Tesis - Análisis termoestructural de ladrillos de altas escuadrías con morteros de pega de reducido espesor - C. Torres (2004) U. Bio Bio

TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS DE LA CONSTRUCCIÓN “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS CON

MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”

CRISTIAN OSVALDO TORRES URRUTIA 1

U N I V E R S I D A D D E L B I O – B I O

FACULTAD DE ARQUITECTURA, CONSTRUCCION Y DISEÑO DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA CONSTRUCCION

ESCUELA DE INGENIERIA EN CONSTRUCCION TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE LICENCIADO EN CIENCIAS

DE LA CONSTRUCCION “ANÁLISIS TERMOESTRUCTURAL DE LADRILLOS DE ALTAS

ESCUADRIAS CON MORTEROS DE PEGA DE REDUCIDO ESPESOR”

Alumno : Cristian Torres Urrutia.

Profesor Guía : Sr. Sebastián Fernández S. Constructor Civil

Profesores Asesores : Sr. Haroldo Jerez S. Constructor Civil Sr. Jorge Araneda R. Ingeniero Civil




CONCEPCION, MARZO DE 2004




Firma alumno Vº B Profesor Guía Cristian Torres U. Sr. Sebastián Fernández




DEDICATORIA

Especialmente a mi madre por todo su apoyo y

comprensión, a mi padre que desde el cielo me ha

brindado la ayuda para salir adelante, a mi polola y

a todas esas personas que me quieren, me estiman

y que son importantes en mi vida.

También agradezco el apoyo para los que colaboraron

directamente en esta investigación como mi profesor

guía Don Sebastián Fernández, la gente encargada

del PTM sobre todo a Don Raul Crisosto y una

mención especial al Grupo Cunnis.




RESUMEN

El trabajo tiene como objetivo principal investigar y evaluar el potencial de

mejoramiento térmico de los muros de albañilería de ladrillo, mediante la

utilización de ladrillos de altas escuadrías con morteros de pega de reducido

espesor.

Esta investigación se divide entres etapas principales:

Como primera, etapa se dan a conocer los mecanismos asociados a la

transmisión de calor, con el objetivo de analizar el comportamiento térmico y

mecánico de los muros de albañilería. Luego, se dan a conocer los principales

materiales constituyentes de las albañilerías, caracterizando cada uno de estos

en sus principales componentes, sus propiedades, clasificación y requisitos

mínimos que deben cumplir estos para formar parte de un muro de albañilería.

Se dan a conocer además, las principales características de los muros de

albañilería, procesos de fabricación, la justificación y el uso de ladrillos de altas

escuadrías y espesores de mortero de pega mas utilizados.

En una segunda etapa, se realizon los ensayos experimentales para los

cuales se confeccionaron un gran número de probetas donde se evaluaron el

comportamiento térmico, mecánico e hídrico de las soluciones propuestas para

esta investigación. Dichos ensayos, se realizaron conforme a los parámetros

que exige la normativa nacional vigente.

Por último y como tercera etapa de esta investigación, sé hizo un análisis

comparativo de los resultados obtenidos en los ensayos, concluyendo sobre las

ventajas que trae consigo el uso de las soluciones que plantea esta

investigación.




INDICE

PAG. DEDICATORIA RESUMEN INTRODUCCIÓN 10 PLANTEANIENTO DEL PROBLEMA 12 HIPÓTESIS 15 OBJETIVO GENERAL 15 OBJETIVOS ESPECIFICOS 15

CAPITULO I “ CONCEPTOS TÉRMICOS Y GENERALIDADES”

1.1 Normativa Internacional 20 1.2 Normativa En Chile 20 1.3 Confort Térmico 21 1.4 Aislación Térmica 22 1.5 Transferencia de Calor 23 1.5.1 Conducción 24 1.5.2 Convección 24 1.5.3 Radiación 26 1.6 Conductividad Térmica 26 1.7 Conductancia Térmica 29 1.8 Inercia Térmica 29 1.9 Resistencia Térmica 31 1.9.1 Resistencia Térmica de los Materiales 31 1.9.2 Resistencia Térmica de los Elementos Constructivos 32 1.10 Coeficientes Superficiales de Transmitancia Térmica 33 1.11 Resistencias Térmicas Superficiales 33 1.12 Transmitancia Térmica 34 1.13 Puentes Térmicos 37

CAPITULO II “ MORTEROS DE PEGA O JUNTAS DE ALBAÑILERÌA”

2.1 Componentes de los Morteros 39 2.1.1 Cemento 39 2.1.1.1 Clasificación de los cementos fabricados en Chile. 39 2.1.2 Aridos 40 2.1.2.1 Granulometria de la Arena 42 2.1.3 Agua 42 2.1.4 Adiciones y/o Aditivos 44 2.1.4.1 Cal 44 2.1.4.2 Aditivos Especiales 46




2.2 Propiedades de los Morteros 48 2.2.1 Propiedades de los Morteros en Estado fresco 48 2.2.1.1 Trabajabilidad 49 2.2.1.2 Exudación y Retentividad del Agua de Amasado 52 2.2.1.3 Fragüado 54 2.2.1.4 Falso Fraguado del Cemento 54 2.2.1.5 Agrietamiento Plástico 55 2.2.2 Propiedades del Mortero Endurecido 56 2.2.2.1 Densidad 56 2.2.2.2 Resistencia 57 2.2.2.3 Resistencia a la Compresión 58 2.2.2.4 Resistencia a la Tracción 59 2.2.2.5 Cambios de Volumen 60 2.2.2.6 Durabilidad 62 2.3 Dosificación de Morteros 63 2.3.1 Relación Agua/Cemento 64 2.3.2 Características del Árido 64 2.3.3 Cantidad de Agua 65 2.3.4 Dosificación de morteros por Proporciones 68 2.3.5 Proporciones Especificadas en Peso 68 2.3.6 Dosificaciones Mas Utilizadas 69 2.4 Clasificación de los morteros 71 2.4.1 Grado de Resistencia a la Compresión 71 2.4.2 Grado de Consistencia 72 2.4.3 Grado de Retentividad 72 2.4.4 Requisitos Complementarios 73

CAPITULO III “CLASIFICACIÓN Y REQUISITOS DE LOS LADRILLOS CERÁMICOS”

3.1 Definición 75 3.2 Clasificación 75 3.2.1 Clasificación por Clases 75 3.2.2 Clasificación por Grados 76 3.2.3 Clasificación por Uso 78 3.3 Requisitos de Forma y Terminación 79 3.3.1 Forma 79 3.3.2 Terminación 80 3.3.2.1 Fisuras 80 3.3.2.2 Desconchamiento 81 3.3.2.3 Eflorescencia 81 3.3.2.4 Saltaduras 81 3.3.3 Requisitos Geométricos 81




CAPITULO IV “CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DE LOS LADRILLOS DE ALTAS

ESCUADRÍAS EXISTENTES EN EL MERCADO NACIONAL”

4.1 Producción a nivel nacional 84 4.2 Ladrillos de altas escuadrías producidos

Por industrias Princesa 85 4.3 Ladrillos de altas escuadrías producidos

Por Cerámicas Santiago 89 4.4 Justificación del uso de ladrillos de altas escuadrías 90

CAPITULO V “MUROS DE ALBAÑILERÍA, PROCESOS DE CONSTRUCCION, JUSTIFICACIÓN

DE ESPESORES Y MAYORES ESCUADRÍAS”

5.1 Albañilerías 93 5.1.1 Albañilería Confinada 93 5.1.2 Albañilería Armada 94 5.2 Procesos de Construcción de las albañilerías de Ladrillos 95 5.2.1 Fabricación del Mortero 95 5.2.1.1 Medición de los Materiales 96 5.2.1.2 Amasado 98 5.2.1.3 Colocación del Mortero de Pega 99 5.2.3 Espesores de Mortero de Pega Más Utilizados 101 5.3 Justificación de Espesores y Mayores Escuadrías 103

CAPITULO VI “ETAPA EXPERIMENTAL, RESULTADOS Y ANALISIS”

6.1 Generalidades 106 6.2 Factores a Considerar en la Etapa experimental 106 6.2.1 Factores Constantes 107 6.2.2 Factor Variable 110 6.3 Requisitos y Descripción de los Ensayos 111 6.3.1 Características del prisma de Albañilería Destinado a Ensaye a Compresión 112 6.3.2 Características de los Muretes de Albañilería Destinado

a ensaye a Corte Diagonal 114 6.3.3 Confección de Prismas y Muretes de Albañilería Para

Ensayes Mecánicos e Hídricos 115 6.3.3.1 Curado de los Prismas y Muretes Para Ensayos mecánicos e hídrico 118 6.3.3.2 Refrentado de Prismas y Muretes 119 6.3.4 Construcción de Probetas Para Ensayo Térmico 120 6.3.5 Ensayos Complementarios Para la Arena 121




6.3.6 Ensayo a Compresión de Prismas de Albañilería 121 6.3.6.1 Procedimiento del Ensayo 123 6.3.6.2 Metodología Para Determinar La Resistencia Prismática 125 6.3.7 Ensayo Mecánico De Muretes Al Corte Diagonal 126 6.3.7.1 Procedimiento del Ensayo 127 6.3.7.2 Metodología Para determinar la Resistencia al Corte 129 6.3.8 Ensayo Térmico de Probetas de Albañilería 129 6.3.8.1 Aislación Térmica de las Cámaras 132 6.3.8.2 Colocación del Anillo de Guarda en la Cámara Térmica 136 6.3.8.3 Colocación y Distribución de las Termocuplas 137 6.3.8.4 Procedimiento de Ejecución del Ensayo Térmico 140 6.3.8.5 Mediciones Térmicas 141 6.3.8.6 Metodología Para Determinar los Datos Térmicos 142 6.3.9 Ensayo de Permeabilidad 144 6.3.9.1 Procedimiento del Ensayo 148 6.4 Resultado de los Ensayos 151 6.4.1 Resultado del Ensayo a Granulometría de la Arena 151 6.4.2 Resultado de los Ensayos a Compresión de prismas

de Albañilería 153 6.4.3 Resultado de los Ensayos a Corte Diagonal de muretes

De Albañilería 157 6.4.4 Resultado de los Ensayos Térmicos a Probetas de Albañilería 163 6.4.5 Resultado de los Ensayos de Permeabilidad a Probetas

de Albañilería 168 6.5 Análisis de los Resultados 172 6.5.1 Ensayos Mecánicos 172 6.5.1.1 Resistencia a la Compresión de Prismas de Albañilería 173 6.5.1.2 Resistencia al corte de Muretes de Albañilería 176 6.5.2 Transmitancia térmica de Probetas de Albañilería 179 6.5.3 Ensayo de Permeabilidad 184 6.5.4 Análisis de los Recursos Utilizados 186 6.6 Desarrollo de especificaciones Técnicas y Recomendaciones 187

para las soluciones Planteadas

CONCLUSIÓNES Y COMENTARIOS 191 BIBLIOGRAFÍA 193 GLOSARIO 195 ANEXOS 198




INTRODUCCIÓN

A mediados de los años 70, la calidad térmica del parque habitacional, era

por lo general subestimada, y se solucionaba instalando artefactos de alto

consumo de energía o construyendo muros perimetrales macizos y gruesos con

el objetivo de proporcionar una mejor calidad de vida a las personas.

Es en este contexto que a partir de los años 80 comienza a generarse un

cambio de mentalidad debido al encarecimiento de los combustibles, lo cual

obliga al mundo entero a buscar soluciones en lo que se refiere al confort

térmico, prueba de esto es que en Chile, en el año 1990, la Comisión Nacional

de Energía, realiza un estudio acerca del gasto de energía primaria en el país,

el cual arroja para el sector vivienda y construcción 1/3 del consumo nacional.

Durante el mismo año, se realiza el Primer Congreso Nacional de Energía, de la

Universidad de Chile, el cual determino que este consumo de energía es

elevado y que aplicando medidas de protección térmica se pueden obtener

ahorros sustanciales de energía.

El primer paso significativo, se vio reflejado en el mes de mayo del año 2000,

con la entrada en vigencia de las disposiciones sobre aislaron térmica de

edificios, incorporados en el articulo 4.1.10, de la Ordenanza General de

Urbanismo y Construcción, las cuales se refieren a exigencias de

acondicionamiento térmico para el complejo de techumbre de la vivienda,

fijando valores máximos de transmitancia térmica, y mínimos de resistencia,

para las 7 zonas climáticas en las que se dividió nuestro país.

En nuestro país la mayoría de las construcciones son sobre la base de

albañilería de ladrillo, las cuales presentan condiciones de habitabilidad




deficientes en lo que se refiere al confort térmico, es pro esto que la normativa

actual avanza hacia mejoras en este sentido y propone nuevas etapas en la

reglamentación térmica, que exigirán valores de transmitancia térmica mucho

mas rigurosos de forma de llegar a estándares de calidad comparables con la

de países desarrollados.

Desde el punto de vista de la aislación térmica el elemento conflictivo

componente de los muros de albañilería es el mortero de pega ya que posee

una conductividad muy alta produciéndose una perdida de calor importante en

la edificación con la principal consecuencia de dar a las viviendas construidas

con dichos elementos características negativas en lo que se refiere a la

habitabilidad y confort térmico.

Lo que se plantío es entonces, ¿cómo mejorar la aislación térmica de los

muros envolventes, de modo de disminuir el porcentaje de mortero de pega en

el área frontal del un muro?

A través de un análisis experimental, donde se implementaron pruebas y

ensayos, se evalúo las mejorías que trae la incorporación de ladrillos de altas

escuadrías y la disminución de los espesores de mortero de pega tradicionales,

con el principal efecto de reducir el porcentaje de mortero de pega en el área

frontal de un muro y mejorar las propiedades térmicas de este.




PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Hoy en día la mayoría de las construcciones hechas en nuestro país en lo

que se refiere a la envolvente de edificaciones, se realiza en base a hormigón y

albañilería, esto lo avala un estudio realizado por el INE, en Chile entre 1994 y

1998 el 41.1% de las viviendas se construyeron con ladrillo como único material

en muros y un 25.8% se construyeron en hormigón armado utilizado

principalmente edificios en altura.

Estudios posteriores realizados en el laboratorio de física de la construcción

de la Universidad del Bío Bío han arrojado valores de transmitancia térmica (U)

entre 1,8 y 3,5 (W/m2 K) para muros convencionales en albañilería de ladrillo,

valores muy precarios , si se considera que en un corto plazo entrara en

vigencia la Segunda Etapa de la Reglamentación Térmica y que situara valores

de transmitancia térmica entre 2,0 ≥ U ≥ 1,0 (W/m2 K) de acuerdo a las 7 zonas

climáticas en las que esta dividido nuestro país.

Trabajos preliminares desarrollados en nuestra casa de estudio demuestran

que los morteros de pega tradicionales cuyas dosificaciones mas comunes son

1:3 y 1:4, poseen valores de conductividad térmica entre 1,4 y 1,6 (W/m ºC),

notándose una gran diferencia con los valores de conductividad térmica

obtenidos para los ladrillos cerámicos nacionales que se sitúan entre 0,297 y

0,475 (W/m ºC)1. De esta forma se refleja que el mortero de pega tradicional es

entre 4 a 6 veces mas conductor que el ladrillo, representando en este caso un

puente térmico cuando ambos constituyen elementos básicos de un muro de

albañilería.

1 [Cstro, 2002] Habla sobre la influencia del mortero de pega en las albañilerías.




Por otro lado estudios realizados referente al tema en seminarios anteriores,

señalan valores que reflejan que el área ocupada por el mortero de pega

tradicional 1:3 con espesores de 5 a 20 mm es entre el 9% y el 27% de la cara

frontal de un muro1, dependiendo del tipo de escuadría de la unidad cerámica.

Es tos estudios han reflejado a demás que al analizar el ladrillo TRE 29x14x7,1

de Industrias Princesa, el cual es el mas utilizado en la albañilería local, este

aporta un 73% del área frontal de un muro con un espesor de mortero de pega

de 20 mm.

Para el caso especifico mencionado y analizado en nuestra universidad,

para valores de conductividad térmica mortero-ladrillo, se tiene que el flujo

térmico que escapa a través del mortero de pega es mayor al 50% del flujo

térmico total2, es decir, mas de la mitad del calor se pierde a través de este, con

las consecuencias desde el punto de vista del gasto energético y el deterioro

del confort térmico.

Además se puede inferir de los ensayos proporcionados por los fabricantes

de productos cerámicos, que variando la distribución interior de los alvéolos de

los ladrillos cerámicos, se puede disminuir la transmitancia del elemento ladrillo

cerámico. También si es aumentada su dimensión en el alto, como lo muestran

los resultados de los ensayos, esto implicaría una menor cantidad de mortero

de pega por igual unidad de superficie, lo que traería consigo una disminución

de los puentes térmicos producidos por el mortero de pega2.

En seminarios anteriores2 se a concluido que la mejora en el

comportamiento térmico en general, al variar los espesores de mortero de pega,

2 [Campos, 2002] Habla sobre la caracterización de propiedades térmicas e hídricas de ladrillos.




podría ser aun mas significativa si se incorpora una mayor cantidad de área por

unidad y que los diseños de los ladrillos en cuanto a las dimensiones, tamaño y

numero de perforaciones fuesen también consecuentes con las exigencias

mecánicas y térmicas en forma simultanea.

En base al análisis anterior, este trabajo plantío la siguiente pregunta que

resume el problema especifico a resolver, ¿cómo mejorar la aislación térmica

de los muros envolventes, de modo que el material arcilloso tenga una mayor

participación en el área frontal del un muro, sin comprometer estructuralmente

los muros de albañilería?




HIPOTESIS

“La utilización de ladrillos de altas escuadrías con morteros de pega de

reducido espesor, disminuye el área del puente térmico mejorando la aislación

térmica de los muros de albañilería”.

OBJETIVO GENERAL

Investigar y evaluar a través de un análisis experimental el potencial de

mejoramiento térmico de los muros de albañilería de ladrillo mediante la

utilización de ladrillos de altas escuadrías con morteros de pega de reducido

espesor, analizando los efectos termoestructurales que resulten del uso de

ladrillos de altas escuadrías, relacionado con las eventuales mejorías térmicas y

las posibles declinaciones estructurales.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Establecer los mecanismos y propiedades asociadas al comportamiento

térmico y mecánico de los muros de albañilería y los morteros de pega.

• Analizar y evaluar las especificaciones y procedimientos constructivos de

muros de albañilería de ladrillos, identificando; tipos de ladrillos,

dosificaciones, espesores mas utilizados, requisitos técnicos y otros a

considerar en el diseño experimental del estudio.

• Diseñar e implementar los procedimientos de ensayos térmicos y

mecánicos para las soluciones planteadas.




• Analizar y evaluar térmica y estructuralmente muros de albañilería

compuestos con ladrillos de altas escuadrías y morteros de pega de

reducido espesor.

• Desarrollar especificaciones técnicas, generando la información técnica

necesaria para materializar muros con ladrillos de altas escuadrías con

morteros de pega de reducido espesor




CAPITULO I “CONCEPTOS TERMICOS Y GENERALIDADES”




En el presente capitulo se da a conocer el marco normativo que rige la

aislación térmica en nuestro país, así como conceptos térmicos, valores y

unidades de medida que se utilizaran para desarrollar la investigación.

1.1 NORMATIVA INTERNACIONAL En la actualidad en muchos países las ordenanzas de construcciones

incluyen normas térmicas cuya obligatoriedad es asumida en todos los

proyectos de edificación pública y/o privada.

La mayor parte de la legislación actual internacional regula la máxima

transmisión térmica unitaria a través de muros, pisos y cubiertas. Un ejemplo

típico es la norma Británica F3, vigente desde 1974, cuyo aspecto significativo

es la exigencia del coeficiente “U” de los muros perimetrales con un valor no

superior a 1.8 (W/ m2 °C).

1.2 NORMATIVA EN CHILE

Desde Mayo del año 2000 empezaron a regir en Chile, las primeras

disposiciones sobre aislación térmica de edificios, incorporadas en el artículo

4.1.10 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción. Estas

disposiciones se refieren a exigencias de acondicionamiento térmico para el

complejo de techumbre de la vivienda fijando valores máximos de transmitancia

térmica “U” o mínimos de resistencia “R” para las techumbres en las siete

zonas climáticas en que para efectos de diseño arquitectónico se divide nuestro

país.




En nuestro país el marco normativo que rige los estándares desde el punto

de vista del confort térmico en la construcción presenta deficiencias desde el

punto de vista de la calidad.

Con la nueva entrada en vigencia de la 2da etapa de la reglamentación

térmica se busca mejorar los estándares de calidad, sin embargo estos

esfuerzos por reformular y actualizar las antiguas normativas, es solo el

comienzo para avanzar hacia un escenario mucho mas reglamentado, con

disposiciones que aseguren la calidad y seguridad de la construcción.

1.3 CONFORT TÉRMICO

Se define como la sensación de satisfacción o bienestar que experimenta el

ser humano en un ambiente determinado.

El confort térmico resulta de la combinación de una serie de factores que

producen esta sensación de placer dentro de un recinto, entre los cuales

tenemos:

• Factores Físico Ambientales

Los más importantes son la temperatura del aire, humedad ambiental y la

velocidad del aire.

• Recinto construido

El tipo de recinto debe ser aquel que asegure a la persona un ambiente

agradable, brinde seguridad y comodidad ante las diversas condiciones

climáticas a las que se verán afectadas.

• Tipo de aislante

Es muy importante hacer una buena selección del aislante a utilizar, ya que

de él dependerá el grado de confort térmico que tendrá la vivienda.




La elección de un buen aislante es fundamental para evitar gastar dinero en

elementos mecánicos o eléctricos que permitan conservar la temperatura

agradable al interior de la vivienda. [Pérez, 2002]

1.4 AISLACIÓN TÉRMICA El concepto de aislación térmica surge con el fin de lograr confort, seguridad,

protección y ahorro económico a los individuos que habitan los recintos

habitacionales.

Se define aislación térmica como la barrera que presentan los diferentes

materiales al paso de calor. En cualquier construcción no se puede hablar de

una barrera perfecta, ya que no existen los espacios herméticos interiores,

debidos a rendijas en puertas y ventanas, batientes, etc., y debido a que no hay

un material que impida en un 100% el paso de calor, a lo más, podrá retardarlo

o moderar su efecto.

La resistencia de un material al paso de calor dependerá del espesor de este

y de una propiedad intrínseca del material llamada conductividad térmica.

Mientras mayor sea su conductividad, menor será la resistencia al paso de

calor. [Pérez, 2002]

Los objetivos de la aislación térmica son el brindar un ambiente agradable

para la vida humana y para el desarrollo de actividades y obtener una economía

en el consumo de energía necesaria para mantener un ambiente agradable.

Estos objetivos son afectados o condicionados por:

- El medio climático que rodea a la vivienda.

- El ser humano y sus características fisiológicas especiales.




- Los hábitos y construcción que separan el ambiente interior y exterior de la

vivienda.

Una mala o deficiente aislación térmica, produce en época de invierno

pérdidas indebidas de calor desde el interior de la vivienda, y en verano la

penetración exagerada de calor desde el exterior, produciéndose efectos

perjudiciales para la salud de los moradores y el deterioro de las

construcciones.

Otra consecuencia de una mala aislación térmica en los muros envolventes

de una edificación, es el aumento de condensación superficial por la cara

interior de este, disminuyendo su durabilidad, desmejorando su aspecto y

obligando a reparaciones no presupuestadas.

1.5 TRANSFERENCIA DE CALOR Para que exista flujo térmico entre dos elementos, se supone que debe

existir dos o más superficies entre las cuales exista una diferencia de

temperatura, de esta manera se produce un flujo a través del material por

desplazamiento del calor desde la superficie con mayor temperatura hacia la

superficie o lado de menor temperatura, esta transferencia de calor se produce

hasta que se alcanza el equilibrio de temperatura entre ambos ambientes. Cabe

mencionar que la cantidad de calor transmitida esta directamente relacionada

con las propiedades térmicas del elemento en estudio, en este caso del muro o

solución constructiva analizada. [Kreist, Frank, 1970]

Existen tres mecanismos o procesos en los cuales se desarrolla la

transmisión de calor, estos mecanismos son: radiación, convección y




conducción. Cabe mencionar que en muchas ocasiones estos mecanismos

interactúan en forma simultánea.

1.5.1 CONDUCCIÓN Se define como el paso de calor entre las moléculas vecinas de una

sustancia o entre sustancias que se tocan y tienen buen contacto entre sí. [

Kreist, Frank, 1970]

La rapidez con la que se conduce el calor a través de una sustancia,

depende de los siguientes factores:

- Espesor del material (e)

- Área de la sección transversal (A)

- Conductividad térmica del material (λ)

- Diferencia de temperaturas entre los dos lados del material (∆T)

- La duración del flujo de calor. 1.5.2 CONVECCIÓN Es un proceso en el cual la transferencia de calor es por acción combinada

entre conducción de calor, almacenamiento de energía y movimiento de

mezcla, utiliza como medio a algún fluido, como lo puede ser el aire o el agua.

[ Kreist, Frank, 1970]

La transferencia de energía por convección, desde una superficie cuya

temperatura es superior a la del fluido que la rodea, se realiza en varias etapas.

Primero, el calor fluirá por conducción desde la superficie hacia las partículas




adyacentes del fluido, la energía así transferida servirá para incrementar la

temperatura y la energía interna de esas partículas. Entonces, las partículas del

fluido se moverán hacia una región de este con temperatura más baja, donde

se mezclarán y transferirán una parte de su energía a otras partículas. El flujo,

en este caso, es de fluido y de energía, realmente la energía es almacenada en

las partículas del fluido y transportada como resultado del movimiento de masa.

Para su operación este mecanismo no depende únicamente de la diferencia de

temperatura y, por lo tanto, no está estrictamente de acuerdo con la definición

de transferencia del calor. Sin embargo, el efecto neto es un transporte de

energía y, puesto que éste ocurre en la dirección de un gradiente de

temperatura, está clasificado como un modo de transferencia de calor y

conocido como flujo de calor por convección.

La transferencia de calor por convección se clasifica, de acuerdo con la

forma de inducir el flujo en convección libre y convección forzada.

Cuando el movimiento de mezclado tiene lugar exclusivamente como

resultado de la diferencia de densidades causado por los gradientes de

temperatura, se habla de convección natural o convección libre. [ Kreist, Frank,

1970]

Cuando el movimiento de mezclado es inducido por algún agente externo, tal

como una bomba o un agitador, el proceso se conoce como convección

forzada.

La eficiencia de la transferencia de calor por convección depende

básicamente del movimiento de mezclado del fluido, como consecuencia, un

estudio de la transferencia de calor por convección se basa en el conocimiento

de las características del flujo.




1.5.3 RADIACIÓN Es un proceso en el cual el flujo de calor va desde un cuerpo de alta

temperatura a otro con baja temperatura, se puede producir este efecto hasta

cuando los dos cuerpos están separados por un espacio que incluso puede ser

el vacío. El concepto se aplica generalmente a todas las clases de fenómenos

de ondas electromagnéticas, pero en la transferencia de calor se utilizan

principalmente los fenómenos que son resultados de la temperatura y por medio

de los cuales se establece un transporte de energía a través de un medio

transparente o a través del espacio. La energía transmitida en esta forma recibe

el nombre de calor radiante.

