repÚblica bolivariana de venezuela universidad de los
TRANSCRIPT
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS
ENSAYOS BÁSICOS EN MUROS DE MAMPOSTERÍA PARCIALMENTE LLENOS
Trabajo especial de grado presentado como requisito para optar al Título de Ingeniero Civil
Tutor Académico. Autores: Prof.: Fernando Sarmiento. Gabriel A. Vargas G.
Isauro A. Lobo R.
Mérida, Octubre de 2008
ii
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS
ENSAYOS BÁSICOS EN MUROS DE MAMPOSTERÍA PARCIALMENTE LLENOS
Por: Gabriel A. Vargas G. Isauro A. Lobo R.
Trabajo especial de grado aprobado, en nombre de la Universidad de
Los Andes, por el siguiente Jurado, en la ciudad de Mérida a los ______ días
del mes de_______________ de ________.
______________________ ______________________ Prof. Rafael Torres B. Prof. Orlando Ramirez
______________________ Prof. Fernando Sarmiento.
C.I. 3.497.061 Tutor Académico
iii
DEDICATORIA
Hoy culmina uno de nuestros grandes sueños y queremos compartir
nuestra felicidad agradeciendo y dedicando este logro:
A Dios todopoderoso, quien fue nuestra luz, guía y fortaleza para seguir
adelante. Gracias señor porque todo lo que somos y tenemos te lo debemos
a ti.
A Nuestros Padres, quienes siempre nos brindaron su apoyo y
comprensión. Este triunfo les pertenece.
A todos aquellos que siempre creyeron en nosotros y sabían que este
día llegaría. Gracias por su confianza.
iv
AGRADECIMIENTOS
A Dios todopoderoso quien día a día nos acompaña y en el transcurso
de nuestra carrera siempre estuvo presente, guiándonos y fortaleciéndonos
en aquellos momentos que sentíamos caer.
A nuestros padres que con mucho sacrificio supieron esperar este día
tan valioso y tan importante para nosotros. Este triunfo es de ustedes y para
ustedes, mil gracias.
A la ilustre Universidad de Los Andes, por abrirnos sus puertas y haber
permitido formarnos profesionalmente.
A todos los profesores que desde el comienzo de nuestra carrera fueron
los responsables de nuestra formación académica.
A Nuestro tutor académico Profesor Fernando Sarmiento, quien nos
brindo sus conocimientos y asesorías para la realización de este trabajo.
A los Técnicos del Laboratorio de Materiales Oneider, Pedro, Elisaul y
Tulio. Quienes valiosamente agradecemos su colaboración y apoyo
incondicional. Muchas gracias señores.
v
ÍNDICE GENERAL
pp.
VEREDICTO………………………………………………………………………....ii
DEDICATORIA……………………………………………………………………...iii
AGRADECIMIENTOS……………………………………………………………...iv
ÍNDICE……………………………………………………………………………….v
LISTA DE CUADROS…………………………………………………………….viii
LISTA DE GRÁFICOS……………………………………………………………..ix
RESUMEN…………………………………………………………………………..x
CAPITULO I INTRODUCCIÓN…….……………………………………………………………1
OBJETIVOS……………………………………………………………………….3
OBJETIVO GENERAL…………………………………………………………3
OBJETIVOS ESPECÍFICOS………………………………….……………….3
ALCANCES DE LA MAMPOSTERÍA…………………………………………...4
IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN……….………………………….....5
CAPITULO II INVESTIGACIONES PREVIAS………………………………………………….6
RESEÑA HISTÓRICA DE LA MAMPOSTERÍA…………………………...…10
LA MAMPOSTERÍA……………………………………………………………..13
TIPOS DE MAMPOSTERÍA……………………………………………………15
1. Mampostería Simple……………………………………………………...15
2. Mampostería Reforzada………………………………………………….15
Refuerzo interno en la Mampostería de Bloques de Perforación Vertical……………………………………………………….17
CARACTERÍSTICAS DE LA MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE BLOQUE DE PERFORACION VERTICAL………………………………18
vi
COMPONENTES DE LA MAMPOSTERÍA…………………………………...20
PROPIEDADES DE LA MAMPOSTERÍA……………………………………22
1. Propiedades de la Unidad……………………………………………….22
a. Resistencia a la Compresión………………………………………..23
b. Resistencia a la Tracción……………………………………………24
c. Variabilidad Dimensional…………………………………………….24
d. Succión………………………………………………………………..24
e. Absorción……………………………………………………………...25
2. El Mortero………………………………………………………………….25
2.1 Finalidad del Mortero…………………………………………………27
2.2 Propiedades del Mortero……………………………………………..29
2.3 Componentes del Mortero…………………………………………...30
3. Concreto Liquido………………………………………………………….33
FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA DE ADHERENCIA……..35
COMPORTAMIENTO DE LA MAMPOSTERÍA………………………………35
Comportamiento mecánico de la mampostería en Compresión…………36
Comportamiento de la mampostería a tracción……………………………37
Comportamiento de la mampostería a flexo-compresión y cortante….…37
COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE LA MAMPOSTERÍA………………….38
Causas de las fallas sísmicas………………………………………………..38
MECANISMOS DE FALLA DE LA MAMPOSTERÍA………………………...40
TIPOS DE FALLA……………………………………………………………….41
Falla ante carga axial…………………………………………………………41
Falla por flexión………………………………………………………………..41
Falla por cortante……………………………………………………………...42
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MAMPOSTERÍA
ESTRUCTURAL…………………………………………………………………42
Ventajas………………………………………………………………………..42
Desventajas……………………………………………………………………44
vii
ENSAYOS………………………………………………………………………..45
1. Ensayos de la Unidad………………………………………………….45
2. Ensayo a Compresión del Mortero……………………………………46
3. Ensayos del Concreto Líquido………………………………………...47
4. Ensayos de Muretes……………………………………………………49
CAPITULO III Requisitos Mínimos de la Norma Venezolana COVENIN 42-82 “Bloques Huecos de Concreto”………………………………………………...52
RESULTADOS Y ANALISIS DE LOS ENSAYOS REALIZADOS EN EL LABORATORIO…………………………………………………………59
ANÁLISIS DE GRÁFICOS..............................................................................66
Gráficos de las Pilas ensayadas a compresión……………………………...66
Gráficos de los muretes ensayados a tracción diagonal……………………67
CAPITULO IV CONCLUSIONES……………………………………………………………….68
RECOMENDACIONES…………………………………………………………71
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS........……………………………………..73
ANEXOS.…………………………………………………………………………92
viii
LISTA DE CUADROS
pp.
CUADROS
Tabla Nº 1. Pila 1. Concreto en el alveolo del centro………………………….75
Tabla Nº 2. Pila 2. Concreto en el alveolo del centro………………………….75
Tabla Nº 3. Pila 3. Parcialmente llena en las esquinas………………………..76
Tabla Nº 4. Pila 4. Parcialmente llena en las esquinas………………………..76
Tabla Nº 5. Murete 1. Sin Acero de refuerzo…………………………………...77
Tabla Nº 6. Murete 2. Con Acero de refuerzo Vertical y Horizontal………….78
Tabla Nº 7. Murete 3. Con Acero de refuerzo Vertical………………………...89
Tabla Nº 8. Murete 4. Con Acero de refuerzo Horizontal...…………………...80
ix
LISTA DE GRÁFICOS
pp.
GRÁFICOS
DIAGRAMAS ESFUERZO-DEFORMACIÓN
Grafico Nº 1. Pila 1. Concreto en el alveolo del centro……………………...82
Grafico Nº 2. Pila 2. Concreto en el alveolo del centro……………………...83
Grafico Nº 3. Pila 3. Parcialmente llena en las esquinas…………………...84
Grafico Nº 4. Pila 4. Parcialmente llena en las esquinas…………………...85
Grafico Nº 5. Comparación de los Gráficos de Pilas………………………..86
DIAGRAMA ESFUERZO CORTANTE-DEFORMACIÓN ANGULAR
Grafico Nº 6. Murete 1. Sin Acero de refuerzo……………………………....87
Grafico Nº 7. Murete 2. Con Acero de refuerzo Vertical y Horizontal……..88
Grafico Nº 8. Murete 3. Con Acero de refuerzo Vertical…………………....89
Grafico Nº 9. Murete 4. Con Acero de refuerzo Horizontal...……………....90
Grafico Nº 10. Comparación de los Gráficos de los Muretes………………91
x
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS
ENSAYOS BÁSICOS EN MUROS DE MAMPOSTERÍA PARCIALMENTE LLENOS
Autores: Gabriel A. Vargas G.
Isauro A. Lobo R. Tutor Académico. Prof.: Fernando Sarmiento.
Fecha: Octubre 2008.
RESUMEN
En el presente trabajo el principal interés se encuentra en la necesidad de obtener resultados experimentales del comportamiento de muros de mampostería parcialmente llenos. Esto debido a la creciente utilización de éste sistema, principalmente el caso de la vivienda de interés social, solventando así el problema del déficit habitacional en las familias de escasos recursos. También se busca mostrar el panorama actual de la mampostería incorporando las grandes posibilidades que ofrece en el aspecto resistente, lo que le permitiría relegar estructuras de soporte de otros materiales.
La mampostería representa una solución económica para el problema de la vivienda en Venezuela, frente a otras alternativas, más caras y sofisticadas, como las basadas en elementos prefabricados o en estructuras aporticadas de acero. La manera como se ha utilizado la mampostería para la construcción de edificaciones se ha caracterizado por carecer de conceptos básicos, tanto en sus propiedades físicas como mecánicas, que son indispensables para el buen funcionamiento de dichas edificaciones ante las diversas solicitaciones que deba soportar.
Asimismo se mencionan todos aquellos ensayos básicos que deben realizarse antes de la construcción de cualquier edificación de mampostería, garantizando de esta manera un excelente comportamiento de la estructura ante un evento sísmico o cualquier solicitación no deseada. Finalmente se recalca la importancia y factibilidad del uso de la mampostería como material estructural para la construcción de viviendas.
1
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN
La mampostería es uno de los materiales con un mayor abanico de
aplicaciones en la construcción de obras civiles. Han sido muchos los
materiales utilizados a lo largo de la historia como elementos componentes
de la mampostería. Con el transcurso de los años los procesos de fabricación
han ido evolucionando, sin embargo, la forma de colocación de este material
continúa siendo a mano, y es ésta una de las variables que más incide en el
comportamiento final de la mampostería. Esta variable resulta difícil de
controlar y, por consiguiente, puede decirse que es uno de los principales
limitantes dentro de la calidad de la obra de fábrica.
Se ha usado en diferentes épocas y circunstancias para construir
diversos elementos como arcos, vigas y columnas, pero su expresión
fundamental es el muro. Este último puede ser utilizado en la contención de
tierra, líquidos, materiales almacenados en depósitos, ó puede ser el
elemento estructural portante correspondiente a un edificio diafragmático.
Su aplicación como elemento estructural en los muros portantes ó
como relleno es muy extenso, sin embargo en los cálculos estructurales su
influencia es prácticamente ignorada, siendo de gran importancia la
interacción entre los rellenos y los elementos de concreto (columnas, vigas).
Por esta razón la forma como se han diseñado las estructuras construidas
con este material se han caracterizado por la carencia de conceptos claros,
tanto de las propiedades que estas poseen, como de su comportamiento al
someterse a las cargas que debe soportar.
2
Sin embargo se ha podido comprobar que ante la acción de un evento
sísmico, las edificaciones realizadas bajo un control estricto de sus
materiales, incluyendo los refuerzos de acero, han arrojado un excelente
comportamiento, evitando el colapso de la construcción. Es por ello que ha
venido cambiando de alguna manera con el transcurrir del tiempo su
elemento de unión, pasando por piedra apiladas, posteriormente el uso del
mortero y amasado de barro (adobe), hasta lograr obtener una pieza con
mejor resistencia y estabilidad.
La historia del comportamiento sísmico de las edificaciones de
mampostería, muestra una larga lista de fallas, muchas de ellas terminales y
algunas catastróficas. Sin embargo las causas de la vulnerabilidad son
evitables y las edificaciones correctamente diseñadas, detalladas y
construidas han demostrado competencia sismo-resistente en los sismos
más severos. Con esto se puede concluir que las fallas de la albañilería en
áreas sísmicas se deben, como las que ocurren en zonas no sísmicas, al
abuso que se hace de la mampostería en cuanto a la carencia de refuerzo,
configuraciones defectuosas (muros portantes que no llegan al suelo);
diafragmas incompetentes, unidades de albañilería frágiles y el relleno
incorrecto de los alvéolos en la albañilería armada.
El presente estudio de los ensayos básicos que se deben realizar en
muros de mampostería parcialmente llenos, permitirá conocer el
comportamiento de los muretes ante cargas axiales y fuerzas cortantes. De
acuerdo a los resultados que se obtengan, se presentará una alternativa en
la construcción de viviendas de bajo costo que pueda resolver el déficit
habitacional a las familias de escasos recursos en Venezuela. Evitando de
alguna manera que se generen innumerables problemas, como las
invasiones y la densificación de los barrios por la enorme y creciente presión
que produce la necesidad de vivienda.
