IES Las Lagunas
3º ESO
Tema 7: Materiales de construcción
TECNOLOGÍA – 3º ESO
TEMA 7: Materiales de construcción
TEMA 7: Materiales de construcción .................................................................................. 1
1. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN ................................................................................................. 2
2. CÓMO SE CONSTRUYE UN EDIFICIO ............................................................................................. 2
2.1. FASES DE LA CONSTRUCCIÓN .................................................................................................. 2
2.2. ELEMENTOS Y MATERIALES DE UN EDIFICIO. .................................................................... 4
3. MATERIALES PÉTREOS. .................................................................................................................... 5
3.1. ROCAS. ............................................................................................................................................ 5
3.2. ÁRIDOS Y CANTOS RODADOS................................................................................................... 6
3.3. ROCAS ARTIFICIALES. ................................................................................................................ 6
4. CERÁMICAS Y VIDRIOS..................................................................................................................... 7
4.1. LAS CERÁMICAS ........................................................................................................................... 7
4.2. LOS VIDRIOS. ................................................................................................................................. 9
5. MATERIALES DE UNIÓN: EL CEMENTO Y SUS DERIVADOS .................................................. 10
5.1. EL CEMENTO. .............................................................................................................................. 10
5.2. DERIVADOS DEL CEMENTO .................................................................................................... 11
5.2.1. MORTERO ............................................................................................................................... 11
5.2.2. HORMIGÓN ............................................................................................................................ 11
5.2.3. HORMIGÓN ARMADO: ........................................................................................................ 11
5.2.4. HORMIGÓN PRETENSADO: ................................................................................................ 12
6. ESFUERZOS DEBIDO A LA FLEXIÓN EN VIGAS ........................................................................ 12
7. ACTIVIDADES .................................................................................................................................... 13
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1. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
Desde sus orígenes, los seres humanos han modificado el entorno para adaptarlo a sus necesidades.
Para ello, han empleado todo tipo de materiales.
A lo largo de los tiempos la humanidad ha hecho uso de materiales de todo tipo para la construcción
de edificios y carreteras y para la fabricación de artículos artesanales de utilización cotidiana.
Primero fueron la arcilla, piedra y la madera. Posteriormente el progreso de la técnica hizo posible
disponer de otros materiales, como el vidrio, al acero, el cemento y el hormigón.
Hoy en día el cemento y los polímeros, como los reforzados con fibra
de vidrio, están comenzando a imponerse.
Por ejemplo la cúpula del Millenium Dome en Londres que es de tela de
fibra de vidrio.
El estadio olímpico de Pekín, llamado “el nido de pájaro” está construido
con un entramado de acero y polímero de plástico.
La elección del material adecuado dependede múltiples factores:
-físicos: está en zona de terremotos, o de fuertes vientos…
-químicos: lluvia, está cerca del mar (más óxido)…
-mecánicos: cuánto peso debe aguantar la estructura, es un
rascacielos…
-estéticos: acabado de primera, solo acabado funcional, todo en
cristal…
-económicos: cuánto queremos gastar
Estos factores que a veces se contraponen (queremos un acabado en titanio, pero también queremos
que sea económico) y es necesario realizar un estudio riguroso para encontrar la solución más
apropiada.
En este tema vamos a ver los materiales pétreos, cerámicos y los derivados del cemento. En el tema
pasado vimos los plásticos y en otros cursos ya se explicaron los metales (ferrosos y no ferrosos).
2. CÓMO SE CONSTRUYE UN EDIFICIO
2.1. FASES DE LA CONSTRUCCIÓN
1. Comprobación del terreno. Se analizan la resistencia y las peculiaridades del terreno, así
como la profundidad a la que se encuentra el terreno firme (estudio geotécnico).
2. Preparación del terreno: Movimiento de tierras y apertura de
zanjas. Se prepara el terreno, corrigiendo desniveles y vaciando
aquellos espacios en los que se van a situar tanto las zonas de
aprovechamiento subterráneo como los cimientos.
3. Cimentación. Se construyen las zapatas, que son cubos de
hormigón armado en los que se situarán los pilares.
