Minerais, Solos e Rochas na Engenharia Civil

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SINALOA 
Facultad De Ingeniería 
Ingeniería Civil 
MINERALES, SUELOS Y ROCAS USADOS EN LA 
INGENIERÍA CIVIL 
Materia: Laboratorio de geología 
Maestra: María Luisa Martínez Castro 
Brigada #22 
Integrantes: 
 Karla Gabriela Olais Miranda 
 Susana Cortez Guerrero 
 Raúl Edgardo Medina López 
 Aarón Borquez Uribe 
 Abdías Hilario Magallanez Ruiz 
 Juan Tomas Perea Valdez 
 Luis Fernando Silvas Gastelum 
 José Eduardo Medina Izaguirre 
 David Ulloa Calderón 
 Yael Farith Lizardi Soto 
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ÍNDICE 
Introducción …………………………………………………3 
Marco teórico ………………………………………………4 
Conclusión ……………………………………………….....16 
Bibliografía ……………………………………………......17 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUCCIÓN 
En nuestra vida cotidiana estamos rodeados de minerales, suelos y rocas, quizá 
no en su estado puro o natural sino constituyendo una serie de materiales 
industriales, construcción, electricidad, mezclas, aleaciones, etc. E inclusive en los 
alimentos. 
En nuestro caso nombraremos aquellos minerales que sean componentes de los 
diversos materiales de la industria de la construcción por ser el campo de acción 
de la Ing. Civil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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MARCO TEÓRICO 
MINERALES, SUELOS Y ROCAS USADOS EN LA INGENIERÍA CIVIL 
La labor del ingeniero civil se desarrolla en un ámbito natural o ya antropizados 
e involucra materiales que son extraídos del medio natural o son obtenidos a 
partir del procesamiento de elementos primarios existentes en la naturaleza. 
Minerales 
Los minerales son la parte constitutiva elemental del 
medio en el cual interviene el ingeniero (suelos y rocas) 
y de los materiales que considera en sus proyectos y 
emplea en sus labores, desde las más simples hasta las 
mas complejas. Forman parte del soporte de sus obras 
y de los materiales que las constituyen. 
Las características de los minerales se transmiten a las rocas que forman y a 
toda la masa rocosa o de suelo de la que forman parte. También determinan 
las condiciones de los materiales de construcción que las incorporan. 
De tal modo, inciden definitivamente en la calidad del soporte de las obras 
civiles y de sus partes constitutivas. 
El interés de la ingeniería civil en los minerales, las rocas y suelos apunta 
obviamente a las particularidades mecánicas que cada uno de ellos posee. Sus 
características, en sus respectivas escalas, se tiene en cuenta en cada una de las 
diferentes fases de las labores comprendidas en las etapas de cada proyecto, 
ejecución y mantenimiento de las obras de ingeniería, considerándolas como 
parte del medio en el que son realizadas, como soporte de la construcción y 
como materiales. 
Las obras civiles estarán en relación directa con el medio natural, los caminos se 
apoyan en los suelos en la llanura y en las rocas en la montaña, los túneles 
atravesaran cerros, los puentes apoyaran sus estribos en los márgenes de los 
ríos y las fundaciones de los edificios atravesaran el subsuelo que los soportara. 
Básicamente, las propiedades que mas interesan en geotecnia son las que están 
relacionadas con la resistencia (dureza, fragilidad, resistencia) y la estabilidad 
de sus componentes del ámbito de las obras y de los materiales de construcción. 
 
 
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Suelos 
El suelo es el material de construcción más abundante del mundo y en muchas 
zonas constituye, de hecho, el único material disponible localmente. 
Cuando el ingeniero emplea el suelo como material de construcción debe 
seleccionar el tipo adecuado de suelo, así como el método de colocación y, 
luego, controlar su colocación en la obra. Una masa de suelo colocada por el 
hombre constituye un relleno y el proceso se suele denominar rellenado. Uno de 
los problemas más habituales en este tipo de construcción se debe a la gran 
diversidad de los puntos de extracción, denominados zonas de préstamo. Una 
parte esencial de la tarea del ingeniero es cerciorarse que las propiedades del 
material colocado correspondan a las supuestas en el proyecto, o modificar el 
proyecto durante la construcción, teniendo en cuenta cualquier diferencia entre 
las propiedades de la obra construida y las que se consideraron en el proyecto. 
Características y propiedades de los componentes del suelo. 
COMPONENTE 
RASGOS 
CARACTERÍSTICOS 
PROPIEDADES 
GEOTÉCNICAS 
USOS 
SUELO 
GRAVOSO 
Piedras o pedazos de 
roca redondeados de 
diferente tamaño 
(como una pelota o 
grano de maíz). Puede 
estar mezclado con 
arena, limo o arcilla de 
menor proporción. 
No tiene cohesión ni 
plasticidad es estable 
para cimientos y 
rellenos. Son mas 
estables canto mas 
homogéneo sea el 
tamaño y la formación 
de los componentes. Son 
altamente permeables. 
Se puede usar como 
fundación de obras 
de drenes, filtros, 
material de 
construcción. 
 
