¿Qué es la dilatación térmica de los materiales?

¿Qué es la dilatación térmica de los materiales?

La dilatación térmica de los materiales es el aumento de volumen, generalmente imperceptible, de un cuerpo cuando aumenta su temperatura, a presión constante. Esta expansión se explica por el aumento de la agitación térmica de las partículas que constituyen el cuerpo. Si el cuerpo es largo, su expansión será especialmente notoria en el sentido longitudinal: hablamos entonces de su dilatación lineal.

Aunque la dilatación térmica es de pequeña amplitud, desarrolla una fuerza muy grande, que por tanto es necesario tener en cuenta en construcciones, por ejemplo:

• Los rieles de ferrocarril no están soldados entre sí o están cortados en ángulo en sus extremos.
• Los dos extremos de un puente no están sellados en la mampostería, sino que descansan sobre ellos.
• Hay juntas de dilatación entre los edificios.

Todos los materiales se expanden más o menos bajo el efecto de los aumentos de temperatura. Cada material utilizado en la construcción tiene su propio coeficiente de expansión, es por ello que:

• La unión de dos materiales con diferentes coeficientes de dilatación debe responder a elevadas tensiones mecánicas y, por tanto, hay que tener en cuenta no sólo las prestaciones de los materiales sino también su flexibilidad.
• Las juntas de dilatación están presentes cada 25 ml. en construcciones grandes.
• Los productos de sellado deben permanecer estancos a pesar de las dilataciones diferenciales de los soportes a unir, por ejemplo cuando uno de los materiales es el hormigón.

Algunos ejemplos de coeficiente de expansión

• Hormigón: 10 x 10-6°C-1
• Acero: 12 x 10-6°C-1
• Aluminio: 23 x 10-6°C-1
• PVC: 80 x 10-6°C-1
• Madera: 35 a 55 x 10-6°C-1
• PMMA: 80 x 10-6°C-1

Para carpintería, el PVC o PMMA se expande 3,5 veces más que el aluminio y de 6 a 7 veces más que el acero. El hormigón armado, el acero y el hormigón tienen una expansión bastante similar.

El dimensionamiento de una junta sellada con silicona o espuma impregnada depende en parte de la dilatación del material utilizado, así como del tamaño de los elementos a unir. Este es uno de los factores que explica la dimensión mínima/máxima requerida para las juntas:

• En carpintería: de 5 a 20 mm. como máximo.
• En fachada ligera: de 5 a 30 mm. como máximo. En este caso, los materiales tienen un tamaño mayor que en carpintería.
• En fachada de hormigón: de 8 mm. a 40 mm. En este tipo de fachadas, se necesita una junta de dilatación cada 25 ml.

¿Cómo calcular el rango de movimiento de una articulación?

ΔL = α. L₀. ΔT

En otras palabras: la amplitud de movimiento de la junta (en m.) es igual al coeficiente de dilatación del material α (en °C^-1) multiplicado por la dimensión inicial de la junta (en m.) y por la diferencia entre las temperaturas máximas y mínimas (en °C).

¿Qué soluciones de sellado de juntas para abordar este problema de dilatación?

Los productos illbruck están diseñados para abordar este problema de dilatación:

• Amplias gamas de uso para nuestras espumas impregnadas: elegimos el rango de uso de la espuma en función del tamaño de la junta a sellar; Idealmente, el ancho de junta medido debería corresponder al valor medio del rango de uso de la espuma. El rango de movimiento de la junta corresponde al rango total de la espuma impregnada. Ejemplo: para sellar una junta de 10 mm. de ancho, elija una espuma impregnada con un rango de uso de 7 a 14 mm. (con una amplitud de aproximadamente +/- 4 mm.).
• 12,5% de capacidad de movimiento total para nuestros selladores clasificados 12,5P (“P” para selladores de plástico, generalmente acrílicos). Ejemplo: una junta de 10 mm. de ancho se adaptará a un rango de movimiento articular de 1,25 mm.
• 25% de capacidad de movimiento total para la mayoría de nuestros selladores clasificados 25E (“E” para elastómero: silicona, híbrido, poliuretano). Ejemplo: una junta de 10 mm. de ancho se adaptará a un rango de movimiento de junta de 2,5 mm.