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4. Construcción de la estructura y colocación de la cubierta. Dependiendo del tipo de edificio,
la estructura se sustenta sobre pilares, que pueden ser de acero o de hormigón armado, o
sobre muros. Encima de los pilares y los muros se colocan las vigas y los forjados (son los
suelos de cada planta del edificio).
En la construcción de los forjados hay que tener en cuenta los huecos para las escaleras, los
ascensores, etc.
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5. Alzamiento de los cerramientos y las particiones. Al construirlos hay que tener en cuenta
los huecos de puertas y ventanas. También se dejan previstos los patinillos, que son huecos
por donde se situarán las conducciones generales de todo tipo (tuberías, desagües, cables,
etcétera).
6. Colocación de las instalaciones. Se tienden y colocan las conducciones de agua caliente y
fría, gas, calefacción, electricidad, telefonía, TV; etcétera.
7. Acabados. Se colocan los suelos, escayolas, pinturas, barnizados, cerrajería, empotrados,
puertas...
2.2. ELEMENTOS Y MATERIALES DE UN EDIFICIO.
Aunque hay muchos tipos de edificios, que
tienen diferentes formas y cumplen funciones
distintas, en todos ellos podemos encontrar los
siguientes elementos:
•
Los cimientos, que soportan y dan
estabilidad al edificio. Suelen fabricarse
con hormigón armado.
•
La estructura, que resiste las cargas y
las transmite a los cimientos. Se
construye con acero y hormigón
armado.
•
Los cerramientos, que son los muros
exteriores y la cubierta.
•
Los muros exteriores pueden formar
parte, o no, de la estructura principal de
soporte.
•
La cubierta es una estructura de acero
o de madera sobre la que se coloca el
tejado. En las viviendas, lo habitual es superponer materiales aislantes e impermeables sobre
la cubierta y después cubrirlos con tejas o pizarras. En otro tipo de edificios, como almacenes o
naves industriales, pueden emplearse placas de fibrocemento, paneles de vidrio o cualquier
otro material impermeable.
•
Las separaciones interiores o particiones, que se llevan a cabo mediante tabiques y muros,
que también pueden pertenecer a la estructura principal. Los tabiques y muros están hechos de
ladrillo, recubiertos de yeso, o de paneles prefabricados.
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•
Los suelos y techos. Se construyen sobre un forjado de hormigón y bovedillas cerámicas o de
hormigón, que, posteriormente, se cubre con baldosas, listones de madera o cualquier otro
material de acabado (forjado unidireccional).
•
Los revestimientos. Son los materiales que recubren suelos, paredes y techos, y forman el
acabado y la parte visible de la vivienda. En los suelos es habitual el uso de maderas, cerámica
o materiales pétreos, mientras que en las paredes y techos se suele utilizar el yeso y la
escayola, que posteriormente reciben una mano de pintura. En las zonas húmedas de las
casas (cocina, aseos) es frecuente el alicatado, para facilitar la limpieza y prevenir humedades.
3. MATERIALES PÉTREOS.
En este grupo se incluyen las rocas, los áridos (materiales granulados) y cantos rodados y las rocas
artificiales.
3.1. ROCAS.
Las rocas son uno de los materiales de construcción más antiguos. Se extraen de las canteras y,
posteriormente, se labran, hasta que se consigue la forma, el tamaño y el acabado que se necesitan.
Suelen clasificarse, según su origen, en tres grandes categorías: rocas magmáticas o ígneas, rocas
sedimentarias y rocas metamórficas.
Las más empleadas en la construcción son las siguientes:
•
Granitos. Son rocas de origen magmático. Duras, densas y resistentes a los esfuerzos de
compresión y a las condiciones medio ambientales. Se pueden tallar y pulir, con lo que se
consigue que su superficie adquiera un brillo intenso. Los hay de distintos colores.
Se emplean en la construcción de muros, pavimentos y encimeras.
•
Calizas. Son rocas de origen sedimentario que se han formado por la acumulación de
sedimentos ricos en carbonato de calcio (huesos, conchas, caparazones...). Se tallan con
facilidad. Tienen gran porosidad y son sensibles a la acción de la lluvia ácida.
Se emplean en la construcción de muros y en la fabricación de cemento.
