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Materiales de Construcción
Capítulo 1: Marco Teórico
ING. Gabriel Ordoñez
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01
1
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE CIVIL
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN
ING. GABRIEL ORDOÑEZ
CAPITULO No. 1
MARCO TEORICO DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
Marvin Haroldo Reinoso García 2009-15595
José Eduardo Osoy Bautista 2009-14999
Oscar Adolfo Sincal 2009-15669
Luis Fernando Ibáñez Azurdia 2009-15247
Otto Gian Carlo Urbina Castro 2009-24827
Sección “Q”
GUATEMALA, 29 DE MARZO DEL 2011
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 2
INTRODUCCION
Los morteros son de gran uso en el mundo de la construcción, por lo que dentro
del contenido de los Materiales de Construcción no se puede obviar este tema.
Los morteros poseen gran cantidad de características y propiedades, las cuales
algunas veces son obviadas por ser un material que constituye un bajo volumen
de la unidad total de mampostería, pero que sin embargo, el mortero aporta
grandes características.
Es preciso el análisis y estudio del mortero, puesto que es un material compuesto,
y tales componentes deben encontrarse en condiciones trabajables y utilizables
para obtener un mortero de calidad.
Es por esto que se estudia el diseño de los morteros, conociendo el desempeño
teórico que este alcanzara al momento de ser sometido a esfuerzos de trabajo
mediante el ensayo normado de este material.
De esta manera se presenta una investigación sobre un tema tan vasto, y del cual
los estudiantes de ingeniería desean analizar en el campo de trabajo de
Guatemala.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 3
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Conocer el funcionamiento y utilidades apropiadas de materiales
estrictamente para el uso de mampostería.
OBJETIVO ESPECIFICO
Determinar si los materiales de mampostería son de buena calidad siempre
regidos por normas COGUANOR y ASTM.
Conocer las propiedades mecánicas y características físicas de los
materiales de mampostería que se utilizan en obra.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 4
INDICE
Contenido Pagina Introducción................................................................................................................. 2 Obejetivoso................................................................................................................ 3 Indice......................................................................................................................... 4 Marco Teorico............................................................................................................ 5 Elementos de Mampostería Fabricados en el Medio.............................................. 5 -Bloques de Hormigón....................................................................................... 5 -Ladrillos de Barro cosido.................................................................................. 6 -Rocas Naturales............................................................................................... 10 Propiedades Mecánicas de los diferentes elementos de mampostería................. 11 -Ladrillos de Barro Cosido................................................................................. 11 *Resistencia a la Compresión.................................................................... 11
*Módulo de Elasticidad.............................................................................. 12 *Resistencia al Cortante............................................................................. 13
*Absorción................................................................................................. 14 *Durabilidad............................................................................................... 14 Propiedades mecánicas de rocas naturales........................................................... 15 Morteros para Unidades de Mampostería.............................................................. 16 -Significado y funciones..................................................................................... 16 -Diferencias Mortero-Concreto.......................................................................... 16 Propiedades de los Morteros.................................................................................. 17 -Morteros en Estado Plasticos........................................................................... 17 *Trabajabilidad........................................................................................... 17 *Fluidez...................................................................................................... 18 *Retención de agua.................................................................................... 19 -Morteros en Estado Solido................................................................................ 19 *Adherencia................................................................................................ 19 *Extensibilidad y flujo plástico.................................................................... 20 *Resistencia a la Compresión.................................................................... 21 -Compasión y su Efecto sobre las Propiedades del Mortero............................ 21 *Materiales cementantes............................................................................ 21 -Agreagados...................................................................................................... 22 *Agua.......................................................................................................... 22 *Aditivos...................................................................................................... 23 -Valores indicativos para el diseño de morteros de uso en mampostería........... 23 *Normas para materiales a utilizar en morteros.......................................... 25 *Tipos de mortero para mampostería.......................................................... 25 *Selección del tipo de mortero según su uso.............................................. 27 Topos de Morteros utilizados en Guatemala............................................................ 28 -Mortero para levantado..................................................................................... 28 -Morteros para recubrimiento y acabados.......................................................... 29 Toma de Muestras del Mortero Fresco.................................................................... 30 -Toma de muestras al suministro del mortero fresco (control de recepción)...... 30 -Mortero industriales semí-terminados............................................................... 31 -Morteros hechos “in-situ”................................................................................... 31 -Informe de la toma de muestra........................................................................... 31 Ensayos para Morteros............................................................................................. 32 -En estado Plástico............................................................................................. 32 *Flujo y trabajabilidad en morteros............................................................. 32 -Normas aplicables................................................................................ 32 *Retención de Agua.................................................................................... 33
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 5
-Normas aplicables................................................................................. 34 *Masa Unitaria............................................................................................ 34 -Normas aplicabales.............................................................................. 35 *Velocidad de endurecimiento mediante el método de la resistencia a la penetración...................................................................... 35 -Normas aplicables................................................................................ 35 -En estado de Endurecido.................................................................................. 36 *Resistencia a la compresión...................................................................... 36 -Normas aplicables................................................................................ 37 *Resistencia a la tensión............................................................................. 37 -Normas aplicables................................................................................ 38 *Adherencia................................................................................................ 38 Ensayos Para Muros de Mampostería..................................................................... 38 -Resistencia a la Compresión............................................................................. 38 -Resistencia al Cortante...................................................................................... 39 Conclusiones............................................................................................................ 41 Glosario.................................................................................................................... 42 Bibliografia................................................................................................................ 44 Anexos...................................................................................................................... 45 -Norma ASTM C-91 (contenido de agua)............................................................ 45 *Objeto........................................................................................................ 45 *Principio del método.................................................................................. 45 *Aparato...................................................................................................... 45 *Procedimiento............................................................................................ 46 *Determinación de Consitencia................................................................... 46 *Determinación del agua retenida............................................................... 47 *Expresión de los resultados...................................................................... 47 -Norma ASTM C-91 (Contenido de aire).......................................................... 48 *Objeto........................................................................................................ 48 *Campo de aplicación................................................................................. 48 *Principio del método.................................................................................. 48 *Aparato....................................................................................................... 48 *Procedimiento............................................................................................ 49 *Determinación del flujo.............................................................................. 49 *Determinación de la masa del Mortero...................................................... 50 *Expresión de los resultados...................................................................... 50 *Informes de la prueba............................................................................... 51 -Norma ASTM C-109.......................................................................................... 52 *Procedimiento............................................................................................ 52 *Moldeado de cubos................................................................................... 53. *Almacenamiento de los Moldes................................................................ 53 *Determinación del esfuerzo de compresión.............................................. 53 *Calculos..................................................................................................... 54 -Noma ASTM C-270........................................................................................... 56 *Recomendaciones para la selección del tipo de mortero.......................... 58 -Especificaciones IS-4098 (indú)........................................................................ 59
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 6
MARCO TEORICO
ELEMENTOS DE MAMPOSTERIA FABRICADOS EN EL MEDIO
Bloques de hormigón
Un bloque de hormigón (block) es un mampuesto prefabricado, elaborado con hormigones
o morteros de cemento, utilizado en la construcción de muros y paredes.
En general, se emplea como sustituto del ladrillo debido a que es más económico y
proporciona un mayor avance en los levantados de muros en obra. En Guatemala, es un
material de uso común en la mayoría de construcciones en el interior de la república y en
algunos lugares del área metropolitana. Los bloques tienen forma prismática, con
dimensiones normalizadas, y suelen ser esencialmente huevos. Sus dimensiones
habituales en centímetros son 10x20x40cm, 20x20x40cm y 15x20x40cm.
1. Proceso de fabricación
Los bloques se fabrican vertiendo una mezcla de cemento, arena y
agregados pétreos (normalmente calizos) en moldes metálicos, donde
sufren un proceso de vibrado para compactar el material. Es habitual el
uso de aditivos en la mezcla para modificar sus propiedades de resistencia,
textura o color.
2. Tipos
Al ser un material prefabricado, pueden existir tantos modelos de bloque de
hormigón como fabricantes existan en el mercado. Se enumeran aquí las
tipologías más representativas.
1. De gafa son el modelo más común. Deben ser posteriormente
revestidos con algún tratamiento superficial (normalmente enlucidos
en paramentos interiores, y enfoscados en los exteriores). También
se emplean con los huecos en horizontal, para crear celosías que
no impidan totalmente la visión o el paso de aire con el exterior.
2. Multicamara sus huecos interinos están compartimentados.
Estos bloques se utilizan frecuentemente cuando se pretende
construir una pared de una sola hoja. Las divisiones internas aíslan
el aire en distintas cámaras, por lo que aumentan el aislamiento de
la pared. Son similares en concepto a los bloques de termoarcilla.
3. De carga son más macizos, y se emplean cuando el muro tiene
funciones estructurales (esto es: cuando soporta el forjado superior)
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4. Armados diseñados como encofrado perdido de muros macizos
de hormigos. Presentan rebajes interiores para apoyar las
armaduras de acero.
5. Cara vista son bloques con al menos una de las caras
especialmente preparadas para no precisar revestimiento.
6. En “U” se emplean como zunchos para cubrir cantos de forjado, o
para crear dinteles.
La calidad de una roca artificial depende de los materiales que lo conforman y tienen
tantas aplicaciones como se requiera. En la actualidad se utiliza para la fabricación de
bloques de construcción de muros o como elementos decorativos o de división. Los
bloques de concreto, por lo común son de dimensiones mayores que las de los ladrillos
cerámicos, pueden ser macizos o huecos y su fabricación puede ser a mano o con
máquinas. Dependiendo del fabricante es posible encontrar una gran gama de tamaños
y formas, tanto en piezas huecas como macizas.
Ladrillos de barro cocido
Un ladrillo es una pieza cerámica, generalmente octaédrica, obtenida por molde, secado y
cocción a altas temperaturas de una pasta arcillosa, cuyas dimensiones suelen ser
aproximadamente 24x11.5x6cm se emplea en albañilería para la construcción de muros,
tabiques, tabicones, etc.
Los ladrillos y/o tabiques de barro recocido se clasifican entre los materiales que se
obtienen mediante la cocción de arcillas naturales previamente moldeadas o materiales
cerámicos extruidos. El arte de la cerámica es una de las actividades más antiguas del
mundo, nació con la elaboración de diversos objetos de arcilla, como recipientes, piezas
de ornato. Así con el paso del tiempo surgieron los materiales de construcción
ofreciendo grandes ventajas.
