LABORATORIO DE UNIDADES DE ALBAÑILERIA LABORATORIO DE UNIDADES DE ALBAÑILERIA
CONTROL DE CALIDAD DE LADRILLO CONTROL DE CALIDAD DE LADRILLO
OBJETIVO GENERAL OBJETIVO GENERAL
Determinar el Determinar el tipo tipo de de ladrillo ladrillo correspocorrespondiente ndiente a a la la muestra muestra medianmediante te loslos
ensayos de variaciones dimensionales, resistencia a la compresión y ensayos de variaciones dimensionales, resistencia a la compresión y alabeo de acuerdo a la norma E-070 de albañilería.
alabeo de acuerdo a la norma E-070 de albañilería.
OBJETIVOS ESPECIFICOS OBJETIVOS ESPECIFICOS
Determinar Determinar la la tipología tipología del del ladrillo ladrillo analizado.analizado.
Comparar Comparar las las especificaciones especificaciones técnicas técnicas del del ladrillo ladrillo obtenidas obtenidas mediante mediante loslos
ensayos en laboratorio, con las especificadas por el fabricante. ensayos en laboratorio, con las especificadas por el fabricante.
COMPONENTES DE LA ALBAÑILERÍA (N.T.P E-070) Artículo 5. UNIDAD DE ALBAÑILERÍA
5.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES
a) Se denomina ladrillo a aquella unidad cuya dimensión y peso permite que sea manipulada con una sola mano. Se denomina bloque a aquella unidad que por su dimensión y peso requiere de las dos manos para su manipuleo.
b) Las unidades de albañilería a las que se refiere esta norma son ladrillos y bloques en cuya elaboración se utiliza arcilla, sílice-cal o concreto, como materia prima. c) Estas unidades pueden ser sólidas, huecas, alveolares o tubulares y podrán ser
fabricadas de manera artesanal o industrial.
d) Las unidades de albañilería de concreto serán utilizadas después de lograr su resistencia especificada y su estabilidad volumétrica. Para el caso de unidades curadas con agua, el plazo mínimo para ser utilizadas será de 28 días, que se comprobará de acuerdo a la NTP 399.602.
Comentario
Debe remarcarse que las unidades de concreto (ladrillos y bloques) se contraen al secarse luego de su fabricación, por tanto, para que no se originen fisuras en los muros, estas unidades deben estar secas al momento de asentarlas.
5.2 CLASIFICACIÓN PARA FINES ESTRUCTURALES
Para efectos del diseño estructural, las unidades de albañilería tendrán las características indicadas en la Tabla 1.
Comentario
La mayor variación de dimensiones y el mayor alabeo (Fig.3.1) de las unidades, conducen a un mayor grosor de las juntas de mortero (por encima del valor nominal de 10 mm), lo que trae por consecuencia, una reducción significativa de la resistencia a compresión y a fuerza cortante en la albañilería. Por ello, para
La prueba de compresión (Fig.3.2) proporciona una medida cualitativa de las unidades. Una unidad de poca altura tendrá más resistencia que otra de mayor altura, pese a que ambas hayan sido fabricadas en simultáneo. Por ello, INDECOPI (Norma NTP), entidad encargada de velar por la calidad de los productos, clasifica a las unidades desde el punto de vista cualitativo (en base a la resistencia a compresión), sin contemplar el producto final que es la albañilería. En el cálculo de la resistencia a compresión
antiguamente (Norma E.070 de 1982) se trabajaba con el área neta de la unidad, ello daba cabida a que las fábricas produzcan ladrillos con grandes perforaciones (Fig.2.27), lo cual elevaba la resistencia a compresión. Actualmente, la resistencia se calcula con el área bruta, con lo cual esas unidades clasifican en un rango inferior. Cabe remarcar que las unidades huecas son muy frágiles (Fig.1.12).
