Estudio de las unidades de arcilla calcinada semi industrial caso Ladrilleria Choque y aplicación en el diseño de un edificio de 4 pisos

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(1)UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN DE AREQUIPA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL. “ESTUDIO DE LAS UNIDADES DE ARCILLA CALCINADA SEMI INDUSTRIAL CASO LADRILLERIA CHOQUE Y APLICACIÓN EN EL DISEÑO DE UN EDIFICIO DE 4 PISOS”. PRESENTADO POR EL BACHILLER MANUEL EDUARDO CAMARA ANCULLI PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL. AREQUIPA – PERU 2015.

(2) ESTUDIO DE LAS UNIDADES DE ARCILLA CALCINADA SEMI INDUSTRIAL CASO LADRILLERIA CHOQUE Y APLICACIÓN EN EL DISEÑO DE UN EDIFICIO DE 4 PISOS” TESIS PRESENTADA POR EL BACHILLER MANUEL EDUARDO CAMARA ANCULLI PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL. Calificación:………………………………………………………………………….... Fecha de sustentación:…………………………………………………………………. …………………………………. ….………………………………. Ing. John Aragon Brousset Miembro del Jurado. Ing. Jorge Nina Quispe Miembro del Jurado. ………………………………… Ing. Guillermo Herrera Alarcón Presidente del Jurado. i.

(3) AGRADECIMIENTO. A mi Universidad Nacional de San Agustín, a mi facultad de Ingeniería Civil y a mis docentes por sus enseñanzas. A mis padres por su constante apoyo y ejemplo de vida, A mis hermanos por su cariño y compañerismo y a todas. aquellas personas especiales en mi vida que. ayudaron a culminar con éxito esta meta.. ii.

(4) RESUMEN. El objetivo de la tesis es dar a conocer las características mecánicas con fines de diseño de la albañilería confinada elaborada con unidades de Ladrillera Choque; la misma que se encuentra ubicada en el distrito de Characato. 1.-El trabajo se inicia en campo con las siguientes actividades: a) Se identificó las características principales de la materia prima. b) La ubicación de canteras las cuales se encuentran en el distrito de Vítor y las comunidades de Pocsi, Yarabamba y Polobaya. c) Se describe el proceso y volumen de producción para las unidades de albañilería del tipo H-10, que es una de las unidades más solicitadas en el mercado de la ciudad de Arequipa. d) Se describe y se aclara el por qué se considera a la ladrillera Choque como ladrillera semi-mecanizada. 2.-Se realizó los ensayos de laboratorio, según el siguiente orden: a) Ensayos de la unidad (variación dimensional, alabeo, compresión, absorción, succión). De los resultados obtenidos se concluye que las unidades ensayadas a compresión alcanzan el valor de 179.33kg/cm2 que lo identifica como tipo IV, especificado en la Norma E.070 vigente, sin embargo, los resultados de los ensayos de alabeo, variación dimensional, estas unidades clasifican como tipo V. b) Ensayos de la albañilería simple fabricadas con estas unidades: compresión de pilas donde se determinó la resistencia promedio f´m = 83.57 kg/cm2; compresión diagonal de muretes donde se obtuvo la resistencia promedio al corte v´m=8.18 kg/cm2. c) Ensayos del mortero fabricado con agregado de la cantera del distrito de chiguata; se obtuvieron los siguientes resultados: resistencia en compresión V’b=179.37kg/cm2., el módulo de finura para la arena fue de 2.87.. De los resultados obtenidos se verifica que la unidad de albañilería de Ladrillera Choque presenta el 30% de vacíos que la califica como unidad solidada, se verifica que sus resistencias iii.

(5) son mayores comparadas con las resistencias: f’b=145kg/cm2, f’m=65kg/cm2, Vm=8.1 kg/cm2, estipuladas en la Norma E.070, tomando estos resultados como punto de comparación para la clasificación como unidad industrial por resistencia. 3.-Con los resultados obtenidos de los ensayos en laboratorio se plantea y realiza la estructuración y diseño de un edificio de 4 niveles para evaluar el comportamiento de las unidades de albañilería de Ladrillera Choque, utilizando como ayuda el programa Etabs V.9.7. Los resultados obtenidos a través del programa fueron comparados con los resultados obtenidos por el método simplificado a fin de verificar el buen uso del programa, después de realizar este procedimiento se observó que los resultados son similares, por tanto se tomó la decisión de trabajar con los resultados del programa Etabs V.9.7., considerando que este realiza un análisis global del edificio. 5.-Se presentan las conclusiones del trabajo y las recomendaciones para mejorar el proceso de fabricación y control de calidad de la albañilería producida con unidades de arcilla fabricadas por Ladrillera Choque, así como las conclusiones para el análisis y diseño del edificio con estas unidades.. iv.

(6) PALABRAS CLAVE  Muestreo  Ensayo  Albañilería  Rigidez  Diseño  Resistencia. v.

(7) ABSTRACT. The objective of the thesis is to present mechanical properties for the purpose of design of confined masonry made with units of the “Ladrillera Choque”; It is located in the District of Characato. 1.-Work begins in the field with the following activities: a) The main characteristics of the raw material were identified. b) The location of quarries which are found in the District of Vitor and Pocsi, Yarabamba and Polobaya communities. c) The process and the volume of production is described for units of masonry of the type H-10, which is one of the most requested units on the market in the city of Arequipa. d) It describes and clarifies the why is considered to the “Ladrillera Choque” as semimechanized. 2. - Laboratory tests were performed, in the following order: a) The unit tests (dimensional variation, warp, compression, absorption, suction). Results it is concluded that tested compression units reach the value of 179.33 kg/cm2, which identifies it as type IV, specified in the standard E.070 current, however, the results of the trials warp, dimensional variation, these units are classified as type V . b) Trials of the simple masonry made with these units: compression of batteries where it was determined the average resistance f´m = 83.57 kg/cm2; diagonal compression of walls was obtained where the average cutting v´m resistance = 8 18 kg/cm2. c) Trials of the manufactured mortar made with addition of quarry Chiguata District; the following results were obtained: resistance in compression V'b = 179.37 kg/cm2, module of fineness for the arena was 2.87. From the results verified that the masonry unit " Ladrillera Choque " presents 30% of gaps that qualifies as lidated unit, verified that their resistance is higher compared with the resistance : F'B = 145kg / cm2 , f'm = 65kg / cm2 , Vm = 8.1kg / cm2 , stipulated in the Standard E.070 , take these results as a benchmark for classification as an industrial unit for resistance.. vi.

(8) 3.- With the results of the laboratory tests arises and performs structuring and design of a building with 4 levels to evaluate the behavior of masonry “Ladrillera Choque” units, using Etabs V.9.7 program help. The results obtained through the program were compared with the results obtained by the simplified method in order to verify the proper use of the program, after performing this procedure, it was observed that the results are similar, therefore took the decision to work with the results of the Etabs V.9.7 program, considering that this program performs a comprehensive analysis of the building.. 4. - The conclusions and recommendations are presented to improve the manufacturing process and quality control of produced masonry with clay units manufactured by the "Ladrillera Choque ", as well as the conclusions for the analysis and design of the building with these units.. vii.

(9) KEYWORDS  Sampling  Essay  Masonry  Rigidity  Design  Resistance. viii.

