La piedra ha sido un elemento fundamental unido al hombre desde sus orígenes, ha sido usada como herramienta, participante de sus ceremonias religiosas, como depositaria de las primeras escrituras y expresiones artísticas, y como no como principal material constructivo empleado durante muchos siglos, estando presente incluso en la actualidad, si bien no como elemento estructural directo, pero si formando parte muy importante dentro de los materiales usados hoy en día. Como ejemplo baste saber que es parte importante dentro de los hormigones, los áridos, no olvidemos son piedras. En la actualidad el empleo de la piedra labrada, tiene su principal uso en la ornamentación, siendo los usos más extendidos los aplacados y solados de todo tipo de piedras naturales. A continuación daremos unas leves nociones de la piedra natural y su uso dado como material noble y duradero.

Se denomina roca a un agregado natural, que está formado por uno o más minerales asociados químicamente e impurezas en cantidades variables. Sus dimensiones son considerables y no tienen una forma determinada. Su composición y estructura no son fijas. Son las típicas “piedras” que todo el mundo conoce. La roca es heterogénea y puede ser simple o compuesta.

Simple es cuando está compuesta de un solo tipo de mineral: monominerálica, por ejemplo: la piedra CALIZA  compuesta de calcita y la ARENISCA  y CUARCITA  puras compuestas de cuarzo.

Compuesta de varios tipos de minerales: Poliminerálica, por ejemplo: el granito compuesto principalmente de cuarzo, feldespato, mica y otros minerales en menor cantidad como anfíbol, apatito y circón.

En la Naturaleza se encuentran formando masas de donde se extraen en explotaciones denominadas canteras. Al ser la Litosfera la capa más superficial del planeta, de ella se obtienen las rocas destinadas a construcción, estando formadas básicamente por silicatos de aluminio, aunque también existen otra serie de compuestos que dan lugar a una gran variedad de rocas en cuanto a composición y características.

Las rocas en la construcción se pueden utilizar como:

Elemento Resistente.

                Elemento Decorativo.

                Materia Prima para la fabricación de otros materiales (hormigón, cerámicos, cementos, yesos, vidrio, ec.)

A toda piedra natural debe exigírsele:

1.- Composición homogénea.

2.- Que carezca de grietas, coqueras o cavidades.

3.- Que sea sana, es decir, que no esté alterada.

4.- Que no sufra alteraciones con los agentes atmosféricos.

5.- Que no sea heladiza, es decir, que lo afecten las heladas.

La piedra extraída directamente de la Naturaleza es uno de los materiales más antiguos utilizados por el hombre en sus construcciones, conservándose salvo excepciones en muy buen estado, gracias a sus magníficas características para su empleo en obra. Estas características definen su carácter de pétreo, siendo estos, materiales que destacan por su gran resistencia mecánica a compresión y su resistencia a los agentes atmosféricos. Las rocas tienen además un gran valor como elementos decorativos  y son la materia prima de casi todos los materiales de construcción.

CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS.

El conjunto de los distintos tipos de rocas, atendiendo a su origen y formación geológica, es decir genéticamente hablando, puede ser clasificado en tres tipos, según se trate de rocas originales procedentes del magma terrestre, o bien de rocas formadas por la erosión y meteorización de ellas o de cualquiera de los tipos transformados por el calor y la presión (Metamorfismo).

Los tres tipos son:

– Rocas Eruptivas o Ígneas

– Rocas Sedimentarias

– Rocas Metamórficas.

Dentro de cada grupo existen clasificaciones más o menos generales atendiendo a su composición mineralógica y a otros factores. A continuación podemos ver una tabla de clasificación de rocas.

Aplicaciones de los materiales pétreos.

Las aplicaciones de los materiales pétreos naturales pueden dividirse en cuatro tipos distintos, según la función a cumplir en una obra.

– FÁBRICAS.

– PAVIMENTOS.

– CUBIERTAS.

– APLACADOS.

Para cada tipo de obra se fabrican piezas adecuadas, utilizándose para ello, las rocas apropiadas a su uso, es decir, que posean las propiedades a exigirles en su función.

Realizaremos una rápida visión de cada uso de la piedra sin profundizar mucho, ya que en la actualidad su principal uso es ornamental, y sólo se pretende dar unas nociones básicas de un material tan importante en la historia del hombre como es la piedra.

Fábricas de piedra.