•
Pizarras. Son rocas metamórficas. Duras, densas y compactas. Tienen diferentes colores que
van desde el negro hasta el ocre. Resultan fáciles de separar en láminas (lajas) y son
impermeables, razones por las que se utilizan en cubiertas para tejados y para revestir
pavimentos.
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Mármoles. Son rocas metamórficas. Pueden encontrarse en una gran variedad de colores,
tonalidades y dibujos. Al igual que los granitos, se pueden tallar y pulir. Ofrecen gran
resistencia a la compresión, tienen gran densidad y mucha dureza, pero son sensibles a la
acción de los ácidos.
Se emplean en encimeras y para revestir paredes y suelos.
3.2. ÁRIDOS Y CANTOS RODADOS.
Los áridos son materiales de construcción granulados. Pueden ser naturales, artificiales (elaborados a
partir de escorias) y reciclados (procedentes del tratamiento de residuos de demolición o
construcción).
Entre ellos tenemos las arenas y las gravas:
•
Arenas. Proceden de la desintegración natural o de la trituración de las rocas. Son partículas
cuyo diámetro no supera los 5 mm. Se emplean en la elaboración de morteros.
•
Gravas. Las gravas son fragmentos de roca cuyo diámetro es superior a los 5 mm e inferior a
los 5 cm. Se emplean en la elaboración de hormigón.
•
Los cantos rodados son fragmentos de roca, de tamaño comprendido entre los 5 y los 25 cm,
que han sido transportados por el agua o el hielo, por lo que su superficie suele ser lisa y su
forma redondeada. Resultan muy útiles por la facilidad con la que se adhieren al hormigón. Se
emplean como material de relleno, para hacer drenajes y en pavimentos.
3.3. ROCAS ARTIFICIALES.
Son rocas elaboradas a partir de los materiales más diversos (resinas, hormigón, fibra de vidrio...) que
intentan imitar las propiedades y el aspecto de las rocas naturales. Se emplean principalmente con
fines decorativos, en fachadas, para sustituir a la piedra natural.
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4. CERÁMICAS Y VIDRIOS.
Características de las cerámicas y los vidrios:
•
Duros: son materiales muy duros (difíciles de rayar, taladrar o cortar).
•
Aislantes: buenos aislantes de la electricidad y el calor.
•
Resistentes al calor: debido a su alto punto de fusión.
•
Resistentes a los agentes químicos: lo que les permite su uso como recipientes en
alimentación (cazuelas, botellas) o productos químicos.
•
Frágiles: el gran inconveniente de los materiales cerámicos y pétreos es su fragilidad, ya que
rompen fácilmente ante golpes o impactos bruscos.
La diferencia entre unos y otros es que las cerámicas se moldean en frío, mientras que los vidrios
se moldean en caliente.
4.1. LAS CERÁMICAS
Se obtienen a partir de la mezcla de arcilla, feldespato y arena.
Se pueden añadir otras sustancias que aumentan la resistencia de la cerámica frente al calor,
obteniéndose cerámica refractaria (para revestimiento de hornos).
Son materiales muy duros, frágiles, aislantes del calor y de la electricidad, resistentes a las elevadas
temperaturas y a los ataques químicos, y fáciles de moldear.
El moldeado del ladrillo o la teja se realiza mediante el procedimiento de extrusión.
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También pueden fabricarse comprimiendo una porción de arcilla dentro de un molde. Los ladrillos
fabricados por compresión son más uniformes que los que se fabrican mediante extrusión, por lo que
se emplean para las fachadas.
Las baldosas, azulejos y la loza sanitaria (lavabos, inodoros, bañeras, etc.) se fabrican a partir de
arcillas especiales a las que se aplica un tratamiento de vidriado o esmaltado que aporta una gran
dureza superficial al material, a la vez que permite diseños y colores muy variados.
Los materiales cerámicos podemos clasificarlos en:
•
Porosos: No han sufrido vitrificación, es decir, no se llega a fundir el cuarzo con la arena.
•
Arcillas rojizas: de color rojizo. Se cuecen a una
temperatura entre 700 – 1000ºC. Se fabrican:
baldosas, ladrillos, tejas, jarrones, cazuelas, etc.
