FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
TESIS
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS PROPIEDADES MEÁNICAS
DEL MORTERO TRADICIONAL Y EL M
O
RTERO NO
CONVENCIONAL EN MURETES DE ALBAÑILERÍA
PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL
ELBAORADO POR
LUIS XAVIER VARGAS GORDILLO
ASESOR
Mg. CARLOS ALBERTO VILLEGAS MARTÍNEZ
LIMA – PERÚ
DEDICATORIA
A Dios por darme salud y permitirme haberme realizado profesionalmente.
A mi madre Nilva y a mi padre Alfredo, que con sus enseñanzas, dedicación amor
y ejemplo, han logrado inculcar buenos valores tanto en lo personal como en lo
profesional.
A mis hermanos Lucho y Alexis, por su apoyo y comprensión a lo largo de todas
AGRADECIMIENTOS
Agradezco el apoyo de todas las personas que han estado presentes en mi etapa
universitaria, así como en la realización de la tesis. A Suang, por haberme
acompañado y apoyado en este proceso, a mis amigos y compañeros de carpeta
Fernando, Percy y Jean tanto en las aulas como en mi formación profesional, y a
uno de mis mejores amigos José Luis, por haberme apoyado en la elaboración y
ÍNDICE
RESUMEN ...8
ABSTRACT ...10
PRÓLOGO ...11
LISTA DE CUADROS ...14
LISTA DE FIGURAS...20
LISTA DE GRÁFICOS ...24
LISTA DE SÍMBOLOS Y SIGLAS ...26
CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN ...29
1.1 GENERALIDADES ... 29
1.2 PLANTEAMIENTO DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA ... 31
1.3 DEFINICIÓN DE OBJETIVOS ... 32
1.3.1 Objetivo principal ... 32
1.3.2 Objetivos específicos ... 32
1.4 HIPÓTESIS ... 32
CAPÍTULO II: FUNDAMENTO TEÓRICO ...33
2.1 MORTERO ... 33
2.1.1 Agua ... 33
2.1.2 Cemento ... 33
2.1.3 Agregado fino ... 33
2.1.4 Límites permisibles de sustancias dañinas ... 34
2.1.5 Dosificación del mortero de albañilería ... 35
2.2 POLÍMEROS ... 35
2.2.1 Tipo de polímeros ... 36
2.2.2 Clasificación según su origen ... 36
2.2.2.1Polímeros naturales ... 36
2.2.2.3Polímeros sintéticos ... 36
2.2.3 Clasificación según sus propiedades físicas ... 36
2.2.3.1Elastómeros... 36
2.2.3.2Termoplásticos ... 36
2.2.3.3Termoestables ... 37
2.2.4 Clasificación según tipo de reacción de obtención ... 37
2.2.4.1Polimerización en cadena o adicción ... 37
2.2.4.2Polimerización a pasos o por condensación ... 38
2.2.5 Clasificación según su plasticidad ... 38
2.2.5.1Plásticos ... 38
2.2.5.2No plásticos ... 38
2.2.6 Clasificación según sus aplicaciones ... 39
2.2.6.1Elastómeros... 39
2.2.6.2Adhesivos ... 39
2.2.6.3Fibras ... 39
2.2.6.4Plásticos ... 39
2.3 MORTEROS NO CONVENCIONALES A BASE DE POLIMEROS ... 39
2.3.1 Antecedentes... 40
2.3.1.1Ensayos realizados en el Instituto Falcão Bauer en Octubre 2011 ... 40
2.3.1.2Ensayos de resistencia a compresión y tracción por flexión realizados en el Instituto Falcão Bauer en Marzo 2012 ... 41
2.3.2 ... 44
2.3.2.1Composición ... 45
2.3.2.2Propiedades ... 45
2.3.2.3Características del producto ... 45
2.3.2.4Aplicación ... 46
2.3.2.5Curado ... 47
2.3.3.1Composición ... 49
2.3.3.2Propiedades ... 49
2.3.3.3Características del producto ... 49
2.3.3.4Aplicación ... 50
2.3.3.5Curado ... 51
CAPÍTULO III: REQUISITOS, COMPONENTES Y NORMAS DE ALBAÑILERÍA ...53
3.1 CLASIFICACIÓN DE LA UNIDADES DE ALBAÑILERÍA ... 53
3.1.1 Clasificación de las unidades ... 53
3.1.2 Condición de aceptación de la unidad ... 54
3.1.3 Recomendación por condiciones de intemperismo. ... 54
3.1.4 Requisitos obligatorios ... 55
3.1.4.1Variación dimensional, alabeo, y compresión ... 55
3.1.5 Requisitos complementarios ... 56
3.1.5.1Porcentaje de vacíos ... 56
3.2 MORTERO DE ALBAÑILERÍA ... 57
3.2.1 Fluidez del mortero de albañilería... 57
3.2.2 Composición y resistencia del mortero de albañilería ... 57
3.3 RESISTENCIA DE PILAS Y MURETES... 57
3.3.1 Especificaciones generales... 57
3.4 COMPORTAMIENTO TEÓRICO EN COMPRESIÓN DE PILAS ... 60
3.5 COMPORTAMIENTO TEÓRICO EN COMPRESIÓN DIAGONAL DE MURETES ... 61
CAPÍTULO IV: PROPIEDADES Y CARACTERISTÍCAS DE LOS MATERIALES COMPONENTES DEL MURO DE ALBAÑILERÍA. ...62
4.1 ENSAYOS EN UNIDADES DE ALBAÑILERÍA ... 62
4.1.1 Variación dimensional ... 63
4.1.1.1Procedimiento ... 63
4.1.2 Alabeo... 67
4.1.2.1Procedimiento ... 67
4.1.2.2Resultados ... 68
4.1.3 Resistencia a la compresión en unidades ... 70
4.1.3.1Procedimiento ... 70
4.1.3.2Resultados ... 72
4.1.4 Porcentaje de vacíos ... 74
4.1.4.1Procedimiento ... 74
4.1.4.2Resultados ... 75
4.1.5 Clasificación de la unidad de albañilería ... 77
4.2 MORTERO DE ALBAÑILERÍA ... 77
4.2.1 Consideraciones generales ... 77
4.2.2 Granulometría y módulo de finura del agregado fino (NTP 400.012) ... 78
4.2.2.1Procedimiento ... 78
4.2.2.2Resultados ... 79
4.2.3 Peso unitario suelto y compactado de la arena (NTP 400.017) ... 82
4.2.3.1Peso unitario suelto (P.U.S) ... 82
4.2.3.2Peso unitario compactado (P.U.C) ... 84
4.2.4 Contenido de humedad ... 86
4.2.4.1Procedimiento ... 86
4.2.4.2Resultados ... 87
4.2.5 Peso específico y porcentaje de absorción de la arena ... 87
4.2.5.1Procedimiento ... 87
4.2.5.2Resultados ... 91
4.2.6 Mortero de adherencia y diseño del mortero patrón ... 91
4.2.6.1Diseño del mortero patrón... 92
4.2.6.2Ensayo de fluidez ... 92
4.2.6.4Resistencia a la Compresión (NTP 334.051) ... 94
CAPÍTULO V: ENSAYOS EN PILAS Y MURETES DE ALBAÑILERÍA ELABORADOS CON EL MORTERO CONVENCIONAL Y NO CONVENCIONAL. ...97
5.1 ELABORACIÓN DE PILAS DE ALBAÑILERÍA ... 97
5.1.1 Pilas de albañilería utilizando el mortero convencional ... 97
5.1.2 Pilas de albañilería utilizando el mortero no convencional ... 98
5.2 ELABORACIÓN DE MURETES DE ALBAÑILERÍA ... 101
5.2.1 Muretes de albañilería utilizando el mortero convencional ... 101
5.2.2 Muretes de albañilería utilizando el mortero no convencional ... 103
5.3 ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN CARACTERÍSTICA EN PILAS DE LADRILLOS (f'mc) NTE - E.070 ... 106
5.4 ENSAYO DE RESISTENCIA A LA TRACCIÓN POR FLEXIÓN EN PILAS DE LADRILLOS (f'tc) ... 108
5.5 ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DIAGONAL (CORTE), ... 111
5.6 SIMBOLOGÍA Y DESCRIPCIÓN DE MUESTRAS Y ENSAYOS ... 115
5.7 RESULTADOS DEL ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN EN PILAS DE ALBAÑILERÍA ... 115
5.7.1 Ensayos en pilas de ladrillo Tipo A, empleando el mortero tradicional, ... 115
5.7.2 Ensayos en pilas de ladrillo Tipo B, empleando el mortero tradicional, ... 118
5.7.3 Ensayos en pilas de ladrillo Tipo C, empleando el mortero tradicional, ... 120
5.8 RESULTADOS DEL ENSAYO DE RESISTENCIA A LA TRACCIÓN POR FLEXIÓN EN PILAS DE ALBAÑILERÍA ... 122
5.8.1 Ensayos en pilas de ladrillo Tipo A, empleando el mortero tradicional, ... 122
5.8.3 Ensayos en pilas de ladrillo Tipo C, empleando el mortero tradicional,
... 126
5.9 RESULTADOS DEL ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DIAGONAL (CORTE) EN MURETES DE ALBAÑILERÍA ... 128
5.9.1 Ensayos en muretes de ladrillo Tipo A, empleando el mortero tradicional, ... 128
5.9.2 Ensayos en muretes de ladrillo Tipo B, empleando el mortero tradicional, ... 130
5.9.3 Ensayos en muretes de ladrillo Tipo C, empleando el mortero tradicional, ... 132
CAPÍTULO VI: INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS. ... 134
6.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO COMPRESIÓN EN PILAS DE ALBAÑILERÍA ... 134
6.1.1 Ladrillo Tipo A ... 134
6.1.2 Ladrillo Tipo B ... 135
6.1.3 Ladrillo Tipo C ... 136
6.2 ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO DE TRACCIÓN POR FLEXIÓN EN PILAS DE ALBAÑILERÍA ... 136