Dentro de los productos utilizados en la construcción se tiene como uno de los más
antiguos la pasta de arcilla mezclada con arena y paja secada simplemente al sol y que
en la actualidad se le conoce como adobe y otro que es la mezcla con agua o varias
clases de arcilla sometidas después al fuego. Las arcillas utilizadas para la fabricación
de productos cerámicos pertenecen a dos grandes grupos: arcillas micáceas y arcilla
caolìticas, que son más puras. Con frecuencia se añaden a las arcillas otros materiales
que mejoran el producto como son: desengrasantes como la arena cuarzosa, cuarcita,
bauxita y fundentes como alquitrán, grafito y colorantes.
El tabique es toda pieza destinada a la construcción de muros, por lo general es de forma
octaédrica, fabricado por la cocción de la arcilla y otros materiales. En la actualidad
existen tabiques macizos
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 8
Reseña histórica sobre el uso del ladrillo el uso del ladrillo como elemento constructivo,
se conoce desde la antigüedad. Así, la palabra actual que se emplea para designar el
adobe proviene del termino egipcio dbt “ladrillo de barro crudo”. La materia prima para
la conformación y elaboración de ladrillos es la arcilla.
Los ladrillos como elementos constructivos la arcilla con la que se elabora los ladrillos es
un material sedimentario de partículas muy pequeñas de silicatos hidratados de alúmina,
además de otros minerales como el caolín, la montmorillonita y la illita. Se considera el
adobe como el precursor del ladrillo, puesto que se basa en el concepto de utilización de
barro arcilloso para la ejecución de muros, aunque el adobe no experimenta los cambios
físico-químicos de la cocción. El ladrillo es la versión irreversible del adobe, producto de
la cocción a altas temperaturas.
Geometría su forma es la de un prisma rectangular, en el que sus diferentes dimensiones
reciben el nombre de soga, tizón y grueso siendo la soga su dimensión mayor. Así
mismo, las diferentes caras del ladrillo reciben el nombre de tabla, canto y testa. Por lo
general, la soga es del doble de longitud que el tizón o más exactamente, dos tizones más
una junta, lo que permite combinarlos libremente. El grueso por el contrario, puede no
estar modulado. Existen diferentes formatos de ladrillos, por lo general de un tamaño
que permita manejarlo con una mano. En particular, destacan el formato métrico, en el
que las dimensiones son 24x11.5x5.25/7/3.5cm (nótese que cada dimensión es dos veces
la inmediatamente menor más 1 cm de junta) y el formato catalán de dimensiones
29x14x5.2/7.5/6 cm y los más normalizados que miden 25x12x5 cm. Actualmente
también se utilizan por su gran demanda dado su reducido coste en obra, medidas de
50x24x5 cm.
Tipos de ladrillos:
Según su forma los ladrillos se clasifican en:
1. Ladrillo perforado que son todos aquellos que tienen perforaciones en la
tabla que ocupen más del 10% de la superficie de la misma. Muy popular
para la ejecución de fachadas de ladrillo visto.
2. Ladrillo macizo aquellos con menos de un 10% de perforaciones en la
tabla. Algunos modelos presentan rebajen en dichas tablas y en las testas
para ejecución de muros sin llagas.
3. Ladrillo tejar o manual, simulan los antiguos ladrillos de fabricación
artesanal, con apariencia tosca y caras rugosas. Tienen buenas
propiedades ornamentales.
4. Ladrillo aplantillado un ladrillo aplantillado es aquel que tiene un perfil
curvo, de forma que al colocar una hilada de ladrillo, generalmente a
sardinel, forma una moldura corrida. El nombre proviene de las plantillas
que utilizaban los canteros para labrar las rocas, y que se utilizan para dar
la citada forma al ladrillo.
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 9
5. Ladrillo hueco, son aquellos que poseen perforaciones en el canto o en la
testa que reducen el volumen de material empleado en ellos. Son los que
se usan para tabiquería que no vaya a sufrir cargas especiales. Pueden
ser de varios tipos:
Rasilla: su grueso y su soga son mucho mayores que su tizón. Sus
dimensiones habituales son 24x11.5x2.5
Ladrillo hueco simple: posee una hilera de perforaciones en la testa.
Ladrillo hueco doble: posee dos hileras de perforaciones en la testa.
6. Ladrillo cara vista son aquellos que se utilizan en exteriores con un
acabado especial.
7. Ladrillo refractario se coloca en lugares donde debe soportar gran
cantidad d calor, como hornos o chimeneas.
Usos
Los ladrillos son utilizados en construcción en cerramientos, fachadas y particiones. Se
utiliza principalmente para construir muros o tabiques. Aunque se pueden colocar a
hueso, lo habitual es que se reciban con mortero. La disposición de los ladrillos en el
muro se conoce como aparejo, existiendo gran variedad de ellos.
Aparejos
Aparejo es la ley de taba o disposición de los ladrillos en un muro, estipulando desde las
dimensiones del muro hasta los encuentros y los enjarjes, de manera que el muro suba de
forma homogénea en toda la altura del edificio. Algunos tipos de aparejo son los
siguientes:
1. Aparejo a sogas los costados del muro se forman por las sogas
del ladrillo, tiene un espesor de medio pie (el tizón) y es muy
utilizado para fachadas de ladrillo cara vista.
2. Aparejo a tizones o a la española en este caso los tizones forman
los costados del muro y su espesor es de 1 pie (la soga). Muy
utilizado en muros que soportan cargas estructurales (portantes)
que pueden tener entre 12.5 y 24 cm colocados a media asta o
soga.
3. Aparejo ingles en este caso se alternan hiladas en sogas y en
tizones, dando un espesor de 1 pie (la soga). Se emplea mucho
para muros portantes en fachadas de ladrillo cara vista. Su traba
es mejor que el muro a tizones pero su puesta en obra es más
complicada y requiere mano de obra más experimentada.
4. Aparejo en panderete es el empleado para la ejecución de
tabiques, su espesor es el del grueso de la pieza y no está
preparado para absorber cargas excepto su propio peso.
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 10
5. Aparejo palomero es como el aparejo en panderete pero dejando
huecos entre las piezas horizontales. Se emplea en aquellos
tabiques provisionales que deben dejar ventilar la estancia y en un
determinado tipo de estructura de cubierta.
Rocas naturales:
Al mencionar a las rocas, no se hace referencia a guijarros ni a pequeños trozos de rocas,
sino a bloques más o menos grandes, los cuales se emplean para construir diversos
elementos estructurales como cimientos, paredes y muros de contención. Desde el
punto de vista estructural, lo que más interesa de las rocas es su peso y dureza y en
ocasiones su color; este último caso cuando se habla de elementos que serán usados
como decoración. Es importante conocer las características físicas de las rocas, saber si
son quebradizas o no. Dentro de este contexto se clasifican como rocas duras y
blandas. En cuanto a las rocas duras, las más conocidas son los mármoles, aun cuando
en esta clasificación también entran las basálticas, las areniscas, los granitos, etc. Que
tienen diferente uso constructivo. Las rocas blandas se identifican con una prueba
sencilla, en la cual se toma una muestra de la roca en duda y se rompe; si los trozos son
redondeados la roca es blanda, si por el contrario los trozos son angulosos con ciertas
aristas, la roca es dura. La forma en que se labra la roca para su uso determina
también el tipo de mampostería resultante. En la mampostería de primera, la roca se
labra en forma de paralelepípedos rectangulares con su cara expuesta rectangular. Este
tipo de mampostería es conocida como sillería. En la de segunda, los paralelepípedos
tienen forma variable y siguen la configuración natural (veta) del lugar de extracción. En
la mampostería de tercera, la roca se ordena tal y como viene de la cantera, solo
cuidando que la cara expuesta sea plana.
Las aplicaciones actuales de las rocas naturales se circunscriben únicamente a cimientos,
muros de contención, muros de fachadas, bardas y chimeneas. Existen algunas
consideraciones para el empleo de rocas naturales en la fabricación de elementos
estructurales. Por ejemplo:
Deben resistir a la intemperie
No deben ser quebradizas
No deben tener grietas ni rajaduras
Deben tener superficie rugosa, áspera para mejorar la adherencia del
mortero
De preferencia que los bancos o minas de material no estén muy alejados
de la obra ya que esto implicaría un mayor costo.
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 11
PROPIEDADES MECANICAS DE LOS DIFERENTES
ELEMENTOS DE MAMPOSTERÍA
La propiedad mecánica más importante de las piezas componentes de la
mampostería es la resistencia a la compresión, la cual se obtiene dividendo la
máxima fuerza que es capaz de resistir una probeta. Cuya forma depende del
material a probar, entre el área en planta de la muestra para obtener tal
resistencia. Expresada en unidades de esfuerzo (kg/cm2 , MPa.)
Otra propiedad importante es el módulo de elasticidad, cuya obtención implica el
empleo de extensómetros (strain gages) mecánicos o eléctricos. Sin embargo las
NTC proponen diversas expresiones para obtener el módulo de elasticidad en
función de la resistencia a l compresión. A continuación se describe el
procedimiento para la obtención de las propiedades mencionadas de las piezas de
mampostería así como la clasificación de las mismas de acuerdo a su resistencia.
Ladrillos de barro cocido y bloques de hormigón:
Resistencia a la compresión
Una de las propiedades importantes que se deben conocer de las piezas es la
resistencia a la compresión, la cual e realiza ensayando medio ladrillo en posición
horizontal y al cual se aplica una carga de compresión; esta pieza debe estar
seca, y para impedir la absorción de humedad que puede alterar su resistencia,
las superficies de apoyo deben pintarse con goma laca, antes de cabecearla.
La razón de utilizar solo la mitad de la pieza radica en que las piezas enteras
tienen más irregularidades que pueden dar origen a una mayor dispersión de
resultados en los ensayos, por lo que es mejor utilizar únicamente la mitad de la
pieza.