•
Loza: con temperaturas de cocción entre los 1050 y
los 1200ºC. Normalmente se cubre de esmalte para
la fabricación de platos, tazas,...
•
Refractarios: Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas
proporciones grandes de óxido de aluminio, torio, berilio y circonio. La cocción se
efectúa entre los 1.300 y los 1.600 °C. Se utilizan para la fabricación de ladrillos
refractarios o electrocerámicas (escudos térmicos aeroespaciales).
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Impermeables: Se los somete a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica
completamente la arena de cuarzo. De esta manera se obtienen productos impermeables y
más duros.
•
Gres: Se obtiene a partir de arcillas ordinarias, sometidas a temperaturas de unos
1.300 °C. Es muy empleado en pavimentos.

Porcelana: Se obtiene a partir de una arcilla muy pura, denominada caolín, a la que se
le añaden otras sustancias (feldespato, cuarzo,...). Tiene multitud de aplicaciones en el
hogar (pilas de cocina, vajillas, saneamientos,...) y en la industria (aislantes en
transformadores eléctricos).
4.2. LOS VIDRIOS.
Características de los vidrios:
•
•
•
son transparentes, duros y resistentes a la
corrosión.
son muy buenos aislantes de la electricidad.
son muy frágiles
Obtención:
Se obtiene a partir de la fusión de arena, sosa y óxidos
metálicos (que aportan color y estabilidad). A continuación
se le da forma, ya que el vidrio es un material plástico y
moldeable antes de enfriarse y solidificar completamente.
Aplicaciones:
En construcción, el vidrio se emplea en ventanas, en recubrimientos de exteriores y como aislante en
forma de lana de vidrio.

LANA DE VIDRIO.
La lana de vidrio es un aislante térmico excelente. Se obtiene haciendo pasar hilos de vidrio fundido
por un horno de aire frío. Las fibras luego son aglutinadas con resinas formando un fieltro o colchón.

VIDRIO PLANO.
La fabricación de vidrio plano se realiza mediante el proceso de vidrio flotado. Esta técnica emplea
un baño de metal de estaño fundido.
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5. MATERIALES DE UNIÓN: EL CEMENTO Y SUS DERIVADOS
5.1. EL CEMENTO.
Composición: Mezcla de caliza y arcilla calcinadas y molidas. Se añade un 10% de yeso para que
mezcle mejor con el agua.
Propiedades:
 es un conglomerante hidráulico; es decir, una sustancia
capaz de unir y dar cohesión al mezclarse con agua.

al mezclarse el cemento en polvo con agua (hidratarse) se
convierte en una masa pastosa y moldeable, que en pocas
horas se fragua(se seca) y se endurece, volviéndose
impermeable y adquiriendo una consistencia pétrea.
Aplicaciones:
 es el componente principal de hormigones y morteros
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5.2. DERIVADOS DEL CEMENTO
El cemento por si sólo tiene el inconveniente de agrietarse con facilidad y de ser muy frágil (poco
resistente a verse sometido a golpes bruscos) por lo que en la actualidad se mezcla con otros
elementos (arena, grava....) formando nuevos materiales compuestos:
5.2.1. MORTERO
Composición: Cemento + arena + agua
Aplicaciones: sirven para pegar elementos de construcción (ladrillos,
piedras, etc), para rellenar los espacios que quedan entre los bloques y
para el recubrimiento de paredes.
5.2.2. HORMIGÓN
Composición: Cemento + arena + grava + agua
Aplicaciones: se utilizan para fabricar cimientos, forjados, pilares,
encofrados... de la estructura de edificios.
Propiedades:
 resiste muy bien los esfuerzos de compresión
 tiene poca resistencia frente a otros tipos de esfuerzos (tracción,
flexión, y cizalla).
Por este motivo para la fabricación de elementos sometidos a este tipo de esfuerzos (por ejemplo, en
las vigas) se usahormigón armado.
5.2.3. HORMIGÓN ARMADO:
Composición: Cemento + arena + grava + agua + barras de acero
Aplicaciones: se utilizan para fabricar vigas de la estructura de edificios, puentes…
Propiedades:

el acero aporta resistencia a la tracción y el hormigón a los esfuerzos de compresión.
