorfa. En la parte superior de las bóvedas se colocan las losas tapa a todo lo largo del remate, a manera de sellado del espacio interior.

Europa

Materiales y sistema constructivos

MATERIALES Morrillos tallados. No se usa ladrillo mas que en las hiladas de enrase. El mortero es materia plástica que sirve para repartir cargas entre hilada e hilada.

Luego se coloca sin rebaje, la piedra es labrada en la cantera totalmente, por economía y buena construcción, cada obrero tiene su piedra.

Edad media Lo Románico Lo Renacentista

EL MURO El aparejo es irregular, la altura y grueso la da la medida de la cantera, usan casquillo recubierto con sillares y en los รกngulos ponen cadenas de piedra, el asiento es muy regular.

Edad media Lo Romรกnico Lo Renacentista

LA ARCADA Los edificios románicos primitivos, la única bóveda que usan es la de media naranja y se apoyan sobre pilares de mampostería; el perfil es latino ( medio punto ligeramente peraltado). La ojiva aparece a fines del siglo IX d.C., de influencia oriental.

Edad media Lo Románico Lo Renacentista

APAREJOS Escalonaban el trasdรณs del arco y era paralelo al intradรณs. Las dovelas son perpendiculares con el intradรณs. El arco se coloca sobre el pilar con รกbaco cuadrado.

La arcada nervada sobre pilares, al arco se le pone una arquivolta y al pilar se le pone una salidita para apoyar la arquivolta.

Edad media Lo Romรกnico Lo Renacentista

CUBIERTAS De dos tipos: armazones aparentes y cubiertas protectoras de las bóvedas. Algunos edificios estaban cubiertos con lámina de metal, pero implicaba un costo elevado. La mayoría estaban cubiertas con teja y en zonas de clima lluvioso la pendiente de los techos es más pronunciada (Francia) y usan tejas de gancho o pizarra.

Edad media Lo Románico Lo Renacentista

BOVEDAS El tejado directamente apoyado sobre la bóveda y se separan por medio de un armazón. La bóveda es la meta de la construcción de la Edad Media, es una época de experimentación en su construcción. Usan la de cañón y medio cañón, las nervadas y las de medio cañón nervadas.

Edad media Lo Románico Lo Renacentista

BOVEDAS Estos arcos pod铆an estar apoyados o adosados a los muros. Se usaban como armadura para construir y como cimbra.

La b贸veda por aristas se usaba en las naves laterales porque la distancia es menor y presenta menos problemas. Tallan cada dovela y las van asentando para formar la b贸veda.

Edad media Lo Rom谩nico Lo Renacentista

CUPULA Para las cúpulas no usan cimbra y usan pechinas. Las cúpulas sostienen directamente al tejado en un principio y después se usa un armazón, pues con mucho peso los muros eran muy gruesos y muy caros. Usan pechinas esféricas y trompas.

Edad media Lo Románico

DECORACION No usan recubrimiento. La decoración la da el aparejo del muro desnudo. Los perfiles de las bóvedas son usados como ornamento. En cuanto a la columna el fuste es cilíndrico. Aquí no hay una relación con una modulación, no aceptan cánones ni normas. El ábaco sirve de base a las cimbras. En cuanto a cornisas, son un simple saledizo.

Edad media Lo Románico

Arquitectura del S. XVI Nueva España 

La conquista del nuevo mundo se realizó en medio de intereses sociales y políticos contrapuestos, lo que provocó una lucha continua, incluso violenta, entre los implicados:

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1. Intereses privados: Los aventureros españoles venían movidos por la ambición de riquezas, poder y ennoblecimiento y pretendieron apropiarse personalmente de los territorios conquistados.

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2. La Corona (el Estado) no estaba dispuesta a renunciar a sus propios derechos. Centralizó todas las tierras conquistadas para luego otorgar beneficios bajo sus propias condiciones.

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3. Intereses religiosos, representados por las órdenes mendicantes que arribaron junto con los conquistadores y el clero secular, que se hizo presente años más tarde.

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a) Las órdenes mendicantes dieron un carácter mesiánico a la conquista espiritual enarbolando ideales humanistas provenientes de Salamanca, (la Universidad más antigua y acreditada de España), de Francia y de Flandes (entonces bajo el dominio español), donde los frailes habían recibido su formación. Ellos soñaron con restablecer aquí la primitiva iglesia cristiana.

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b) El clero secular estaba decidido a beneficiarse de la conquista espiritual desplazando a los frailes.

S. XVI 

Finalmente prevalecieron los intereses de la corona por sobre los privados y el clero secular desplazó a las órdenes mendicantes para unirse a los estratos de poder, favoreciendo la despiadada explotación de los indígenas.

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Sin embargo, se produjo un sincretismo entre la aculturación europea y lo que quedaba de la civilización local, cuyas consecuencias son fundamentales para la arquitectura hispanoamericana, ya que, bajo la dirección de los frailes, fue la mano de obra local la que levantó y decoró los increíbles monumentos de esa época..