6.2.1 Ladrillo Tipo A ... 136
6.2.2 Ladrillo Tipo B ... 137
6.2.3 Ladrillo Tipo C ... 138
6.3 ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO DE COMPRESIÓN DIAGONAL EN MURETES DE ALBAÑILERÍA ... 139
6.3.1 Ladrillo Tipo A ... 139
6.3.2 Ladrillo Tipo B ... 140
6.3.3 Ladrillo Tipo C ... 141
6.4 ANÁLISIS DEL PESO DE MURETES EMPLEANDO LOS MORTEROS NO CONVENCIONALES ... 142
6.4.1 Peso de muretes empleando el ladrillo Tipo A ... 142
6.4.3 Peso de muretes empleando el ladrillo Tipo C ... 144
6.5 ANÁLISIS DEL TIEMPO DE CONSTRUCCIÓN DE MURETES EMPLEANDO LOS MORTEROS NO CONVENCIONALES ... 146
6.5.1 Tiempo de construcción de muretes empleando el ladrillo Tipo A ... 146
6.5.2 Tiempo de construcción de muretes empleando el ladrillo Tipo B ... 147
6.5.3 Tiempo de construcción de muretes empleando el ladrillo Tipo C ... 148
6.6 ANÁLISIS DEL RENDIMIENTO DEL MATERIAL MORTERO POLIMÉRICO ... 149
6.7 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS ... 150
CONCLUSIONES ... 156
RECOMENDACIONES ... 159
BIBLIOGRAFÍA ... 160
RESUMEN
En el presente documento, se muestran los resultados de una investigación sobre el análisis comparativo de propiedades mecánicas en pilas y muretes de albañilería, empleando morteros no convencionales (morteros poliméricos)
denominados Argamassa para Bloco , y el mortero tradicional
(cemento-arena-agua) para una dosificación de cemento-arena 1:4.
Los especímenes de ensayos fueron elaborados considerando 3 tipos de ladrillos de arcilla cocida muy utilizados en el ámbito de la construcción para muros de albañilería portante y no portante. Las unidades de albañilería son: Ladrillo King Kong 18H 30% de vacíos denominado Tipo A, ladrillo King Kong 18H denominado Tipo B y el ladrillo Pandereta Lisa denominado Tipo C, estas unidades son de fabricación industrial de la marca PIRAMIDE. Estos muretes y pilas fueron elaborados siguiendo las recomendaciones de los fabricantes de los morteros poliméricos, y el mortero tradicional de acuerdo al RNE E-0.70 de Albañilería.
La construcción de albañilería empleando estos morteros poliméricos es diferente y novedosa, estos vienen listos para usar y no requieren adición de agua o algún otro componente. Para elaborar un muro solo se requiere aplicar dos líneas paralelas de espesor de 1cm, a lo largo de la cara de asiento del ladrillo, lo que trae como consecuencia una mayor rapidez en la elaboración de muros, entre otros beneficios.
En el desarrollo de la tesis se muestran los ensayos para la clasificación de la unidad de albañilería, ensayos en el agregado fino para la elaboración del mortero patrón, el cual tiene una dosificación en volumen de cemento-arena 1:4, ensayos en el mortero patrón, todo de acuerdo a lo indicado en las Normas Técnicas Peruanas correspondientes a cada ensayo y la NTE E-0.70 de Albañilería.
Luego se detalla la elaboración y ensayo de las pilas y muretes (Capítulo V), los ensayos realizados son: Resistencia a compresión en pilas; Resistencia a la tracción por flexión en pilas; Compresión diagonal (corte) en muretes de albañilería. La interpretación de estos resultados se detalla en el Capítulo VI.
ABSTRACT
In this paper, the results of research on the comparative analysis of mechanical properties prisms and assemblages of masonry, using unconventional mortars (polymeric mortars) called "Argamassa para Bloco" and "Massa Dun Dun", and traditional mortar (cement-sand-water) for a dosage of cement-sand 1: 4.
The test specimens were prepared considering three types of bricks widely used in the field of construction to structural and non-structural masonry wall. Masonry
units are Ki Type A King Kong 18H called
Type B and
. These prisms and assemblages of masonry were prepared following the recommendations of the manufacturers of polymeric
-Masonry construction using these polymer mortar is different and innovative, they come ready to use and do not require addition of water or some other component. To build a wall is only required to apply two parallel lines 1cm thick, along the seating face brick, which results in a faster building of walls, among other benefits.
In developing the thesis shows trials for the classification of the masonry unit, trials fine aggregate for making mortar pattern, which has a dosing volume of cement-sand 1:4, tests in the pattern mortar, all according to the
for each test and NTE E-0.70 .
Then is details the development and testing of prisms and assemblages of masonry (Chapter V), tests performed are: Compressive strength of masonry prisms; Tensile strength in bending batteries; diagonal compression in masonry assemblages. The interpretation of these results is detail in Chapter VI.
PRÓLOGO
En la actualidad el sistema constructivo denominado Albañilería Confinada, es el proceso constructivo de mayor uso en nuestro país, su diseño estructural está basado en el Reglamento Nacional de Edificaciones E-070 de Albañilería.
Este sistema constructivo está compuesto por muros estructurales denominados portantes y no estructurales denominados muros no portantes conocidos también como tabiquería o para uso en división de ambiente, los primeros se diseñan para recibir cargas verticales, horizontales y de flexión, mientras que los muros no portantes solo se diseñan para recibir la carga de su peso propio.
En los muros portantes se utilizan unidades de albañilería de alta resistencia y durabilidad cuya clasificación estructura está definida por su resistencia a la compresión axial, dimensionamiento y alabeo, adicionalmente están limitadas por las propiedades físicas de absorción, se recomienda menor al 22% y del porcentaje de vacíos que debe ser menor o igual al 30%, los muros no portantes presentan una resistencia a la compresión menor a 50 kg/cm2, por lo cual no se encuentra en la clasificación estructural del reglamento de albañilería.
Los muros de albañilería de este sistema constructivo, están conformados por unidades de albañilería adheridas por un mortero compuesto por; cemento, arena, agua, el cual puede o no incluirse cal en el mortero, de acuerdo a la proporción indicada en el Reglamento E-070 de Albañilería.
En la actualidad han aparecido nuevos materiales para ser utilizados en ves del mortero convencional para cumplir la función de adherentes entre las unidades de albañilería, estos materiales son elaborados a base de polímeros. Los morteros poliméricos
promedio, luego de la colocación de la otra unidad encima del anterior generan juntas que varían de 2 a 3 mm de espesor.
En general los nuevos productos utilizados en el estudio, denominados como no convencionales, constructivamente tienen ciertas ventajas respecto al mortero tradicional en la elaboración de los muros de albañilería, a continuación se detallan estas ventajas.
Presenta mayor rendimiento en la mano de obra, disminución del tiempo de ejecución del muro, se puede construir el muro en su totalidad en una sola jornada de trabajo debido a su gran capacidad adhesiva, no requiere del curado del mortero debido a que su resistencia final se obtiene a 72 horas de aplicado aproximadamente, se reducen los costos de transporte debido a que el producto viene embolsado con su peso de 3kg, el muro tiene menor peso que el muro convencional, para su aplicación en obra no requiere de mucho espacio para su preparación teniendo en cuenta que su aplicación es directa sobre la unidad.