Las fábricas de piedra, son los elementos constructivos realizados con piezas aparejadas en seco o con mortero y que resisten mecánicamente a compresión (muros, pilares, arcos, bóvedas…). Se realizan con piedra, ladrillos, bloques… limitándonos en este apartado al estudio de las de piedra, prácticamente en desuso en la actualidad, pero de importancia fundamental en la historia de la construcción.

Morfología (Definiciones de elementos de piedra natural para obra de fábrica): Existen tres tipos básicos de piezas para fábricas según el grado de labra y tamaño.

– Mampuesto:

Se denominan mampuestos a las piedras de pequeñas dimensiones, de forma más o menos irregular, nada o apenas desbastadas, que puedan ser fácilmente manejadas por un solo hombre. Su peso oscila, según sus medidas y naturaleza, entre quince (15) y veinticinco (25) kg, lo que supone un volumen del orden de una centésima de metro cúbico. Se utilizan para la realización de muros, procurando que encajen entre ellos o rellenando los huecos con piedra pequeña o ripios.

– Sillarejo:

Existen dos tipos de sillarejos:

– Sillarejos aplantillados. Se denominan sillarejos aplantillados a las piezas manejables a mano, de volumen y peso análogos al de los mampuestos, de forma aproximadamente prismática recta, con una o más caras labradas y uniformes de tamaño, dentro de la hilada o aparejo de la fábrica en que se colocan. Se disponen en obra en aparejos de igual altura.

– Sillarejos toscos. Se denominan sillarejos toscos a las piezas manejables a mano, de volumen y peso análogos al de los mampuestos y que, teniendo una forma aproximadamente prismática recta, no tengan ninguna cara labrada.

– Sillares.

Se denominan sillares las piezas de piedra de dimensiones tales, que exijan el empleo de útiles y mecanismos para su traslado y empleo (por ejemplo, grúas) y muy trabajadas con una o más caras labradas. Sus medidas rebasan los cuarenta centímetros, en dos direcciones al menos, cuando sean prismáticas rectas o se aproximan por exceso a esta cantidad, cuando sean aplantilladas. Su volumen, aproximadamente, de una vigésima parte de metro cúbico (50 dm3) y su peso oscila, según sus medidas y naturaleza, entre los setenta y cinco (75) y los ciento cincuenta (150) kg.

Normalmente son de forma paralepipédica, aunque pueden adoptar otras muy diversas según su disposición en obra (cilíndrica, hexagonal, etc.). Su cara vista se llama paramento, las laterales juntas, la superior sobrelecho y la inferior lecho.

Casi todos los templos de la antigüedad, grandes catedrales, palacios, iglesias, etc., se construyeron utilizando como pieza base los sillares. Según el nivel de labra se denominan sillería recta, moldurada, aplantillada (con entrantes y salientes), aberrugada (borde fino y resto abujardado) almohadillada (todo labra fina).

Piezas de labra.

Se denominan piezas de labra aquella piezas de considerables dimensiones, para cuyo traslado y empleo son imprescindibles útiles y mecanismos poderosos, y cuyas caras y contornos están trabajos y labrados, de acuerdo con su destino constructivo y ornamental.

Exigencias:

– Físicas: Cierta dureza pero fácil labra, adherencia a morteros, no ser heladizas (baja porosidad).

– Mecánicas: Resistir a compresión + 500 Kgf/cm2 (50 MPa).

– Químicas: Resistir agentes atmosféricos.

 

Materiales:

– Calizas y tobas compactas: Dan buena labra y resistencia mecánica. Débiles químicamente.

– Areniscas: Buena adherencia mortero. Las de alta porosidad son heladizas. Buena labra.

– Silíceas: Gran resistencia química. Duras y poco adherentes a morteros.

– Granitos: Muy resistentes mecánicamente. De difícil labra.

La construcción de sillares es el proceso más elemental en la labra de la piedra. Una vez preparados éstos, se ha obtenido el material base para construir una obra de mayor envergadura.

 

Tipos de fábricas.

Los tipos de fábricas adoptan la denominación del tipo de pieza utilizada en su realización:

Mampostería (Realizada con mampuestos). Muros compuestos por piedras sin labrar de diferentes tamaños, en general pequeñas, colocadas de forma que se rellenen los huecos. Pueden ser en seco o con mortero de unión.

En la mampostería en seco no se emplea ningún tipo de mortero. Se utilizan unas piedras pequeñas llamadas ripios para acuñar los mampuestos y rellenar los huecos entre éstos.

Por su parte, en la mampostería con un mortero de cal o cemento las piedras deben adaptarse unas a otras para dejar el menor porcentaje de huecos relleno de mortero. Es necesario dejar llaves que den trabazón al conjunto para evitar la junta vertical longitudinal.