3
OBJETIVOS
1. Objetivo General.
• Estudiar el comportamiento de muros de mampostería parcialmente
llenos, mediante los ensayos básicos que determinan las propiedades
mecánicas de la mampostería.
2. Objetivos Específicos.
• Demostrar cual de los siguientes ensayos posee mejor
comportamiento estructural y resistente.
- Muretes parcialmente llenos sin acero de refuerzo.
- Muretes parcialmente llenos con acero de refuerzo horizontal.
- Muretes parcialmente llenos con acero de refuerzo vertical.
- Muretes parcialmente llenos con acero de refuerzo vertical y
horizontal.
• Comparación entre modelos matemáticos y físicos.
• Plantear una alternativa viable en la técnica de construcción con
muros parcialmente llenos con refuerzos de acero.
• Plantear una solución habitacional “realizable”, mas humana y de
menor costo que las existentes.
4
ALCANCES DE LA MAMPOSTERÍA
Durante los últimos años a raíz de facilidades surgidas en el sistema
financiero nacional, la industria de la construcción ha venido a ser el foco de
atención para constructores e inversionistas. La gran demanda de vivienda
popular ha tenido una buena respuesta (aunque insuficiente) por parte de los
ofertantes de este producto. Entre los rubros más significativos de la
construcción de vivienda popular, donde mejor se podrían reducir costos y
tiempos de material y mano de obra se encuentra la mampostería.
Los muros de mampostería no sólo se utilizan para estructuras,
también para hacer subdivisiones de espacios, protección contra fuego,
aislamiento térmico y acústico y, apariencia estética. Por lo tanto, puede
decirse que la mampostería es apreciada por su color, forma, textura,
disponibilidad, durabilidad, por su capacidad de aislamiento térmico y por su
bajo costo, en comparación con otros materiales.
La aplicación de los principios de ingeniería estructural, ha significado
un avance importante en el conocimiento de las propiedades y del
comportamiento de la mampostería reforzada. Consecuentemente, ésta ha
sido adoptada como un material ingenieríl. En Venezuela, Colombia, Perú, y
gran parte de países latinoamericanos la mayor parte de todas las
edificaciones que se construyen anualmente están estructuradas con bloques
de arcilla cocida o de concreto. En el caso específico de la Mampostería
Estructural reforzada, por proceso constructivo se clasifica como un sistema
artesanal.
5
IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN
Los daños observados en las estructuras de mampostería, han dejado
una gran cantidad de escenarios que varían de una zona a otra, dependiendo
de diversos factores, entre los cuales se pueden destacar: La magnitud del
sismo, las características geológicas y geotécnicas de la zona, y la calidad de
las construcciones. Esta última característica les compete principalmente a
los Ingenieros Civiles, debido a que el colapso de muchas estructuras, ha
ocasionado un gran número de pérdidas humanas y económicas en
Venezuela.
Por estas razones, se debe realizar un control estricto del proceso
constructivo de la mampostería, mediante los ensayos que se realizan en el
laboratorio, analizando cada uno de sus componentes (bloque, mortero,
concreto líquido), igualmente se determinaran las propiedades mecánicas a
través del ensayo de compresión diagonal en los muretes, y del ensayo de
compresión en las pilas, estos ensayos permiten definir el comportamiento
estructural de los diferentes elementos de albañilería ante la acción de una
solicitación real.
Este sistema constructivo por su economía y resistencia para soportar
cargas verticales (gravitacionales) y horizontales como (sismo ó viento)
puede dar soluciones al problema del déficit de vivienda, frente a otras
alternativas más costosas como elementos prefabricados y estructuras
aporticadas. Evitando el riesgo de desastre en las zonas populares por el
crecimiento espontáneo de los barrios en las grandes ciudades que se
realiza sin ningún control o seguimiento técnico.
6
CAPITULO II
INVESTIGACIONES PREVIAS
Se considero conveniente realizar una revisión de los trabajos de
investigación que han abordado el tema de la mampostería, la problemática y
los diferentes enfoques que se han hecho recientemente.
Arellano (1997), realizo un trabajo cuyo propósito fue el de diseñar un
modelo de comportamiento de muros de mampostería a compresión uniaxial.
Estudio que realizo en Mérida, a través de una investigación de campo
descriptiva apoyada en un trabajo cuantitativo.
Los resultados obtenidos permitieron comprobar que el modelo
permite representar adecuadamente los patrones de agrietamiento
observados en el laboratorio; además determinó experimentalmente el orden
de magnitud de la carga de ruptura y observo un mejor comportamiento de
los muretes sometidos a carga perpendicular a la hilada que aquellos que
fueron sometidos a cargas paralelas a la hilada; la falla ocurrió por poca
adherencia que existe entre el mortero y el ladrillo. En función de esto se
verifico el modelo propuesto para el comportamiento de muros de
mampostería a compresión uniaxial, resultando el mismo más sencillo y de
fácil aplicación.
El planteamiento del modelo del comportamiento de muros de
mampostería a compresión uniaxial, demostró ser de fácil aplicación y sin
dificultades para su uso. En este sentido existe relación con la investigación
planteada por cuanto proponen que los muros de mampostería son fáciles
7
de realizar y sencillos de utilizar, pero requiere de una serie de experimentos
para entender el uso adecuado de la mampostería.
Villegas (2004), en su estudio denominado, “Influencia de la armadura
horizontal en la ductilidad de muros de mampostería”, se basó en una
investigación de campo, cuyo fin fue el de evaluar la factibilidad de la
construcción y colocación de diversos tipos de refuerzos horizontales, así
como determinar su comportamiento ante las solicitaciones cíclicas de
compresión que durante un evento sísmico puedan sufrir un muro.
Luego de un análisis de los resultados, permitió determinar en
conclusión que las planchas metálicas y la malla cerrada en escalera
presentan mejor comportamiento y que presentaron fallas dúctiles. Los
estribos no se recomiendan como refuerzos horizontales, ya que su
comportamiento dentro de la junta es deficiente.
En este sentido el análisis permitió determinar como respuesta la
necesidad de alternar otros materiales, ya que en algunos casos la mala
calidad de los ladrillos no permite los refuerzos horizontales, y así mejorar la
calidad de la mampostería para tratar de retrasar la aparición de las
delaminaciones y así lograr que el acero colocado en las juntas horizontales
trabaje de forma eficiente, permita ganancia de ductilidad y resistencia de la
misma medida en que se incrementan los esfuerzos de compresión.
El principal aporte de la investigación se encuentra en el hecho de
que el autor expone las diferentes teorías y recomendaciones sobre el uso de
la mampostería. Recomendaciones que son tomadas en consideración para
delimitar la contextualización teórica del estudio propuesto.
8
Sarmiento R. (2004), realizo un estudio de campo, cuyo propósito fue
el de evaluar edificaciones de mampostería bajo la acción de los sismos en
el estado Mérida.
Los resultados obtenidos permitieron detectar que existen ciertas
debilidades en las construcciones de mampostería para resistir los efectos de
los sismos; y recomienda conservar la simetría de los muros en ambas
dimensiones para disminuir al máximo los efectos de torsión, las ventanas y
puertas deben tener diferentes direcciones para no disminuir la resistencia y
permitir la concentración de esfuerzos. Se recomienda el uso de los muros
de mampostería con mayor resistencia, si sobre ellos actúan cargas
verticales que aumentan la fricción en las juntas, se recomienda también el
uso de losas armadas en dos direcciones con el fin de mejorar el
comportamiento con las cargas horizontales. Ajustar los ejemplos para
obtener una mayor calibración.
El estudio muestra de forma significativa la necesidad de actualizar a
los profesionales en cuanto al uso de la mampostería en las construcciones,
conectando en términos generales con el material utilizado y
significativamente muestra su importancia en relación a la preocupación
existente con la acentuada manifestación de las construcciones en virtud a
los bajos costos que estas generan.
Sarmiento F. (2005), lleva a cabo un estudio cuyo propósito fue el de
realizar el análisis de una vivienda de mampostería, en el estado Mérida. El
estudio se baso en una investigación de campo.
Sarmiento determino que la mampostería tiene un carácter
marcadamente local, ya que el comportamiento de los componentes varía de
acuerdo a la región donde se ubique.
9
Luego planteo la necesidad de crear nuevos modelos sistemáticos de
este tipo de construcción con mampostería, ventajas y desventajas con
posibles soluciones a los problemas que presentan. Además de mejorar el
control de calidad de los materiales y de la construcción de viviendas con
mampostería.
Todos estos estudios, trabajos de investigación y trabajos de campo
mencionados guardan una estrecha relación y aportan ideas positivas con el
presente trabajo ya que evidencian la necesidad de implementar y desarrollar
aspectos relacionados con el uso de los materiales y la construcción de
viviendas de mampostería.
10
RESEÑA HISTORIA DE LA MAMPOSTERÍA
Es probable que la mampostería haya sido inventada hace unos 15 mil
años. Consistiría básicamente en apilar piedras formando un refugio para
protegerse del frío y de los animales salvajes. El siguiente paso en el avance
del la mampostería debió ser el uso del mortero de barro, que permitía no
solo apilar, sino también acomodar con mayor facilidad y más altura las
irregulares piedras naturales.
En aquellos lugares donde no podía encontrarse la piedra natural, la
solución era crear una masa de barro y secarla al sol para formar una pieza
de mampostería, tal como se ha visto en excavaciones arqueológicas, en el
Medio Oriente a nivel correspondiente del neolítico temprano. La unidad es
una pieza de barro con la forma de un gran pan, su peso es de unos 15
kilogramos. Estas unidades se han encontrado en diversas formas una de
ellas es la cónica de gran interés, pues se repite y está presente en
diferentes lugares que no tienen conexión directa, por ejemplo, en
Mesopotamia, con una antigüedad de 7000 años y en la zona de la costa
norte del Perú con una antigüedad de 5000 años.
Los sumerios, habitantes entre los cauces principales de los ríos Tigris
y Eufrates, en el cuarto milenio antes de Cristo, inventaron el molde, con éste
marco de madera elemental y rustico que aun se emplea en Irak se formaron
los primeros adobes. El molde es un avance en la construcción de
mampostería, pues facilita la producción rápida de unidades prácticamente
iguales.
El adobe fue llevado al horno a principios del tercer milenio antes de
Cristo, para hacer ladrillos cerámicos. Para hacer mampostería el ladrillo era
asentando con mortero de betún o alquitrán (sustancia muy abundante en el
11
Medio Oriente y que se encuentra en su superficie), al cual se le agregaba
arena. Este tipo de mampostería se convirtió en el material fundamental de
las construcciones más importantes y posibilito altura crecientes de los
zigurats. Las obras comunes se construyeron de cañas o adobes, el ladrillo
cerámico se uso pocas veces.
Grecia adoptó una arquitectura de lujo y de exteriores, ya que poseía
los mejores mármoles para llevarla a cabo. Estos sirvieron para revestir su
gruesa mampostería de piedra caliza asentada con morteros de cal. Tanto en
Egipto como Grecia la construcción importante es de piedra, rectilínea; el
arco era inexistente. En consecuencia la arquitectura estaba limitada en sus
posibilidades espaciales interiores por la escasa resistencia del material a la
tracción, ya que la piedra exigía luces pequeñas para las vigas, y las losas y
los espacios entre columnas tenían que ser reducidos.
Los romanos emplearon en la mayoría de los casos la piedra de sus
depósitos de caliza y tufa volcánica. A esta tecnología aportaron la invención
del mortero de cemento y del concreto. Es notorio que para los romanos no
existió el cemento como una sustancia individualizada, sino su mezcla con
agregado en la forma de mortero. Las invenciones e innovaciones romanas
significaron una verdadera revolución tecnológica de la construcción y
tuvieron los siguientes efectos:
1. Facilitar la construcción de cimentaciones más competentes.
2. Simplificar la construcción de los muros, con la invención del mortero
de cemento permitió a los romanos incrementar la rapidez en la
construcción, posibilitando que establecieran en corto tiempo la
infraestructura adecuada al proceso de expansión de su imperio.
3. Proveer libertad para el desarrollo de la tecnología del arco, la bóveda
y la cúpula.
12
4. Posibilitar aberturas totales o parciales en los muros usando arcos o
bóvedas, proporcionando así una herramienta de gran potencial en el
diseño de interiores.
En el XII el arco sumerio y romano cede el paso al arco apuntado
gótico y a la bóveda de crucería que facilitan cubrir grandes luces y
transforman la estructuración tradicional de la obra de mampostería. Se
sustituyen de esta manera los gruesos muros laterales por muros esbeltos
que pueden transmitir la carga lateral a través de ligeros arbotantes a los
contrafuertes con pináculos. Se alcanza, así, una arquitectura de equilibrio
tensional visible y de luz.