 
 
 
 
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COMPONENTE RASGOS 
CARACTERÍSTICOS 
PROPIEDADES 
GEOTÉCNICAS 
USOS 
SUELO 
ARENOSO 
Granos sueltos de 
tamaño comprendido 
entre 2mm y 1/16 mm 
parecido al azúcar. Se 
distingue claramente de 
los granos individuales 
sin plasticidad ni 
cohesión. Cuando esta 
seca no es posible 
moldearla con las 
manos, es áspera. Puede 
estar mezclada con 
gravas, limos, arcillas. 
Las arenas homogéneas 
y sueltas se densifican y 
asientan con vibraciones 
sísmicas y el propio 
peso de la estructura 
que soportan. Cuando 
se saturan de agua 
puede fluir fácilmente y 
pierden su capacidad 
portante. 
Se puede usar como 
material de 
construcción. Drenes 
y filtros mezclados 
con grava. No para 
cimentar viviendas u 
obras con cimientos 
corrientes. 
 
 
COMPONENTE RASGOS 
CARACTERÍSTICOS 
PROPIEDADES 
GEOTÉCNICAS 
USOS 
SUELO 
LIMOSO 
Granitos escasamente 
visibles muy pequeños, 
rechina entre los 
dientes. Sin o con escasa 
plasticidad puede tener 
cohesión, el moldeo con 
las manos es fácilmente 
aplastado, no forma 
cintas. Debe cuidarse en 
distinguir de arena fina 
y arcilla. 
Son estables en el estado 
seco: sus propiedades 
físicas cambian según el 
contenido del agua. Se 
vuelven “movedizos” al 
saturarse de agua. Son 
muy susceptibles a la 
acción de las heladas. 
Son relativamente 
impermeables y difíciles 
de compactar. 
Se pueden usar 
como material, 
impermeable y de 
ligazón. No apto 
para edificar 
viviendas con 
cimientos corrientes. 
 
 
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COMPONENTE RASGOS 
CARACTERÍSTICOS 
PROPIEDADES 
GEOTÉCNICAS 
USOS 
SUELO 
ARCILLOSO 
Partículas invisibles más 
finos que limo, cohesivo 
de alta plasticidad 
cuando esta mojada. Al 
ser apretada entre los 
dedos forma una cinta 
larga, delgada y 
flexible; cuando esta 
seca es dura y difícil de 
romper con las manos. Es 
impermeable. 
Son plásticas, oponen 
poca resistencia a la 
deformación cuando 
están húmedos. Sufren 
grandes cambios de 
volumen cuando cambia 
su contenido de agua. 
Tienen elevada 
compresibilidad y de 
regular a deficiente 
resistencia al corte. 
Se pueden usar para 
impermeabilizar 
canales como 
material de ligazón. 
No apto para 
edificar viviendas 
con cimientos 
corrientes. 
 
 
COMPONENTE RASGOS 
CARACTERÍSTICOS 
PROPIEDADES 
GEOTÉCNICAS 
USOS 
SUELO ORGÁNICO Materia orgánica 
descompuesta. 
Usualmente de color 
oscuro o negro. Tiene 
mal olor, se 
encuentra como 
deposito de 
pantanos o 
ciénagas. Puede 
estar mezclado con 
arena fina, limo o 
arcilla. 
Son esponjosas. Hay 
tendencia a crear 
oquedades por 
putrefacción y 
cambiar sus 
características físicas 
por alteración. Son 
altamente 
compresibles. 
DESCARTADO. Malo 
para fundación y 
como material de 
construcción. 
 
 
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ROCAS 
Las rocas son uno de los más antiguos materiales de construcción empleados por 
el hombre. Éste aprendió a manejarlas como herramienta y como materia prima 
para la construcción de sus primeros refugios. 
Las rocas se clasifican en tres grupos: 
SEDIMENTARIAS 
Se forman por acumulación de sedimentos, los cuales son partículas 
dediversos tamaños que son transportadas por el agua, el hielo 
o el aire, y son sometidas a procesos físicos y químicos (diagénesis), 
que dan lugar a materiales consolidados. Pueden formarse a las 
arcillas de los ríos, en el fondo de barrancos, valles, lagos y mares. 
 