(10) INTRODUCCION. En el Perú el método de construcción más utilizado es a base de muros portantes de albañilería confinada en viviendas y edificios de hasta 5 pisos; en la ciudad de Arequipa se vienen construyendo en los últimos años edificios de albañilería, el mayor uso de este sistema se presenta en edificaciones que tienen una gran densidad de muros y poca altura de entrepiso,(pero debido a la informalidad de nuestro medio, la falta de criterio técnico y el bajo costo en comparación con estructuras de concreto armado), estos muros son construidos generalmente con ladrillos de arcilla que tienen más de 30% de área de vacíos en unidades mecanizadas y algunos defectos en su proceso de fabricación que conllevan a una baja resistencia en las características mecánicas de las unidades artesanales, la Norma Técnica E.070 prohíbe o limita el uso de estas unidades en la construcción de muros de albañilería, debido a su mal desempeño ante las solicitaciones sísmicas.. El objetivo del presente proyecto de investigación es estudiar las características mecánicas de las unidades de albañilería de Ladrillera Choque, la cual ha lanzado al mercado unidades de albañilería del tipo semi-mecanizada, (esta denominación se justificara en el desarrollo de este trabajo), se estudiará su proceso de fabricación, el material utilizado, la clasificación y el área de influencia de su comercialización.. Se realizaran los ensayos en laboratorio para: a) Determinar la resistencia característica a la compresión axial de la unidad de albañilería. b) Determinar la resistencia a la compresión de las pilas de albañilería. c) Resistencia a la compresión diagonal en muretes de albañilería. d) Así como ensayos de alabeo y variación dimensional. Finalmente con los resultados obtenidos plantear la estructuración, análisis y diseño de la albañilería en un edificio de cuatro niveles.. ix.

(11) CONTENIDO CAPITULO I ASPECTOS GENERALES Y TOMA DE MUESTRAS 1.1 Generalidades .............................................................................................................. 01 1.1.1 Antecedentes .............................................................................................................. 01 1.1.2 Alcances de Estudio ................................................................................................... 04 1.1.3 Justificación ............................................................................................................... 04 1.1.4 Objetivos .................................................................................................................... 05 A. Objetivo General .................................................................................................. 05 B. Objetivos Específicos ........................................................................................... 05. 1.2. Muestreo De Unidades De Arcilla Calcinada Semi Industrial ............................ 06. 1.2.1Marco Conceptual ....................................................................................................... 06 A. Características Generales de la Unidad de Albañilería ........................................ 06 B. Clasificación Para Fines Estructurales .................................................................. 07 C. Limitaciones en su Aplicación .............................................................................. 07 1.2.2Número de Muestras ................................................................................................... 08. CAPITULO II 2.1. Proceso de Fabricación de Unidades de Arcilla Calcinada Semi Mecanizada................................................................................... 10. 2.1.1Extracción del Material ............................................................................................... 10 A). Arcilla .............................................................................................................. 10. B). Tierra ................................................................................................................ 12. C). Agua ................................................................................................................. 12. D). Breve Reseña de la Ladrillería Choque ........................................................... 12. 2.1.2 Dosificación Mezcla y Amasado ............................................................................... 13 x.

(12) 2.1.3 Moldeado de las Unidades ......................................................................................... 14 2.1.4 Secado de las Unidades.............................................................................................. 15 2.1.5 Calcinado de las Unidades ......................................................................................... 16 2.1.6 Volumen de Producción............................................................................................. 20 2.2. Construcción de Pilas y Muretes ............................................................................ 20. CAPITULO III ENSAYOS DE LABORATORIO, RESULTADOS Y CLASIFICACION SEGÚN NORMAS 3.1. Propiedades de la Unidad de Albañilería Semimecanizada ............................... 21 3.1.1 Ensayo de Variación Dimensional ............................................................................. 21 a). Descripción del Ensayo.................................................................................... 21. b). Procedimiento .................................................................................................. 22. 3.1.2 Alabeo ........................................................................................................................ 24 a). Descripción del Ensayo.................................................................................... 24. b). Procedimiento .................................................................................................. 25. c). Medición de la concavidad .............................................................................. 26. d). Medición de la convexidad .............................................................................. 26. 3.1.3 Ensayo de Compresión de la Unidad ......................................................................... 27 3.1.4 Succión ...................................................................................................................... 28 3.1.5 Ensayos de Absorción ................................................................................................ 30 a). Descripción del Ensayo.................................................................................... 30. b). Procedimiento .................................................................................................. 31. 3.1.6 Resultados de los Ensayos Realizados....................................................................... 32. 3.2. Ensayo de Agregados .............................................................................................. 32 xi.

(13) 3.2.1 Introducción............................................................................................................... 32 3.2.2 Granulometría ............................................................................................................ 34 3.3. Ensayo en el Mortero de Albañilería ..................................................................... 36. 3.3.1 Introducción............................................................................................................... 36 3.3.2 Resistencia a la Compresión Probetas de Mortero ................................................... 36. CAPITULO IV ENSAYO DE PILAS Y MURETES 4.1. Ensayos de Pilas de Albañilería ............................................................................. 38. 4.1.1 Introducción............................................................................................................... 38 4.1.2 Ensayo de Pilas de Albañilería .................................................................................. 39 4.1.3 Resistencias a la Compresión de Pilas de Albañilería ............................................... 42 4.2. Ensayo de Muretes de Albañilería ......................................................................... 42. 4.2.1 Introducción............................................................................................................... 42 4.2.2 Ensayo de Muretes de Albañilería............................................................................. 43 4.2.3 Resistencias a la Compresión Diagonal en Muretes de Albañilería ......................... 44 4.2.4 Determinaciones de Peso por Unidad de Volumen en Muretes de Albañilería......... 45. CAPITULO V DISEÑO DE UN EDIFICIO PARA VIVIENDA DE CUATRO NIVELES 5.1. Introducción ............................................................................................................. 47. 5.1.1 Generalidades ............................................................................................................ 47 5.1.2 Descripción del Proyecto........................................................................................... 48 5.1.3 Normas Empleadas .................................................................................................... 48 5.1.4 Cargas de Diseño ....................................................................................................... 49 xii.

(14) 5.1.5 Propiedades de los Materiales ................................................................................... 50. 5.2. A.. Albañilería: King kong Semi-Industrial (Choque) .......................................... 51. B.. Concreto .......................................................................................................... 51. C.. Acero de Refuerzo ........................................................................................... 51. Estructuración y Predimensionamiento ................................................................ 52. 5.2.1 Estructuración ............................................................................................................ 52 A. B.. Rigidez Lateral ................................................................................................ 53 Existencia de Losas que Permiten Considerar a la Estructura Como Una Unidad (Diafragma Rígido) ......................................... 54. 5.2.2 Predimensionamiento ................................................................................................ 55 A. Losas Aligeradas.................................................................................................. 55 B. Losa Macizas ...................................................................................................... 56 C. Vigas Principales. ................................................................................................ 57 D. Vigas Chatas. ....................................................................................................... 58 E. Muros de Albañilería ........................................................................................... 58 F. Columnas y Muros de Concreto Armado ............................................................ 59 G. Escalera ............................................................................................................... 60 5.3. Metrado de Cargas .................................................................................................. 61 5.3.1 Pesos Volumétricos ......................................................................................... 61 5.3.2 Cargas Directas ................................................................................................ 62 5.3.3 Metrado de Escalera ......................................................................................... 63 5.3.4 Cargas Indirectas ............................................................................................ 64 5.3.5 Cargas Por Nivel (Sobrecarga 100%) .............................................................. 66 5.3.6 Densidad de Muros Reforzados ....................................................................... 70. 5.4. Análisis Sísmico ....................................................................................................... 72. 5.4.1 Generalidades............................................................................................................ 72 5.4.2 Parámetros Sísmicos.................................................................................................. 72 xiii.