La albañilería fue importante en Europa occidental para controlar los
desastrosos fuegos que crónicamente destruían sus ciudades medievales.
Por ejemplo después del gran fuego de 1666, Londres dejo de ser una
ciudad de madera para convertirse e una ciudad de mampostería.
En Asia la mampostería era aplicada en la construcción de la gran
muralla china de nueve metros de alto por 2400 kilómetros de longitud
construidos con ladrillo de arcilla y morteros de cal. Por otra parte los Árabes
emplearon la mampostería en sus mezquitas y minaretes, desarrollando una
construcción masiva en sus espesores, delicada en sus cierres y detallado
con gran precisión geométrica.
La mampostería de ladrillo llego al nuevo mundo traída por los
europeos. Se instalaron grandes operaciones artesanales, en las colonias de
la costa atlántica norteamericana, pero fueron muy sistematizadas, para
fabricar ladrillos de arcilla empleando prácticamente los mismos moldes que
inventaron los sumerios.
13
LA MAMPOSTERÍA
La mampostería se define como el material de construcción
consistente en piezas naturales o artificiales unidas entre sí mediante el
mortero, también llamado mezcla. Es un material heterogéneo y anisotrópico
de unidades débilmente unidas, en el que los planos de debilidad coinciden
con las juntas verticales y horizontales, y que tiene una resistencia a la
compresión elevada, mientras que la resistencia a tracción es reducida, y
está controlada por la adhesión entre la unidad y el mortero. También para
contrarrestar esta debilidad del material a la tracción se utiliza el refuerzo de
acero.
Las resistencias de la mampostería a compresión, tracción y corte
definen el comportamiento estructural de los diferentes elementos de
albañilería ante la acción de solicitaciones reales. El comportamiento de
estos especímenes cuando se someten a ensayo, es el resultado de la
acción heterogénea de los componentes de la albañilería presentes (mortero,
concreto líquido y la unidad).
Con relación a otros materiales estructurales como el acero y el
concreto, la mampostería es más dependiente de la calidad de la
construcción. Más aun cuando existen varios factores que contribuyen a que
no se pueda construir bien, como por ejemplo:
- El proceso constructivo, que consiste en operaciones simultáneas en
pequeños frentes de trabajo, generalmente dispersos, en donde la operación
critica de asentar unidades se repite continuamente, hace difícil el control y la
supervisión detallada.
14
- Por diferentes razones, la mampostería ha sido tratada como material
de construcción, cuando se trata en realidad, de material estructural. Este
tratamiento erróneo ha conducido a descuidar el control de componentes de
componentes, calidad de la mano de obra y las técnicas constructivas.
- La significativa presencia en el mercado de unidades de mampostería
defectuosas y la tendencia a acelerar y simplificar las construcciones han
conducido a relegar la artesanía tradicional que estaba representada por el
maestro albañil.
La mampostería como elemento estructural
Las estructuras de mampostería en su vida útil pueden estar
sometidas a las siguientes solicitaciones:
1.- Carga axial o vertical, debida al peso de la losa, las cargas vivas y al peso
propio de la mampostería.
2.- Fuerzas cortantes y momentos flexionantes, debidas a las fuerzas de
inercia durante un sismo.
3.- Empujes normales al plano del muro, causados por viento, agua o tierra,
así como las fuerzas de inercia por sismos que actúan en dirección normal al
plano del muro.
15
TIPOS DE MAMPOSTERÍA
1. Mampostería simple
Es aquella que está compuesta sólo por piezas y mortero, sin acero de
refuerzo. Este tipo de mampostería, por ser muy débil a los esfuerzos de
tracción, no es recomendable en zonas de alto riesgo sísmico, como es el
caso de Venezuela.
Los tipos de fallas más comunes son:
• Agrietamiento vertical en las esquinas, en unión de muros
perpendiculares.
• Agrietamiento inclinado, por los esfuerzos de tensión diagonal en las
piezas.
• Concentración de grietas en las aberturas.
• Colapso de muros largos.
• Caída del sistema de techumbre.
2. Mampostería reforzada
Estos muros están construidos con piezas huecas reforzados en su
interior con barras de acero de alta resistencia y diámetros pequeños. Se
colocan de forma vertical dentro de las celdas y en juntas horizontales de
mortero. Su uso ha estado limitado por las dificultades que presenta este tipo
de sistema en su construcción, la falta de control de calidad y el uso
16
tradicional de la mampostería confinada. Para garantizar la correcta
colocación del refuerzo y el llenado de los huecos, la supervisión durante su
construcción tiene que ser más elaborada y detallada.
Es importante resaltar que las propiedades estructurales cuantitativas
de la albañilería armada dependen principalmente de la cuantía de acero y
de su disposición. Sin embargo el esfuerzo de agrietamiento es
independiente de la presencia y cantidad de acero, se ha determinado en
numerosos ensayos, que el acero comienza a trabajar solo después del
agrietamiento de la mampostería.
Para considerar a la albañilería como armada es necesario colocar
cantidades mínimas de acero que aseguren la integridad del material y el
comportamiento dúctil. Es normal exigir que la suma de las cuantías
geométricas del refuerzo vertical y horizontal no deben ser menor de 0,2%
del área bruta de la sección del muro, y que por lo menos una tercera parte
de esa cuantía de acero esté colocada en una de las dos direcciones
mencionadas.
La aplicación de la albañilería armada no se limita al levantamiento de
muros. Con ella se han construido elementos prismáticos en flexión como
vigas, y compresión como columnas. Sin embargo, éstos son irrelevantes en
aplicaciones de la albañilería armada en áreas sísmicas, donde el muro
específicamente el portante, sometido a cargas coplanares si es de
considerable importancia.
17
Refuerzo Interno en la Mampostería de Bloques de Perforación Vertical
• Si el acero de refuerzo a flexión se coloca a través de sus celdas
verticales y luego se rellenan con mortero. A través de sus celdas
verticales se coloca el acero de refuerzo a flexión y luego se rellenan
con mortero.
• El refuerzo horizontal se coloca entre las juntas en el mortero de pega
y en unidades o bloques especiales que conforman una especie de
viga intermedia para resistir esfuerzos cortantes.
• Usualmente, en celdas no ocupadas por el refuerzo vertical, se
colocan los tubos verticales de instalaciones eléctricas, hidráulicas y
sanitarias.
• Los bloques pueden ser de (arcilla cocida, concreto, material sílico-
calcáreo, etc.), en diversos tamaños con ancho de 10, 15 o 20 cm,
longitud de 20, 30 o 40 cm y altura de 10, 15 o 20 cm. Estas
dimensiones están dadas con el objeto de modular los muros y sus
uniones.
• Con los bloques de perforación vertical se puede diseñar y construir,
tres tipos de mampostería:
a) Mampostería Reforzada.
b) Mampostería Parcialmente Reforzada.
c) Mampostería no Reforzada.
Estos tres tipos de construcción se diferencian por las cuantías
mínimas de refuerzo vertical y horizontal, pues dependiendo de ellas y de la
cantidad de celdas rellenas, su Capacidad de Disipación de Energía en el
Rango Inelástico, es Especial (DES), Moderada (DMO) ó Mínima (DMI). Se
18
debe limitar el uso de cada tipo de mampostería en las diversas zonas de
Amenaza Sísmica, según su capacidad de Disipación de Energía en el
Rango Inelástico. Se Considera importante definir el término de Capacidad
de Disipación de Energía en el Rango Inelástico, de tanta trascendencia. “Es
la capacidad que tiene un sistema estructural, un elemento estructural, o una
sección estructural, para trabajar dentro del rango Inelástico de respuesta sin
perder su resistencia”.
CARACTERÍSTICAS DE LA MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL DE BLOQUE DE PERFORACION VERTICAL
Después del preámbulo conceptual y del enunciado de los tipos de
mampostería estructural así como de sus componentes. Entre las
características y limitantes del sistema de mampostería más comúnmente
utilizado en nuestro medio, es decir el bloque de perforación vertical, se
encuentran las siguientes limitantes, mal llamadas negativas, que deben
ser tenidas en cuenta tanto por el arquitecto como por el constructor:
a. Se requiere suficiente cantidad y longitud de muros en las dos
direcciones ortogonales de la edificación, para lograr suficiente rigidez
en ambos sentidos (no pueden diferir en más del 20%).
b. Como los muros son los elementos portantes del sistema, es decir, soportan y transmiten las cargas y solicitaciones estructurales, ellos
son inamovibles, es decir, no es permitido que una vez terminada la
construcción sea removido un muro para unir dos espacios interiores.
Tampoco deben ser regateados para colocar tuberías de instalación.
19
c. En general se prefiere proyectar distancias cortas entre muros
adyacentes, para diseñar placas de entrepiso económicas, de rápida y
sencilla ejecución, comúnmente prefabricadas.
d. Requiere una cantidad importante de personal medianamente
calificado (tipo oficial de construcción), en particular para la
construcción de la mampostería.
e. No es conveniente su combinación con otros sistemas estructurales
flexibles por que es el comportamiento combinado bajo sismos obliga a
tener precauciones de alto costo.
f. Puede ser inestable cuando por accidente o ignorancia se retira un
muro portante en algún piso, o se afecta una placa entrepiso.
g. Por ultimo, pero tal vez el aspecto más importante, requiere
Supervisión Técnica permanente, puesto que cada minuto del día se
están construyendo estructuras y cada elemento que se coloca es
parte fundamental de ella: el bloque de perforación vertical, el mortero
de pega, el refuerzo horizontal, los conectores entre muros, la limpieza
de celdas, el refuerzo vertical, el mortero de relleno, en fin todos los
componentes son estructurales.
Reconocidas las características limitantes, se enuncian a continuación
las cualidades positivas de la mampostería estructural con bloque de
perforación vertical:
• Bajo costo de construcción, cuando se aplica en proyectos que
reconocen y se benefician de sus propias limitantes.
• Alta velocidad de construcción.
20
• Como cualquier otro sistema estructural, cuando es bien diseñado y
bien construido, es estable y capaz de soportar las cargas de
diseño durante su vida útil prevista.
• Pocos tipos de materiales.
• Alta generación de empleo.
• Obliga a tener perfecta coordinación y definición de planos
arquitectónicos, estructurales, y de instalaciones, puesto que no se
puede romper los muros estructurales para colocar tubos.
COMPONENTES DE LA MAMPOSTERÍA
Estas unidades se fabrican de diversos materiales (arcilla cocida,
concreto, material sílico-calcáreo, etc.), y en diferentes tamaños. Se pueden
definir dos tipos de unidades: el bloque y el ladrillo.
El Bloque: Es una pieza de diferentes tamaños con ancho de 10, 15 o
20 cm, longitud de 20, 30 o 40 cm y altura de 10, 15 o 20 cm. Estas
dimensiones están dadas con el objeto de modular los muros y sus uniones.
Con los bloques de perforación vertical se puede diseñar y construir,
tres tipos de Mampostería:
a. Mampostería Reforzada
b. Mampostería Parcialmente Reforzada.
c. Mampostería no Reforzada.
Se pueden clasificar de acuerdo a la cantidad de huecos en la pieza
como:
21
� Unidades macizas: son unidades sin huecos o con área de huecos
menor del 25% de área de asiento.
� Unidades perforadas: el área de los alvéolos es mayor del 25% pero
las dimensiones de los huecos son tan pequeñas que no permiten la
inclusión del refuerzo y el relleno.
� Unidades huecas: el área de los alvéolos es mayor del 25% del área
de asiento con huecos que permiten la inclusión del refuerzo metálico
(cabilla) y pueden rellenarse con concreto líquido.
� Unidades tubulares: los alvéolos se encuentran en dirección paralela
a la cara de asiento.
Figura A. Tipos de Unidades
Unidad Tubular Unidad Hueca Unidad Maciza Unidad Perforada
El ladrillo: Es una pieza para ser manejada con una mano, obtenida
por moldeo, secado y cocción a altas temperaturas de una pasta arcillosa,
cuyas dimensiones suelen rondar 24 x 11,5 x 6 cm. Se emplea en albañilería
para la construcción de muros, tabiques y tabicones, pueden ser macizos o
con huecos.
22
Tipos de ladrillo
Según su forma, los ladrillos se clasifican en:
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.
Ladrillo macizo, aquellos con menos de un 10% de perforaciones en la
tabla. Algunos modelos presentan rebajes en dichas tablas y en las testas
para ejecución de muros sin llagas.
Ladrillo tejar o manual, simulan los antiguos ladrillos de fabricación
artesanal, con apariencia tosca y caras rugosas. Tienen buenas propiedades
ornamentales.
Ladrillo hueco, son aquellos que poseen perforaciones en el canto o en la
testa, que reducen el volumen de cerámica empleado en ellos. Son los que
se usan para tabiquería que no vaya a sufrir cargas especiales.
PROPIEDADES DE LA MAMPOSTERÍA
1) Propiedades de la Unidad.