Según su nivel de labra se denominan:

– Ordinaria: piedra sin trabajar.

– Careada: Labrada por una cara a punzón.

– Concertada: Labra a dos caras vistas.

– Mixta: Con elementos de ladrillo u hormigón.

 

 

Se denomina hilada al conjunto de piezas colocadas en un mismo plano horizontal, recibiendo la capa de mortero entre hiladas el nombre de llaga y las verticales juntas.

Sillería.

Se denominan así las obras que se ejecutan con sillares perfectamente aparejados con numeración de sus piezas dispuestos de tal forma que queden sostenidos mutuamente por yuxtaposición y sentándose unos sobre otros con la interposición de un mortero.

Si el sillar está colocado de tal forma que su dimensión mayor es paralela al paramento del muro, se dice que está colocado a soga; si es perpendicular a tizón; y si atraviesa todo el muro, llave.

Si sus paramentos son lisos y normales, la sillería se llama recta, si tiene molduras, moldurada y si tiene entrantes y salientes, tilada.

El asiento de los sillares se suele hacer sobre una capa de mortero de 2 cm de grueso, la cual quedará reducida a 3 milímetros después de colocar el sillar y comprimirlo con mazo de madera. El contacto con los planos de juntas laterales se hace a hueso, y se rellenan posteriormente las juntas con mortero muy fino.

En el asiento definitivo no se deben usar ni cuñas ni calzos de ningún tipo. En ocasiones puede haber necesidad de unir la sillería con otros elementos empleados en la construcción mediante elementos metálicos. Así, para asegurar la trabazón se utilizan grapas o machihembrados de las piezas.

Existen una serie de reglas constructivas que garantizan la correcta ejecución de la obra, destacando por su importancia en el comportamiento del material las siguientes:

– En mampostería usar varios tamaños de piedra, sin rellenar huecos con mortero (usar ripios) y evitar que se toquen unas a otras pues no se transmiten las cargas correctamente en su superficie.

– En general buscar la trabazón de las piezas, evitando juntas continuas que perjudican la resistencia del conjunto. En vertical se hace “matando” las juntas y a lo ancho colocando llaves.

– Si se colocan con mortero se deben mojar las piezas pues mejora la adherencia al eliminar el polvo superficial.

– Las rocas sedimentarias deben trabajar con cargas perpendiculares a sus estratos para evitar el deslajamiento.

– Juntas: pueden realizarse de distintos tipos según el plano del muro: Rehundida, enrasada o resaltada.

 

PAVIMENTOS.

Es la aplicación de los materiales pétreos totalmente vigente, distinguimos entre el uso en edificación en

interiores (en zonas de mayor o menor paso) o exteriores (patios y accesos). Los urbanos pueden ser a su vez peatonales o de tráfico rodado. Ello nos lleva a exigir un mayor o menor nivel de resistencia al desgaste en el material a emplear.

Morfología: Las formas de las piezas dependen también del uso en edificación o urbano.

-Losas o placas : Piezas cortadas a sierra con una dimensión (el espesor) muy inferior a las otras dos. Suele ser de 3 a 4 cm. variando las otras por encima de 20 cm. Son estándar las de 30×30, 40×40, 40×60, etc. Su superficie puede estar pulida o rugosa con menor problema de deslizamiento (uso en exteriores).

Se emplea en revestimientos de otros tipos de fábrica, en pavimentos y en cubiertas. Los revestimientos de mármol, y casi todo tipo de rocas ornamentales que admiten buen pulimento, suelen ser de este tipo.

Para estos usos, la piedra deberá estar exenta de defectos y cuando deban estar colocadas en el exterior

deberán cumplir toda una serie de condiciones que les permita resistir la acción de los agentes atmosféricos sin deformaciones ni alteraciones.

– Peldaños: Pueden ser despiezados en dos losas largas y estrechas, denominándose tabica a la vertical (15-20 cm. de altura) y huella a la horizontal (25-35 cm. ancho). El largo es variable siendo en edificaciones de 80-100 cm. Los enterizos más en desuso por su gran peso, son piezas prismáticas alargadas, presentando únicamente dos caras lisas ya que el resto queda oculto en obra.

– Bordillos: También de forma prismática de menor tamaño y cuya dimensión menor es el ancho (10-20 cm.) y la intermedia la vertical (20-30 cm.) con largo variable (sobre 60 cm.). Se utiliza para delimitar pavimentos de distinto tipo o uso o marcar el límite de un pavimento.