En ese sentido, el trabajo de investigación consiste en realizar un estudio comparativo de las propiedades mecánicas del comportamiento en la resistencia de los muros de albañilería elaborados con el mortero tradicional y el uso del mortero no convencional denominado polimérico. Los muros fueron elaborados de acuerdo a lo indicado en las normas técnicas vigente del Reglamento Nacional de Edificaciones E-070 y los procedimientos de laboratorio para los ensayos de acuerdo a las Normas Técnicas Peruanas, los ensayos realizados para tal fin son;
diagonal o flexión
se realizó de acuerdo al ensayo del módulo de rotura de unidades.
Según los resultados obtenidos respecto a los ensayos de compresión axial en pilas de albañilería, utilizando el ladrillo Tipo A (Infes, ladrillo de alta resistencia con 30% de vacíos) se obtienen los siguientes resultados; con el mortero polimérico
compresión axial en pilas kg/cm2, siendo esta
resistencia mayor a lo indicado por el R.N.E. de Albañilería para ladrillo King Kong 2
En los ensayos de compresión diagonal en muretes de albañilería, utilizando los morteros poliméricos, se obtienen valores menores a lo indicado en el R.N.E. de Albañilería.
En los resultados obtenidos de resistencia a la tracción por flexión
de albañilería, respecto a los muros elaborados con el mortero convencional, resistencias mayores del 100% para los ladrillos del Tipo A y C y para los ladrillos del Tipo B mayor del 40% de resistencia.
LISTA DE CUADROS
Cuadro N° 1: Granulometría para mortero de acuerdo a la ASTM-C144... 34
Cuadro N° 2: Límites permisibles de sustancias dañinas en el agregado fino, ASTM-C144 ... 34
Cuadro N° 3: Dosificación en volumen del mortero de albañilería, NTE E-0.70. 35 Cuadro N° 4: Ensayos realizados en Brasil 2011. ... 41
Cuadro N° 5: Ensayo de resistencia a la compresión en bloques cerámicos realizados en Brasil 2012. ... 41
Cuadro N° 6: Ensayo de resistencia a la flexión en prismas de bloques cerámicos, Brasil -2012. ... 42
Cuadro N° 7: Clasificación de la albañilería estructural. NTE E-0.70 ... 53
Cuadro N° 8: Condiciones de uso de la albañilería de acuerdo a las condiciones de intemperismo, NTE E-0.70. ... 55
Cuadro N° 9: Clasificación de la unidad de albañilería de acuerdo a sus características, NTE E-0.70. ... 56
Cuadro N° 10: Resistencia a compresión del mortero de albañilería, Ing. Héctor Gallegos. ... 57
-0.70. ... 58
-0.70. ... 58
Cuadro N° 13: Resistencia característica de la albañilería, NTE E-0.70. ... 59
-0.70. ... 59
Cuadro N° 15: Cantidad de ensayos en unidades de albañilería. ... 63
... 65
Cuadro N° 18: ... 65
... 66
... 66
... 67
Cuadro N° 22: Resultados de alabeo del ladrillo tipo A ... 69
Cuadro N° 23: Resultados de alabeo del ladrillo tipo B ... 69
Cuadro N° 24: Resultados de alabeo del ladrillo tipo C ... 70
73 73 Cuadro N° 27: Resultados del ensayo de 73 Cuadro N° 28: Porcentaje de vacío en ladrillo Tipo A. ... 75
Cuadro N° 29: Porcentaje de vacío en ladrillo Tipo B. ... 76
Cuadro N° 30: Resumen de ensayo de porcentaje de vacíos. ... 76
Cuadro N° 31: Resultados de requisitos obligatorios y clasificación de acuerdo a la NTE E-0.70. ... 77
Cuadro N° 32: Resultados obtenidos del ensayo de granulometría para agregado fino. ... 79
Cuadro N° 33: Ensayo de granulometría para agregado fino tamizado. ... 81
Cuadro N° 34: Resultados obtenidos del ensayo de Peso Unitario Suelto para agregado fino. ... 84
Cuadro N° 36: Resultados obtenidos del ensayo de Contenido de Humedad del
agregado fino. ... 87
Cuadro N° 37: Resultados obtenidos del ensayo de Peso específico y porcentaje de absorción del agregado fino. ... 91
Cuadro N° 38: Resumen de propiedades físicas de la arena para el diseño del mortero... 92
Cuadro N° 39: Ensayo de fluidez en el mortero patrón. ... 92
Cuadro N° 40: Peso unitario del mortero patrón. ... 93
Cuadro N° 41: Resultados del ensayo de resistencia a la compresión en cubos de mortero. ... 96
NTE E-0.70. ... 107
-0.70. ... 112
Cuadro N° 44: Lectura de la simbología de la muestras a ensayar. ... 115
Cuadro N° 45: Resultados de ensayos de compresión en pilas en ladrillos Tipo A, utilizando el mortero tradicional y los morteros no ... 116
Cuadro N° 46: Comparación de resultados en porcentaje de compresión en pilas de ladrillo Tipo A, empleando el mortero tradicional y los morteros ... 117
Cuadro N° 47: Resultados de ensayos de compresión en pilas en ladrillos Tipo B, utilizando el mortero tradicional y los morteros no ... 118
Cuadro N° 49: Resultados de ensayos de compresión en pilas en ladrillos Tipo C, utilizando el mortero tradicional y los morteros no
... 120
Cuadro N° 50: Comparación de resultados en porcentaje de compresión en pilas de ladrillo Tipo C, empleando el mortero tradicional y los morteros
... 121
Cuadro N° 51: Resultados de ensayos de tracción por flexión en pilas de ladrillos Tipo A, utilizando el mortero tradicional y los morteros no
... 122
Cuadro N° 52: Comparación de resultados en porcentaje del ensayo de tracción por flexión en pilas de ladrillo Tipo A, empleando el mortero tradicional y los morteros no
... 123
Cuadro N° 53: Resultados de ensayos de tracción por flexión en pilas de ladrillos Tipo B, utilizando el mortero tradicional y los morteros no
... 124
Cuadro N° 54: Comparación de resultados en porcentaje del ensayo de tracción por flexión en pilas de ladrillo Tipo B, empleando el mortero
... 125
Cuadro N° 55: Resultados de ensayos de tracción por flexión en pilas de ladrillos Tipo C, utilizando el mortero tradicional y los morteros no
convencion ... 126
Cuadro N° 56: Comparación de resultados en porcentaje del ensayo de tracción por flexión en pilas de ladrillo Tipo C, empleando el mortero
Cuadro N° 57: Resultados de ensayos de compresión diagonal en muretes de ladrillos Tipo A, utilizando el mortero tradicional y los morteros no
... 128
Cuadro N° 58: Comparación de resultados en porcentaje del ensayo de compresión diagonal en muretes de ladrillo Tipo C, empleando el mortero tradicional y los ... 129
Cuadro N° 59: Resultados de ensayos de compresión diagonal en muretes de ladrillos Tipo B, utilizando el mortero tradicional y los morteros no ... 130
Cuadro N° 60: Comparación de resultados en porcentaje del ensayo de compresión diagonal en muretes de ladrillo Tipo B, empleando el ... 131
Cuadro N° 61: Resultados de ensayos de compresión diagonal en muretes de ladrillos Tipo C, utilizando el mortero tradicional y los morteros no ... 132
Cuadro N° 62: Comparación de resultados en porcentaje del ensayo de compresión diagonal en muretes de ladrillo Tipo C, empleando el ... 133
Cuadro N° 63: Peso de muretes de ladrillo tipo A ... 142
Cuadro N° 64: Peso de muretes de ladrillo tipo B ... 143
Cuadro N° 65: Peso de muretes de ladrillo tipo C ... 145
Cuadro N° 66: Tiempo de construcción de muretes de ladrillo Tipo A ... 146
Cuadro N° 67: Tiempo de construcción de muretes de ladrillo Tipo B. ... 147
elaboración de pilas y muretes ... 149
de pilas y muretes ... 150
Cuadro N° 71: Precio por m2 de un muro de Ladrillo KK de 18 H y mortero C:A
1:4 ... 151
Cuadro N° 72: Precio por m2 de un muro de Ladrillo Pandereta y mortero C:A 1:4
... 151
Cuadro N° 73: Precio por m2
... 152
Cuadro N° 74: Precio por m2 de un muro de Ladrillo Pandereta y el mortero
... 152
Cuadro N° 75: Precio por m2 de un muro de Ladrillo KK 18H y el mortero
... 153
Cuadro N° 76: Precio por m2 de un muro de Ladrillo Pandereta y el mortero
LISTA DE FIGURAS
Figura N° 1: Tracción a la flexión, visualización de la carga soportada Massa Dun Dun (a); Mortero convencional (b). ... 42
Figura N° 2: Prueba de impacto de cuerpo blando. ... 43
Figura N° 3: Prueba de estanqueidad de agua. ... 43
Figura N° 4: Prueba de capacidad de carga de piezas suspendidas. ... 44