TABLA
CLASE DE UNIDAD DE ALBAÑILERIA PARA FINES ESTRUCTURALES
CLASE VARIACIÓN DE LA DIMENSION (máxima en porcentaje) ALABEO (máximo en mm) RESISTENCIA CARACTERÍSTI CA A COMPRESIÓN f´ mínimo en MPa b (kg/cm2 ) sobre áreabruta Hasta 100 mm 150 mmHasta 150 mmMás de Ladrillo I ± 8 ± 6 ± 4 10 4,9 (50) Ladrillo II ± 7 ± 6 ± 4 8 6,9 (70) Ladrillo III ± 5 ± 4 ± 3 6 9,3 (95) Ladrillo IV ± 4 ± 3 ± 2 4 12,7 (130) Ladrillo V ± 3 ± 2 ± 1 2 17,6 (180) Bloque P ± 4 ± 3 ± 2 4 4,9 (50) Bloque NP ± 7 ± 6 ± 4 8 2,0 (20)
5.3 LIMITACIONES EN SU APLICACIÓN
El uso o aplicación de las unidades de albañilería estará condicionado a lo indicado en la Tabla 2. Las zonas sísmicas son las indicadas en la NTE E.030 Diseño Sismorresistente.
TABLA 2
LIMITACIONES EN EL USO DE LA UNIDAD DE ALBAÑILERÍA PARA FINES ESTRUCTURALES
TIPO
ZONA SÍSMICA 2 Y 3 ZONA SÍSMICA 1 Muro portante en edificios de 4 pisos a más Muro portante en edificios de 1 a 3 pisos Muro portante en todo edificio Sólido Artesanal * Sólido Industrial No Sí
Sí, hasta dos pisos
Sí
Sí Sí
Alveolar CeldastotalmenteSí
rellenas con grout
Sí
Celdas parcialmente
rellenas con grout
SíCeldas
parcialmente rellenas con grout
Hueca No No Sí
Tubular No No Sí, hasta 2 pisos
*Las limitaciones indicadas establecen condiciones mínimas que pueden ser exceptuadas con el respaldo de un informe y memoria de cálculo sustentada por un
ingeniero civil. Comentario
Dependiendo de la densidad de muros que presente la edificación, es posible que su comportamiento ante sismos severos sea en el rango elástico, con lo cual, se puede utilizar unidades huecas en los muros confinados o muros de albañilería parcialmente rellena, incluso en la zona sísmica 3, ya que las unidades huecas se trituran después de la fractura diagonal, o por flexo-compresión, pero ello deberá ser respaldado por una memoria de cálculo estructural.
En la Fig.3.3 puede apreciarse la trituración de ladrillos artesanales de arcilla, mientras que en la Fig.1.12 aparece la trituración de ladrillos tubulares (pandereta) ante el sismo de Pisco del
5.4 PRUEBAS
a) Muestreo.-El muestreo será efectuado a pie de obra. Por cada lote
compuesto por hasta 50 millares de unidades se seleccionará al azar una muestra de 10 unidades, sobre las que se efectuarán las pruebas de variación de dimensiones y de alabeo. Cinco de estas unidades se ensayarán a compresión y las otras cinco a absorción.
b) Resistencia a la Compresión.-. Para la determinación de la resistencia a la
compresión de las unidades de albañilería, se efectuará los ensayos de laboratorio correspondientes, de acuerdo a lo indicado en las Normas NTP 399.613 y 339.604.
La resistencia característica a compresión axial de la unidad de albañilería (f'b) se obtendrá restando una desviación estándar al valor promedio de la muestra. La prueba de compresión proporciona una medida cualitativa de las unidades. Una unidad de poca altura tendrá más resistencia que otra de mayor altura, pese a que ambas hayan sido fabricadas en simultáneo.
c) Variación Dimensional.- Para la determinación de la variación dimensional
de las unidades de albañilería, se seguirá el procedimiento indicado en las Normas NTP 399.613 y 399.604.
d) Alabeo.- Para la determinación del alabeo de las unidades de albañilería
se seguirá el procedimiento indicada en la Norma NTP 399.613
e) Absorción.- Los ensayos de absorción se harán de acuerdo a lo indicado en
las Normas NTP 399.604 y 399.613. La succión de las unidades al instante de asentarlas, debe estar comprendida entre 10 a 20 gr/200 cm2-min.