Esta resistencia se determina sometiendo a compresión, muestras representativas
de la producción de piezas, correctamente cabeceadas con azufre. El esfuerzo
resistente de cada pieza se obtiene dividiendo la fuerza máxima resistida entre
el area bruta (el producto del ancho or el largo de la pieza) de la superficie
cargada. Las NTC para mampostería establecen que la resistencia de diseño se
obtiene de los resultados de estas pruebas a partir de la siguiente expresión
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 12
=
Dónde:
Media de la resistencia a compresión de las piezas. Cada valor de resistencia
se obtiene dividiendo la fuerza resultante entre el área bruta de la
pieza
Coeficiente de variación de la resistencia a compresión de las piezas.
Este coeficiente no se tomara menor que 0.2 para piezas
industrializadas que cuenten con un control de calidad certificado,
0.30 para piezas industrializadas que no cuenten con esta
certificación o 0.35 para piezas artesanales.
La forma más común para determinar la resistencia a compresión de la
mampostería y por lo tanto la más confiable, es ensayar pilas formadas con las
piezas del tipo de mampostería a emplear en la construcción unidos con mortero.
Se establece procedimiento estándar para calcular el esfuerzo a compresión
resistente proponiendo el ensaye de pilas con una relación altura espesor del
orden de cuatro (h/t = 4) realizando por lo menos nueve pruebas en este tipo de
muretes para dar confiabilidad a los valores obtenidos.
Módulo de elasticidad:
El módulo de elasticidad se obtiene aplicando fuerza de compresión en etapas
sucesivas y midiendo la deformación unitaria mediante extensómetros mecánicos
o eléctricos. Sin embargo, las NTC para mampostería proponen el empleo de las
siguientes expresiones para establecer esta propiedad en función de la resistencia
de diseño a la compresión de la mampostería respectiva.
Para tabiques de barro:
E = 600 para cargas de corta duración
E = 350 para cargas sostenidas.
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 13
Para mampostería de bloques y tabiques de concreto:
E = 800 para cargas de corta duración
E = 350 para cargas sostenidas.
Resistencia al cortante
El valor del esfuerzo cortante resistente de la mampostería se obtiene en
ensayes de muretes aproximadamente cuadrados cnteniendo en cada hilada
cuando menos una pieza y media sometidos a fuerzas diagonales. Se sugiere
que se realicen un mínimo de nueve ensayos de los cuales se obtendrá el
esfuerzo resistente en cada prueba mediante la expresión:
=
En la cual:
Esfuerzo cortante resistente de la mampostería empleada.
Fuerza diagonal resistente sobre el murete
Distancia diagonal en el murete
B espesor del murete
Una vez realizadas las pruebas se determinan el valor del esfuerzo resistente
del lote de muretes ensayados a partir de la siguiente expresión:
=
Donde
Promedio de los esfuerzos resistentes de los muros ensayados.
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 14
Coeficiente de variación de los esfuerzos resistentes de los muretes
ensayados que no se tomara menor que 0.20.
Absorción:
Otra propiedad fundamental es la absorción, que es la medida de la porosidad, la
cual indica la posible filtración a través del ladrillo y la tendencia a su disgregación.
Un ladrillo poroso es menos resistente que una más denso. La calidad de esta
pieza se logra con procesos industrializados que, desde luego, varían en las
propiedades dependiendo del tipo de barro utilizado en su proceso y horneado.
La prueba de absorción consiste en secar cinco mitades de ladrillos y al enfriarse
se pesan. Después se sumergen en agua con temperaturas entre 16 y 30ºC
durante 24 horas. Una vez transcurrido ese tiempo, las piezas se sacan y se
secan con un trapo húmedo y se vuelven a pesar inmediatamente; la absorción
se calcula con base en el peso de las unidades secadas por horneado.
La absorción de los ladrillos presenta variaciones que van de 1 a 25%, aunque en
general, para un buen ladrillo común, esta absorción estará siempre abajo del 20%
Es importante aclarar que las diferentes empresas que fabrican piezas tienen sus
propias particularidades, es decir, las propiedades pueden ser diferentes, pero
todo eso lo expresan en su material promocional.
Durabilidad
La durabilidad tiene que ver con los cambios en las condiciones de humedad y
temperatura. Esta propiedad se evalúa con una prueba de congelación-
descongelación, sometidas a muchos ciclos en condiciones saturadas y varios
ciclos de humedecimiento y secado. La pérdida d peso se relaciona con su
resistencia, estas propiedades indican la calidad de la piezas, ya que los valores
de resistencia de estas, son mayores que lo de los elementos de mampostería
construidas con el mismo tipo de piezas.
En el caso de bloques de concreto y tabiques extruidos las pruebas son similares
a las de las pesas de barro, aunque para estos casos es preferible emplear piezas
enteras, ya que los huecos que estas contienen dificultan la realización de los
ensayos. Otra dificultad para estas pruebas es que se requieren máquinas de gran
capacidad.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 15
Propiedades mecánicas de rocas naturales
Esta propiedad mecánica puede establecerse sometiendo a compresión núcleos
de roca natural, extraídos mediante una broca cilíndrica con borde diamantado.
En la tabla X y XI muestran las propiedades mecánicas de las piezas de roca
natural empleados en mampostería.
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 16
MORTEROS PARA UNIDADES DE MAMPOSTERÍA
Significado y funciones.
Un mortero es un conglomerado o una masa compuesta de agregado fino,
materiales cementantes y agua. Materiales cementantes tales como el cemento
hidráulico, la cal hidratada, el cemento para albañilería y yeso, entre otros, pueden
ser parte de un mortero en diferentes proporciones para conformar una masa
capaz de unir unidades de mampostería, tales como: bloques de concreto,
ladrillos, piedras, etc.
La función primaria de un mortero es unir unidades de mampostería en un
ensamblaje que actué como un elemento integral, teniendo características de
funcionalidad deseadas y con propiedades de comportamiento predecibles. Por
ejemplo: puede unir bloque s de concreto y formar una pared con capacidad de
soportar cargas y resistir esfuerzos de corte, flexión y torsión.
Estéticamente, entre otros usos, el mortero puede añadir un colorido adicional o
un acabado muy particular a las paredes, dando así cualidades arquitectónicas
muy especiales y agradables.
Además de unir o ligar las unidades de mampostería, sirve de sello para impedir l
penetración de aire y agua, lo cual es muy importante para la durabilidad y
aceptación de un muro.
El mortero, puede también compensar la variación en tamaño de las diferentes
unidades de mampostería y su comportamiento incide tanto como la resistencia
misma de las piezas de mampostería y la mano de obra.
A pesar, de que el mortero forma solamente entre el 10 y el 20% del volumen total
del material de una pared de mampostería, es evidente que su efecto en el
comportamiento de una pared es mucho mayor que lo que indica este porcentaje.
Diferencias mortero-concreto
Debido a que el concreto de cemento hidráulico y los morteros para mampostería
contienen en común algunos de los elementos principales, es común asumir que
una buena práctica de concreto implica una buena práctica de morteros.
Realmente, esto es un error. Pues los morteros difieren mucho del concreto en
cuanto a su trabajabilidad, métodos de colocación y condiciones de curado. Los
morteros son comúnmente usados para unir unidades de mampostería en un
único elemento estructural, mientras el concreto es usualmente un elemento
estructural por sí mismo.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 17
Una mayor diferencia existe entre los dos materiales y es por la manera en que
son manipulados durante la construcción. El concreto es usualmente colocado en
formaletas no absorbentes o tratadas de alguna manera para que la cantidad de
agua quede retenida. El mortero, por su parte, es colocado entre unidades de
mampostería absorbentes, y tan pronto como el contacto surge, el mortero pierde
agua.
Otra diferencia existente es la importancia de sus propiedades, principalmente en
la resistencia a compresión. En el concreto es una consideración primaria,
mientras que en los morteros es uno de tantos factores importantes.
PROPIEDADES DE LOS MORTEROS
Los morteros de albañilería poseen dos grupos de propiedades, unas para
morteros en estado plástico y otras cuando el mortero esta endurecido.
Las propiedades plásticas determinan la adaptabilidad de un mortero en la
construcción (trabajabilidad y retención e agua). Las propiedades del mortero
endurecido ayudan a determinar el comportamiento de la mampostería terminada,
e incluye características como la adherencia, durabilidad, elasticidad y resistencia
a la compresión.
Propiedades de los morteros en estado plástico:
Trabajabilidad
La trabajabilidad es la propiedad mas importante de los morteros en estado
plástico. Morteros trabajables pueden ser esparcido o extendidos fácilmente con
una cuchara, dentro de las separaciones y hendiduras de las unidades de
mampostería.
La trabajabilidad ayuda a los morteros a soportar las unidades de mampostería y
rápidamente sobresale de las uniones cuando el albañil presiona una unidad para
ser alineada. También es una combinación de varias propiedades, incluyendo
plasticidad, consistencia, cohesión y adherencia, la cuales pueden ser medidas
mediante pruebas de laboratorio.
El albañil es quien mejor puede evaluar la trabajabilidad mediante la respuesta
que tenga el mortero al manejo con la pala o cuchara y la facilidad que
proporcione para desplegarse o esparcirse sin derramarse.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 18
La trabajabilidad es determinada también por la graduación de los agregados, la
proporción de los materiales y contenido de aire, el ajuste final a la trabajabilidad
depende del contenido de agua.
La capacidad de un mortero para retener satisfactoriamente la trabajabilidad bajo
la influencia de la succión de las unidades de mampostería y el índice de
evaporación depende de la retención de agua y de las características de fraguado.
Una buena trabajabilidad es esencial para una buena adherencia entre las
unidades, y es la propiedad con más influencia en los morteros en estado
endurecido o sólido.
Fluidez
La fluidez inicial es una propiedad medida en el laboratorio, e indica el porcentaje
de incremento del diámetro de la base de un cono de mortero truncado, cuando es
puesto en una tabla de fluidez y mecánicamente levantado 12.70 mm (0.5 plg) y
soltado 25 veces en 15 segundos. Este ensayo se detalla en las normas ASTM
C-230, C-305, Y C-109.
Los morteros utilizados en construcción normalmente requieren un valor de fluidez
mayor que los morteros de laboratorio, y consecuentemente poseen mayor
cantidad de agua. Morteros estándar se hacen con una fluidez de 105 a 115 %
Con el fin de producir una trabajabilidad satisfactoria para el albañil, los morteros
de obra requieren mayor fluidez, y pueden llegar a mantener una fluidez entre 130
a 150%, o aún más, dependiendo de sus componentes.