(15) A. Factor de Zona(Z) ................................................................................................. 73 B. Condiciones Geotécnicas (SyTp) .......................................................................... 73 C. Riodo Fundamental del Edificio (T) ..................................................................... 73 D. Factor de Amplificación Sísmica (C) ................................................................... 73 E. Factor de Uso de Importancia (U)......................................................................... 74 F. Configuración Estructural .................................................................................. 74 G. Coeficiente de Reducción Sísmica (R) ................................................................. 74 5.4.3 Peso de la Edificación ............................................................................................... 75 5.4.4 Centro de Masas ........................................................................................................ 76 5.4.5 Centro de Rigideces .................................................................................................. 79 5.4.6 Determinación de las Fuerzas de Inercia (Fi) ............................................................ 80 5.4.7 Modelo de la Estructura ............................................................................................ 82 5.4.8 Excentricidades Accidentales y Estados de Carga Sísmica ...................................... 84 5.4.9 Desplazamientos Laterales, Distorsión Inelástica y Regularidad Torsional ............. 84 5.4.10 Período Natural de Vibración (T) ............................................................................ 86 5.4.11 Fuerzas Internas Por Sismo Moderado .................................................................... 86 5.5. Diseño de Muros de Albañilería ............................................................................. 90. 5.5.1 Verificaciones para el Diseño.................................................................................... 90 5.5.2 Verificación de Agrietamiento Para el Primer Nivel ................................................ 91 5.5.3 Verificación de Agrietamiento Para el Segundo Nivel ............................................. 93 5.5.4 Verificación de Agrietamiento Para el Tercer Nivel ................................................. 94 5.5.5 Verificación de Agrietamiento Para el Tercer Nivel ................................................. 95 5.5.6 Diseño de Elementos de Confinamiento de los Muros del Primer Nivel .................. 96 5.5.7 Control de Fisuramiento .......................................................................................... 99 5.5.8 Fuerzas Internas por Sismo Severo ......................................................................... 99 5.5.9 Verificación de la Necesidad de Refuerzo horizontal ............................................. 100 5.5.10 Diseño de los Elementos de Confinamiento en el Primer Piso............................. 100 A. Fuerzas Internas ........................................................................................................... 100 B. Diseño por Corte Fricción ............................................................................................ 100 xiv.

(16) 5.5.11Diseño de Pisos Superiores no Agrietados ............................................................. 106 5.6. Diseño de Elementos de Concreto Armado ......................................................... 110. 5.6.1 Generalidades .......................................................................................................... 110 5.6.2 Diseño de Muros de Concreto Armado ................................................................... 111 5.6.3 Diseño de Losas....................................................................................................... 118 5.6.4 Diseño de Vigas ...................................................................................................... 125 5.6.5 Diseño por Carga Sísmica Perpendicular al Plano .................................................. 128 5.6.6 Diseño de Alfeizares H = 1.00 M ............................................................................ 129 5.6.7 Diseño de Cimentación ........................................................................................... 133 CONCLUSIONES……………….……………………………………………………136 RECOMENDACIONES………………………………………………………….…..138 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS…………………………………………...….139 ANEXOS…………………………………………………………………………...…..140. INDICE DE FIGURAS Figura: 1.1Construcciones Antiguas en Albañilería ......................................................... 01 Figura: 1.2 Construcciones Modernas en Albañilería ...................................................... 03 Figura: 1.3 Daños por Sismos en Construcciones Albañilería ........................................ 04 Figura: 1.4 Tipos de Unidades de Albañilería de Arcilla Calcinada ................................ 06 Figura: 1.5 Arquitectura en Planta Piso Típico................................................................. 08 Figura: 2.1 Ubicación de Cantera Arcilla para Ladrillera CHOQUE en el Distrito de VITOR-AREQUIPA .................................................................... 11 Figura: 2.2 Ubicación de Canteras de Tierra Para Ladrillera CHOQUE en los Distritos de POCSI YARABAMBA POLOBAYA-AREQUIPA ................ 12 Figura: 2.3 Depósito de Materia Prima en Ladrillera Choque .......................................... 13 Figura: 2.4 Mezcla de Materia Prima en Ladrillera Choque ............................................ 14 Figura: 2.5 Molino Primario y Secundario en Ladrillera Choque .................................... 14 Figura: 2.6 Moldeado y Corte en Extrusora para el Ladrillo H-10 Choque ..................... 15 xv.

(17) Figura: 2.7 Transporte de Ladrillo Hacia Canchas de Secado .......................................... 15 Figura: 2.8 Secado de Unidades de Albañilería se Pueden Apreciar Ladrillo Pandereta y Ladrillo Hueco para Losa de Techo Aligerado ........................................... 16 Figura: 2.9 Horno Horizontal para Quemado de Unidades de Arcilla ............................. 17 Figura: 2.10 Procedimiento de Quemado de Unidades de Arcilla ................................... 17 Figura: 2.11 Traslado de Unidades al Horno .................................................................... 18 Figura: 2.12 Tapado y Quemado de las Unidades en el Horno ....................................... 19 Figura: 3.1 Medida de la Altura de la Unidad .................................................................. 22 Figura: 3.2 Medida del Ancho de la Unidad ..................................................................... 22 Figura: 3.3 Cuña de Medición Metálica ........................................................................... 25 Figura: 3.4 Medición de la Concavidad y Medición de la Convexidad ......................... 25 Figura: 3.5 Refrendado y Ensayo de Compresión Ladrillo Choque ................................. 27 Figura: 3.6 Ensayo de Compresión Ladrillo Choque ....................................................... 28 Figura: 3.7 Ensayo de Succión ......................................................................................... 30 Figura. 3.8 Procedimiento de Cuarteo en Muestra de Agregado Fino ............................. 33 Figura. 3.9 Límites Especificados por las Normas Técnicas E-070 y ASTM. ................. 34 Figura: 3.10 Curva de Granulometría del Agregado Fino Cantera Chiguata ................... 35 Figura: 3.11 Ensayo de Compresión del Mortero Cantera Chiguata ............................... 37 Figura: 4.1 Ensayo de Compresión de las Pilas de Albañilería............................................ 41 Figura: 4.2 Ensayo de Compresión Diagonal ............................................................................ 44 Figura: 5.1 Arquitectura en Planta Piso Típico................................................................. 47 Figura: 5.2 Esquema de estructuración del edificio muros de albañilería y losas aligeradas en 0.20m y losas macizas en 0.15m .................................. 60 Figura: 5.3 Esquema de Muros de Albañilería para Cargas Directas ............................... 62 Figura: 5.4 Cargas de Escalera en Piso Típico ................................................................. 63 Figura: 5.5 Áreas Tributarias en Piso Típico y Azotea..................................................... 64 Figura: 5.6 Planta Típica –Modelo en Etabs V 9.7 ........................................................... 82 Figura: 5.7 Isométrico –Modelo en Etabs V 9.7 ............................................................... 83 Figura: 5.8 Diagrama e Iteración Muro X-1 ...................................................................115 Figura: 5.9 Diagrama e Iteración Modificado Muro X-1 ............................................... 115 Figura: 5.10 Detalle de losa aligerada ............................................................................ 119 xvi.

(18) Figura: 5.11Selección de Vigueta de Diseño ..................................................................119 Figura: 5.12 Diagrama de Momentos en Vigueta ........................................................... 121 Figura: 5.13 Diagrama de Fuerzas Cortantes en Vigueta ............................................... 122 Figura: 5.14 Líneas de Fluencia en Losa Maciza ........................................................... 123 Figura: 5.15 Centro de Gravedad en Losa Maciza ......................................................... 124 Figura: 5.16 Diagrama de Fuerzas Cortantes, Momento, Axial y Torsión en viga de Bode .............................................................................. 125 Figura: 5.17 Verificacion por torcion ............................................................................. 126 Figura: 5.18 Centro de Gravedad en Losa Maciza ......................................................... 127 Figura: 5.19 Arriostre en Alféizar de Dormitorio 1 ........................................................ 131 Figura: 5.20 Cortes en Planta Cimentación ....................................................................135. xvii.