La mampostería es un material estructural compuesto que está
integrado por unidades asentadas con mortero, es heterogéneo y anisótropo;
tiene una resistencia a la compresión elevada, mientras que la resistencia a
tracción es reducida. La unidad de mampostería debe cumplir con
23
características relacionadas con la resistencia, durabilidad y, estética del
muro en caso que éste sea visible.
a) Resistencia a la compresión
La resistencia a la compresión es la principal propiedad de la unidad
de mampostería. Los valores elevados de ésta indican buena calidad y
durabilidad para usos estructurales.
Esta propiedad se determina mediante el ensayo de compresión
simple realizado sobre la unidad, la dificultad para determinarla se debe a la
variedad de formas y dimensiones de las unidades, principalmente de sus
alturas que impiden relacionar el resultado del ensayo de compresión con la
verdadera resistencia de la masa y, La restricción ocasionada por los
cabezales de la máquina de compresión que modifica el estado de esfuerzos
en la unidad.
Finalmente, la resistencia a la compresión, tal como se mide
actualmente en el ensayo de compresión estándar, es función tanto de la
resistencia intrínseca de la masa, como de la altura del testigo y de su forma.
El resultado más representativo se logra al utilizar la lámina reductora
de fricción, pues simula la forma del comportamiento estructural de la unidad
en el muro, sin embargo éste ensayo es muy complejo por lo que no es
recomendable en el control de una obra.
24
b) Resistencia a la tracción.
Cuando la unidad se encuentra sometida a cargas triaxiales, la falla
ocurre por tracción transversal de la unidad de mampostería. Es por esta
razón la gran importancia del conocimiento de esta propiedad, su medición
sólo puede hacerse, para obtener resultados significativos, en testigos
razonablemente macizos. Los ensayos que se realizan son: el ensayo de
tracción indirecta y el ensayo de tracción por flexión. También se puede
aplicar el ensayo de tracción directa biaxial, pero no es sencillo de ejecutar y
se ha puesto en práctica en pocas investigaciones.
c) Variabilidad dimensional.
El muro se forma mediante el ensamblaje de unidades por tal motivo
es importante conocer sus dimensiones ya que las variaciones en altura por
ejemplo, conducen a la necesidad de usar juntas de mayor espesor lo que
implica una menor resistencia del muro a compresión. El alabeo define la
concavidad y convexidad de la unidad de albañilería, lo que produce un
efecto semejante al de la variabilidad dimensional.
d) Succión
Es la característica fundamental para definir la relación mortero-
unidad. La succión mide la capacidad de la unidad de obtener agua con
solubles de cemento del mortero, dicha capacidad provoca una interacción
entre el mortero y la unidad permitiendo la unión de éstos y como
consecuencia se ve afectada la resistencia a la tracción del muro.
25
Cuando la succión es muy alta, el mortero, debido a la rápida pérdida del
agua que es absorbida por la unidad, se deforma y endurece, lo que impide
un contacto completo e íntimo con la cara de la siguiente unidad. El resultado
es una adhesión pobre e incompleta, dejando uniones de baja resistencia y
permeables al agua.
Se considera que para succiones mayores de 40 gramos por minuto en
un área de 200 cm2 es requisito indispensable del proceso constructivo que
las unidades se humedezcan, siguiendo técnicas adecuadas, para modificar
la succión de asentado.
e) Absorción.
La absorción es la capacidad de la unidad para almacenar en su
volumen cierta cantidad de agua. Esta característica puede, entre otras
cosas, provocar cambios de volumen en la pieza, con posibles daños tanto
de la unidad como del muro.
2) El Mortero
La construcción tradicional de albañilería utiliza unidades asentadas
con mortero. El mortero cumple la función de asumir las inevitables
irregularidades de las unidades y, sobre todo, la de unirlas o adherirlas con
relativa estabilidad en el proceso constructivo, proporcionando rigidez en la
hilada para permitir el asentado de la siguiente hilada, y para formar, en
última instancia, un conjunto durable, impermeable y con alguna resistencia a
la atracción.
26
Estrictamente hablando, asentar unidades de albañilería es pegarlas o
unirlas con el adhesivo; que es el mortero, en una ubicación predeterminada.
Si bien se han hecho intentos experimentales y prácticos para asentar
unidades de albañilería con polímeros, azufre fundido y algunas otras
sustancias, el material más empleado sigue siendo el mortero de cemento
Portland con o sin cal. En algunos países es común también el empleo del
mortero de cemento de albañilería generalmente con la adición de cemento
Portland cuando se trata de albañilería portante.
El mortero como se ha dicho, es un adhesivo, y su adhesión completa,
fuerte y durable con la unidad de albañilería es su objetivo más importante;
todas sus propiedades, incluida la resistencia, son incidentales. En este
contexto la relación agua-cemento especifica e invariable, carece de
importancia. Más bien, como el mortero no se forma en moldes sino que
debe colocarse con el palustre en las superficies de las unidades que son
absorbentes, comenzando a perder agua tan pronto se realiza el contacto,
deberá tener la cantidad de agua necesaria para alcanzar una trabajabilidad
adecuada a dichas condiciones. Adicionalmente, el mantenimiento o
recuperación de dicho temple perdido por evaporación del agua puede exigir
la adición de más agua en un proceso, propio de la tecnología del mortero,
llamado retemplado. Más aún: el mortero no puede ni debe ser curado;
hacerlo implica humedecer la albañilería causando deformaciones de
expansión y contracción que, por ser restringidas son deletéreas, ya que
atentan contra la adhesión del mortero y las unidades y, por ello contra la
integridad e impermeabilidad de la albañilería.
27
2.1 Finalidad del Mortero
Su objetivo es de servir de adhesivo entre las piezas. Este
componente de la mampostería cumple la función en estado fresco de
asentar las unidades produciendo una superficie uniforme sobre determinada
hilada, compensando las diferencias de altura de las mismas y además, una
vez endurecido, producir una adherencia entre las piezas para dar al muro el
monolitismo y la durabilidad necesaria para cumplir su objetivo.
Aunque el mortero tiene casi los mismos componentes de un concreto,
su principal función es servir de elemento de unión entre las unidades, así
que en este sentido debe orientarse su caracterización; las otras
propiedades, incluyendo su resistencia, son secundarias.
Las características más importantes de un mortero fresco son:
plasticidad, trabajabilidad y retentividad del agua, es decir, que éste en
estado fresco debe ser lo suficientemente plástico para facilitar al albañil su
extensión sobre la unidad, su relación agua-cemento debe ser la adecuada
para lograr tal fin; así mismo no deberá perder agua con demasiada facilidad
al estar en contacto con la unidad de mampostería, pues la ausencia de ésta
en el mortero puede impedir la correcta hidratación del cemento además de
producir una considerable reducción de su plasticidad impidiendo un buen
contacto entre la pasta del mortero y la unidad.
Los componentes del mortero son variables, sin embargo en general
existen dos componentes: el cementante que puede ser cemento Portland,
cal u otro producto y un material inerte como puede ser arena, tierra u otras
sustancias con características similares que proporcionen volumen y
estabilidad al mismo. Pueden estar presentes otras sustancias que mejoren
la plasticidad del mortero como cal.
28
En la práctica se usan tres tipos de mortero: El primero es un mortero
de cemento-arena con una proporción de 1 a 4 1/2 en peso, usado
comúnmente en la mampostería de ladrillos cerámicos en la mampostería de
ladrillos cerámicos. El segundo es un mortero de cemento-tierra en la misma
proporción 1 a 4 1/2 en peso, este mortero es usado en la mampostería de
adobe y el tercero cemento-arena con una proporción de 1 a 3 en peso,
usado comúnmente en la mampostería de bloques comunes.
La cantidad de agua agregada debe ser suficiente para lograr la
hidratación del cementante y la trabajabilidad, pero no debe excederse
demasiado dado que un mortero muy fluido es incapaz de soportar, estando
aun en este estado fresco el peso de varias hiladas de piezas sobre el.
El espesor de la junta debe ser el adecuado, puesto que juntas muy
delgadas provoca poca adherencia y las muy gruesas disminuyen la
resistencia en el muro. Se ha demostrado que un tamaño apropiado puede
ser 0.8 a 1.5 cm de espesor.
La adherencia del mortero endurecido se prueba generando esfuerzos
de tracción en la interfase mortero-unidad estos esfuerzos pueden lograrse
halando las piezas con una fuerza de tracción directa o haciendo aparecer
tracciones mediante flexión adecuada con algún aparato adecuado. Se
puede medir también la compresión usando moldes cúbicos, cilíndricos o
paralelogramos, fabricados de acuerdo a normas y sometidos a un ensayo
de compresión simple.
29
2.2 Propiedades del Mortero
Se debe distinguir entre las propiedades del mortero en su estado
plástico y en su estado endurecido.
En el estado plástico: la propiedad esencial del mortero es su
trabajabilidad, es decir, la cualidad de poder ser manipulado con el palustre,
de ser esparcido con facilidad sobre las superficies de las unidades, de
adherirse a superficies verticales de las unidades y de tener contacto íntimo
y completo con las irregularidades de éstas. Si bien la trabajabilidad de un
mortero es fácilmente reconocible por un buen albañil, ella es una compleja
propiedad reológica, y no existe un ensayo para cuantificarla ni para medir
las características como la cohesión y la plasticidad de un mortero.
La consistencia es la capacidad o habilidad que tiene la mezcla del
mortero de poder fluir o ser manejable utilizando los instrumentos adecuados
para ello, y retentividad a su capacidad para mantener su consistencia
durante el proceso de asentado, cuando entra en contacto con superficies
absorbentes. Es fácil conseguir morteros con la consistencia deseada
basándose en la modificación de la cantidad de agua; sin embargo, estos
mismos morteros pueden tener características de retentividad
insatisfactorias. Por ejemplo, los morteros de baja retentividad, aunque
tengan la consistencia adecuada, serán ásperos; mientras que, como regla,
los morteros retentivos serán trabajables.
Propiedades del mortero endurecido: la adhesión con las unidades
de albañilería y su resistencia a la compresión. La primera es esencial; la
segunda, a pesar de ser exigida en muchas normas, es incidental. En la
adhesión hay que distinguir el valor unitario de la adhesión y la extensión del
área de contacto de la adhesión. La adhesión resulta del producto del valor
30
unitario y de la extensión. El aspecto menos comprendido de la adhesión
está relacionado con la extensión del área de contacto. Se ha sugerido que la
mejor manera de entender en qué consiste y, a la vez, en cierto modo,
medirla, es remover una unidad de la hilada poco después de asentada. La
disposición del mortero adherido a la cara de asiento de la unidad indica la
extensión. Los morteros ásperos mostraran, típicamente, un contacto
localizado, descrito como tentacular, mientras que los morteros trabajables
cubrirán el integro de la cara de asiento.
2.3 Componentes del Mortero
a) Cemento.
Los cementos aceptables en los mortero son normalmente, cemento
Portland de los tipos I, II y, excepcionalmente, del tipo III, además de los
cementos adicionados y cementos de albañilería.
b) Cal.
Comprende básicamente dos tipos la cal viva y la cal hidratada. La cal
hidráulica es, prácticamente un cemento. La cal viva es un sólido en forma de
terrones del tamaño de piedras pequeñas o grandes, dependiendo del grado
de molienda previo y del tipo de horno utilizado.
La cal viva necesita de agua con suma avidez, por lo que resulta difícil de
conservar y manipular. Es usual que se deteriore rápidamente, por su
tendencia a combinarse primero con el agua atmosférica, apagándose, y
31
luego, inmediatamente, con el anhídrido carbónico, para convertirse
nuevamente en carbonato de calcio; adicionalmente, conlleva riesgos de
incendio y la posibilidad de ocasionar quemaduras al ser manipulada sin
cuidado. De otro lado, para su uso en la construcción debe necesariamente
combinarse con agua. Este proceso se llama hidratado o apagado, y va
acompañado de una considerable y violenta evolución de calor y de una
expansión del orden de tres veces el volumen original; aunque se puede
realizar en obra, es preferible, por razones de seguridad, comodidad y
uniformidad del producto llevarlo a cabo industrialmente.
La cal hidratada embolsaba es la forma normal de comercializar el
producto para su aplicación en la construcción. Esto le permite no sólo evitar
los riesgos de la cal viva, ya que la cal hidratada es prácticamente inerte, si
no, además, la posibilidad de ser mezclada directamente con los otros
componentes de los morteros (cemento, arena y agua) sin necesidad del
apagado previo.
c) Arena.
La arena puede ser natural o fabricada. La natural es siempre
producida por la acción erosiva de los ríos sobre las rocas y puede
encontrarse en depósitos ribereños, lacustres, marinos o eólicos.
Dependiendo del tipo de depósito, los granos de arena pueden ser angulosos
o redondeados. La arena fabricada, ya sea específicamente o como
subproducto, se obtiene de la trituración de rocas piedras o escorias, y es por
naturaleza angulosa.
