Campaña experimental

3.1.

Introducción

A continuación se describen las probetas ensayadas: dimensiones, características del ladrillo y del mortero, proceso de fabricación, ensayos realizados, etc.

También se muestran los resultados obtenidos para cada uno de los ensayos y una somera explicación de las observaciones realizadas durante el ensayo: análisis de los daños ocasionados, carga de rotura, variación de la velocidad de la onda ultrasónica, etc.

3.2.

Materiales

Ladrillos

Los ladrillos utilizados para la fabricación de muros y pilares son ladrillos cerámicos macizos de arcilla silícea fabricados en la provincia de Ciudad Real. Sus dimensiones aproximadas son 235 mm de soga, 108 mm de tizón y 37 mm de alto (Figura 45).

Figura 45: Dimensiones del ladrillo utilizado (cotas en mm).

Mortero

Los componentes del mortero utilizados son: cemento, árido y agua.

Cemento: tipo Portland de 42.5 MPa de resistencia (CEM I 42.5). Todo el mortero empleado fue suministrado a granel para garantizar la máxima homogeneidad.

Árido: se empleó una arena natural silícea con un tamaño máximo de árido de 1’5 mm.

Agua: el ratio a/c (peso de agua dividido por el peso de cemento), es de 0’5.

Dosificación: el contenido de cemento con respecto a la arena es de 1 parte de cemento por 6 de arena.

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Fabricación: se llevó a cabo mediante una amasadora el tiempo necesario para conseguir una mezcla homogénea. La mezcla se realizó previamente en seco, añadiéndose después el agua.

3.3.

Probetas

Se fabricaron distintos tipos de probetas destinadas a la realización de los ensayos. En este apartado del trabajo se detallan las características geométricas y el proceso de fabricación de las probetas empleadas. En el siguiente esquema se muestran las probetas de pilares y de muros con sus dimensiones (Figura 46).

Figura 46: Características geométricas de los pilares y los muros ensayados.

Tanto en el caso de la fabricación de muros como en el de la fabricación de pilares, los ladrillos se sumergieron en agua durante aproximadamente una hora, para garantizar así la uniformidad del grado de humectación y evitar la absorción de agua por parte del mortero, lo que podría ocasionar una mala adherencia en la interfaz ladrillo-mortero.La Figura 47se muestra el proceso de fabricación de las probetas.

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Figura 47: Fabricación de las probetas.

Tanto en los muros como en los pilares, para compensar las irregularidades de la superficie de mortero en la base, se realizó una base de azufre, evitando de esta manera posibles excentricidades de la carga sobre la probeta. En la Figura 48 se muestra el proceso de elaboración de esta base.

Figura 48: Fabricación de la base de azufre en las probetas.

Geometría y dimensiones de las probetas

Columnas

Se prepararon prismas de dimensiones 235 x 235 x 800 mm3 con el fin de ensayar las probetas a compresión uniaxial. En total se ensayaron nueve pilares, con espesores de junta diferentes: 5, 10 y 15 mm. Durante el ensayo de carga se realizaron medidas de los valores obtenidos con ultrasonidos en las dos direcciones y con el esclerómetro. En la Tabla 2 se reflejan las probetas ensayadas con tres espesores diferentes de junta.

Tabla 2: Nomenclatura y dimensiones de las columnas ensayadas.

COLUMNAS - 235 x 235 x 800 mm3

* ESPESOR DE JUNTA Nº DE PROBETA

5 mm P 1.05 P 2.05 P 3.05

10 mm P 1.10 P 2.10 P 3.10

15 mm P 1.15 P 2.15 P 3.15

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Muros

Se prepararon muros de un pie de dimensiones en planta 750 x 115 mm2 con el fin de ensayar las probetas a compresión uniaxial. La altura de los muros era menos uniforme por lo que en la descripción detallada del ensayo se muestran las dimensiones de cada uno de ellos. Al igual que en los pilares, se ensayaron nueve muros, con espesores de junta de 5, 10 y 15 mm. Durante el ensayo de carga se realizaron medidas de los valores obtenidos con ultrasonidos. En este caso solo se hicieron medidas en una dirección ya que para la longitud de 75 cm el equipo de ultrasonidos no recibía la onda con una calidad superior al 50%. Es la Tabla 3 se reflejan las probetas ensayadas con tres espesores diferentes de junta.

Tabla 3: Nomenclatura y dimensiones de los muros ensayados.

MUROS PEQUEÑOS - 750 x 110 x 650-830 mm3

* ESPESOR DE JUNTA Nº DE PROBETA

5 mm M 1.05 M 2.05 M 3.05

10 mm M 1.10 M 2.10 M 3.10

15 mm M 1.15 M 2.15 M 3.15

* El espesor de la junta tiene un margen aproximado de error de +3mm.

3.4.