(19) INDICE DE TABLAS Tabla 1.1 Clasificación para Fines Estructurales ................................................................ 07 Tabla 1.2 Limitaciones en el uso para fines estructurales .................................................. 07 Tabla 3.1 Variación de Dimensiones Longitudinal ............................................................ 23 Tabla 3.2 Variación de Dimensiones Respecto al Ancho ................................................... 23 Tabla 3.3 Variación de Dimensiones Respecto a la Altura ................................................ 23 Tabla 3.4 Resumen Variación de Dimensiones .................................................................. 24 Tabla 3.5 Resumen Variación de Dimensiones .................................................................. 26 Tabla 3.6 Resistencia Característica a la Compresión de la Unidad .................................. 28 Tabla 3.7 Succión en la Unidad Ladrillera Choque ........................................................... 30 Tabla 3.8 Absorción en la Unidad Ladrillera Choque ........................................................ 31 Tabla 3.9 Resumen de Características en la Unidad Ladrillera Choque ........................... 32 Tabla 3.10 Granulometría del Agregado Fino Cantera Chiguata ....................................... 35 Tabla 4.1Resistencia Característica a la Compresión de la Albañilería Ladrillera Choque 42 Tabla 4.2 Resistencia a la Compresión Diagonal de Murete....................................................45 Tabla 4.3 Peso Específico por Volumen Ocupado ............................................................. 46 Tabla 5.1 Predimensionamiento de losas Aligeradas ......................................................... 56 Tabla 5.2 Predimensionamiento de Losas Macizas ............................................................ 57 Tabla 5.3 cargas directas en piso típico y azotea ................................................................ 64 Tabla 5.4 Cargas Indirectas Para los Muros en la Dirección “X-X” .................................. 65 Tabla 5.5 Cargas Indirectas Para los Muros en la Dirección “Y-Y” .................................. 66 Tabla 5.6 Cargas en Azotea Para los Muros en la Dirección “X-X” ................................. 67 Tabla 5.7 Cargas en Azotea Para los Muros en la Dirección “Y-Y” ................................. 67 Tabla 5.8 Cargas en Piso Típico Para los Muros en la Dirección “X-X” .......................... 68 Tabla 5.9 cargas en piso típico para los muros en la dirección “Y-Y” .............................. 68 Tabla 5.10 Cargas Acumuladas por Piso Para los Muros en la Dirección “X-X” .............. 69 Tabla 5.11 Cargas Acumuladas por Piso Para los Muros en la Dirección “Y-Y” .............. 69 Tabla 5.12 Áreas de Corte Para los Muros en las Direcciones “X-X” ; “Y-Y” ................. 71 Tabla 5.13 Cargas de Gravedad Acumuladas por Nivel “X-X” ......................................... 75 Tabla 5.14 Cargas de Gravedad Acumuladas por Nivel “Y-Y” ......................................... 75 Tabla 5.15 Centro de Gravedad Azotea “X-X” ................................................................. 76 xviii.

(20) Tabla 5.16 Centro de Gravedad Azotea “Y-Y” ................................................................. 76 Tabla 5.17 Centro de Gravedad Piso Típico “X-X” ........................................................... 77 Tabla 5.18 Centro de Gravedad Piso Típico “Y-Y” .......................................................... 78 Tabla 5.19 Cálculo de Rigidez de Muros en Piso Típico “X-X” ....................................... 79 Tabla 5.20 Cálculo de Rigidez de Muros en Piso Típico “Y-Y” ....................................... 80 Tabla 5.21 Parámetros de Análisis en: “Y-Y”; “X-X” ....................................................... 81 Tabla 5.22 Fuerzas Inerciales en Azotea y Pisos Típicos en: “Y-Y”; “X-X” ................... 81 Tabla 5.23 Centro de Masas y Rigideces por Método Simplificado y Etabs V 9.7 ........... 83 Tabla 5.24 Distorsión Inelástica y Regularidad Torsional; Datos de Etabs V 9.7 ............. 85 Tabla 5.25 Distorsión Inelástica y Regularidad Torsional; Datos de Etabs V 9.7 ............. 85 Tabla 5.26 Fuerzas Internas Obtenidas por el Método Simplificado ................................. 87 Tabla 5.27 Fuerzas Internas en Cada Muro eje “X-X” ; Datos de Etabs V 9.7 .................. 88 Tabla 5.28 Fuerzas Internas en Cada Muro eje “Y-Y; Datos de Etabs V 9.7..................... 88 Tabla 5.29 Comparación de Fuerzas Cortantes en “X-X” (Método Simplificado vs Datos de Etabs V 9.7 ................................................................................... 89 Tabla 5.30 Comparación de Fuerzas Cortantes en “Y-Y” Método Simplificado vs Datos de Etabs V 9.7 ................................................................................... 89 Tabla 5.31 Verificación de Agrietamiento en Muros Primer Nivel Sismo “X-X” ............. 91 Tabla 5.32 Verificación de Agrietamiento en Muros Primer Nivel Sismo “Y-Y” ............. 92 Tabla 5.33 Verificación de Agrietamiento en Muros Segundo Nivel Sismo “X-X” .......... 93 Tabla 5.34 Verificación de Agrietamiento en Muros Segundo Nivel Sismo “Y-Y” .......... 93 Tabla 5.35 Verificación de Agrietamiento en Muros Tercer Nivel Sismo “X-X” ............. 94 Tabla 5.36 Verificación de Agrietamiento en Muros Tercer Nivel Sismo “Y-Y” ............. 94 Tabla 5.37 Verificación de Agrietamiento en Muros Cuarto Nivel Sismo “X-X” ............. 95 Tabla 5.38 Verificación de Agrietamiento en Muros Cuarto Nivel Sismo “Y-Y” ............. 95 Tabla 5.39 Diseño de Elementos de Confinamiento del Primer Nivel Sismo “X-X” ...... 104 Tabla 5.40 Diseño de Elementos de Confinamiento del Primer Nivel Sismo “Y-Y” ...... 105 Tabla 5.41 Diseño de Elementos de Confinamiento del pisos Superiores no Agrietados Sismo “X-X” .......................................................................... 108 Tabla 5.42 Diseño de Elementos de Confinamiento del Pisos Superiores no Agrietados Sismo “Y-Y” ........................................................................... 109 Tabla 5.43 Ancho de Cimientos Corridos en Edificio ...................................................... 134 xix.

(21) CAPITULO I “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. CAPITULO I. ASPECTOS GENERALES Y TOMA DE MUESTRAS. 1.1. GENERALIDADES. 1.1.1 ANTECEDENTES Sin duda, la humanidad tuvo como sus primeras necesidades, la provisión de alimentos, de vestidos, por supuesto un lugar donde guarecerse; no sólo de las inclemencias del tiempo sino también de otros seres humanos y de animales depredadores.. Cuando los albergues naturales fueron insuficientes, el ser humano comprendió que debía construirlos por sí mismo, no desde un concepto de la albañilería actual pero sí desde el de la supervivencia. Así, los primitivos constructores de viviendas recurrieron a elementos provistos por la Naturaleza como piedras, ramas, barro, etc., para las primeras viviendas; Pero en aquellos lugares donde se carecía de esos materiales comenzó a fabricar los propios: así surgen los primeros bloques –ladrillos elaborados con barEro cocido o secado al sol, imitando la forma de los troncos, y con el tiempo darles una forma similar a la que conocemos y las primeras técnicas de albañilería, Los primeros bloques o ladrillos de los que se tiene noticia son los usados en Babilonia y en el antiguo Egipto. Es en estas civilizaciones donde surge el concepto de construcción, de albañilería, y de construcción monumental. Para éstas se requirió además de complejos cálculos por lo que también se origina la ingeniería y la arquitectura en cuanto a aplicación de tecnologías y diseños. FIGURA: 1.1 (Construcciones Antiguas en Albañilería). Fuente: Internet: http://es.slideshare.net Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 1.