1.6 CONDUCTIVIDAD TÉRMICA ( λ )

Cantidad de calor que en condiciones estacionarias pasa en la unidad de

tiempo a través de la unidad de área de una muestra de material homogéneo de

extensión infinita, de caras planas y paralelas y de espesor unitario, cuando se

establece una diferencia de temperatura unitaria entre sus caras.

Se determina experimentalmente según la norma NCh 850of 83, NCh 851of

83.

Es el inverso de la resistencia térmica, se le llama comúnmente

Conductividad Térmica. En Chile la conductancia térmica se mide en

(W/m2 ºC).

El valor "λ" de una pared depende de la conductividad térmica de las

diversas capas que la constituyen, juntamente con los coeficientes de

transmisión de calor de las superficies de contacto sólido/aire (capa límite) de la




pared. Este valor se puede obtener teóricamente como el inverso de la suma de

las resistencias que se oponen al flujo de calor. [ Kreist, Frank, 1970]

Con respecto a la conductividad térmica, se puede señalar que la

conductividad del aire completamente quieto es mucho más baja que la de

cualquier material sólido, rasgo dominante en los materiales aislantes de alto

vacío, que no llegan a alcanzar la conductividad del aire, ya que en el interior de

sus fibras se produce una micro convección.

Otro punto interesante de tener en cuenta es que la conductividad del agua

es tal, que hace que los materiales húmedos sean menos aislantes que los

materiales secos.

En la siguiente tabla se detallan valores de conductividad térmica para

materiales comunes.




Tabla 1.0: “Conductividad térmica de materiales”

CLASIFICACION MATERIAL DENSIDAD ( g / cm2 )

λ ( kcal m / m2 °C )

Aire quieto a 0°C 0.0012 0.021 Aire quieto a 100 °C 0.0012 0.027 Poliuretano espumas 0.030 0.025 Corcho Planchas 0.096 0.030 Poliestireno expandido 0.018 0.032 Lana de vidrio 0.080 0.032 Lana de escorias 0.100 0.032 Ureaformaldieido de espuma 0.015 0.032 Panel de viruta de madera 0.130 0.037 Panel de viruta de aglomerada 0.400 0.075 Pino insigne 0.410 0.098 Lana de amianto 0.400 0.100

BUENOS

AISLANTES

Raulí 0.520 0.110 Hormigón celular 0.70 0.130 Hormigón liviano 0.72 0.170 Yeso 0.70 0.220 Ladrillo chonchón 1.50 0.400 Panel de viruta aglomerada 1.10 0.360

AISLANTES

MEDIANOS

Ladrillo hecho a máquina 1.70 0.400 Mortero revestimiento 1.70 0.48 Plástico vinílico 1.70 0.50 Agua ( líquida ) a 0°C 1.00 0.51 Agua a 94°C 1.00 0.59 Hormigón corriente 2.30 0.90 Vidrio ventana 1.05

MALOS

AISLANTES

Hormigón armado 2.40 1.40 Hierro 7.78 50 Aluminio 2.70 174 CONDUCTORES Cobre 8.93 332

Fuente:[Universidad del Bío Bío, 1999]

A modo de conclusión la tabla refleja que mientras más alta sea la

conductividad térmica en un material, mayor es la facilidad de transmitir calor, y

por lo tanto, es peor aislante térmico. Por el contrario, al disminuir la cantidad de

calor transferido, aumenta la capacidad de aislación térmica del material.

En trabajos de investigación de nuestra casa de estudio se ha desarrollado

una tabla con valores de referencia de conductividades térmicas de materiales,

clasificando estos en diferentes grados de calidad de aislación térmica.




Tabla 1.1: “Clasificación Conductividad Térmica”

VALOR λ ( W / M X°C) CLASIFICACIÓN

0.024 ≤ λ ≤ 0.038 Muy buenos Aislantes

0.038 < λ ≤ 0.12 Buenos Aislantes

0.12 < λ ≤ 0.46 Medianos Aislantes

0.46 < λ ≤ 1.62 Malos Aislantes

λ > 1.62 Conductores

Fuente: [Universidad del Bío Bío, 2000]

1.7 CONDUCTANCIA TERMICA (C) La conductancia térmica de un material es la cantidad de calor o energía

transmitida a través de la unidad de área de una muestra o de una estructura

de espesor establecida de este material, dividida por la diferencia de

temperatura entre las caras caliente y fría, en condiciones estacionarias. Cabe

mencionar que la conductividad térmica esta directamente relacionada con las

dimensiones del material a ensayar, mas precisamente con el espesor de éste.

La unidad de medida es: W / (m x K). [NCh 851, Of 83]

1.8 INERCIA TÉRMICA. Además de la resistencia, todos los componentes de construcción y en

especial los utilizados en la envolvente de edificios, poseen una cierta

capacidad de almacenamiento de calor, esto es lo que se entiende por inercia

térmica, esto es por que los materiales utilizados son capaces de aceptar




energía durante el proceso de calefacción y posteriormente durante el proceso

de enfriamiento liberan el calor almacenado paulatinamente.

La capacidad de almacenamiento de los materiales, depende de su

densidad, volumen y el calor especifico de dicho material, es decir que la

energía almacenada en estos materiales resulta directamente proporcional a

estos factores y a la diferencia de temperatura que existe entre dos ambientes y

que produce el flujo térmico.

La siguiente expresión permite calcular la inercia térmica de los materiales.

Donde: Q: calor almacenado (Wh). Cp : calor especifico del material(Wh/kgºC)

ϕ: Densidad (kg/m3).

V: volumen del elemento en m3.

∆T: diferencia de temperatura (ºC).

Q = Cp x ϕ x V x ∆T




1.9 RESISTENCIA TERMICA

1.9 .1 RESISTENCIA TERMICA DE LOS MATERIALES

Se puede definir como la oposición al paso de calor que presenta un material

o elemento de construcción, de espesor “e”, bajo condiciones unitarias de

superficie y de diferencia de temperatura. [NCh 849, Of 2001].

Se determina mediante la siguiente ecuación:

Donde, “ e” corresponde al espesor del material y “λ” a la conductividad térmica

de este.

Debe tenerse en cuenta que la resistencia térmica es afectada por los

siguientes factores:

- Densidad del material.

- Temperatura.

- Contenido humedad.

La unidad de medida de la resistencia térmica según normas Nch. 849 of. 87

y Nch. 853 of. 91 es: ( m² x K) / W.

R = e/ λ




1.9.2 RESISTENCIA TÉRMICA DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS La resistencia térmica de una pared o de otro elemento constructivo

compuesto, depende en lo esencial de:

- La conductividad térmica de las diversas capas de material que constituyen

la pared y de las resistencias térmicas de las capas de aire en cualquier

superficie de contacto sólido / aire de la pared.

- La cantidad de materiales y espesores.

- La forma en que se integran estos materiales para conformar el elemento,

es decir, el diseño constructivo.

La resistencia de una pared plana queda dada por la siguiente ecuación:

Donde:

RT : Es la resistencia térmica de la pared, en ( m2 x K / W)

Rsi y Rse : Son las resistencias térmicas de las capas de aire en contacto con la

pared por el lado interior y exterior respectivamente ( m2 x K / W)

e1 , e2 , en : Son los espesores de cada capa de pared (m)

λ1 , λ2 , λn : Son los coeficientes de conductividad térmica de los materiales

componentes de la pared, en ( W / m x K). [NCh 849, Of 2001]

Esta sencilla ecuación permite obtener indicadores aceptables de resistencia

térmica, cuando el flujo térmico es constante y la conductividad de los

materiales es conocida.

RT = Rsi + e1 + e2 +…+ Rse λ1 λ2




1.10 COEFICIENTES SUPERFICIALES DE TRANSFERENCIA TÉRMICA ( h ) ; ( he ) ; ( hi )

Son los subíndices que indican la posición de la cara tanto interior como

exterior del elemento en estudio, cuando por este se produce un flujo de calor,

el cual se transmite por una unidad de área desde una superficie en contacto

con el aire y cuando existe una diferencia de temperatura unitaria entre ambos.

La unidad de medida es: w / ( m² x K ); [NCh 851, Of 83]

1.11 RESISTENCIAS TÉRMICAS SUPERFICIALES ( Rs ) ; ( 1 / he ) ; ( 1 / hi)

1

2 Como se aprecia en la símbologia, estas resistencias son el reciproco de

los coeficientes superficiales de transferencia térmica, es así como Rs =

1/h.

3 La unidad de medida es la misma para las tres: (m² x K / W). [NCh 849,

Of 2001]

Donde, “ n “ puede ser interior o exterior

1 Rs = 1 / hn




1.12 TRANSMITANCIA TÉRMICA La transmitancia térmica es también denominada “coeficiente de transmisión

del calor” y se designa con la letra “U”.

El coeficiente “U” se define como “La cantidad de calor que pasa a través de

una pared que separa dos ambientes entre los que la diferencia de temperatura

es de 1 °C por metro cuadrado de pared durante la unidad de tiempo”.

Expresado de otra manera, es la aptitud de una pared para permitir el paso de

calor. Por lo tanto a mayor valor de este coeficiente “U”, peor será el elemento

constructivo, desde el punto de vista térmico.

Este coeficiente puede expresarse en ( Kcal / m2 h °C) o en ( W / m2 x K) .

[Nch 849, Of 2001]

Se puede determinar experimentalmente la transmitancia térmica a través de

la siguiente ecuación:

U = 1

1 + e1 + e2 +… + 1

he λe1 λe2 hi

Donde:

U : Coeficiente de transmitancia térmica ( W / m2 x K)

1 / hi , 1/ he : Resistencia térmica superficial ( m² x K / W)

e1 , e2 , en : Son los espesores de cada capa de pared (m)

λ1 , λ2 , λn : Son los coeficientes de conductividad térmica de los materiales

componentes de la pared, en ( W / m x K).




Los trabajos experimentales desarrollados en la Universidad del Bío- Bío,

sede Concepción, sirven para formarse un juicio respecto de la aislación

térmica de elementos perimetrales dado el nivel climático local. A continuación

se muestra la tabla 1.2 que indica los rangos de transmitancia térmica de los

elementos constructivos.

TABLA 1.2: Valores de referencia de Transmitancia térmica (U)

Fuente: [Universidad del Bío Bío, 2000]

Al analizar los valores de la tabla anterior y compararlos con ensayos

realizados en la Universidad del Bío- Bío, sede Concepción, que han arrojado

como resultado una transmitancia térmica promedio de U = 2.32 ( W / m2 °C)

para muros de albañilería estucados en ambas caras y un U = 2.58 ( W / m2

°C) para muros de hormigón, podemos concluir que son valores precarios de

aislación si se pretende mejorar la calidad térmica de los muros. Estos ensayos

fueron realizados de acuerdo a la norma NCh 851 Of. 83, en la cual se

ensayaron muros de 1.595 m de ancho por 1.595 m de alto y 0.14 m de

espesor para muros de albañilería y 0.20 m. para muros de hormigón, el

mortero de pega utilizado fue de dosificación 1:3 y el espesor del mortero de

estuco fue de 25 mm, aproximadamente, espesor utilizado para todos los muros

ensayados.

VALORES U ( W / M2 X °C) CLASIFICACIÓN

U ≤ 0.5 Muy buena aislación Térmica

0.5 < U ≤ 1.0 Buena Aislación Térmica

1.0 < U ≤ 1.5 Aceptable Aislación Térmica

1.5 < U ≤ 2.0 Regular Aislación Térmica

U > 2.0 Mala Aislación Térmica




Por otro lado ensayos realizados en la Universidad de Chile, precisamente

en el Instituto de Investigación y Ensaye de Materiales IDIEM, han arrojado

como resultado una transmitancia térmica promedio de U = 1.81 (W/m2 ºC),

para ensayos realizados de acuerdo a la norma NCh 851 Of. 83, en la cual se

ensayo un muro de albañilería de 2.2 m de ancho por 2.4 m de alto y 0.14 m de

espesor, el mortero de pega utilizado fue de dosificación 1:3; el espesor de este

mortero fue de 18 mm, aproximadamente, espesor utilizado para la confección

de todos los muros, por ende resulta un parámetro fundamental para el

desarrollo de la investigación.

En la tabla que se indica a continuación, se visualiza de mejor manera los

resultados obtenidos en los ensayos anteriormente mencionados y los

elementos que se utilizaron en la elaboración de las probetas (muros de

albañilería de ladrillo cerámico hechos a máquina).

TABLA 1.3: “Transmitancias térmicas con distintos tipos de ladrillos”

Dimensión (cm)

Nombre Tipo

L A H

Peso (Kg)

Numero Ensayo

Espesor Mortero De pega

Dosif. U (W/m²ºc)

Titán reforzado hueco

TRH 29 14 7.1 2.6 258.612 18 1:3 1.65


TRH 29 14 7.1 2.6 258.613 18 1:3 2.1


TRH 29 14 7.1 2.6 241.102 18 1:3 1.9

Extra titán reforzado hueco

ETRH 29 14 9.4 3.5 258.614 18 1:3 1.9

Gran titán reforzado hueco

GTRH 29 14 11.3 4.2 258.615 18 1:3 1.7

Gran titán reforzado hueco

GTRH 29 14 11.3 4.2 258.101 18 1:3 1.65

Titán reforzado hueco extra

TRHEX

29 14 9.4 3.5 241.104 18 1:3 1.75

Titán estructural armado

TEA 29 14 7.1 3.1 241.103 18 1:3 1.85

Promedio ------- 29 14 8.73 3.3 ----------- 18 1:3 1.81

Fuente: Universidad de Chile, IDIEM.




1.13 PUENTES TERMICOS Un puente térmico es un punto o un área de un elemento o muro a través del

cual el calor (o frío) se transmite en una forma substancialmente mas alta que el

resto de la superficie del elemento. A la vez, un puente térmico puede disminuir

el comportamiento térmico de un muro o permitir que la condensación se

produzca con mayor facilidad. [ Gutierrez, 2001]

Es dentro de este concepto que se inserta o trabaja el mortero de pega que

se utiliza como elemento de adherencia entre unidades de albañilería (ladrillos

cerámicos) las cuales poseen un comportamiento térmico diferente. Lo anterior,

se desprende al visualizar la tabla 1 “conductividad térmica de los materiales”, y

que de acuerdo a su conductividad térmica define esa clasificación.




CAPITULO II

“MORTEROS DE PEGA O JUNTAS DE ALBAÑILERÍA”




2.1 COMPONENTES DE LOS MORTEROS Los morteros están constituidos por distintos elementos tales como:

• Cemento

• Arena

• Aditivos

• Agua

Para que estos elementos formen parte de la pasta homogénea que

constituye el mortero de pega deben cumplir con ciertos requisitos, los cuales

se detallaran en este capitulo.

2.1.1 CEMENTO El cemento es un material que se presenta en forma de un polvo finísimo de

color gris, el cual al adicionarle una cantidad determinada de agua conforma

una pasta conglomerante capaz de endurecer tanto al aire como bajo el agua.

A demás el cemento se puede definir como un aglomerante hidráulico,

debido a la característica o propiedad de este de necesitar agua para su

fraguado, el cual se desarrolla en un proceso progresivo, pasando de un estado

frágil a constituirse lentamente en un sólido de resistencia y dureza creciente.

2.1.1.1 CLASIFICACION DE LOS CEMENTOS PRODUCIDOS EN CHILE. En el presente estudio se considera la utilización de los diferentes tipos de

cemento producidos en Chile, los cuales se clasifican de acuerdo a la Norma

Chilena NCH148. Of 68, y cuyas características se resumen en las tablas que

se indican a continuación:




TABLA 2.1: “Clasificación de los cementos según su composición”

PROPORCION DE LOS COMPONENTES DENOMINACIÓN

CLINQUER PUZOLANA ESCORIA Portland 100 % - - Portland Puzolánico ≥ 70% ≤ 30 % - Portland Siderúrgico ≥ 70% - ≤ 30 % Puzolánico 50 - 70% 30 - 50 % - Siderúrgico 20 - 70 % - 30 - 75 %

Fuente: NCh 148. Of 68.

TABLA 2.2: “Características especificas para los cementos nacionales”

TIEMPO FRAGUADO RESISTENCIAS MINIMAS (Kg/cm2) Compresión Flexión

GRADO Inicial (min.)

Final (máx.) 7 días 28 días 7 días 28 días

4 Corriente 60 min. 12 h 180 250 35 45 Alta Resist. 45 min. 10 h 250 350 45 55


2.1.2 ARIDOS

Los morteros de pega fabricados para la construcción de albañilerías de

ladrillo, están compuestos principalmente, por un árido fino, denominado arena,

el cual es un material pétreo, compuesto de partículas duras, de forma y

tamaño estable, se denomina fino porque el máximo tamaño que se puede

incorporar en este tipo de conglomerantes no debe superar los 5 mm de

diámetro, dependiendo del tipo de mortero a dosificar la arena o árido puede ser

separado en dos fracciones, una fina y otra un poco mas gruesa3.

3 Mas adelante en el punto 2.3.2 se mencionaran las características del árido para la dosificación de morteros.




Con respecto a la cantidad de granos finos que pueden aceptarse en este

tipo de morteros, la Nch 163. Of 79 indica, que el máximo es de un 5% del peso

del árido, como contenido de granos de tamaño inferior a 0.08 mm. Cabe

mencionar que para obtener un mayor grado de compacidad será conveniente

un aporte más significativo de este tipo de partículas, lográndose con lo anterior

una mezcla mucho mas compacta en los morteros de baja cantidad de

cemento. [Nch 163, Of 79]

También existen requisitos mínimos de porosidad los cuales se deben tener

en cuenta para la buena obtención de un mortero. Se establece una cantidad

de un 3%, porcentaje que se debe tener muy presente puesto que si el mortero

es expuesto a ciclos de temperatura extrema, como lo son, los ciclos hielo y

deshielo, en los cuales la porosidad del elemento tiene una gran influencia en la

durabilidad de éste, dado que al congelarse el agua al interior de estos espacios

aumenta de volumen en este estado físico, induciendo al árido a tensiones de

tracción, estas tensiones son muy peligrosas si los ciclos de temperatura son

permanentes, los que pueden conducir a la deteriorización progresiva del

elemento.

Otro punto importante, se refiere a que las arenas constituyentes de los

morteros deben estar libres de productos nocivos, los que afectarían a la

resistencia, pero principalmente a la durabilidad del elemento.




2.1.2.1 GRANULOMETRIA DE LA ARENA.

La granulometría de la arena como único árido constituyente del mortero de

pega, debe estar comprendida dentro de la siguiente banda granulométrica:

Tabla 2.3: “Banda Granulométrica de la Arena”

TAMAÑO DEL TAMIZ ( MM ) PORCENTAJE QUE PASA EN PESO5 100

2.5 95 - 100 1.25 70 - 100 0.63 40 - 75 0.315 10 - 35 0.160 2 - 15


La arena no solamente debe estar sujeta a los parámetros de la banda

granulométrica, si no que también debe cumplir las siguientes características:

- El material retenido entre 2 tamices consecutivos no debe ser superior al

50%.

- El material retenido entre el tamiz 0.315 y 0.160 mm, no debe ser superior al

25%.

2.1.3 AGUA.

El agua como el resto de los elementos constituyentes de los morteros, tiene

una incidencia muy importante en la obtención de un buen compuesto, debido a

que participa en los 2 estados que se puede presentar el mortero; fresco y

endurecido.




Debido a lo anterior el agua a utilizar en el amasado debe cumplir las

siguientes condiciones;

- Cantidad de agua4

- Las aguas provenientes de origen desconocido, deberían ser sometidas a

un análisis químico. [Nch 1498, Of 93].

No se podrá utilizar agua de mar en los morteros en los cuales se pretendan

una resistencia mayor a 150 kg./cm2, se podrá por ende utilizar en los de menor

resistencia pero teniendo en presente que el liquido no contenga algas.

[Zabaleta, Egaña, 1989]

De no cumplirse con las condiciones anteriores, se esta dispuesto a que el

mortero sufra uno de los siguientes procesos;

- Alteración del proceso de fraguado y endurecido de la pasta de cemento.

- Si existiera presencia de sulfato producirá compuestos expansivos que

pueden dañar físicamente el mortero.

- Se afecta las propiedades físicas, especialmente si existen en el liquido

sólidos en suspensión.

4 Mas adelante en el punto 2.3.3, se hablara sobre la cantidad de agua para la dosificación de morteros.




2.1.4 ADICIONES Y/O ADITIVOS. Los aditivos son productos que, introducidos en una proporción pequeña al

mortero modifican algunas de sus propiedades originales. La mayoría de las

veces se recurre a este tipo de adiciones cuando las condiciones lo hacen

imprescindibles. Los aditivos mejoran propiedades tales como:

• Resistencia

• Durabilidad

• Exposicion a ciclos hielo-deshielo

• Fragüado rapido y lento, etc. [Polpaíco, 2001]

2.1.4.1 CAL.

En los morteros de pega utilizados en las albañilerías de ladrillo, es donde

se emplea más habitualmente la cal hidráulica, y es dentro de usos como este

que el elemento debe cumplir con los requisitos químicos y físicos, que se

encuentran establecidos en la Norma Nch 1928. Of 93, y cuyas propiedades se

pueden resumir en dos fases del mortero, en estado plástico o fresco y en

estado endurecido. Ambas fases son importantes, puesto que se debe lograr

una consistencia adecuada para la colocación y posteriormente para mantener

las unidades o ladrillos unidos, y que estos tengan la capacidad de soportar

cargas, agua y temperaturas extremas. [Zabaleta, Egaña, 1989] En las tablas que a continuación se muestran se resumen los requisitos y

propiedades que debe cumplir la cal, tanto aérea como hidráulica.




TABLA 2.4: “Requisitos químicos de la cal hidratada”

Tipo de Cal Hidratada Componentes

Aérea Hidráulica Ca0 + Mg0 % mínimo 80 30 Mg0 % máximo 5 - Si02 % mínimo - 12

Fe203 + Al203 + Si02 % mínimo - 15 C02 ( en fábrica) % máximo 5 8 Residuo insoluble % máximo 5 -

Fuente: Manual del Mortero. ICH 1989

TABLA 2.5: “Propiedades físicas de la cal hidráulica”

4.1.1 Tipo de Cal Hidratada

Características

Aérea Hidráulica

Norma Ensayo

Finura por tamizado (nota 1) Nch 150 Tamiz 0.630 mm % máximo retenido

0.5 0.5

Tamiz 0.160 mm % máximo retenido

5.0

Tamiz 0.080 mm % máximo retenido

15.0

Superficie especifica (cm2/g) mínima - Nch 159 Indice de plasticidad % mínimo - Nch 1517Tiempo de fraguado Nch 152 Inicial mínimo 2 Final máximo 48 Retentividad (Nota 2) % mínimo 75 ASTM C

91 Resistencia a 28 días (MPa) Nch 150 Compresión mínimo - 2 Flexotracción mínimo - 0.8 Fuente : Manual del mortero. ICH 1989




NOTAS: 1 El tamizado debe efectuarse según el procedimiento húmedo establecido

en la Norma ASTM C 110.

2 El ensaye de retentivídad debe realizarse utilizando la arena normal

especificada en Nch 158. Of 67

2.1.4.2 ADITIVOS ESPECIALES En el mercado actual existe una amplia gama de aditivos que se le

incorporan a los morteros de pega para mejorar sus propiedades, en este

capitulo solo se mencionarán los mas usados en la actualidad y se destacara

alguno de ellos cuando resulte interesante para la investigación.

• INCORPORADORES DE AIRE:

Aumento de la resistencia a los ciclos hielo – deshielo.

Reducción de la permeabilidad.

Aumento de la fluidez.

Disminución de la exudación del agua de amasado.

Disminución de resistencia. [Zabaleta, Egaña, 1989]

• PLASTIFICADORES:

Reducción del agua de amasado manteniendo fluidez.

Reducción de la dosis de cemento sin disminución de la resistencia.




• ACELERADORES:

Se acorta el tiempo de fraguado inicial y final.

Aumenta la resistencia inicial. [Zabaleta, Egaña, 1989]

• RETARDADORES:

Se postergan los tiempos de fraguado inicial y final.

• EXPANSORES:

Compensación de la disminución de volumen que experimenta el mortero

por efecto de la sedimentación y retracción hidráulica.

• IMPERMEABILIZANTES:

Disminución de permeabilidad a los líquidos, principalmente el agua.




2.2 PROPIEDADES DE LOS MORTEROS

Las propiedades o atributos de los morteros se clasifican en dos tipos; en

estado fresco y estado endurecido.

2.2.1 PROPIEDADES DE LOS MORTEROS EN ESTADO FRESCO Cuando se adiciona agua al cemento, se da origen a la pasta de cemento, la

cual pasa por una etapa inicial, en la que se desarrolla el proceso de hidratación

del cemento, durante el cual presenta una consistencia plástica. Posteriormente

se inicia su endurecimiento, en el que adquiere progresivamente las

características de sólido.

Dado que la pasta de cemento es el componente activo del mortero, estas

mismas características le son trasmitidas, razón por la cual, el mortero presenta

en su etapa inicial un estado plástico. [Zabaleta, Egaña, 1989]

En esta etapa, el mortero acepta deformaciones con pequeños aportes de

energía externa; para producir estos cambios se deben vencer principalmente

dos reacciones internas: una constituida por el frotamiento de las partículas

granulares, cuya medida denominaremos fluidez del mortero, y la otra

proveniente de la cohesión de la masa, cuya medida denominaremos

consistencia. El conjunto de ambas características constituye la trabajabilidad

del mortero, designada también con el nombre de docilidad.




2.2.1.1 TRABAJABILIDAD El concepto de Trabajabilidad es fundamental en la etapa en que el mortero

se mantiene en estado plástico, puesto que condiciona sus características en

dicha etapa, la que a su vez corresponde a la de su empleo en obra.

La trabajabilidad está directamente relacionada con el contenido de algunos

de los componentes del mortero, principalmente con el agua y las partículas

finas, los cuales actúan en sentido contrario entre sí en la forma que se

representan esquemáticamente en la tabla que se muestra a continuación.

TABLA 2.6: “Influencia de las partículas finas y el agua en la trabajabilidad”

CONTENIDO DE

TRABAJABILIDAD O DOCILIDAD

AGUA

GRANOS FINOS

FLUIDEZ

CONSISTENCIA

Fuente : Manual del mortero. ICH 1989.

De esta manera es posible regular la trabajabilidad del mortero mediante un

adecuado ajuste de la proporción de los mencionados componentes en una

forma que sea conveniente para el uso que se pretenda darle. [Zabaleta,

Egaña, 1989]

Durante la etapa en que el mortero se mantiene en estado fresco es de gran

importancia poder otorgarle al mortero una trabajabilidad adecuada para al uso

que se desea darle, para lo cual es necesario cuantificarla, utilizando una forma




de medida de la trabajabilidad.

Sin embargo, su medición no ha sido totalmente sistematizada, siendo el

procedimiento más frecuentemente utilizado como referencia para este objeto

los ensayos de laboratorio, o el escurrimiento en las mesas de sacudidas ASTM

o DIN.

En cambio, no existen procedimientos propuestos para su control en

obra, siendo normalmente evaluada mediante apreciación visual, método que,

como se comprenderá, dista de constituir un criterio técnico por la subjetividad

que encierra.