La razón por la que las normas establecen una fluidez más baja, para condiciones
de laboratorio, es porque indican con más aproximación su resistencia a
compresión en la mampostería. Esto es debido a que muchas de las unidades
de mampostería absorben el agua de los morteros tan pronto como surge el
contacto.
La fluidez de un mortero es determinante para una buena adherencia. Se sabe,
que el esfuerzo de adherencia aumenta con la fluidez, hasta un punto en el que el
sangrado o exudación empieza. Es decir, hasta que el agua emigre a través del
mortero hacia la superficie.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 19
Retención de agua:
La retención de agua es la medida de la habilidad de un mortero, bajo condiciones
de succión y evaporación, a retener el agua mezclada. Esta propiedad del
mortero provee al albañil tiempo para ajustar las unidades de mampostería sin que
el mortero alcance su fraguado.
La norma ASTM C-91 (Standard Specification for Mansory Cement) define la
retención de agua como la razón o cambio de fluidez de un mortero, después de
ser sometido a una presión de succión constante de 254 mm de Hg, en un tiempo
de un minuto.
La retención de agua aumenta con altos contenidos de cal o contenidos de aire,
adición de agregados finos (dentro de las graduaciones permisibles), o el uso de
sustancias retardantes del fraguado.
Esta propiedad de los morteros es muy importante, ya que si el agua en la mezcla
del mortero se evapora o es absorbida por las unidades de mampostería la
adherencia entre la pieza y mortero es reducida. Las mayores resistencias a la
adherencia se logran con mezclas húmedas de buena trabajabilidad.
El reacondicionamiento, o sea agregar más agua y mezclar nuevamente, es una
práctica aceptable para compensar el agua perdida por el mortero. Las normas
ASTM requieren que todo mortero sea usado antes de 2.5 horas, con opción a
reacondicionarse tantas veces como sea necesario dentro de ese lapso. Los
ensayos han mostrado que la reducción en la resistencia a compresión debido al
agua adicional es mínima, si el reacondicionamiento ocurre antes de 2.5 horas de
mezclado por primera vez. El reacondicionamiento no significa agregar agua en
la superficie sino hacer una cavidad en la masa de mortero, agregar el agua y
mezclar vigorosamente.
Propiedades de los morteros en estado solido
Adherencia:
La adherencia es probablemente la más importante propiedad de los morteros.
Especialmente porque su función primordial es adherir unidades de mampostería.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
20
DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 20
El termino general “Adherencia” se refiere a una propiedad específica que define
el grado de contacto entre el mortero y la unidad de mampostería, y puede
evaluarse con base en lo siguiente:
a. La resistencia a tensión o la fuerza necesaria para separar las
unidades.
b. La resistencia a deslizamiento por corte entre mortero-unidades.
c. La resistencia a separación mortero-unidad por flexión.
Las determinaciones usuales en las normas son las de adherencia por tensión y
de adherencia por flexión.
Una pobre adherencia contribuye en la penetración de humedad a través de las
áreas. Los morteros deben desarrollar una buena adherencia para poder soportar
los esfuerzos estructurales, sísmicos, por viento, por cambios de temperatura o
contracción de los materiales.
Es también, la más inconstante e impredecible. Debido a las muchas variables
que afectan la adherencia, es difícil determinar un experimento de laboratorio que
reproduzca las condiciones en construcción.
Estas variables incluyen: contenido de aire, tipo de agregados, cantidad de
materiales cementantes, tiempo de esparcimiento del mortero y la colocación de la
unidad, características de las unidades de mampostería, retención de agua del
mortero, presión aplicada a la unidad durante su colocado y sisado, textura de las
unidades y las condiciones de curado.
Extensibilidad y flujo plástico:
Extensibilidad es la máxima unidad de deformación que puede sufrir un mortero
antes de llegar a la ruptura. Refleja la máxima elongación posible bajo esfuerzos
de tensión.
Los morteros de baja resistencia, los cuales poseen un bajo módulo de ruptura,
exhiben grandes flujos plásticos que los de alto módulo de ruptura a contenidos
iguales de agregados. Por esta razón los morteros de alta resistencia no
necesariamente deben ser usados. El flujo plástico o desplazamiento, impartirá
flexibilidad a la mampostería, permitiendo ligeros movimientos sin aparentes
agrietamientos.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
21
DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 21
Resistencia a compresión:
La resistencia a la compresión de los morteros es algunas veces usada como
criterio para seleccionar el tipo de mortero, debido a su fácil medición y a su
relación con otras propiedades como la resistencia a la tensión.
La resistencia a la compresión depende en gran manera del contenido de
cemento, de la cantidad de agua utilizada y, en menor grado, del tipo de agregado
utilizado. La resistencia a compresión no debe ser el único criterio para
seleccionar morteros. La adherencia es generalmente mas importante así como
su trabajabilidad y retención de agua, ambos requeridos para una máxima
adherencia.
La resistencia a compresión aumenta con el incremento de cemento, pero
disminuye con el incremento de cal, arena, agua o contenido de aire. Por
consiguiente, es deseable sacrificar parte de la resistencia a compresión del
mortero, con el fin de mejorar la adherencia.
COMPOSICION Y SU EFECTO EN LAS PROPIEDADES
DEL MORTERO
Materiales cementantes:
Esencialmente, los morteros contienen materiales cementantes, agregados y
agua. Cada uno contribuye a su comportamiento. Los materiales cementantes
sirven para unir o enlazar los materiales pétreos naturales o artificiales de
mampostería o albañilería. En el medio los materiales cementantes que más se
utilizan son: en cemento portland tipo I (COGUANOR NGO 14005 y ASTM C
150), para uso general en la construcción; el cemento portland modificado con
puzolanas tipo I (PM) (COGUANOR NGO 41001 y ASTM C 595) y la cal hidratada.
Los cementos hidráulicos contribuyen a su resistencia y durabilidad. La cal, en su
estado hidróxido (cal hidratada), provee trabajabilidad, retención de agua y
elasticidad.
Los cementos hidráulicos y la cal, ambos contribuyen a la resistencia por
adherencia. Frecuentemente, en lugar de combinaciones de cemento-cal, en
otros países son usados los cementos de albañilería. El cemento de albañilería
posee buenas propiedades de trabajabilidad, retención de agua y una aceptable
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 22
resistencia a compresión, pero en Guatemala aún no se produce. Posiblemente
por la costumbre existente en el uso de los morteros de cal y morteros mixtos de
cemento hidráulico y cal. Los cementos de albañilería se usan generalmente
donde no es utilizada la cal en la mampostería. En Estados Unidos, por ejemplo,
los códigos recomiendan el uso de morteros de cemento hidráulico y cal, en vez
de cementos de albañilería, para las regiones sísmicas.
Además contribuyen en la resistencia del mortero, particularmente en la
resistencia a temprana edad, lo cual es esencial para una rápida construcción.
Morteros de únicamente cemento hidráulico no se recomiendan pues carecen de
plasticidad, baja retención de agua y son más ásperos y duros que los morteros de
cemento y cal.
Agregados:
Los agregados son materiales pétreos “inertes” resultantes de la desintegración
natural de las rocas u obtenidos de la trituración de las mismas.
Las arenas conforman el volumen más grande en un mortero y actúan como un
llenador relativamente barato, además de retener la forma y consistencia del
mortero, ayudan a reducir la contracción y con buena graduación, reducen el
sangrado o exudación y mejoran la trabajabilidad. Con el fin de obtener una
graduación optima en los agregados para mortero, las normas ASTM C 144 Y
COGUANOR 410066 recomiendan los límites permisibles en agregados para
morteros y rangos permisibles para otras características.
Agua
El agua es el agente mezclador que proporciona fluidez y causante de la
hidratación del cemento. Contribuye a la trabajabilidad, hidratando el cemento y
la cal. Su cantidad depende de los ingredientes del mortero y deberá ser limpia y
libre de cualquier sustancia perjudicial al mortero o metal en la mampostería. En
agua potable apta para el consumo humano es aceptable.
Los requerimientos de agua en los morteros son diferentes que en el concreto, en
donde una relación a/c (agua-cemento) baja es deseable. Los morteros por el
contrario deben contener una máxima cantidad de agua a un punto optimo de
trabajabilidad.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 23
Aditivos
Otro componente son los aditivos, los cuales son clasificados de acuerdo a su
función como agentes inclusores o incorporadores de aire, retenedores de agua,
acelerantes o retardantes de fraguado y muchos más. La experiencia en el
campo en Guatemala, no ha sido amplia con el uso de los aditivos, es por ello que
su uso debe ser basado en experimentación previa, respaldada por un laboratorio.
En general cualquier incremento en el contenido de aire está acompañado por una
disminución en la adherencia y en la resistencia a compresión.
Color puede ser añadido a los morteros usando agregados seleccionados o
usando pigmentos inorgánicos. Estos deben ser de composición oxido-mineral y
no debe exceder el 10% de la masa del cemento hidráulico. Si se usa negro de
carbón su uso está limitado a un máximo de 2% del peso de cemento hidráulico.
Los minerales usados para la coloración de morteros son:
Rojo, amarillo, café, negro…………….óxido de hierro.
Verdes…………………………………… oxido de cromo
Azul………………………………………. oxido de cobalto
Negro o gris…………………………….. Pigmentos de carbón
Actualmente en el mercado internacional hay varias empresas proveedoras de
pigmentos preparados, de alta calidad y uniformidad.
Valores indicativos para el diseño de morteros de uso en
mampostería:
Los morteros que se empleen en elementos de mampostería deberán cumplir con
los requisitos siguientes:
1. Su resistencia de diseño a compresión será por lo menos de
40kg/cm2 para construcciones localizadas en zonas sísmicas C y D,
y 15 kg/cm2 en zonas A y B.
2. Usualmente se utiliza una relación volumétrica entre la arena y la
suma de cementante la cual se encuentra entre 2.25 y 3.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 24
3. El cumplimiento de los requisitos de calidad especificados en la
norma ASTM C 270.