(22) CAPITULO I “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. Con la civilización grecolatina se introduce el uso de argamasa, los enfoscados, y los revestimientos de paredes, estucados, frescos y yesos, las terminaciones y las construcciones enteras en mármol y granito, la instalación de tuberías, sistemas de calefacción, en las bases de lo que hoy conocemos como albañilería. También se continúan las obras de ingeniería y arquitectura civil, en la construcción de puentes y edificios para uso público. Así desde esos tiempos hasta la actualidad los métodos de trabajo han mantenido por un lado, el carácter artesanal de la albañilería, pero por otro lado, la albañilería ha recibido de los distintos desarrollos tecnológicos las mejoras consiguientes por la implementación de nuevas técnicas. En la Baja Edad Media cuando los árabes invaden España introducen nuevas maestrías en la utilización del yeso y el estuco, así como se profundizan los conocimientos sobre el sistema de canalización y tuberías. Paralelamente en el resto de Europa un nuevo concepto de construcción religiosa confirma a la albañilería como un verdadero arte: surge el estilo románico, cuyo principal elemento de construcción es la piedra. Con conceptos relacionados y enriquecidos por el mismo sistema, la albañilería se extiende y se yergue en un lugar más que importante al lado del resto de las disciplinas artísticas con el estilo subsiguiente: el estilo gótico, hasta fines de la Edad Media. Con los estilos que se suceden (Renacimiento, Barroco y Neoclasicismo – Romanticismo-) la albañilería logra a través de innumerables y más que maravillosas construcciones ponerse a la par del resto de las actividades artísticas. Pero es con la llegada de la Era Moderna que la albañilería se instala como tal con la irrupción de novedosos materiales para la construcción. A partir de esta época, hablamos ya de normas de construcción que se irán adecuando no sólo a decisiones de estilo sino también a reglamentaciones expedidas por el planeamiento urbano de cada ciudad, principalmente en las ciudades más imponentes, como Nueva York o París. En la actualidad, la albañilería es un oficio indispensable en cualquier ciudad del mundo: arquitectos e ingenieros ven proyectadas sus obras a partir de este antiguo oficio.. La albañilería no sólo tiene historia, también tiene presente. Sus técnicas van desde lo más básico hasta la complejidad de conocer valores y calidades, no sólo de materiales, sino también de mano de obra: no hay albañilería sin albañiles, claro. La mano de obra, según el trabajo de que se trate, va desde la mano de obra calificada hasta el simple peón o aprendiz de albañilería. La mano de obra de albañilería cruza diferentes técnicas, sea desde preparar la mezcla hasta terminados de revoques finos, colocación de cerámicos,. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 2.

(23) CAPITULO I “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. terminaciones de techos y paredes, en frentes e interiores, Todo estará dependiendo de la obra de que se trate. Desde la demolición hasta el emplazamiento de encofrados, desde lo más simple a lo más complejo en construcción, la albañilería lo contempla. En nuestros días los materiales para albañilería son accesibles en cuanto a la facilidad de ubicar variedades y precios: sea cemento, cal, ladrillos, piedras, tejas, baldosas, mallas membranas granitos aberturas, mosaicos lajas impermeabilizantes; y desde ya, una vez levantada la edificación, todo tipo de elemento para la decoración, que van desde pintura hasta detalles de lujo, pasando por cerámicos, cerramientos, sanitarios, porcelanatos, revestimientos para pisos y paredes. En fin, que todo el diseño estalle sería imposible sin que la albañilería hubiera primero puesto las bases planeadas por los arquitectos e ingenieros. FIGURA: 1.2 (Construcciones Modernas en Albañilería). Fuente Internet: http://www.unfv.edu.pe. Los sismos están presentes en la historia del hombre y en nuestra. ciudad de. Arequipa existen edificaciones de albañilería con techos rígidos, construidas hace varias décadas, las cuales, por su gran peso, por la aplicación de antiguas normas de concreto armado, hoy son consideradas obsoletas, por tener columnas de refuerzo inadecuadamente distribuidas y baja densidad de muros, constituyendo un alto riesgo para sus ocupantes, sobre todo si están ubicadas en sectores de alto peligro sísmico. Se sugiere contar con la participación de ingenieros estructurales con la debida experiencia.. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 3.

(24) CAPITULO I “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. FIGURA: 1.3 (Daños por Sismos en Construcciones Albañilería). Fuente Internet: http://www.igp.gob.pe (sismo 2001 AREQUIPA). 1.1.2 ALCANCES DE ESTUDIO. Se estudiara las unidades de albañilería de la ladrillera Choque, estas unidades tienen la denominación de unidades semi industriales, ésta denominación está relacionada con su proceso de fabricación y resistencia, los resultados de los ensayos nos muestran las características mecánicas de la unidad, estos resultados los usaremos en el diseño de un edificio de cuatro niveles para poder observad la capacidad de resistencia que presentan para una determinada arquitectura y estructuración del edificio.. 1.1.3 JUSTIFICACIÓN. En la ciudad de Arequipa se realizan un gran número de construcciones utilizando unidades de arcilla calcinada por ser un material económico y de buenos resultados estructurales por ello la norma E 070 DE ALBAÑILERIA contempla parámetros y Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 4.

(25) CAPITULO I “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. requisitos para el diseño y construcción de edificaciones con este material, en muchas construcciones de nuestra ciudad utilizan la modalidad de la autoconstrucción, donde los propietarios contratan mano de obra para construcción de sus edificaciones y en muchos casos esta mano de obra no es calificada y no respeta las recomendaciones básicas que da la norma en los métodos constructivos y usos de la albañilería, se pretende conocer las características mecánicas de la albañilería confinada con las unidades de arcilla calcinada de la ladrillera Choque. Los resultados que se obtenga serán válidos solo para las unidades que son fabricadas con la misma materia prima y por el tiempo de duración de unidades de albañilería con el mismo proceso de fabricación, puesto que esta ladrillera cada cierto tiempo cambia la materia prima de fabricación en busca de mejores resultados de la unidad a un bajo costo de producción, la ladrillera choque no tiene un patrón fijo a seguir para la fabricación de sus ladrillos y la verificación se debe hacer con las recomendaciones que indica la norma para cada proyecto en el cual se haga su diseño y construcción.. 1.1.4 OBJETIVOS. A. . OBJETIVO GENERAL. Conocer las características mecánicas de la albañilería confinada con unidades de la ladrillera choque ubicada en el distrito de Characato, esto con fines de diseño.. . Realizar el planteamiento estructural en albañilería confinada de una edificación de cuatro pisos ubicado en la ciudad de Arequipa.. B. . OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Determinar la resistencia característica a la compresión axial de la unidad de albañilería.. . Determinar la resistencia a la compresión de las pilas de albañilería. Resistencia a la compresión diagonal en muretes de albañilería.. . Plantear la estructuración, análisis y diseño de la albañilería en un edificio de cuatro niveles.. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 5.