Por este motivo, actualmente se empieza a preconizar el empleo del

asentamiento del cono de Abrams, en forma similar a como se aplica para la

medición de la trabajabilidad de los hormigones. [Zabaleta, Egaña, 1989]

Finalmente, para los morteros de alta fluidez se utiliza en un gran

porcentaje el cono de Marsh.

A continuación, se detallan brevemente los procedimientos de ensayos

mas utilizados en los morteros de pega.

• Escurrimiento En La Mesa De Sacudidas.

Este ensayo definido en la Norma ASTM C 109, consiste en medir la

variación de diámetro que experimenta un tronco de cono de mortero (cuyas

dimensiones iniciales son las señaladas en la Figura) al ser sometido a 25

caídas en la mesa también indicada en la misma Figura. Se acostumbra

expresar dicha variación en porcentaje con respecto al diámetro inicial de 100

mm o bien, como se realizara en la presente investigación en función del valor

del diámetro final expresado en mm.




Figura 2.a: “Mesa de Sacudidas”

MESA DE SACUDIDAS ASTM MESA DE SACUDIDAS DIN

Fuente: Manual del Mortero. ICH 1989

Una variante de este método de ensayo lo constituye la mesa normalizada

por la normativa alemana DIN 1048, que se denomina también mesa de Graf, la

cual presenta una mayor simplicidad en su empleo.

• Asentamiento De Cono. Este ensayo y su ejecución consiste básicamente en rellenar un molde

metálico troncocónico de dimensiones establecidas en dicho texto, este

elemento se debe llenar en tres capas apisonadas cada una con 25 golpes

de la varilla pisón, luego se retira el molde, se procede a medir el

asentamiento que a experimentado la masa del mortero colocada en su

interior. A la medición se suma una observación de la forma de

derrumbamiento del cono de mortero, la cual se produce emitiendo golpes

laterales con la varilla pisón en la plataforma. De esta forma la cantidad de

asentamiento producido permite determinar principalmente la fluidez, y por

la forma de derrumbamiento se puede observar la consistencia del mortero.

[Nch 1019.E, Of 74]




2.2.1.2 EXUDACIÓN Y RETENTIVIDAD DEL AGUA DE AMASADO El mortero durante su estado fresco, experimenta una serie de procesos,

entre los cuales se destacan:

• Exudación

El proceso de exudación se produce por que los morteros están constituidos

por materiales de distinto peso específico, razón por la cual los materiales más

pesados (sólidos) tienden a decantar y los más livianos como el agua tienden a

ascender.

La exudación, induce una serie de efectos internos y externos en los

morteros, los cuales se describen a continuación:

- La película superficial superior del mortero acumula un contenido de agua

mayor que el resto de la masa, esto significa que se produce un aumento

de la razón agua / cemento de dicha capa, que trae con ello una menor

resistencia. Este efecto, debe ser considerado principalmente en las obras

en que el mortero se utiliza para adherir otros materiales entre sí, como es

el caso de los morteros de junta en las albañilerías de ladrillo, o de pega

de unidades de cemento como baldosas, etc.

- El ascenso del agua da origen a conductos capilares, que constituyen

posteriormente vías permeables, afectando en consecuencia la

impermeabilidad del mortero, en particular en lo que concierne a su

capacidad de absorción de agua por capilaridad. [Zabaleta, Egaña, 1989]




- La exudación produce, además, una pérdida de trabajabilidad,

rigidizando al mortero ya colocado. Este efecto puede ser importante en

los casos en que el mortero queda paulatinamente sobrecargado,

pudiendo conducir a una disminución de su capacidad de soporte, como

sucede en las albañilerías.

Es claro entonces, que la exudación produce efectos desfavorables, por lo

cual es necesario aumentar la capacidad de retención de agua por parte del

mortero.

• Retentividad del agua de amasado

La retentividad se define como la capacidad que tienen los materiales o

componentes para retener agua en sus partículas y entregarla gradualmente a

los morteros. Un ejemplo de material que entrega alta retentividad hidráulica es

la cal, producto que ayuda a evitar fallas y fisuras, ya que controla el proceso de

hidratación del cemento.

Como hemos visto, la exudación produce efectos negativos en los morteros,

para evitar efectos desfavorables se debe aumentar la capacidad de retención

de agua por parte del mortero. Para ello, puede recurrirse a las siguientes

medidas preventivas:

- Utilizar una adecuada composición granulométrica de la arena,

especialmente una mayor cantidad de partículas que pasen la malla 0.315 mm.

En este sentido, el aumento de la dosis de cemento o la adición de cal puede

resultar muy favorable en ciertos casos. [NCh 1928, Of 93]




- Recurrir eventualmente al uso de incorporadores de aire y plastificantes.

- Utilizar un tiempo de amasado mayor que el normal, con el objeto de

facilitar una adecuada distribución del agua en la superficie de los

materiales sólidos y con ello su retención por parte de éstos.

Se debe mencionar que al optar por algunas de las medidas antes

mencionadas se debe tener presente entre otras cosas que; un exceso de

cementos y finos aumentan la retracción hidráulica; las mayores cantidades de

cal, agua y finos o los incorporadores de aire, disminuyen la resistencia a la

compresión de los morteros.

2.2.1.3 FRAGUADO

Se define como fraguado el cambio de estado físico que sufre una pasta

desde una condición blanda hasta una condición de rigidez. [Zabaleta, Egaña,

1989]

El proceso de fraguado comienza desde el momento en que se inicia la fase

activa del proceso químico exotérmico que culminará con la solidificación

(Carente de resistencia) dentro de las cuatro o cinco horas siguientes desde la

preparación del mortero.

2.2.1.4 FALSO FRAGUADO DEL CEMENTO Este concepto, se refiere a un endurecimiento prematuro del cemento al ser

mezclado con agua.

El falso fraguado proviene de un comportamiento anómalo del yeso




adicionado al cemento en la etapa de molienda del clínquer, elemento

constituyente del cemento. Este fenómeno produce una rigidización del mortero

aún en estado fresco, en los minutos posteriores a la adición de agua de

amasado. [Zabaleta, Egaña, 1989]

Para evitar estos efectos desfavorables, un procedimiento efectivo consiste

en aumentar el tiempo de amasado para devolver al mortero la plasticidad

pérdida.

2.2.1.5 AGRIETAMIENTO PLÁSTICO

El agua de amasado en la mayoría de los casos se evapora poco a poco,

lo cual hace que el mortero se vaya secando desde la superficie hacia el interior

de este, produciendo de esta manera una contracción, por lo cual la superficie

se contrae mas rápidamente que el resto, derivando como consecuencia un

agrietamiento del mortero cuando aun esta en estado plástico, lo cual se

denomina agrietamiento plástico. [Zabaleta, Egaña, 1989]

Este efecto debe ser evitado, puesto que produce una superficie débil en el

mortero. El agrietamiento plástico se produce principalmente cuando existe una

temperatura elevada o si hay viento en el lugar de colocación, porque de esta

manera el secado superficial se hace más rápido.

En estos casos se recomienda para evitar el agrietamiento plástico mantener

un ambiente relativamente húmedo y fresco alrededor del mortero, si de igual

forma se produjera el agrietamiento, se puede proceder a alisar el mortero

tratando de esta forma cerrar las grietas producidas.




2.2.2 PROPIEDADES DEL MORTERO ENDURECIDO.

El mortero atraviesa por un proceso de endurecimiento progresivo que lo

transforma de un material de consistencia inicial plástica en un sólido, lo

anterior se produce por un proceso físico-químico, del cual nos hemos referido

anteriormente. Durante este proceso las propiedades del mortero evolucionan

paulatinamente con el tiempo, estas variaciones dependen principalmente de

las características y proporciones de los materiales componentes y de las

condiciones ambientales a que estará expuesto durante su vida útil. [Zabaleta,

Egaña, 1989]

La deducción de las propiedades que posee el mortero en una etapa

determinada de este proceso de endurecimiento no es posible en la actualidad

deducirlas directamente de las características del proceso, sino que debe

recurrirse a ensayos que evalúan en forma directa dichas propiedades.

A continuación, se resumirán las formas de determinar las propiedades más

importantes del mortero en su etapa de endurecimiento y el alcance que debe

dar para una correcta interpretación.

Las propiedades referidas anteriormente son: la densidad, la resistencia y

las variaciones de volumen.

2.2.2.1 DENSIDAD.

La densidad del mortero se define como el peso por unidad de volumen. Esta

depende del peso específico y de la proporción en que participan cada uno de

los diferentes materiales constituyentes del mortero. Para los morteros

convencionales, confeccionados con materiales granulares provenientes de

rocas sin contenido de minerales metálicos, su valor oscila entre 1.80 y 2.30




kg/dm3. [Zabaleta, Egaña, 1989]

La densidad normalmente experimenta ligeras variaciones con el tiempo que

provienen de la evaporación del agua de amasado hacia la atmósfera y que en

total puede significar una variación de hasta alrededor de un 5% de su densidad

inicial, además puede ser modificada artificialmente, para obtener morteros de

menor densidad que los convencionales, los que se denominan morteros

Livianos.

Los morteros livianos se obtienen por medio de la incorporación de aire, ya

sea directamente en la masa del mortero o incorporada en los áridos utilizando

áridos livianos. Su densidad puede alcanzar valores tan bajos como 0.5 kg/dm3

y se utilizan principalmente cuando se desea obtener aislación térmica y

acústica mayor que las del mortero convencional.

2.2.2.2 RESISTENCIA. La resistencia es una de las propiedades más importantes del mortero,

principalmente cuando se le utiliza como componente de elementos de

naturaleza estructural, por ejemplo como mortero de junta en albañilerías, para

relleno de albañilerías armadas o como mortero proyectado. Al utilizarlo en

estas condiciones, el mortero queda sometido a las tensiones derivadas de las

solicitaciones que actúan sobre el elemento estructural, si estas sobrepasan su

capacidad resistente se producirán fisuras o fracturas, que pueden llegar a

afectar la seguridad de la estructura. Por este motivo, el mortero deberá tener

una resistencia tal que las tensiones producidas no sobrepasen su capacidad

resistente, lo cual hace necesario conocer esa característica.




De las resistencias mecánicas, la más estudiada ha sido la resistencia a

compresión. Esta se mide porque el mortero de pega debe soportar las

sucesivas hiladas de ladrillos, las cuales deben desarrollarse con relativa

rapidez para permitir de esta forma el avance de la construcción.

Con la resistencia a la compresión se pueden relacionar otras características

resistentes tales como tracción, corte y adherencia.

Un criterio común que existe respecto a la resistencia mecánica del mortero

de junta para unidades de albañilería sometidas a compresión axial, es que

tenga una resistencia semejante a la de las unidades, ya que no se obtendría

ninguna ventaja si la resistencia del mortero es muy elevada con respecto a los

elementos, puesto que la falla se produciría en ellos, aumentando además el

costo de la obra.

2.2.2.3 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN.

En principio, el procedimiento para la determinación de la resistencia a la

compresión del mortero es el mismo utilizado para los hormigones.

Sin embargo, como se mencionó anteriormente, el tamaño máximo del árido

fino utilizado en el mortero no excede normalmente los 5 mm, entonces resulta

más práctico emplear lo establecido en la norma chilena Nch 158. Of 67 para

los cementos, en la cual se indican la forma y dimensiones de los elementos a

emplear para la ejecución de los ensayos, además con este ensayo se puede

conocer la resistencia a tracción por flexión (flexotracción).

Cabe mencionar que el valor de resistencia obtenido en el ensayo no es, sin

embargo, absoluto, puesto que depende de las condiciones en que este haya

sido realizado.




2.2.2.4 RESISTENCIA A TRACCIÓN. La resistencia a tracción del mortero no tiene la misma incidencia estructural

que para los hormigones. Sin embargo, en algunos casos, como, por ejemplo,

para determinar la seguridad a la fisuración, puede ser necesario disponer de

valores de ella.

Tal como se indicó en 2.2.2.3, al efectuar la determinación de la resistencia

del mortero], además de obtenerse la resistencia a compresión, el ensayo

conduce a resultados de resistencia a flexotracción, [Nch 158. Of 67]. En caso

de no disponer de valores obtenidos del ensayo directo, la resistencia a

flexotracción puede obtenerse por relación con la de compresión, para lo cual

puede emplearse la siguiente relación aproximada:

Donde: R f = resistencia a flexotracción en probetas de 4x4x16 cm

(RILEM).

R c = resistencia a compresión en las mismas probetas.

Sin embargo, los valores así obtenidos no pueden utilizarse directamente,

pues están fuertemente condicionados por la forma de ejecución, en particular

por las dimensiones de las probetas del ensayo.

R f = 0.12 Rc + 20 [kg/cm2]




2.2.2.5 CAMBIOS DE VOLUMEN. El mortero experimenta variaciones de volumen, dilataciones o

contracciones, durante toda su vida útil por causas físico - químicas. El tipo y

magnitud de estas variaciones está influenciada en gran parte por las

condiciones ambientales de humedad y temperatura existentes, y también por

los componentes presentes en la atmósfera. [Zabaleta, Egaña, 1989]

La variación de volumen derivada de las condiciones de humedad se

denomina retracción hidráulica, por otra parte las que tienen por causa la

temperatura, retracción térmica.

• Retracción Hidráulica. La retracción hidráulica del mortero puede tener su origen en causas

endógenas al mortero o en Ia tensión superficial del agua acumulada en sus

discontinuidades internas. Las motivadas por causas endógenas se derivan de

las variaciones de volumen producidas en Ia pasta de cemento durante el

proceso de fraguado y endurecimiento. Esta variación se traduce normalmente

en una contracción, pues el volumen absoluto de los compuestos hidratados es

menor que el de los compuestos originales del cemento.

Por otra parte, el agua de amasado contenida en el mortero tiende a

evaporarse progresivamente, si éste no se mantiene en un ambiente saturado

de humedad. Dado que la estructura interna del mortero es discontinua debido

a la existencia de poros y fisuras, en su mayoría de tamaño capilar, al progresar

el desecamiento se producirá en ellas el contacto de una fase líquida, el agua,

con una gaseosa, el aire, lo que generará una tensión superficial. Esta tensión

se transmite en forma de compresión a las paredes de las discontinuidades,

alcanzando una magnitud tal que es capaz de producir la contracción del




mortero.

Como consecuencia del mencionado proceso, si el mortero se mantiene en

un ambiente no saturado, experimentará una contracción causada por la

tensión superficial interna de la fase líquida contenida en él.

• Retracción Térmica. El mortero durante la fase de endurecimiento puede experimentar

variaciones de volumen causadas por aumentos o disminuciones de

temperatura, estos cambios de temperatura pueden provenir de distintas

fuentes, tanto del medio ambiente como de causas internas derivadas del

proceso de fraguado y endurecimiento de la pasta de cemento. [Zabaleta,

Egaña, 1989]

Estos efectos por ser independientes en su origen, pueden superponerse,

siendo de mayor importancia para los morteros los derivados de las variaciones

de la temperatura ambiente, debido principalmente a los espesores en que se

coloca el mortero de pega, los que en su mayoría son espesores pequeños.

De esta forma los principales factores que condicionan la capacidad de

retracción térmica son los que se mencionan a continuación:

• Variaciones derivadas de causas externas:

- Magnitud y velocidad de las variaciones de temperatura ambiente.

• Variaciones por causas internas:

Características del cemento:

- Finura de molienda

- Temperatura en el momento de su incorporación en le mortero.




2.2.2.6 DURABILIDAD El mortero, durante toda su vida útil, estará permanentemente expuesto a

acciones de agentes que afectan su durabilidad, estos pueden ser físicos,

derivados principalmente del clima; o por la acción de agentes químicos,

derivados de acciones internas o externas del mortero. [Zabaleta, Egaña, 1989]

• Agentes Físicos Los agentes físicos que producen efectos de mayor importancia sobre el

mortero son los derivados de las condiciones de tipo ambiental como la

temperatura y la humedad y procesos erosivos como la abrasión.

• Agentes Químicos La acción de los agentes químicos sobre el mortero puede ser generada

internamente en el mortero por el efecto de la materia orgánica de los áridos o

bien provenir de acciones agresivas externas como por ejemplo los desechos

orgánicos de los animales.

Los requisitos de durabilidad establecidos en la norma se encuentran

clasificados en la tabla 2.7:




TABLA 2.7: “Requisitos de Durabilidad”

Requisitos Grado de Exposición

Condiciones de la Exposición Conglomerante

( Kg/ m) Aire

Incorporado

Severo Elevada saturación por humedad

con ciclos de congelación y deshielo

450 Si

Moderado Humedad y ciclos de congelacióny deshielo

400 Si

Débil Humedad con eventual presencia

de ciclos de congelación y deshielo

350 _

Despreciable Humedad eventual _ _

Fuente: Nch 2256 / 1 Of. 2001

NOTA: El conglomerante del cual se habla en la tabla 2.7 considera cemento,

cemento más cal hidráulica o cemento más otras adiciones.

2.3 DOSIFICACIÓN DE MORTEROS

La dosificación, consiste en establecer las proporciones apropiadas de los

materiales que componen el mortero de pega, con el fin de obtener la

trabajabilidad, resistencia y durabilidad requeridas, con una mayor efectividad y

menor costo. La dosificación debe considerar todos los factores influyentes,

tales como:

5 - Las condiciones ambientales que deberá soportar (humedad,

congelación).

- Los materiales, procedimientos de mezclado, colocación y curado que se

van a emplear en la obra y otros. [Polpaíco, 2001]




2.3.1 RELACION AGUA / CEMENTO

El control de agua de amasado en la dosificación de morteros es esencial

para obtener los mejores resultados. Un exceso de agua de amasado puede

provocar segregación de los áridos, fisuras, porosidad y baja resistencia.

La razón agua cemento debe ser la mayor posible. [Polpaíco, 2001]

A medida que aumenta la dosis de agua, la pasta de cemento se diluye

perdiendo su resistencia y durabilidad, por lo tanto, cuanto menos agua

contenga y sea trabajable, obtendremos morteros de pega más resistentes y

durables.

2.3.2 CARACTERISTICAS DEL ARIDO.

Como ya se mencionó anteriormente el mortero esta compuesto por

cemento, agua y arena; la utilización de este último componente trae consigo

que las principales precauciones que se deben tomar para lograr un buen

producto están relacionadas con las propiedades de dicho elemento. [Zabaleta,

Egaña, 1989]

Es por ello que la granulometría de la arena al ser el único árido que se

utiliza en un gran porcentaje en la consistencia del mortero, debido a que no se

puede ajustar la banda granulométrica al no existir otro árido. Lo anterior trae

como consecuencia el empleo de algún aditivo para de esta forma lograr

superar las deficiencias que puede presentar este componente, como lo es la

escasez de granos finos por ejemplo, lo cual se puede solucionar agregando cal

hidráulica.




Otra condicionante que se presenta en este tipo de aglomerados es el

contenido de huecos que proporciona la arena, la cual condiciona la resistencia

del mortero, debido a que no se logra un elemento compacto si los volúmenes

de cemento y agua no logran mojar la condición de los espacios antes

mencionados.

2.3.3 CANTIDAD DE AGUA.

La cantidad de agua a utilizar en la composición de un mortero queda

definida por la Trabajabilidad que se desea lograr. No interviniendo en este

proceso el sistema de dosificación a emplear. [Zabaleta, Egaña, 1989]

Cabe mencionar que existen diferentes criterios para determinar la cantidad

de agua en una dosificación, en el presente estudio se utilizara como referencia

la fluidez, las características de la arena y de la cal; A continuación se muestra

una tabla en la cual se relacionan ambos conceptos, los cuales han sido

definidos anteriormente.




TABLA 2.8 :”Determinación De La Dosis De Agua Y Aire ( L/M3) De Un

Mortero”.

MF = 3,20 MF = 2,70 MF = 2,70 MF = 2,70 H% de cal < 25 25 - 50 >50 < 25 25 - 50 >50 < 25 25 - 50 >50 < 25 25 - 50 >50

ARENA TAMAÑO MAXIMO 5 mm

Fluidez Dosis de agua y aire (l/m3) Baja 260 265 270 280 285 290 310 315 320 350 355 360 30Media 270 275 280 290 295 300 320 325 330 360 365 370 30Alta 290 295 300 310 615 320 340 345 350 380 385 390 40Muy alta

310 315 320 330 335 340 360 365 370 400 405 410 40

ARENA TAMAÑO MAXIMO 2.5

mm


345 350 355 365 370 375 395 400 405 435 440 445 50

ARENA TAMAÑO MAXIMO 1.25 mm


385 390 395 405 410 415 435 440 445 475 480 485 60

Fuente : Manual Del Mortero. ICH 1989.

Donde: MF = modulo de finura de la arena

H = contenido mínimo de aire para un mortero compacto




Para la definición de fluidez se ha adoptado el siguiente criterio:

TABLA 2.9 : “Fluidez De Los Morteros”

FLUIDEZ ASENTAMIENTO DE CONO MESA DE SACUDIDAS ASTMBaja 0 – 2 cm ≤ 130 mm

Media 3 – 8 cm 140 – 175 mm Alta 9 – 14 cm 180 – 195 mm

Muy alta 15 – 20 cm 200 – 220 mm Fuente: Manual del Mortero, ICH 1989

La dosificación de morteros se determina mediante la siguiente ecuación

básica.

Con esta ecuación se debe cumplir para que de esta forma la relación se

verifique con los volúmenes que intervienen en la dosificación. . [Zabaleta,

Egaña, 1989]

(1)

Donde:

C : dosis de cemento por m3 de mortero ( kg )

Pc : peso especifico real del cemento ( kg / l )

K : dosis de cal por m3 de mortero ( kg )

Pk : peso especifico real de la cal ( kg / l )

F : dosis de arena por m3 de mortero ( kg )

Pf : peso especifico real de la arena ( kg / l )

A : dosis de agua libre por m3 de mortero ( l )

H : contenido de aire por m3 de mortero ( l )

C / pc + K / pk + F / pf + A + H = 1000 ( litros )




2.3.4 DOSIFICACIÓN DE MORTEROS POR PROPORCIONES.

Esta dosificación como su nombre lo dice se utiliza en ella una combinación

de materiales por proporción, debiendo definir estas proporciones en peso o

volumen, para determinar de esta forma las cantidades a mezclar. [Zabaleta,

Egaña, 1989]

2.3.5 PROPORCIONES ESPECIFICADAS EN PESO.

Para determinar las cantidades de la dosificación se utiliza generalmente la

siguiente expresión.

Donde: K = la proporciona en peso de cal en relación con el cemento

F = la proporción en peso de arena en relación con el cemento

Por lo tanto, si C, K, F son las cantidades en peso por m3 de mortero,

entonces se tendrá que:

K = kC ( 2 )

F = fC ( 3 )

Reemplazando estos términos en la relación principal ( 1 ) indicada

anteriormente, se tendrá que:

Cemento: Cal: Arena = 1: K: F

C / pc + kC / pk + fC / pf + A + H = 1000 ( litros )




De donde se deduce:

Para determinar los valores de C, se debe extraer los valores de A y de H de

la tabla 2.2, de esta forma determinado C, se podrán establecer los valores de

las dosis de cal y arena según las expresiones ( 2 ) y ( 3 ) respectivamente.

2.3.6 DOSIFICACIONES MÁS UTILIZADAS.

En el país las dosificaciones más utilizadas para mortero de pega y que se

recomiendan por los ingenieros calculistas se encuentran enmarcadas dentro

de la normativa vigente y cumplen con las NCh 1928. Of 93, y la NCh 2123. Of

97.

Al igual que en seminarios anteriores relacionados con este proyecto se hizo

referencia a un catastro realizado por la Universidad Católica respecto a las

soluciones constructivas utilizadas en el país, las cuales se encuentran

resumidas en la tabla que se indica a continuación.

C = 1000 - A - H

1/pc + k/pk + f/pf




TABLA 2.10; “Dosificaciones De Mortero De Pega Utilizadas”

Tipología Tipo de muro Dosificación Disposición del ladrillo

1 Albañilería, Ladrillo hecho a mano 1:3 Soga

2 Albañilería, Ladrillo hecho a maquina 1:4 Soga

3 Tabiquería de madera ------- ----------




7 Tabiquería de madera ------- ----------


9 Hormigón armado ------- ---------

10 Hormigón armado ------- ---------


12 Hormigón armado ------- ---------

13 Hormigón armado ------- ---------



Fuente: Determinación De Tipologías Constructivas Base. Instituto De La

Construcción.

De acuerdo al estudio realizado y que se refleja en la tabla 2.10, las

dosificaciones mas utilizadas son 1: 3 y 1:4, especificándose su utilización en

un 45 y 55% respectivamente para las diferentes tipos de soluciones

constructivas que se realizan en el país5.

5 En el capitulo 5 se describirán algunas dosificaciones mas utilizadas vistas en terreno.




2.4 CLASIFICACIÓN DE LOS MORTEROS.

La norma NCh 2256/1c. Of 2000, establece una clasificación por grados de

resistencia a compresión, por tipos de consistencia, por retentividad y por otras

características que se mencionan a continuación:

2.4.1 GRADO DE RESISTENCA A COMPRESIÓN. Los morteros se clasifican con respecto a su resistencia especificada a

compresión f p, medida en los trozos resultantes del ensayo por flexión

realizados a la edad de 28 días en probetas de 40x40x160 mm (RILEM), y de

esta forma se clasifican como indica en la tabla 2.8:[NCh 2256/1, Of 2001]

TABLA 2.11 : “Grados de Resistencia a Compresión”.

GRADO DEL MORTERO MPAM 0.5 0.5 M 2.5 2.5 M 5.0 5.0 M 7.5 7.5 M 10.0 10.0M 12.5 12.5M 15.0 15.0M 20.0 20.0M 25.5 25.5M 30.0 30.0

Fuente: NCh 2256/1. Of. 2001 NOTA: Se debe considerar que 1 MPa es equivalente a 9.80665 kgf/cm2.

A diferencia de la NCh 170. Of 1985, la norma de morteros dice

explícitamente que pueden haber grados intermedios y también mayores a

M30. El ensayo de resistencia esta definido en la NCh 158. Of 1967.




2.4.2 GRADO DE CONSISTENCIA. Los morteros se clasifican en los tipos de consistencia que se indican en la

tabla 2.9, los cuales están determinados en laboratorio según el ensayo de

extendido de la mesa de sacudidas, establecidos en la NCh 2257/1. Of 2001.

[NCh 2256/1, Of 2001]

TABLA 2.12 : “Consistencia”.

TIPOS EXTENDIDO (MM)1 - Seca ≤ 150

2 - Plástica 150 - 240 3 - Fluida > 240

Fuente: NCh 2256/1. Of. 2001

2.4.3 GRADO DE RETENTIVIDAD.

Los morteros se clasifican por retentividad como se indica en la tabla 3.d.

Según el ensayo establecido en la NCh 2259. Of 1996. [NCh 2256/1, Of 2001]

TABLA 2.13 : “Retentividad”

GRADO % DE RETENTIVIDAD1 ≥ 70 2 60 - 70 3 50 - 60 4 < 50

Fuente: NCh 2256/1. Of. 2001




2.4.4 REQUISITOS COMPLEMENTARIOS.

Cuando sea necesario, los grados y tipos pueden complementarse en las

especificaciones particulares de la obra, con requisitos relativos a:

- Tipos de conglomerantes.