4. El empleo de la misma cantidad de agua que de cómo resultado un
mortero fácilmente manejable.
TABLAS
pp.48-49 2009
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 25
Normativa para materiales a utilizar en morteros
En Guatemala los materiales a utilizar par la elaboración de morteros deben
cumplir con las siguientes normas:
Cemento portland: ASTM C 150 (Standard specification for portland
cement) y COGUANOR NGO 41005 (Cemento portland, clasificación y
especificaciones)
Cemento hidráulico mezclado: ASTM C 595 (standard specification for
blended hidraulic cements)
Cemento de mamposteria: astm c 91 (standard specification for mansonry
cement)
Cal hidratada, tipo S: ASTM C 207 (Standard specification for hydrated lime
for mansonry purposes) y COGUANOR NGO 41018 (cal hidratada,
especificaciones)
Cal viva: ASTM C5 (Standard specification for quicklime for structural
purposes).
Agregados finos: ASTM C 144 (Standard specification for aggregate for
mansonry mortar) y COGUANOR NGO 41066 (Agregados o aridos,
especificaciones de los agregados para morteros de albañilería)
Agregados gruesos (para morteros de rellenos): ASTM C 404 (Standard
specification for aggregates for mansonry grout).
Aditivos: ASTM C 494 (Standard specification for chemical admixtures for
concrete) y COGUANOR NGO 41070 (Hormigos, aditivos químicos,
especificaciones).
Aditivos inclusores de aire: ASTM C 260 (Standard specification for air-
entraining admixtures for concrete) y COGUANOR NGO 41069 (Hormigon,
aditivios incorporadores de aire, especificaciones).
TIPOS DE MORTERO PARA MAMPOSTERÍA
Antes de 1954 en estados unidos, los tipos de mortero fueron denominados como
Á-1, A-2, B, C y D. se encontró, sin embargo, que el tipo A-1 acarreaba la
connotación de ser el mejor y que muchos diseñadores especificaron siempre este
tipo pensando que era mejor que otros. Para combatir esta tendencia, se cambió
la denominación de los morteros de tal modo que nadie pueda calificar de muy
bueno a ninguno de ellos.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 26
Las nuevas letras de designación son M, S, N, O, y K. se obtuvieron de las siglas
salteadas de las palabras inglesas “Mason Work”.
La norma ASTM C 270, específica para morteros de mampostería, cubre ahora
solamente cuatro tipos de mortero. El tipo K se eliminó, dejando los tipos M, S, N,
y O solamente. En el Canadá se sigue usando el tipo K y para Guatemala sería
conveniente seguirlo considerando también. Estos tipos de morteros pueden ser
especificados según sus propiedades o acorde a sus proporciones. (ver anexo,
tabla No. 1, ASTM C-270).
La clasificación del tipo de mortero bajo la especificación de propiedades, según la
tabla anterior, depende de la resistencia a compresión, la retención de agua y el
contenido de aire. Estos requisitos son para especímenes de laboratorio
solamente y no para morteros mezclados en obra. Se asume que las
proporciones establecidas en el laboratorio darán un comportamiento satisfactorio
en obra. (ver anexo, tabla No. 2 y 3, ASTM C-270).
TABLAS
PP 52 2009
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 27
Selección del tipo de mortero según su uso:
No existe un solo tipo de mortero que sea aplicable con éxito a todo trabajo. El
variar las proporciones mejora algunas propiedades a expensas de otras. El
ingeniero o arquitecto deberá especificar el mortero que mejor se ajuste a los
requerimientos de la obra, una regla practica es usar el mortero con la resistencia
más baja que se ajuste a los requisitos del trabajo, hay un tipo óptimo para cada
aplicación o uso.
El tipo M es una mezcla de alta resistencia que ofrece más durabilidad que
otros morteros, se utiliza en mampostería reforzada o sin refuerzo sujeta a
grandes cargas de compresión, acción severa de congelación, altas cargas
laterales de adobe, vientos fuertes o temblores. Debido a su durabilidad
superior, el tipo M debe usarse en estructuras en contacto con el suelo tales
como cimentaciones, muros de contención, aceras, tuberías de agua
servidas y pozos.
El tipo S alcanza alta resistencia de adherencia, la más alta que un mortero
puede alcanzar, se utiliza para estructuras sujetas a cargas compresivas
normales, que a la vez requieren alta resistencia de adherencia, también se
utiliza donde el mortero es el único agente de adherencia con la pared,
como en el caso de revestimientos o para pegar baldosas de barro cocido.
El tipo N es un mortero de propósito general, utilizado en estructuras de
mampostería sobre el nivel del suelo. Es bueno para paredes internas y
divisiones. Este mortero de mediana resistencia representa la mejor
combinación de resistencia, trabajabilidad y economía.
El tipo O es un mortero de baja resistencia y mucha cal, se debe utilizar en
paredes, divisiones sin carga, y para el revestimiento exterior que no se
congela cuando está húmedo. El mortero tipo O se usa a menudo en
residencias de uno y dos pisos. Es el favorito de los albañiles porque
tiene excelente trabajabilidad y bajo costo.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 28
TABLAS
PP 54 2009
TIPOS DE MORTEROS UTILZADOS EN GUATEMALA
Acorde a su finalidad, los morteros en Guatemala se clasifican de una manera
genérica en:
a. Morteros para levantado
b. Morteros para recubrimiento y acabados.
Morteros para levantado
Los morteros para levantado comprenden todos aquellos cuya finalidad principal
es unir unidades de mampostería (ladrillos de barro cocido, bloques de concreto,
piedras o adobes) y formar paredes, muros o tabiques resistentes a cargas con
buena durabilidad. (Tabla No. 4, resumen de proporciones de mezcla utilizadas)
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 29
Morteros para recubrimiento y acabados
Los morteros para recubrimiento y acabados tienen como finalidad principal,
proteger el elemento estructural de las inclemencias del clima y la penetración del
agua. Además, brindan uniformidad, textura, color y belleza arquitectónica.
Tienen como elemento principal la cal hidratada, ya que deben tener una
capacidad de adherencia y plasticidad mas alta que los morteros de levantado.
Deben ser capaces de soportar los esfuerzos de tensión (originados por los
movimientos del muro), y esfuerzos de contracción (originados por los cambios de
temperatura), sin mostrar fisuras o agrietamientos.
Esta clasificación abarca:
Mezclas para repello, especiales para recubrimiento inicial o final de
paredes y cielos.
Cernidos, para acabado final de paredes, cielos y detalles.
Blanqueado o alisado.
Mezclon, para repello, base de pisos y pañuelos en terrazas, etc.
Escarchado, para acabados y detalles especiales en cenefas, sillares, etc.
(Tabla No. 5, proporción típica en volumen de morteros para recubrimiento y
acabados más utilizados en el medio).
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 30
TOMA DE MUESTRAS DEL MORTERO FRESCO
GENERALIDADES
La toma de muestras del mortero fresco en el momento de su recepción, o en
cualquier caso antes de su puesta en obra se debe realizar. Las operaciones de
muestreo se harán en presencia del fabricante (o vendedor) del mortero y del
cliente (o comprador) o de sus representantes respectivos. La ausencia de uno de
ellos no debe ser, sin embargo, un obstáculo para las operaciones que se realicen,
pero -si esto ocurre- se debe mencionar en el informe de la toma de muestras.
Toma de muestras al suministro del mortero fresco (control de
recepción)
Morteros industriales
Morteros secos La toma de muestras de los morteros secos -dosificados y
mezclados en fábrica- que se han amasado en obra se realizará a la salida
de la amasadora, tomando como mínimo 10 porciones a intervalos
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 31
regularmente distribuidos durante la salida del mortero por la boquilla de la
amasadora.
Morteros húmedos La toma de muestras de los morteros húmedos -
dosificados, mezclados y amasados en fábrica se realizará durante la
entrega del mortero, tomando como mínimo 10 porciones regularmente
distribuidas a lo largo de la descarga del contenedor del mortero.
Morteros industriales semi-terminados:
Morteros pre-dosificados: La toma de muestras del material pre-dosificado
en fábrica, que se mezcla y amasa en la obra, se realizará a la salida de la
amasadora, tomando como mínimo 10 porciones a intervalos regularmente
distribuidos durante la salida del mortero por la boquilla de la amasadora.
Morteros premezclados de cal y arena: La toma de muestras del material
pre-dosificado y mezclado en fábrica, que se ha amasado en obra, se
realizará a la salida de la amasadora, cogiendo como mínimo 10 porciones
a intervalos regularmente distribuidos durante la salida del mortero por la
boquilla de descarga de la amasadora.
Morteros hechos "in situ"
La toma de muestras de los morteros hechos %n situ" se hará de un modo
análogo al descrito en el apartado de morteros pre-dosificados.
Informe de la toma de muestra
La muestra, debe ir acompañada de un certificado expedido por la persona
responsable de la toma de la muestra, en donde se manifieste:
* Nombre de la persona responsable de la toma de la muestra.
* Nombre y dirección del cliente.
* Norma según la cual el producto se ha fabricado.
* Identificación del fabricante del mortero.
* Fecha, hora, lugar y método de la toma de la muestra.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 32
* Cantidad de mortero o materiales de donde se ha tomada la muestra.
* Número de porciones tomadas y masa de la muestra original.
* Edad del mortero cuando se tomó la muestra.
* Marca de identificación de la muestra en el recipiente.
* Cuantas observaciones se consideren oportunas.
ENSAYOS PARA MORTEROS
En estado plástico
Flujo y trabajabilidad en morteros
Este método de prueba cubre la determinación del flujo de morteros de cemento
hidráulico, o de morteros que contienen materiales cementantes. La
trabajabilidad se calcula mediante la siguiente ecuación:
Dónde:
T = trabajabilidad del mortero expresada en porcentaje
L= lectura tomada del medidor de flujo.
Normas aplicable:
COGUANOR NGO 41 003 h4 (Cementos hidráulicos. Determinación de la
resistencia a compresión usando especímenes cúbicos de 51 mm de lado).
COGUANOR NGO 41 011 (Cementos hidráulicos. Especificaciones de la
mesa de flujo para uso en ensayos).
ASTM C-230 (Specification for flow table for use in test of hydraulic
cement).
ASTM C-1437 (Standard test method for flow of hydraulic cement mortar).