Figura N° 5: Prueba de resistencia a la compresión en prismas de bloques cerámicos. ... 44
Figura N° 6: Mortero polimérico Massa Dun Dun. ... 47
... 48
pandereta lisa. ... 48
... 51
Figura N° 10: Mortero polimérico Argamassa para Bloco en caja. ... 52
n ladrillo KK 18H 30% vacíos. ... 52
Figura N° 12: Comportamiento teórico de pilas a compresión. (7) ... 60
Figura N° 13: Comportamiento teórico de compresión diagonal en muretes. (7) 61
... 64
Figura N° 15: Representación gráfica de concavidad. (17) ... 68
Figura N° 17: Ensayo de compresión en unidades de albañilería. ... 72
Figura N° 18: Tamizado del agregado fino, foto 1. ... 80
Figura N° 19: Tamizado del agregado fino, foto 2. ... 81
Figura N° 20: Procedimiento para hallar el P.U.S. del agregado fino. ... 84
Figura N° 21: Procedimiento para hallar el P.U.C. del agregado fino. ... 86
Figura N° 22: Procedimiento de ensayo para hallar el peso específico y
porcentaje de absorción. ... 90
Figura N° 23: Procedimiento de diseño del mortero patrón. ... 93
Figura N° 24: Especímenes de mortero. ... 95
Figura N° 25: Aplicación de carga al espécimen de mortero. ... 95
Figura N° 26: Saturación de la unidad de albañilería (izquierda); Pilas de albañilería con mortero convencional de ladrillos Tipo A, B y C (derecha). ... 98
Figura N° 27: Limpieza del ladrillo Tipo A (izquierda); Aplicación del producto ... 100
para pilas de albañilería. ... 100
(izquierda) y Tipo C (derecha) para pilas de albañilería. ... 100
(izquierda) y Tipo C (derecha) para pilas de albañilería. ... 101
sin junta vertical (izquierda) y con junta vertical (derecha) en muretes de albañilería. ... 104
Figura N° 33: Aplicación del producto
con junta vertical en muretes de albañilería. ... 104
Figura N° 34: Aplicación del product
con junta vertical en muretes de albañilería. ... 105
Figura N° 35: Aplicación del produ
junta vertical en muretes de albañilería. ... 105
junta vertical en muretes de albañilería. ... 105
junta vertical (izquierda) y con junta vertical (derecha) en muretes de albañilería. ... 106
Figura N° 38: Pilas de albañilería para ensayo de compresión axial. ... 108
Figura N° 39: Ensayo de compresión en pilas de albañilería de morteros no convencionales. ... 108
Figura N° 40: Ensayo de resistencia a la tracción por flexión en pilas de albañilería en ladrillo Tipo C, mortero convencional (izquierda); Lector análogo de carga en kg (derecha).} ... 110
Figura N° 41: Ensayo de resistencia a la tracción por flexión en pilas de
(izquierda) y ladrillo Tipo B (derecha). ... 111
Figura N° 42: Ensayo de resistencia a la tracción por flexión en pilas de
(izquierda) y ladrillo Tipo B (derecha). ... 111
Figura N° 44: Ensayo de compresión diagonal en muretes empleando
Recolección de muestra para ensayo (derecha). ... 114
Figura N° 45: Modo de falla en ensayo de compresión diagonal en muretes empleando el mortero tradicional (izquierda) y mortero no
LISTA DE GRÁFICOS
Gráfico N° 1: Curva granulométrica del agregado fino. ... 80
Gráfico N° 2: Curva granulométrica del agregado fino tamizado. ... 82
Gráfico 3: Resistencia a la compresión en cubos de mortero. ... 96
Gráfico N° 4: Comparación de resultados de compresión en pilas de ladrillo Tipo A, empleando el mortero tradicional y los morteros no
. 117
Gráfico N° 5: Comparación de resultados de compresión en pilas de ladrillo Tipo B, empleando el mortero tradicional y los morteros no
. 119
Gráfico N° 6: Comparación de resultados de compresión en pilas de ladrillo Tipo C, empleando el mortero tradicional y los morteros no
convencionales . 121
Gráfico N° 7: Comparación de resultados del ensayo de tracción por flexión en pilas de ladrillos Tipo A, empleando el mortero tradicional y los
... 123
Gráfico N° 8: Comparación de resultados del ensayo de tracción por flexión en pilas de ladrillos Tipo B, empleando el mortero tradicional y los
... 125
Gráfico N° 9: Comparación de resultados del ensayo de tracción por flexión en pilas de ladrillos Tipo C, empleando el mortero tradicional y los morteros no convenci
... 127
... 129
Gráfico N° 11: Comparación de resultados del ensayo de compresión diagonal en muretes de ladrillos Tipo B, empleando el mortero tradicional y
... 131
Gráfico N° 12: Comparación de resultados del ensayo de compresión diagonal en muretes de ladrillos Tipo C, empleando el mortero tradicional y
... 133
Gráfico N° 13: Peso de muretes en porcentaje por metro cuadrado con ladrillo Tipo A ... 143
Gráfico N° 14: Peso de muretes en porcentaje por metro cuadrado con ladrillo Tipo B ... 144
Gráfico N° 15: Peso de muretes en porcentaje por metro cuadrado con ladrillo Tipo C ... 145
Gráfico N° 16: Tiempo de construcción en metros cuadrados por hora con ladrillo Tipo A ... 147
Gráfico N° 17: Tiempo de construcción en metros cuadrados por hora con ladrillo Tipo B ... 148
Gráfico N° 18: Tiempo de construcción en metros cuadrados por hora con ladrillo Tipo C ... 149
Gráfico N° 19: Costos por metro cuadrado de muro con ladrillo Tipo B ... 154
LISTA DE SÍMBOLOS Y SIGLAS
SÍMBOLO
%: Porcentaje.
°C: Grados centígrados.
Pulgada.
+/-: más o menos.
SIGLA
ACI American Concrete Institute
Ae Ancho especificado por el fabricante
Ap Ancho promedio
ARM Mortero polimérico Argamassa para Bloco
ASTM American society for testing and materials.
BNL Brookhaven National Laboratory
cc Centímetro cúbicos
cm Centímetro
CV Coeficiente de variación
DE Desviación estándar
F Ensayo de tracción por flexión en pilas de albañilería
f Resistencia a compresión en unidades de albañilería
Resistencia a compresión en unidades de albañilería característica
Resistencia a compresión en unidades de albañilería promedio
Resistencia a compresión en pilas de albañilería
Resistencia a compresión en pilas de albañilería característica
f Resistencia a la tracción por flexión
Resistencia a la tracción por flexión característica
Resistencia a la tracción por flexión promedio
gr Gramos
He Altura especificada por el fabricante
Hp Altura promedio
JV Junta vertical
JH Junta horizontal
kg/cm2 Kilogramos por centímetro cuadrado
kg/m2 Kilogramos por metro cuadrado
kg Kilogramo
KN Kilonewton
Le: Largo especificado por el fabricante
Lp Largo promedio
M Ensayo de compresión diagonal en muretes de albañilería
MDD Mortero polimérico Massa Dun Dun
MF Módulo de finura
mm Milimetros
MOT Mortero patrón
Mpa Megapascales
N.T.P. Norma técnica peruana
NP Muro NO portante
NTE E-0.60 Norma técnica de edificaciones, Concreto Armado
NTE E-0.70 Norma técnica de edificaciones, Albañilería
P.U.C. Peso unitario compactado
P.U.S. Peso unitario suelto
P1 Muro portante tipo 1
P2 Muro portante tipo 2
PC Polymer concretes
PM Polymer mortars
PVC Policloruro de vinilo
RILEM Reunión internacional de laboratorio de ensayo de materiales
RNE Reglamento nacional de edificaciones
SSS Peso específico de masa saturado superficialmente seco
t Toneladas
Tipo A Ladrillo King Kong 18H 30% de Vacíos
Tipo B Ladrillo King Kong 18H
Tipo C Ladrillo Pandereta Lisa
USBR United States Bureau of Reclamation
Resistencia a compresión diagonal en muretes de albañilería
Resistencia a compresión diagonal en muretes de albañilería característica
Resistencia a compresión diagonal en muretes de albañilería promedio
CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN
1.1 GENERALIDADES
Dentro del desarrollo de las construcciones en el Perú, el mortero cumple una parte esencial en lo que respecta a los trabajos de albañilería, tanto para muros portantes en albañilería confinada, como para muros divisorios o tabiquería. Este mortero convencional, el cual esta normado en el RNE (E.070 de Albañilería), es el resultado de una mezcla de cemento, agregado fino, agua y tiene como opción la incorporación de cal en diferentes proporciones para el uso en muros portantes y no portantes.