- Dosis de conglomerante (kg/m3 o dosificación en peso).

- Tamaño máximo de la arena.

- Aditivos y adiciones, etc.




CAPITULO III “CLASIFICACION Y REQUISITOS DE LOS LADRILLOS

CERÁMICOS”




3.1 DEFINICIÓN Los ladrillos son materiales de construcción hechos moldeando tierra

arcillosa húmeda en forma de bloque. Después se endurece el bloque al sol o

usando fuego.

Hay diferentes tipos de ladrillos: ladrillo fiscal, ladrillo refractario, ladrillo

princesa entre otros.

3.2 CLASIFICACION Atendiendo a sus propiedades físicas y mecánicas, los ladrillos cerámicos se

clasifican en clases y grados. Adicionalmente, las características asociadas a

forma y terminación del ladrillo cerámico dan origen a una clasificación según

uso. .[NCh 169, Of 2001]

3.2.1 CLASIFICACION POR CLASES

• Ladrillos Macizos Hechos A Máquina (Mqm) Unidades macizas sin perforaciones ni huecos.

• Ladrillos Perforados Hechos a Máquina (MqP) Son unidades que poseen perforaciones y huecos, regularmente

distribuidos, cuyo volumen es inferior al 50% del volumen bruto o total.

• Ladrillos Huecos Hechos a Máquina (MqH) Son unidades que poseen huecos y perforaciones, regularmente

distribuidos, cuyo volumen es mayor o igual al 50% del volumen bruto total.




3.2.2 CLASIFICACION POR GRADOS Los ladrillos se clasifican en grado 1, grado 2 y grado 3, según los requisitos

de resistencia a la compresión, adherencia y absorción de agua. [NCh 169, Of

2001]

• Grado 1 Dentro de esta clasificación están los ladrillos macizos hechos a máquina,

los ladrillos perforados hechos a máquina y los ladrillos huecos hechos a

máquina. Además deben cumplir con algunos requisitos mecánicos a la

compresión, absorción de agua y adherencia, los que se señalan en la siguiente

tabla:

Tabla 3.1: “Requisitos Mecánicos Ladrillos Grado 1”

Grado 1 Requisitos Mecánicos MqM MqP MqH

Resistencia a la Compresión Mpa 15 15 15

Absorción de Agua (máximo) % 14 14 14

Adherencia Mínima (área neta) MPa 0,4 0,4 0,4

Fuente: NCh 169 Of. 2001

Son de resistencia y durabilidad alta. En general se consideran aptos para

un buen desempeño en condiciones de servicio extremas.

• Grado 2 De dentro de esta clasificación están, los ladrillos perforados hechos a

máquina y los ladrillos huecos hechos a máquina. Al igual que los de grado 1,




estos deben cumplir con algunos requisitos mecánicos a la compresión,

absorción de agua y adherencia, señalados en la siguiente tabla.


Grado 2 Requisitos Mecánicos MqP MqH

Resistencia a la Compresión Mpa 11 11

Absorción de Agua (máximo) % 16 16

Adherencia Mínima (área neta) MPa 0,35 0,35


Son de resistencias y durabilidad moderada. En general se consideran aptos

para un desempeño adecuado en condiciones normales.

• Grado 3 De dentro de esta clasificación están los ladrillos perforados hechos a

máquina y los ladrillos huecos hechos a máquina. Al igual que los anteriores

estos deben cumplir con algunos requisitos mecánicos a la compresión,

absorción de agua y adherencia, señalados en la siguiente tabla:


Grado 3 Requisitos Mecánicos MqP MqH

Resistencia a la Compresión Mpa 5 5

Absorción de Agua (máximo) % 18 18

Adherencia Mínima (área neta) MPa 0,30 0,25





Son de resistencias y durabilidad regular. En general, se consideran aptos

para un desempeño aceptable en condiciones de servicio normales poco

exigidas.

3.2.3 CLASIFICACION POR USO De acuerdo a su uso, los ladrillos cerámicos se clasifican en ladrillos cara

vista (V) y ladrillos para ser revestidos (NV). [NCh 169, Of 2001]

• Cara Vista (V) Se refiere a la cara o superficie del ladrillo que quedará expuesta a la

intemperie, sin recibir revestimiento, excepto pintura.

• Cara Revestida (NV) Son aquellos caras del ladrillo, que se encuentra cubierta, apoyada o

protegida del ambiente o entorno.




3.3 REQUISITOS DE FORMA Y TERMINACIÓN 3.3.1 FORMA Los requisitos de forma, están indicados en la siguiente tabla:

Tabla 3.4: “Requisitos de Forma y Terminación”

Tipo de ladrillo según el uso Requisitos

V NV

Fisura Superficial

La fisura superficial se limita en longitud a no más de 1/· de la dimensión de la cara respecto a la dirección de la fisura. En los cabezales se acepta la existencia de fisuras superficiales sin importar longitud.

Se acepta en cualquier cara sin importar su longitud.

Fisura Pasada No se acepta en caras mayores. Se acepta a lo más una fisura pasada en alguno de los cabezales.

Se acepta una fisura pasada en cualquiera desus caras.

Desconchamiento

Se acepta la existencia de alo más un desconchamiento superficial y, siempre que su diámetro no supere los 10 mm.

Se acepta hasta un desconchamiento por cara, limitando también su diámetro a 10 mm como máximo.

Eflorescencia Se acepta presencia de eflorescencias, de fácil remoción, cuya extensión se limita por acuerdo entre las partes.

Tolerancias de Planeidad ± 4 mm

Tolerancias Dimensional.

-Largo -Ancho -Alto

± 5 mm ± 3 mm ± 3 mm


NOTA: Estos requisitos se comprueban utilizando los procedimientos descritos

en NCh 168




3.3.2 TERMINACION Los requisitos de apariencia o terminación de los ladrillos cerámicos, según

se trate de ladrillos cara vista (V) o ladrillos para ser revestidos (NV), son los

siguientes:

3.3.2.1 FISURAS Se distinguen dos tipos de fisuras de común ocurrencia en ladrillos

cerámicos:

• Fisura Superficial Las cuales pueden darse en ladrillos para ser revestidos (NV), sin importar

su longitud. En los ladrillos cerámicos cara vista (V) la fisura superficial se limita

en longitud a no más de 1/· de la dimensión de la cara con respecto a la

dirección de la fisura. En las caras menores o cabezales del ladrillo, se acepta

la existencia de fisuras superficiales sin importar su longitud. .[NCh 169, Of

2001]

• Fisura Pasada No se acepta la existencia de fisura superficial en las caras mayores de los

ladrillos cerámicos cara vista (V), solo en alguno de sus cabezales. En los

ladrillo cerámicos para ser revestidos (NV), se acepta la existencia de una fisura

pasada en cualquiera de sus caras.




3.3.2.2 DESCONCHAMIENTO Se acepta la existencia de a lo más un desconchamiento superficial, y

siempre que su diámetro no supere los 10 mm. En ladrillos cerámicos para ser

revestidos (NV), se acepta hasta un desconchamiento por cara, limitando

también su diámetro a 10 mm. . [NCh 169, Of 2001]

3.3.2.3 EFLORESCENCIA Se acepta la presencia de eflorescencia en las caras de los ladrillos

cerámicos (V y NV), de fácil remoción, cuya extensión se limita por acuerdo

entre las partes.

3.3.2.4 SALTADURAS Solo se acepta en los ladrillos cerámicos (V), y son saltaduras cuya

presencia no afecte la apariencia de las caras vistas. . [NCh 169, Of 2001]

3.3.3 REQUISITOS GEOMÉTRICOS Para los ladrillos cerámicos de uso estructural en albañilería armada, se

establecen los siguientes requisitos:

• El área neta de las unidades perforadas o con huecos debe ser mayor o

igual al 50% del área bruta.[NCh 169, Of 2001]

• El área de los huecos de las unidades donde se acepta colocar armadura de

ser mayor o igual a 32 cm2, y su dimensión mínima debe ser de 5 cm.




• El espesor mínimo de cáscaras simples debe ser de 19 mm. En el caso de

unidades con cáscara compuesta, el espesor mínimo de la cáscara debe ser

de 38 mm.

• En cáscaras compuestas, con porcentaje de huecos que no exceda al 35%,

y cuyos huecos sean de área igual o menor a 6,5 cm2, el espesor mínimo de

los tabiques longitudinales y transversales que conformen la cáscara, debe

ser de 10 mm. .[NCh 169, Of 2001]

• En cáscaras compuestas cuyos huecos sean de área superior a 6,5 cm2 los

espesores de los tabiques longitudinales y transversales deben ser mayores

o iguales a 13 mm, siempre que las dimensiones de los huecos de la

cáscara no excedan a 16 mm en el sentido del espesor de la cáscara ni a

127 mm en su longitud.

• El espeso de tabiques ubicado fuera de la cáscara compuesta de la unidad

debe ser mayor o igual a 13 mm. Este requisito se puede reducir a 10 mm

para tabiques que separan un hueco de más de 6,5 cm2 de área de otro de

área inferior a 6,5 cm2, y a 6 mm para tabiques que separen huecos con

áreas inferiores a 6,5 cm 2




CAPITULO IV

“CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DE LOS LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS EXISTENTES EN

EL MERCADO NACIONAL”




4.1 PRODUCCION A NIVEL NACIONAL En la actualidad la industria nacional del ladrillo se compone de 25

empresas, en las que se destacan tres de ellas por su gran participación en el

mercado nacional.

A modo de análisis, se presenta a continuación a través de la tabla 5.1, la

incidencia en el mercado de la producción de ladrillos, destacándose las tres

empresas con mayor demanda en el mercado nacional.

Tabla 4.1: Incidencia De La Producción De Ladrillos En El Mercado

Nacional.

Empresa Participación de Mercado

Volumen anual en Unidades

Cerámica Santiago S.A. 50% 120.000.000

Industrias Princesa Ltda. 35% 84.000.000

Cerámica Bío Bío 3% 7.200.000

Otras 12% 28.800.000

Fuente: [Campos, 2002]

La tabla anterior permite visualizar la incidencia de la producción de las

empresas más importantes en el mercado nacional. A partir de estos

antecedentes se estudiaran, las principales características y propiedades de los

ladrillos de altas escuadrías producidos por las dos empresas con mayor

incidencia en el mercado nacional.




4.2 LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS PRODUCIDOS POR INDUSTRIAS PRINCESA

Industrias Princesa dentro de la línea muros, produce las series de ladrillo

llamadas “Serie Gran Titan” y “Serie Súper Titán”, donde se destacan tres tipos

para cada serie, que se detallan en la siguientes tablas:

• Serie Gran Titán Tabla 4.2: “Características y Propiedades del Ladrillo Gran Titán Reforzado

Estructural6”

TIPO MQP GRADO 1 Identificación GTRE Dimensiones 29x14x11.3 cm. Peso 4.6 Kg. Rendimiento a Soga 26 Unidades/m2 Consumo de Mortero 49 Lt/m2 Área Hueco Mayor Mayor a 32 cm2 Resistencia a la Compresión Mayor a 170 Kg/cm2 Resistencia Prismática 5,46 MPa Corte Diagonal o Murete 0,51 MPa Resistencia al fuego F 180 Transmitancia Térmica 1,7 W/m2 °C Aislación Acústica 40 dB

Recomendaciones

Uso Principal en albañilerías confinadas, permitiendo el paso de tensores. Además, permite la canalización de instalaciones sin necesidad de alterar el muro terminado

Fuente: Catalogo Industrias Princesa, 2003

6 Este ladrillo será el utilizado en el plan experimental mencionado mas adelante.




Tabla 4.3: “Características y Propiedades del Ladrillo Gran Titán Reforzado

Estructural Rejilla”

TIPO MQP GRADO 1 Identificación GTRER Dimensiones 29x14x11.3 cm. Peso 4.6 Kg. Rendimiento a Soga 26 Unidades/m2 Consumo de Mortero 47 Lt/m2 Área Hueco Mayor - Resistencia Prismática 5,46 MPa Corte Diagonal Murete 0,51 MPa Resistencia al fuego F 180 Transmitancia Térmica 1,7 W/m2 °C Aislación Acústica 40 dB

Recomendaciones En combinación con GTRE permite lograr ahorros de mortero, utilizándolo donde no se requiere paso de tensor


Tabla 4.4: “Características y Propiedades del Ladrillo Gran Titán Reforzado

C/Corte”

TIPO MQP GRADO 1 Identificación GTR C/C Dimensiones 14x14x11.3 cm. C/mitad Peso 2,3 Kg. Área Hueco Mayor Mayor a 32 cm2 Recomendaciones Pieza especial diseñada como solución a

encuentros de muros y vanos, en aparejos a media traba de ladrillo, evitando faenas de corte.





• Serie Super Titán

Tabla 4.5: “Características y Propiedades del Ladrillo Súper Titán Reforzado”

TIPO MQP GRADO 1 Identificación STR Dimensiones 29x14x14,2 cm. Peso 5,8 Kg. Rendimiento a Soga 21 Unidades/m2 Consumo de Mortero 41 Lt/m2 Área Hueco Mayor Mayor a 32 cm2 Resistencia a la Compresión Mayor a 170 Kg/cm2 Resistencia Prismática 5,53 MPa Corte Diagonal o Murete 0,51 MPa Resistencia al fuego F 180 Transmitancia Térmica 1,7 W/m2 °C Aislación Acústica 40 dB

Recomendaciones


Fuente: Catalogo Industrias Princesa, 2003 Tabla 4.6: “Características y Propiedades del Ladrillo Súper Titán Reforzado

Rejilla”

TIPO MQP GRADO 1 Identificación STRR Dimensiones 29x14x14,2 cm. Peso 5,8 Kg. Rendimiento a Soga 21 Unidades/m2 Consumo de Mortero 39 Lt/m2 Área Hueco Mayor Mayor a 32 cm2 Resistencia Prismática 5,53 MPa Corte Diagonal Murete 0,51 MPa Resistencia al fuego F 180 Transmitancia Térmica 1,7 W/m2 °C Aislación Acústica 40 dB

Recomendaciones En combinación con STR permite lograr ahorros de mortero, utilizándolo donde no se requiere paso de tensor





Tabla 4.7: “Características y Propiedades del Ladrillo Súper Titán Reforzado

C/Corte”

TIPO MQP GRADO 1 Identificación STR C/C Dimensiones 14x14x14,2 cm. C/mitad Peso 2,9 Kg. Área Hueco Mayor Mayor a 32 cm2 Recomendaciones Pieza especial diseñada como solución a

encuentros de muros y vanos, en aparejos a media traba de ladrillo, evitando faenas de corte.





4.3 LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS PRODUCIDOS POR CERÁMICAS SANTIAGO

Cerámicas Santiago dentro de la línea muros, produce una serie de ladrillos

llamada “Santiago 14”, donde se destacan dos tipos, los que se detallan en las

siguientes tablas:

Tabla 4.5: “Características y Propiedades del Ladrillo Santiago 14”

TIPO SANTIAGO 14 Dimensiones 29x14x14 cm. Peso 5 Kg. Grado 3 Absorción de Humedad < 12%

Transmitancia < 2 W/ m2 °C

Fuente: Catalogo Cerámica Santiago, 2002

Tabla 4.6: “Características y Propiedades del Ladrillo Santiago 14E”

TIPO SANTIAGO 14E Dimensiones 29x14x14 cm. Peso 4,6 Kg. Grado 3 Absorción de Humedad < 12%

Transmitancia

< 2 W/ m2 °C

Fuente: Catalogo Cerámica Santiago, 2002




4.4 JUSTIFICACION DEL USO DE LADRILLOS DE ALTAS ESCUADRIAS

En la actualidad el uso de los ladrillos esta condicionado a sus

especificaciones técnicas y las recomendaciones dadas por los fabricantes, es

por esto, que la utilización de los ladrillos de altas escuadrías se justifica por las

grandes dimensiones que estos presentan y que por lo tanto hacen reducir los

costos en la utilización del mortero de pega, sin embargo, este tipo de ladrillos

tiene una baja demanda en el mercado nacional y que a ido decayendo

paulatinamente aun más.

Consultados algunos proveedores de ladrillos cerámicos, estos señalan que

la baja demanda en el mercado de los ladrillos de grandes dimensiones, se

debe principalmente a que los consumidores han visto a este tipo de ladrillos

condicionado solo al uso de viviendas sociales económicas, lo que va en

desmedro del uso que puedan tener estos en otro tipo de viviendas.

Otro factor importante a considerar en la baja demanda de este tipo de

ladrillos, se refiere a la estética o apreciación visual que proporcionan estos

cuando forman parte de los muros envolventes en las edificaciones, la cual no

es muy acogida por los consumidores.

A consecuencia de lo anterior es que el costo de estos ladrillos ha subido en

proporción con lo que era en años anteriores, equiparándose así los costos por

reducción de mortero de pega utilizado en las albañilerías7.

Para visualizar mejor lo antes descrito se presenta la siguiente tabla

representativa de la distribución de las demandas de ladrillos de las diferentes

empresas, que se utilizan en la envolvente de edificaciones.

7 Mas adelante el capitulo 5 se comentaran algunos factores del alza de estos ladrillos




Tabla 4.7: “Distribución De La Demanda De Ladrillos De Diferentes Empresas A

Nivel Nacional”

Empresa Participación En El Mercado Producto

% De Demanda Del Producto En La Empresa

% De Demanda Del Producto En El Mercado Nacional

Santiago 7 35 % 17.5 % Santiago 9 25 % 12.5 % Santiago 11 20 % 10 % Santiago 14 15 % 7.5 %

Cerámica Santiago 50 %

Otros 5 % 2.5 % TRE 50 % 17.5 % ETRE 15 % 5.25 % GTRE 15 % 5.25 % TEA 10 % 3.5 %

Industrias Princesa 35%

Otros 10 % 3.5 % Sansón 29x14x10

86 % 2.58 % Cerámica Bío–Bío 3 %

Otro 14 % 0.42 % Otras 12 % Ladrillo

Fiscal 100 % 12 %

TOTAL 100 % Fuente: [Campos, 2002]

En la tabla anterior se refleja claramente que la demanda de ladrillos de

grandes dimensiones es muy baja en comparación con la de otros ladrillos

como por ejemplo el Santiago 7 de Cerámicas Santiago o el TRE de Industrias

Princesa.




CAPITULO V MUROS DE ALBAÑILERÍA, PROCESOS DE

CONSTRUCCIÓN Y JUSTIFICACIÓN DE ESPESORES Y MAYORES ESCUADRIAS




5.1 ALBAÑILERIAS.

Albañilería es un elemento estructural que se obtiene con unidades de

ladrillos ordenados en hiladas según un aparejo, el cual corresponde a la

disposición en que se colocan estas unidades, las que se unen entre sí con

mortero. [NCh 1928, Of 93]

En nuestro país, se encuentran normalizadas dos tipos de albañilería, la

armada y confinada, a continuación se mencionan las definiciones respectivas y

los requisitos estructurales que deben cumplir cada una de ellas.

5.1.1 ALBAÑILERÍA CONFINADA.

La albañilería confinada es básicamente el material descrito anteriormente,

el cual se refuerza con pilares y cadenas de hormigón armado, elementos que

enmarcan y se hormigónan contra el paño (muro) de albañilería. [NCh 2123, Of

97]

La resistencias mínimas tanto a compresión como a corte que debe cumplir

este tipo de albañilería esta clasificada de acuerdo al tipo de ladrillo utilizado

para su confección, y estas se pueden observar en la siguiente tabla , la cual

resume los requisitos y las características de estos:




TABLA 5.1: “Requisitos Estructurales De La Albañilería”

Ensayo Tipo de ladrillo

Edad del ensayo (días)

Nº de probetas

Grado del mortero (NCh 2256)

Resistencia básica (MPa)

Compresión MqM, MqP, MqHv

28 5 M 15 11

Corte MqM 28 5 M 15 0.6 Corte MqP 28 5 M 10 0.5 Corte MqHv 28 5 M 10 0.5 Fuente: NCh 2123. Of 97

5.1.2 ALBAÑILERÍA ARMADA.

Albañilería armada es el elemento anteriormente descrito en 5.1, el cual lleva

incorporados refuerzos de barras de acero en los huecos verticales y en las

juntas o huecos horizontales de las unidades (ladrillos), [NCh 1928, Of 93]. Para

el diseño de este tipo de albañilerías se considera que los materiales que la

componen,(unidades de albañilería entre ellos ladrillos, mortero, hormigón y

armadura), actúan como un todo para resistir las solicitaciones. De esta forma,

si se consideran todas las disposiciones constructivas contenidas en la norma

se garantiza un buen diseño y resistencia.

El procedimiento para calcular los esfuerzos que debe cumplir este tipo de

albañilerías se encuentran descritos en la norma mencionada anteriormente, no

se especifica al respecto debido a que el presente estudio no contempla

desarrollar este tipo ensayos.




5.2 PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DE LAS ALBAÑILERÍAS DE LADRILLO

A continuación, se mostrará la fabricación del mortero de pega que une las

unidades de ladrillo, así como también un resumen de las consideraciones mas

utilizadas en el ámbito nacional en cuanto al proceso de construcción de las

albañilerías de ladrillos.

5.2.1 FABRICACION DEL MORTERO

La fabricación del mortero corresponde a la etapa en la cual se miden

los materiales constituyentes y luego se mezclan hasta formar una masa

homogénea. El procedimiento de medición y de mezclado ya sea mecánico o

manual, esta condicionado por la forma de ejecución del proceso tal como se

indica a continuación: [Zabaleta, Egaña, 1989]

• Realizar todo el proceso de fabricación en un punto de la obra y

transportando el mortero listo al punto de colocación. Al utilizar este sistema

es recomendable recurrir a los procedimientos mecánicos para la medición y

el posterior mezclado.

• Realizar la medición y mezcla de los materiales en seco en un punto de la

obra y adicionar el agua en el lugar de colocación. Al utilizar este

procedimiento la primera etapa puede efectuarse tanto por medios

mecánicos como manuales, en cambio la segunda etapa solo se puede

realizar manualmente.




• Realizar el proceso de fabricación al pie del punto de colocación, este caso

solo resulta práctico efectuar todo el proceso manualmente.

Como principio general debe darse prioridad a la utilización de medios

mecánicos, sobre los manuales.

5.2.1.1 MEDICION DE LOS MATERIALES.

La medición de los materiales esta destinada a asegurar que ellos se

incorporaran en las cantidades previstas al estudiar la dosificación del mortero,

para lo cual debe efectuarse con una adecuada precisión.

La medición de los materiales se puede realizar en peso o en volumen:

A) Medición en Peso

Consiste básicamente en medir las cantidades de los materiales mediante

pesaje, lo cual permite obtener una mayor precisión y a la vez un menor

porcentaje de variabilidad en la medición de estos.

La medición de los materiales se efectuará con una precisión de ± 2% para

los materiales sólidos, de ± 1% para el agua y la especificada por el proveedor

para los aditivos. [Zabaleta, 1986]

La obtención de una precisión como la señalada hace necesario que los

elementos de pesaje estén en buenas condiciones de mantención y que ,

además sean calibrados con cierta periosidad.

La precisión del elemento de pesaje debe permitir efectuar la medición

dentro de ciertos límites de tolerancia, que las normas para hormigones fijan en




± 1% de la cantidad a pesar para el cemento, agua, aditivos y adiciones y ± 3%

para el árido. [Zabaleta, Egaña, 1989]

Este procedimiento debe ser empleado para morteros de carácter

estructural, en particular si su resistencia especificada es superior a 75 kg/cm².

B) Medición en Volumen

En la medición por volumen, el peso del material a incorporar en la

amasada se determina conociendo primero la densidad aparente prevista, para

que el peso así determinado sea correcto.

Para la medición del árido deben utilizarse elementos calibrados como

carretillas dosificadoras o cajones dimensionados.

Además se debe considerar la humedad del árido debido a que esta produce

una importante variación de volumen especialmente en la arena y aun mas

cuando en ella existe un gran porcentaje de finos. En figura siguiente se

señalan algunas cifras de esponjamiento características para arenas de distinta

granulometría, la cual permite ver el importante valor que puede alcanzar este

parámetro. [Zabaleta, Egaña, 1989]




FIGURA 5.a: “Esponjamiento de la Arena por la Humedad”

Fuente: Manual del Mortero, ICH 1989.

Por este motivo, al emplear este procedimiento de medida es conveniente

proceder a una verificación previa de la densidad aparente de la arena,

utilizando el árido y los procedimientos de medida correspondiente a las

condiciones reales de la obra. [Zabaleta, Egaña, 1989]

5.2.1.2 AMASADO

Consiste en la mezcla y homogenización de los materiales

previamente medidos, para ello se utiliza un elemento mecánico denominado

betonera, de igual forma se puede resolver manualmente. Se utilizan

principalmente 3 tipos de betoneras en el país, las cuales se denominan de

acuerdo a la inclinación de su eje de giro en: verticales, horizontales e

inclinadas. [Zabaleta, Egaña, 1989]




Para el amasado en cualquiera de las tres betoneras, los materiales se

deben incorporar a ellas en cierto orden de carguìo, para de esta forma obtener

un buen mortero, recomendándose el siguiente procedimiento:

1º incorporar el 80% del agua.

2º incorporar el 100% de la arena.

3º incorporar el 100% del cemento.

4º incorporar el resto del agua, incluyendo en esta etapa el aditivo u adición si

se emplea.

El tiempo de revoltura recomendable no debe ser inferior a 5 minutos.

Se aceptará la fabricación manual del mortero de junta (de pega) , a

condición de limitar que el volumen de cada amasada fabricada no sea superior

a 250 Lt. ni al correspondiente al que se aplicará en un lapso máximo de una

hora después de su preparación. En este caso, se mezclará previamente los

materiales sólidos hasta tener una coloración homogénea de toda la masa,

agregando posteriormente el agua correspondiente a toda la amasada y

revolviendo hasta homogeneizar. [Zabaleta, 1986]

5.2.1.3 COLOCACION DEL MORTERO DE PEGA.

El mortero de pega o junta utilizado en las albañilerías ya sea de ladrillo u

otro material debe cumplir diferentes funciones, de las cuales las principales

son:

Producir la adherencia entre las unidades de albañilería, con el fin de que el

elemento conformado trabaje monolíticamente.




Sellar las juntas entre las unidades para de esta forma asegurar la

impermeabilidad tanto al aire como al agua.

Compensar las diferencias de dimensiones que pudieran presentar las

unidades utilizadas.

Para las funciones mencionadas, el mortero debe poseer ciertas

características como resistencia, consistencia, granulometría las cuales fueron

descritas en los capítulos anteriores.

Previo a la colocación del mortero, debe realizarse una preparación

de la superficie donde se depositara, esto incluye limpieza y humectación. De

igual manera se deben saturar en agua las unidades de ladrillos cerámicos de

acuerdo a lo indicado en la NCh 1928. Of 93, estando estas con su superficie

seca. [Zabaleta, Egaña, 1989]

El mortero de pega debe ser colocado sobre los ladrillos en sitio que

conforman una hilada, este mortero debe esparcirse con una llana en una

longitud tal que alcance a ser cubierto mientras aun este en estado fresco. La

colocación del mortero en las unidades de albañilería debe preverse tanto sobre

la superficie de las unidades ya en sitio como sobre el borde lateral de la que se

va a colocar, en la forma que se señala en la figura 5.b.