(26) CAPITULO I “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. 1.2. MUESTREO. DE. UNIDADES. DE. ARCILLA. CALCINADA. SEMI. INDUSTRIAL 1.2.1 MARCO CONCEPTUAL A.. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA UNIDAD DE ALBAÑILERÍA. 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 la 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.. -. Unidad de Albañilería Hueca: El área de los alveolos (huecos) con respecto al área total de la unidad en cualquier plano paralelo a la superficie de asiento es mayor al 30 % (Norma E-070). -. Unidad de Albañilería Sólida (o Maciza): El área de los alveolos (huecos) con respecto al área total de la unidad en cualquier plano paralelo a la superficie de asiento es menor al 30 % (Norma E-070). -. Unidad de Albañilería Pandereta: Unidad tubular, cuyos orificios son paralelas a la superficie del asiento, son utilizados en la construcción de muros no portantes (tabiquerías) FIGURA: 1.4 (Tipos de Unidades de Albañilería de Arcilla Calcinada). Fuente: Internet: http://es.scribd.com. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 6.

(27) CAPITULO I “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. B.. CLASIFICACIÓN PARA FINES ESTRUCTURALES Para efectos del diseño estructural, las unidades de albañilería tendrán las. características indicadas en la siguiente Tabla. TABLA: 1.1 (Clasificación para Fines Estructurales). Fuente: N.T.P. E-070 Albañilería. C.. 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 Sismo resistente. TABLA: 1.2 (limitaciones en el uso para fines estructurales). Fuente: N.T.P. E-070 Albañilería Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 7.

(28) CAPITULO I “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. 1.2.2 NÚMERO DE MUESTRAS. Las pruebas que solicita la norma E-070 son las siguientes:. a) Muestreo.- 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. c) 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. d) 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. e) Alabeo.- Para la determinación del alabeo de las unidades de Albañilería, se seguirá el procedimiento indicada en la Norma NTP 399.613. f) Absorción.- Los ensayos de absorción se harán de acuerdo a lo indicado en las Normas NTP 399.604 y 399.l613. FIGURA: 1.5 (unidad de albañilería Choque). Fuente: Propia Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 8.

(29) CAPITULO I “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. La norma NTP. Contempla que por cada lote compuesto por hasta 50 millares de unidades se seleccionarán 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. El ladrillo de mayor producción es el H-10 este ladrillo es el más vendido en las diferentes obras de la ciudad de Arequipa y es sobre este ladrillo que se plantea realizar esta investigación. El muestreo se desarrolló con la toma de 10 unidades de ladrillo King Kong H-10 producido por la ladrillera CHOQUE. En este caso la capacidad es de 90 millares por cada horno horizontal de producción continua, el tiempo de cocción en el horno es de 48 horas, el horno presenta dos puertas una delantera y una posterior al tercer día se abre la puerta posterior y se da salida a 40 millares luego entre el cuarto y quinto día se retira los 50 millares faltantes, se considera para la muestra los primeros 40 millares, Por lo que el muestreo ejecutado está cumpliendo con lo especificado en la NTP. El horno está ubicado en el distrito de Characato, por ello del horno se llevaron al laboratorio de la Facultad De Ingeniería Civil De La Universidad Nacional De San Agustín.. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 9.

(30) CAPITULO II “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. CAPITULO II. 2.1. PROCESO DE FABRICACIÓN DE UNIDADES DE ARCILLA CALCINADA SEMI MECANIZADA. 2.1.1 EXTRACCIÓN DEL MATERIAL A). ARCILLA. Agregado mineral terroso o pétreo que consiste esencialmente de silicatos de aluminio hidratados, plástica cuando está suficientemente pulverizada y humedecida, rígida cuando está seca, y vítrea cuando se quema a una temperatura suficientemente alta (del orden de 1000 ºC).. Según la teoría geológica se explica que la formación de las arcillas se da por la descomposición de las rocas ígneas primarias o rocas básicas, como los granitos, feldespatos, los cuales son alterados por los agentes atmosféricos a través del tiempo, produciéndose las diferentes clases de arcilla según el grado de intemperización hasta alcanzar tamaños menores que dos micras (0.002 mm).. Según la teoría química explica la formación de las arcillas por sedimentación coloidal a partir de geles de aluminio y sílica (disoluciones) de grano fino. La arcilla es el producto final de la descomposición de las rocas, el cual se presenta como material pétreo o terroso que contiene esencialmente silicato de aluminio hidratado e impurezas, componentes que le da diferentes propiedades como: . Plasticidad, esta propiedad le permite a la arcilla en combinación con el agua necesaria, adquirir cierta flexibilidad, y se puede con la masa amoldar diferentes formas de objetos o ladrillos.. . Contracción, tiene efecto durante el secado. La pérdida de agua se inicia en los poros superficiales, continuando estos en los poros interiores, hasta conseguir un equilibrio, entonces por arrastre se contraen los poros, disminuyendo el volumen.. . Aglutinación, es la propiedad por la cual las arcillas se consolidan en una masa.. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 10.

(31) CAPITULO II “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. . Porosidad y absorción de agua, dependiendo de los componentes estos pueden ser impermeables.. . Vitrificación, es la propiedad de las arcillas de hacerse duras. A temperaturas muy elevadas la pasta se vitrifica, se vuelve más sonora y queda dura.. La procedencia de la arcilla para la fabricación de los ladrillos, a la etapa en la que se hace este estudio corresponde a la arcilla de las canteras del distrito de. VITOR-. AREQUIPA. FIGURA: 2.1 (Ubicación de Cantera Arcilla para Ladrillera CHOQUE en el Distrito de VITORAREQUIPA). Fuente: Google earth - Propia. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 11.

(32) CAPITULO II “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. B). TIERRA Material que se trae de terrenos de las comunidades ubicadas en los distritos de Pocsi, Polobaya y Yarabamba y se mezclan con la arcilla.. FIGURA: 2.2 (Ubicación de Canteras de Tierra Para Ladrillera CHOQUE en el Distritos de POCSI YARABAMBA POLOBAYA-AREQUIPA). Fuente: Google earth. C). AGUA El agua a emplearse en la fabricación de ladrillos debe ser limpia, que no contenga. elementos que puedan ser perjudiciales. Tales como: materias orgánicas, sales, sulfatos, cloruros, grasas el agua que utilizan en su producción la obtienen de un pozo a 75m de profundidad ubicado en la misma ladrillera.. D). BREVE RESEÑA DE LA LADRILLERIA CHOQUE. A comienzos la ladrillera choque fabricaba solamente ladrillos artesanales y eran una de las más grandes ladrilleras en el distrito de Characato , para la fabricación de su ladrillo utilizaban la arcilla conocida como “greda” mezclada con un material fino llamado “cenicero” y agua, con el paso del tiempo ya partir del año 2003 iniciaron la fabricación. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 12.

(33) CAPITULO II “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. de unidades semi mecanizadas, para ello construyeron sus hornos horizontales y con la adquisición de una extrusora iniciaron la producción de unidades semi-mecanizadas, a partir de este momento buscan nueva materia prima para la fabricación de su ladrillo, esto también se produjo porque las comunidades de Pocsi ,Polobaya, Yarabamba se opusieron a la extracción de su materia prima tradicional, en esta ladrillera actualmente se sigue buscando mejorar la calidad de su ladrillo a partir de un bajo costo.. FIGURA: 2.3 (Depósito de Materia Prima en Ladrillera Choque). Fuente: Propia. 2.1.2 Dosificación mezcla y amasado. En el proceso de fabricación del ladrillo no se tiene una dosificación clara en proporciones de la mezcla de los arcilla y la tierra, se observó que aproximadamente se usa una proporción de 0.5% de arcilla y 0.5% de tierra. Este procedimiento lo realizan atreves. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 13.