Con el constante avance de la tecnología, se van buscando mejoras en los materiales y productos utilizados en la construcción, que permitan una mejor eficacia y disminución de desperdicios. Es por ello que la creación de morteros poliméricos a base de agregados minerales de las rocas de piedra caliza y nanotecnología, permite una mayor eficacia, eficiencia y durabilidad, innovando la forma de construir.
Entre los años 1950 y 1960 se empiezan a preparar y a utilizar industrialmente como materiales de construcción los primeros morteros y concretos con diversos polímeros sintéticos, de naturaleza orgánica. Así, a mediados de los años 60, en Francia y en los EE.UU, se empiezan a obtener resultados de concretos y morteros poliméricos a partir de trabajos pioneros, los cuales despiertan un alto interés y a consecuencia de ello se convoca a la primera Reunión Internacional de Laboratorios de Ensayos de Materiales (RILEM, 1967), sobre el empleo de resinas sintéticas en construcción.
A partir de 1967, en EE.UU. el BNL (Brookhaven National Laboratory) en asociación con el USBR (United States Bureau of Reclamation) patrocina un equipo de investigadores para realizar un proyecto de varios años de duración. En estos trabajos (Sreinberg, 1968 1970; Dikeou 1971 1972), además de ensayar y comprobar la eficacia de diversos procesos técnicos de aplicación de resinas sintéticas poliméricas en la mejora de los concretos convencionales, se preparan y ensayan concretos no convencionales.
sintéticos, en el American Concrete Institute, (ACI) en 1971, se constituye el uniones sobre estos temas: (ACI, 1972 1973). Con los primeros acuerdos y trabajos del Comité 548 se edita la ACI SP-40 (1974), donde el concreto o mortero de polímero PC (o PM)
un árido, y polimerizando o curando la mezcla después de puesta en obra o
En los países desarrollados a partir de esta fecha se acrecienta definitivamente un gran interés por la aplicación de las resinas sintéticas en la mejora de morteros y concretos. Es por ello que, como en otros países, en nuestro país vecino Brasil, se creó un mortero polimérico que no contiene cemento, desarrollado con agregado minerales de las rocas de piedra caliza y nanotecnología. Estos morteros no tradicionales llegan al Perú a mediados del 2015, y las empresas que lo importan son:
Comercial Conte SAC, empresa que inicia sus operaciones en Perú en el año 1976 especializados en la industria del caucho, desde el año 2015 importan el mortero no tradicional llamado Massa DUN DUN, de la empresa brasilera Grupo FCC, que opera en la industria química siendo actualmente uno de los principales fabricantes de elastómeros termoplásticos en América Latina.
Indigo SAC, empresa que inicia sus actividades en el Perú en el año 2001, especializados en el rubro de pintura y limpieza de altura, desde el año 2016 importan la materia prima para la elaboración del mortero Argamassa para Bloco, de la empresa brasilera ISOGAMA, la cual es una industria química especializada en la elaboración de productos para diversos rubros como pintura, textil, construcción, etc.
mortero no convencional, el cual viene embolsado y se aplica como si fuese una pasta de adherencia el cual no requiere adicionar otro componente, en base al Reglamento Nacional de Edificaciones (E.070 de Albañilería), y luego se realizará la comparación de sus propiedades mecánicas.
1.2 PLANTEAMIENTO DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA
Hoy en día, la necesidad de simplificar las formas de construir se hace cada vez mayor así como también la informalidad que abunda en el campo de la construcción, una informalidad que afecta en su mayoría a personas de bajos recursos, que para realizar la construcción, ampliación o reparación de sus viviendas recurren a la autoconstrucción utilizando mano de obra no calificada ni debidamente supervisada por un ingeniero, empleando materiales de construcción de mala calidad y almacenándolos de una manera incorrecta, provocando que pierdan sus propiedades y queden por debajo de lo requerido en la norma vigente.
Debido a la problemática que abunda en el país, es que se requiere nuevas formas de construir, empleando la tecnología para uniformizar el uso de los materiales de construcción, en este caso el mortero para el asentamiento de unidades de albañilería, que si bien en la norma E-070 especifica los materiales y la dosificación para los diferentes tipos de muros de albañilería, no indica las proporciones de agua que se ha de agregar a la mezcla ni las condiciones de almacenamiento que requiere.
1.3 DEFINICIÓN DE OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo principal
Realizar el estudio comparativo de las propiedades mecánicas en pilas y
muretes de albañilería elaborados con el mortero convencional y los morteros no convencionales a base de polímeros.
1.3.2 Objetivos específicos
Evaluar las características y propiedades mecánicas de estos morteros no convencionales.
Determinar las propiedades mecánicas de las pilas y muretes elaborados con el mortero convencional y no convencional.
Realizar el estudio comparativo de los resultados obtenidos.
1.4 HIPÓTESIS
CAPÍTULO II: FUNDAMENTO TEÓRICO
En este apartado describiremos algunas definiciones referentes al tema de investigación, que abarca los componentes del mortero de albañilería, polímeros y su clasificación, así como la descripción de los productos en estudio, de que se componen y cuáles son sus ventajas con respecto al mortero convencional.
2.1 MORTERO
De la definición descrita en la NTE E-0.70 de Albañilería, el mortero está constituido por una mezcla de aglomerante y agregado fino a los cuales se añadirá la máxima cantidad de agua que proporcione una mezcla trabajable, adhesiva y sin segregación del agregado. Los materiales componentes del mortero tradicional utilizados en la albañilería en el Perú son los siguientes.
2.1.1 Agua
El agua debe ser potable, libre de sustancias deletéreas, ácidos, álcalis y materia orgánica y que cumpla con los requisitos establecidos en la NTE E-060 de concreto armado.
2.1.2 Cemento
El cemento utilizado en la elaboración del mortero de albañilería es el Cemento Portland, que cumpla con las propiedades físicas, químicas y mecánicas de la N.T.P. 334.099, N.T.P. 334.051, y ASTM C-150.
2.1.3 Agregado fino
Cuadro N° 1: Granulometría para mortero de acuerdo a la ASTM-C144.
Fuente: ASTM-C144 (2011)
Según se indica en la NTE E-0.70 de albañilería, en la elaboración de mortero para el asentado de unidades de albañilería, el agregado fino deberá tener un módulo de fineza entre 1.6 y 2.5, y debe contener un máximo de 1% en peso de partículas quebradizas.
2.1.4 Límites permisibles de sustancias dañinas
No excederán a los límites especificados como se indica en el Cuadro N° 2. Las impurezas orgánicas existentes en el agregado fino son compuestos nocivos para éste y afecta a los morteros y concretos
Cuadro N° 2: Límites permisibles de sustancias dañinas en el agregado fino, ASTM-C144
La N.T.E. E-0.70 recomienda un máximo de 1% en peso de partículas quebradizas, terrones de arcilla o partículas friables en el agregado fino para la elaboración de concreto o mortero.
2.1.5 Dosificación del mortero de albañilería
El mortero de albañilería empleado en la elaboración de pilas y muretes se clasifica de acuerdo a la N.T.E E-070, la cual especifica dos tipos; tipo P (utilizado en la elaboración de muros portantes) y tipo NP (utilizado en la elaboración de muros no portantes), estas dosificaciones dadas por la norma se resumen el Cuadro N° 3. Los componentes del mortero tendrán propiedades volumétricas y estarán en estado suelto.
Cuadro N° 3: Dosificación en volumen del mortero de albañilería, NTE E-0.70.
Fuente: NTE E-0.70 (2006)
2.2 POLÍMEROS
Los polímeros son sustancias constituidas por la unión de muchas unidades pequeñas conocidas como monómeros (A. Gallardo et al. 2004). La combinación química de estos monómeros conduce a la formación de una sustancia macromolecular o polímero.
Aquellos polímeros que están formados por un solo tipo de monómeros se llaman homopolímeros, en contraposición a los copolímeros o macromoléculas formadas por más de una clase de monómeros.
posibilitado su introducción progresiva prácticamente en todas las áreas inicialmente exclusivas de los distintos materiales de uso tecnológico tradicional.
2.2.1 Tipo de polímeros
Los polímeros pueden clasificarse de distintas formas, según se utilice como criterio su origen, propiedades físicas, estructura, tipo de reacción empleada en su obtención, o sus aplicaciones tecnológicas.