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 33
Retención de agua:
Este método se utiliza para determinar la retención de agua de morteros y
enlucidos que utilizan cemento hidráulico.
Provee los medios para determinar la capacidad de retención de agua en morteros
y enlucidos bajo succión. Los resultados de la prueba pueden ser utilizados para
determinar si el mortero se encuentra bajo especificación.
En morteros de mampostería los resultados de esta prueba no necesariamente
indican el grado de retención de agua, cuando se utilizan con unidades de
mampostería, el aumento de agua absorbida por la unidad depende de la
proporción de absorción de la unidad mampostería. En morteros de acabado y
recubrimiento los resultados obtenidos al utilizar esta prueba no necesariamente
indican el grado de retención de agua cuando el enlucido es aplicado como una
segunda capa, el aumento de agua absorbida de la segunda capa del enlucido
depende de la proporción de la capa base. La retención se calcula mediante la
siguiente ecuación:
Donde:
R = retención de agua expresada en porcentaje
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 34
Fa = flujo antes de la succión
Fd = flujo después de la succión.
Normas aplicables:
COGUANOR NGO 41 020 h2 (Cal hidratada. Determinación de la
retención de agua).
ASTM C-110 (Standard test methods for physical testing of quicklime,
hydrated lime, and limestone)
ASTM C-1506 (Standard test method for wáter retention of hydraulic
cement-based mortars and plasters).
Masa unitaria
Este método de prueba cubre la determinación de la densidad del concreto fresco
mezclado. La masa unitaria o densidad se calcula mediante la siguiente
ecuación:
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 35
Dónde:
Ρ = masa unitaria o densidad del mortero
M = masa del mortero
V = volumen del recipiente que contiene al mortero.
Normas aplicables
COGUANOR NGO 41 017 h5 (Hormigón. Determinación de la masa
unitaria, rendimiento y contenido de aire del hormigón recién mezclado).
ASTM C-138 (Standard test method for density, yield and air content of
concrete).
Velocidad de endurecimiento mediante el método de la resistencia a la penetración:
Este ensayo cubre la determinación del tiempo de secado del concreto o mortero,
con revenimiento mayor a cero, por medio de la medición de la resistencia a la
penetración del mortero tamizado de la mezcla de concreto y para la evaluación
de morteros y lechadas. La resistencia a la penetración se calcula mediante la
siguiente ecuación:
Dónde:
P = resistencia a la penetración
F = fuerza de presión aplicada mediante el dinamómetro
A = área de la aguja utilizada en la penetración.
Normas aplicable:
COGUANOR NGO 41 017 h2 (Hormigón. Determinación del tiempo de
fraguado de mezclas de hormigos por el método d resistencia a la
penetración)
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 36
ASTM C-403 (Standard test method for time of settinf of concrete mixtures
by penetration resistence)
En estado endurecido:
Resistencia a la compresión:
Este ensayo cubre la determinación del esfuerzo compresivo de morteros de
cemento hidráulico, usando especímenes cúbicos de 2” o 50 mm de lado, cuyos
resultados pueden ser utilizados para determinar si estos se encuentran de
acuerdo a especificaciones. La resistencia a la compresión se calcula mediante
la siguiente ecuación:
Dónde:
C = esfuerzo de compresión
P = carga de falla
A = área de la cara del cubo de mortero
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 37
Normas aplicable:
COGUANOR NGO 41 003 h4 (Cementeos hidráulicos. Determinación de
la resistencia a la compresión de los morteros usando especímenes
cúbicos de 50 mm de lado).
ASTM C-109 (Test method for compressive strength of hydraulic cement
mortars using 2- in cube specimens).
ASTM C-270 (Standard specification for mortar for unit mansonry)
Resistencia a la tensión:
Este ensayo cubre la determinación del esfuerzo tensil de morteros de cemento
hidráulico, curados en la forma de moldes de briquetas. Este ensayo no es
recomendado para morteros, lechadas, y superficie monolíticas que contienen
agregados cuyos tamaños sean mayores a 0.25”. la resistencia a la tensión se
calcula mediante la siguiente ecuación:
Dónde:
T = esfuerzo de tensión
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 38
P = carga de falla
A = área de la cintura de la briqueta de mortero
Normas aplicable:
ASTM C-190 ¨(Standard test method for tensile strength of hydraullic
cement mortars)
Adherencia:
El ensayo empleado para la determinación de la adherencia del mortero a las
unidades de mampostería fue adaptado del método para la evaluación de
esfuerzos de adherencia y fricción en la mampostería.
ENSAYOS PARA MUROS DE MAMPOSTERIA
Resistencia a la compresión
La forma de determinar la resistencia a compresión de los muros de mampostería
es por medio de prismas elaborados con los elementos a utilizar y enlazados con
los diseños propuestos para su construcción, luego se ensayan con incrementos
de cargas verticales hasta que se sobrevenga la falla.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 39
Resistencia al cortante:
La resistencia al cortante en los prismas de mampostería, es evaluada de manera
similar a los prismas ensayados a compresión, pero estos son colocados en un
ángulo de 45º para inducir esfuerzos cortantes en el sistema.
Es recomendable apoyar el prisma sobre su esquina inferior derecha, además
deben usarse platinas especiales para colocar el prisma en una correcta
disposición.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 40
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 41
CONCLUCIONES
Los elementos más utilizados en mampostería son: bloques, ladrillos
y rocas que tienen como principal objetivo tener la funcionalidad de
ser mampuestos para la construcción de muros, paredes es el caso
principal de bloques y rocas y referente a los ladrillos se usan para
particiones, fachadas y para muros de menor capacidad de esfuerzos
compresivos.
Para la utilización de materiales de mampostería tienen que estar
regidos por las siguientes normas ASTM que velan por la calidad de la
construcción:
Norma ASTM C-91
La presente norma tiene por objeto establecer el método para
determinar la retención de agua. Esta norma tiene por objeto
establecer el método para determinar el contenido de aire de un
mortero preparado con cemento hidráulico.
Norma ASTM C-109
Estrictamente para los esfuerzos de corte, las proporciones de los materiales para el mortero estándar deben ser una parte de cemento a 2.75 partes de arena estándar por peso. Use una relación de agua-cemento de 0.485 para cemento portland tipo I.
Norma ASTM C-270 Esta norma o especificación, abarca los morteros para uso en la construcción de estructuras reforzadas y no reforzadas y unidades de mampostería. Cuatro tipos de morteros se indican para cada una de las opciones planteadas.
Las propiedades mecánicas principales de elementos de mampostería
como (rocas, muros y ladrillos además de morteros) son: resistencia a
la compresión, módulo de elasticidad, absorción, durabilidad,
trabajabilidad, fluidez, retención de agua, adherencia etc.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 42
GLOSARIO
ADITIVOS: material añadido en pequeñas cantidades con relación a la masa
del cemento, antes o durante la mezcla del mortero, de mañerea aunque
aporten a sus propiedades determinadas modificaciones bien definidas.
AGREGADOS: materiales pretores “inertes” resultantes de la desintegración
natural de las rocas u obtenidos de la trituración de las mismas o de otros
materiales inertes suficientemente duros.
ASTM: siglas de la sociedad americana para el ensaye e inspección de los
materiales (American Society for Testing and Material).
CEMENTO HIDRAULICO: material cementante que endurecen tanto en el aire
como en el agua, formando cuerpos cristalinos capaces de aglomerar a otros
materiales inertes.
CEMENTO PARA ALBAÑILERIA: cemento hidráulico, principalmente usado
en morteros para levantado y enlucidos, constituido por mezclas de cemento
portland o cementos hidráulicos mezclados y materiales plastificantes (como la
cal viva, cal hidráulica o hidratada) junto a otros materiales introducidos para
mejorar una o más propiedades como el tiempo de fraguado, trabajabilidad,
retención de agua y durabilidad.
CEMENTO PORTLAND: es un cemento hidráulico, mezcla de silicatos y
aluminatos de calcio. Producido por la pulverización del clinker y cuys
componentes y propiedades están normalizados por COGUANOR NGO
410005 y ASTM C150.
COGUANOR: siglas de la Comisión Guatemalteca de Normas (Ministerio de
Economía)
EFLORESCENCIA: son depósitos cristalinos, usualmente blancos, de sales
solubles en agua sobre la superficie o en los poros de la mampostería.
FLUIDES (FLOW): propiedad del mortero en estado plástico que indica su
capacidad de fluir o desplazarse en una mesa de flujo sujeta a golpes
sucesivos.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 43
MAMPOSTERIA: sistema constructivo que consiste en colocar unidades de
mampostería tales como ladrillos, bloques, adobes o piedras, pegadas unas
sobre otras para formar paredes que resisten cargas.
MATERIALES CEMENTANTES (AGLOMERANTES): materiales para unir o
enlazar los materiales pétreos naturales o artificiales, de mampostería o
albañilería, recubrirlos con revoques o enlucidos (acabados), a tabes de
pastas platicas llamadas morteros y concretos que permiten ser extendidas y
moldeadas convenientemente para adquirir un estado sólido deseado.
MORTERO: es una mezcla de uno o varios aglomerantes minerales,
agregados, agua y a veces adicione y/o aditivos.
MORTERO PREMEZCLADO: mortero cuyos componentes han sido pre-
dosificados en una planta especializada; sus propiedades dependen de la
dosificación fijada. Este mortero puede ser “Mortero Premezclado en Seco”
que exige la adición y amasado con agua para su utilización o “Mortero
Premezclado Húmedo” que esta retardado y se suministra listo para su
empleo ( este último aún no se produce en nuestro medio).
NORMA: regla general que debe seguirse o debe ajustarse a un proceso,
producto o servicio que se repite múltiples veces con idéntico resultado.
EXUDACION O SANGRADO: migración del agua libre a través del mortero en
estado plástico, hacia la superficie.
TRABAJABILIDAD: medida de la habilidad de un mortero en estado plástico
a ser manejado por una cuchara o pala de albañil. Además de adherirse,
deslizarse y desplegarse fácilmente en las unidades de mampostería.