(34) CAPITULO II “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. de un cargador frontal, la dosificación la realizan en base a prueba y error con la adquisición de experiencia cada cierto tiempo modifican su dosificación cabe enfatizar que no presentan un control de calidad, esta última va definida por el criterio de los propietarios. FIGURA: 2.4 (Mezcla de Materia Prima en Ladrillera Choque). Fuente: Propia. 2.1.3 Moldeado de las unidades Una vez mezclada la tierra y la arcilla esta es llevada al molino atreves de unas toberas las cuales tamizan el material en el molino primario para eliminar el material rocoso de tamaño mayor a 1.5” que está presente en la materia prima, luego pasa el molino secundario donde tritura el material a un tamaño de máximo de 1.5mm. FIGURA: 2.5 (Molino Primario y Secundario en Ladrillera Choque). Fuente: Propia Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 14.

(35) CAPITULO II “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. Una vez triturada la mezcla se le agrega agua para moldear las unidades con dimensiones de (14cm x 24cm) en una extrusora.. FIGURA: 2.6 (Moldeado y Corte en Extrusora para el Ladrillo H-10 Choque). Fuente: Propia. 2.1.4. SECADO DE LAS UNIDADES Una vez realizado el moldeado de las unidades H-10 en estudio se llevan a las canchas de secado, en esta etapa es que se verifica que gran parte de las unidades presentan fisuras por contracción en el secado, lo que conlleva a la perdida de unidades por este problema que aún no se logra resolver en fabricación del ladrillo. FIGURA: 2.7 (Transporte de Ladrillo Hacia Canchas de Secado). Fuente: Propia. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 15.

(36) CAPITULO II “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. FIGURA: 2.8 (Secado de Unidades de Albañilería se Pueden Apreciar Ladrillo Pandereta y Ladrillo Hueco para Losa de Techo Aligerado). Fuente: Propia. 2.1.5 CALCINADO DE LAS UNIDADES El quemado de las unidades se hace en un horno horizontal de producción continua, este horno tiene la capacidad de producir 90 millares por quemado, este horno en su concepción inicial tiene por combustible el carbón de piedra, pero los propietarios han cambiado este material por guano de animales para abaratar costos.. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 16.

(37) CAPITULO II “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. FIGURA: 2.9 (Horno Horizontal para Quemado de Unidades de Arcilla). Fuente: Propia. Para realizar este procedimiento una vez secadas las unidades se recogen y transportan en un camión y se acomodan en el horno en paquetes de 2 millares separados 15cm para que pueda entrar el calor producido por la combustión del guano utilizado.. FIGURA: 2.10 (Procedimiento de Quemado de Unidades de Arcilla). Fuente: Propia. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 17.

(38) CAPITULO II “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. FIGURA: 2.11 (Traslado de Unidades al Horno). Fuente: Propia. En este procedimiento se observa que se golpea varias veces las unidades y se nota un daño a la unidad por el traslado manual de las unidades.. Luego de realizar el acomodo de las unidades se realiza el tapado del horno con planchas de acero y una preparación de barro con la misma arcilla para evitar la pérdida de calor en el horno.. Fuente: Propia. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 18.

(39) CAPITULO II “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. FIGURA: 2.12 (Tapado y Quemado de las Unidades en el Horno). Fuente: Propia. Luego de realizado el quemado de las unidades que dura 48 horas se procede a retirar el ladrillo directamente a los camiones que llevan el ladrillo a las obras de la ciudad.. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 19.

(40) CAPITULO II “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. 2.1.6 VOLUMEN DE PRODUCCIÓN. Se concluye que el volumen de producción a nivel de la extrusora es de 30 millares diarios, esta producción se ve limitada al espacio que se tenga en las canchas de secado, puesto que en estas canchas también son ocupadas por otro tipo de ladrillos, pasado 10 días como mínimo para el secado, se recogen las unidades para ser llevadas al horno en esta etapa se pierde entre el 25% y 30% de las unidades, esto porque al momento del secado se fisuran por contracción, luego del quemado que dura en promedio 48 horas se retiran las unidades, la capacidad de los hornos es de 90 millares para el ladrillo H-10, este volumen producido es el consumido por semana con mucha demanda en el mercado.. 2.2. CONSTRUCION DE PILAS Y MURETES. Para la construcción de las pilas y los muretes se definen constantes los siguientes parámetros: . La calidad del agregado ( agregado de la cantera de chiguata). . Tipo de cemento a usar en el mortero.( cemento IP Yura). . La resistencia del mortero a utilizarse en los ensayos (mezcla 1:4). . La calidad de la unidad de arcilla calcinada.. . La mano de obra.. . La humedad. . Verticalidad. . Nivel horizontal. . La edad de los especímenes (28 días). . El espesor de la junta de mortero.. . Se mantendrá un espesor de junta de 1.5cm vertical y horizontal.. Para realizar la presente investigación se han construido 5 pilas y 5 muertes y a partir de estas muestras se obtuvieron nuestros resultados.. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 20.

(41) CAPITULO III “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. CAPITULO III. ENSAYOS DE. LABORATORIO, RESULTADOS Y CLASIFICACION SEGÚN. NORMAS. 3.1. PROPIEDADES DE LA UNIDAD DE ALBAÑILERÍA SEMIMECANIZADA. 3.1.1 ENSAYO DE VARIACIÓN DIMENSIONAL. La variabilidad dimensional es la propiedad de las unidades que define la altura de las hiladas, ya que a mayor variación mayor será el espesor de la junta.. Las dimensiones que son largo, ancho y altura se tomaron como el promedio de las cuatro medidas hechas en la parte intermedia de las superficies correspondientes.. a). Descripción del Ensayo Norma: NTP 399.613. -. Se utilizaran 10 ladrillos secos enteros.. -. Se usara una regla metálica graduada al milímetro.. -. Se mide en cada espécimen entero el largo, el ancho y la altura con precisión al milímetro. Cada medida se obtiene como promedio de las cuatro medidas entre los puntos medios del borde de cada cara.. V = (DE - MP) x 100 DE. Formula: 3.1. La variación en porcentaje de cada dimensión se calculara con la siguiente expresión: Dónde: V: Variación de dimensión en porcentaje. DE: Dimensión especificada en milímetros. MP: Medida promedio en cada dimensión en milímetros. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 21.

(42) CAPITULO III “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. b) -. Procedimiento Este ensayo se realizara con 10 unidades de albañilería para el cual se requiere de una regla metálica de 30 cm aproximadamente.. -. Luego se mide para cada ladrillo el largo, ancho y alto. En cada ladrillo deberá realizarse las mediciones para cada cara del ladrillo, obteniéndose así 4 medidas de largo, 4 medidas de ancho y 4 medidas de altura.. -. Luego hallaremos la variación de cada dimensión respecto de las dimensiones nominales. FIGURA: 3.1 (Medida de la Altura de la Unidad). Fuente: Propia. FIGURA: 3.2 (Medida del Ancho de la Unidad). Fuente: Propia. TABLA: 3.1 (Variación de Dimensiones Longitudinal) Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 22.