32
En general, todas las arenas son aplicables en la elaboración de
morteros en la medida en que satisfagan los requisitos físicos de la
granulometría que se detallan en la siguiente tabla:
GRANULOMETRÍA DE LA ARENA PARA MORTERO
Tamiz ASTM % Que pasa
Nº 4 100 Nº 8 95 -100
Nº 16 70 -100 Nº 30 40 - 75 Nº 50 10 - 35
Nº 100 2 - 15 Nº 200 -
En cualquier caso, la arena debe estar libre de sustancias deletéreas
tales como partículas friables o livianas, impurezas orgánicas o exceso de
arcilla. La norma señala, usualmente como límite de 1% para el contenido
de arcilla y de 0,5% para partículas que flotan en un líquido de peso
específico 2.
d) Agua.
El agua en general debe ser limpia y estar libre de sustancias
deletéreas tales como aceites, ácidos, álcalis, o cualquier otra que resulte
dañina. El agua para uso doméstico es siempre satisfactoria.
33
e) Aditivos.
En general, los aditivos no son necesarios ni deseables para los
morteros en la construcción de albañilería. Los aditivos que contienen
cloruros de calcio, en particular, pueden causar severos problemas de
corrosión en albañilería y que contiene refuerzo o insertos de acero.
3) Concreto líquido
Es una mezcla de cemento-arena en proporción de 1:3, el tamaño
máximo del agregado depende de la dimensión de los alvéolos, en el
concreto líquido se busca la mayor economía y la menor contracción de
fragua, el tamaño más grande y la mayor cantidad de agregados. Existen dos
tipos de concreto líquido: el fino, que sólo tiene arena como agregado, y el grueso, que puede contener piedra con un tamaño máximo de 3/8”.
Con la finalidad de lograr la integración de la armadura con la
albañilería los alvéolos se llenan con concreto, el cual, para ser vaciado debe
tener una elevada trabajabilidad, nivel de líquido que se determina mediante
la prueba de consistencia con el cono de Abrahms, en el que debe obtenerse
una medida mínima de asentamiento de 200 mm. Esta condición requiere
contenidos de agua elevados, con relaciones agua-cemento entre 0.8 y 1.2,
que dependen principalmente del módulo de fineza de la arena.
Si la relación agua-cemento inicial es elevada, y permanece así, el
producto final será, un concreto muy poroso y de escasa resistencia. Pero
esto no sucede: al colocarse el concreto líquido en los alvéolos de las
unidades de albañilería, debido a que son muy absorbentes, retirarán gran
parte del exceso de agua dejando al concreto con relación agua-cemento
34
final de 0.5 a 0.6. Numerosos ensayos, han demostrado que la resistencia
característica a la compresión del concreto líquido terminado en el muro
elaborado con diferentes relaciones cemento-agregado y la cantidad de agua
necesaria para obtener un asentamiento mínimo de 200 mm, tiene valores
superiores de 14 Mpa, que es mínimo exigido para que el material cumpla
satisfactoriamente su función.
Con esta resistencia mínima el concreto líquido es adecuado para
darle consistencia estructural a la albañilería armada obtenida en el proceso,
garantizando la adherencia con la armadura vertical y horizontal. Al mismo
tiempo, debido a la succión local de los solubles del cemento en los poros
capilares de las unidades de albañilería y al contacto con las juntas de
mortero cuando éste es utilizado, se crea una fuerte adhesión concreto
líquido-albañilería.
El concreto líquido debe tener una consistencia compatible con las
dimensiones de los alvéolos a llenar, y con las características de absorción y
succión de la albañilería. En general, la consistencia no debe ser menor de
200 mm, pudiendo llegar en algunos casos hasta 280 mm si los alvéolos son
pequeños y las unidades absorbentes.
La técnica de vaciado del concreto líquido contempla dos posibles
alzadas de llenado. La tradicional, limita la alzada de llenado a 60 cm, la otra
indica el llenado del concreto líquido hasta la altura total del muro. Se
recomienda la operación continua de llenado con una alzada igual a la altura
del muro, porque la alzada de llenado a 60 cm crea juntas débiles entre
llenados, dificulta la construcción y demanda excesos de empalmes en las
juntas verticales.
35
FACTORES QUE AFECTAN LA RESISTENCIA DE ADHERENCIA
Existen numerosos parámetros que pueden afectar la resistencia de
adherencia entre las unidades y el mortero, no obstante, su influencia e
interrelación no esta aun completamente definida. Los factores más
importantes, relacionados con las características de los materiales, son:
a) Unidades: Porosidad, tasa inicial de absorción de agua, la rugosidad
de la superficie, el contenido de humedad y la reactividad química.
b) Mortero: Características de la arena, la relación limo-cemento, la
retentividad de agua, el contenido de agua y la presencia de aditivos.
No hay información cuantitativa suficiente que permita evaluar el efecto
de cada uno de los factores mencionados, no obstante, es posible
identificar cuales de ellos son beneficiosos para la resistencia de la
adherencia. Así por ejemplo, incrementos en el contenido de humedad
de las unidades, sin llegar al estado de saturación y, la presencia de
limos en la mezcla utilizada para el mortero, aumentan la resistencia de
la adherencia entre el mortero y las unidades.
COMPORTAMIENTO DE LA MAMPOSTERÍA
Si la mampostería presenta una pérdida de rigidez y resistencia
rápida, la falla se presenta por cortante o por tensión diagonal; es una falla
de tipo frágil. Si la pérdida de rigidez y resistencia es gradual, la falla se
presenta por flexión y es de tipo dúctil.
36
Antes del agrietamiento el muro se comporta de manera elástica lineal;
al momento de agrietarse su comportamiento depende sólo de la cantidad y
disposición del acero de refuerzo. Cuando existe poco refuerzo, el elemento
tiene poca capacidad de disipar la energía y se presenta la falla frágil; pero,
al tener refuerzo suficiente, el muro es capaz de soportar altos niveles de
carga con grandes deformaciones.
Comportamiento mecánico de la mampostería en Compresión
La mampostería es un material que presenta un resultado optimo
excelente cuando esta sujeta a esfuerzos de compresión. Su
comportamiento y los modos de falla ante cargas axiales, depende de la
interacción de las piezas y el mortero; esta puede interpretarse en la
siguiente forma: las piezas y el mortero tienen características esfuerzo-
deformación diferentes por lo tanto; al ser sometidos a un mismo esfuerzo, se
produce una interacción entre ambos, que consiste en que el material
menos desfavorable, las piezas en general, restringe las deformaciones
transversales del material mas deformable (el mortero), introduciéndole
esfuerzos de compresión de dirección transversal. Por el contrario en el
material menos deformable, se introducen esfuerzos transversales de
tracción, que disminuyen su resistencia respecto a la que se obtiene en el
ensayo de compresión simple del material aislado.
El ensayo que se utiliza para determinar la resistencia a la compresión
de la mampostería, se hace sobre una pila de piezas superpuestas unidas
por mortero, con una relación altura /espesor (h/t) aproximadamente igual a
cuatro (4). Se utilizan estas relaciones en particular debido, a la relativa
facilidad de construcción y ensayo de la pila, con el cual se reproducen
razonablemente los modos de fallo.
37
Comportamiento de la mampostería a tracción
La resistencia a la tracción de la mampostería esta principalmente
controlada por la resistencia a la adherencia desarrollada en las interfaces
mortero-unidad. Los ensayos realizados por Decanini Y Ochat (1986)
muestran que la resistencia de los paneles de mampostería no se ve
afectada por la resistencia a la compresión ni del mortero ni de las unidades,
mientras que la absorción de agua de las unidades de mampostería tiene
una fuerte influencia.
Comportamiento de la mampostería a flexo-compresión y cortante
Cuando los muretes de mampostería están sujetos a cargas de
compresión y a cargas laterales, se generan esfuerzos de compresión, de
cortante y adicionalmente aparecen esfuerzos de flexión, lo que produce un
cambio en la mecánica del comportamiento de la mampostería y, por tanto, la
evaluación de la resistencia de estructuras de mampostería se vuelve más
compleja. El problema se magnifica, tanto por las incertidumbres asociadas
a la estimación de las resistencias a cortante y flexión de los muretes, como
por una incompleta descripción de su comportamiento inelástico y, más aun,
por la naturaleza de la redistribución del cortante de piso hacia los diversos
elementos de un sistema estructural tridimensional. Debido a estas
incertidumbres y a la falta de información, los elementos de mampostería
suelen ser considerados frágiles, limitándose su resistencia lateral a los
esfuerzos admisibles, sin tomar consideraciones de comportamiento
inelástico.
38
COMPORTAMIENTO SÍSMICO DE LA MAMPOSTERÍA
Causas de las fallas sísmicas:
Las principales causas que explican las fallas sísmicas de las
construcciones de albañilería son las siguientes:
1. Carencia de refuerzo.
La carencia o severa insuficiencia de acero de refuerzo es la causa
principal del fracaso de los muros de las construcciones de albañilería de
todo tipo: portantes y no portantes.
2. Configuraciones defectuosas.
En particular muros portantes que no llegan al suelo. Esta configuración
produce estructuras denominadas “piso blando”, llamadas también “planta
baja libre”, un entrepiso de rigidez reducida donde se concentra el integro de
la deformación que el sismo impone al sistema, carentes por ello de
ductilidad necesaria. Ejemplo de ellos son edificios cuya planta baja la
utilizan para el uso de estacionamientos o de proveer el espacio para
instalaciones de cualquier tipo, prácticamente libre de muros.
3. Diafragmas incompetentes.
El mal comportamiento o la falla de los diafragmas horizontales es muy
grave en cualquier tipo de edificación, pues no solamente se desarma la
estructura, sino que se modifica el comportamiento crítico estructural,
39
pasándose de uno predominantemente coplanar a otro en el que denominan
las cargas perpendiculares al plano del muro.
4. Unidades de albañilería frágiles.
Es bastante común y muy apropiados cuando los esfuerzos prioritarios
son de tracción por flexión perpendicular al plano del muro, que se
construyan muros de albañilería utilizando unidades tubulares o unidades
muy perforadas, definidas como aquellas que tienen mas de 30% de área
alveolar. Estas unidades fallan frágilmente a compresión y producen
albañilería que tienen la misma deficiencia. La aplicación de estas unidades
para asentar muros portantes de edificaciones diafragmadas en las que os
esfuerzos de compresión pueden ser considerables, han conducido a fallas
catastróficas.
5. Relleno incorrecto de los alvéolos en la albañilería armada.
En muchos países se inicio la práctica de la albañilería armada utilizando
unidades con alvéolos verticales de sección reducida, donde se alojaba el
acero vertical. Ellos trataban de ser rellenados en el proceso de asentado
del muro con mortero, en vez de ser llenados, de acuerdo a la buena práctica
constructiva, en una sola operación ejecutada después de levantado el muro
y utilizando concreto (liquido). La consecuencia de este incorrecto
procedimiento constructivo ha sido una escasa si no nula integración de la
armadura y la albañilería, ocasionada tanto por la insuficiente resistencia del
mortero como por la imposibilidad de llenar adecuadamente huecos
pequeños. El resultado es casi equivalente a tener albañilería simple, en vez
de armada, con las consecuencias consiguientes ante acciones sísmicas.
40
MECANISMOS DE FALLA DE LA MAMPOSTERÍA
La mampostería es un material compuesto, heterogéneo y
anisotrópico, donde los planos de debilidad coinciden con las juntas y cuyo
comportamiento es diferente en distintas direcciones. Las juntas horizontales
debido a su naturaleza continua, dividen a la mampostería en capas
(hiladas), dándole a la mampostería la apariencia de un material compuesto
laminado.
En las estructuras reales las condiciones críticas de cargas
corresponden usualmente a esfuerzos combinados. Esto se cumple para
muros de mampostería en los que las combinaciones de esfuerzos provienen
de la acción conjunta de fuerzas laterales o coplanares, de sismo, de viento y
de las fuerzas gravitacionales. Por esta razón existe la necesidad de derivar
la forma de falla de la evaluación de todos los posibles modos de ocurrencia
de fallas, seleccionando el modo que tenga la menor resistencia como el
modo critico.
Para derivar las diferentes formas de falla y sus respectivas
resistencias, los criterios utilizados deben basarse en las teorías de falla
existentes, sobre todo en aquellas relativas a materiales compuestos. Esto
debe hacerse reconociendo, que su aplicación no puede ser directa, ya que
estas teorías no consideran para el análisis de esfuerzos biaxiales, la
interacción que existe entre la resistencia al corte por cizalle de las juntas y
las cargas de compresión, perpendiculares a las mismas, que caracterizan a
toda edificación de mampostería.
En conclusión, la elaboración de criterios de fallas reales,
específicamente para cargas coplanares, debe contemplar los posible modos
41
de falla en tracción y en corte por cizalle a lo largo de las juntas horizontales
y verticales, en este último caso se debe tener en cuenta el efecto de las
compresiones perpendiculares a las juntas. También se debe considerar los
efectos tracción transversal producidos por la diferencia en las características
elásticas de los materiales componentes. En general, la descripción
cuantitativa de la falla en mampostería no puede basarse, en un único criterio
general, sino en los diversos modos en que ésta puede ocurrir en un material
compuesto.