FIGURA 5.b: “Colocación del Mortero de Junta en las Unidades de Albañilería” Fuente: Manual del mortero, ICH 1989.

Ello permite un buen relleno de las juntas verticales (llaga), lo cual ayuda a

obtener una adecuada impermeabilidad del conjunto.

Una vez terminada la colocación de una o varias hiladas de ladrillos, es

conveniente proceder a realizar una terminación de la superficie ya sea exterior

e interior de la junta, para lo cual es conveniente realizar este procedimiento

con una herramienta metálica cilíndrica que se desliza sobre la junta. [Zabaleta,

Egaña, 1989]

5.2.2 ESPESORES DE MORTERO DE PEGA UTILIZADOS.

Para identificar los espesores de mortero de pega utilizados en los muros de

albañilería de ladrillo de la envolvente de edificaciones, se procedió a investigar

seminarios anteriores relacionados con el tema y también a recopilar datos

actuales obtenidos en terreno donde se este ocupando este tipo de

materialidad.




Las tablas a continuación están confeccionadas con datos de terreno

obtenidos en el año 2002 y para el presente seminario se recogieron datos

actuales recopilados en el primer semestre del presente año.

TABLA 5.2: “Espesores de mortero de pega utilizado en las albañilerías de

ladrillo cerámico año 2002”.

Dimensiones (cm)Tipo de ladrillo

A H L

Dosificación Espesor de mortero de pega (mm)

MqHv 14 14 29 1:3 12 MqHv 14 11 29 1:3 14 MqHv 14 9.4 29 1:4 14 MqHv 14 9.3 29 1:3 20 Fiscal 14 7 29 1:3 20 Promedio 14 10.2 29 1:3 16 Fuente: [Castro, 2002]

TABLA 5.3: “Espesores de mortero de pega utilizado en las albañilerías de

ladrillo cerámico año 2003”.

Dimensiones (cm) Espesor de mortero de pega (mm) Tipo de

ladrillo L A H

DosificaciónA la vista Estucad

a

N° Obra

MqHv 29 14 14 1:3 15 20 1 MqHv 29 14 9,4 1:3 15 15 2 MqHv 29 14 9,4 1:3 15 10 - 20 3 MqHv 29 14 9.4 1:3 13 - 15 13 - 15 4

Promedio 29 14 10,55 1:3 15 16 Fuente: Elaboración propia, recopilación de datos extraídos en visitas a terreno,

se anexa fotos, ubicación y especificaciones técnicas.




Al hacer un análisis comparativo de las tablas 5.2 y 5.3, podemos notar que

los espesores de mortero de pega utilizados en la albañilería de ladrillo no

varían en gran magnitud, ya que se ciñen a especificaciones técnicas generales

y que recomiendan valores de 1 a 2 cm de espesor dependiendo de cada

proyecto. Los planos correspondientes a cada obra analizada señalan los

espesores a utilizar, que corresponden avalores intermedios entre los antes

mencionados. A continuación, se abordará este tema con mayor profundidad,

indicando una posible justificación en la utilización de estos espesores, así

como también, el uso de ladrillos de mayores dimensiones.

5.3 JUSTIFICACION DE ESPESORES Y MAYORES ESCUADRIAS

Los espesores de mortero de pega utilizados actualmente y desde hace

muchos años no han variado en forma significativa, ya que estos han sido

establecidos en alguna época donde se fijaron los parámetros o límites

máximos y mínimos de espesor.

En conclusión no existe una justificación del espesor de mortero de pega a

utilizar que se encuentren en alguna normativa, si no que se toman

recomendaciones existentes en especificaciones técnicas generales que varían

como anteriormente se ha dicho entre 1 y 2 cm. No obstante, cada proyecto

considera un espesor determinado que se ubica generalmente entre dichos

valores.

En las visitas a terreno se pudo comprobar que estos valores obedecen en

algunos casos a especificaciones técnicas desarrolladas por la propia empresa

recogiendo resultados de experiencias anteriores ya sea por las condicionantes

de estética, adherencia, u otros.




Consultado los profesionales a cargo de estas obras, se concluye que estos

no tienen un conocimiento muy acabado del tema y se rigen por las

indicaciones señaladas en los planos diseñados por los proyectistas.

En algunos casos estos espesores acordados en cada proyecto varían en

una cantidad poco significativa (en mm), ya que existen variaciones en las

dimensiones de los elementos que componen un muro de albañilería.

En cuanto a lo que se refiere al uso de ladrillos de mayores escuadrías, este

se justifica por las ventajas que proporciona desde el punto de vista térmico y

reducción de costos por disminución del volumen del mortero de pega, sin

embargo los productores de este tipo de ladrillos, no están muy interesados en

su producción ya que ocupan mayor cantidad de materia prima, trayendo por

consecuencia un alza en los costos por unidad igualándose con una albañilería

construida con ladrillos de altura normal (7,1 y 9,4 cm).




CAPITULO VI “ETAPA EXPERIMENTAL, RESULTADOS Y ANALISIS”




6.1 GENERALIDADES En esta investigación de carácter experimental, se cumple el objetivo

principal de este trabajo evaluando y analizando las mejorías térmicas que trae

consigo la utilización de ladrillos de altas escuadrias con morteros de reducido

espesor.

Lo que se hizo metodológicamente, es reducir la cantidad de mortero de

pega en el área frontal de un muro con la principal consecuencia de reducir los

puentes térmicos y mejorar el aislamiento térmico de los muros de albañilería

de ladrillo.

Para cumplir con lo anterior se confeccionaron distintos tipos de probetas,

cuyas principales características es la utilización de un ladrillo de alta escuadría

confeccionado por Industrias Princesa, el GTRE (dimensión 29x14x11,3) y la

disminución de los espesores de mortero de pega que variaron entre 20 a 5

mm. Estas probetas fueron evaluadas experimentalmente a través de

procedimientos normalizados establecidos para soluciones sobre la base de

albañilerías de ladrillos.

6.1 FACTORES A CONSIDERAR EN LA ETAPA EXPERIMENTAL

Estos factores se refieren a aquellos elementos que inciden directamente en

el comportamiento térmico, mecánico e hídrico de los muros albañilería de

ladrillo.

Para este trabajo se han considerado factores constantes y factores

variables los cuales se detallaran a continuación:




6.1.1 FACTORES CONSTANTES

A) TIPO DE LADRILLO

Como el objetivo de esta investigación es la utilización de ladrillos de altas

escuadrías, el criterio de elección fue el siguiente:

• Se seleccionó un ladrillo de alta escuadría que tuviera una importante

demanda en el mercado nacional (Gran Titán Reforzado Estructural de

29x14x11.3) y que es comercializado por Industrias Princesa S.A. em presa

colaboradora del proyecto Fondef D01i1161.

• Industrias princesa S.A. tiene una participación de un 35% en el mercado

nacional y el ladrillo GTRE una demanda en la empresa del orden de un

15% y en el mercado nacional un 5.25%.

• De resultados de investigaciones preliminares que retroalimentan al

proyecto Fondef, se determina la morfología del ladrillo utilizado, que tiene la

misma distribución alveolar, lo que permite relacionar los resultados de estas

investigaciones con este estudio.

A continuación se detallan las características que entrega el fabricante sobre

este tipo de ladrillo. Ver tabla 6.1




TABLA 6.1 “Características y Propiedades del ladrillo GTRE”

TIPO MQP GRADO 1 Identificación GTR Dimensiones 29x14x11.3 cm. Peso 4.6 Kg. Rendimiento a Soga 26 Unidades/m2 Consumo de Mortero 49 Lt/m2 Área Hueco Mayor Mayor a 32 cm2 Resistencia a la Compresión Mayor a 170 Kg/cm2 Resistencia Prismática 5,46 MPa Corte Diagonal o Murete 0,51 MPa Resistencia al fuego F 180 Transmitancia Térmica 1,7 W/m2 °C Aislación Acústica 40 dB

Recomendaciones



B) DOSIFICACIÓN MORTERO.

La dosificación que se utilizó para la confección del mortero de pega fue

realizada en peso, según su granulometría y humedad, en una proporción 1:3,

como se muestra en la siguiente tabla:

TABLA 6.2 : “Dosificación de mortero en peso 1:3 corregida” .

Material Cantidad Actualizada (kg.)

Dosificación para 25 lts.de mezcla (kg.)

Cemento 461.1 11.5 Arena 1424.8 35.6 Agua 263.7 6.6




C) TIPO DE CEMENTO El cemento utilizado, fue cemento siderúrgico Bío Bío especial Grado

corriente.

D) TIPO DE ÁRIDO.

El árido utilizado para la confección del mortero de pega corresponde a

arena del río Bio-Bio con un tamaño máximo de 2.5 mm. Los factores que

determinaron el uso de este material fue su fácil obtención, su cercanía y el alto

porcentaje de uso en la zona.

E) TIPO DE CURADO

El tipo de curado utilizado fue el descrito en la NCh 1923 Of.93 y NCh 2123

Of.97, el cual consiste en que una vez construidas las probetas estas se deben

envolver en polietileno con el objetivo de cubrirlas durante los primeros 14 días

para que estas alcancen su resistencia máxima.

F) REFRENTADO

Para el refrentado de los prismas y muretes de albañilería se utilizó una

pasta de yeso - cemento en relación 1:1, manteniendo el paralelismo entre las

caras opuestas del muro.




F) TIPO DE MANO DE OBRA

Con el objetivo proporcionar al alumno un mayor conocimiento de las

condiciones que afectan la construcción de muros de albañilería se le instruyo

a este sobre el proceso de construcción de estos para que el mismo

confeccionara las probetas, con la principal ventaja de manejar mejor los

factores que inciden en este proceso.

6.1.2 FACTOR VARIABLE

El factor variable durante la etapa experimental fue el espesor del mortero de

pega. Se fabricaron probetas con espesores de 20, 15, 10 y 5 mm,

construyendo una totalidad de 48 probetas tanto para ensayos mecánicos,

térmicos e hídricos, la distribución fue la siguiente:

TABLA 6.3: “N° de probetas a confeccionar para realizar los ensayos” .

ENSAYOS N° DE PROBETAS

Mecanicos (Compresión, Corte Diagonal) 40

Térmico (Método de la Cámara Térmica) 4

Hídrico (Estanqueidad al Agua de Fachadas) 4




6.2 REQUISITOS Y DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS Con la finalidad de cumplir con objetivos propuestos y sobre todo con la

hipótesis trazada en esta investigación, se procedió a cumplir con los ensayos

que describe la normativa nacional para el uso de albañilerías de ladrillos.

Dentro de esta etapa, se realizaron los siguientes ensayos:

1. Ensayos de corte diagonal de un murete de albañilería.

2. Ensayos a compresión de un prisma de albañilería.

3. Ensayos térmicos.

Además de estos ensayos se realizaron otros del tipo complementario, los

cuales fueron:

1. Ensayos de granulometría y de humedad de la arena utilizada.

2. Ensayos de permeabilidad.

3. Compresión de probetas cúbicas (RILEM) para el mortero de pega.

Para lo anterior, se debió seguir una secuencia lógica para ir cumpliendo las

etapas en el procedimiento de los ensayos:

a) Identificar los materiales que fuerón utilizados en el proceso experimental,

tales como; cemento, agua, arena y ladrillo.

b) Establecer la forma de confección y requisitos exigidos para los prismas y

muretes de albañilería.

c) Realizar los ensayos de granulometría y humedad a la arena, para luego

determinar la dosificación en peso de el mortero de pega.

d) Realizar ensayos a compresión del mortero de pega en probetas cúbicas.




e) Confección de prismas de albañilería para ser ensayados a la compresión.

f) Confección de muretes de albañilería para ser ensayados al corte diagonal.

g) Confección de muretes de albañilería para someterlos a los ensayos hídricos.

h) Curado de probetas y muretes.

i) Confección probetas de albañilería para ser ensayados térmicamente.

j) Ensayo hídrico, estanqueidad al agua de fachadas.

k) Obtención de resultados ensayo hidrico

l) Ensayo térmico de probetas de albañilería.

m) Obtención de resultados de los ensayos térmicos.

ñ) Refrentado de probetas y muretes para someterlas a los ensayos mecánicos.

o) Ensayo mecánico de prismas a la compresión.

p) Ensayo mecánico de muretes al corte diagonal.

q) Obtención de resultados de los ensayos mecánicos.

r) Análisis y conclusión de los datos obtenidos en los ensayos.

6.3.1 CARACTERISTICAS DEL PRISMA DE ALBAÑILERÍA DESTINADO A ENSAYE A COMPRESIÓN

La normativa nacional referente a estos ensayos exige ciertos parámetros

que deben existir al momento de la construcción de los prismas, los cuales se

reflejan en la siguiente tabla:




14 cm

h/e

> o

= 3

29 cm

TABLA 6.3 “Requisitos para la construcción de los prismas de albañilería”

REQUISITO DESCRIPCIÓN

Espesor (e)

El espesor del prisma debe ser igual al espesor de los muros y

vigas de las estructuras habituales de construcción, que en este

caso correspondió al espesor promedio de la unidad de

albañilería 14 cm

Longitud (l)

La longitud debe ser mayor o igual al espesor y a la longitud de

la unidad de albañilería, esta correspondió a la longitud de

fabricación del ladrillo utilizado (GTRE) promedio que es 29 cm.

Altura (h)

La altura del prisma debió cumplir con las siguientes

condiciones:

Incluir un mínimo de tres hiladas y

El cuociente entre la altura y el espesor debe ser mayor o

igual a 3

Para cumplir con lo anterior se debieron utilizar un mínimo de 4

hiladas, dando como resultado una altura 46,7 cm., para el

espesor de mortero de pega mas desfavorable el cual fue 5 mm.

Figura 6.a “ Prisma de albañilería




14 cm

> o = 60

cm

> o

= 60

cm

6.3.2 CARACTERISTICAS DE LOS MURETES DE ALBAÑILERÍA DESTINADO A ENSAYE A CORTE DIAGONAL

En La confección de los muretes de albañilería utilizados para ensayos a

corte diagonal, se cumplieron los siguientes requisitos: TABLA 6.4: “Requisitos para la construcción de muretes de albañilería”

REQUISITO DESCRIPCIÓN

Espesor (e)

El espesor del prisma debe ser igual al espesor de los muros y

vigas de las estructuras habituales de construcción, que en este

caso correspondió al espesor promedio de la unidad de

albañilería 14 cm

Longitud de

la arista del

murete

La longitud de la arista del murete debe ser mayor o igual a 60

cm independiente del espesor del mortero de pega utilizado para

la confección, y debe incluir por lo menos cuatro hiladas.

Nota: Las mismas condiciones se cumplen para los requsitos en la confección

de probetas para relizar el ensayo hidrico (estanqueidad al agua de fachadas).

Figura 6.b “Murete de albañilería”




6.3.3 CONFECCIÓN DE PRISMAS Y MURETES DE ALBAÑILERÍA PARA ENSAYOS MECÁNICOS E HIDRICO

La confección de las probetas debe asemejarse lo mas posible a las

condiciones reales en obras de construcción con albañilerías de ladrillo, en

donde para el levantamiento de un muro de albañileriá se aseguraran su

verticalidad y aplome colocando elementos de apoyo en los extremos llamados

escantillones, es en estos elementos en donde se empiezan a trazar las hiladas

para el posterior levantamiento del muro de albañilería. Para asemejar esta

condición en laboratorio se debio construir un escantillón móvil de terciado

estructural de 18 mm., se debió realizar un reforzamiento y encuadre de su

estructura para su utilización. En él se trazarón las alturas de las hiladas, para

luego tensar una lienza que sirviera de guía para las hiladas del prisma o

murete, es decir, el mismo procedimiento que se realiza en obra pero a menor

escala. Este elemento, nos permitió obtener una correcta verticalidad y

horizontalidad en la confección. La siguiente imagen muestra el escantillón

móvil utilizado. Ver Figuras 6.c y 6.d Figura 6.c “Dimensiones escantillon movil”

0 8

0.3

1.2

0.2




Figura 6.d “fotografia escantillón móvil listo para usar”

Para la fabricación de los prismas y muretes se desarrollo la una secuencia

de actividades reflejada en los siguientes puntos:

1. Dosificación de los materiales (cemento, arena y agua)

Peso del cemento, arena y agua para el mortero según dosificación.

2. Peso de los materiales y traslado al lugar de trabajo

3. Despeje y limpieza del lugar de trabajo

4. Colocación de polietileno debajo del escantillon movil.

5. Colocación del escantillon movil y trazado de las hiladas.

6. Afianzamiento del escantillon a traves de elementos de peso en sus

extremos.

7. Saturación de los ladrillos.

8. Colocación de la lienza.

9. Preparación del mortero de pega.

10. Colocación de las hiladas de ladrillos

11. Asentamiento de las hiladas.

12. Repetir los pasos 10 y 11 hasta la última hilada.




13. Revoque de la llaga , tendel y superficie de la última hilada para el posterior

refrentado.

14. Para el caso de probetas confeccionadas para ensayo de estanqueidad al

agua de fachadas, se debió dejar una superficie apta en la llaga y tendel

para evitar que este sea impermeable. Esto se hace a traves de una

herramienta metálica denominada en la construcción como “chancho”.

15. Retiro escantillón.

16. Limpieza del prisma o murete con una esponja mojada y retiro del material

disgregado en la superficie de trabajo.

17. Envolver la probeta completamente con polietileno para el posterior curado.

18. Anotar datos en la probeta para los ensayos.

Figuras 6.e, 6.f “Fabricación de prismas y muretes para ensayos mecanicos”




6.3.3.1 CURADO DE LOS PRISMAS Y MURETES PARA ENSAYOS MECÁNICOS E HÍDRICO.

Los prismas construidos en el laboratorio (PTM) debieron almacenarce

cubriéndolos con polietileno durante los primeros 14 días. Durante las últimas

semanas debieron mantenerse descubiertos en las condiciones ambientales del

laboratorio.

Figura 6.g “Curado De Prismas Y Muretes De Albañilería primeros 14 días”

figura 6.h ”Curado de probetas entre 14 y 28 días




6.3.3.2 REFRENTADO DE PRISMAS Y MURETES

A) PRISMAS PARA ENSAYO A COMPRESION

El prisma, debió refrentarse en sus extremos con una pasta de yeso-

cemento en proporción 1:1, cubriendo un área promedio de 406 cm2 por cada

extremo.

El espesor promedio de la capa de refrentado utilizado debe der menor o

igual 3,5 mm., colocándose míninmo 24 horas antes del ensayo.

B) MURETES PARA ENSAYO A CORTE DIAGONAL

El murete, debió refrentarse en las zonas de apoyo de los cabezales que

posee la máquina de ensayo a corte diagonal con una pasta de yeso-cemento

en proporción 1:1, cubriendo una superficie de 224 cm2 en cada vertice. El

espesor promedio de la capa de refrentado debe ser menor o igual 4 mm. Al

igual que para el ensayo de compresión, estas capas deben ser colocadas

mïnimo 24 horas antes del ensayo.

Figura 6.i “Refrentado de prismas de albañilería”




Figura 6.j “Prismas de albañilería refrentados”

6.3.4 CONSTRUCCIÓN DE PROBETAS PARA ENSAYO TÉRMICO

Uno de los requisitos importantes de este trabajo de investigación es la

obtención de datos de transmitancia termica a través del “Ensayo de la Cámara

Térmica”, con el se obtienen los valores necesarios para poder evaluar la

hipotesis de esta investigación. Para esto, se debieron confeccionar muros

dentro de una anillo de guarda de 0.95x1.35 m.

Las consideraciones que se debieron tomar para la confección de estas

probetas fueron muy similares a las utilizadas para los prismas y muretes, ya

que estas fueron realizadas por la misma persona, sin embargo, la diferencias

principales para la confección de estas probetas es que el anillo de guarda ya

era por si un escantillón móvil donde se trazaron las hiladas de albañilería y la

probeta se mantuvo en esta hasta que terminaron los ensayos.




Figura 6.k “Confección de probeta termica”

6.3.5 ENSAYOS COMPLEMENTARIOS PARA LA ARENA. Como ensayos complementarios, se ejecutaron la determinación de un

análisis granulométrico, determinación del módulo de finura, densidades

aparentes, real y neta; absorción, % de huecos y material fino menor que 0.08

mm de la arena para confeccionar el mortero de pega. Sus procedimientos se

encuentran establecidos a través de la normativa nacional para áridos,

consignando entre ellas la NCh163 Of. 79, la NCh 1116 Of. 77 .

6.3.6 ENSAYO A COMPRESIÓN DE PRISMAS DE ALBAÑILERÍA

Como se ha mencionado anteriormente, con este ensayo se puede

determinar la carga máxima a la ruptura de estos prismas, para lo cual se

procedió a acondicionar una estructura de acero ubicada en el interior del PTM.

Esta estructura cuenta con la rigidez suficiente para transmitir los esfuerzos del

ensayo sin alterar las condiciones de distribución y dirección de la carga. A




carga

0

761

1391

2024

2662

3277

3901

4536

5146

5817

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000

carga

esta estructura se incorporó un pistón de carga el cual posee una capacidad de

carga de 50 ton.

El dispositivo que se utilizó para la aplicación de carga fue un Porta

Power, el cual posee un barómetro que indica la presión de aceite que se esta

incorporando al pistón, este barómetro tiene una capacidad de 10 libras por

pulgada cuadrada. Este instrumento posee una tubería de caucho la cual en su

extremo tiene incorporado un conector con hilo interior, por medio del cual se

une con el pistón de carga.

A continuación del pistón, se encuentra una celda de carga la que registra o

transmite microdeformaciones (µe) a un sistema computacional denominado

“Data Loger”. Este dispositivo va indicando las microdeformaciones que sufre el

prisma a medida que se le va aplicando la carga. El valor obtenido se va

registrando en un disco flexible de 31/2”, pulsando un botón en cada momento

que se quiera registrar una deformación. Con el valor de microdeformación se

confecciona un gráfico de carga (Ton) v/s microdeformacion donde se obtiene la

carga aplicada al prisma, para esto se debe calibrar la celda en la máquina de

compresión del Laboratorio de Hormigones de nuestra universidad. Gráfico 6.a “carga (Ton) v/s microdeformacion




6.3.6.1 PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO

Una vez armada la estructura, puesto el pistón y las placas de sujeción y

apoyo se procede a los siguientes pasos:

1. Se acopian los prismas en el lugar mas cerca de la maquina de ensayo.

2. Se instala el porta power (gata hidráulica) y se conecta al pistón.

3. Se instala el Data Loger y se conecta a la celda de carga.

4. Se toman las mediciones del prisma correspondiente a la altura, largo y

ancho.

5. Se limpian las superficies de las placas de apoyo y las caras extremas del

prisma.

6. Se traza el eje del piston en la placa de apoyo para obtener una mejor

distribución de las cargas en el prisma.

7. Se coloca el prisma sobre la placa de carga inferior alineando su eje central

con el centro de las dos placa distribuidoras.

8. Se levanta la placa superior de distribución de carga y se coloca sobre la

cara superior del prisma asegurándola para evitar un volcamiento.

9. Se alinea el pistón con la celda de carga, la placa de distribución superior y

el eje del prisma de tal forma que éstos coincidan verticalmente, para que

la carga se aplique uniformemente al sistema.

10. Se prende el equipo Data Loger y se deja en 0.

11. Se comienza a aplicar la carga en forma continua, sin choques, a una

velocidad uniforme, de modo que el ensayo demore entre 3 y 4 minutos en

alcanzar la carga máxima.

12. Se registra la microdeformación.

13. Se registran los datos obtenidos en el ensayo.

14. Se transforma este dato en carga mediante el gráfico antes mencionado.




15. Se calcula la carga de ruptura del prisma en kg./cm2. Y se elabora un

informe.

Para visualizar mejor lo anterior ver figuras 6.l y 6.m

Figura 6..l “Equipos complementarios para el ensayo a compresión de prismas de albañilería”

Figura 6.m “Ejecución del ensayo a compresión de prismas de albañilería”




6.3.6.2 METODOLOGÍA PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA PRISMÁTICA

Calcular el área de la sección transversal (cara de apoyo) del prisma

ensayado sin huecos cuyo valor se expresara en cm².

Calcular la resistencia a la compresión del prisma como el cuociente entre la

carga máxima y el área de la sección transversal, expresándola en MPa.

con una aproximación inferior a 0.01 MPa.

En donde:

R bc = Resistencia prismática.

P = Carga máxima aplicada por la máquina de ensayo, (Kgf).

A = Área de la cara de apoyo del prisma, (cm²).

El numero de probetas a confeccionar para este ensayo esta dado en la

tabla 6.3.

Luego se determina la Resistencia Básica a la Compresión ƒ m`:

En donde : X : Resistencia promedio a la compresión de los cinco prismas

ensayados

X 5 – X 1 : Mayor y menor valor de resistencia a la compresión obtenidos en

los ensayos.

R bc = P / A

ƒ m` = X - 0.431 ( X 5 – X 1 )




6.3.7 ENSAYO MECÁNICO DE MURETES AL CORTE DIAGONAL

El ensayo consiste determinar la carga a la ruptura que resiste un murete de

albañilería al corte sometiéndola a compresión diagonal. Para esto se procedió

a acondicionar una estructura de acero que se encontraba en el laboratorio

(PTM). La estructura se compone de cilindros de acero huecos ubicados en

forma vertical sobre barras de acero de diámetro 1” con hilo, para

posteriormente ser afianzada con un sistema de vigas de reacción de acero

sobre estas. Estas barras son apernadas una vez que se va armando la

estructura. Cada perno resiste 2 Toneladas al corte aproximadamente, es por

ello que para mayor seguridad se utilizaron 12 pernos, puesto que la resistencia

mínima de este tipo de probeta es de 6000 kg. aproximadamente.

A continuación se instaló el cabezal superior unido a la estructura mediante

cables de acero y en la parte inferior se instaló el segundo cabezal que permite

el asentamiento del muro. En este tipo de ensayo los cabezales distribuyen la

carga en dirección diagonal con respecto del murete. Estos cabezales deben

cumplir algunos requisitos según norma NCh 2123. Of 97.

Los cabezales cumplen la función de distribuir la carga a través de una

longitud menor o igual a 15 cm para evitar efectos de confinamiento en el

murete; y el ancho de estos cabezales puede ser igual al espesor del murete a

ensayar más 25mm.

Al igual que el ensayo de compresión se registra los mismos datos,

utilizando el mismo gráfico carga v/s microdeformación y se le incorporan los

mismos elementos como; pistón, porta power y otros.





1. Se trasladaron los muretes lo más cercano posible a la maquina de ensayo.

2. Se procedió a limpiar la superficie de las placas de apoyo del murete y la

superficie del refrentado.

3. Se instalo el Porta Power y se unió al pistón.

4. Se instalo el Data Loger y se unió a la celda de carga.

5. Se coloco la celda de carga sobre una superficie horizontal, en este caso la

viga de reacción.

6. Se coloco el cabezal inferior bajo la celda de carga.

7. Se sostuvo el cabezal superior sobre las vigas de distribución, para de esta

forma asegurar esta pieza si se produce un volcamiento de la probeta.

8. Se registran los datos de la probeta; longitud de la arista, fecha ensayo y

otros.