(43) CAPITULO III “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. N° DE MUESTRA M-01 M-02 M-03 M-04 M-05 M-06 M-07 M-08 M-09 M-10. ENSAYO:VARIACION DE DIMENCIONES DIMENCION LONGITUDINAL LARGO (cm) RESULTADOS L-1 L-2 L-3 L-4 L-PROMEDIO Ƨ V (%) 24.1 24.1 24.2 24.2 24.15 0.06 0.63 24.2 24.3 24.2 24.1 24.20 0.08 0.83 24.1 24.1 24.1 24.2 24.13 0.05 0.52 24.2 24.3 24.3 24.2 24.25 0.06 1.04 24.1 24.2 24.1 24.1 24.13 0.05 0.52 24.2 24.0 24.1 24.1 24.10 0.08 0.42 24.2 24.3 24.3 24.1 24.23 0.10 0.94 24.3 24.2 24.3 24.2 24.25 0.06 1.04 24.2 24.2 24.3 24.2 24.23 0.05 0.94 24.2 24.1 24.1 24.2 24.15 0.06 0.63 PROMEDIO 24.18 Ƨ 0.06 V (%) 0.75 TIPO V. Fuente: Propia. TABLA. 3.2 (Variación de Dimensiones Respecto al Ancho). N° DE MUESTRA M-01 M-02 M-03 M-04 M-05 M-06 M-07 M-08 M-09 M-10. ENSAYO:VARIACION DE DIMENCIONES CON RESPECTO AL ANCHO ANCHO (cm) RESULTADOS A-1 A-2 A-3 A-4 L-PROMEDIO Ƨ V (%) 14.1 14.1 14.2 14.1 14.13 0.05 0.89 14.2 14.3 14.3 14.2 14.25 0.06 1.79 14.2 14.2 14.3 14.2 14.23 0.05 1.61 14.3 14.3 14.2 14.3 14.28 0.05 1.96 14.2 14.2 14.2 14.2 14.20 0.00 1.43 14.3 14.2 14.3 14.2 14.25 0.06 1.79 14.3 14.2 14.3 14.3 14.28 0.05 1.96 14.3 14.3 14.2 14.3 14.28 0.05 1.96 14.2 14.2 14.2 14.2 14.20 0.00 1.43 14.2 14.3 14.2 14.3 14.25 0.06 1.79 PROMEDIO 14.23 Ƨ 0.05 V (%) 1.66 TIPO V. Fuente: Propia. TABLA: 3.3 (Variación de Dimensiones Respecto a la Altura). N° DE MUESTRA M-01 M-02 M-03 M-04 M-05 M-06 M-07 M-08 M-09 M-10. ENSAYO:VARIACION DE DIMENCIONES CON RESPECTO A LA ALTURA ALTURA (cm) RESULTADOS A-1 A-2 A-3 A-4 L-PROMEDIO Ƨ V (%) 10.1 10.0 10.0 9.9 10.00 0.08 0.00 10.1 10.1 10.1 10.2 10.13 0.05 1.25 10.1 10.2 10.1 10.1 10.13 0.05 1.25 10.2 10.2 10.2 10.2 10.20 0.00 2.00 10.2 10.0 10.0 10.0 10.05 0.10 0.50 10.2 10.1 10.1 10.1 10.13 0.05 1.25 10.0 10.0 10.1 10.1 10.05 0.06 0.50 10.0 10.1 10.1 10.1 10.08 0.05 0.75 10.1 10.1 10.2 10.2 10.15 0.06 1.50 10.1 10.3 10.2 10.2 10.20 0.08 2.00 PROMEDIO 10.11 Ƨ 0.07 V (%) 1.10 TIPO V. Fuente: Propia. TABLA: 3.4 (Resumen Variación de Dimensiones) Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 23.

(44) CAPITULO III “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. N° DE MUESTRA M-01 M-02 M-03 M-04 M-05 M-06 M-07 M-08 M-09 M-10. ENSAYO:VARIACION DE DIMENCIONES LARGO (cm) V (%) ANCHO (cm) V(%) ALTO (cm) 24.15 0.63 14.13 0.89 10.00 24.20 0.83 14.25 1.79 10.13 24.13 0.52 14.23 1.61 10.13 24.25 1.04 14.28 1.96 10.20 24.13 0.52 14.20 1.43 10.05 24.10 0.42 14.25 1.79 10.13 24.23 0.94 14.28 1.96 10.05 24.25 1.04 14.28 1.96 10.08 24.23 0.94 14.20 1.43 10.15 24.15 0.63 14.25 1.79 10.20 TIPO V TIPO TIPO V. V(%) 0.00 1.25 1.25 2.00 0.50 1.25 0.50 0.75 1.50 2.00 V. Fuente: Propia. 3.1.2 ALABEO. El alabeo es una propiedad que al igual que la variabilidad dimensional define la altura de las hiladas. Se puede presentar como concavidad y convexidad, dicho ensayo se usa para determinar el espesor de la junta de mortero, se expresa en milímetros.. Para este ensayo se analizó una muestra representativa de 10 unidades para la unidad de albañilería seleccionada. Según la norma E-070, el alabeo de la unidad de albañilería será tomado como el valor promedio. El resultado indica si la unidad es cóncava, convexa, u horizontal.. El mayor alabeo, conduce a un mayor espesor de la junta, puede disminuir la adherencia con el mortero al formarse vacíos en las zonas más alabeadas.. a). Descripción del Ensayo. Norma: NTP 399.613 -. Se utilizaran como muestra 10 ladrillos secos enteros. -. Se usara una regla metálica graduada al milímetro y una cuña de medición.. -. Vidrio de superficie plana y lisa de 300 mm x 400 mm. FIGURA: 3.3 (Cuña de Medición Metálica) Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 24.

(45) CAPITULO III “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. Fuente: Internet “Tecnología del Concreto” - Ingeniero José Rodríguez Ríos. FIGURA: 3.4 (Medición de la Concavidad y Medición de la Convexidad). Fuente: Internet “Tecnología del Concreto” - Ingeniero José Rodríguez Ríos. b). Procedimiento Extenderemos las unidades de ladrillo en una superficie lisa y plana de vidrio de 300. mm x 400 mm, los ladrillos habrán sido previamente limpiados superficialmente para eliminar de ellos cualquier resto de suciedad. Para este ensayo utilizaremos una regla rígida de longitud superior a la diagonal del ladrillo y una cuña de medición de 60 mm, de longitud de 12.5 mm de ancho por 12.5 mm de espesor en un extremo, el que va reduciéndose hasta llegar a cero en el otro extremo. La cuña deberá estar graduada y numerada en divisiones de 1 mm, empezaremos a hacer pasar por debajo de la regla en ese caso se tomara medida de la lectura en la cuña marcada por la regla. Se medirán tanto concavidad y convexidad que se determinaran a lo largo de los ejes diagonales de cada superficie de asiento.. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 25.

(46) CAPITULO III “Estudio de las Unidades Semi-industrial Ladrillera Choque”. c). Medición de la concavidad Se coloca el borde recto de la regla ya sea longitudinalmente o sobre una diagonal de. una de las caras mayores del ladrillo. Se introduce la cuña en el punto correspondiente a la flecha máxima. Se efectúa la lectura con la precisión de 1 mm y se registra el valor obtenido.. d). Medición de la convexidad Se coloca el espécimen con la superficie convexa en contacto con una superficie. plana y con las esquinas aproximadamente equidistantes de la superficie plana. Usando la regla de acero o cuña, medir la distancia con una aproximación de 1 mm de cada una de las 4 esquinas desde la superficie plana. Registrar el promedio de las 4 medidas como la distorsión convexa del espécimen.. TABLA: 3.5 (Resumen Variación de Dimensiones). N° DE MUESTRA M-01 M-02 M-03 M-04 M-05 M-06 M-07 M-08 M-09 M-10. ENSAYO DE ALABEO CONCAVIDAD CONVEXIDAD PROMEDIO CARA A CARA B CARA A CARA B CONCAVO CONVEXO 1 2 0 0 1.5 0 2 1 0 0 1.5 0 1 1.5 0 0 1.25 0 2 1 0 0 1.5 0 0 1 0 0 0.5 0 1.5 0 0 0 0.75 0 0 1 0 0 0.5 0 1.5 0 0 0 0.75 0 0 2 0 0 1 0 1 0 0 0 0.5 0 PROMEDIO 0.975 0 TIPO V. Fuente: Propia. Manuel Eduardo Cámara Anculli. Página 26.