ED.IFICIACZONES DE

MAMPOSTERIA PARA VZVIENID,

C O N T E N I D O

CONTENIDO........................................................................................... ..ll l

PRESENTACIN.. .................................................................................... x i

PRLOGO ........................................................................................ x i i i

CAPTuLo 1. LAS ESTRUCTURAS DE MmwosTERA

INTRODUCCIN ..................................................................................................................... 3

1 . PREHISTORIA.. ...................................................................................................................... .32. INICIO DE LA HISTORIA: SUMERIA ..................................................................................... 4

3. CULTURAS ANTIGUAS DE MXICO .................................................................................... 6

4. EGIPTO Y GRECIA ................................................................................................................. 7

5 . ROMA ...................................................................................................................................... 8

6 . DEL SIGLO V AL SIGLO XIX ................................................................................................ l l

7. MAMPOSTERA REFORZADA............................................................................................. 138 . NOTAS FINALES ................................................................................................................. .13

BIBLIOGRAFA ..................................................................................................................... 15

Ckwwo 2 . MA T E R I A L E S Y S I S T E M A S C O N S T R U C T I V O S P A R AVIVIENDA DE MAMPOSTERA

2.1 MATERIALES

INTRODUCCIN ................................................................................................................... 19

1 . PROPIEDADES DE L O S MATERIALES COMPONENTES.. .............................................. .19

1 .l Unidades o piezas ......................................................................................................... 19

1.2 Piedras artificiales ........................................................................................................ 20

1.3 Los morteros ................................................................................................................. 25

1.4 Acero de refuerzo .......................................................................................................... 29

1.5 Concreto ................................................................................. . ....................................... 30

1.6 Propiedades mecnicas del conjunto piedra-mortero.. ........................................... .31

1.7 Mampostera de piedras naturales.............................................................................. 32

REFERENCIAS ..................................................................................................................... 33

EDIFICACIONES DE MAMPOSTERO PARA VMENDA

2.2 SISTEMAS CONSTRUCTIVOS PARA VIVIENDA DE MAMPOSTERA

INTRODUCCIN ................................................................................................................... 351 . T IPOS DE MUROS.. ............................................................................................................. .35

1 . 1 Muros diafragma .......................................................................................................... .35

1.2 Muros confinados ........................................................................................................ .37

1.3 Muros reforzados interiormente.. ............................................................................... .38

1.4 Muros n o reforzados.. ................................................................................................... 40

1.5 Criterio de seleccin ..................................................................................................... 40

2 . SISTEMAS DE PISO ............................................................................................................ .41

2.1 Desempeo estructural deseable ................................................................................ 42

2.2 Losa maciza (Trabajo bidireccional) .......................................................................... .44

2.3 Losas aligeradas (Trabajo bidireccional) ................................................................... 45

2.4 Sistemas prefabricados (Unidireccionales y bidireccionales) ................................. 46

3 . CIMENTACIONES ................................................................................................................ .47

4. CONCLUSIONES ................................................................................................................. .52

REFERENCIAS ..................................................................................................................... 55

CAPwLo 3. COMPORTAMIENTO MECNICO DE LA MivvwosmhNO REFORZADA

INTRODUCCIN .................................................................................................................. .59

1. COMPORTAMIENTO MECNICO DE LAS PIEZAS ........................................................... 602. COMPORTAMIENTO MECNICO DEL MORTERO ............................................................ 633 . COMPORTAMIENTO MECNICO DE LA MAMPOSTERA EN COMPRESIN.. ............. .644. COMPORTAMIENTO MECNICO DE LA MAMPOSTERA BAJO TENSIN

DIAGONAL ............................................................................................................................ 66REFERENCIAS ...................................................................................................................... 70

CAPhuLo 4. COMPORTAMIENTO MECNICO DE LA MArwomRACONFINADA

INTRODUCCIN .................................................................................................................. .73

1 . COMPORTAMIENTO DE LA MAMPOSTERA BAJO CARGAS LATERALES.. ............... .73

2. IDEALIZACIONES DE LA CURVA CARGA-DEFORMACIN DE LAMAMPOSTERA BAJO CARGAS LATERALES .................................................................. 77

3. COMPORTAMIENTO ANTE CARGAS LATERALES REVERSIBLES ............................... 81

REFERENCIAS .................................................................................................................... .83

V

CONTENIDO

Ciwmo 5 . M O D A L I D A D E S DE R E F U E R Z O D E L A Mmwos~ERA ENMXICO

INTRODUCCIN ................................................................................................................... 87

1. COMPORTAMIENTO DE MAMPOSTERIA REFORZADA SUJETA A CARGASLATERALES Y CONSIDERACIONES DE DISEO ............................................................. 88

1.1 Consideraciones preliminares de diseo ................................................................... 881 .l .l Calidad de las piezas ......................................................................................................... 9 01.1.2 Control en obra del mortero y de la mampostera ........................................................... 9 11.1.3 Desconocimiento de los diseadores del comportamiento de las mamposteras ....... .92

1.2 Comportamiento de muros de mampostera ............................................................. 931.2.1 Influencia cualitativa d e otras variables.. ........................................................................ .971.2.2 El acero d e refuerzo en las mamposteras.. .................................................................... .98

1.3 Evolucin del Refuerzo de las Mamposteras............................................................ 991.3.1 Refuerzo longitudinal ....................................................................................................... 1021.3.2 Refuerzo transversal ....................................................................................................... .lO41.3.3 Refuerzo horizontal .......................................................................................................... 1 0 8

REFERENCIAS ................................................................................................................... 1 0 9

Ciwwo 6. ANLISIS Y REvIsiN D E ESTRUCTURAS DE MmwosmA

INTRODUCCIN ................................................................................................................. 113

1. ANLISIS ............................................................................................................................. 1 1 3

1 .l Criterio general ............................................................................................................ 113

1.2 Anlisis por carga vertical ......................................................................................... 114

1.3 Anlisis por cargas laterales ..................................................................................... 1141.3.1 Mtodo simplificado de anlisis (mtodo A). ................................................................ .1151.3.2 Mtodo d e anlisis esttico (mtodo B) ........................................................................ .1181.3.3 Mtodo d e anlisis dinmico.. ........................................................................................ .117

2. REVISIN ............................................................................................................................ 118

2.1 Resistencia a cargas verticales ................................................................................. 118

2.2 Resistencia a cargas laterales................................................................................... 119

2.3 Resistencia a flexocompresin en el plano del muro ............................................. 119

3. EJEMPLOS COMPARATIVOS DE ANLISIS Y DE REVISIN DE MUROS.................. .120

3.1 Datos para la revisin estructural ............................................................................. 121

3.2 Consideraciones, procedimiento y resultados ........................................................ 1223.2.1 Mtodo A........................................................................................................................... 1223.2.2 Mtodo B ........................................................................................................................... 1263.2.3 Mtodo C.. ......................................................................................................................... 1303.2.4 Comentarios d e los mtodos y d e resultados.. ............................................................ .146

4 . COMENTARIOS GENERALES PARA EL ANLISIS Y LA REVISIN DEESTRUCTURAS DE MAMPOSTERA.. .............................................................................. 147

4.1 Espectros de diseo ................................................................................................... 147

4.2 Factores de comportamiento ssmico Q .................................................................. 148

4.3 Modelacin de muros de mampostera .................................................................... 149

V

EDIFICACIONES DE MAMPOSTERO PARA VMENDA

4.4 Condiciones de regularidad....................................................................................... 149

4.5 Resistencia al cortante ............................................................................................... 1495. CONCLUSIONES ............................................................................................................... .150

REFERENCIAS ................................................................................................................... 151

CAPTULO 7. OBSERVACINES SOBRE EL C O M P O R T A M I E N T O YD I S E O D E E D I F I C A C I O N E S D E Mmwoswh E NZO N A S SsMicAs

INTRODUCCIN ................................................................................................................. 1551. DESEMPEO SSMlCO OBSERVADO DE EDIFICACIONES DE

MAMPOSTERA ................................................................................................................. .156

1 .l Edificaciones de adobe .............................................................................................. 156

1.2 Edificaciones de mampostera sin refuerzo............................................................. 159

1.3 Edificaciones de mampostera confinada ................................................................ 1601.4 Edificaciones de mampostera con refuerzo interior.. ........................................... .162

1.5 Mampostera empleada como relleno ....................................................................... 164

1.6 Estudios de vulnerabilidad ssmica en edificaciones de mamposteraexistentes..................................................................................................................... 165

2. ASPECTOS A CONSIDERAR EN EL DISEO DE ESTRUCTURAS DEMAMPOSTERA EN ZONAS SMICAS .............................................................................. 166

2.1 Normatividad ............................................................................................................... 1662.2 Calidad de los materiales .......................................................................................... .167

2.3 Influencia de las aberturas en muros de mampostera........................................... 16723.1 Influencia de las aberturas en la rigidez lateral de la estructura.. ............................... .1672 . 3 . 1 Influencia de las aberturas en la distribucin de fuerzas cortantes.. .......................... 170

2.4 Importancia de la configuracin estructural ............................................................ 1713. DETALLADO DEL REFUERZO EN ZONAS SMICAS ...................................................... 174

4. CONTROL DE LOS DESPLAZAMIENTOS LATERALES PARA LIMITAR ELDAO ESTRUCTURAL ....................................................................................................... 177REFERENCIAS ................................................................................................................... 181

CAPhuLo 8 . A S P E C T O S C O N S T R U C T I V O S E N L A V I V I E N D A D EMAMPOSTERA

INTRODUCCIN ................................................................................................................. 1871. CONSTRUCCION DE LA CIMENTACIN ......................................................................... 187

1 .l Estudio de mecnica de suelos................................................................................. 1871.2 Plantillas....................................................................................................................... 188