Para concreto y sílico-calcáreo: pasar una brocha húmeda sobre las caras de asentado o rociarlas. Para arcilla: de acuerdo a las condiciones climatológicas donde se encuentra ubicadas la obra, regarlas durante media hora, entre 10 y 15 horas antes de asentarlas.
Para determinar la resistencia a la compresión, absorción y variación de dimensiones, se seleccionarán 6 unidades de cada lote de 10 000 unidades o menos y 12 unidades de cada lote de más de 10 000 y menos de 100 000 unidades. Para lotes de más de 100 000 unidades, se seleccionarán 6 unidades por cada 50 000 unidades o fracción. Las muestras se marcaran de manera que puedan ser identificadas en cualquier momento. Las marcas no deben ser mayores del 5% del área superficial del espécimen.
EQUIPO UTILIZADO
una cinta métrica.
Una regla metálica
Con la cual se realizara las
mediciones de largo, ancho y altura del ladrillo. Máquina de ensayo a la compresión Nivel de mano Badilejo 2 cuñas milimétricas
PROCEDIMIENTO
MEDIDA DE LONGITUD, ANCHO Y ALTURA
1) Se toman 4 datos de cada una de las medidas de largo, ancho y altura del ladrillo, una en cada una de sus cuatro caras del ladrillo.
2) Se calcula el promedio de las medidas de largo, ancho y altura de los cuatro
ladrillos y se procede a calcular la variación existente mediante las siguiente formulas, posteriormente se procede a clasificar el tipo de ladrillo de acuerdo a su variación
dimensional. 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 4 4 4 p p p L L L L L A A A A A V V V V V ( ) 100% 2 ( ) 100% 2 ( ) 100% 2 e p e p e p L L VD L x A A VD A x h h VD h x Dónde: e L = Largo especificado e
A = Ancho especificado
e
V = altura especificado
p
L = Largo promedio
p
A = Ancho promedio
p
V = altura promedio
( )
VD L = Variación del largo del ladrillo
( )
VD A = variación del ancho del ladrillo ( )
Cálculos y resultados
Los ladrillos ensayados tuvieron las siguientes longitudes especificadas. 230 130 9 e e e L mm A mm V mm
Los datos para el primer ladrillo fueron:
Cuadro de medida para el cálculo de la longitud promedio del ladrillo Ladrillo Nº L mm1( ) L mm2 ( ) L mm3 ( ) L mm4 ( ) L mm p( ) 1 229 231 228 229 229,25 2 228 229 229 230 229 3 230 229 227 229 228,75 4 228 230 229 228 228,75 5 231 230 230 229 230 Longitud Promedio total 229,15
Cuadro de medida para el cálculo del ancho promedio del ladrillo Ladrillo Nº A mm1( ) A mm2 ( ) A mm3 ( ) A mm4 ( ) A mm p ( )
1 130 129 129 129 129,25
2 129 129 130 130 129,5
3 128 129 130 129 129
4 129 129 129 128 128,75
5 129 130 129 130 129,5
Ancho Promedio total 129,2
Cuadro de medida para el cálculo de la altura promedio del ladrillo Ladrillo Nº h mm1( ) h mm2 ( ) h mm3 ( ) h mm4 ( ) h mm p ( )
1 90 91 90 90 90,25
Con lo cual obtenemos las siguientes variaciones dimensionales 230 229.15 ( ) 100% 0.37% 230 130 129.2 ( ) 100% 0.62% 130 90 89.7 ( ) 100% 0.33% 90 VD L x VD A x VD h x ALABEO
1) Se colocó la superficie de asiento rugosa de los ladrillos sobre una superficie plana
2) sobre la cara superior se coloca la regla metálica uniendo los extremos diagonalmente opuestos de la unidad.
3) Si la unidad es cóncava se coloca la cuña milimétrica en el centro del ladrillo hasta que roce con la regla metálica y se registra la lectura. Si le unidad es convexa se coloca una cuña en cada extremo hasta que roce con la regla metálica y se registra la lectura.