RETENCION DE AGUA: es la medida de la habilidad de un mortero en estado
plástico de retener el agua mezclada bajo condiciones de succión y
evaporación.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 44
BIBLIOGRAFIA
1. Arriola Donis, José Mauricio. Diseño de morteros con
cementos hidráulicos para la construcción de muros con
elementos de mampostería Tesis Facultad de Ingeniería.
Guatemala, noviembre 2009. Pp. 23 – 69
2. Barahona Garrido, Rubén. Evaluación de los morteros
premezclados para levantado en Guatemala.
Tesis Facultad de Ingeniería. Guatemala, marzo 1999. Pp. 2–
14
3. Ortiz Castillo, Edgar Leonel. Evaluación de propiedades físico-
mecánicas en morteros de mampostería de nueve cementos
puzolanicos a base de arena blanca.
Tesis Facultad de Ingeniería. Guatemala, abril 1992. Pp. 82 -
97
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 45
ANEXOS
Norma ASTM C-91
Retención de agua
Objeto
La presente norma tiene por objeto establecer el método para determinar la
retención de agua.
Principios del método
El método de ensayo consiste en aplicarle succión por medio de un aparato
apropiado a un mortero, se determina el flujo antes y después de la succión.
Aparato
El aparato consiste en una trompa de agua u otro aparato para producir vacío,
controlado por una columna de alivio de mercurio, conectada por medio de una
válvula de tres vías a un embudo sobre el que descansa una capsula de fondo
perforado, hecha de un metal no atacable por el mortero. El metal en la base de la
capsula debe tener un espesor entre 1.7-1.9 mm.
El agujero de la válvula debe tener un diámetro de 4 ± 0.5 mm y el tubo de vidrio
para las conexiones debe tener un diámetro interior minino de 4 mm. Para medir
el vacío se utiliza un manómetro de mercurio.
Las superficies de contacto entre el embudo y la capsula de fondo perforado
deben ser planas. Debe existir un sello a prueba de fugas, lo cual se puede lograr
por uno de los siguientes procedimientos:
1. Se puede pegar un empaque de hule sintetice, resistente a la grasa en la
parte superior del embudo y se puede usar petrolato o grasa liviana.
2. La parte superior del embudo se puede cubrir con una capa de petrolato o
grasa liviana.
Se debe usar papel filtro resistente muy liso y de filtración lenta.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 46
Procedimiento:
Se coloca la paleta y el recipiente de mezcla seca en el mezclador se pone
una cantidad medida de agua dentro del recipiente.
Se agrega el cementante y se principia a mezclar a baja velocidad (140 ± 5
rev/min) durante 30 segundos.
Se agrega toda la arena lentamente, durante un periodo de 30 segundos,
mientras se mezcla a baja velocidad.
Se detiene el mezclador y se deja reposar el mortero durante 30 segundos.
Durante los primeros 15 segundos de este intervalo, rápidamente se raspa
dentro de la masa del mortero cualquier cantidad que se haya quedado
adherida a las paredes del recipiente de mezcla; durante el resto del tiempo
se cubre el recipiente con la tapa.
Se mezcla, finalmente, durante 60 segundos a velocidad media. En
aquellos casos en que sea necesario mezclar de nuevo, antes de mezclar
se debe raspar rápidamente dentro de la masa del mortero cualquier
cantidad que se haya quedado adherida a las paredes del recipiente de
mezcla.
Determinación de la consistencia:
Cuidadosamente, se limpia y se seca la superficie de la mesa de flujo y se
coloca el molde de flujo en el centro; inmediatamente después de completar
el mezclado se llena el molde con el mortero, debe asegurarse un llenado
uniforme libre de vacíos.
Se enrasa la superficie del mortero con el borde del molde, con ayuda de
una regla de acero y se remueve el molde.
Inmediatamente, se deja caer la tabla desde una altura de 13 mm por 25
veces durante 15 segundos; el flujo s el incremento resultante en el
diámetro de la masa del mortero, expresado como porcentaje del diámetro
original.
Si el flujo es inferior al 100% se ajusta el mortero agregándole agua hasta
que le flujo este en el intervalo de 100 a 115%. Dada ajuste se hace
retornando el mortero al recipiente de mezcla original, agregándole agua y
mezclándolo a velocidad media durante 30 segundos.
Si el flujo del mortero original es mayor que 115%, se prepara un nuevo
mortero
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 47
Determinación del agua retenida
La columna de alivio de mercurio se ajusta para mantener un vacío de 6.8
KPa (50.8 mm de Hg) medido por medio del manómetro del aparato.
Se coloca la capsula de fondo perforado en el empaque engrasado y se
coloca un papel filtro humedecido en la capsula.
Se gira la válvula para aplicar el vacío al embudo y se inspecciona el
aparato para detectar fugas y determinar que se ha obtenido el vacío
requerido; luego se gira otra vez la válvula para liberar el vacío del embudo.
Inmediatamente después del ensayo de consistencia inicial, se retorna todo
el mortero al recipiente y se mezcla nuevamente el lote entero durante 15
segundos a velocidad media.
Luego se llena la capsula con el mortero, ligeramente arriba del borde, y se
apisona 15 veces con el apisonader, aplicando 10 golpes espaciados
alrededor de la capsula, y 5 golpes al azar distribuidos en el área central de
la capsula. Después de completar el apisonamiento, la parte superior del
mortero debe estar ligeramente extendida sobre el borde de la capsula.
El mortero se alisa por medio de la regla metálica. Si se saliera alguna
porción de mortero, se devuelve a la capsula.
Se gira la válvula para aplicar vario al embudo, se succiona durante 60
segundos y rápidamente se gira otra vez la válvula para exponer el embudo
a la presión atmosférica.
Inmediatamente se quita la capsula del embudo, con un trapo húmedo se le
quitan las gotas de agua que hayan quedado adheridas y se coloca sobre la
mesa.
A continuación, usando una paleta de hule, se hacen surcos y se mezcla el
mortero en la capsula durante 15 segundos; después de completar el
mezclado se coloca el mortero en el molde de flujo y se determina el flujo.
La operación completa se debe realizar sin interrupción y tan rápido como
sea posible, de manera que no debe tardarse más de 30 min en
completarla, para obtener resultados satisfactorios.
Expresión de los resultados:
La retención de agua se expresa como porcentaje, y se calcula como sigue:
Retención de agua, en porcentaje = A/B *100
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 48
Dónde:
A=flujo después de la succión
B = flujo antes de la succión
Informe de la prueba:
En el informe de la prueba debe indicarse lo siguiente:
1. El método usado, el flujo antes y después de la succión y el porcentaje de
agua retenida.
2. Cualquier condición no especificada en la norma, así como cualquier
circunstancia que pueda haber influido en los resultados.
3. Todos los detalles necesarios que permitan la completa identificación de la
muestra.
Norma ASTM C-91
Contenido de aire
Objeto:
Esta norma tiene por objeto establecer el método para determinar el contenido de
aire de un mortero preparado con cemento hidráulico.
Campo de aplicación:
El propósito de este método es determinar si el cemento hidráulico a prueba
cumple o no con las especificaciones aplicables para el tipo de cemento hidráulico
para el cual es incorporado. El contenido de aire está influenciado por otros
factores diferentes de la capacidad del cemento para retener o atrapar aire.
Principio del método:
Se prepara un mortero de consistencia normal y se determina el flujo. Cuando se
haya alcanzado el flujo requerido se determina la masa del mortero, y el contenido
de aire se calcula por medio de una formula empírica.
Aparatos:
Mesa de flujo, molde de flujo y calibrador
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 49
Medidor. Es un cilindro metálico, con un diámetro interno de 76.2 ± 1.6 mm
y un altura aproximada de 88.1 mm, ajustado por calibración con agua para
contener 400 ± 1 cm3 a 23ºC. el medidor debe tener un grueso uniforme
de paredes y fondo no menor d 2.92 mm y su masa total estando en vacío
no debe ser mayor de 900 g. además, debe estar hecho de un metal no
atacable por el mortero.
Mezclador, tazón y paleta
Regla de acero
Espátula
Balanzas, con suficiente capacidad para pesar el mortero y el medidor.
Tamices. No. 20 y 30
Cilindros graduados de vidrio. De 250 cm3 de capacidad, con
graduaciones a intervalos de 2 cm3, para medir el agua.
Apisonador. Hecho de un material no absorbente, no abrasivo y no
quebradizo, como un compuesto de hule o madera dura y seca hecha no
absorbente.
Barra par compactación. Hecha de madera dura y seca.
Cuchara de metal. Tipo cocina.
Procedimiento:
La temperatura del laboratorio y los materiales secos deben mantenerse
entre 20 y 27.5 ºC. la temperatura del agua de mezcla debe estar a 23 ±
2ºC. la humedad relativa no debe ser menor de 50%.
El mortero se debe preparar con suficiente agua de manera que de un flujo
aceptable.
Determinación del flujo:
Cuidadosamente se limpia y seca la parte superior de la mesa de flujo y se
coloca el molde de flujo en el centro.
Se coloca dentro del molde una capa de mortero de alrededor de 25 mm de
espesor y se apisona 20 veces. La presión debe ser justo lo suficiente
para asegurar un llenado uniforme.
A continuación se llena el molde hasta el borde, y se apisona
cuidadosamente como en la primera etapa.
La porción de mortero que sobresale del borde superior del molde, se corta
por medio de la regla de acero a manera de formar una superficie plana a
ras con dicho borde.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 50
Se limpia y seca la mesa de flujo, debiéndose tener especial cuidado en
remover el borde del molde cualquier porción de agua que pueda estar
presente.
Un minuto después de completar la operación de mezclado, se levanta el
molde retirándolo del mortero e inmediatamente se deja caer la mesa desde
una altura de 12.7 mm, 10 veces en 6 segundos. El flujo es el incremento
resultante del diámetro promedio de la masa del mortero, expresado como
porcentaje del diámetro original.
Se hacen ensayos con mortero nuevamente preparado, variando los
porcentajes de agua, hasta obtener el flujo apropiado.
Determinación de la masa del mortero:
Cuando se ha encontrado la cantidad de agua de mezcla que produce un
flujo de 87.5 ± 7.5%, inmediatamente se determina la masa de 400 cm3 de
mortero, usando el mortero que sobra en el tazón de mezcla después que
se determinó el flujo. No se debe usar la porción de mortero con que se
determina el flujo.