9. Se instalo el murete sobre el cabezal inferior, alineando su diagonal vertical

con el cabezal superior.

10. Se procedió a asentar el cabezal superior y el pistón de carga, para de esta

forma asegurar el murete.

11. Se prende el equipo Data Loger y se deja en 0.

12. Se comienza a aplicar la carga en forma continua, sin choques, a una

velocidad uniforme, de modo que el ensayo demore entre 4 y 5 minutos en

alcanzar la carga máxima.

13. Se registra la microdeformación.

14. Se registran los datos obtenidos en el ensayo.

15. Se transforma este dato en carga mediante el gráfico antes mencionado.

16. Se calcula la carga de ruptura del prisma en kg./cm2. Y se elabora un

informe.




Figura 6.n “Equipos para el ensayo a corte diagonal de muretes de albañilería”

Figura 6.ñ “Ejecución del ensayo a corte diagonal de muretes de albañilería”




6.3.7.2 METODOLOGÍA PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA AL CORTE

Primero se calculo el área bruta de la sección diagonal del murete en cm².

Luego se determino la resistencia básica de corte como el cuociente entre

la carga de agrietamiento diagonal y el área anterior, expresándola en MPa

con una aproximación inferior o igual a 0.01 MPa.

En donde:

R bc = Resistencia básica de corte ( Mpa )

P = Carga máxima aplicada por la máquina de ensayo, (Kgf).

A = Área de la diagonal vertical del murete (cm²).

6.3.8 ENSAYO TERMICO DE PROVETAS DE ALBAÑILERÍA Para efectuar los ensayos térmicos, se utilizo la Cámara Térmica de la

Universidad del Bío Bío, ubicada en el Laboratorio de Física de la Construcción

(Pabellón de Tecnología de la Madera).

Este método, es útil para determinar experimentalmente valores de

transmisión térmica tales como, transmitancias superficiales (h), conductividad

térmica © y el valor principal de la presente investigación, el cual es la

transmitancia térmica (U) de probetas representativas de elementos

constructivos.

En términos generales la cámara se compone de tres partes:

R bc = P / A




1) Cámara de guarda

Es aquella donde se simula un ambiente caliente (interior). Es la caja de

mayores dimensiones y que contiene la cámara de medición rodeándola por

sus cinco costados. La boca de la cámara de guarda tiene por el exterior 2.19 m

en el ancho como en el alto. Éstas son las medidas mínimas que deben poseer

las muestras para que asienten completamente sobre las empaquetaduras

colocadas en el espesor de sus paredes. Dicho espesor alcanza a 16.5 cm de

los cuales 11.5 se ocupan para alojar las empaquetaduras de apriete.

Descontando el espesor de las paredes, las bandas de guarda alcanzan un

ancho individual aproximado, de 53 y 34 cm a lo largo del ancho y del alto de

las muestras respectivamente; la diferencia de anchos se debe a la forma

rectangular de la zona de medida. Su profundidad es de 90 cm.

2) Cámara de medición

Es la cual en cuya abertura se determina el área de medición. Está

contenida en la cámara de guarda y debe mantenerse en similares condiciones

que ésta. Las dimensiones del área de medición corresponden a 0.815 m de

ancho por 1.170 m de alto, tomadas entre los ejes de la empaquetadura que

recorre la boca de la cámara. Éstas medidas corresponden aproximadamente a

las dimensiones interiores de la caja; sumando el espesor de sus paredes –

11.5 cm – las medidas exteriores resultan de 1.020 y 1.380 m para el ancho y

alto, respectivamente. A fin de limitar al máximo la superficie de apoyo de la

boca de la cámara sobre la muestra, y eliminar las perturbaciones térmicas que

pudiera acarrear su presencia, las paredes toman la forma de una cuña cuya

parte más aguzada alcanza un ancho de 2.0 cm y sobre el cual se aloja una




empaquetadura de apriete; esta empaquetadura tiene un ancho de 1.5 cm

aproximadamente. La profundidad de la cámara de medición es 0.56 metros.

3) Cámara fría

Es aquella donde se simula un ambiente frío (exterior). Las dimensiones de

la cámara fría son similares a las de la cámara caliente (de guarda), salvo en la

profundidad, que en este caso es de 64.5 cm. Es colocada simétricamente

respecto a la cámara de guarda, al otro lado de la probeta, de ésta forma la

probeta queda ubicada entre la cámara de guarda y la cámara fría.

Figura 6.o : “Disposición de las cámaras de medición, de guarda y fría que

constituyen la cámara térmica”

Fuente : Especificaciones Generales para la Construcción y Operación de una Cámara Térmica, basada

en la Nch 851, Marzo 1986

Probeta a ensayar

Cámara fría

Evaporador

Cámara de guarda

Anillo de guarda

Fluido de calor

Ventilador

CalefactorCompresor




Figura 6.p: “Fotografía cámara de medición laboratorio PTM”

6.3.8.1 AISLACIÓN TÉRMICA DE LAS CÁMARAS

• Cámaras de guarda y fría Las paredes de las cámaras fría y de guarda, están formadas por dos placas

de contrachapado de 8 mm cada una, entre las cuales queda un espacio relleno

con lana de fibras de vidrio o cualquier otro aislante de similares o mejores

características. El interior de éstas cámaras se reviste con placas de

poliestireno expandido de 50 mm de espesor de alta densidad, el cual no es

necesario si la aislación básica es alta. Las placas de contrachapado van

atornilladas a una estructura de madera construida con piezas de 2x4”.




• Cámara de medición

En la cámara de medición la estructura debe reducirse sólo a delgados

listones, empleados como escuadras para efectuar la unión encolada de las

placas de contrachapado, también de 8 mm, que determina sus paredes.

Entre las placas de contrachapado se deja un espacio aproximado de 10 cm,

relleno con el aislante seleccionado. El conjunto de 11.5 cm, presenta una

resistencia térmica nominal aproximada de 3.2 m2 x h x °C / kcal.

• Protección de las paredes

Para atenuar los intercambios por radiación, todas las paredes de la cámara

de medida, así como las paredes interiores de las cámaras mayores, se

revisten con una lámina de papel de aluminio.

Las pantallas que enfrentan la muestra en el área de medida y fría también

se encuentran revestidas con este papel.

• Empaquetaduras La aislación de las cámaras se completa dotando a los bordes que aprietan

sobre la muestra de empaquetaduras que aseguren un sello de aire adecuado.

Para tales efectos se utilizan bandas de espuma de caucho de 20 x 15 mm de

espesor. En la boca de las cámaras fría y de guarda, sobre un ancho de 11.5

cm, se colocan tres bandas; en la cámara de medida, una.




• Ajuste de las cámaras

Las cámaras fría y de guarda van montadas sobre bastidores de fierro que

poseen, a su vez, un sistema de ruedas que les permite deslizarse sobre rieles;

de ésta manera se eliminan los desplazamientos laterales y se produce un

acople perfecto entre las bocas de las cámaras. El apriete se consigue con la

ayuda de bastidores de fierro, que se apoyan en la cara posterior de las

cámaras y tirantes con hilo en sus extremos; los bastidores asoman por los

lados de las cámaras lo suficiente para que la presencia de muestras más

anchas de lo normal no impida la colocación de los cuatro tirantes, que se

distribuyen de a uno por cada esquina del conjunto; las tuercas de sus extremos

se aprietan por parejo, y hasta que las empaquetaduras muestren una

deformación tal que se aseguren la efectividad del sello.

La cámara de medida también se desplaza sobre rieles y se aprieta contra la

muestra, accionando un tornillo expansor que se ubica entre la cara posterior y

la pared de la cámara de guarda. La fuerza del tornillo se aplica en el centro de

la cara mediante un apoyo rotulado. Éste apoyo, como también el sistema de

ruedas, se debe mantener continuamente lubricado para disminuir las

posibilidades de un ajuste deficiente entre la empaquetadura y la muestra.

Después de apretar fuertemente la cámara se debe revisar la deformación de la

empaquetadura.

El acceso al tornillo se realiza a través de una puerta ubicada a un costado

de la cámara de guarda. Su espesor es igual al de la pared de la cámara más el

de una tapa que deja al exterior; ésta tapa, más grande que el agujero de la

pared, posee empaquetaduras que aíslan dicha abertura al apretar la puerta.




Casi en el centro de la puerta se ubica una ventanilla de observación de 20 x 10

cm.

La ventanilla se forma con cuatro vidrios simples distanciados a unos 3 cm

uno de otro. Para evitar posibles condensaciones del vapor de agua al

momento de sellar los espacios entre vidrios, se incorporan algunos gramos de

silicona en cada espacio.

En la pared posterior de la cámara fría se encuentra otra puerta, con

similares características de aislamiento.

En sí la cámara es similar a la especificada en la Nch 851 of.83, salvo por

los siguientes puntos:

a. Temperaturas de superficies

La cámara térmica de la UBB posee catorce termopares para medir

temperaturas en el lado caliente. En el lado frío, hay otros catorce termopares

opuestos a los del lado caliente.

b. Dispositivo para medir el flujo térmico La cámara térmica de la UBB posee un termopar en la cámara de medición y

otro en la cámara de guarda que indican la temperatura ambiente de éstas.




c. Temperatura del aire

La cámara térmica de la UBB, posee diez termopares a 65 mm de la

superficie de la probeta, que mide la temperatura del aire dentro de la cámara

de medición. La cámara fría tiene otros diez termopares opuestos a los del lado

caliente. Además las cámaras de medición, de guarda y fría poseen cada una

un termopar, para conocer su temperatura ambiente a cada instante del ensayo.

También existen dos termómetros de mercurio, uno en la cámara de guarda y

otro en la fría, visibles a través de ventanas vidriadas.

d. Ventilador

La cámara térmica de la UBB, no tiene anemómetros para medir la velocidad

del aire en las caras de la probeta.

6.3.8.2 COLOCACIÓN DEL ANILLO DE GUARDA EN LA CÁMARA

TÉRMICA Una vez construido el muro en el anillo de guarda, se asegura con listones

de 1x1” y se procede a sellar con silicona en todo el perímetro de la unión con

el anillo para evitar posibles flujos de aire entre la zona caliente y la zona fría.

A continuación, se procede a alinear el anillo de guarda entre las cámaras

frías y calientes, de tal forma que cuando estas se junten cierren perfectamente.

Lo anterior se refleja en la siguiente figura:




Figura 6.q “Alineamiento y cierre del anillo de guarda en la cámara de medición”

6.3.8.3 COLOCACION Y DISTRIBUCION DE LAS TERMOCUPLAS

Se distribuirán y colocarán termocuplas en ambos lados del muro que

contiene el anillo de guarda. Se colocaran 12 termocuplas en el muro las cuales

se distribuirán en 8 en las unidades de albañilería (ladrillo) y 4 auxiliares en el

mortero de pega, a demás existirán otras 12 termocuplas ubicadas en el aire

alineadas correctamente con las que posee el muro. Este procedimiento es

igual en ambos lados del muro (lado caliente y lado frío).

La distribución de las termocuplas debe ser similar a las que refleja la figura

6.t:




Figura 6.r “Colocación de termocuplas en la superficie del muro”

Figura 6.s “Termocuplas colocadas en el muro lado caliente”




Figura 6.t ”Distribución de termocuplas”

4




6.3.8.4 PROCEDIMIENTO DE EJECUCIÓN DEL ENSAYO TÉRMICO

• Ajustes previos de la cámara térmica

Listas las etapas anteriores, se procede a la ejecución del ensayo, no sin

antes verificar el correcto funcionamiento de las partes que componen el

equipo, tales como:

Fuente eléctrica de tensión estabilizada

Resistencias eléctricas

Ventiladores

Unidad de refrigeración y carga de gas

Empaquetadura aislantes

Sello de escotillas de las cámaras de guarda y fría

Termómetros de mercurio y ampolletas de iluminación

Termopares de alambre

Unidad de referencia de los termopares

Medidor de fuerza electromotriz (milivoltímetro)

Termómetro de cámara de medición y fría

Tablero de control

Luego de verificar los componentes se traza la distribución de las

termocuplas en el muro y por consiguiente se fijan los termopares al muro con

cinta adhesiva (huincha de enmascar). Antes de cerrar la cámara se debe

verificar que las termocuplas se encuentren en correcto funcionamiento y no

estén cortadas. Verificado todo lo anterior se precede a cerrar la cámara

térmica ajustando fuertemente las cámaras frías y calientes contra el panel.




A sí se procede entonces a ajustar la cámara de medición contra la probeta

mediante un timón que se encuentra dentro de la cámara de guarda. Posterior a

esto se pone la escotilla de la cámara de guarda y sé aperna. Con esto

completamos el cierre de la cámara térmica.

Enseguida, se hace funcionar la cámara ajustando:

El termostato de la cámara de guarda (ambiente caliente).

El termostato de la unidad enfriadora (ambiente frío).

El voltaje de los calefactores de la cámara de medición.

La probeta se somete a las siguientes temperaturas de ensaye:

Temperatura interior = 35ºC

Temperatura exterior = 0ºC

6.3.8.5 MEDICIONES TÉRMICAS

Las mediciones se toman una vez alcanzado el régimen estacionario de las

temperaturas, para la cámara fría y caliente ( 0ºC y 35ºC respectivamente).

Para que este procedimiento sea más rápido se hace variar el voltímetro

calentando o enfriando el aire dentro de la cámara.

Una vez obtenido el régimen estacionario se efectúa la primera medición.

Todas las lecturas de milivolt, voltaje, intensidad de corriente y temperaturas

se anotan en los cuadros del registro de medición.

Para cada medición se utiliza una hoja de registro la cual contempla las

siguientes operaciones:




1) Se calcula el mv promedio de la termopila (positivo o negativo) y se

anota en E.

2) Se anota la constante M = 8.3 (W/mv) del medidor de flujo.

3) Se calcula el flujo de calor en (W) que pasa a través del medidor de flujo

y se anota en MxE. 4) Se calcula el flujo de calor Vx I de los calefactores expresado en (W).

5) Se calcula el flujo de calor φ = VxI – MxE que atraviesa el área de

medición de la probeta expresado en (W).

6) Los mv se convierten a medidas de Tº multiplicándolos por la constante

C = 25.32 (C/mv).

6.3.7.6 METODOLOGÍA PARA DETERMINAR LOS DATOS TÉRMICOS Los resultados de los ensayos se calculan utilizando las fórmulas que se

presentan a continuación:

A) Cálculo De Transmitancia Térmica (“U”)

Donde:

φ : ( VxI – MxE ), (Watt), potencia eléctrica disipada (flujo térmico)

V : Voltaje promedio

I : Intensidad de corriente promedio

M : 8.3 (constante de la cámara)

E : Promedio de lecturas térmopila

U = φ / A ( tac – taf ) (W / m2ºK)




A : Área de medición ( 0.72 m2)

tac : Temperatura promedio del aire lado caliente

taf : Temperatura promedio del aire lado frío

B) Cálculo De Conductancia Térmica (“C”)

Donde:

tsc : Temperatura promedio superficial lado caliente

tsf : Temperatura promedio superficial lado frío.

C) Cálculo De Transmitancia Superficial Interior (Hi)

D) Cálculo De Transmitancia Superficial Exterior (He)

6.3.9 ENSAYO DE PERMEABILIDAD

C = φ / A ( tsc – tsf ) (W / m2ºK)

hi = φ / A ( tac – tsc) (W / m2ºK)

he = φ / A ( tsf – taf) (W / m2ºK)




A pesar de estar considerado como un ensayo complementario ya que no

esta contemplado como uno de los objetivos principales de esta investigación,

sin embargo, si es importante para el proyecto en el que este seminario se

enmarca, por esto se sometieron a este ensayo distintas probetas de albañilería

con las mismas características de las mencionadas para el ensayo mecánico a

corte diagonal.

En principio de este ensayo consiste en proyectar una cierta cantidad de

agua y una presión de aire en las condiciones definidas, sobre la superficie

exterior del muro de albañilería de ladrillo cerámico y comprobar de esta forma

las eventuales filtraciones de agua a través del muro.

Este ensayo se realizó con en el equipo de medición de permeabilidad de

ventanas (cámara de infiltración), que posee el laboratorio del Pabellón

tecnológico de la madera, de la Universidad del Bío-Bío. Las pruebas se

realizarán en conformidad a los procedimientos establecidos en la Norma

NCH2829 C2002, para determinar la clase de estanqueidad al agua de

fachadas.

El ensayo consiste en someter una sección representativa de la fachada a

una proyección de agua permanente, capaz de crear una película de agua

continua sobre toda la superficie, y simultáneamente a una presión estática de

aire gradualmente creciente. De este modo se registra la presión límite de

estanqueidad al agua, de acuerdo al programa de cargas que se señala en la

tabla siguiente:

Tabla 6.5: “Aumento Presión en el tiempo, Ensayo Permeabilidad”




DIFERENCIAL DE PRESIÓN ENTRE LA CÁMARA Y EL EXTERIOR (PA)

DURACIÓN, MIN

0 15 50 5

100 5 150 5 200 5 300 5 400 5 500 5

Continuar con incrementos de 250 Pa como máximo hasta la presión máxima Pmáx requerida.

5 en cada nivel

El valor de Pmáx se debe especificar y precisar en cada caso dentro de las especificaciones del ensayo.

• Equipo De Ensayo

El equipo básico que se requiere para efectuar este ensayo es el siguiente:

1) Un cajón de dimensiones 1.2 x 1.0 m. con un boquete de acción de

0.50x050 m. En este boquete de acción se debe colocar el muro de

0.60x0.60 m. de albañilería de ladrillo cerámico. Se debe colocar gomas en

el perímetro del boquete acción para generar la estanqueidad necesaria al

momento de desarrollar el ensayo.

2) Un dispositivo que permita crear una diferencia de presión controlada entre

las caras de la probeta de albañilería de ladrillo.

3) Un dispositivo que permita establecer una variación rápida y controlada de la

diferencia de presión en los límites definidos, como lo son las válvulas que

regulan el sistema.

4) Un dispositivo proyector de agua permita aplicar una lámina continua sobre

la totalidad de la superficie de la probeta.

5) Aparatos para medir el caudal de agua proyectada.




6) Un aparato para medir la diferencia de presión entre las dos caras de la

probeta

Figura 6.u “ Cámara de infiltración”

• Método De Rociado

El método de rociado, para aplicar el caudal de agua determinado, está

descrito en la norma UNE 85-206-81 y consiste en que:

El agua utilizada para este método debe provenir de un sistema rectangular

de inyectores, como indican las figuras 6.v y 6.w. Cada inyector debe producir

un chorro piramidal de base cuadrada, sobre la superficie de la probeta.

Los inyectores deben estar fijos a un soporte rígido, para asegurar que

permanecen en un plano horizontal. La probeta debe estar situada de tal forma

que una hilera de los inyectores esté al mismo nivel que el travesaño superior




de la muestra y el resto de la muestra esté enteramente mojada por los otros

inyectores.

Los inyectores se sitúan aproximadamente a 30cm del plano de la probeta

para así generar la lámina de agua sobre toda su superficie.

Figura 6.v: “Planta de Reja de Inyectores para el Ensayo”

Figura 6.w: “Distribución de los rociadores para el ensayo de estanqueidad al agua”

X : Representa la ubicación de los rociadores.

≈ 30 cm

Prob

eta a

ensa

yar

1.1 1.2 1.31.4

1.5 1.6 1.7 1.8

1.9 1.10 1.11 1.12

700 mm

700 mm

700 mm





• Previo a la ejecución:

La confección y curado de las probetas es de forma similar a lo señalado

para el ensayo mecánico de corte diagonal, sin embargo estas pueden ser

curadas a la mitad del tiempo de las sometidas al ensayo mecánico descrito

anteriormente.

1) Se deben acopiar las probetas en lugar del equipo de ensayo

2) Para colocar las probetas dentro de la cámara de infiltración se utiliza una

traspaleta para levantar la probeta.

3) Se prende el compresor para acumular el aire necesario para ejercer las

presiones.

4) Luego, se coloca la probeta sobre una plataforma móvil, que desplazara esta

al área de medición.

5) Posteriormente se colocan los elementos de sujeción de las probetas en sus

cuatro extremos, estos elementos poseen hilo para ir ajustando y

presionando la probeta contra el área de medición

6) Al colocar las probetas en la posición de ensayo, se deben prensar contra el

boquete.

7) Posteriormente se deben sellar las probetas en su perímetro con silicona.

8) Colocar por todos los lados del muro polietileno para evitar filtraciones por los

costados de este.

9) Alineamiento de las boquillas.

10) Por último, se deben verificar los siguientes datos:

Se anotarán las temperaturas del aire del laboratorio y del aire del cajón y se

indicarán en el informe.




Verificar el adecuado funcionamiento del dispositivo de rociado.

La temperatura del agua utilizada en el cajón debe mantenerse entre +8°C y

+25°C.

La tensión superficial del agua no debe ser inferior a 60 *10-3 N/m

verificándose con un aparato apropiado.

El dispositivo de rociado está regulado para proyectar un caudal de

aproximadamente 2 L/m2 por minuto, sobre la superficie a ensayar, en el

caso de las probetas el agua entregada a ellas será de 95 lt/hr.

Figura 6.x “Probeta lista para ser ensayada”




• En la ejecución

El ensayo se comienza, inyectando la cantidad de agua antes determinada a

cero pascales de diferencia de presión entre el interior y el exterior por los

primeros 15 minutos, para luego ir aumentando cada 5 minutos la diferencia de

presión, como se indica en la tabla 6.5.

En los primeros 7 a 8 minutos la cámara de infiltración se mantiene abierta

por si el ensayo culmina antes de lo previsto, de no ser así se cierra para

generar la presión necesaria.

Cada vez que vayan pasando los periodos de tiempo con sus

correspondientes presiones se anota en un registro si pasa o si no pasa agua.

Ver tabla 6.6

TABLA 6.6: “Registro de Mediciones De Estanqueidad”

Etapa Período (Min.) Caudal (lts/hr) Presión (Pa) Observaciones

1 15 95 0

2 5 95 50

3 5 95 100

4 5 95 200

5 5 95 300

6 5 95 400

7 5 95 500

8 5 95 750

9 5 95 1000

10 5 95 >1500

Finalmente se registra la presión para la cual se produce la infiltración y el

momento cuando ésta aparece, con lo que se determina el límite de

estanqueidad de la fachada (presión correspondiente al nivel inmediatamente

inferior al cual se produce la infiltración).




6.4 RESULTADOS OBTENIDOS EN LA ETAPA EXPERIMENTAL

6.4.1 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE GRANULOMETRIA Y HUMEDAD DE LA ARENA

6.4.1.1 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO TABLA 6.9 : “Granulometría arena Bio-Bio”.

TAMICES ASTM (N°)

Preferida (mm)

GRAMOS RETENIDOS

% RETENIDO PARCIAL

% RETENIDO

ACUMULADO

% ACUMULADO

QUE PASA

3/8” 10 0 0 0 100 4 5 2.84 0.55 0.55 99.45 8 2.5 19.12 3.71 4.26 95.74 16 1.25 120.21 23.33 27.59 72.41 30 0.63 250.33 48.59 76.18 23.82 50 0.315 113.14 21.96 98.14 1.86 100 0.16 8.65 1.67 99.81 0.19 R R 0.9 0.19 100 0

TOTAL 515.19 MODULO DE

FINURA 3.07




GRÁFICO 6.b : “Curva granulométrica arena Bio-Bio”.