Procedimiento experimental

En este apartado se describen brevemente los métodos experimentales seguidos para realizar los ensayos de este trabajo. En primer lugar se describen los equipos de uso general utilizados y a continuación se presentan las características de los dispositivos particulares empleados en cada tipo de ensayo del programa experimental.

3.4.1.

Equipos de uso general

Máquina de ensayos

Para la realización de todos los ensayos se empleó una máquina para la compresión uniaxial uniforme, con una prensa servo-hidráulica de marca “Tinius Olsen” de escala de 200 t., controlada por un programa informático de la empresa “Servosis S.A.” que permite graficar la variación de longitud de los extensómetros fijados sobre la probeta de forma simultánea al ensayo de carga. El equipo utilizado se muestra en la Figura 49. Las probetas se cargaron hasta un máximo de 120 t. aproximadamente, utilizando escalones de carga de 15 t. El esquema de carga se representa en la

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Figura 49: Máquina de ensayos de compresión uniaxial con prensa servo-hidráulica.

Figura 50: Esquema de carga en pilares y en muros.

Transductores:

Para registrar los desplazamientos provocados en las probetas durante los ensayos se utilizó un captador inductivo con muelle SOLARTRON de un rango de 40 mm. de medida tipo LVDT. Para su fijación se colocó un bastidor de acero fijado con tornillos a los pilares de manera puntual, y una brida de metacrilato en los muros.

Extensómetro en pilares: Para medir el acortamiento del pilar en dirección longitudinal, hemos colocado dos extensómetros a ambos lados de cada pilar, tal y como se aprecia en la Figura 51.a. El acortamiento producido en el pilar para cada variación de carga se grafica a medida que se va realizando el ensayo lo cual nos permite obtener el módulo de Young (E).

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Figura 51.a: Figura 51.b:

Extensómetro en pilares. Extensómetro en muros.

Extensómetro en muros: Al igual que en el ensayo anterior, hemos hecho uso de cuatro extensómetros colocados dos en cada cara del muro (Figura 51.b).

Sistema de adquisición de datos:

La toma de datos de los transductores se realizó por medio de un ordenador personal Pentium III con el mismo software utilizado para definir y controlar el ensayo. Los datos se almacenaban de forma automática en un archivo, mientras se desarrollaba en ensayo de carga, para su posterior procesado informático.

3.4.2.

Descripción de los ensayos

Ensayo de compresión uniaxial simétrica: con el objetivo de conseguir esquemas de rotura de las probetas de fábrica de ladrillo, se realizaron ensayos de compresión simétrica, tanto en los pilares como en los muros. Para transmitir la carga y absorber las irregularidades del mortero en la cara superior de los pilares, utilizamos una tabla de aglomerado de 1 cm de espesor. En el caso de los pilares, utilizamos una viga de reparto de acero, con sección normalizada HEB250 con rigidizadores. El contacto de esta viga con el muro se hizo también a través de una tabla de aglomerado de 1 cm de espesor que se ajustaba al área de la base del muro. En la Figura 52 podemos ver la aplicación de este ensayo tanto en un pilar como en un muro.

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Figura 52: Ensayo de compresión simétrica en pilar y en muro.

Esclerómetro en pilares: para tener un orden de magnitud de la variación de la dureza superficial del material a medida que aplicamos la carga, hemos realizado mediciones con el esclerómetro a tres alturas del pilar tanto en mortero como en ladrillo, en tres pilares, cada uno de ellos con un espesor de junta diferente. El uso del esclerómetro se muestra en la Figura 53.

Figura 53: Ensayo de esclerometría en pilares.

Ultrasonidos en pilares: En el ensayo de ultrasonidos en pilares, hemos realizado medidas del pilar en reposo antes del ensayo, en cada escalón de carga durante el ensayo y después de haber descargado el pilar. Para ello hemos dibujado una malla de seis puntos por cada cara del pilar, teniendo en cuenta tres alturas y dos situaciones distintas: la primera cuando la onda atraviesa solo el ladrillo y la segunda cuando la onda atraviesa dos ladrillos y una junta intermedia de mortero. Para conseguir una buena adherencia entre el transductor y el ladrillo, hemos utilizado un fluido que por su reología, permitía una buena adherencia entre ambas superficies. En la Figura 54 se muestra el ensayo realizado.

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Figura 54: Ensayo de Ultrasonidos en pilares.

Ultrasonidos en muros: En el caso de los muros, hemos tomado medidas de ultrasonidos en una malla de 9 puntos, a tres alturas del muro, tal y como se muestra en la Figura 55.

Figura 55: Ensayo de ultrasonidos en muros.

Deformímetro en muros: Para medir el incremento de longitud en sentido horizontal de la fábrica, hemos utilizado una lectura manual mediante un deformímetro, realizando medidas para cada parada en el proceso de carga. Los puntos fijos del deformímetro y el aparato de medida se muestran en la

Figura 56.

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