Arquitectura Civil y Militar 

Opacados por la arquitectura religiosa, poco ha quedado de edificios de este tipo que, por otra parte, estuvieron sometidos a cambios casi inmediatos.

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Las residencias de los conquistadores eran decididamente medievales: fachadas casi ciegas (pocas aberturas), altos muros macizos, torreones, sobre todo en las esquinas y a veces en la fachada principal, que estaba coronada por el escudo de armas. También pusieron almenas y otros elementos defensivos. Los techos eran planos y los locales se organizaban alrededor de patios. El tipo de casa provenía de Sevilla, según modelos romanos, pero ya con influencia árabe.

Alcazar de Cortés - Cuernavaca Galeria Fotografica

Alcazar de Colon – Santo Domingo 1510-1514

Alcazar de Cortés – Cuernavaca 1521

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Casa Montejo, Merida

Del período de colonización, que comienza en 1570, es la casa de los Montejo en Mérida. Ubicada frente a la plaza principal, abre a la calle su fachada plateresca de dos tramos superpuestos y sus ventanas adornadas con atlantes que sostienen un frontón quebrado.

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Los primeros edificios de gobierno fueron los cabildos. Tenían una arquería a la calle y varias torres, o bien un faro, si estaban sobre las costas. En planta baja había tiendas y comercios, lo que también hizo Cortés en las casas que edificó. Esa costumbre se remonta a los griegos de la época clásica.

Arquitectura Militar 

San Juan de Ulúa, Ver. (ss.XVI-XVII) fue la primera fortificación de la Nueva España, con un torreón y otras defensas para los navíos que allí anclaban. En 1568 fue destruida por piratas ingleses y su reconstrucción se completó recién en 1692, gracias al ingeniero militar Jaime Frank.

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El patio de armas es un rectángulo regular con baluartes, tres cortinas y cuatro casamatas, una en cada esquina. Frank le agregó el foso y, en su interior, la iglesia y la residencia del castellano. En el s. XVIII todavía se agregaron más baluartes. Fue el último reducto español que se rindió en 1825.

Fuerte San Juan de Ulua, Veracruz

Fuerte San Diego, Campeche

Obras hidraulicas Una de las primeras necesidades fue el suministro de agua, para lo cual se construyeron acueductos y fuentes. Entre los más espectaculares, aparte del de Morelia, están el de Cempoala cuya construcción dirigió un fraile franciscano, Francisco de Tembleque, entre 1553 y 1570, y el del Sitio (Edo. de Méx.), con tres filas de arcos superpuestos.

Der.: Acueducto de Zacatecas. Nótense los arbotantes que sostienen los pilatres a la izaquierda de la foto

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Levantado a comienzos del siglo XVI, es la obra de ingeniería hidráulica más importante levantada durante ese siglo en el continente americano. Su arcada más conocida, la que atraviesa la barranca de Tepeyehualco, se ubica entre los límites del Estado de México y el Estado de Hidalgo. Comunmente se le conoce como "Arcos de sitio" o "Acueducto de Zempoala", esta última designación ya que parte del acueducto pasa por ese municipio hidalguense.

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Se sabe que la obra se levantó a instancias del Padre Fray Francisco de Tembleque, oriundo de Toledo, España, quien con un grupo de 400 indígenas al mando del maestro en cantería Juan Correa de Agüero decidió llevar a cabo tal empresa entre los años de 1543 y 1560 (no se conocen las fechas exactas del inicio y su conclusión) motivado por la escasez de agua en la región y por el acaparamiento de la poca que existía por parte de los colonos españoles.

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La obra tiene una longitud total de 48 kilómetros. Se origina en los manantiales de las faldas del volcán de Tecajete y cruza lomas, cerros, 3 barrancas, poblados y haciendas, hasta llegar a su destino final: La ciudad de Otumba, cabecera del municipio homónimo.

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Si bien se conocen por su arcada, más del 90 por ciento del acueducto corre bajo tierra, y solo un 3 por ciento pasa por la arquería que está conformada por 3 puentes; el porcentaje restante pasa a nivel del suelo.

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Los 2 primeros tramos que atraviesan las barrancas y son sostenidos por las arquerías, alcanzan unas alturas de 15 metros, conformado uno por 35 arcos y el otro de 14. Pero el que es el más renombrado de todos es el que ocupó el mayor tiempo en su construcción (se aseguran que se ocuparon 15 años de los 17 que ocupó el monumento). Cuenta con un total de 66 arcos y una longitud de 1,020 metros, en su parte más alta alcanza los 38,75 metros de largo, lo que lo hace quizá el acueducto más alto del mundo

Materiales inorgánicos.

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Estos son de origen mineral y como se menciono, se dividen en dos grupos: los pétreos y los metálicos.