2.2.2 Clasificación según su origen
2.2.2.1 Polímeros naturales
Son los polímeros que existen en la naturaleza, como por ejemplo las proteínas (lana, seda, etc), polisacáridos (celulosa, almidón, glucógeno), los ácidos nucleicos, la lignina, caucho, resinas naturales, etc.
2.2.2.2 Polímeros semisinteticos
Estos polímeros se obtienen por transformación de polímeros naturales, por ejemplo la nitrocelulosa, el caucho vulcanizado, etc.
2.2.2.3 Polímeros sintéticos
Estos polímeros se obtienen industrialmente a partir de monómeros, por ejemplo el nailon, el poliestireno, el policloruro de vinilo (PVC), el polietileno, etc.
2.2.3 Clasificación según sus propiedades físicas
Bajo el punto de vista de sus propiedades físicas se pueden establecer tres tipos principales de polímeros, los cuales son:
2.2.3.1 Elastómeros
Son sustancias elásticas con propiedades similares a las gomas o caucho, pueden ser deformados fácilmente sin que se rompan sus enlaces o modifique su estructura.
2.2.3.2 Termoplásticos
2.2.3.3 Termoestables
Son sólidos rígidos a temperatura ambiente, al igual que muchos termoplásticos, pero a diferencia de estos y de los elastómeros, no se ablandan ni resultan ser moldeables por la acción del calor o aumento de la temperatura.
2.2.4 Clasificación según tipo de reacción de obtención
La preparación industrial de polímeros a partir de sus unidades monoméricas constituyentes se efectúa mediante reacciones de polimerización, las cuales pueden llevarse a cabo en condiciones diferentes. Así, por ejemplo, son posibles tanto procesos continuos como discontinuos, en medio homogéneos o heterogéneos. Una vez obtenido el polímero, este generalmente recibe una serie de aditivos (como estabilizantes, plastificantes, extensores y lubricantes) y de tratamientos antes de convertirse en el producto de interés comercial.
Las reacciones de polimerización pueden clasificarse en base a sus mecanismos, lo que permite distinguir dos grandes tipos, según la polimerización proceda por un mecanismo en cadena o a pasos. Ambos tipos básicamente coinciden con la anterior clasificación, propuesta por Carothers (1929), de polimerizaciones de adición y de condensación.
2.2.4.1 Polimerización en cadena o adicción
Los sustratos de este tipo de reacción de polimerización son monómeros insaturados o cíclicos, los cuales experimentan un proceso de apertura de sus enlaces múltiples (dobles o triples) o de sus estructuras cíclicas (J. Fernandez-Manchón et al, 2004). En el caso de la polimerización de monómeros vinílicos, que es la clase más habitual de la polimerización en cadena, el proceso implica básicamente la adición del monómero una forma activada o iniciada de dicho monómero. Las principales características de la polimerización e cadena son:
La reacción produce un cambio, termodinámicamente favorable, de enlaces sp2 a sp3.
La reacción no es usualmente espontanea, sino que debe ser catalizada o iniciada.
2.2.4.2 Polimerización a pasos o por condensación
La polimerización a pasos se produce por interacción de monómeros que han de ser, al menos, bifuncionales y que globalmente presenten dos clases de grupos funcionales capaces de reaccionar entre sí, por ejemplo, grupos de carboxílicos y alcohólicos, o carboxílicos y aminoácidos, etc.
2.2.5 Clasificación según su plasticidad
2.2.5.1 Plásticos
Plásticos.- Son polímeros que bajo condiciones apropiadas de
presión y temperatura, puede ser moldeados. Al contrario de los elastómeros, los plásticos tienen una rigidez superior y carecen de elasticidad reversible.
Termoplásticos.- Se ablandan con el calor y se endurecen
enfriándolos. Todos los plásticos son polímeros, pero no todos los polímeros son plásticos. La celulosa es un ejemplo de polímero no plástico.
2.2.5.2 No plásticos
Elastómeros.- Son aquellos polímeros que ante una deformación,
vuelven a la forma original cuando cesa la fuerza que la provoca:
tipo de estructura es la causa de la memoria del elastómero. Como promedio se entrecruzan alrededor de 1 cada 100 moléculas. Los cauchos naturales y sintéticos son los ejemplos más comunes de elastómeros.
No elastómeros.- Cuando el número medio de entrecruzamientos
Termorígidos: No se ablandan con el calor. Por ejemplo el teflón.
Termofraguables: Con calor, forman materiales rígidos que no se ablandan con futuros calentamientos. Por ejemplo, la baquelita.
2.2.6 Clasificación según sus aplicaciones
2.2.6.1 Elastómeros
Son materiales con muy bajo módulo de elasticidad y alta extensibilidad; es decir, se deforman mucho al someterlos a un esfuerzo, sin embargo recuperan su forma inicial al eliminar el esfuerzo actuante. En cada ciclo de extensión y contracción los elastómeros absorben energía, una propiedad denominada resiliencia.
2.2.6.2 Adhesivos
Son sustancias que combinan una alta adhesión y una alta cohesión, lo que les permite unir dos o más cuerpos por contacto superficial.
2.2.6.3 Fibras
Presentan un alto módulo de elasticidad y baja extensibilidad, lo que permite confeccionar tejidos curas dimensiones permanezcan estables.
2.2.6.4 Plásticos
Son aquellos polímeros que, ante un esfuerzo suficientemente intenso, se deforman irreversiblemente, no pudiendo volver a su forma original.
2.3 MORTEROS NO CONVENCIONALES A BASE DE POLIMEROS
A diferencia de los morteros modificados con polímeros, que se utilizan para reparación estructural y que contienen cemento, los morteros no convencionales a base de polímeros se refieren a una clase de mortero no cementicia, que comprende un mortero polimérico compuesto por una carga mineral, uno o más terpolímeros asociados con una o más resinas poliméricas con aditivos
(espesantes, bactericidas, estabilizadores de impermeabilización) y,
resistencia mecánica, alta cohesión del mortero incluso cuando se expone a la humedad, y curado acelerado.
Adicionalmente, el uso de terpolímeros opcionalmente combinados con uno o más nano-rellenos de silicato y / u otros aceleradores de curado proporcionan un curado más rápido del mortero.
Los terpolímeros son materiales formados por la combinación de tres o más monómeros, dando como resultado un producto con propiedades superiores a las del monómero original, que tienen alta resistencia térmica y mecánica, resistencia y degradación de la intemperie, y que muestran distribución organizada o aleatoria de secuencias, dependiendo de los monómeros utilizados y la participación de cada uno en la polimerización.
2.3.1 Antecedentes
Los morteros poliméricos consisten en la sustitución del mortero a base de cemento, el cual es muy utilizado tradicionalmente en la construcción, por morteros poliméricos con una formulación a base de resinas acrílicas, epoxi o poliuretano.
El primer informe de una formulación similar a los morteros poliméricos que se encuentran actualmente en el mercado se publicó en 1981 en una revista americana (Adhesives Age Magazine, pág. 22 de octubre de 1981) y consistía en un producto a base de resina acrílica.
En el año 2011 en Brasil a raíz de la creación del mor
CONCURSO FALCÃO BAUER DE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA, en el cual se realizaron pruebas de resistencia mecánica utilizando bloques de albañilería según la ABNT NBR 15.575
Edificações habitacionais Desempenho, de los cuales se obtuvieron los
siguientes resultados mostrados a continuación.
2.3.1.1 Ensayos realizados en el Instituto Falcão Bauer en Octubre 2011
Cuadro N° 4: Ensayos realizados en Brasil 2011.
Fuente: 19° Concurso Falcão Bauer (2011)
2.3.1.2 Ensayos de resistencia a compresión y tracción por flexión realizados en el Instituto Falcão Bauer en Marzo 2012
Cuadro N° 5: Ensayo de resistencia a la compresión en bloques cerámicos realizados en Brasil 2012.