Derivados: 
Arcillas: Son plásticas y tenaces cuando se humedecen. Se 
compone de un grupo de minerales aluminosilicatos 
formados por la meteorización de rocas, como el granito. 
El grano es de tamaño microscópico y con forma de 
escamas. 
Derivados de la arcilla: 
- Ladrillos de Arcilla o Pizarra: Estos productos son de arcilla o esquisto 
cocidos. Se usan para la construcción de paredes y para recubrimiento 
refractario. 
 
 
- Losetas de Arcilla Estructural: Estas son unidades de albañilería huecas, de 
arcilla cocida con placas paralelas. Se utiliza como losetas para soportar cargas 
en construcciones diseñadas para sostener cargas superpuestas. También como 
loseta de muro divisorio para muros interiores que no sostienen carga. 
 
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- Losetas de Cerámica: son productos que se usan para efectos decorativos. 
Están compuestas de un cuerpo de arcilla sobre el que se aplica un barniz 
decorativo, estas son por lo general planas, cuadradas, rectangulares etc.; no 
dependen del color de la arcilla para su color final y son vidriadas. 
 
 
- Terracota Estructural: Son objetos decorativos de arcilla moldeada y es muy 
similar a los ladrillos. 
 
Conglomerados: Está compuesto por cantos redondeados de tamaño superior 
a 2 mm (rudita). Los conglomerados cementados no suelen tener interés desde 
el punto de vista económico, salvo que estén fuertemente cementados. 
 
 
Gravas: fragmentos de roca con un diámetro inferior a 15 cm. Es un agregado 
grueso resultante de la desintegración natural y abrasión de rocas o 
transformación de un conglomerado débilmente cementado. Son muy 
demandadas, tienen aplicación en mampostería, confección de concreto 
armado, calles y para pavimentación de líneas de ferrocarriles y carreteras. 
 
 
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Calizas: Representan el 10% del volumen total de las rocas sedimentarias. Es 
un componente importante del cemento gris usado en las construcciones 
modernas y también puede ser usada como componente principal, junto con 
áridos, para fabricar el antiguo mortero de cal, pasta grasa para creación de 
estucos o lechadas para pintar superficies. 
 
Piedra de canto rodado: Agregado grueso que pueda ser de río o de cantera, 
con un tamaño de 6” a 10”. Se le llama “piedra grande” y a las de 1” a 2”, 
piedra mediana. Es usada en cimentaciones para albañilería confinada y rara 
vez como elemento decorativo. Una buena piedra de canto rodado es la que 
presenta tonalidades de azul. 
Se forman por acumulación de sedimentos, los cuales son partículas de diversos 
tamaños que son transportadas por el agua, el hielo o el aire, y son sometidas 
a procesos físicos y químicos (diagénesis), que dan lugar a materiales 
consolidados. Pueden formarse a las orillas de los ríos, en el fondo de barrancos, 
valles, lagos y mares. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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METAMÓRFICAS 
Son aquellas rocas ígneas o sedimentarias que pasan por 
el proceso de metamorfismo (cambio de forma). 
Las rocas metamórficas se pueden dividir por su textura: 
• Foliada: Algunas de ellas son la pizarra, que al 
romperse se obtienen láminas; el esquisto se rompe con 
facilidad, y el gneis dentro tiene minerales claros y oscuro 
• No foliada: Algunas de ellas son el mármol, aspecto cristalino y la cuarcita, es 
blanca, pero puede cambiar por las impurezas, la serpentinita que al 
transformarse origina el asbesto. 
 
Las rocas metamórficas más comunes y más usadas en la construcción son: 
 
Mármol: es un componente caro, sensible, pero con un inapreciable valor 
estético. Su aplicación es en recubrimiento decorativo de paredes (interior o 
exterior). En paredes interiores de hospitales o clínicas, ya que da un aspecto 
de limpieza. También en palacios, congresos, etc. 
 
 
Cuarcitas: debido a su dureza y la forma angular, cuarcita triturada se utiliza 
a menudo como tren de balasto. Es una piedra decorativa y puede ser utilizado 
para cubrir paredes, tejas, pisos y escalones. 
 
 
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Pizarra: Sus propiedades físico-mecánicas y sus especiales formatos le permiten 
adaptarse a todo tipo de superficies, ya sean planas o curvas. Su uso principal 
es en la construcción de cubiertas. Al igual que en suelos y paredes. 
 