– Adoquines: Pieza paralepipédica análoga al sillarejo pero de dimensiones menores (15x18x10 cm, o según diseño o modelo) y con una cara vista. Su resistencia a compresión comprobada en el laboratorio debe ser al

menos de 130 MPa.

Las rocas que se emplean en pavimentación suelen ser rocas de grano medio o fino. Tienen forma de tronco de pirámide con aristas vivas.

Su aplicación en firmes está en desuso por la mano de obra que exige su colocación aunque en restauraciones y en casos especiales todavía se utilizan.

Exigencias:

– Físicas: Ser antideslizantes en exteriores, con superficies rugosas. Tener adherencia a los morteros. Muy baja porosidad y grano fino.

– Mecánicas: Gran resistencia a la abrasión. Resistencia a la flexión.

– Químicas: Resistencia a agentes atmosféricos y a los ácidos (vertido de aceites y gasolina, productos de limpieza…).

 

Materiales:

– Granitos: Sobre todo cuarzosos por su gran dureza y resistencia química.

– Mármoles: Buenos por su compacidad, aunque más blandos y débiles químicamente.

– Calizas cristalinas y tobas: Admiten pulimento.

– Pizarras silíceas: Cumplen todas las exigencias.

– Calizas: Para bordillos y peldaños por su fácil labra. Débiles químicamente y algo blandas.

– Basaltos: En adoquines. Gran dureza.

 

Tipos de pavimentos.

Pavimentos interiores:

Losas colocadas a junta recta o trabajunta, ya que no importa en este caso la trabazón, sobre capa de gravín y mortero de agarre. Suelen ir pulimentadas para mayor belleza y resistencia química. Buen resultado en mármoles, travertinos y pizarras. Para mucho uso granitos.

Pavimentos urbanos:

Enlosados iguales a los anteriores pero con superficie antideslizante rugosa. Usar granitos ya que el mármol no admite bien el no estar pulido.

– Adoquinados a junta recta sobre lecho de arena con aglomerante asfáltico para impermeabilizar. Buen asiento y durabilidad. Usar basaltos o granitos.

– Pavimentos venecianos a base de pequeñas piezas o tasquiles de mármol (Fragmentos que saltan de la piedra al labrarla) u otro material pétreo colocados de forma continua sobre mortero. Se deben dejar juntas de dilatación en grandes superficies.

– Mosaico incierto de lascas (Trozos pequeños y delgados desprendidos de una piedra) o restos de labra de losas, encajando unas con otras sobre una capa de mortero.

 

CUBIERTAS.

Su aplicación es poco corriente en los materiales pétreos por su excesivo peso, se realiza con piedras lajosas, fácilmente divisibles en losas finas, en concreto las pizarras.

– Morfología: Losas o placas de reducido espesor, entre 4 y 6 mm y el resto de dimensiones muy superior, entre 200 y 600 mm. No deben ser muy grandes por su trabajo a flexión.

Exigencias:

– Físicas: Ligereza (Baja densidad). Impermeabilidad (Absorción agua < 0.7%).

– Mecánicas: Gran resistencia a flexión.

– Químicas: Resistencia agentes atmosféricos.

 

Materiales:

Generalmente, pizarras exfoliables, tanto bituminosas (las de Galicia) como las silíceas más duras (de Segovia) cumplen las exigencias antes citadas, por resistencia a flexión, poco peso, impermeabilidad y resistencia química, además de su fácil trabajabilidad (corte y taladro).

En cuanto a la colocación, las piezas se cortan en dimensiones uniformes, normalmente rectangulares, aunque se adopta también la forma de “escama”. Se realizan las perforaciones que permitan el claveteado al soporte de madera. Para ello se utilizan ganchos de acero cincado o inoxidable. Las piezas se solapan entre sí, tanto lateralmente como en el plano de cubierta, comenzando por la parte inferior o alero.

APLACADOS.

Son revestimientos verticales en paramentos, ya sean interiores o exteriores y cuya misión es de protección a

los agentes atmosféricos, aunque en interiores es puramente decorativa.

Morfología:

Losas o placas similares a las de pavimentos aunque algo más delgadas (2 a 3 cm.) por no tener misión

resistente. El corte puede ser cuadrado, rectangular o poligonal.

Exigencias:

– Físicas: Impermeabilidad. No ser heladizas. Baja conductividad térmica.

– Mecánicas: No son resistentes, en todo caso al impacto.

– Químicas: Resistencia a los agentes atmosféricos.