Vi

CONTENIDO

1.3 Nmero y posicin del acero de refuerzo en los elementos estructuralesde la cimentacin ....................................................................................................... .188

1.4 Anclaje de castillos en la cimentacin ..................................................................... 188

2. CONSTRUCCIN DE FIRMES ........................................................................................... 189

3 . TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE LOS MATERIALES ...................................... 189

4. TRATAMIENTO DE LA SUCCIN DE LAS PIEZAS ......................................................... 189

5 . ESPESOR DE LAS HILADAS Y ACABADO DE LAS JUNTAS ........................................ 190

6. FABRICACIN DEL MORTERO EN OBRAS PEQEAS Y EN OBRASGRANDES ........................................................................................................................... 191

7. CONSTRUCCIN DE LA MAMPOSTERA ........................................................................ 192

8. RITMO DE LA CONSTRUCCIN ....................................................................................... 192

9 . CUIDADO DE LOS MUROS DURANTE SU CONSTRUCCIN ...................................... 193

10. COLOCACIN DE INSTALACIONES .............................................................................. 194

ll. ARMADO DE DALAS Y CASTILLOS Y ANCLAJE DE ARMADO EN MUROSREFORZADOS EN SU INTERIOR .................................................................................... 194

12. IMPERMEABILIZACIN DE MUROS Y MANTENIMIENTO DE LAMAMPOSTERA ................................................................................................................ 195

13. ERRORES COMUNES QUE PUEDEN EVITARSE .......................................................... 195

14. ASPECTOS IMPORTANTES DEL SUPERVISOR DE VIVIENDA ................................... 198

15. ESTNDARES DE ORGANISMOS GUBERNAMENTALES (INFONAVIT,FOVISSSTE, FIVIDESU, FONHAPO, FICAPRO, ETC) EN EL CONTROL DECALIDAD ........................................................................................................................... 197

16. ALGUNAS EXPERIENCIAS PERSONALES EN ORGANISMOSGUBERNAMENTALES ..................................................................................................... 197

REFERENCIAS ................................................................................................................... 198

CAPmo 9 . A S E G U R A M I E N T O D E L A C A L I D A D D E L o sM A T E R I A L E S . N O R M A T I V I D A D Y P R C T I C A

P R O F E S I O N A L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..*......... 201

CAPTULO 10. REHABILITACIN DE ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERA

INTRODUCCIN ................................................................................................................. 211

1. PRINCIPIOS BSICOS PARA UN COMPORTAMIENTO SSMlCOADECUADO DE ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERA .................................................... 212

2. COMPORTAMIENTO SSMlCO OBSERVADO EN EDIFICIOS DEMAMPOSTERA .................................................................................................................. 214

2.1 Mampostera simple .................................................................................................... 214

2.2 Mampostera confinada .............................................................................................. 215

2.3 Mampostera reforzada ............................................................................................... 216

3 . EVALUACIN Y ANLISIS DE EDIFICIOS DE MAMPOSTERA EXISTENTES.. ......... ..216

3.1 Evaluacin de edificios existentes.. .......................................................................... 217

Vii

EDIFICACIONES DE MAMPOSTERA PARA VMENDA

3.2 Registro documental de diseo y construccin ...................................................... 217

3.3 Inspecciones .............................................................................................................. .217

3.4 Propiedades de los materiales .................................................................................. 218

3.5 Evaluacin de grietas ................................................................................................. 219

3.6 Criterio de seguridad de la rehabilitacin ................................................................ 225

3.7 Toma de decisiones sobre una rehabilitacin ......................................................... 2283.7.1 Medidas a tomar despus d e un sismo.. ....................................................................... .228

3.7.2 Criterios para rehabilitar una estructura.. ..................................................................... .228

3.7.3 Tipos de intervencin e n un edificio ............................................................................. .229

3.7.4 Algoritmo del diseo de una rehabilitacin.. ................................................................ .229

4. TCNICAS DE EVALUACIN Y ENSAYES EN EL SITIO DE ESTRUCTURASDE MAMPOSTERA ............................................................................................................ 230

4.1 Inspeccin visual ........................................................................................................ 230

4.2 Martillo de rebote ........................................................................................................ 231

4.3 Pruebas de extraccin ................................................................................................ 232

4.4 Barrenado .................................................................................................................... 234

4.5 Prueba de penetracin ............................................................................................... 234

4.6 Ensayes a corte en el plano de piezas y elementos ................................................ 235

4.7 Ensaye de probetas extradas o corazones ............................................................. 237

4.8 Medicin de la adherencia mortero-pieza ................................................................ 238

4.9 Gatos planos ............................................................................................................... 239

4.10 Tcnicas de transmisin de pulso ............................................................................ 2414.10.1 Velocidad d e pulso ultrasnico.. .................................................................................... .242

4.11 Medicin del eco producido por impactos ............................................................... 246

4.12 Tomografa ................................................................................................................... 247

4.13 Mtodos magnticos .................................................................................................. 247

4.14 Radiografa ................................................................................................................... 248

4.15 Termografa de rayos infrarrojos .............................................................................. 248

4.16 Emisin acstica ......................................................................................................... 249

4.17 Pulsos electromagnticos.......................................................................................... 249

4.18 Interferometra lser ................................................................................................... 250

4.19 Petrografa ................................................................................................................... 250

4.20 Endoscopa .................................................................................................................. 250

4.21 Pruebas de carga ........................................................................................................ 250

4.22 Potencial de corrosin ............................................................................................... 250

4.23 Tamao de la muestra ................................................................................................ 251

5 . TCNICAS DE REHABILITACIN.. .................................................................................. .251

5.1 Modalidades de conexin a la mampostera existente ........................................... 2525.1 .l Anclas ................................................................................................................................ 2525.1.2 Conexiones mampostera-acero .................................................................................... .254

. . .VI I I

5.2 Reemplazo de piezas y de concreto daados .......................................................... 254

5.3 Reparacin de grietas................................................................................................ .25553.1 Inyeccin d e resinas y morteros epxicos ................................................................... .2555.3.2 Inyeccin de morteros de cemento ............................................................................... .2575.3.3 Reparacin de grietas con rajuelas ............................................................................... .2595.3.4 Evaluacin d e l a inyeccin d e grietas.. ......................................................................... .259

5.4 Insercin de barras de refuerzo ............................................................................... .259

5.5 Encamisado de muros ................................................................................................ 2615.5.1 Encamisado con mallas metlicas ................................................................................. .2615.5.2 Encamisado con mallas y bandas plsticas ................................................................. .267

5.6 Adicin de elementos confinantes de concreto reforzado..................................... 2746. CORROSIN DEL ACERO DE REFUERZO ...................................................................... 2747. RECIMENTACIONES Y RENIVELACIONES ..................................................................... 280

7.1 Pilotes de control ....................................................................................................... .281

7.2 Subexcavacin ............................................................................................................ 282

7.3 Micropilotes ................................................................................................................ .2838. MAMPOSTERA DE ADOBE .............................................................................................. 286

8.1 Principios bsicos de estructuracin de viviendas de adobe .............................. .287

8.2 Daos observados en estructuras de mampostera de adobe .............................. 2878.3 Tcnicas de rehabilitacin de estructuras de mampostera de adobe ................ .290

8.3.1 Tcnicas de reparacin local........................................................................................... 2 9 08.3.2 Construccin de elementos de confinamiento y amarre ............................................. .2908.3.3 Encamisado de muros .................................................................................................... .2938.3.4 Modificaciones de techos ............................................................................................... .2948.3.5 Construccin de muros nuevos ..................................................................................... .297

AGRADECIMIENTOS .......................................................................................................... 297REFERENCIAS ................................................................................................................... 298

CAPTuLo 1 1 . PROBLEMTICA DE LA CoNsmucciN DE VIVIENDAEN MXICO

1 . EL PROCESO DE PRODUCCIN DE LA VIVIENDA POPULAR ..................................... 3051 . 1 La urbanizacin en los pases del tercer mundo .................................................... .305

1.2 El acceso a la tierra ..................................................................................................... 3061.3 Los programas institucionales................................................................................. .307

1.4 La reglamentacin y normatvidad en la vivienda .................................................. .3072. VULNERABILIDAD Y RIESGO EN LA VIVIENDA ............................................................. 309

2.1 Condiciones de localizacin ...................................................................................... 3093 .. EL DESARROLLO TECNOLGICO .................................................................................. 310

3.1 La industria de la construccin ................................................................................ .3103.2 Formacin de cuadros tcnicos ............................................................................... .312

4. RECOMENDACIONES ........................................................................................................ 313REFERENCIAS .................................................................................................................. .316

iX

PRESENTACIN JE n Mxico ms del 90% de la vivienda, ya sea unifamiliar o multifamiliar, seconstruye a base de muros de carga de mampostera. Esto hace que laedificacin de vivienda a base de este sistema estructural represente un poco msdel 50% del volumen total de la construccin que se hace en nuestro pas. A pesarde esto, en la mayora de las universidades de nuestro pas dentro de las carrerasde Ingeniera Civil o de Arquitectura no existe un curso especialmente dedicado alanlisis y diseo de estructuras de mampostera, y en ocasiones,desafortunadamente, nicamente se le dedican unas cuantas horas a este temadentro de otras materias. Por otra parte, tampoco existen libros de texto sobre estetema y la mayor parte del conocimiento sobre el anlisis, el diseo y elcomportamiento de estructuras de mampostera se encuentra en artculos tcnicoso reportes de investigacin, los cuales, en muchas ocasiones, no estndisponibles a los ingenieros de la prctica profesional.