TIPOS DE FALLA
Falla ante carga axial
Esta falla depende de la interacción de piezas y mortero: las piezas
restringen las deformaciones transversales del mortero induciendo en éste,
esfuerzos de compresión en el plano transversal. En las piezas se introducen
esfuerzos de tensión que disminuyen su resistencia. Es inusual que se
presente este tipo de falla, y puede ser causada por piezas de mala calidad o
porque éstas han perdido capacidad de carga por intemperismo.
Falla por flexión
Se produce cuando se alcanza el esfuerzo resistente en tensión (del
orden de 1 a 2 Kg./cm²). Es grave cuando no existe en la mampostería acero
de refuerzo, ya que éste toma los esfuerzos de tensión. Se identifica
mediante grietas horizontales en los extremos de los muros, que se van
haciendo más grandes en la parte inferior.
42
Falla por cortante
Hay dos tipos: Falla por cortante, cuando la grieta es diagonal y corre
sólo a través de las juntas de mortero; y la Falla por tensión diagonal, cuando
la grieta es casi recta, rompiendo las piezas. La mayoría de estas fallas se
deben a que no se cuida el diseño en la estructura.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA MAMPOSTERÍA ESTRUCTURAL
1. Ventajas
La construcción con bloques de hormigón presenta ventajas
económicas en comparación con cualquier otro sistema constructivo
tradicional. Estas ventajas se originan en la rapidez, exactitud y uniformidad
de las medidas de los bloques, resistencia y durabilidad, desperdicio casi
nulo, y sobre todo por constituir un sistema modular.
• La rapidez de ejecución, la armonía del ensamble de los distintos
elementos, la terminación de las superficies ó caras de las paredes,
conlleva a la disminución en el uso de formaletas ó encofrados, estos
elementos hacen de la mampostería estructural un sistema más rápido
y económico que los tradicionales.
• La mampostería de concreto, es un sistema muros portantes, que
facilita y hace económicas las estructuras regulares.
• Por su consistencia y resistencia, los bloques de mampostería
estructural tienen un menor desperdicio que cualquiera de los otros
elementos utilizados para el levante convencional, constituyendo otro
43
de los factores económicos y ventajosos en los proyectos de
construcción.
• La mampostería a parte de cumplir su función como sistema
constructivo, puede proporcionar una imagen de innovación y
apariencia agradable, siempre y cuando tenga un buen diseño
arquitectónico.
• La mampostería estructural moderna ofrece posibilidades sismo-
resistentes. Para ello se proponen dos alternativas: muros de
mampostería armada internamente y muros de mampostería
confinada. Estas alternativas son la solución estructural más
comúnmente utilizada en las viviendas de los sectores de bajos
recursos y es el objetivo principal de este proyecto.
• Facilita la incorporación de las instalaciones y servicios en el proceso
constructivo, evitando que su inclusión origine problemas que afecten
el comportamiento de la mampostería a las solicitudes sismo-
resistentes.
• Se debe evitar la rotura indiscriminada de paredes para embutir
tuberías, ya que esto atenta contra la seguridad estructural de las
viviendas, genera gran cantidad de desperdicios y hace los procesos
constructivos lentos e ineficientes.
• El hecho de utilizar el bloque en su función estructural, agiliza los
trabajos y posibilita una mayor rapidez constructiva, ya que no será
necesario contar con los tiempos de encofrado y tiempos de espera
para el desencofrado de columnas y vigas.
• Gracias a la exactitud y uniformidad de las medidas de los bloques,
resistencia y durabilidad, y sobre todo, por constituir un sistema
modular. Esta circunstancia permite computar los materiales en la
etapa de proyecto con gran certeza dichas cantidades se aproximarán
a las realmente utilizadas en obra.
44
2. Desventajas
• De todas las alternativas constructivas, es quizás la mampostería
estructural la que más requiere de controles de calidad estrictos y
efectivos. Esto se debe a los fracasos de la mampostería estructural
en recientes eventos sísmicos, la causa principal se le atribuye a
deficiencias constructivas tales como: “No cerrar los lazos de
confinamiento, interrumpir arbitrariamente el acero de refuerzo, el
amarre inadecuado de pisos y techos a los muros, y la mala calidad
de los materiales.”
• Es utilizada para construir viviendas de pequeña y mediana altura,
pero no tiene un buen comportamiento frente a eventos sísmicos, por
esta razón se ha implementado la mampostería reforzada.
• El uso intensivo de mano de obra de la mampostería, con su
capacidad de generar empleo, impone una ejecución planificada de
los procesos si se quiere combatir el bajo rendimiento de esta técnica
que requiere de una cuidadosa realización a cielo abierto desde la
primera hilada hasta la colocación de la cubierta.
• Los muros portantes por su gran dureza, no permiten fácil
modificación posterior de la arquitectura.
45
ENSAYOS
1. Ensayos de la Unidad
1.1 Ensayo de compresión
El ensayo de compresión se realiza usualmente en testigos de medias
unidades secas, aunque algunas normas proponen o aceptan el ensayo de
unidades enteras e incluso de dos medias unidades separadas por una junta
de mortero. La carga de compresión se aplica perpendicular a las superficies
de asiento. Si el testigo es muy irregular, es rellenado o alisado con pasta de
cemento Portland poco antes de colocar el recubrimiento -normalmente de
azufre, para lograr el contacto uniforme con los cabezales de la máquina de
compresión. El ensayo se realiza hasta la rotura. La resistencia a la
compresión se determina dividiendo la carga de rotura entre el área bruta (A)de la unidad cuando ésta es sólida o tubular y el área neta (A) cuando es
hueca o perforada, obteniéndose el valor:
AnPubf =`
Usualmente la prueba consiste en dos o tres ensayos. Las pruebas se
evalúan estadísticamente para obtener el valor característico que,
generalmente, está referido a la aceptación de 10% del resultado de pruebas
defectuosas.
46
1.2 Ensayo de tracción indirecta.
Este ensayo se efectúa en la máquina de compresión sobre una
unidad entera seca a la cual se ha fijado con precisión, arriba y abajo del
plano de rotura, una barra de acero de pequeño diámetro. La resistencia a la
tracción indirecta (F’t) se obtiene de la ecuación siguiente:
F’t = 2 x Carga de rotura/ (��x ancho x altura)
1.3 Ensayo de tracción por flexión.
También conocido como módulo de ruptura se realiza en la máquina
de compresión sobre una unidad entera a la cual se apoya con una luz no
mayor de 18 cm y se carga al centro. El resultado del ensayo es el módulo de
ruptura (F’r), que se obtiene de la fórmula.
F’r = 3 x Carga de rotura x luz entre ejes de apoyos/ (2 x ancho x altura2)
2. Ensayo a compresión del Mortero
El ensayo de compresión se hace rompiendo a los 28 días en una
máquina de compresión, testigos cúbicos de 5 cm. de lado, cilindros de 5 cm
de diámetro y 10 cm de altura o prismas de base cuadrada en los que la
altura es el doble del lado. Si bien subsiste la tendencia original a preparar
los testigos en moldes impermeables de acero, es cada vez más creciente el
reconocimiento de lo esencial que resulta preparar los testigos teniendo en
cuenta, de alguna manera, el retiro de agua por la succión de la unidad de
albañilería para establecer así la realidad resistente del mortero colocado.
Por ejemplo, el Uniform Building Code señala que para obtener testigos del
47
mortero destinados a establecer la resistencia a la compresión, se debe
colocar el mortero con un espesor de 12 a 15 mm sobre la cara de asiento de
la unidad con la cual se utilizará, retirarlo después de 1 minuto y colocarlo
luego, compactándolo en dos capas, en un molde cilíndrico impermeable de
5 cm. de diámetro y 10 cm. de altura.
Cada vez más investigares recomiendan la utilización de testigos
prismáticos formados en moldes provisionales hechos de las unidades de
albañilería con las que se ha de realizar la investigación o la construcción. En
otras palabras, la resistencia a la compresión del mortero, al igual que la
adhesión, deviene una característica que no le es propia, sino que está
relacionada con la unidad de albañilería con la que él será utilizado; además,
está resistencia será bastante mayor que la que indican los testigos
elaboraba en moldes impermeables.
El resultado del ensayo se obtiene dividiendo la carga máxima entre el
área de la sección promedio; se llama resultado de la prueba al promedio
de los resultados de los tres ensayos (X) y resistencia características del
mortero (f´cm) a:
f´cm = X (1-1.3 �)
Donde � es la desviación estándar de la prueba.
3. Ensayos del concreto Líquido
Para determinar la consistencia líquida, se utiliza generalmente el
ensayo de asentamiento con el cono de Abrahms, la otra propiedad del
48
concreto en su estado plástico es la cohesión, la cual no puede ser medida,
pero la falta de ésta produce segregación y se debe evitar utilizando
ingredientes y proporciones correctas.
En el estado endurecido se verifica la resistencia a la compresión. Se
mide rompiendo a los 28 días, en una máquina de compresión, tres testigos
estándar prismáticos de base cuadrada en los que la altura es el doble del
lado de la base. El resultado del ensayo se obtiene dividiendo la carga
máxima entre el área de la sección promedio. Se llama resultado de la
prueba al promedio de los resultados de los tres ensayos (X) y resistencia
características del mortero (f´cg) a:
f´cg = X (1-1.3 �)
Donde � es la desviación estándar de la prueba.
Figura B. Testigos de concreto líquido para el ensayo de compresión
49
4. Ensayos de Muretes
4.1 Ensayo de corte (tracción diagonal).
El ensayo más utilizado para determinar la resistencia al corte o
resistencia a la tracción diagonal es, probablemente, el de corte o
compresión diagonal, es considerado como un ensayo representativo ideal,
cuando en realidad las condiciones de borde son, por lo general totalmente
diferentes entre ensayo y realidad. El valor de este ensayo es ser un método
simple y práctico de evaluar las existencias al corte y a la tracción diagonal
de diferentes albañilerías.
El ensayo consiste cuando no se aplica la compresión perpendicular a
la junta en cargar diagonalmente el murete con una carga de compresión
creciente y a un ritmo controlado hasta la rotura.
El resultado del ensayo es el valor nominal unitario de corte (V’m)
obtenido a partir de la formula:
AnPumV 71,0' =
Donde:
Pu es la carga de rotura, y An es el área neta del espécimen. Ésta
se calcula con la fórmula:
γxbxLLAn )21(21 +=
L1 y L2 son los lados reales del testigo; b es su espesor, y � es la
proporción del área neta con relación al área bruta de las unidades.
50
4.1.1 Modo de Falla de los Muretes
El modo de falla del testigo es generalmente por corte o por tracción
diagonal. Esto ocurre de manera frágil al producirse la primera grieta en la
figura (C). Cuando las unidades son huecas o perforadas, o de muy reducida
resistencia, el testigo puede fallar por aplastamiento causado por la
compresión diagonal, esta falla puede ser de características explosivas.
En general cuando no hay precomprensiones o éstas son muy
reducidas, la falla tiende a ocurrir siguiendo las juntas horizontales y
verticales a un ángulo aproximado de 45° con la hil ada. Cuando se aplican
pre-compresiones las grietas pueden atravesar unidades, y el ángulo de falla
se hace dependiente de su magnitud.
Estos hechos han conducido a establecer que la falla, en este ensayo,
ocurre cuando la tracción principal alcanza su valor crítico.
Figura C. Tracción Diagonal
51
4.2 Ensayo de flexo-compresión
El estado de flexo-compresión se presenta en muros portantes
sometidos a cargas laterales perpendiculares a su plano.
El ensayo se hace, usualmente, en prismas o muretes cargados en
compresión excéntrica y su objetivo es obtener un diagrama de interacción.
En dicho diagrama, Po corresponde a la carga axial de rotura y Mk al
momento de rotura cuando la carga axial tiene su excentricidad en el borde
del núcleo central. Además, la línea de fisuración intercepta al eje de las
abscisas, donde la carga axial es cero, en un valor dependiente únicamente
de la resistencia a tracción perpendicular a la hilada (FV) de la albañilería,
que puede determinarse mediante la ecuación:
M = Z. �v
52
CAPITULO III
Requisitos Mínimos de la Norma Venezolana COVENIN 42-82 “Bloques Huecos de Concreto”
• OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Esta norma establece los requisitos mínimos que deben cumplir los
bloques huecos de concreto para ser usados en la construcción de paredes.
Estos bloques también como elementos para aligerar entrepisos,
platabandas considerándolos únicamente como material de relleno.
• DEFINICIONES
º Bloque hueco de Concreto Es un elemento en forma de paralelepípedo ortogonal, con
perforaciones paralelas a una de las aristas.
º Sección Bruta Es el área resultante de multiplicar las dos dimensiones que están
contenidas en el plano perpendicular a la carga..