CURVA GRANULOMÉTRICA ARENA BÍO-BÍO

-20

0

20

40

60

80

100

120

R 0,16 0,315 0,63 1,25 2,5 5 10

Tamices (mm)

% A

cum

ulad

o qu

e pa

sa

Granulometría Arena Bío-Bío




6.4.2 RESULTADO DE LOS ENSAYOS A COMPRESION DE PRISMAS DE ALBAÑILERIA

Solución Nª 1

Espesor del mortero de pega 20 mm Fecha construcción de los prismas 01/08/03 Fecha inicio ensayo 13/11/03

Edad del Altura Longitud Espesor Area Sección Carga de Resistenciaprisma cm cm cm Transversal Ruptura PrismaticaN° de proveta

días Ue

(sin Huecos) Kgf 1 72 52.0 29.0 14.0 6150 216 43221.8 20 2 72 51.5 29.0 14.0 6100 216 30172.4 14 3 72 51.5 29.0 14.0 6200 216 40623.2 18.8 4 72 52.8 29.0 14.0 5060 216 39613.8 18.3 5 72 52.5 29.0 14.0 5550 216 36781.2 17

Promedios 72 52.06 29.0 14.0 5812 216 38082.4 17.6 Resistencia Promedio a la Compresión X 17.6 Resistencia Mayor a la Compresión X5 20 Resistencia Menor a la Compresión X1 14 Resistencia Basica a la Compresión ƒ m` 15 Figura y, “Fisura típica ensayos a compresión Prisma con espesor de mortero de pega 20 mm”




Solución Nª2 Espesor del mortero de pega 15 mm Fecha construcción de los prismas 12/09/03 Fecha inicio ensayo 13/11/03


días

Ue

(sin Huecos) Kgf 1 62 50.1 29.0 14.0 5260 215.992 41179.5 19.1 2 62 50.2 29.0 14.0 5000 215.992 39144.1 18.1 3 62 50.4 29.0 14.0 4900 215.992 38361.2 17.8 4 62 50.2 29.0 14.0 3200 215.992 25052.2 11.6 5 62 49.8 29.0 14.0 4500 215.992 35229.6 16.3

Promedios 62 50.1 29.0 14.0 4572 215.992 35793.3 16.6 Resistencia Promedio a la Compresión X 16.6 Resistencia Mayor a la Compresión X5 19.1 Resistencia Menor a la Compresión X1 11.6 Resistencia Basica a la Compresión ƒ m` 13.4

Figura 6.z, “Fisura típica ensayos a compresión Prisma con espesor de mortero de pega 15 mm”






días

Ue

(sin Huecos) Kgf 1 50 52.0 29.0 14.0 3512 215.992 27494.8 12.7 2 50 51.5 29.0 14.0 5332 215.992 41743.2 19.3 3 50 51.5 29.0 14.0 4460 215.992 34916.5 16.2 4 50 52.8 29.0 14.0 4000 215.992 31315.2 14.5 5 50 52.5 29.0 14.0 4722 215.992 36967.6 17.1

Promedios 50 52.06 29.0 14.0 4405.2 215.992 34487.5 16.0 Resistencia Promedio a la Compresión X 16.0 Resistencia Mayor a la Compresión X5 19.3 Resistencia Menor a la Compresión X1 12.7 Resistencia Basica a la Compresión ƒ m` 13.1 Figura 6.a.a, “Fisura típica ensayos a compresión Prisma con espesor de mortero de pega 10 mm”






días

Ue

(sin Huecos) Kgf 1 40 52.0 29.0 14.0 2960 215.992 23173.3 10.7 2 40 51.5 29.0 14.0 4780 215.992 37421.7 17.3 3 40 51.5 29.0 14.0 4320 215.992 33820.5 15.7 4 40 52.8 29.0 14.0 3960 215.992 31002.1 14.4 5 40 52.5 29.0 14.0 2950 215.992 23095.0 10.7

Promedios 40 52.06 29.0 14.0 3794 215.992 29702.5 13.8 Resistencia Promedio a la Compresión X 13.8 Resistencia Mayor a la Compresión X5 17.3 Resistencia Menor a la Compresión X1 10.7 Resistencia Basica a la Compresión ƒ m` 10.9

Figura 6.b.b, “Fisura típica ensayos a compresión Prisma con espesor de mortero de pega 5 mm”




6.4.3 RESULTADO DE LOS ENSAYOS A CORTE DIAGONAL DE MURETES DE ALBAÑILERIA

Solución Nª1

Espesor del mortero de pega : 20 mm Fecha construcción de los prismas :05,08/09/03Fecha inicio ensayo : 18/12/03

Edad del Longitud Espesor Area Sección Carga de Resistencia prisma Aristas (cm) µe Diagonal Ruptura Prismatica

N° de proveta

(días) (cm) (cm2) (Kgf) (Mpa) 1 104 62.0 14.0 2270 1228 16532 1.3 2 104 62.0 14.0 2580 1228 18790 1.5 3 104 62.0 14.0 2580 1228 18790 1.5 4 101 62.0 14.0 2200 1228 16023 1.3 5 101 62.0 14.0 2110 1228 15367 1.3

Promedios 103 62.0 14.0 2348 1228 17100 1.4

Cuadro resumen

Longitud Diaginal Promedio del Murete (L) 87.7 Espesor promedio del Murete (e) 14.0 Area sección Diaginal Promedio del Murete (A) 1228 Carga Promedio de Ruptura (P) 17100 Resistencia Basica al Corte (Rbc) 1.4




Figura 6.c.c “Murete con espesor de mortero de pega 20 mm listo para el ensayo a corte diagonal”

Figura 6.d.d “Falla al corte del murete de albañilería espesor de mortero de pega 20 mm”

Figura 6.e.e “Falla combinada al corte y adherencia del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 20 mm”




Solución Nª2 Espesor del mortero de pega 15 mm Fecha construcción de los prismas 1,8,14/11/03Fecha inicio ensayo 18/12/03

Cuadro Resumen


Figura 6.f.f “Falla a la adherencia del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 15 mm”

Edad del Longitud Espesor Area Sección Carga de Resistencia prisma Aristas (cm) µe Diagonal Ruptura Prismatica

N° de proveta

(días) (cm) (cm2) (Kgf) (Mpa) 1 56 74.8 14.0 2080 1481 15149 1.0 2 56 74.8 14.0 1620 1481 11798 0.8 3 56 74.8 14.0 1050 1481 7647 0.5 4 48 74.8 14.0 1770 1481 12891 0.9 5 42 74.8 14.0 1620 1481 11798 0.8

Promedios 52 74.8 14.0 1628 1481 11857 0.8




Figura 6.g.g “Falla Típica al corte del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 15 mm”

Figura 6.h.h “Falla combinada al corte y adherencia del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 15 mm”




Solución Nª3

Espesor del mortero de pega : 10 mm Fecha construcción de los prismas :4,14/10/03 Fecha inicio ensayo : 24/12/03

Edad del Longitud Espesor Area Sección Carga de Resistenciaprisma Aristas (cm) µe Diagonal Ruptura Prismatica

N° de proveta

(días) (cm) (cm2) (Kgf) (Mpa) 1 50 72.5 14.0 1334 1435 9716 0.7 2 50 72.5 14.0 1380 1435 10051 0.7 3 50 72.5 14.0 1400 1435 10196 0.7 4 40 72.5 14.0 1110 1435 8084 0.6 5 40 72.5 14.0 950 1435 6919 0.5

Promedios 46 72.5 14.0 1234.8 1435 8993 0.6

Cuadro Resumen


Figuras 6.i.i y 6.j.j “Falla combinada al corte y adherencia del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 10 mm”




Figura 6.k.k “Falla a la adherencia del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 10 mm”




Solución Nª4

Espesor del mortero de pega : 5 mm Fecha construcción de los prismas :7,8/11/03 Fecha inicio ensayo : 18/12/03

N° Edad del Longitud Espesor Area Sección Carga de Resistencia de proveta prisma Aristas (cm) µe Diagonal Ruptura Prismatica

(días) (cm) (cm2) (Kgf) (Mpa) 1 42 70.5 14.0 1900 1396 13838 1.0 2 42 70.5 14.0 1398 1396 10182 0.7 3 42 70.5 14.0 1536 1396 11187 0.8 4 41 70.5 14.0 2000 1396 14566 1.0 5 41 70.5 14.0 2400 1396 17479 1.3

Promedios 42 70.5 14.0 1846.8 1396 13450 1.0

Cuadro resumen

Longitud Diaginal Promedio del Murete (L) 99.7 Espesor promedio del Murete (e) 14.0 Area sección Diaginal Promedio del Murete (A) 1396 Carga Promedio de Ruptura (P) 13450 Resistencia Basica al Corte (Rbc) 1.0 Figura 6.l.l “Falla combinada al corte y adherencia del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 5 mm”

Figura 6.m.m “Falla al corte del murete de albañilería con espesor de mortero de pega 5 mm”




6.4.4 RESULTADO DE LOS ENSAYOS TERMICOS A PROBETAS DE ALBAÑILERIA

Solución Nª1

Espesor del mortero de pega 20 mm Fecha construcción muro 17/09/03

TRANSMITANCIA CONDUSTANCIA T. SUP. INT. T. SUP. EXT. Nº MEDICION DIA HORA

U (W/M2ºC) C (W/M2ºC) HI (W/M2ºC) He (W/M2ºC) 1 08/10/03 12°° 2.25 4.20 9.44 9.90 2 08/10/03 14°° 2.27 4.14 10.25 9.83 3 08/10/03 16°° 2.25 4.10 9.19 10.90 4 09/10/03 10°° 2.18 3.96 9.32 10.16 5 09/10/03 12°° 2.26 4.07 9.41 11.01 6 09/10/03 14°° 2.16 3.99 9.38 9.48 7 09/10/03 16°° 2.04 3.93 9.36 7.80 8 09/10/03 18°° 2.11 3.89 9.09 9.31 9 10/10/03 10°° 2.16 3.86 10.30 9.41

10 10/10/03 12°° 2.17 3.79 10.05 10.33 PROMEDIOS 2.19 3.99 9.58 9.81

MEDICIÓN MAS PROXIMA AL PROMEDIO TRANSMITANCIA CONDUSTANCIA T. SUP. INT. T. SUP. EXT. Nº

MEDICION DIA HORA U (W/M2ºC) C (W/M2ºC) HI (W/M2ºC) He (W/M2ºC)

4 09/10/03 10°° 2.18 3.96 9.32 10.16 Figura 6.n.n “Probeta de albañilería Para ensayo térmico con espesor de mortero de pega 20 mm”




Solución Nª2



U (W/M2ºC) C (W/M2ºC) HI (W/M2ºC) He (W/M2ºC) 1 03/10/03 14°° 2.09 3.75 8.96 9.93 2 03/10/03 16°° 2.09 3.72 9.00 10.10 3 03/10/03 18°° 2.06 3.69 8.93 9.72 4 04/10/03 10°° 2.07 3.77 9.12 9.19 5 04/10/03 12°° 2.04 3.72 8.97 9.17 6 04/10/03 14°° 2.03 3.69 9.01 9.12 7 04/10/03 16°° 2.06 3.68 9.03 9.66 8 04/10/03 18°° 2.04 3.69 9.00 9.28 9 05/10/03 10°° 2.15 3.76 9.10 11.09 10 05/10/03 12°° 2.15 3.76 9.10 11.09

PROMEDIOS 2.08 3.72 9.02 9.83

MEDICIÓN MAS PRÓXIMA AL PROMEDIO TRANSMITANCIA CONDUSTANCIA T. SUP. INT. T. SUP. EXT. Nº


4 04/10/03 10°° 2.07 3.77 9.12 9.19 Figura 6.ñ.ñ “Probeta para ensayo térmico con espesor de mortero de pega 15 mm”




Solución Nª3




10 17/10/03 12°° 1.91 3.50 8.16 8.76 PROMEDIOS 1.96 3.61 8.50 8.65

MEDICIÓN MAS PROXIMA AL PROMEDIO TRANSMITANCIA CONDUSTANCIA T. SUP. INT. T. SUP. EXT. Nº


6 16/10/03 14°° 1.96 3.66 8.19 8.77 Figura 6.o.o “Probeta para ensayo térmico con espesor de mortero de pega 10 mm”




Solución Nª4




10 31/10/03 16°° 1.80 3.18 7.50 8.49 PROMEDIOS 1.80 3.18 7.65 8.43

Medición mas proxima al promedio TRANSMITANCIA CONDUSTANCIA T. SUP. INT. T. SUP. EXT. Nº


10 31/10/03 16°° 1.80 3.18 7.50 8.49 Figura 6.p.p “Probeta para ensayo térmico con espesor de mortero de pega 5 mm”




6.4.5 RESULTADO DE LOS ENSAYOS DE PERMEABILIDAD A PROBETAS DE ALBAÑILERIA

Solución Nª1

Espesor del mortero de pega 20 mm Fecha construcción de las Provetas 08/09/03 Fecha inicio ensayo 26/11/03

Periodo Caudal Presión Etapa

(Min) (lts/hr) (Pa) Observaciones

1 15 95 0 No paso Agua 2 5 95 50 No paso Agua 3 5 95 100 No paso Agua 4 5 95 200 Paso agua 5 5 95 300 6 5 95 400 7 5 95 500 8 5 95 750 9 5 95 1000

10 5 95 >1500 Figura 6.q.q “Probeta de albañilería con espesor de mortero de pega 20 mm sometida al ensayo de permeabilidad”




Solución Nª2




1 15 95 0 Paso agua 2 5 95 50 3 5 95 100 4 5 95 200 5 5 95 300 6 5 95 400 7 5 95 500 8 5 95 750 9 5 95 1000

10 5 95 >1500 Figura 6.r.r “Probeta de albañilería con espesor de mortero de pega 15 mm sometida al ensayo de permeabilidad”




Solución Nª3




1 15 95 0 No paso Agua 2 5 95 50 No paso Agua 3 5 95 100 No paso Agua 4 5 95 200 No paso Agua 5 5 95 300 Paso agua 6 5 95 400 7 5 95 500 8 5 95 750 9 5 95 1000

10 5 95 >1500

Figura 6.s.s “Probeta de albañilería con espesor de mortero de pega 10 mm sometida al ensayo de permeabilidad”




Solución Nª4




1 15 95 0 Paso agua 2 5 95 50 3 5 95 100 4 5 95 200 5 5 95 300 6 5 95 400 7 5 95 500 8 5 95 750 9 5 95 1000

10 5 95 >1500

Figura 6.t.t “Probeta de albañilería con espesor de mortero de pega 5 mm sometida al ensayo de permeabilidad”




6.5 ANALISIS DE LOS RESULTADOS En este punto se analizaron los resultados más incidentes para la presente

investigación y que forman parte integral de los objetivos trazados para el

proyecto en que este seminario se enmarca.

6.5.1 ENSAYOS MECANICOS Para hacer un análisis de estos ensayos se tomaron como referencia

parámetros establecidos en la normativa nacional vigente, así como también

estudios hechos referente al tema en anteriores seminarios que dieron origen a

la presente investigación.

Los ensayos mecánicos se analizaron conforme a lo establecido en la NCh

1928 Of. 93 “Albañilería Armada – requisitos para el Diseño y calculo” y la Tesis

de Grado “Influencia Del Mortero De Pega En El Comportamiento Térmico Y

Mecánico De Las Albañilerías De Ladrillos Cerámicos Hechos A Maquina”

,[Castro, 2002], en donde se establecieron valores de resistencias mecánicas

para la misma cantidad de espesores utilizados en la presente investigación

pero con un ladrillo de menor escuadría (TRE 29x14x7.1).




6.5.1.1 RESISTENCIA A LA COMPRESION DE PRISMAS DE ALBAÑILERIA

Los resultados obtenidos en el ensayo a compresión de prismas de

albañilería se comparan a continuación en un gráfico con los valores exigidos

por norma para albañilería armada y con los valores obtenidos en la tesis de

grado antes mencionada, donde a diferencia de esta investigación se utilizo un

ladrillo considerado de baja escuadría (TRE de Industrias Princesa S.A.). Grafico 6.c “Comparación de valores de Resistencia a la compresión de prismas

de albañilería V/S Resistencia Exigida por Norma”

"Resistencia obtenida v/s Resistencia Exigida por Norma"

20.7 21.1

18.4

11 11 11 11

17.6

13.816.016.6

21.2

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

20 15 10 5Espesor del Mortero de Pega

Rbc

(MPa

)

Resistencia Promedio (Ladrillo GTRE)(Mpa)Resistencia Promedio (Ladrillo TRE)(Mpa)Resistencia Exigida Por Norma (Mpa)




Del gráfico anterior se pueden desprender dos tipos de análisis, uno

referente a lo exigido por la norma para la presente investigación y otro

referente a la comparación con la utilización de un ladrillo de alta escuadría

(GTRE 29x14x11.3) con otro de baja escuadría (TRE 29x14x7.1):

• Análisis de comparación referente a la exigencia por norma v/s los

resultados obtenidos en la presente investigación: Todos los resultados obtenidos con la utilización de diferentes espesores de

mortero de pega cumplieron a cavalidad con los requisitos exigidos para

albañilería armada, en lo que se refiere a la compresión de prismas de

albañilería cuyo requisito mínimo es de 11 Mpa.

Lo anterior se refleja en la siguiente tabla

TABLA 6.7: ”Porcentaje de cumplimiento de los valores exigidos a la

compresión por NCh 1928 Of. 93”

Espesor del Mortero de Pega % de cumplimiento

20 160

15 151

10 145

5 125

De la tabla anterior se puede dilucidar que ni siquiera el espesor menor de

mortero de pega (5 mm) queda fuera del requisito mínimo exigido por norma.




• Análisis de comparación referente a los resultados obtenidos en la

presente investigación con un ladrillo de alta escuadría v/s resultados

obtenidos con otro ladrillo de menor escuadría:

En la siguiente tabla queda a la vista la comparación de resultados para los

dos tipos de albañilerías:

TABLA 6.8: “Comparación de resultados Albañilería con Ladrillo GTRE v/s

Albañilería con ladrillo TRE para el ensayo a compresión de prismas de

albañilería”

Espesor del Mortero de Pega Comparación

20 Bajo 20%

15 Bajo 20%

10 Bajo 24%

5 Bajo 25%

La tabla refleja que los valores alcanzados para los espesores de mortero de

pega 20, 15, 10 y 5 mm con ladrillo GTRE bajaron de un 25 a un 20 %,

procentajes que son menores en comparación a la utilización de ladrillo TRE

con estos mismos espesores, esto puede ser debido a los siguientes factores:

Diferencia de dimensiones en la altura en comparación entre ambos

ladrillos. Diferencia en la mano de obra que ejecuto el trabajo Mala calidad del ladrillo GTRE en comparación con el TRE. Mala calidad de los materiales utilizados (cemento, arena y agua). Otros.




6.5.1.2 RESISTENCIA AL CORTE DE MURETES DE ALBAÑILERIA Al igual que el análisis anterior, los resultados obtenidos en el ensayo a corte

diagonal de muretes de albañilería se comparan a continuación en un gráfico

con los valores exigidos por norma para albañilería armada y con los valores

obtenidos en la tesis de grado antes mencionada, donde a diferencia de esta

investigación se utilizo un ladrillo considerado de baja escuadría (TRE de

Industrias Princesa S.A.).

Grafico 6.d “Comparación de valores de Resistencia al Corte Diagonal de

Muretes de albañilería V/S Resistencia Exigida por Norma”

"Resistencia obtenida v/s Resistencia Exigida por Norma"

1.7

1.5 1.5

1.1

0.8

1.0

0.6

1.4

0.6 0.60.60.6

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

20 15 10 5

Espesor del Mortero de Pega

Rbc

(MPa

)

Resistencia Promedio(Ladrillo GTRE) (Mpa)Resistencia Promedio(Ladrillo TRE) (Mpa)Resistencia Exigida PorNorma (Mpa)




• Análisis de comparación referente a la exigencia por norma v/s los

resultados obtenidos en la presente investigación: En este ensayo y al igual que el ensayo de compresión de prismas de

albañilería todos los resultados obtenidos con la utilización de diferentes

espesores de mortero de pega cumplieron a cavalidad con los requisitos

exigidos para albañilería armada, en lo que se refiere corte diagonal de muretes

de albañilería cuyo requisito mínimo es de 0.6 Mpa.

Lo anterior se refleja en la siguiente tabla

TABLA 6.9: ”Porcentaje de cumplimiento de los valores exigidos al corte

diagonal por NCh 1928 Of. 93”

Espesor del Mortero de Pega % de cumplimiento

20 233

15 133

10 100

5 167

De la tabla anterior se puede dilucidar que el resultado más desfavorable,

pero que cumplió con la expectativa de exigencia mínima fue el murete

sometido a ensayo con espesor de 10 mm.




• Análisis de comparación referente a los resultados obtenidos en la



En la siguiente tabla quedan a la vista la comparación de resultados para los

dos tipos de albañilerías con distintos tipos de ladrillos e igual rango de espesor

de mortero de pega:

TABLA 6.10: “Comparación de resultados Albañilería con Ladrillo GTRE v/s

Albañilería con ladrillo TRE para el ensayo a corte diagonal de muretes de

albañilería”.

Espesor del Mortero de Pega Comparación

20 Bajo 18%

15 Bajo 47%

10 Bajo 60%

5 Bajo 9%

La tabla refleja que en este ensayo se produjo una baja en todos los valores

de resistencia al corte correspondiente a cada espesor de mortero de pega con

ladrillo GTRE, los cuales señalan una baja de un 60% a un 9% respectivamente

en comparación a la utilización de ladrillo TRE con estos mismos espesores,

esto puede ser debido a los mismos factores antes mencionados para el ensayo

de compresión.




6.5.2 TRANSMITANCIA TERMICA DE PROVETAS DE ALBAÑILERIA Las cuatro soluciones planteadas se analizaron respecto de dos factores

determinantes en esta investigación, el primero es la nueva entrada en vigencia

de la Segunda Etapa de la Reglamentación Térmica que ya cuenta con dos

propuestas entregadas al Instituto de la Construcción a mediados del año 2003

y que situara valores de transmitancia térmica para las distintas zonas en que

se divide el país. El segundo análisis se hará mediante una comparación de los

resultados obtenidos en la Tesis de Grado “Influencia Del Mortero De Pega En

El Comportamiento Térmico Y Mecánico De Las Albañilerías De Ladrillos

Cerámicos Hechos A Maquina”, [Castro, 2002], en donde se establecieron

valores de transmitancia térmica para la misma cantidad de espesores

utilizados en la presente investigación pero con un ladrillo de menor escuadría

(TRE 29x14x7.1).

• Análisis de resultados obtenidos en la presente investigación v/s

Propuestas de valores de transmitancia planteadas para las distintas

zonas del país: TABLA 6.11: “Propuesta 2ª Etapa Reglamentación Térmica”

Muro

Opción A Opción B Valor Promedio U Rt U Rt U Rt

Zona

Localidad Representativa

W/m2K m2K/W W/m2K m2K/W W/m2K m2K/W 1 Arica, Antofagasta 4,30 0,23 4,00 0,25 4,15 0,24

2 Ovalle, Valparaíso 3,10 0,33 1,80 0,56 2,45 0,45

3 Providencia, Ñuñoa 2,10 0,48 1,50 0,67 1,80 0,58 4 Concepción, Talcahuano 1,90 0,53 1,30 0,77 1,60 0,65 5 Temuco, Victoria 1,80 0,63 1,10 0,91 1,45 0,77 6 Pto.Montt, Ancud 1,30 0,83 1,10 0,91 1,20 0,87 7 Pta Arenas, Aisén 0,80 1,25 0,60 1,67 0,70 1,46

Fuente: Instituto de la Construcción, marzo 2003




En la tabla anterior se muestran los valores promedios de transmitancia de

ambas propuestas con los cuales se puede evaluar los resultados obtenidos en

esta investigación para las cuatro soluciones planteadas en el siguiente gráfico:

Grafico 6.e “Valores de transmitancia obtenidos para las cuatro soluciones

planteadas v/s valores promedio de U exigidos por ambas propuestas”

"VALORES PROMEDIOS TRANSMITANCIA PROPUESTAS V/S VALORES OBTENIDOS"

4.15

2.45

1.61.45

1.2

0.7

2.18 2.18 2.18 2.18 2.18 2.18 2.182.07 2.07 2.07 2.07 2.07 2.07 2.071.96 1.96 1.96 1.96 1.96 1.96 1.961.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8

1.81.8

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

Arica Antofagasta

Ovalle Valparaíso

Providencia Ñuñoa

Concepción Talcahuano

Temuco Victoria

Puerto Montt Ancud

Punta Arenas Aisén ZONA

U (W

/m2K

)

Transmitancia Promedio "U" W/m2KTransmitancia Solución 1 Espesor 20 mm Mortero de pegaTransmitancia Solución 2 Espesor 15 mm Mortero de pegaTransmitancia Solución 3 Espesor 10 mm Mortero de pegaTransmitancia Solución 4 Espesor 5 mm Mortero de pega




Del gráfico anterior se puede deducir la aceptabilidad de los resultados

obtenidos para las cuatro soluciones respecto de los valores promedios para

cada zona de ambas propuestas el cual se refleja en la siguiente tabla:

TABLA 6.12: “Aceptabilidad de valores obtenidos para las cuatro soluciones

conforme a los requisitos de transmitancias promedios de ambas propuestas

para las 7 zonas”

Zona Solución 1 Mortero de pega

e=20 mm (U=2.18)

Solución 2 Mortero de pega

e=15 mm (U=2.07)


e=10 mm (U=1.96)


e=5 mm (U=1.8)

1.- Arica, Antofagasta Valor aceptable Valor aceptable Valor aceptable Valor aceptable

2.- Ovalle, Valparaíso Valor aceptable Valor aceptable Valor aceptable Valor aceptable

3.- Providencia, Ñuñoa - - - Valor aceptable

4.- Concepción, Talcahuano

- - - -

5.- Temuco, Victoria

- - - -

6.- Pto.Montt, Ancud

- - - -

7.- Pta Arenas, Aisén

- - - -

En resumen, los valores obtenidos en esta investigación se encuentran

dentro de los valores promedios permisibles de transmitancia térmica en dos

zonas con las cuatro soluciones propuestas y en tres zonas con la solución N°4.




• Análisis de comparación de valores de transmitancia obtenidos en la



Para comparar el comportamiento térmico de la soluciones propuestas para

esta investigación con un ladrillo de alta escuadría (GTRE) v/s el

comportamiento térmico de soluciones propuestas con un ladrillo de baja

escuadría (TRE) se ha diseñado el siguiente gráfico:

Grafico 6.f“Comparación de valores de transmitancia con distintos tipos de

ladrillos v/s espesor del mortero de pega”

"VALORES DE TRANSMITANCIA V/S ESPESOR DEL MORTERO DE PEGA"

2.402.22

2.071.90

2.182.07

1.961.8

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0 5 10 15 20 25

ESPESOR DEL MORTERO DE PEGA

U (W

/m2K

)

U w/m2ºc (Ladrillo TRE) U w/m2ºc (Ladrillo GTR)




Del gráfico anterior se puede visualizar que a medida que disminuye el

espesor de mortero de pega, disminuye también el valor de transmitancia

térmica para ambos tipos de albañilería, sin embargo las soluciones planteadas

en esta investigación son más eficaces que las soluciones propuestas con un

ladrillo de menor escuadría, esto quiere decir entonces que a medida que se

aumenta el área frontal de la unidad cerámica llamada ladrillo y se disminuye el

porcentaje de mortero de pega (disminuyendo así también la cantidad de

hiladas), se disminuye por consecuencia el valor de transmitancia térmica.

Los porcentajes de reducción de área de mortero de pega y de valores de

transmitancia térmica se reflejan en la siguiente tabla: TABLA 6.13: “Comparación y Relación Entre Areas De Mortero De Pega / M2 De Albañilería V/S Transmitancia Térmica”

% AREA DE MORTERO DE PEGA / M2 DE ALBAÑILERÍA

% DISMINUCION DE AREA DE MORTERO / M2 DE ALBAÑILERÍA

TRANSMITANCIA TERMICA U (W / m2 °

C)

% DISMINUCION U (W / m2 ° C) Espesor

de Mortero de Pega

(mm) Ladrillo

TRE 29x14x7.1

Ladrillo GTR

29x14x11.3

Ladrillo TRE

29x14x7.1

Ladrillo GTR

29x14x11.3

Ladrillo TRE

29x14x7.1

Ladrillo GTR

29x14x11.3

Con respecto

a 2.4

Con respecto a 2.18

% DISMINUCIÒN DE U ENTRE

ALBAÑILERIAS CON DISTINTOS

TIPOS LADRILLOS (con

respecto al mismo espesor)

20 27 20.5 - - 2.4 2.18 9.17 - 9.17

15 21 16.1 6 4.5 2.2 2.07 13.75 5.05 5.91

10 15 11.2 12 9.3 2.07 1.96 18.33 10.09 5.31

5 9 5.9 18 14.7 1.9 1.8 25.00 17.43 5.26




6.5.3 ENSAYO DE PERMEABILIDAD

Para analizar mejor este ensayo para las soluciones presentadas, se

presenta a continuación una tabla resumen con los resultados obtenidos.

TABLA 6.14: “Estanqueidad al agua de muros de albañilería: límites de estanqueidad”

Nº TIPO DE PROBETA ENSAYADA TIEMPO DE DURACIÓN

LÍMITE ESTANQUIDAD

(PA) 1 Albañilería con mortero de pega e=20 mm 30 min 200 2 Albañilería con mortero de pega e=15 mm 10 min 0 3 Albañilería con mortero de pega e=10 mm 35 min. 300 4 Albañilería con mortero de pega e=5 mm 8 min. 0

Si analizamos la tabla anterior podemos notar que para las soluciones

planteadas él limite de estanqueidad no es uniforme, ni va con relación al

espesor del mortero de pega, si no mas bien este depende de otros factores

que inciden en la penetración de agua en un muro de albañilería. Este factor se

refiere a que en las albañilerías se produce en todos los casos infiltración de

agua a través del mortero, en la forma que muestra en las Figuras 6.q.q, 6.r.r,

6.s.s y 6.t.t. Los límites de estanqueidad en todos los muros están muy por

debajo de los exigibles a las fachadas, dado los niveles de solicitaciones

hídricas de la zona centro-sur del país.

En el país no se han establecido todavía límites de estanqueidad al agua de

fachadas por zonas climáticas, materia en la cual se trabaja actualmente en el

Comité. F.6.31.1.: “Estanqueidad al Agua” del Instituto Nacional de

Normalización INN.




No obstante, la experiencia experimental y observaciones in-situ realizadas a

la fecha señalan que, en principio, como límite de estanqueidad aceptable

deberían considerarse aproximadamente 500 pa y tiempo de exposición 1 hora

a la solicitación hídrica que establece el método, esto es 136 lt/min m2. Límite

bastante distante del que muestran los muros ensayados.

Ninguna de las soluciones planteadas en esta investigación y dos de ellas

(15 y 5 mm) se pasan sin aplicación de presión antes de los 10 minutos de

aplicada la solicitación hídrica, y los dos restantes en el escalón 200 y 300 Pa a

los 30 y 35 minutos.