Con la finalidad de ayudar en algunos de estos problemas, la SociedadMexicana de Ingeniera Estructural (SMIE) organiz un curso sobre edificacionesde mampostera para vivienda en el mes de octubre de 1997 con la participacinde destacados especialistas en la materia. Dentro de las personas que impartieroneste curso se encuentran profesores, investigadores e ingenieros de la prcticaprofesional. El curso atrajo una importante cantidad de asistentes y fue calificadomuy positivamente por los mismos. Como parte de dicho curso los profesoresprepararon algunas notas de cada uno de los temas que se abarcaron.

Fue a raz de las notas que prepararon los profesores de dicho curso que laSMIE decidi emprender la tarea de hacer el presente libro. En el libro se abarcanmuy diversos temas como son la descripcin de los materiales, de lascimentaciones y sistemas de piso que se utilizan en este tipo de vivienda, elcomportamiento mecnico de los materiales y los muros de mampostera bajodiferentes tipos de solicitaciones, anlisis de viviendas a base de mampostera,aspectos constructivos y de control de calidad y por ltimo reparacin y refuerzode estructuras de mampostera.

Este libro no debe verse como un libro que pretende cubrir en formaexhaustiva y rigurosa todos los aspectos relacionados a las estructuras demampostera, sino como un importante esfuerzo por reunir material sobre lostemas principales relacionados al anlisis, diseo y construccin de estructuras demampostera. El material est dirigido tanto a estudiantes de nivel licenciatura delas carreras de Ingeniera Civil como de Arquitectura como a profesionales deldiseo y construccin de viviendas.

Xi

EDIFICACIONES DE MAMPOSTERO PARA VMENDA

Dado que el libro representa un compendio de captulos escritos por diferentesautores pueden existir algunas heterogeneidades tanto en su extensin como enel estilo de redaccin, en la notacin, o an en algunos de los criterios tcnicosque son resultado de la experiencia profesional de cada uno de los autores. Sibien esto podra interpretarse como una debilidad del presente trabajo, puedeentenderse como riqueza del material y respeto a la contribucin de cada autor.

Este libro es el resultado del esfuerzo y apoyo de muchas personas einstituciones. En primer lugar deseamos agradecer a los autores quienesdedicaron muchas horas de su valioso tiempo, sin remuneracin alguna, a lapreparacin de este libro. As mismo, agradecemos la oportunidad y apoyo de laFundacin ICA por el apoyo econmico para la publicacin del presente libro.Finalmente, agradecemos especialmente al M. en 1. Tomas A. Snchez y al Sr.Oscar Zepeda, quienes tuvieron a su cargo la edicin del presente trabajo.

Ing. Oscar de la Torre Rangel Dr. Eduardo Miranda Mijares

Presidente Vicepresidente

X Mesa Directiva SMIE X Mesa Directiva SMIE

Ing. Francisco Garca Jarque

Presidente

XI Mesa Directiva SMIE

Xi i

PRLOGO

M xito tiene una larga y destacada trayectoria en el empleo de la mamposteraen la construccin. Muestras de las extraordinarias realizaciones de lasdiferentes culturas prehispnicas todava permanecen y asombran por su belleza ycalidad constructiva. Los grandes edificios civiles y religiosos de la poca de lacolonia estn distribuidos en casi todo el pas y se encuentran en su mayoratodava en uso, como muestra de la validez de las soluciones adoptadas.

El material est fuertemente arraigado en la cultura nacional y es objeto degran aceptacin, especialmente para la vivienda. De hecho es esa preferencia laque ha frenado el cambio hacia otras tcnicas de construccin ms modernas y enalgunos aspectos ms eficientes y ms factibles de un proceso industrializado deconstruccin.

La mampostera es considerada frecuentemente como un material estructuralde secundaria importancia con respecto a otros ms industrializados como elacero y el concreto. Por lo mismo, se le supone poco apto para ser objeto deestudios rigurosos y de clculos ingenieriles. Hay amplias pruebas de que laposicin anterior es errnea.

Existe en Mxico una larga tradicin en el estudio e investigacin sobre lamampostera. Poco despus del sismo de 1957, comenz un programa deinvestigacin analtica y experimental sobre el tema, y esta actividad hacontinuado ininterrumpida desde entonces, con la participacin cada vez denuevas generaciones de especialistas. Las contribuciones de estos estudios alconocimiento del material y de su funcin estructural, sobre todo en cuanto aldiseo ssmico, son reconocidas internacionalmente.

Tambin Mxico ha estado a la vanguardia en la normativa sobre el diseoestructural de este material. Desde el Reglamento de Construcciones para elDistrito Federal de 1963, y sobre todo en el de 1976, se han incluido criteriosracionales de diseo de la mampostera que han sido adoptados por normas deotros pases. El planteamiento del Reglamento de 1976, que trata a lamampostera con un criterio de diseo similar al de los otros materiales msmodernos y ms estudiados, como el concreto reforzado y el acero, fue pionero aescala internacional.

La prctica de diseo y construccin de la mampostera ha resultado exitosaen Mxico, ya que las edificaciones de este tipo han tenido relativamente pocosdaos, aun ante los sismos severos que han afectado al pas. La mayora de loscasos de mal comportamiento son atribuibles a errores claros de diseo y

. . .XIII

EDIFICACIONES DE MAMPOSTERA PARA VIVIENDA

construccin, o a discrepancias claras con respecto a la reglamentacin y a laprctica establecidas. Es por ello particularmente importante que losconocimientos bsicos sobre el tema tengan la ms amplia divulgacin.

Existe un amplio acervo documental de los estudios realizados en nuestropas sobre el tema; sin embargo, se ha tratado casi siempre de informes tcnicossobre estudios especficos, y es por ello que este libro viene a cumplir unaimportante funcin al reunir en un solo documento el estado del conocimiento y laprctica sobre el tema. Un grupo destacado de especialistas ha cubierto no slolos temas ms propios de la ingeniera estructural, sino tambin los deconstruccin, arquitectura, historia y ciencias sociales. La escasez de textos sobrela materia, en cualquier idioma, hace ms valiosa la obra.

El volumen ser de gran utilidad para estudiantes y profesionales de distintasreas y hay que felicitar a Fundacin ICA por una contribucin ms al progreso dela industria de la construccin.

Roberto Meli

Agosto de 1999

xiv

CAPTU L

L A S E S T R U C T LD E M A M P O S T

t- i . GALL

LAS ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERA

Hctor Gallegos*

INTRODUCCIN

L a historia de la humanidad va de la mano con su necesidad de tener lugar endonde protegerse de las inclemencias de la naturaleza. Desde pocas remotasel hombre ha buscado para ello, materiales accesibles que sean fciles de utilizary que proporcionen la mayor comodidad. Los tipos de materiales utilizados por lasculturas de la antigedad fueron determinados por las condiciones del terreno endonde se asentaron. En este captulo se har una descripcin somera acerca dela historia de la mampostera desde la prehistoria, hasta la poca actualmostrando la evolucin que han tenido las edificaciones de mampostera a travsdel tiempo.

1. PREHISTORIA

Es probable que la mampostera haya sido inventada por un nmada, haceunos 15,000 aos. Cuando al no encontrar un refugio natural para protegerse delas adversidades de la naturaleza, decidi apilar piedras para formar un lugardonde guarecerse. Sin embargo, como la transmisin de tcnicas o ideas era muylenta o no ocurra, la invencin seguramente tuvo que repetirse innumerablesveces.

El proceso inmediato en el desarrollo de la mampostera debi ser lautilizacin del mortero de barro, el cual permiti no solo apilar, sino acomodar oasentar con ms facilidad, y a mayor altura, las piedras irregulares naturales. Estepaso se dio, seguramente, cuando se comenzaron a integrar las primeras aldeas.Existen varios vestigios de poblados prehistricos construidos con piedrasasentadas con barro desde las Islas Aran, en Irlanda, hasta Catal Hyk, enAnatolia; tambin, el mismo sistema constructivo, fue empleado en otro lugardistante y unos 10,000 aos despus, por los incas en Ollantaytambo (Figura l),cerca del Cusco, donde quedan construcciones importantes, con muros de piedra

El contenido de este captulo est basado en el libro ~Albafiileria Estructural, editado por la Pontificia Universidad Catlicadel Per (Referencia 1).

Profesor e investigador de la Pontificia Universidad Catlica del Per.

3

natural asentada con mortero decon una gruesa capa de paja.

La unidad de mamposterafabricada por el hombre a partirde una masa de barro secada alsol, para sustituir a la piedranatural, debi ocurrir en lugaresdonde esta ltima no podaencontrarse. El vestigio msantiguo se encontr realizandoexcavaciones arqueolgicas enJeric, en el Medio Oriente. Launidad de barro tiene la formade un gran pan, fabricada amano y secada al sol; su pesoes de unos quince kilogramos, yen ella an se notan las huellasdel hombre que la elabor. Lasunidades de barro formadas a

barro y techos de rollizos de madera cubiertos

Figura 1. Ollantaytambo. Cusco, Per (siglo XIV).Los muros son de piedra y han sidoasentados con barro y recubiertos luegocon enlucido de barro.

mano se han encontrado en formas diversas y no siempre muy lgicas. La formacnica es de inters, pues se repite y est presente en lugares distantes, sinconexin directa y en rrlomentos de desarrollo semejantes; estas unidades seencuentran en muros construidos en Mesopotamia, con una antigedad de 7,000aos, y en la zona de la costa norte del Per, en Huaca Prieta, con unaantigedad de 5,000 aos.

2. INICIO DE LA HISTORIA: SUMERIA

Las unidades de barro formadas a mano y secadas al sol y el mortero de barroconstituyen el estado del arte de la construccin con mampostera en la aurora dela historia. En el cuarto milenio a.C. los sumerios, considerados como iniciadoresde la civilizacin y de la ingeniera, inventaron la ciudad, la irrigacin, la escritura,los nmeros, la rueda y el molde. Este ltimo constituido por un marco de maderaelemental y rstico an se emplea en algunos pases. El molde es un avancesustantivo en la construccin de mampostera y en otras actividades, puesposibilita la produccin rpida de unidades prcticamente iguales.