 

Materiales:

Casi todos los pétreos son apropiados al no exigírseles una especial dureza y resistencia. Los porosos son más aislantes térmicos y adherentes al mortero, pero menos acústicos e impermeables.

Se utilizan tanto en interiores como exteriores, Mármoles, Travertinos, Calizas, Areniscas, Granitos, teniendo en cuenta que las piedras carbonatadas son débiles a la acción de agentes atmosféricos.

En cuanto a la colocación, con piezas rectangulares se suele usar el sistema de trabajunta, por imitar a la sillería, ya que no tienen misión resistente.

El principal problema es el anclaje al paramento, que puede ser sujeción directa al soporte mediante un material de agarre (Anclaje químico)  o un anclaje mecánico formando una fachada ventilada o trasventilada.

La fachada ventilada se compone fundamentalmente de dos hojas. La interior, de carácter resistente o no, y la exterior de protección frente a la acción directa de la lluvia y el sol, separando a ambas una cámara de aire en movimiento que permite mantener la temperatura ambiental, eliminar, facilitando la evaporación, el agua que haya podido penetrar en ella y entre ambas capas los materiales aislantes y los conectores o separadores elásticos de estas dos hojas, los anclajes. La ventilación puede conseguirse facilitando el “tiro” con aberturas practicadas en el arranque y coronación de la cámara o mediante juntas abiertas entre las piezas del aplacado o revestimiento que forman la hoja exterior.

La práctica usual de tomar las piezas con yeso o escayola es inaceptable ya que estos materiales, si bien son de fraguado rápido, son altamente higroscópicos y con la absorción de agua se reblandecen con el consiguiente desprendimiento de las piezas.

Los morteros de cemento no son prácticos por su lento fraguado aunque se pueden utilizar cementos cola, con el inconveniente de su fuerte retracción que puede desprender las piezas.

La utilización de adhesivos como productos de agarre en aplacados de piedra natural es, desde el punto de vista mecánico, correcta. Sin embargo este tipo de sujeciones presenta dos tipos de problemas. Por un lado, la piedra no ventila correctamente, lo que en cierto tipo de climas puede ocasionar un envejecimiento prematuro del material. Por otra parte resulta, más frecuente de lo normal, una mala colocación del adhesivo, bien por falta de conocimientos del operario, bien por un ahorro de producto, al no rellenar toda la superficie de contacto, ocasionando el desprendimiento repentino de las piezas.

La utilización de anclajes metálicos  garantiza la fijación del sistema al soporte y la utilización de perfiles metálicos asegura una colocación perfecta e independiente del recubrimiento pétreo, respecto del soporte de colocación. Ahora, las losas pétreas se pueden colocar independientes respecto del soporte y del resto de las losas, por lo que se evita la acumulación de esfuerzos y por tanto el riesgo de roturas y desprendimientos. Además, el sistema de fachadas ventiladas representa un importante ahorro energético para las viviendas. El recubrimiento pétreo produce una cámara de aire con características intermedias, entre la atmósfera y el edificio, lo cual combinado con un aislamiento termo-acústico continuo, mejora la habitabilidad y reduce el coste en la climatización de la edificación.

Lo adecuado es utilizar arpones de acero cincado o inoxidable, sobre los que se apoya la pieza, impidiendo que carguen unas sobre otras y que se suelten. La cámara interior se puede rellenar o no con un mortero para mejor resistencia al impacto, pero entonces el aislamiento de la humedad es menor.

Debe quedar bien clara la limitación de las dimensiones de las placas de piedra que, salvo necesidades de proyecto muy justificadas, no deben dar superficies mayores de 1.00 m2. (teniendo en cuenta la dificultad de montaje de placas mayores) y que el canto mínimo no debe ser menor de 30 mm en granitos de buena calidad y 40 mm en el resto de piedras calizas y mármoles, aumentándose estos valores mínimos en piedras muy porosas o veteadas como el travertino.

El uso de la piedra es tan antiguo como la existencia del hombre, y ha sido el material de construcción más usado conjuntamente con la madera a lo largo de la historia, por este motivo se ha intentado dar unas nociones del uso de la piedra en la construcción. Hoy en día su uso principal es ornamental, usándose como aplacados y solados, y como no en restauración de edificios antiguos donde la piedra misma es un elemento  estructural y constructivo.

Una vez conocidos sus usos principales, hay que conocer los distintos agentes que la atacan y la degradan, ya sea en obra nueva, donde su deterioro sólo afecta estéticamente, como en la obra antigua donde los daños son más importantes al ser la propia piedra el elemento estructural portante.