Los datos obtenidos en nuestro caso fueron:
Ladrillo Nº ALABEO (mm) 1 2 2 1 3 2 4 1 5 1.5 promedio 1,5 Para las unidades analizadas:
ENSAYO DE COMPRESIÓN Procedimiento
1) En un recipiente se mezcla el cemento y yeso en una proporción de 2 a 1 respectivamente, con una cantidad de agua adecuada para una buena trabajabilidad.
3) Se capea los ladrillos, es decir se colocan los ladrillos sobre la mezcla y se nivelan transversal y longitudinalmente, Después de un tiempo de 5 a 6 minutos se retira de la mezcla y se realiza el mismo procedimiento para la otra cara del ladrillo.
4) L uego de 3 días procede a realizar el ensayo de compresión a los 5 ladrillos.
CÁLCULOS Y RESULTADOS
Llevando los datos a una tabla y calculando el área bruta, y la resistencia a la compresión de cada ladrillo de la muestra.
Ladrillo
Nº Largo Ancho AreaBruta Carga (kg) Resistenci(kg/cm2)
1 22,95 12,95 297,2025 40000 134,58837 2 22,9 13 297,7 38500 129,324824 3 22,9 12,9 295,41 39000 132,019905 4 22,95 12,95 297,2025 39700 133,578957 5 23,05 13 299,65 41200 137,493743 resistencia promedio 133,40116
Calculando la desviación estándar
'
2 36,714697 3.0296 1 4 b F X n
Calculando el coeficiente de variabilidad
.100 2.2711 'b DE CV f
Calculando la resistencia característica
2 ' ' ' 133.40116 3.0296 ' 130.37656 / característica b característica característica f f DE f f kg cm
PORCENTAJE DE VACÍOS Procedimiento
1) Con ayuda de la regla metálica o huincha se procede a medir el diámetro de los huecos de los ladrillos.
2) Seguidamente se procede a calcular el porcentaje de vacíos mediante la siguiente formula y clasificar el ladrillo de acuerdo a su tipología, es macizo si el porcentaje de vacíos es menor igual a 30% y es hueco o perforado se el porcentaje de vacíos es mayor que el 30%.
Cálculos y resultados
Realizando el cálculo de % de vacíos de ladrillos sabiendo que el diámetro de cada orificio del ladrillo mide 2.7cm en promedio.
Ladrillo Nº Área bruta Área de vacío % vacío 1 297,2025 103,06 34,67669 2 297,7 103,06 34,61874 2 295,41 103,06 34,88711 4 297,2025 103,06 34,67669 5 299,65 103,06 34,39346 promedio % vacío 34,65054 Calculando el porcentaje de vacíos promedio:
%Vacíos =34,65054% Por lo tanto el ladrillo se clasifica como hueco por su tipología.
Conclusiones
Realizando una tabla con los resultados obtenidos.
CARACTERÍSTICA RESULTADO VARIACION DE DIMENSIONES largo 0.37% ancho 0.62% alto 0.33% ALABEO 1.5mm RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN 13340116 kg/cm PORCENTAJE DE VACIO 34,65%
Comparamos los resultados obtenidos, con la tabla de la norma E.070: TABLA
CLASE DE UNIDAD DE ALBAÑILERIA PARA FINES ESTRUCTURALES
CLASE VARIACIÓN DE LA DIMENSION (máxima en porcentaje) ALABEO (máximo en mm) RESISTENCIA CARACTERÍSTI CA A COMPRESIÓN f'b Mínima en MPa(kg/cm2 ) sobre áreabruta
Hasta 100 mm 150 mmHasta 150 mmMás de Ladrillo I ± 8 ± 6 ± 4 10 4,9 (50) Ladrillo II ± 7 ± 6 ± 4 8 6,9 (70) Ladrillo III ± 5 ± 4 ± 3 6 9,3 (95) Ladrillo IV ± 4 ± 3 ± 2 4 12,7 (130) Ladrillo V ± 3 ± 2 ± 1 2 17,6 (180) Bloque P(1) ± 4 ± 3 ± 2 4 4,9 (50) Bloque NP(2) ± 7 ± 6 ± 4 8 2,0 (20)