Fuente: 19° Concurso Falcão Bauer (2012)
Resistencia estimada del bloque
6.5 MPA
Resistencia a la compresión en paredes de bloques de
concreto
6
Resistencia con Massa Dun Dun
Resistencia con mortero tradicional
14,2 kgf 19,4 kgf Ensayo Especimenes
de prueba
Aparicón de manchas en un
2% del area total sometida
al ensayo
Ensayo Especimenes de prueba Resistencia a compresión en
prismas de blqoues de concreto
12
Resistencia media
4.8 MPA
Aparición de manchas en un máximo de 5% de la superficie total de la cara opuesta de la incidencia de
agua 7,0 horas
3,0 L/min/m2
Presión Tiempo 50 Pa Opresión No presenta falla Salida Resultado
Ensayo Requisito de norma NBR
15575-4/08 Requisito de norma NBR 15575-4/08
Presenta fisuras tolerables. Limitación de desplazamientos horizontales: dh<= 2310/62.5 = 36.96
dhr<= 2310/312.5 = 7.39 40 kgf
Verificación de la capacidad de carga de piezas
suspendidas Resultado No presenta falla No presenta falla No presenta falla No presenta falla
Ensayo Carga Resultado
Requisito de norma NBR 15575-4/08 No presenta ocurrencia de
fallas
No presenta ocurrencia de fallas
No presenta ocurrencia de fallas
No presenta ocurrencia de fallas 10.0 J especimenes 10 10 10 10 Impacto de cuerpo blando -
impacto interno Impacto de cuerpo blando -
impacto interno Impacto de cuerpo blando -
impacto externo Impacto de cuerpo blando -
impacto externo Ensayo Energia 2.5 J 10.0 J 2.5 J Resietencia con Massa Dun
1,0 MPA
Ensayo Especimenes de prueba Resistencia con mortero tradicional Resistencia a la compresión
en prismas de bloques ceramicos
6 0,5 MPA
Resistencia del bloque
Determinación de la resistencia a la flexión de prismas de 5 bloques cerámicos.
Cuadro N° 6: Ensayo de resistencia a la flexión en prismas de bloques cerámicos, Brasil -2012.
Fuente: 19° Concurso Falcão Bauer (2012)
Figura N° 1: Tracción a la flexión, visualización de la carga soportada Massa Dun Dun (a); Mortero convencional (b).
Fuente: 19° Concurso Falcão Bauer (2011)
Los datos mostrados anteriormente son ensayos realizados de acuerdo a la norma brasilera NBR 15.575 vigente en el año mencionado.
Los ensayos mencionados en el esquema anterior son descritos en los siguientes puntos.
Impacto de cuerpo blando: La prueba de resistencia al impacto de cuerpo
blando es similar a la prueba de resistencia al impacto de cuerpo duro, excepto que esto es determinar el muro de resistencia a posibles impactos de los usuarios y espectadores. Para esta prueba se emplea una bolsa de cuero llena de arena y aserrín con un peso de 40 kg, se lanza con movimiento pendular hacia la pared, las deformaciones y grietas en la pared debido a los impactos se mide y se considera dentro del método estándar.
3 0,09 MPA 118,3 kg 3 0,00 MPA 3,3 kg Especimenes
de prueba F't
Carga media soportada Ensayo
Resistencia a la flexión de prismas de 5 bloques
ceramicos
Mortero
Figura N° 2: Prueba de impacto de cuerpo blando. Fuente: 19° Concurso Falcão Bauer (2012)
Prueba de estanqueidad de agua: Esta prueba tiene como objetivo
determinar las condiciones de sellado (impermeabilidad) al agua en las paredes exteriores de edificios, simulando lluvia y el viento en la cara exterior del muro para comprobar el sellado proporcionado por la pared.
Figura N° 3: Prueba de estanqueidad de agua. Fuente: 19° Concurso Falcão Bauer (2012)
Verificación de la capacidad de carga de piezas suspendidas: Esta prueba
Figura N° 4: Prueba de capacidad de carga de piezas suspendidas.
.Resistencia a la compresión en prismas de bloques cerámicos: Esta prueba
consiste en aplicar una carga axial en bloques cerámicos apilados en forma vertical, con el fin de calcular la resistencia característica de la albañilería.
Figura N° 5: Prueba de resistencia a la compresión en prismas de bloques cerámicos. Fuente: 19° Concurso Falcão Bauer (2012)
La preparación y aplicación del mortero polimérico difiere de los morteros convencionales, dispensando la preparación o premezcla con agua, arena, cemento o cal sobre el terreno, una vez que el producto se vende listo para su uso, eliminando las variaciones en su preparación. Además, la aplicación del producto se hace con un aplicador, dispensando el uso de herramientas y mezcladora de cemento.
2.3.2
propiedades mecánicas en comparación con el mortero tradicional, el cual es muy utilizado en las construcciones de albañilería en el Perú.
2.3.2.1 Composición
presenta una composición que comprende entre 60.0 % a 90.0 % de uno o más materiales de cargas minerales con un tamaño de partícula entre 0.02 mm y 3.36 mm, de 1.0 % a 20.0 % de uno o más terpolimeros asociados con una o más resinas poliméricas con aditivos en una proporción hasta el 20.0 % y de 0.1 % a 8.0 % de uno o más biocidas.
2.3.2.2 Propiedades
Se describen las características físicas del producto.
Densidad : 1.85 gr/cm3
Color : Gris claro
Aspecto : Pastoso
2.3.2.3 Características del producto
Se detallan las caracterizas principales del producto.
1. Una de las principales características de este mortero polimérico, es que no necesita adición de algún componente como agua, cemento o cal; por lo que este producto viene listo para usar.
2. Debido a su fácil aplicación, aumenta los rendimientos de la mano de obra significativamente.
3. Las construcciones empleando el mortero polimérico tienen un menor peso estructural.
4. El rendimiento de mortero polimérico por metro cuadrado de albañilería es
de aproximadamente 1.8 kg/m2 (para asentamiento de ladrillos de soga,
dimensiones 23x12.5x9 cm).
6. La aplicación de espesores de junta mínimos que varían entre 1 a 3 mm , esta propiedad y el secado rápido que tienen estos morteros, permiten construir el muro en su totalidad en una jornada de trabajo, sin que se generen deformaciones por asentamiento (esto se genera en el mortero tradicional). Cabe resaltar que siempre será necesaria la supervisión de un profesional responsable que considere que no haya peligro de volteo o deformación del muro en caso de fuertes vientos.
7. Reduce costos de transporte debido a su gran eficiencia con respecto al mortero tradicional.
2.3.2.4 Aplicación
Describiremos la aplicación del producto Massa Dun Dun Figura N°
6; Figura N° 7; Figura N° 8) de acuerdo a las especificaciones del fabricante.
1. Las unidades de albañilería deben estar libres de polvillo, aceite, grasa u otra sustancia que comprometa la adherencia del producto. No se recomienda la aplicación en unidades de albañilería completamente húmeda o saturada, ya que esto puede afectar el desempeño final de la resistencia del producto. Tener en cuenta que las unidades de albañilería deben ser de fabricación industrial, ya que deformaciones de la unidad mayor a 3 mm pueden afectar la nivelación del muro de albañilería.
2. Se recomienda que la primera hilada del muro de albañilería sea asentada con mortero tradicional, con la finalidad de nivelar las deformaciones que podría tener el piso o suelo.
4. El producto viene en un empaque en forma de aplicador, el cual tiene unas líneas punteadas por el cual se debe cortar, para así aplicar la cantidad requerida de mortero polimérico.
2.3.2.5 Curado
Se describe las consideraciones a tomar en cuenta después de la construcción del muro de albañilería.
1. Luego de asentar el muro de albañilería con mortero polimérico, no requiere ningún tratamiento post-construcción.
2. El secado inicial del mortero polimérico generalmente se produce entre 6 a 12 horas, alcanzando su resistencia final a partir de las 72 horas de aplicado el producto. Sin embargo, los tiempos de secado pueden variar dependiendo del tipo de clima, siendo menor en climas secos y calurosos, y mayor en climas fríos y húmedos.
Figura N° 7: Mortero polimérico Massa Dun Dun en caja.
Figura N° 8
2.3.3 Argamassa para Bloco
Argamassa para Bloco
2.3.3.1 Composición
Esta información no ha sido proporcionada por el fabricante, ya que argumenta que por ser este el primer mortero polimérico producido en el Perú, se reserva el derecho de brindar la formulación utilizada para la elaboración del mortero polimérico Argamassa para bloco , sin embargo a grandes rasgos, hemos observado que a diferencia del otro mortero polimérico, este reemplaza las cargas minerales por agregado fino, el cual es mezclado con resinas epoxicas (terpolímeros) y resinas poliméricas con aditivos (espesantes, bactericidas, estabilizadores de impermeabilización). Cabe resaltar que las características físicas de estos dos morteros poliméricos son parecidas, sin embargo las características mecánicas depende mucho de la formulación del producto y la calidad de materias primas utilizadas en su elaboración.
2.3.3.2 Propiedades
Se describen las características físicas del producto.
Densidad : 1.85 gr/cm3
Color : Gris oscuro
Aspecto : Pastoso
2.3.3.3 Características del producto
Se detallan las caracterizas principales del producto.
1. Una de las principales características de este mortero polimérico, es que no necesita adición de algún componente como agua, cemento o cal; por lo que este producto viene listo para usar.
2. Debido a su fácil aplicación, aumenta los rendimientos de la mano de obra significativamente.
4. El rendimiento de mortero polimérico por metro cuadrado de albañilería es
de aproximadamente 1.8 kg/m2 (para asentamiento de ladrillos de soga,
dimensiones 23x12.5x9 cm).