º Sección Neta Es la sección bruta, descontando el área máxima de los huecos.
53
• MATERIALES DISEÑO Y FABRICACION
Los bloques deben elaborarse con cemento Pórtland y agregados inertes
inorgánicos adecuados.
El tamaño del modulo del bloque es igual a las dimensiones normales
mas un centímetro.
Las superficies del bloque destinadas a recibir un friso deben ser
suficientemente ásperas para asegurar una buena adherencia.
Cuando el bloque se va a utilizar a la vista, las superficies deben ser
uniformes y las aristas bien definidas y sin roturas.
• CLASIFICACIÓN
Los bloques se clasifican:
a) Según los agregados.
Pesados: Bloques fabricados con agregados normales. El peso unitario
del concreto seco es mayor de 2000 Kg/m3.
Semipesados: Bloques fabricados con una mezcla de agregados
normales y livianos. El peso unitario del concreto seco es entre 1400
Kg/m3. y 2000 Kg/m3.
Livianos: Bloques fabricados con agregados livianos. El peso unitario del
concreto seco es menos de 1400 Kg/m3.
54
b) Según su Uso.
Tipo A: Bloques para paredes de carga, expuestos o no a la humedad.
Clase A1, para paredes exteriores, bajo o sobre el nivel del suelo y
expuestos a la humedad.
Clase A2, para paredes exteriores, bajo o sobre el nivel del suelo y no
expuestos a la humedad.
Tipo B: Bloque para paredes que no soportan cargas o para paredes
divisorias.
Clase B1, para paredes expuestas a la humedad.
Clase B2, para paredes no expuestas a la humedad.
• REQUISITOS
1. Apariencia y acabado. Los bloques deben ser sólidos y libres de
grietas que no sean las especificadas a continuación:
Para bloques tipo A: No deben presentar grietas paralelas a la carga.
Si aparecen imperfecciones estas no deben ser más del 5% del
pedido, siempre y cuando las gritas perpendiculares a la carga que
aparezcan no tengan una longitud mayor de 2,5 cm.
55
Para bloques tipo B: Pueden presentar grietas menores producidas
en la fabricación o fragmentos producidos en el manejo.
2. Químicos.
Absorción de Agua: La máxima absorción determinada de acuerdo al
ensayo especificado, para cada tipo de bloque es la que indica la
siguiente tabla:
Absorción Máxima.
Tipo de Bloque Pesado % Semipesado % Liviano % A1 – A2 – B1 14 16 12
B2 No tiene ensayo de Absorción 20
3. Mecánicos.
Resistencia a la compresión: La resistencia mínima a la compresión,
especificada de acuerdo al ensayo correspondiente, a los 28 días de
fabricados, es la indicada en la siguiente tabla:
Resistencia a la Compresión
Tipo de Bloque Promedio 3 Bloques (Kg/cm2.)
Mínimo 1 Bloque (Kg/cm2.)
A1 70 55 A2 50 40
B1 – B2 30 25
56
Los bloques después de ser convenientemente curados por métodos
aprobados, deben tener una resistencia a la compresión igual o mayor al
80% de la especificada en la tabla anterior.
• Método de ensayo
Resistencia a la Compresión.
a) Equipos:
Maquina de ensayo. Con suficiente capacidad para producir la rotura de
las probetas. Debe estar provista de dos platos de carga uno de éstos
debe ir montado sobre una rotula esférica, preferiblemente el que se
apoya la parte superior del bloque de ensayo.
Platos de carga, de acero con una dureza no inferior a 60 Rc, de
superficie lisa con una tolerancia de 0,25 mm. y un diámetro de 15 cm; el
centro de la superficie de la rotula debe coincidir con él del plato
correspondiente.
Placas adicionales, de acero con una dureza no inferior a 60 Rc, un
espesor de 1/3 de la distancia existente entre el borde del plato de carga
a la esquina mas distante del bloque de ensayo, en ningún caso el
espesor de la placa debe ser menor de 12,7 mm. y serán colocadas entre
el bloque y los platos de carga, después que el centro de gravedad del
bloque ha sido alineado con el eje de los platos de carga y por
consiguiente con el centro de la superficie de la rotula en el plato de carga
correspondiente.
Rotula, debe girar e inclinarse ángulos pequeños en cualquier dirección.
57
b) Preparación de la muestra:
Las superficies de los bloques de ensayo donde se va a aplicar la
carga, se deben cubrir con una capa o cubierta de acuerdo al método
especificado a continuación:
Compuesto de yeso especial: Se prepara una pasta de yeso especial con
una resistencia no inferior a 245 Kg/cm2 al ser ensayada en probetas
cúbicas de 5 cm. de lado. Se esparce uniformemente esta pasta sobre
una superficie rígida, plana con una tolerancia de 0,08 mm, no
absorbente, soportada para que no produzca deflexiones visibles durante
el proceso y que ha sido ligeramente cubierta con aceite. Se apoya la
cara q va a someterse a compresión del bloque de ensayo, sobre la
pasta y se presiona firmemente hacia abajo con un solo movimiento
manteniéndolo perpendicularmente a la superficie. El espesor promedio
de la capa no debe ser mayor de 3m2 mm.
Nota: No se permite la preparación de la pasta una vez fraguada. Debe
removerse o reemplazarse las capas defectuosas.
c) Condiciones de ensayo:
La capa o cubierta debe tener por lo menos 24 horas de colocada
antes de proceder al ensayo.
58
d) Procedimiento:
Se colocan los bloques de ensayo de manera que la carga se aplique
en la misma dirección en que las cargas o los pesos propios actúen sobre
ellas en la construcción.
Se hace coincidir el centro de la superficie esférica de la rotula con el
centro del plato de carga que se va a poner en contacto con el bloque de
ensayo. En caso de que la superficie de los platos de carga no sea
suficiente para cubrir el área de ensayo del bloque a ensayar, se utilizan
las placas adicionales.
Se aplica la carga a cualquier velocidad hasta la mitad de la carga
máxima supuesta, el resto de la carga debe aplicarse gradualmente a una
velocidad constante en un periodo que no sea menor de 1 minuto, ni
mayor de 2, de acuerdo a la carga máxima soportada.
e) Expresión de los resultados:
La resistencia a la compresión se calcula dividiendo la carga máxima
soportada en kilogramos (Kg) por la superficie bruta del bloque expresada
en centímetros cuadrados (cm2).
Rc= SbCm
Donde:
La superficie bruta, es el área completa de una sección del bloque
perpendicular a la dirección de la carga incluyendo los huecos del bloque.
59
RESULTADOS DE LOS ENSAYOS REALIZADOS EN EL LABORATORIO
• Ensayos de la Unidad:
o Ensayo de Absorción.
• Absorción: A = Seco
SecoSAt
WWW −
Unidad Nº 1:
Peso Seco: WSeco = 11030 gr.
Dimensiones:
- Bx = 39,4 cm.
- By = 14,2 cm.
- H = 19,7 cm.
Peso Saturado: WSat = 11670 gr.
A= 100.11030
.11030.11670 xgr
grgr − A = 5,9 %
Unidad Nº 2:
Peso Seco: WSeco = 10710 gr.
Dimensiones:
- Bx = 39,4 cm.
- By = 14,2 cm.
- H = 20 cm.
Peso Saturado: WSat = 11380 gr.
A= 100.10710
.10710.11380 xgr
grgr − A = 6,3 %
60
Absorción Promedio = 6,1 %
Unidad Nº 3:
Peso Seco: Wseco = 10420 gr.
Dimensiones:
- Bx = 39,2 cm.
- By = 14,0 cm.
- H = 20 cm.
Peso Saturado: Wsat = 11040 gr.
A= 100.10420
.10420.11040 xgr
grgr − A = 6,0 %
De acuerdo a la Norma Venezolana COVENIN 42-82 para “BLOQUES HUECOS DE CONCRETO” estos bloques se clasifican como tipo Liviano, ya que el porcentaje promedio de los 3 bloques, no supera al 12% estipulado por la Norma.
o Ensayo de Compresión: �/Aneta (Kg/cm2)
Unidad Nº 1:
Peso = 11650 gr.
Dimensiones:
- Bx = 39,5 cm.
- By = 14,3 cm.
- H = 19,5 cm.
Area bruta:Ab = Bx . By Ab = 39,5 cm. x 14,3 cm. Ab = 564,85 cm2.
61
Area neta:
An = Ab – Area de alvéolos.
An = 564,85 cm2. – 300 cm2. An = 264,85 cm2
Resistencia a la Compresión:
Rc = Carga Max. / An.
Rc = 18159 Kg. / 264,85 cm2. Rc = 68,53 Kg./cm2.
Unidad Nº 2:
Peso = 11170 gr.
Dimensiones:
- Bx = 39,6 cm.
- By = 14,3 cm.
- H = 19,5 cm.
Area bruta:
Ab = Bx . By
Ab = 39,6 cm. x 14,3 cm. Ab = 566,28 cm2.
Area neta:
An = Ab – Area de alvéolos.
An = 566,28 cm2. – 300 cm2. An = 266,28 cm2.
Resistencia a la Compresión:
Rc = Carga Max. / An.
Rc = 17650 Kg. / 266,28 cm2. Rc = 66,28 Kg./cm2.
62
Resistencia Promedio = 76,70 Kg./cm2.
Unidad Nº 3:
Peso = 11610 gr.
Dimensiones:
- Bx = 39,6 cm.
- By = 14,2 cm.
- H = 19,5 cm.
Area bruta:
Ab = Bx . By
Ab = 39,6 cm. x 14,2 cm. Ab = 562,32 cm2.
Area neta:
An = Ab – Area de alvéolos.
An = 562,32 cm2. – 300 cm2. An = 262,32 cm2
Resistencia a la Compresión:
Rc = Carga Max. / An.
Rc = 25000 Kg. / 262,32 cm2. Rc = 95,30 Kg./cm2.
De acuerdo a la Norma Venezolana COVENIN 42-82 para “BLOQUES
HUECOS DE CONCRETO” se clasifican estos bloques como tipo A1, ya que la resistencia promedio de los 3 bloques, supera los 70 Kg./cm2. Este tipo de bloque es utilizado para paredes de carga, bajo o sobre el nivel del suelo y expuestas a la humedad.
63
o Ensayo del Concreto Liquido:
Cubo Nº 1:
Peso = 4320 gr.
Dimensiones:
- Bx = 10,2 cm.
- By = 10,3 cm.
- H = 19,5 cm.
Resistencia a la Compresión = Carga Max / Área
Area = 10,2 cm. x 10,3 cm. = 105,06 cm2.
Rc = 28750 Kg./ 105,06 cm2. Rc = 273,65 Kg./cm2.
Cubo Nº 2:
Peso = 4920 gr.
Dimensiones:
- Bx = 10,5 cm.
- By = 10,8 cm.
- H = 19,6 cm.
Resistencia a la Compresión = Carga Max / Área
Area = 10,5 cm. x 10,8 cm. = 113,40 cm2.
Rc = 32000 Kg./ 113,40 cm2. Rc = 282,19 Kg./cm2.
64
Resistencia Promedio = 289,53 Kg./cm2.
Cubo Nº 3:
Peso = 5820 gr.
Dimensiones:
- Bx = 11,0 cm.
- By = 10,9 cm.
- H = 19,5 cm.
Resistencia a la Compresión = Carga Max / Área
Area = 11,0 cm. x 10,9 cm. = 119,90 cm2.
Rc = 37500 Kg./ 119,90 cm2. Rc = 312,76 Kg./cm2.
La elaboración de este tipo de Concreto líquido se realizo con proporciones 1:3 (Uno de cemento por tres de arena) y la granulometría de los agregados usados fue pasante del tamiz 3/8 y retenida en el Nº 4; clasificándose este concreto como tipo grueso.
o Ensayo del Mortero:
Cubo Nº 1:
Dimensiones:
- Bx = 5,08 cm.
- By = 5,08 cm.
Área = 25,81 cm2.
65
Resistencia Promedio = 344,20 Kg./cm2.
Resistencia a la Compresión = Carga Max. / Área
Rc = 9352,40 Kg./25,81 cm2.
Rc = 362,40 Kg./cm2.
Cubo Nº 2:
Dimensiones:
- Bx = 5,08 cm.
- By = 5,08 cm.
Área = 25,81 cm2.
Resistencia a la Compresión = Carga Max. / Área
Rc = 7990,40 Kg./25,81 cm2.
Rc = 309,63 Kg./cm2.
Cubo Nº 3:
Dimensiones:
- Bx = 5,08 cm.
- By = 5,08 cm.
Área = 25,81 cm2.
Resistencia a la Compresión = Carga Max. / Área
Rc = 9307,0 Kg./25,81 cm2.
Rc = 360,65 Kg./cm2.
66
La proporción utilizada para la elaboración de la mezcla fue de 1: 4 1/2
(Uno de cemento por 4 1/2 arena), y una resistencia promedio de 344 Kg/cm2
lo cual indica que se puede clasificar como un mortero tipo A adecuado para
uso general en albañilería destinada a ser portante en edificaciones de tres
(3) o mas niveles.