Aquella masa de barro mezclada con paja a la cual se daba la forma deparaleleppedo recto colocndola a presin dentro de un molde de madera, paraluego dejarla secar al sol, hizo posible la libertad de construccin y la arquitecturamonumental. El adobe puso en manos del hombre un medio de expresarse conlibertad, escogiendo la manera de colocar y juntar adobes en donde laconstruccin podra hacerse en una escala monumental. Como tal, la obra ya noes una creacin individual, sino esencialmente, el producto colectivo de muchasmanos.

IAS ESTRUCTURAS DE MAMPOSTERA

Las primeras construcciones de adobe siguieron estrechamente la forma de lasestructuras a las que obligaban los antiguos materiales. Al copiar en mampostera labveda en forma de tnel de las chozas practicadas en los caaverales, algnsumerio construy el falso arco y luego encontr el principio del verdadero. De estemodo se aplicaron leyes mecnicas de resistencias y empujes muchos mileniosantes de que estas leyes llegaran a ser formuladas.

La arquitectura del adobe produjo pronto, en forma incidental, una contribucin alas matemticas aplicadas. Una ruma de adobes ilustra, admirablemente, el volumendel paraleleppedo. A pesar de que los adobes antiguos difcilmente eran regulares,resulto fcil advertir que el nmero de adobes comprendidos en una ruma podaencontrarse contando el nmero de ellos en tres lados adyacentes y multiplicandoestas cantidades entre s.

El primer templo de forma sumeria fue edificado en la ciudad de Uruk(2,900 a.C.). En las excavaciones arqueolgicas practicadas all aparecen loscimientos de construcciones verdaderamente monumentales, una colina artificial y elprototipo del zigurat o torre escalonada, el cual era indispensable en un templosumerio. Este primer zigurat est enteramente construido con adobes unidos concapas de betn.

El adobe fue llevado al horno a principios del tercer milenio antes de Cristo, parahacer ladrillos cermicos. Para la construccin de la mampostera el ladrillo eraasentado con mortero de betn o alquitrn, (sustancia abundante en el suelo delMedio Oriente) al cual se aada arena. Esta mampostera se convirti entonces enel material fundamental de las construcciones ms importantes y posibilit alturascrecientes de los zigurats. El de la ciudad de Ur (2,125 a.C.), con una base de 62 mpor 43 m y una altura de 21 m, tenan un ncleo de adobe y un forro de mamposterade 2.4 m de espesor, hecho de ladrillos cermicos asentados con mortero de betn,en el que se incorpor tejidos de caa. El aspecto de estos ziguarats debi serespectacular. El Gnesis relata la historia de uno de ellos, conocido como la Torre deBabel.

Figura 2. Babilonia (primer milenio antes deCristo). Muro de unidades de arcilladecorativas: esmaltadas y vitrificadas.

En Babilonia los ladrilloscermicos tenan inscripciones enbajo relieve que relataban laconstruccin de la obra ynombraban a sus autores, en lasobras ms suntuosas estosladrillos eran esmaltados,formando en alto relieve y encolores, el len, el toro y eldragn, que actuaban deguardianes y pro tec tores(Figura 2). En construccioneselevadas, donde ocurran grandesesfuerzos, el mortero erareforzado con fibras de caa, lo

que procuraba a la mampostera una considerable resistencia a la tensin.

3. CULTURAS ANTIGUAS DE MXICO

Paralelamente a otras grandes culturas en el mundo, las culturas antiguas deMxico erigieron estructuras imponentes utilizando mampostera de piedrasnaturales o artificiales, dando muestra del desarrollo alcanzado en tcnicasconstructivas. A continuacin se citan algunos casos. En general, la arquitecturamesoamericana es de piedra, con frecuencia bellamente cortada y adornada conrelieves (Figura 3). Adems de la piedra, fue de uso frecuente el estuco pararevestir fachadas y muros interiores. Es muy rara la aparicin del ladrillo, pero encambio, muy frecuente el uso del adobe.

Los Olmecas (1200 a.C.) utilizaron para la construccin de La Venta, muroshechos con bloques de barro rojo y amarillo unidos tambin con barro.

En Teotihuacn es comn encontrar taludes escalonados y la construccin enbarro revestido de piedra. Hay indicios de que las casas tenan cimientos depiedra aunque sus muros fueran de materiales precarios.

Los edificios pblicos posean muros de piedra y suelos, de tierra compacta.En algunos casos (como en las pirmides de mayor tamao), se observan grandestroncos de rboles entre la mampostera, seguramente con la idea de quetrabajaran como pilotes y transmitieran al terreno el peso de la construccin.

Los Mayas hicieron grandesaportaciones tcnicas. El uso de lallamada bveda maya que comenzen el techado de tumbas, se generalizy permiti la sustitucin de techos depalmas por los de mampostera. Esteadelanto tcnico lleg primero aedificios destinados al culto y a lasresidencias de los privilegiados. Lascasas de los privilegiados, siemprecercanas a los edificios ceremoniales,eran de mampostera en su totalidad, y

Figura 3. Ejemplos de construcciones casi siempre sobre ter razas o

empleadas en Mesoamrica. A la plataformas. Podan integrarse porizquierda, relieves de Mitla y, a la pocas habitaciones alineadas, hastaderecha, basamento y adornos por decenas de cuartos organizados enmayas de Kabah. complejos conjuntos de varias crujas.

Es frecuente la presencia de repisas alo largo de los muros interiores, sobre las que se sentaban y dorman losmoradores. Vigas empotradas en los paramentos de las bvedas servan,adems de elementos de refuerzo de la bveda, para colgar enseres y vveres.

En contraste, la vivienda de la poblacin restante eran simples chozas de maderacon techos de palmas o zacate. El piso era generalmente de tierra apisonada.

En el Valle de Mxico, durante el periodo preclsico (700 a.C.) ya se utiliza lamampostera con diferentes fines. Se construyen muros de contencin en laderasde cerros, formando terrazas escalonadas, tanto para evitar la erosin como paraaprovecharlas en el cultivo. En esta poca se identifican herramientas y tcnicasque favorecieron el desarrollo de la arquitectura (ligada fundamentalmente a lareligin). Aparece el concepto de basamentos para templos, muros de contenciny plataformas revestidas de piedra para casas, escalinatas sencillas o conalfardas, rampas, el corte de la piedra y el recubrimiento de estuco, ciertaorientacin de los edificios, cinceles, plomadas, pulidores de pisos y muros, elmortero de cal y arena, etc.

4. EGIPTO Y GRECIA

La materia prima para la fabricacin de piezas de mampostera siempre haestado determinada por las formaciones y condiciones geolgicas del lugar donde vaa ser utilizada. El ladrillo cermico se remonta a Sumeria por que all habaabundantes depsitos de arcilla, pero no de rocas.

En Egipto, por la misma poca, se pudo escoger y se prefiri para las grandesobras la roca trada de las montaas a lo largo del Nilo. Calizas, areniscas, granitos,basaltos y alabastros fueron explotados en las canteras estatales; all los bloqueseran desprendidos perforando agujeros en los que luego introducan cuasmetlicas. Una vez separados, estos bloques eran desbastados con ayuda de

bolas y martillos de diorita paraformar grandes monolitos quepesaban cientos de toneladas,como los usados en los ncleosde las pirmides (Figura 4) oincluso tallados directamente enla forma de columnas, vigas ylosas, como en los templos deLuxor. Estas unidades demampostera ciclpea eranasentadas con morteros de yeso ycal.

Las obras comunes seconstruyeron de caas o adobes;el ladrillo cermico se us rara vez._ __ . . .

- 3 toneladas en elFigura 4. Monolitos de cuatrcncleo de las grandvecindad de El Cairc

les pirmides en lab, Egipto.

Grecia adopt una arquitecturade lujo y de exteriores y, si biencareca de las ricas canteras

CAP/TULO 1

egipcias, posea los mejores mrmoles para llevarla a cabo. Ellos sirvieron pararevestir su gruesa mampostera de piedra caliza asentada con morteros de cal,

En Egipto y en Grecia la construccin importante es de piedra, rectilnea; el arcoera neXiStente. Consecuentemente la arquitectura estaba limitada en susposibilidades espaciales interiores por la escasa resistencia del material a la tensin.La piedra exiga claros pequeos para las vigas, y las losas y los espacios entrecolumnas tenan que ser reducidos.

5. ROMA

En algunas obras los romanos utilizaron piedra importada de las mejorescanteras egipcias y mrmol griego; en la mayora de los casos emplearon la piedrade sus depsitos de caliza, travertino y tufa volcnica, y la tecnolgica sumeria de lamampostera de ladrillos de arcilla. A esta tecnologa aportaron una nuevaracionalidad constructiva y la invencin del mortero de cemento y del concreto.

La nueva racionalidad consisti principalmente en el desarrollo de diferentessistemas para la construccin de muros (Figura 5), que eran ms econmicos yfciles de levantar, particularmente empleando el nuevo mortero de cal al cualincorporaron de acuerdo al relato de Vitruvio (25 a.C.) una clase de polvo que porcausas naturales produce resultados asombrosos. Se le encuentra en la vecindad deBaia y Putuoli y en los alrededores del monte Vesubio. Esta sustancia, cuando esmezclada con cal o piedras, no solamente provee resistencias a construcciones sinoque cuando se construye pilares en el mar endurece bajo el agua.

a) Opus incertum b) Opus reticulatum c) Opus testaceum

Figura 5. Tipos de muros romanos.