5. No genera desperdicios o estos son mínimos, por lo que mantiene el lugar de trabajo limpio.
6. La aplicación de Argamassa para Bloco espesores de junta
mínimos que varían entre 1 a 3 mm , esta propiedad y el secado rápido que tienen estos morteros, permiten construir el muro en su totalidad en una jornada de trabajo, sin que se generen deformaciones por asentamiento (esto se genera en el mortero tradicional). Cabe resaltar que siempre será necesaria la supervisión de un profesional responsable que considere que no haya peligro de volteo o deformación del muro en caso de fuertes vientos.
7. Reduce costos de transporte debido a su gran eficiencia con respecto al mortero tradicional.
2.3.3.4 Aplicación
Argamassa para Bloco Figura N° 9; Figura N° 10; Figura N° 11) de acuerdo a las especificaciones del fabricante.
1. Las unidades de albañilería deben estar libres de polvillo, aceite, grasa u otra sustancia que comprometa la adherencia del producto. No se recomienda la aplicación en unidades de albañilería completamente húmeda o saturada, ya que esto puede afectar el desempeño final de la resistencia del producto. Tener en cuenta que las unidades de albañilería deben ser de fabricación industrial, ya que deformaciones de la unidad mayor a 3 mm pueden afectar la nivelación del muro de albañilería.
3. La aplicación del mortero polimérico de realiza colocando dos hiladas a lo largo de las unidades de albañilería, estas hilada deben tener un diámetro aproximado de 1 cm cada uno. Se recomienda no dejar pasar más de 10 minutos para asentado las unidades de albañilería luego se haber aplicado el mortero polimérico.
4. El producto viene en un empaque en forma de aplicador, el cual tiene unas líneas punteadas por el cual se debe cortar, para así aplicar la cantidad requerida de mortero polimérico.
2.3.3.5 Curado
Se describe las consideraciones a tomar en cuenta después de la construcción del muro de albañilería.
1. Luego de asentar el muro de albañilería con mortero polimérico, no requiere ningún tratamiento post-construcción.
2. El secado inicial del mortero polimérico generalmente se produce entre 6 a 12 horas, alcanzando su resistencia final a partir de las 72 horas de aplicado el producto. Sin embargo, los tiempos de secado pueden variar dependiendo del tipo de clima, siendo menor en climas secos y calurosos, y mayor en climas fríos y húmedos.
Figura N° 10: Mortero polimérico Argamassa para Bloco en caja.
Figura N° 11: Aplicación de mortero
CAPÍTULO III: REQUISITOS, COMPONENTES Y NORMAS DE ALBAÑILERÍA
Este capítulo reúne la información requerida para realizar los ensayos en pilas y muretes de albañilería, tanto para el mortero como para las unidades de albañilería de arcilla cocida de fabricación industrial, describiendo las normas empleadas para el cumplimiento de los requisitos mínimos obligatorios de las propiedades físicas y mecánicas de las unidades de arcilla, dados por la N.T.P. E-070 de Albañilería.
Se siguen estos procedimientos establecidos en la Norma Técnica Peruana con el fin de comparar los resultados de las propiedades mecánicas en pilas y muretes de albañilería elaborados con un mortero patrón y el mortero no convencional.
3.1 CLASIFICACIÓN DE LA UNIDADES DE ALBAÑILERÍA
Se detallan las características de las unidades de albañilería para su clasificación según la NTE E-0.70 de Albañilería.
3.1.1 Clasificación de las unidades
De acuerdo a la N.T.P. 331.017, las unidades de albañilería de arcilla cocida se clasifican en cinco tipos, Tipo I, II, III, IV y V, (ver Cuadro N° 7) lo cuales varían de acuerdo al tipo en resistencia y durabilidad.
3.1.2 Condición de aceptación de la unidad
La N.T.P. E-070 de albañilería, menciona las condiciones de aceptación de las unidades de albañilería, por su aspecto y condiciones de variabilidad (dispersión), los cuales son medidos mediante ensayos de laboratorio. A continuación se presentan los requisitos de aceptación de las unidades de albañilería.
Si la muestra presentase más de 20% de dispersión en los resultados (coeficiente de variación); para unidades producidas industrialmente, o 40% para unidades producidas artesanalmente, se ensayará otra muestra y de persistir esa dispersión de resultados, se rechazará el lote.
La absorción de las unidades de arcilla y sílico calcáreas no será mayor que 22%. El bloque de concreto clase P (portante) tendrá una absorción no mayor del 12%. La absorción del bloque de concreto NP (no portante), no será mayor de 15%.
La unidad de albañilería no tendrá materias extrañas en su superficie o en su interior, tales como guajirros, conchuelas o nódulos de naturaleza calcárea.
La unidad de arcilla estará bien cocida, tendrá un color uniforme y no presentara vitrificaciones. Al ser golpeada con un martillo u objeto similar, producirá un sonido metálico.
La unidad de albañilería no tendrá resquebrajaduras, fracturas, hendiduras, grietas u otros defectos similares que degraden su durabilidad o resistencia.
La unidad de albañilería no tendrá manchas o vetas blanquecinas de origen salitroso o de otro tipo.
3.1.3 Recomendación por condiciones de intemperismo.
Cuadro N° 8: Condiciones de uso de la albañilería de acuerdo a las condiciones de intemperismo, NTE E-0.70.
3.1.4 Requisitos obligatorios
Se describen los procedimientos para los ensayos de requisitos obligatorios según la NTE E-0.70 de Albañilería.
3.1.4.1 Variación dimensional, alabeo, y compresión
Para clasificar al ladrillo según el tipo al que pertenece, este deberá de cumplir tres requisitos obligatorios que son; variación dimensional, alabeo y resistencia a la compresión, los cuales presentan valores máximos admisibles establecidos en la N.T.P. E-0.70. Para determinar estas propiedades, las unidades de arcilla serán ensayadas de acuerdo a las N.T.P. 331.018 y N.T.P. 399.613
Variación dimensional.- Estará dado en porcentaje, se determinara la variación dimensional con respecto a su largo, ancho y altura y se comparará con las dimensiones especificadas de cada tipo, se seguirá el procedimiento indicado en las normas N.T.P. 399.613 y 399.604.
Alabeo.- Se determinará la concavidad o convexidad de la unidad de albañilería, expresado en milímetros mediante el procedimiento de laboratorio indicado en la N.T.P. 399.613.
resistencia característica restando una vez la desviación estándar al promedio. El ensayo se realizara mediante el procedimiento de laboratorio indicado en la N.T.P. 331.605
3.1.5 Requisitos complementarios
Se describen los procedimientos para los ensayos de requisitos complementarios según la NTE E-0.70 de Albañilería. Solo se realizara el ensayo de porcentaje de vacíos para clasificar la unidad como hueca o sólida.
3.1.5.1 Porcentaje de vacíos
Se determinará la relación en porcentaje entre el área neta y el área bruta de las unidades de albañilería, para su clasificación como huecas o sólida, siguiendo el procedimiento indicado en la N.T.P. 399.613.
En el Cuadro N° 9 se muestran los mínimos y máximos permitidos para los requisitos obligatorios de las unidades de albañilería para fines estructurales.
3.2 MORTERO DE ALBAÑILERÍA
El mortero de albañilería tendrá que cumplir con lo explicado en el Capítulo II, cumpliendo también con los requisitos establecidos en la NTE E-0.70 de albañilería.
3.2.1 Fluidez del mortero de albañilería
El ensayo de fluidez indicado en la N.T.P. 334.057 se realiza con la finalidad de determinar la cantidad optima de agua a utilizar en el diseño, para que la mezcla tenga una adecuada trabajabilidad, la cual debe estar comprendida en el rango de 110% ± 5%, teniendo estas proporciones, se verificará la resistencia a compresión en cubos de mortero, ensayadas a 3,7 y 28 días.
3.2.2 Composición y resistencia del mortero de albañilería
Se podrán emplear otras composiciones de mortero, con cemento de albañilería, morteros industriales de tipo embolsado o pre-mezclado, siempre y cuand0o los ensayos en pilas y muretes proporcionen resistencias iguales o mayores a lo especificado en los planos a nivel de obra. Con relación a la resistencia del mortero de albañilería, se puede tener como referencia lo indicado por el Ing. Héctor Gallegos, en el siguiente Cuadro N° 10.
Cuadro N° 10: Resistencia a compresión del mortero de albañilería, Ing. Héctor Gallegos.
3.3 RESISTENCIA DE PILAS Y MURETES
3.3.1 Especificaciones generales
La N.T.E. E-0.70 indica que l