Los pétreos son aquellos en cuya composición química intervienen elementos como: oxigeno, silicio, aluminio, calcio, magnesio, sodio, potasio, cloro, y que asociados estos, forman silicatos, óxidos, carbonatos, fosfatos, sulfatos y aluminio-silicatos.

Los metálicos son aquellos en cuya composición química intervienen elementos como fierro, estaño, zinc, cobre, plomo, y que asociados forman aleaciones como el bronce, latón y soldaduras.

PÊtreos.

Este grupo se subdivide en dos tipos de materiales: naturales y artificiales, siendo los primeros los que para su uso solo se requiere su extracciĂłn y corte, y los segundos los que requieren de una manufactura determinada.

Rocas ígneas.

Estas rocas se conforman por el enfriamiento de materiales constituidos por silicatos en estado de fusión, al enfriarse el magma por primera vez en la superficie de la tierra se formo una corteza sólida, formándose asi las llamadas rocas ígneas plutónicas o primarias.

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El magma se enfría dentro o en la superficie de la corteza terrestre formándose rocas en ambos casos. Las que se forman a profundidad se enfrían lentamente y se nombran intrusivas y las de la superficie, extrusivas, efusivas o volcánicas.

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Granito.

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Roca formada por cristales de cuarzo, feldespato y mica, es una roca compacta de textura cristalina y de gran dureza.

Usos: 

Como piedra para labrar, en general se forma de placas para recubrimientos y pavimentos.

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Chiluca. Roca

de tipo ígneo, su origen se debe a la formación de lava traquita como piedra pez, compuesta por feldespatos.

 Su

estructura es compacta y granulosa, con porosidad que permite gran absorción de agua.

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Usos:  En

general se usa tanto en la estructura como en recubrimientos y ornamentación con morteros.

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Basalto – recinto (variedad de la dolerita) 

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Roca volcánica de color negro o verdoso, muy dura y resistente al salitre y la intemperie, compuesta por feldespatos y piroxena o augita.

Usos.- En construcción de cimientos, muros rodapiés y cimientos

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Tezontle.

Variedad de la lava volcánica, de apariencia esponjosa, proviene de una roca ígnea de tipo andesico y basaltico, su composición es a base de oxido de aluminio, oxido de silicio y oxido de fierro, lo que influye en la variación de su color, que va desde el rojo oscuro y café hasta el negro.

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Por su textura porosa que la caracteriza haciéndola muy ligera sin que pierda por esto su resistencia.



Sus características mas relevantes son: peso reducido, adherencia con los morteros, resistente al salitre y a los agentes atmosféricos.

Usos: 

En mamposterías, muros, recubrimientos, como aglutinantes en morteros y rellenos.

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Piedra braza.

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Roca ígnea del grupo de las lavas de gran dureza y resistencia a los agentes atmosféricos, presenta una textura compacta y una fractura lisa canoidal de color gris oscuro.

Usos: 

Como piedra en cimentaciones de mamposterías, muros y pisos.

Rocas sedimentarias.

Toba (cantera).

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Una de las tobas que se emplea con mayor frecuencia en las construcciones es la llamada cantera, roca ligera y porosa, al momento de ser extraída es bastante blanda, por lo que se puede trabajar con facilidad, sin embargo adquiere mayor dureza posteriormente estas formaciones el agua no intervienen como agente sedimentario.

Uso: 

En estructura, como piedra decorativa y en recubrimientos.

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Areniscas. Formados de granos de arena cementados por materiales salinosos, calcáreos, arcillosos, ferriginosos, entre otros.

Usos:  En sillares para la construcción, para peldaños de escaleras y pisos.

Tepetate. Se denomina asi a dos clases de tobas: la pomosa (que contiene piedra pómez) y la calcárea (contiene en su cimento carbonato de cal) Uso:  Muy empleado como elemento de edificación debido a su ligereza en sillares de muros.

Tipos:  Arcillosos, contiene grano fino y pesado, caliche, de gran grano mas grueso y ligero, contiene carbonato de cal lo que le da mayor consistencia.

Rocas metamórficas.Mármol.Derivadas de las rocas ígneas y sedimentarias, su formación se debe a un reacomodo físico – químico por variaciones de presiones y temperaturas.

Entre sus características destacan textura compacta, dureza y cuando se pule adquiere brillo.

Usos: Como revestimiento de muros, interiores y exteriores, lambrines, pisos, pilastras, columnas, escaleras y esculturas.

Artificiales (manufacturados).

Dentro de esta clasificación se agrupan todos aquellos materiales de origen mineral en que ha intervenido el hombre en su elaboración, se subdividen en dos grupos: los manufacturados en frió como el adobe y los fabricados por cocción como la teja, ladrillo, vidrio y cemento.

Morteros.

Cal.-

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Cal aérea.-

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Cal hidráulica.-

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Cementos.-

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Yeso.-

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Metales.-

Materiales orgánicos de origen vegetal.

Madera. Pendiente

por extensión.