El compuesto de las tres sustancias (aglomerante hidrulico, agregado grueso yagua) descrito por Vitruvio es lo que hoy llamamos concreto. El aglomerantehidrulico, pariente cercano de los cementos puzolnicos modernos, se elaboramezclando dos partes de la arena volcnica (muy fina, de color chocolate), con unaparte de cal (material conocido por las ms antiguas civilizaciones). Los xidos de

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LAS ESTRUCTURAS DE MAMFOSTER~

slice finamente pulverizados, contenidos naturalmente en la puzolana, reaccionabanqumicamente con el hidrxido de calcio (la cal) en presencia del agua, para formarlos componentes bsicos de un aglomerante hidrulico.

Si bien los romanos no saban por qu la arena de Putuoli daba un resultadodistinto y superior a la convencional, la aplicaron sabia y liberalmente en sus grandesconstrucciones portuarias, urbanas, viales e hidrulicas, tanto para asentar piedras oladrillos formando mampostera como para elaborar concreto aadiendo piedras, conel que construyeron muros, bases de pavimentos y cimentaciones. El molde de eseconcreto en los muros, arcos y bvedas estaba constituido por mamposterapermanente de ladrillos de cermica asentados con mortero, mientras que paraformar las cpulas tuvieron que desarrollar moldes provisionales (encofrados) demadera.

Las invenciones e innovaciones romanas significaron una verdadera revolucintecnolgica de la construccin y tuvieron los siguientes efectos sustanciales:

a) Posibilitar la construccin de cimentaciones ms competentes.

b) Simplificar la construccin de los muros. El muro romano de lasconstrucciones pblicas era tradicionalmente de mampostera de piedranatural o de ladrillos cermicos asentados con mortero de cal, y en losmuros ms gruesos (Figura 5), el espacio entre dos muros delgados demampostera era rellenado con pedacera de ladrillos o piedras acomodadascon mortero de arena y cal. En ambos casos el proceso de endurecimientode estos morteros se produca nicamente por medio de la carbonatacin dela cal y la ganancia de resistencia era muy lenta. La invencin del morterode cemento permiti a los romanos un sustantivo incremento en la rapidezde construccin, contribuyendo a que en breve tiempo se tuviera unainfraestructura adecuada al proceso de expansin del imperio. Esto no sehubiera conseguido con morteros que solo tenan cal.

c) Libertad para el desarrollo de la tecnologa del arco, bveda y la cpula, quesi bien eran formas estructurales conocidas desde los sumerios, 3,500 aosantes, estaban aprisionadas por las ajustadas restricciones impuestas alconstructor por la piedra y el ladrillo.

d) Posibilitar aberturas totales o parciales en los muros usando arcos obvedas, proveyendo as una herramienta de gran potencial en el diseo deinteriores.

Muchas grandes OhdS romanas son frutos de la revolucin del mortero y delconcreto. Una de las ms notables es el Panten (Figura 6), porque rene demanera coherente la totalidad de la creatividad arquitectnica y estructural y laaplicacin sofisticada de la nueva tecnologa constructiva.

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CAP/TULO 1

La construccin del Panten la inicio veintisiete aos antes de Cristo, el cnsulAgripa en honor a todos los dioses. Se trataba, en su versin primera, de un edificioclsico de planta rectangular soportado en columnas y construido en piedra. Suforma actual fue decidida por el emperador Adriano, quien modific sustancialmenteel edificio aprovechando las nuevas tecnologas del concreto y de la mampostera,terminando aproximadamente en el ao ll 8 despus de Cristo.

El Panten es un edificio circular de mampostera y concreto con acabado deladrillo en las paredes exteriores y mrmoles en el interior, cubierto con un grandomo de concreto.

Figura 6. El Panten,planta.

seccin Y

No se conoce con precisin el procedimiento utilizado en su construccin, peroes no?oria su dependencia del mortero y concreto romanos, sin los cuales nohubiera existido. Su xito y durabilidad se deben sin lugar a dudas, a una notablecimentacin de un anillo de concreto slido de 7.3 m de ancho por 4.5 m de alto,bajo todo el muro perimetral; a la excelente calidad del concreto y la construccin,y a la cuidadosa seleccin de agregados. La cimentacin tiene agregado pesadobasltico; los muros son de la forma opus incertum, que se recomendaba por serla ms resistente, con agregado de travertino en la parte baja y de pedacera deladrillo en la parte alta. Son aspectos notables de su construccin los rigidizadoresde los muros y las bvedas y arcos que forman los siete grandes nichos y lapuerta, ubicados todos como parte integral de los muros; el acabado encofrado deldomo, y el gran lucernario (u ojo) que provee el total de la iluminacin interna.

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LAS ESTRUCTURAN DE MAMPOSTERO

6. DEL SIGLO V AL SIGLO XIX

Despus de Roma, el avance de la tecnologa de la mampostera en Europa sedetiene por varios siglos, se deja de fabricar ladrillos; los morteros de cemento y elconcreto, desaparecen, perdiendo su tecnologa, siendo rescatada trece siglosdespus por Smeaton, el fundador de la ingeniera civil, quien en 1756 reconoci lanecesidad de usar en Inglaterra una mezcla de cal y puzolana italiana para lareconstruccin de partes que estaran sumergidas.

En el siglo XII el arco sumerio y romano de medio punto cede el paso al arcoapuntado gtico y a la bveda de crucera que posibilitan cubrir grandes claros ytrasforman la estructuracin tradicional de las obras de mampostera. Sesustituyen as gruesos muros laterales por muros esbeltos, y la pequea ventanaromnica por grandes ventanas. Se alcanza as una arquitectura de equilibrio, endonde el empleo de mampostera de arcilla o piedra con juntas gruesas demorteros de cal provea, para estas construcciones la posibilidad de modificar sugeometra inicial para acomodarse a las lneas resultantes de las fuerzasgeneradas por las cargas verticales y los empujes laterales, manteniendo alconjunto en una estabilidad de compresin en todas sus secciones y elementos.

La mampostera fue importante en Europa occidental para controlardesastrosos fuegos que destruan ciudades medievales. Por ejemplo despus delgran fuego de 1666, Londres deja de ser una ciudad de madera para convertirseen una de mampostera. En 1620, el rey de Inglaterra Jacobo 1, haba proclamado

el espesor mnimo de los muros en stanos yprimeros niveles en dos y medio espesores deladrillo, ella fue seguida en 1625 por otraordenanza que especificaba las dimensiones delladrillo estndar.

La mampostera era aplicada tambin enotras partes del mundo. La gran muralla china de9 m de alto tiene una gran parte de su longitudconstruida con ladrillos de arcilla unidos conmortero de cal. Los Arabes emplearon lamampostera en sus mezquitas y minaretes,desarrollando una construccin masiva en susespesores, delicadsima en sus cierres ydetallado y conteniendo muchas veces unincreble alarde geomtrico (Figura 7).

Con la revolucin industrial (siglo XVIII), seFigura 7. Minarete (siglo IX) de extendi la aplicacin de la mampostera de

sesenta m e t r o s d e ladrillos de arcilla en Inglaterra. Desde un inicioaltura en la gran las grandes plantas para fabricar ladrillos semezquita de Samarra,actualmente Irak.

ubicaron en la vecindad de las minas de carbn,combustible abundante y barato.

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Un paso importante en el mejoramiento de la produccin de las piezas loconstituy el cambio de combustible, usualmente a gas y el salto ms importantefue el rediseo de los hornos, emprendido en pases como Dinamarca, donde eramuy grande la necesidad de economizar combustible. El perfeccionamiento delhorno fue acompaado de maquinaria auxiliar: molinos, trituradoras y mezcladoraspara las materias primas; extrusoras y prensas mecnicas para el formado deunidades (Figura 8). El cambio ms significativo durante la revolucin industrial fuela gradual sustitucin de la va emprica por mtodos cientficos. Se realiz unanlisis racional de las materias primas, una medicin exacta de temperaturas delhorno y una formulacin de las normas para impedir el agrietamiento en ladrillos.

La mampostera de ladrillollega al nuevo mundo trada porlos europeos. En las colonias de lacosta Atlntica norteamericana serealizaron grandes produccionesartesanales de ladrillos de arcillaempleando prcticamente losmismos moldes que miles de aosatrs inventaron los sumerios. Losladrillos fueron utilizados paraconstruir con los mejores obrerosde la colonia (los holandeses),edificios de mampostera dandoformalidad inglesa a las partesantiguas de muchas ciudadesnorteamericanas y particularmentea las del estado de Virginia.

Figura 8. Mquina de Clayton (1863) para elproceso de extrusin. Inclua desdela molienda de la arcilla hasta elcorte de las unidades.

En Per el ladrillo no se fabrica localmente: se trae como lastre en los barcosque en su viaje de vuelta trasladarn el botn a Espaa. Por ello la construccin esprincipalmente de adobe y caa hasta bien entrado el siglo XX. La granPenitenciara de Lima fue la excepcin, ya que para su construccin en 1856 seinstal una fbrica donde se moldearon casi siete millones de ladrillos de cermica.La mampostera se elabor con mortero de cal.

Entre finales del siglo XVIII y el siglo XIX ocurrieron en Europa los siguientesavances:

En 1796, se patenta el cemento romano que era, estrictamente hablando,una cal hidrulica. En 1824 se inventa y patenta el cemento Portland. Entre 1820y 1840, se inventa la mquina para extruir ladrillos de arcilla, se usa por primeravez mampostera reforzada, y se inventa el horno de produccin continua. Entre1850 y 1870 se inventa y patenta el bloque de concreto, el ladrillo silico-calcareo yel concreto armado.