 
Esquitos: Con estructura laminar ondulada e irregular. Su utilización es como 
piedra de mampostería en algunas zonas rurales. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ÍGNEAS O VOLCÁNICAS 
Estas rocas se forman cuando se enfría y solidifica una roca fundida (magma 
que sale por medio de las erupciones volcánicas), las rocas ígneas se pueden 
formar en la corteza terrestre. También se les llama "rocas extrusivas" porque 
se forman fuera de la tierra. 
Estas rocas se clasifican ya sea por su textura y composición: 
Textura afanítica: La textura de esta roca se debe a que el magma 
o roca fundida es de menor tamaño y no permite que le salgan 
grumos grandes, su textura es de grano fino y no se pueden 
diferenciar los minerales presentes. 
Textura fanerítica: esta se da cuando el magma se enfría de 
manera lenta, formando granos que se pueden ver a simple 
vista. En este los minerales se pueden apreciar sin ayuda de 
microscopio. 
Textura porfídica: son rocas con fenocristales (cristales más 
grandes que otros componentes de la roca) incrustados en 
una matriz (pasta) de cristales más pequeños. Se forman 
debido a la diferente temperatura de cristalización de los 
minerales que componen la roca. Ejemplos: granito, cuarzo, 
feldespato, biotita. 
Textura pegmatítica: son rocas de granos especialmente 
gruesos formados por cristales interconectados, esto ocurre 
cuando el magma tiene un porcentaje elevado de agua y de 
otros volátiles como cloro, flúor y azufre. 
Basalto: Es de grano fino y de color verde oscuro a negro, rica en calcio. 
Contiene de 45 a 54 % de sílice y es rico en Fe y Mg. Es ideal para: 
pavimentación, revestimientos, decoración, etc. Son las rocas más comunes en la 
Tierra y constituye más del 90% de las lavas participantes en las erupciones 
volcánicas. 
 
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Granito: Tiene muchas aplicaciones en la construcción debido a su abundancia, 
firmeza y aspecto atractivo. Se utiliza para adoquines, grava, acabados de 
piso, fachadas de cocina, baño y chimeneas. Es susceptible a la lluvia ácida y 
está siendo reemplazado por el mármol para monumentos. 
 
 
Pumita: Se ha utilizado para cimientos en viviendas tradicionales y para muros 
construidos para detener la tierra o dividir propiedades; sin embargo, en la 
construcción moderna no se considera apta para cimientos debido a su 
porosidad. 
 
 
Diorita: Es una piedra suave que se utiliza en la construcción como un agregado. 
 
 
 
 
 
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OTRAS ROCAS EN INGENIERÍA CIVIL 
Piedra de zanja y de cajón: Las de zanja son piedras de forma angulosa o 
redondeada que se añaden al concreto de los cimientos. Pueden medir hasta 
25 cm de lado o de diámetro. La piedra de cajón, se adiciona al concreto de 
los sobrecimientos (10 cm como máximo). Ambas deben estar limpias y sin 
impurezas al ser utilizadas. 
 
 
Piedra chancada: Es el agregado grueso obtenido por trituración artificial de 
rocas o gravas. Debe ser de consistencia dura. Se usa para preparar el 
concreto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CONCLUSIÓN 
La importancia de las rocas y suelos y su aplicación en las obras de ingeniería 
civil recaen en la composición de las mismas debido a los minerales, a la dureza 
y la facilidad de trabajo. De tal manera que facilitan así el laborioso y 
minucioso trabajo que tiene un ingeniero, garantizando a la ciudadanía la 
seguridad y el periodo de vida de la estructura o construcción a realizar.17 
 
BIBLIOGRAFÍA 
https://prezi.com/qapvhc3s_wpz/rocas-y-minerales-
en-la-ingenieria-civil/ 
https://es.scribd.com/document/74492461/Uso-de-
Los-Minerales-en-La-Ing-Civil 
https://issuu.com/unc.grado/docs/001-2016-a-
los_minerales-1-tp-v4.1 
http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2012/12/el
-suelo-como-material-de-construccion.html 
https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/09/geolo
gia-aplicada-a-la-ingenieria-civil.pdf 
 
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https://es.scribd.com/document/74492461/Uso-de-Los-Minerales-en-La-Ing-Civil
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http://apuntesingenierocivil.blogspot.com/2012/12/el-suelo-como-material-de-construccion.html
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https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/09/geologia-aplicada-a-la-ingenieria-civil.pdf
https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/09/geologia-aplicada-a-la-ingenieria-civil.pdf