Para construir una estructura de hormigón armado es necesario construir un molde (encofrado) de
madera o metálico, colocar la armadura de acero y luego, sobre ese molde, verter el hormigón. Una
vez seco el hormigón se retira el molde.
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5.2.4. HORMIGÓN PRETENSADO:
Composición: Cemento + arena + grava + agua + barras de acero pretensadas
Aplicaciones: se utilizan para fabricar vigas de grandes puentes, rascacielos, etc.
Propiedades:

En el hormigón pretensado se incluyen cables de acero que se tensan
con gatos antes de verter el hormigón en el encofrado. Cuando el hormigón
fragua, después de 21 días, se liberan los tensores de las sujeciones.

Así se aprovecha la ligera contracción que experimenta el hormigón al
fraguar (efecto muelle) y se consigue mayor resistencia a
la tracción.

De esta manera se obtiene un hormigón que resiste
mejor los esfuerzos de tracción y compresión.
Ventajas del uso del hormigón:




Es económico.
Es resistente al fuego y a los agentes atmosféricos
Es duradero.
Puede ser fabricado directamente en la obra.
6. ESFUERZOS DEBIDO A LA FLEXIÓN EN VIGAS
Cualquier viga de un edificio sufre FLEXIÓN, eso quiere decir que al doblarse, la parte superior de la
viga se contrae (COMPRESIÓN) y la parte inferior se alarga (TRACCIÓN).
En el centro queda una línea, llamada LÍNEA NEUTRA, donde las fibras no sufren esfuerzos.
Si las vigas se fabricaran solo de hormigón, pronto saldrían grietas en la zona 1, porque el hormigón
aguanta muy bien la compresión, pero no la tracción.
Por eso fabricamos las vigas con HORMIGÓN ARMADO, así el hormigón aguanta la
compresión, y las barras de acero aguantan la tracción.
Líneane
utra
Compresión
Tracción
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Posiblesgri
etas
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7. ACTIVIDADES
1. La función que tiene las tejas es evitar que el agua penetre por el tejado de las viviendas. Se hacen
fundamentalmente de arcilla y se cuecen a elevada temperatura. ¿Cómo se llama uno de los componentes que
facilita la fundición?
a) Termoarena
b) Feldespato
c) Álcali
d) Arena refractaria
2.Otro de los componentes básicos en la construcción de viviendas son los ladrillos huecos. ¿Qué sistema de
fabricación se utiliza?
a) Moldeado por absorción
b) Moldeado por compresión
c) Moldeado por extrusión
d) Moldeado por inyección
3. Los materiales aglutinantes, como el cemento y el yeso, se venden de forma pulverizada y tienen una
reacción química al ser mezclado con agua, por la que endurece pasado poco tiempo. A este proceso se llama
a) Cristalización
b) Solidificación
c) Cementación
d) Fraguado
4. Para fabricar un pilar de hormigón es necesario la mezcla de:
a) Agua, arena y tierra
b) Arena, agua, grava y arcilla
c) Arena, agua, grava y cemento
d) Cemento, arcilla, tierra y agua
5. En la siguiente imagen se muestra como se fabrica un pilar de hormigón armado, para lo cual se añade una
estructura de acero al pilar de hormigón. ¿Porque se añade estos hierros de acero al cuerpo de hormigón?
a) Para dar mayor resistencia a la compresión
b) Para que el pilar dure más años
c) Para aumentar la resistencia a la tracción
d) Para soportar mayor peso
6. El mortero es
a) Una mezcla de arena, cal y cemento
b) Una mezcla de arena, cal y yeso
c) Una mezcla de yeso, cal y cemento
d) Una mezcla de arena, agua y cemento
7. En la construcción de edificios, la carga total del mismo
recae sobre unos elementos que se llaman
a) Cimentación
b) Vigas principales de carga
c) Base pilar
d) Estructura general de vigas y viguetas de carga
8. Los materiales son comprobados en laboratorio antes de su uso. Para ello se hacen unos ensayos donde se
2
toman una barra de 1 cm de diversos materiales. De los siguientes, cual se va a portar mejor en el ensayo de
compresión
a) Hormigón
b) Acero
c) Vidrio
d) Hierro
9. Indica si es verdadero o falso:
a) Los materiales refractarios no soportan altas temperaturas.
b) Los materiales refractarios no se utilizan en la construcción de chimeneas.
c) Los materiales refractarios conducen muy bien el calor.