LAS E~TR~~TURA~ DE MAMPOSTERO

7. MAMPOSTERA REFORZADA

Brunel, el insigne ingeniero britnico, propuso en 1813 el refuerzo de unachimenea en construccin con mampostera reforzada con barras de hierro forjado.Sin embargo fue con la construccin del tnel bajo el Tmesis, en 1825, que aplicpor primera vez dicho material, con l construy dos accesos verticales al tnel quetenan 15 m de dimetro y 20 m de profundidad, con paredes de ladrillo de arcilla de75 cm de espesor reforzadas verticalmente con pernos de hierro forjado de 25 mmde dimetro y zunchos circunferenciales de platabanda de 200 mm de ancho y12 mm de espesor, que se iban colocando conforme iba avanzando el proceso deconstruccin. Los accesos fueron construidos sobre el suelo hasta una altura de12 m y luego hundidos excavando la tierra de su interior a manera de caissones.Brunel y Pasley ensayaron posteriormente vigas de mampostera reforzada conpernos de hierro forjado con claros de 6 y 7 m cargndolas hasta la rotura; ellaocurri por la falla en tensin del refuerzo. A pesar de intentarlo los investigadores nopudieron llegar a mtodos racionales de diseo.

El tema de la mampostera reforzada desaparece por 50 aos, hasta que en1889 el ingeniero francs Paul Cottancin patent un mtodo para reforzar y construiredificios de mampostera. En 1920 se construyeron varias obras de mamposterareforzada en la India, y se ensayaron un total de 682 especmenes entre vigas,losas, columnas y arcos. Este trabajo constituye la primera investigacin organizadade mampostera reforzada, como el punto de inicio del desarrollo moderno de lamampostera estructural.

Japn un pas tambin sometido a acciones ssmicas importantes construy enlas primeras dcadas de este siglo muros de mampostera reforzada en edificios yen obras de contencin, puentes, silos y chimeneas. En los Estados Unidos se inicien 1913 una investigacin apoyada por los fabricantes de ladrillos de arcilla para elestudio experimental de la mampostera reforzada, sentando las bases para otrasinvestigaciones similares de otras partes del mundo.

8. NOTAS FINALES

Entre los aos 1889 - 1891 se construy, en Chicago (Illinois, E.U.A.), el edificioMonadnokc en el cual su diseador emple los criterios ms modernos de laingeniera alcanzados hasta ese momento que incluan la aplicacin de fuerzashorizontales y la determinacin, con criterios empricos del espesor de los muros demampostera en funcin de la altura. El edifico de muros portantes exteriores demampostera simple consta de 16 pisos y de muros de 1.80 m de espesor en la basedando lugar a un rea de ocupacin de la planta por la estructura de 25% del reatotal. Este fue el ltimo edifico alto de su clase en Chicago y es hoy un monumentohistrico.

1 3

CAP/TULO 1

El cdigo de construccin de la Ciudad en NuevaYork de 1924 indicaba que, un edificio de 12 pisosde altura de muros exteriores portantes demampostera requera por cada metro cuadrado derea bruta, un tercio de metro cbico demampostera, obviamente, un material estructuralcon tan elevado consumo de material y tan grandeocupacin de rea no era competitivo y estaballamado a desaparecer, Era claro que el problemano estaba en el material en s sino en la falta deconocimiento ingieneril del mismo, queimposibilitaba su anlisis y dimensionamientoracionales. En los ltimos 40 aos, sobre la basede investigaciones analticas y experimentales endiversas partes del mundo, incluyendo a Mxico eldiseo y construccin de la mampostera se haracionalizado y ha adquirido el apelativo Figura 9. Edificio Monadnock,redundante de mampostera estructural. Chicago 1891.

En 1954 se complet, en Zurich, el primer edificiode muros portantes de mampostera diseada racionalmente. Su altura es de20 pisos y los muros de mampostera simple tienen 32 cm de espesor,determinado prioritariamente por condiciones de aislamiento trmico. Por otraparte, la destruccin de edificaciones de mampostera simple por sismos enCalifornia, Colombia, China e Italia, y el buen comportamiento ssmico de lamampostera correctamente reforzada y construida en nueva Zelandia, Chile, Pery Mxico han dado un fuerte impulso a la investigacin, y a la determinacin deconfiguraciones estructurales y a mtodos de anlisis, diseo y dimensionamientoracionales. En regiones sujetas a alto peligro ssmico, es usual la construccin deedificios de muros portantes de mampostera de varios niveles con diferentesmodalidades de refuerzo, que son competitivos econmicamente con otras formasy materiales estructurales.

Por su parte en algunos pases latinoamericanos ubicados en zonas ssmicas seha popularizado con mucho xito el empleo de multifamiliares de altura media (hasta5 6 pisos) de muros de carga de 12 a 24 cm de espesor, de mamposterareforzada con elementos perimetrales de concreto reforzado (mamposteraconfinada) o de mampostera con refuerzo interior, diseados y construidos con basea reglamentos propios que recogen las investigaciones y experiencias realizadas.

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IAS ESTATURAS DE MA~WOSTER~A

BIBLIOGRAFA

1. Hctor Gallegos. Albailera Estructural; Pontificia Universidad Catlica delPer; Lima Per, Agosto de 1991.

2 .

3 .

Childe, V.G., Man Makes Himself. Pitman Publishing, London, England. 1936.

Oppen Heimer, A.L., Alcient Mesopotamia. The University of Chicago Press,U.S.A. 1977.

4 . Ward, 6. y Perkins, J.B., Roman Architecture. Harry N. Abrams Inc.,Publishers. New York, USA. 1972.

5 . Zerty, T.K. y Williams, T.I., A short history of technology. Oxford UniversityPress. England. 1960.

6 . Plummer H.C., Brick and Tile engineering, Structural, Clay Products Institute,Washington D.C., U.S.A. 1950.

7 . ASTM. Masonry: Past and Present. STP 589, Ameritan Society for testingMaterials. Philadelphia, PA. U.S.A. 1969.

8 . Salvat Mexicana Editores, S.A. Historia de Mxico Tomos 1-4, Mxico, 1974.

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D. VASCON

CPA

CAPTU LO 2

M A T E R I A L E SICELOS T. SNCHEZ,

ONSTRUCTIVOS,RA VIVENDA D EMAMPOSTERA

0. DE LA TORRE

MATERIALES

Daro Vasconcelos y Toms Snchez

INTRODUCCIN

E n este captulo se presentan las principales caractersticas de los materialesque con mayor frecuencia se utilizan para la construccin de mamposterapara vivienda. Se presentan algunas recomendaciones prcticas para su uso, yse incluyen algunas referencias tiles para profundizar en el estudio del tema.

Las propiedades mecnicas de la mampostera son ms variables y difcilesde predecir que las de otros materiales estructurales como el concreto reforzado oel acero. Esto es debido al poco control que se tiene sobre las propiedades de losmateriales componentes y sobre los procedimientos de construccin empleados.As, el comportamiento estructural de la mampostera, ha sido objeto de unaamplia gama de estudios experimentales y analticos, que han dado comoresultado la elaboracin de normas para el control de calidad de los elementosque la constituyen as como para el diseo y construccin del productocompuesto.

1. PROPIEDADES DE LOS MATERIALES COMPONENTES

1 .l UNIDADES 0 PIEZAS

El componente bsico para la construccin de mampostera es la unidad opieza que por su origen puede ser natural o artificial. Las unidades de piedranatural se utilizan sin labrar o labradas. En Mxico suelen distinguirse lossiguientes tipos de mampostera de acuerdo con la forma en que ha sido labradala piedra natural (Figura 1).

a) Mampostera de primera. La piedra se labra en paraleleppedos regularescon su cara expuesta de forma rectangular. Las unidades de piedra de estetipo reciben el nombre de sillares.

Consultor en Estructuras de Mampostera para Vivienda de Inters Social en varios Organismos y DependenciasOf i c i a l es .

2 Subdirector de Capacitacin TBcnica, Centro Nacional de Prevencih de Desastres.

1 9

CAPTULO 2 . 1

b) Mampostera de segunda. La piedra se labra en paralelepdedos de formavariable siguiendo la configuracin natural con que llega de la cantera.

c) Mampostera de tercera. La piedra se utiliza con la forma irregular con quellega de la cantera, aunque procurando que la cara expuesta seaaproximadamente plana.

Mampostera deprimera

Mampostera de Mampostera desegunda tercera

Figura 1. T ipos de mampostera de piedras naturales.

Las piedras utilizadas tienen propiedades muy variables. En la Tabla 1 se dancaractersticas aproximadas de algunas piedras comnmente usadas en laconstruccin.

Tabla 1. Propiedades mecnicas de piedras naturales.

1.2 PIEDRAS ARTIFICIALES

Existe una gran variedad de piedras artificiales que se utilizan en laconstruccin. Estas difieren entre s tanto por la materia prima utilizada, como porlas caractersticas geomtricas de las piezas y por los procedimientos defabricacin empleados (Figuras 2 y 3) las materias primas ms comunes son elbarro, el concreto, con agregados normales o ligeros, y la arena con cal. Losprocedimientos de construccin son muy variados: desde los artesanales(Figura 4) como el cocido en horno para los tabiques comunes, hasta losindustrializados (vibro-compactacin, para los bloques de concreto, y extrusinpara el bloque hueco de barro). La forma es prismtica pero con distintasrelaciones entre las dimensiones.

2 0

Bloques paramuros lisos

Decorama Trapecio Achurado

Vibro adobe Agregado expuesto Muro piedrh Seorial

Figura 2. Piezas en relieve para mampostera.

0

Esquina Tipo enteroA x B x C

Tipo medioA x B x C

Tipo U Tipo columna

A x B x C

10x20x4012x20~4015x20~4020x20~40

10x20x2012x20~4015x20~4020x20~40

12x20~4015x20x40

12x20~4012x20x2015x20x4015xzoxzo20x20~4020x20x20

20x20~4022x20~4025x20~4030x20x40

Figura 3. Dimensiones y tipos de bloque de concreto.

21

CAPTULO 2 . 1

Figura 4. Procedimientos artesanales para laproduccin de tabique de barro recocido.