Se han realizado pruebas independientes de muros de albañilerías y

unidades de ladrillo cerámico, las cuales han arrojado valores de limites de

estanqueidad muy distintos para ambos casos, teniendo los ladrillos por si solos

un buen comportamiento a la infiltración de agua, al contrario de lo que pasa

con un muro de albañilería. De lo anterior se deduce el mal comportamiento del

mortero, considerando que se ha utilizado el mismo diseño de muro y mano de

obra. En este caso particular, los magros resultados de los muros se atribuyen

en gran parte al tipo de arena utilizada; con un módulo de finura igual a 3.07,

característico de las arenas tipo Bío-Bío, la que presenta un alto porcentaje de

partículas de gran tamaño.

Arenas con módulo de finura menor deberían mejorar esta característica.

No obstante, parece relativamente claro en atención a las propiedades

observadas en los ladrillos, que el mejoramiento de la característica

estanqueidad al agua pasa por el tratamiento de los morteros.




6.5.4 ANALISIS DE LOS RECURSOS UTILIZADOS En este punto se hará un análisis de comparación de los costos de una

albañilería tradicional v/s las soluciones planteadas en esta investigación.

Para reflejar mejor lo antes mencionado se hace una comparación de costos

por m2 de albañilería en la siguiente tabla:

TABLA 6.15: “Análisis de costos albañilería tradicional v/s soluciones

planteadas”

TIPO COSTO

UNITARIO $ / M2

INCIDENCIA

Albañilería TRE con mortero de pega e=20 mm 7804 - Albañilería GTRE con mortero de pega e=20 mm 7670 Bajo 2% Albañilería GTRE con mortero de pega e=15 mm 7571 Bajo 3.4% Albañilería GTRE con mortero de pega e=10 mm 7387 Bajo 6.1% Albañilería GTRE con mortero de pega e=5 mm 7350 Bajo 6.7%

De la tabla anterior se refleja que la incidencia en el costo de las cuatro

soluciones planteadas en esta investigación con respecto a una albañilería

tradicional con un ladrillo de baja escuadría y mortero de pega espesor 20 mm

va desde un 2 a un 6.7 % respectivamente, esto quiere decir que la

incorporación de un ladrillo de mayor escuadría y la reducción de espesores de

mortero de pega, disminuye los costos por m2 de albañilería en un porcentaje

que si bien es cierto no es considerable para 1 m2, si lo es para grandes

cantidades de obra.

Nota: Se anexan análisis de precio unitario para cada solución.




6.6 DESARROLLO DE ESPECIFICACIONES TECNICAS Y RECOMENDACIONES PARA LAS SOLUCIONES PLANTEADAS

Uno de los objetivos específicos de esta investigación es la generación de

especificaciones técnicas para poder materializar las soluciones propuestas, es

en este contexto que a continuación se darán una serie de consideraciones que

van mas haya de una E.T. ya que señalan recomendaciones para la

construcción de las soluciones propuestas in situ.

Las consideraciones que se enumeran a continuación son las normalmente

utilizadas el los procesos de construcción de albañilerías que indican las

especificaciones técnicas generales y proveedores de ladrillos que señalan lo

siguiente:

Previo a la colocación de la primera hilada de ladrillos deberá verificarse:

Afianzado y aplomado del escantillón.

Humectación del ladrillo.

Limpieza y nivelación del sobrecimiento

Dosificación del mortero de pega (mezclado de los componentes,

limpieza, tiempo, etc)

Las albañilerías se construirán colocando las unidades constituyentes de

acuerdo a la disposición establecida en los planos del proyecto.

Para su colocación las unidades de albañilería deberán estar limpias, sin

defectos y con la humedad correspondiente a la de los ladrillos cerámicos

que deben estar saturados con superficie seca.




Cada unidad se asentará, previa colocación de mortero en la cabeza del

elemento, presionando hacia abajo y lateralmente sobre una capa de

mortero de junta fresco, de un espesor comprendido entre 20 y 5 mm,

correspondientes a lo señalado en esta investigación, la cual abarcara toda

la superficie de la unidad de albañilería. El mortero de la junta horizontal

debe colocarse en una longitud de avance no superior a 2 m.

Nota: En el caso de espesores de mortero de pega menores que 10 mm, se

deberá utilizar un tamaño máximo del árido para la dosificación de mortero de

pega de 2.5 mm, que corresponde a tamizar la arena por el tamiz N°18 de la

serie preferida, además se deberá agregar un 10% mas de dosis de cemento,

para incrementar la resistencia de dicho mortero.

En caso de ser necesario cortar unidades, este proceso se efectuará de

preferencia mediante sierra.

Posteriormente a la colocación de una hilada completa se verificará su

alineamiento horizontal y vertical.

La colocación de armaduras en las albañilerías armadas se efectuará de

acuerdo a las disposiciones de los planos y especificaciones particulares

del proyecto. A falta de éstas, se respetaran las pautas generales

establecidas en la cláusula 6.1 de NCh 1928. [Zabaleta, 1986]

El avance en la construcción de las albañilerías se efectuará en etapas de

una altura máxima de 1.2 m por día [Zabaleta, 1986] o según

especificaciones del proyecto.




Una vez terminada la faena, se deben retirar todos los excesos de mortero

de ambos lados del muro y revisar el emboquillamiento de las canterías. Es

conveniente cargar la última hilada con una corrida sobrepuesta de

ladrillos, al interrumpir o terminar el trabajo. [ Catalogo Princesa, 2003]

La cantería debe ser trabajada con una herramienta adecuada, mientras el

mortero permita la deformación ante la presión de un dedo.

En relación a lo anterior, es que a continuación se propone el uso de una

herramienta vista en terreno y que proporciona eficacia en el procedimiento

de colocación del mortero de pega en la llaga.

Esta herramienta fue observada en una de las visitas a terreno que se

hicieron para la investigación de espesores de mortero de pega y su

justificación que se detalla mas adelante.

La herramienta propuesta es el denominado llaguero que cumple la función

de introducir el mortero de pega en la llaga una vez que esta sobrepuesto.

La ventaja de esta herramienta se basa principalmente en la compactación

del mortero a través de golpes sucesivos mediante una barra metálica del

ancho del muro o similar afianzada a una manilla. Además, esta

herramienta esta compuesta por un esqueleto metálico que sujeta a la

manilla y permite que el elemento haga juego en forma de émbolo. Para

identificar mejor la herramienta se deben observar las siguientes figuras.




Figura 5.C: “Llaguero” Figura 6.u.u”Llaguero”

Figura 6.v.v “Utilización De Llaguero”

Terminada la albañilería se debe realizar el curado, mediante un riego con

agua limpia durante un periodo no inferior a 7 días. [ Catalogo Princesa,

2003].




CONCLUSIONES Y COMENTARIOS

En esta investigación se cumplieron todos los objetivos trazados de forma

satisfactoria, sobre todo en el aspecto térmoestructural de las soluciones

planteadas, ejecutándose ensayos térmicos y mecánicos según la normativa

nacional vigente.

Desde el punto de vista mecánico se lograron valores altamente superiores a

lo exigido por la norma, superándolos, por ejemplo en un 60 a 51% con

espesores de mortero de pega 20 y 15 mm y en un 45 a 25% con espesores

considerados como mas desfavorables (10 y 5 mm), todo esto para el ensayo

de compresión de prismas de albañilería, por otro lado para el ensayo de corte

diagonal de muretes de albañilería estos valores fueron aún mas significativos.

En comparación con trabajos anteriores sobre las cuales se baso esta

investigación, los valores obtenidos en estos ensayos bajaron un poco debido a

la esbeltez por mayor altura del ladrillo utilizado (GTRE) en comparación a un

ladrillo tradicional de menor altura (TRE).

Una de las metas más importante de este proyecto es la reducción de

valores de transmitancia térmica (U), debido a la pronta entrada en vigencia de

nuevas normativas que exigirán un mejor comportamiento térmico de los muros

en la envolvente de las edificaciones, es en relación con esto que se

compararon los resultados obtenidos de los ensayos térmicos con las

propuestas de valores de transmitancia térmica, llegando a la conclusión que

dichos resultados se sitúan dentro de dos zonas (1 y 2) con espesores de

mortero de pega 20, 15 y 10 mm y en tres zonas (1, 2 y 3) con espesor de

mortero de pega 5 mm que arrojo un valor de transmitancia térmica de 1.8




W/m2K, a demás con dicho resultado se mejoro en 33% el comportamiento

térmico de un muro de albañilería de ladrillo de baja escuadriía (TRE).

Dicho lo anterior se puede concluir que la incorporación de ladrillos de altas

escuadrías con morteros de pega de reducido espesor, es un método factible

de realizar ya que no compromete las resistencias mecánicas y térmicamente

hay una respuesta satisfactoria al disminuir los valores de tarnsmitancia térmica

reduciendo el porcentaje de mortero de pega en el área frontal de un muro.

Otro punto importante es que con la incorporación de ladrillos de grandes

dimensiones se disminuye la cantidad de mortero de pega reduciendo los

costos por m2 de albañilería en un porcentaje poco significativo para un m2 de

albañilería pero importante para grandes cantidades de obra.

A modo de comentario se puede señalar que las soluciones planteadas en

esta investigación se verían mejoradas con la incorporación de nuevos

materiales que reemplacen el mortero de pega o en conjunto con otras

soluciones, así como también el aumento de las dimensiones de los ladrillos de

modo de disminuir él numero de hiladas de albañilería o el cambio de su

morfología mejorando la distribución de sus alvéolos.

Por ultimo, de acuerdo a las tipologías de los ladrillos cerámicos producidos

por la industria nacional, se puede apreciar que no existe una coherencia y

relación directa en el diseño de los ladrillos con respecto al comportamiento

estructural y térmico en muros de albañilería, siendo privilegiado la economía

de materia prima arcillosa y el aspecto estructural; sin embargo, se estima que

debe existir un diseño que permita mejorar en forma conjunta dichos

comportamientos, dándole una mejor calidad de vida a las personas.




BIBLIOGRAFÍA [Campos, 2002], Seminario I “Caracterización de Propiedades Térmicas e Hídricas de Ladrillos Cerámicos Locales”, Universidad del Bío Bío. [Castro, 2002], Tesis de Grado “Influencia del Mortero de Pega en el Comportamiento Térmico y Mecánico de las Albañilerías de Ladrillo Cerámico Hechos a Maquina”, Universidad del Bío Bío. [Gutiérrez, 1999], Tesis de Grado “Desarrollo de una Propuesta de Muro Doble de Albañilería”, Universidad del Bío Bío. [Instituto de la Construcción, 2002], “Determinación de Tipologías Base” [Kreist, Frank, 1993], “Principios de Transferencia de Calor”, Ediciones Herrero Hermanos, Sucesores S.A. [NCh 148, Of 68], “Cemento – Terminología, Clasificación y Especificaciones Generales”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 158, Of 67], “Ensayo de Flexión y Compresión de Morteros de Cemento”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 163, Of 79], “Aridos Para Morteros y Hormigones – Requisitos Generales”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 169, Of 2001], “Construcción – Ladrillos Cerámicos – Clasificación y Requisitos”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 849, Of 87], “Aislación térmica – Transmisión de energía – Terminología, Magnitudes, unidades y Símbolos, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 851, Of 83], “Aislación Térmica – Determinación de Coeficientes de Transmisión Térmica por el Método de la Cámara Térmica”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 1019, Of 74], “Construcción – Hormigón – Determinación de la Docilidad – Método del Asentamiento del Cono de Abrams”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 1498, Of 93], “Hormigón - Agua de Amasado – Requisitos”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 1928, Of 93], “Albañilería Armada – Requisitos para el Diseño y Calculo”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 2123, Of 97], “Albañilería Confinada – Requisitos de Diseño y Calculo”, Ediciones Instituto Nacional de Normalización. [NCh 2256/1, Of 2001], “Morteros– Parte 1: Requisitos Generales”, Ediciones Instituto Chileno de Normalización.




[Pérez, 2002], Seminario I, “Analisis del Potencial Mejoramiento Térmico de los Muros de Albañilería y hormigón Utilizando Estucos de Ultima Generación, Universidad del Bío Bío. [Polpaíco, 2001], “Manual de Obras Pequeñas” [Universidad del Bío Bío, 2000], “Ensayos Realizados en la Universidad del Bío Bío. [Universidad del Bío Bío, 1999], “Apuntes de Física de Construcción. [Zabaleta, Egaña, 1989], “Manual del Mortero”, Ediciones Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón. [Zabaleta, 1986]. “Construcción en Hormigón, Especificaciones Técnicas y Control de Calidad”, Ediciones Instituto Chileno del Cemento y del Hormigón.




GLOSARIO

Adición: material activo agregado en cantidades considerables para modificar algunas propiedades del mortero por acción física, química o físico-química. Arena (árido fino): árido que pasa por el tamiz de abertura nominal de 5 mm y es retenido en el de 0.080 mm. Arido: material pétreo compuesto de particulas duras, de forma y tamaño estables. Arido natural: árido procedente de yacimientos petreos y que no ha sido sometido a tratamiento mecanizado. Arido tratado: árido que se sometio a tratamiento de trituración, clasificacion por tamaños y/o lavado en operaciones controladas mecanizadas. Armadura: barras de acero estructural incluidas en el mortero o en el hormigón de relleno de la albañilería. Aparejo: disposición en que se colocan las unidades de albañilería, según ordenamiento prefijado. Cal: producto obtenido por descomposición térmica (calcinación) de minerales calcáreos. Cal hidráulica: producto cementicio de cal hidratada y cantidades apropiados de productos hidráulicos sílico-aluminosos cálcicos que aseguren su endurecimiento bajo agua. Calor: Energía térmica desarrollada en la combustión. Se propaga por radiación, conducción y convección. Cáscara simple: pared exterior del ladrillo cerámico que en su espesor no incluye perforaciones. Cáscara compuesta: pared exterior del ladrillo cerámico que en su espesor incluye perforaciones regularmente distríbuidas en todo su desarrollo. Cemento: es un material pulverizado que por adición de uan cantidad conveniente de agua forma una pasta conglomerante capaz de endurecer tanto bajo el agua como en el aire. Cemento Portland: es el producto que se obtiene de la molienda conjunta de clinquer y yeso y que pueda aceptar hasta un 3% de materias extrañas, excluido el sulfato de calcio hidratado. Cemento puzolanico: es el producto que se obtiene de la moliendaconjunta de clinquer, puzolana y yeso y que puede aceptar hasta un 3% de materias extrañas, excluido el sulfato de calcio.




Cemento siderúrgico: es el producto que se obtiene de la molienda conjunta de clinquer, escoria granulada de alto horno y yeso y que puede aceptar hasta un 3% de materias extrañas, excluido el sulfato de calcio hidratado. Clinquer: Es el producto que esta constituido principalmente, por silicatos cálcicos. Se obtiene por calentamiento hasta una temperatura que no podra ser inferior a la temperatura de fusión incipiente de una mezcla homogenea finamente molida en proporciones adecuadas, formada principalmente por oxidos de calcio (CaO) y silicio (SiO2) y por oxidos de aluminio (Al2O3) y fierro (Fe2O3) en proporciones menores. Consistencia: grado de fluidez del mortero fresco que depende fundamentalmente de la fase líquida y del contenido y características de los componentes sólidos y que se mide como Extendido en la Mesa de Sacudidas según NCh 2257/1. Densidad de flujo termico: flujo termico divido por el área. Escoria: es el producto que se obtiene por enfriamiento brusco de la masa fundida no metálica que resulta en el tratamiento de mineral de hierro en alto horno. Fisura pasada: defecto de fabnricación que compromete el espesor de cáscaras o tabiques. Fisura superficial: defecto de fabricación que afecta superficialmente el espesor de cáscaras o tabiques. Flujo termico: cantidad de calor transferido a un sistema, o desde un sistema, dividida por el tiempo. Granulometria de un árido: distribución porcentual en masa de los distintos tamaños de particulas que conotituyen un arido, de acuerdo con NCh 165. Hilada: conjunto de unidades de albañilería ubicadas en un mismo plano horizontal. Mortero: mezcla constituida por cemento, arena y eventualmente otro material conglomerante que con adición de agua reacciona y adquiere resistencia. Mortero de Junta: mortero que se emplea para unir monolíticamente las unidades de albañilería de piedras, ladrillos o bloques de hormigón. Puzolana: es un material siliceo-aluminoso que aunque no posee propiedades aglomerantes por si solo, las desarrolla cuando esta finamente dividido. Resistencia termica: diferencia de temperatura dividida por la densidad del flujo termico. Retentividad: capacidad del mortero de retener el agua de amasado ante solicitaciones externas de absorción o succión. Resistencia termica total: diferencia de temperatura de aire a aire dividida por la densidad del flujo termico.




Tamaño máximo absoluto de un árido (Da): corresponde a la abertura del menor tamiz de las series establecidas en NCh 165, que deja pasar el 100% de la masa ddel árido. Tamaño máximo nominal de un árido (Dn): correeponde a la abertura del tamiz inmediatamente menor que Da, cuando por dicho tamiz pase el 90% o mas de la masa de un árido. Cuando pasa menos del 90%, el tamaño maximo nominal se considerara igual al tamaño maximo absoluto. Unidad de albañilería: pieza simple empleada en la construcción de albañilería: ladrillo cerámico, bloque de hormigón u otra.




ANEXOS




ANEXO A: FOTOGRAFIAS DE LAS OBRAS VISITADAS

PROYECTO: CONDOMINIO GRANADA, CONJUNTO DE VIV. DFL-2

UBICACIÓN: VILLA UNIVERSITARIA, CAMINO A PENCO

CONSTRUYE: J. A. INGENIERÍA Ltda.

PROYECTO: 450 VIVIENDAS SERVIU

UBICACIÓN: RIVERA NORTE CONCEPCION

CONSTRUYE: ADRIANA MENDEZ LEPE Cía. Ltda.

PROYECTO: PORTAL DE SAN PEDRO




UBICACIÓN: RUTA 160, LOMAS COLORADAS, SAN PEDRO DE LA PAZ

CONSTRUYE: CONSTRUCTORA SOCOVESA S.A.

PROYECTO: 251 VIV. SERVIU

UBICACIÓN: MARTILES DEL CARBON LAGUNILLAS, CORONEL

CONSTRUYE: CONSTRUCTORA MARCELO RIVANO Ltda.




ANEXO B: ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LAS OBRAS VISITADAS

OBRA 1: ESPECIFICACIONES TECNICAS OCTUBRE DE 2002 Proyecto: CONDOMINIO GRANADA Conjunto de Viv. DFL-2, acogidas a la Ley 19.537 Propietario: Inmobiliaria Granada Ltda. Arquitecto: E. EDUARDO RIVERA G. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO: El proyecto consiste en la construcción de un conjunto de 8 viviendas DFL-2, acogidas según Ley 19.537. El conjunto contempla viviendas de tres niveles (2 pisos y mansarda), consultando dos tipologías de viviendas (A viv. De extremo de 95,18 m2 y B viv. Intermedia de 87,43 m2), se proyecto ademas una pequeña portería de 3,75 m2. La superficie total construida es de 718,69 m2. B.- OBRA GRUESA B.3.- Muros Estructurales: Para el primer y segundo nivel, y portería se consultan muros de albañilerá reforzada. Las albañilerías serán de ladrillo de arcilla cocida colocado de soga y los refuerzos de hormigón armado. Las caracteristicas de los ladrillos. El mortero de pega, la dosificación del hormigón y dimensiones de armaduras, serán las indicadas en planos de estructuras. Los muros “divisorios entre unidades” (cortafuegos), serán de albañilería y hormigón hasta la cubierta. Nota: Se señalan solo especificaciones técnicas para la albañilería.




OBRA 2 Y 3 (450 VIV. SERVIU RIVIERA NORTE Y 251 VIV. SERVIU CORONEL) b. Albañilería reforzada.

• Mortero de pega razón mínima 1: 0,24 : 4 en peso de cemento, cal y arena. Consulta refuerzos de dos fierros estriados de 8 mm cada 6 hiladas y bajo los alféizar de ventana; deberán amarrarse a estructura vertical (pilares y/o machones).

• La primera hilada en encuentro con pasillo exterior, en viv. Tipo C, deberá protegerse conformando ½ caña de mortero 1 : 3 con agregado hidrófugo.

En general en las albañilerías se deberá controlar:

• Ladrillos en general

• El tipo, clase, grado y dimensiones de los ladrillos.

• Que presenten todas sus caras planas, forma regular y uniformemente cocido, no se acepatarán ladrillos con fisuras, grietas o trizaduras.

• La resistencia a la compresión, su adherencia y absorción, en laboratorios aurorizados.

• La partida de ladrillos se rechazará si mas del 10% no cumple con las condiciones de resistencia, adherencia y absorción.

• Se verificará que cuando sea posible, el proveedor certifique las características de los ladrillos mediante un certificado emitido por un laboratorio oficial que incluirá antecedentes de resistencia a la compresión, adherencia y absorción de acuerdo a NCh 167.

• Se verificará que el almacenamiento sea en un lugar limpio, nivelado y cercano a la obra.

Ladrillos hechos a mano

• Se aceptarán las siguientes tolerancias en dimensiones: Largo= 300 ± 13 mm, Ancho= 150 ± 8

mm, Espesor= 70 ± 10 mm.

• Resistencia a compresión: Promedio= 40 Kg/cm2 ; Individual= 35 Kg/cm2.

• Adherencia promedio= 2,0 Kg/cm2 ; Individual= 1,75 kg/cm2

• Absorción Promedio= 20% ; Individual= 24%.

• Norma Técnica: NCh 167 Of. 54.




Ladrillos hechos a máquina (Tipo 1, clase MqP, grado 2 y 3)

• Los requisitos de resistencia, absorción y adherenciapara ladrillos tipo 1grado 2 y 3 serán: Grado 2: Resistencia promedio= 120 Kg/cm2; Individual= 90 Kg/cm2; Adherencia promedio= 4 Kg/cm2; Individual= 3 Kg/cm2; Absorción promedio= 12%; Individual= 14%; Grado 3: Resistencia promedio= 80 Kg/cm2; Individual= 90 Kg/cm2; Adherencia promedio= 4 Kg/cm2; Individual= 2 Kg/cm2; Absorción promedio= 14%; Individual= 16%.

• Ejecución de las albañilerías.

• Se verificará que la mezcla del mortero de pega, sea homogénea, de consistencia y docilidad adecuada a su uso.

• Los ladrillos se deberán colocar cuando el mortero este fresco y plástico.

• Las juntas verticales de ladrillos deberán ser a eje y en ningun caso pdrán quedar a menos de 10 cm de la junta de la hilada adyacente.

• Los ladrillos se mojarán 1 hora antes de ser usados; en el momento de su colocación no deberá tener agua superficial, ni estar con superficie seca.

• Se deberá controlar el correcto llenado de mortero de las juntas verticales o llagas las que deberán quedar rebosadas en todo su alto y ancho.

• Para reducir la evaporación por viento o sol, en muros muy expuestos, deberá cubrirse con cortinas de arpillera húmeda u otra alternativa.

• No se aceptarán muros exteriores de albañilería a la vista.

• Normas Técnicas: NCh 2183, 2184, 2185, 2186 Of. 92 sobre hormigón y morteros.




OBRA 3 CONSTRUCTORA SOCOVESA S.A. OBRA: PORTAL DE SAN PEDRO ESPÈCIFICACIONES TECNICAS GENERALES Albañilería a la vista:

Tipo de Ladrillo Función Materiales a Utilizar Recomendacion

Estructura de la albañilería Ladrillo prensado de 29x14x10 o 29x14x7,1

Mojar los ladrillo, debén estar saturados en agua con superficie seca

Unir ladrillos entre sí Mortero 1 : 3 El espesor de la canmtería debe ser 1,5 cm. La cantería debe terminarse bien afinada.

29x14x10 o 29x14x7,1

Aditivo impermeabilizante para el mortero

Sika 1 o similar 13,5 lt. De SIKA 1 por m3 de mortero o 1 lt. De SIKA 1 para 14 lt. De agua.




Albañilería estucada:

Tipo de Ladrillo Función Materiales a Utilizar Recomendacion

Estructura de la albañilería Ladrillo prensado de 29x14x10

Mojar los ladrillo, debén estar saturados en agua con superficie seca

Unir ladrillos entre sí Mortero 1 : 3 El espesor de la canmtería debe ser entre 1 y 2 cm. La cantería debe terminarse bien afinada.

29x14x10 o 29x14x7,1

Aditivo impermeabilizante para el mortero

Sika 1 o similar 13,5 lt. De SIKA 1 por m3 de mortero o 1 lt. De SIKA 1 para 14 lt. De agua.




ANEXO C: ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS ANALISIS DE COSTOS UNITARIOS

OBRA: TESIS DE GRADO CRISTIAN TORRES PARTIDA: Albañilería con ladrillo TRE y espesor de mortero de pega 20 mm CANTIDAD DE OBRA: 1 UNIDAD: m2

A. Materiales

Recurso Unidad Cantidad Precio Total Unidad

ladrillo TRE 29x14x7.1 m2 36 95 3420 Arena m3 0.027 3000 81 Cemento saco 0.43 4000 1720

TOTAL A 5221 Unitario A 5221

B. Maquinas y Herramientas Recurso Unidad Cantidad Precio Total

Unidad Betonera día 0.1 10000 1000

TOTAL B 1000 Unitario B 1000

C. Mano de Obra Recurso Unidad Cantidad Precio Total

Unidad Albañil + Ayudante

Día 0.07 17000 1190

Sub. Total C 1190 33%Leyes

Sociales392.7

TOTAL C 1582.7 Unitario C 1583 Total Costo

Directo(A+B+C)7803.7

Total Costo Unitario Directo 7804




ANALISIS DE COSTOS UNITARIOS

OBRA: TESIS DE GRADO CRISTIAN TORRES PARTIDA: Albañilería con ladrillo GTRE (espesor de mortero de pega 20 mm) CANTIDAD DE OBRA: 1 UNIDAD: m2

A. Materiales


ladrillo GTRE 29x14x11.3 m2 25 150 3750 Arena m3 0.019 3000 57 Cemento saco 0.32 4000 1280

TOTAL A 5087 Unitario A






Día 0.07 17000 1190


Sociales392.7









A. Materiales


ladrillo GTRE 29x14x11.3 m2 26 150 3900 Arena m3 0.016 3000 48 Cemento saco 0.26 4000 1040

TOTAL A 4988 Unitario A 4988






Día 0.07 17000 1190


Sociales 392.7


Directo(A+B+C) 7570.7







A. Materiales


ladrillo GTRE 29x14x11.3 m2 27 150 4050 Arena m3 0.0113 3000 33.9 Cemento saco 0.18 4000 720

TOTAL A 4803.9 Unitario A 4804






Día 0.07 17000 1190


Sociales 392.7


Directo(A+B+C) 7386.6







A. Materiales


ladrillo GTRE 29x14x11.3 m2 29 150 4350 Arena m3 0.0059 3000 17.7 Cemento saco 0.1 4000 400

TOTAL A 4767.7 Unitario A 4768






Día 0.07 17000 1190


Sociales392.7



Total Costo Unitario Directo

7350

Documents

Tesis - Análisis termoestructural de ladrillos de altas escuadrías con morteros de pega de reducido espesor - C. Torres (2004) U. Bio Bio