Se coloca cuidadosamente el mortero dentro del medidor de metal en tres
capas iguales, introduciendo 20 veces la espátula dentro de cada capa del
mortero, en una revolución completa alrededor de la superficie interna del
medidor. Toda esta operación debe hacerse con cuidado.
Después de llenado el medidor, se golpean ligeramente los lados del mismo
con los lados de la barra para compactación, a fin de impedir que quede
aire atrapado debido a la operación de llenado del medidor.
La porción del mortero que sobresale del borde del medidor se corta por
medio de la regla de acero a manera de formar una superficie plana, a ras
con el borde del molde.
La operación completa de llenado y emparejado debe durar alrededor de
1.5 min.
Se limpia el mortero y el agua que están adheridos al exterior del medidor y
se pesa este con su contenido; se resta la masa del medidor par obtener la
masa del mortero en g.
Expresión de los resultados:
El contenido de aire en el mortero se calcula de acuerdo con la siguiente formula:
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 51
Dónde:
m = masa de 400 cm3 de mortero en gramos
p = porcentaje de agua usada en la mezcla
Con cada lote se hace solamente una determinación, pues los resultados en duplicado generalmente coinciden en 1.00%.
Informes de la prueba:
En el informe de la prueba se debe anotar lo siguiente:
1. El método usado y el porcentaje de aire retenido en el mortero 2. Cualquier condición no especificada en la norma, así como cualquier
circunstancia que pueda haber influido en los resultados. 3. Todos los datos necesarios que permitan la completa identificación de la
muestra.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 52
Norma ASTM C-109
Esfuerzo de compresión
Procedimiento:
Las proporciones de los materiales para el mortero estándar deben ser una parte de cemento a 2.75 partes de arena estándar por peso. Use una relación de agua-cemento de 0.485 para cemento portland tipo I. (la cantidad de agua debe producir un flujo de 110 ± 5 para obtener resultados adecuados)
Las cantidades de materiales a ser mezclados para una prueba de mortero deber ser:
Material (g) 6 cubos 9 cubos
Cemento 500 740
Arena 1375 2035
Agua 242 359
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 53
Moldeando los cubos:
Deje el mortero en reposo dentro de la taza del mezclador durante 90 segundos sin cubrirlo. Durante los últimos 15 segundos de este intervalo, raspe rápidamente hcia el mortero cualquier cantidad de material que pueda estar en las paredes del tazón. Entonces remezcla durante 15 segundos a velocidad media.
Inmediatamente después de completar la prueba de flujo, regresar el mortero de la mesa de flujo a la mezcladora.
Después de agregar el material que estaba en la mesa de flujo al tazón de la mezcladora, raspe el material pegado en las paredes, y cuela a remezcla el mortero completo durante 15 segundos a velocidad media.
Comience a moldear los cubos con un tiempo total transcurrido desde la mezcla original (antes de la prueba de flujo) de 2.5 min. Coloque una capa de mortero de 1 plg, en todos los compartimientos del molde. Golpes el mortero en cada compartimiento 32 veces en 10 segundos, en 4 vueltas (ciclos) cada ciclo con ángulos rectos (90º) al anterior ciclo, donde cada ciclo consta de 8 golpes.
La presión de taqueado solo debe ser suficiente para asegurar un llenado uniforme de los moldes. Los 4 ciclos de taquedo en cada compartimiento deben ser completados antes de pasar al siguiente. Cuando se ha completado el taqueado de la primera capa de mortero, llene los compartimientos con el resto del mortero, y taquee como se hizo con la primera capa. Al completar la operación de taqueado, las superficies de todos los moldes deben sobresalir ligeramente sobre los bordes del molde. Regrese el mortero que haya salido de cada compartimiento al molde.
Por último, para nivelar cualquier protuberancia sobre el nivel del borde del molde, de una pasada con una paleta.
Almacenamiento de los moldes:
Inmediatamente después de terminar de preparar los moldes, coloque las muestras en el gabinete húmedo. Mantenga todas las muestras entre los moldes durante 20 a 24 hrs., con las superficies superiores expuestas al aire húmedo, pero evitando que les gotee agua.
Determinación del esfuerzo de compresión:
Haga la prueba de resistencia a la compresión en los cubos inmediatamente después que son sacados del gabinete húmedo. Todos los cubos para una prueba de tiempo especificado deber ser quebrados con las tolerancias permisibles como se indica a continuación:
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 54
Tiempo de prueba tolerancia permisible
24 hrs. 0.5 hrs.
3 dias 1 hr.
7 dias 3 hrs
28 dias 12 hrs.
Si se saca más de una muestra para la prueba de las 24 hrs del gabinete húmedo, mantenga estas muestras cubiertas con un trapo húmedo hasta que se coloque en el rompe cubos.
Limpie cada muestra hasta obtener una superficie seca, y elimine cualquier grano flojo o incrustaciones de arena de las caras que estarán en contacto con los soportes de la rompedora de cubos. Chequee estas caras con una regla, y si existe mucha curvatura, esmerile la superficie hasta dejarla recta o deseche el cubo. Un chequeo constante de la superficie (medir el área) de los cubos debe hacerse periódicamente.
Aplique la carga (presión) a los cubos con superficies perfectamente planas. Cuidadosamente coloque los cubos en los soportes de la máquina. Antes de aplicar la carga, debe asegurarse de que el soporte este bien. No use materiales de colchón o amortiguadores entre el cubo y los soportes de la máquina. Una carga igual a la mitad de la carga máxima esperada para cubos que tengan una resistencia máxima esperada de una 3000lbf (1350 kgf) puede ser aplicada a una velocidad adecuada, esto como una carga inicial. Ajuste la velocidad de manera que aplicada sin interrupción, hasta que el cubo falla y que el tiempo de llegar a la máxima carga no sea menor de 20 segundos ni mayor de 80 segundos, desde que se comenzó a aplicar la carga.
Cálculos:
Esfuerzo a compresión en lbs/plg2 o pascales
Para cubos de 2” de arista: lbs/ plg2 =
Si el área de la cara del cubo varia en más del 1.5% del área nominal (4 plg2) use el área real para el cálculo de la resistencia a compresión.
Resultados defectuosos:
Al determinar esfuerzos de compresión rechace los cubos cuyos resultados tengan una desviación de más del 10% del promedio de los demás cubos hechos de la misma muestra de cemento, del mismo batch mezclado y de la misma edad.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 55
Si después de rechazar los resultados defectuosos quedan menos de dos, será necesario repetir los cubos y la prueba completa.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 56
Norma ASTM C-270
Para morteros de mampostería
Esta norma o especificación, abarca los morteros para uso en la construcción de estructuras reforzadas y no reforzadas y unidades de mampostería. Cuatro tipos de morteros se indican para cada una de las opciones planteadas.
Un mortero consiste de una mezcla de material cementante agregado y agua, los cuales deben reunir los requerimientos siguientes:
Materiales cemententes:
Cementos portland ASTM C-150
Cementos mezclados para el caso de Guatemala tipo I (PM) ASTM C-595
Cemento de mampostería ASTM C-91
Cal viva ASTM C-5
Cal hidratada ASTM C-207
Agregados ASTM C-144
Agua debe ser limpia y libre de aceite, ácidos, sales, álcalis, materias orgánicas o sustancias que puedan ser dañinas al mortero
Los ensayos que se realizan según esta especificación son :
1. Retención de agua, de acuerdo con el procedimiento de la norma ASTM C-91.
2. Contenido de aire, de acuerdo con el procedimiento de la norma ASTM C-91.
3. Resistencia a la compresión, de acuerdo con el procedimiento de la norma ASTM C-109.
La única diferencia en los ensayos de retención de agua y resistencia a la compresión en que el mortero debe ser hecho con los materiales y las proporciones que serán usadas en obra.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 57
Algunas prácticas recomendables de construcción son las siguientes:
1. Los materiales cementantes y los agregados deben ser almacenados de manera que se prevenga el deterioro o la intromisión de materiales extraños.
2. En el mezclado del mortero se sugiere un tiempo de 3 a 6 min en la mezcladora mecánica y agregar una cantidad de agua para producir una trabajabilidad adecuada.
3. Para la elaboración de los morteros puede usarse cemento, cal o cemento de mampostería.
No existe ningún método normalizado para medir la composición o las propiedades físicas de morteros endurecidos y removidos de una estructura.
El tipo de mortero debe estar de acuerdo con la unidad de mampostería particular ya que ciertos morteros son mas compatibles con ciertas unidades de mampostería.
Es aconsejable evaluar la interacción del tipo de mortero y la unidad de mampostería. Unidades de mampostería que tienen una alta absorción inicial tendrán mas compatibilidad con morteros que tengan alta retención de agua.
TABLAS
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 58
Recomendaciones para la selección del tipo de mortero
El comportamiento de la mampostería está influida por varias propiedades del mortero como la trabajabilidad, la retención de agua, la adherencia, la durabilidad, la extensibilidad y la resistencia a compresión. Ya que estas propiedades varían con el tipo de mortero, es muy importante que dicho tipo de mortero seleccionado para una aplicación particular sea el mejor que se encuentre para los requerimientos del uso final.
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 59
TABLAS
Especificaciones IS-4098 (indù)
Esta especificación se refiere a los requerimientos para los morteros, es probablemente la norma más conveniente para evaluar los cementos cal-puzolana. Los requerimientos mínimos establecidos por esta especificación son:
Edad (días) Resistencia a compresión (kg/cm2)
LP 40 LP 20 LP 7
7 20 10 3
28 40 20 7
La designación LP-40-IS-4098, significa el requerimiento minino a los 28 días. En los morteros debe ser 40 kg/cm2 (PL40) según la especificación indù 4098 (IS-4098)
DISEÑO DE MORTEROS PARA MAMPOSTERIA
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DISEÑO DE MORTEROS | MATERIALES DE CONSTRUCCION 60
Especificación CSA Standard ASTM-1976 (canadiense)
La especificación canadiense, establece los siguientes esfuerzos mínimos de compresión en mega pascales a 7 y 28 dias:
Mortero 7 días (MPa) 28 días (MPa)
M 11.00 17.50
S 7.50 12.50
N 3.00 5.00
O 1.50 2.50
K 0.30 0.50