Las piezas usadas en los elementos estructurales de mampostera deberncumplir requisitos generales de calidad, especificados por la Dileccin General deNormas de la Secretara de Comercio y Fomento Industrial para cada material. Enparticular debern aplicarse las siguientes normas.

C-6 Ladrillos y bloques cermicos de barro, arcilla o similares.

c-10 Bloques, ladrillos o tabiques y tabicones de concreto.

c-404 Bloques, tabiques, ladrillos y tabicones para uso estructural.

Las Normas Tcnicas Complementarias para Diseo y Construccin deEstructuras de Mampostera (NTCM, referencia 1) proporcionan resistencias acompresin (P,) y a cortante (v*) para las mamposteras construidas con lassiguientes piezas:

4

4

cl

d)

e)

Tabique de barro recocido (arcilla artesanal maciza).

Bloque de concreto tipo A (pesado, bloque arena-cemento).

Tabique de concreto, f*, > 80 kg/cm2fabricado con arena slica y peso volumtrico no menor de 1500 kg/m3.

Tabique con huecos verticales, f*, > 120 kg/cm2con mlacibn Brea neta-bruta no menor de 0.45 (arcilla industrializada hueca).

Piedras naturales (piedra braza, para cimientos de mampostera).

Actualmente, en la construccin de vivienda se utilizan tambin los siguientesmateriales:

l Bloque silico calcreo, compuesto de arena slica y cal hidratada, cocido enautoclaves bajo vapor y presin

22

MATERIALES

l Bloque de concreto celular (concreto ligero).

l Paneles estructurales (alma de alambre con poliestireno, y recubrimiento demortero en las dos caras).

l Concreto laminado (tabletas de cemento reforzado con fibras sintticas).

El inciso 3.6 de las NTCM dice: Cualquier otro tipo de refuerzo o demodalidad constructiva a base de mampostera deber ser avalado por evidenciaexperimental y analtica que demuestre, a satisfaccin del Departamento, quecumple con los requisitos de seguridad estructural establecidos por el reglamentoy estas normas.

De acuerdo con la Norma Mexicana NMX-C-404 y con la NTCM, las piezaspara uso estructural pueden ser macizas (cuya rea neta debe ser igual o mayor al75% de su rea total), o con huecos verticales u horizontales (rea neta menor al75% de su rea total, pero mayor al 40%).

Para las piezas huecas el espesor mnimo de las paredes exteriores ser de2 cm. Para piezas huecas con 2 hasta 4 celdas, el espesor mnimo de lasparedes interiores deber ser de 1.3 cm. Para piezas multiperforadas conperforaciones de las mismas dimensiones y cuya distribucin sea uniforme, elespesor mnimo de las paredes interiores ser de 0.7 cm (referencia 4).

La resistencia de las piedras artificiales se determina por el ensaye de unapieza. Particularmente importante es la esbeltez de la pieza que influye en larestriccin al desplazamiento lateral proporcionada por las cabezas de la mquinade ensaye. La forma irregular de las piezas impide muchas veces definir suresistencia real sobre el rea neta del material. Por esto es usual definir laresistencia sobre el rea bruta, es decir, el rea dada por las dimensionesexteriores.

La Tabla 2 proporciona caractersticas representativas de las propiedadesmecnicas de las piezas de uso ms frecuente. La tabla da rangos de valores depesos volumtricos medios, resistencias medias a compresin y coeficientes devariacin de las resistencias obtenidas de muestras de piezas fabricadas pordistintos productores (referencia 2). Puede apreciarse que incluso para un tipodado de piedra existen variaciones grandes en las resistencias promedio y en elcontrol de calidad, reflejado por los coeficientes de variacin, de los productos dediversa procedencia. An cuando estos datos se obtuvieron en la dcada de los70, es preocupante encontrar en la actualidad, para algunas piezas, valoressimilares o mayores de coeficientes de variacin.

Dos materiales no mencionados en la tabla, pero de gran importancia, son eladobe y el tabique de suelo-cemento. El adobe es un material de granimportancia en el medio rural. Se trata de un tabique de barro sin cocer, mezcladocon fibras de distinfos tipos (estircol, paja, hojas, etc.) y secado al aire libre. Suresistencia es del orden de 15 kg/cm*. El tabique suelo-cemento es un materialque parece de inters por su bajo costo. Se fabrica mezclando suelos de ciertascaractersticas con cemento Portland.

23

CAPTULO 2 . 1

Tabla 2. Caractersticas tpicas de algunas piedras artificiales (referencia 2).

Tabique rojo de barro recocido

Tabique extrudo perforadover t ica lmente

Tabique extrudo macizo

Tabique extrudo, huecoshorizontales

Bloques de concretoLigeroIntermedio

35-115 10-30 1.30- 1.50

150 -430 11 -25 1.65 1.96-310 570- 15-20 1.61 2.06-150-400 l l -26 1.66 - 2.20

375 - 900 5 - 1 6 1.73-2.05

75 - 80 13 - 18 1.25 - 1.3250 - 80 16-30 1.69- 1.78

20-50 lo-26 0.95 - 1.2120 - 80 7 - 2 9 1.32 - 1.70

Pesado 70 - 145 7 - 2 8 1.79-2.15

Tabicn 45-120 l l - 3 5 1.05 - 1.6

Sil icio Calcreo 175-200 l l - 1 5 1 79

Segn la NMX C-404, las piedras artificiales que se utilizan con finesestructurales se clasifican en tabiques, bloques y tabicones, y deben tener lassiguientes caractersticas:

Tabique: . ..fabricado de forma prismtica con arcillas comprimidas o extrudas,mediante un proceso de coccin o de otros materiales con procesos diferentes.Las dimensiones nominales mnimas deben ser 5 cm de alto, 10 cm de ancho y 19cm de largo sin incluir la junta de albailera.

Bloque: ...fabricado por moldeo del concreto y/o de otros materiales, puede sermacizo o hueco. Las dimensiones nominales de las piezas deben basarse en elmdulo de 10 cm en mltiplos o submltiplos, estando incluida la junta dealbailera de 1 cm de espesor. Sus dimensiones mnimas deben ser de 10 cm dealtura, 10 cm de ancho y 30 cm de largo. Las dimensiones de la pared deben serde 2.5 cm como mnimo.

Tabicn: . ..fabricado de concreto u otros materiales. Las dimensiones nominalesmnimas deben ser de 6 cm de alto, 10 cm de ancho y 24 cm de largo. Se incluyela junta de albailera.

En la norma antes mencionada se indica adems que en localidades donde secuente con un reglamento de construccin, cuya vigencia sea posterior a lossismos de 1985, y que contenga disposiciones de diseo sismorresistente paraestructuras de mampostera, regirn las disposiciones estipuladas en dichoreglamento referentes a los requisitos de dimensiones nominales mnimas, reasnetas mnimas y espesores mnimos de paredes de piezas macizas y huecas. Encaso contrario regirn las especificaciones de la NMX C-404. Dicha norma indicavalores de resistencia mnima a la compresin para las piezas de mamposteraque se utilizan con fines estructurales. Estos valores son de 60 kg/cm2 parabloques y tabiques recocidos y de 100 kg/cm2 para tabique extrudo con huecovertical y tabicones.

2 4

MATERWES

1.3 LOS MORTEROS

Los morteros son mezclas plsticas aglomerantes que resultan de combinararena y agua con un material cementante que puede ser cemento, cal, o unamezcla de estos materiales.

Las principales propiedades de los morteros son: su resistencia a lacompresin y tensin, adherencia con la piedra, mdulo de elasticidad,trabajabilidad, rapidez de fraguado, e impermeabilidad. Otra caractersticaimportante es su retencin de agua, es decir, su capacidad para evitar que lapieza absorba el agua necesaria para el fraguado del mortero. El ndice deresistencia generalmente aceptado es la resistencia a compresin, obtenida segnla NMX C61 mediante el ensaye de muestras cbicas de 5 cm de lado.

Las propiedades mecnicas de los morteros son muy variables y dependenprincipalmente del tipo de cementante utilizado y de la relacin arena/cementante.Los morteros a base de cal, son de baja resistencia a compresin, del orden de1 a 10 kg/cm*, por lo cual en las NTCM se descarta el uso de la cal como nicocementante del mortero en elementos que tengan funcin estructural. Las mezclasque se obtienen son muy trabajables, de fraguado lento y con buena retencin deagua. El fraguado lento es favorable ya que permite preparar una mezcla paratoda una jornada de trabajo, sin embargo una desventaja importante se refiere aque la resistencia de la mampostera se desarrolla lentamente.

Los morteros de cemento tienen resistencias a la comprensin mucho msaltas que los de cal entre 40 y 200 kg/cm*. El mdulo de elasticidad vara entre10,000 y 50,000 kg/cm* y el peso volumtrico es de aproximadamente 2.1 ffm3

Estos morteros son de fraguado rpido; una mezcla puede usarse comomximo 40 a 60 minutos despus de fabricada. Son menos trabajables que los decal y su retencin de agua es menor que en los morteros de cal. Los morteros deyeso tienen resistencias muy bajas, fraguado muy rpido y slo se usan enmodalidades constructivas especiales.

Los morteros que contienen ms de un material cementante se conocen comomixtos. En la prctica prevalecen los morteros elaborados con cemento y cal yaque renen ventajas de los dos materiales, dando lugar a mezclas de buenaresistencia y trabajabilidad. Tambin se usan ampliamente los cementantespremezclados, como los llamados cementos de albailera que contienencemento, cal y aditivos plastificadores.

Para fines estructurales, la relacin arena a cementante recomendable debeestar entre 2.25 y 3 ya que se obtienen as mezclas de buena resistencia, buenaadherencia con la piedra y baja contraccin. La variabilidad en la resistencia quese obtiene para un proporcionamiento dado es considerable, debido a que ladosificacin se hace por volumen y sin controlar la cantidad de agua. El coeficientede variacin se encuentra entre 20 y 30%.