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10. Son materiales pétreos:
a) El mármol, la pizarra y la arena
b) El mármol, el yeso y la grava
c) El vidrio, el cemento y los ladrillos
d) El granito, la escayola y el hormigón
11. El hormigón armado:
a) Tiene en su interior una estructura de barras de acero
b) Es una mezcla de arena, cemento portland y arena de río
c) Es una mezcla de arena, grava, cemento y agua
d) Se fabrica a partir de hormigón en masa vertido sobre un molde que contiene cables tensados.
12. El mortero:
a) Es una mezcla de arena, cemento y agua
b) Es una mezcla de agua y cemento
c) Es una mezcla de cemento, agua, grava fina y arena que sirve para pegar ladrillos.
d) Es un material compuesto aglutinante, usado entre otras cosas para enfoscar viviendas.
13. Los materiales cerámicos:
a) No se usan en la construcción.
b) Tras moldearlos, se pueden usar una vez que se ha secado al sol y han perdido parte del agua.
c) Se moldean antes de ser cocidos en hornos a temperaturas comprendidas entre los 900ºC y 1300ºC
d) Al ser materiales con gran plasticidad se cuecen antes de moldearlos.
14. Relaciona los materiales de construcción con sus aplicaciones:
•
•
•
•
•
Pizarra
Granito
Mármol
Áridos
Lana de vidrio
•
•
•
•
•
Cubierta de tejados
Pavimentación y fachadas exteriores
Aislante térmico
Suelos y paredes interiores
Elemento de relleno del hormigón
15. Es más resistente a los esfuerzos de tracción:
a) El vidrio que el acero
b) El hormigón que el vidrio
c) El acero que el vidrio
16. Indica la secuencia lógica correcta en el proceso de construcción de una vivienda de una planta de altura:
a) Movimiento de tierras
b) Fabricar el muro de contención del sótano
c) Realizar el segundo forjado (techo de la primera planta)
d) Levantamiento de los muros exteriores
e) Realización de la cimentación del edificio, pinchar y levantar pilares del sótano.
f) Realizar el primer forjado (techo del sótano). Pinchar y levantar los pilares de la primera planta.
17. ¿Qué tipo de material es?
a) Pizarra
b) Mármol
c) Granito
d) Piedra caliza
18. ¿Qué tipo de material es?
a) Pizarra
b) Teja cerámica
c) Piedra caliza
d) Arcilla negra
19. ¿Qué diferencia hay entre hormigón armado y hormigón pretensado?
20. Explica con tus palabras qué es el fraguado del cemento.
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Las imágenesutilizadashansidoextraídas de lassiguientesfuentes:
http://axemakers.blogspot.com.es/p/3-eso.html
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http://es.slideshare.net/jluserovilchez/presentacin-fases-de-la-construccin-de-una-casa
http://tptecnologiabym.blogspot.com.es
http://bruschenko-t2.blogspot.com.es/2012/02/ceramicos-y-petreos.html
https://www.google.es/search?q=cemento&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=cNHuVJfoB8fUOvGgvgC&ved=0CAcQ_AUoAQ&biw=1024&bih=637#imgdii=_&imgrc=XymgKF4c4IRAmM%253A%3BDY5349zSFfaySM%3Bhttp%253A
%252F%252Facoprovi.org%252Fwp-content%252Fuploads%252F2012%252F08%252FAumenta-la-exportaci%2525C3%2525B3n-decemento-a-otros-mercados.jpg%3Bhttp%253A%252F%252Facoprovi.org%252Faumenta-la-exportacion-de-cemento-a-otrosmercados%252F%3B1024%3B681
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http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/73/Stressing_anchorage.jpg/200px-Stressing_anchorage.jpg
http://rm.mecaest.etsii.upm.es/media/IMG0004.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/10/Beam_bending.png/280px-Beam_bending.png
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