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CAPfTULO 2 . 1

Las NTCM especifican que debe utilizarse la mnima cantidad de agua que decomo resultado un mortero fcilmente trabajable. Adems, en su inciso 5.1.2menciona las siguientes recomendaciones para el mezclado del mortero.

La consistencia del mortero se ajustar tratando de que alcance la mnimafluidez compatible con una fcil colocacin. Los materiales se mezclarn en unrecipiente no absorbente, prefirindose, siempre que sea posible un mezcladomecnico. El tiempo de mezclado una vez que el agua se agrega, no debe sermenor de 3 minutos.

Remezclado. Si el mortero empieza a endurecerse, podr remezclarse hastaque vuelva a tomar la consistencia deseada agregndole agua si es necesario.Los morteros a base de cemento normal debern usarse dentro de un lapso de 2.5horas a partir del mezclado inicial.

En la Tabla 3 se muestran algunos proporcionamientos recomendados para suempleo enobtenerse.

Tabla 3.

elementos estructrales y las resistencias mnimas que deben

Proporcionamientos recomendados para mortero en elementosestructurales (referencia 1)

* El volumen de arena se medir en estado suelto

Diversas investigaciones han demostrado que la adherencia entre el mortero ylas piezas de mampostera es de naturaleza mecnica. Cuando el mortero sepone en contacto con la pieza de mampostera, sta succiona lechada quepenetra por los poros capilares de la pieza, que al cristalizar forma la trabaznmecnica, que es la base de la adhesin entre ambos elementos. Este fenmenoser incrementado tanto por el aumento de la rugosidad superficial en la cara deasiento de la unidad, como por la presencia de cavidades o alvolos en la mismacara (referencia 8). En la Figura 5 se muestra en forma esquemtica el procesoantes descrito. Ntese que en la pieza inferior se desarrolla por la naturaleza delproceso constructivo, una mayor adherencia con respecto a la pieza superior quesucciona menos lechada. Para minimizar este efecto e incrementar la adherenciase puede optar por uno o ms de los siguientes procedimientos:

a) Proveer juntas de mortero gruesas, de manera que la succin de agua porla unidad de abajo no alcance a afectar la disponible para la de arriba. Laconsecuencia de este procedimiento es la reduccin de la resistencia a la

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MATERIALES

compresin de la mampostera.

b) Reducir la succin en el momento del asentado de la pieza cuando estasuccin es elevada. Esto implica humedecer la unidad, incorporando unfactor ms de variabilidad difcilmente controlable.

c) Aumentar la consistencia del mortero (aumentando la cantidad de agua enel mismo) o aumentando su retentividad,3 por ejemplo, aadiendo cal en ladosificacin del mortero Sin embargolimitaciones.

1. Pieza

unidad de mampostera conpropiedades absorbentes

4. Se coloca launidad de amba

el mortero est ms seco, launidad de arriba succionamenos agua y menossolubles del cemento que lad e a b a j o

2. Mortero

m e z c l a d e cementante ,arena y agua

5. fraguado delcemento

se forman cristales en losporos de las piezas, estosson mayores y mhsprofundos abajo que ar r iba

estas posibilidades tienen

3. Se coloca el mottem sobrela unidad de abajo

e l agua de l mo r te ro essuccionada preferentementepor la p ieza de aba jo

6. En un ensaye de tensibn,

se r o m p e l a in te r facemofiero-unidad de arriba

Figura 5. Mecnica de la adherencia entre piezas y mortero (referencia 8).

En las Figuras 6 y 7 se muestra de manera general, el efecto de diferentesparmetros en la adherencia medida en ensayes a tensin. Se observa que ,existeun rango de succin de la pieza al momento de la colocacin del mortero queflucta entre los 10 y 40 gramos, en donde la adherencia es mxima. Por otraparte, los proporcionamientos elevados de cal y arena reducen la adherencia alreducirse la concentracin de cementante, material que provee los cristalesnecesarios para la trabazn en la interface. Si se demora la colocacin de la piezase permite adems de que el agua se evapore, que la pieza de abajo extraiga del

Cualidad del mortero que mide su consistencia o fluidez durante su colocacin, cuando entra en contacto con superficiesabsorbentes.

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CAPTULO 2 . 1

mortero una mayor cantidad de agua disminuyendo la incrustacin de cristales enla interface superior. Obviamente si se retira una pieza asentada se pierdetotalmente su adherencia, si se bambolea la pieza al asentarla, se reduce estapropiedad, y si se ejerce presin en la colocacin o asentado de la pieza semejora la adherencia.

0 . 1

I I

0 1 2 3Tiempo entre la colocacin del mortero y el asentadode la unidad de arriba (minutos)

Figura 6. Variacin de la adherencia con respecto de la demorade asentado de la pieza superior (referencia 8)

0.6

.gt2 0.3t!Ga

0.2

0 20 40 60 60 100 120

Figura 7. Efecto de la succin de las piezas en la adherencia paradiferentes proporcionamientos del mortero (referencia 8).

2 8

1.4 ACERO DE REFUERZO

De acuerdo con el inciso 2.3 de las NTCM, el refuerzo que se emplee encastillos, y dalas y/o elementos colocados en el interior del muro, estarconstituido por:

a)

b)

cl

d)

el

Barras corrugadas que cumplan las especificaciones NMX B6 y NMXB294.

Malla soldada de alambre liso de acero que cumpla con lasespecificaciones B290.

Alambres corrugados laminados en fro que cumplan con la norma NMXB72.

Alambre liso de acero estirado en fro para refuerzo de concreto NMXB253.

Armaduras soldadas por resistencia elctrica de alambre de acero paracastillos y dalas, que cumplan con la norma NMX B456.

Se admitir el uso de barras lisas nicamente en estribos, en mallaselectrosoldadas o en conectores. Se podrn utilizar otros tipos de acero siempre ycuando se demuestre a satisfaccin del Departamento su eficiencia como refuerzoestructural.

Para el refuerzo que debe colocarse como refuerzo interior en juntas o enhuecos de las piezas es recomendable emplear la mayor cantidad de barras yalambres de pequeo dimetro para asegurar un recubrimiento adecuado yfacilitar el correcto llenado de los espacios donde se coloca el refuerzo. El tipo deacero que se utiliza en la mampostera confinada y en la mampostera conrefuerzo interior, no difiere del empleado en el concreto reforzado.

La utilizacin en la junta de mortero, de barras y alambres de dimetropequeo, ha demostrado que la utilizacin del refuerzo en la junta mejora laresistencia al cortante, reduce el ancho de grietas y proporciona una mayorcapacidad de deformacin ante fuerzas laterales (referencias 9 ylO)

El refuerzo en la junta de mortero debe hacerse, necesariamente, conalambres delgados cuyo dimetro no exceda la mitad del espesor nominal de lajunta, o con armaduras de refuerzo prefabricadas. En ambos casos el alambrepuede ser liso o corrugado Los dimetros de acero de refuerzo ms usados parala construccin de vivienda se muestran en la Tabla 4.

Con la idea de lograr una mayor economa y versatilidad en la ejecucin de laobra, se han producido adems de barras de alta resistencia (fy = 6000 kg/cm2),elementos prefabricados de acero, tales como castillos con resistencias a lafluencia de 5000 y 6000 kg/cm2,y en las dimensiones ms comnmente usadas,mallas soldadas con fy= 5000 kg/cm2, lisas o corrugadas con dimetro de alambrede 3.4, 4.1, 4.9, 5.7 y 6.4 mm, y armadura con fy = 5000 y 6000 kg/cm2, cuyaaplicacin principal es para losas de vigueta y bovedilla (vase Tabla 5).

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c A P 1 U L 0 2.1

Tabla 4. Caractersticas de barras de refueno comnmente usadas para laconstruccin de vivienda.

Tabla 5. Caractersticas de barras de refuerzo de alta resistencia.

4.0 5132 0.12 0.10 6000

4.8 3116 0.18 0.14 6000Corrugada B-72

6.4 ll4 0.32 0.25 6000

7.9 5116 0.49 0.39 6000

Cabe mencionar que tanto la fabricacin de alambre, barras, mallas yarmaduras deben cumplir entre otras, con las siguientes Normas Mexicanas:

B-72 Alambre corrugado de acero, laminado en fro para refuerzo deconcreto

B-253 Alambre liso de acero, estirado en fro para refuerzo de concreto

B-290 Malla soldada de alambre liso de acero, para refuerzo de concreto

1.5 CONCRETO

Con el fin de lograr la integracin del acero de refuerzo con la mampostera loshuecos de las piezas se llenan con concreto, el cual, para poder ser vaciado, debetener una elevada fluidez. El nombre en ingls que se refiere a este concreto esgrout. Una de las primeras traducciones de este trmino al idioma castellano fuelechada de cemento, acepcin que no contempla la posibilidad de que el groutcontenga, como es necesario para muchas de sus aplicaciones, agregados finos ygruesos. Actualmente, los trminos que expresan con mayor propiedad de qu setrata son: para grout sin agregados, lechada de cemento, y, para grout conagregados, concreto lquido.

En las construcciones de mampostera reforzada se busca que el concretolquido tenga una elevada trabajabilidad. As una medida recomendable derevenimiento es de 20 cm. Esta condicin demanda contenidos de agua elevadossin producir segregacin de los materiales, con relaciones aguakemento de entre0.8 y 1.2. Podra pensarse que al tener relaciones tan altas, el producto final serde escasa resistencia; sin embargo al colocar el concreto en los huecos de las

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MATERIALES

piezas, stas, son muy absorbentes, y retirarn gran parte del exceso de agua,modificando la relacin aguakemento del concreto a valores del orden de 0.6. Laconsi