�
ANÁLISIS DE GRÁFICOS
Gráficos de las Pilas ensayadas a compresión
• Gráficos 1 y 2: Los gráficos tienen un comportamiento casi lineal,
donde los esfuerzos son directamente proporcionales al incremento de
la deformación unitaria. En ambos gráficos la resistencia máxima de
compresión en las pilas oscila entre 40 y 50 (Kg/cm2). La falla que se
produjo para estos esfuerzos fue frágil, colapsando las pilas de una
manera rápida.
• Grafico 3: La tendencia de la curva es irregular, al comienzo la pila es
muy rígida, ofreciendo un comportamiento lineal para esfuerzos
menores de 19 Kg/cm2, luego se produce un cambio brusco entre 19 y
23 Kg/cm2, y finalmente retoma su comportamiento lineal para fallar
frágilmente cuando el esfuerzo es de 38 Kg/cm2.
• Grafico 4: El comportamiento de la curva es uniforme, ha medida que
se incrementa el esfuerzo, las deformaciones unitarias tienen mayor
amplitud en el eje d las abcisas, hasta alcanzar un esfuerzo máximo
de compresión de 29 Kg/cm2, produciéndose una falla frágil en la
muestra.
67
Gráficos de los muretes ensayados a tracción diagonal
• Grafico Nº 5: Se observa una tendencia casi lineal a partir de un
esfuerzo cortante de 1,48 Kg/cm2 y se produce en el murete una falla
frágil por la ausencia del acero de refuerzo vertical y horizontal.
• Grafico Nº 6: En la curva hay un comportamiento elástico hasta llegar
a un esfuerzo cortante de 10,13 Kg/cm2. Posteriormente comienzan a
formarse las grietas en el murete, sin producirse el colapso total del
mismo, ya que el acero de refuerzo proporciona al muro gran
ductilidad y un considerable aumento de resistencia al corte.
• Grafico Nº 7: Al comienzo del ensayo para esfuerzos cortantes bajos
el muro se comporta muy flexible, es decir, las deformaciones
angulares son significativas hasta alcanzar un esfuerzo cortante de
3, 55 Kg/cm2, luego comienzan a producirse las grietas parra un
esfuerzo de corte 7,54 Kg/cm2, de allí en adelante comienza a trabajar
el acero de refuerzo proporcionándole al muro mayor ductilidad y
resistencia.
• Grafico Nº 8: Igualmente que en el caso anterior el muro presenta
gran flexibilidad para esfuerzos cortantes menores de 4,0 Kg/cm2.
Luego incrementa un poco su rigidez ofreciendo mayor resistencia a
deformarse producto del esfuerzo cortante aplicado, para fallar
finalmente de una manera explosiva o frágil.
68
CAPITULO IV
CONCLUSIONES
- Los resultados de los ensayos y trabajos experimentales realizados
anteriormente para entender el comportamiento de la mampostería
parcialmente llena, permiten afirmar que el valor de la resistencia a
compresión, tracción, y corte dependen fundamentalmente de la calidad de
las unidades, del mortero, concreto líquido y de su interacción.
- La mampostería parcialmente llena presenta un comportamiento óptimo
cuando está sujeta a esfuerzos de compresión, es importante mencionar
algunos factores que influyen considerablemente en la resistencia de un
panel, tales como: El porcentaje de área perforada de las unidades, la
humedad, la capacidad de absorción y la adherencia con el mortero.
- El comportamiento a cortante es más complejo, debido a las diferentes
propiedades mecánicas de los materiales que intervienen y de la magnitud
del estado de esfuerzos de compresión perpendicular a las juntas
horizontales del mortero. La resistencia a cortante del elemento, queda
definida en muchos tipos de mampostería, sobre todo en aquellos en los que
las piezas son muy resistentes por la adherencia entre el mortero y las
unidades.
- Los alvéolos vacíos no representan puntos de debilidad como se
esperaba antes de realizar los ensayos en los muros, debido a que las fallas
se presentaron específicamente en los extremos de los alvéolos que estaban
llenos de concreto líquido. La causa de este tipo de falla, se le atribuye
69
principalmente a la poca capacidad de confinamiento del bloque, ya que las
deformaciones unitarias laterales del concreto líquido son mucho mayor que
las que presenta la unidad.
- La mano de obra cumple un papel muy importante, en la preparación del
mortero para obtener una buena resistencia a la compresión y una
trabajabilidad adecuada para que pueda ser colocado en capas uniformes
sobre las que se pueda realizar el asentado correcto de las piezas, evitando
que se produzcan concentraciones de esfuerzos y excentricidades
accidentales.
- Los ensayos realizados a los cuatro (4) tipos de muretes en tracción
diagonal, determinaron que se produjo en todos los casos una falla por
tensión diagonal, es decir, cuando la grieta es casi recta y se rompen las
piezas, como resultado de los esfuerzos de tracción, provocados por el
estado de esfuerzos de compresión y cortante.
- De acuerdo a los resultados obtenidos de los ensayos en los muretes,
se puede afirmar que la presencia del refuerzo vertical y horizontal, ofrecen el
mejor comportamiento de la mampostería en cuanto al incremento de su
resistencia y ductilidad, cuando está sometida a fuerzas cortantes, como por
ejemplo: La fuerza de inercia que se produce durante un sismo.
- El murete ensayado para el caso de refuerzo vertical y horizontal,
soportó una fuerza en compresión diagonal de 17000 (Kg), y admitió un 19%
más de carga, después de haberse producido la primera grieta importante, su
resistencia máxima al corte fue de 12,60 (Kg/cm2), siendo éste resultado el
mayor valor de (4) ensayos.
70
- En el caso de la mampostería parcialmente llena, compuesta sólo por
bloques, mortero y concreto líquido, sin acero de refuerzo. El resultado no es
satisfactorio, por ser muy débil a los esfuerzos de tracción y por tener un
comportamiento frágil indeseable en cualquier tipo de construcción. El
espécimen ensayado en este caso admitió una fuerza en compresión
diagonal de 11500 (Kg), y una resistencia al corte de 8,51 (Kg/cm2), muy
inferior a la del murete con refuerzo en ambos sentidos, además de presentar
una falla frágil.
- El modelo elástico de elementos finitos, tiene un comportamiento
similar a los ensayos experimentales, con relación a los valores de
resistencia al corte, obtenidos mediante el ensayo de tracción diagonal,
específicamente en el murete sin acero de refuerzo, ya que se decidió
modelar sólo este caso en particular.
71
RECOMENDACIONES
• Debido a que la mampostería parcialmente llena sin acero de refuerzo,
presenta una resistencia a tracción reducida y frágil, no es recomendable
en zonas de alto riesgo sísmico, como es el caso de Venezuela, por lo
tanto se recomienda el uso de la mampostería parcialmente llena
reforzada en ambos sentidos.
• Atender con urgencia las deficiencias y debilidades de la formación
profesional de la ingeniería civil en la rama de la mampostería estructural.
Se deben crear programas que cubran en lo posible los aspectos
principales del conocimiento del sistema constructivo de la mampostería
parcialmente llena, sus ventajas, desventajas y las posibles soluciones a
los problemas que presenta.
• La elaboración de normas nacionales para el diseño, construcción y
análisis de estructuras de mampostería es una necesidad inmediata, ya
que la mayoría de las soluciones de viviendas económicas se basan en
estas estructuras.
• Si se quiere mejorar el proceso de construcción de la mampostería
parcialmente llena, se debe abordar de manera radical y
sistemáticamente respecto al control detallado de los insumos y a la
correcta geometría de la construcción en cuanto al aplomo y al
alineamiento de los muros.
• Se debe aprovechar el conocimiento y las capacidades existentes en
universidades y laboratorios nacionales para evaluar y calificar las
distintas soluciones o tecnologías propuestas para la construcción masiva
72
de viviendas, como requisito necesario para su aprobación por las
instituciones gubernamentales y su posterior ejecución.
• Para implementar los mecanismos de evaluación y aprobación de
proyectos de viviendas masivas, se requiere que el Estado promueva y
coordine la formación de una red nacional de laboratorios de análisis y de
ensayos de estructuras, con las capacidades profesionales y técnicas
necesarias para desempeñar estas funciones.
• Las Universidades deben ser pioneras en la realización de ensayos de
certificación y aprobación; por tal motivo se hace un llamado de atención
a las autoridades competentes para la dotación y equipamiento necesario
del Laboratorio para llevar a cabo tan importante investigación.
• El uso de programas de elementos finitos, permiten representar modelos
elásticos que definen el comportamiento real del material.
• A los fabricantes de unidades de mampostería, se recomienda mejorar su
control de calidad, ya que para muestras de un mismo origen, se obtienen
elevados coeficientes de variación de las propiedades mecánicas.
• Los siguientes aspectos deben ser tratados a partir de conceptos
correctos y de un conocimiento detallado para garantizar un adecuado
sistema constructivo:
- Determinación del espesor de las hiladas.
- Tratamiento de la succión de la unidad de mampostería.
- Proceso de asentado de las unidades.
- Ritmo de construcción.
- Operaciones relacionadas con el concreto líquido.
73
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS �
• Arellano D. (1997). Modelo de Comportamiento de Muros de Mampostería
a Compresión Uniaxial. Tesis para optar al Titulo de Magíster en
Ingeniería Estructural. Universidad de Los Andes. Mérida, Venezuela.
• Gallegos H. (1991, Agosto). Albañilería estructural. Segunda edición.
Fondo Editorial Pontificia Universidad Católica del Perú.
• García C. (2000). Déficit y Necesidad Futura de Vivienda. Proceso
Metodológico. Universidad Nacional de Los Andes, Facultad de
Arquitectura y Arte, Programa de Postgrado en Desarrollo Urbano Local.
Mérida, Venezuela.
• Sarmiento F. (2005). Análisis de Viviendas de Mampostería. Universidad
de Los Andes. Mérida, Venezuela.
• Sarmiento R. (2004). Evaluación de Edificaciones de Mampostería Bajo la
Acción Sísmica. Universidad de Los Andes. Mérida, Venezuela.
• Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica. Manual de Construcción,
Evaluación, y rehabilitación Sismo Resistente de Viviendas de
Mampostería. Red de Estudios Sociales en Prevención de Desastres en
America Latina – LA RED. Extraído el 6 de Octubre de 2008 desde
http://www.desenredando.org/public/2001cersrvm/index.html
• http://blog.pucp.edu.pe/media/688/20080531-ZLibro.pdf
• http://www.imcyc.com/ct2007/nov07/ingenieria1.htm
• http://www.fing.edu.uy/iet/areas/estructuras/mamposteria_estruc/clases/clase_01.pdf
74
��
�����������
CUADROS
75
Carga Deformación Area neta Esfuerzo Longitud.def Def.unitariaP(kg) �y (mm) An (cm2) � (kg/cm2) L'(mm) �y=�y/L'
0 0 364.5 0 430 02500 0.04 364.5 6.86 430 0.0000934500 0.08 364.5 12.35 430 0.0001866450 0.12 364.5 17.7 430 0.0002798250 0.16 364.5 22.63 430 0.0003729750 0.2 364.5 26.75 430 0.000465
11450 0.24 364.5 31.41 430 0.00055813050 0.28 364.5 35.8 430 0.00065114550 0.32 364.5 39.92 430 0.00074415850 0.36 364.5 43.48 430 0.00083717350 0.4 364.5 47.6 430 0.00093
Carga Deformación Area neta Esfuerzo Longitud.def Def.unitariaP(kg) �y (mm) An (cm2) � (kg/cm2) L'(mm) �y=�y/L'
0 0 364.5 0 430 02000 0.04 364.5 5.49 430 0.0000933500 0.08 364.5 9.6 430 0.0001864950 0.12 364.5 13.58 430 0.0002796250 0.16 364.5 17.14 430 0.0003727200 0.2 364.5 19.75 430 0.0004658400 0.24 364.5 23.05 430 0.0005589500 0.28 364.5 26.06 430 0.000651
10500 0.32 364.5 28.81 430 0.00074411250 0.36 364.5 30.86 430 0.00083712000 0.4 364.5 32.92 430 0.00093013000 0.44 364.5 35.67 430 0.00102313600 0.48 364.5 37.31 430 0.00111614150 0.52 364.5 38.82 430 0.00120914750 0.56 364.5 40.46 430 0.001302
Pila Nº1. Concreto en el alveolo del centro Lo
ngitu
d de
la p
ila: 6
4cm
Pila Nº2. Concreto en el alveolo del centro
Long
itud
de la
pila
: 65c
m
Tabla # 1
Tabla # 2
76
Carga Deformación Area neta Esfuerzo Longitud.def Def.unitariaP(kg) �y (mm) An (cm2) � (kg/cm2) L'(mm) �y=�y/L'
0 0 464.5 0 430 08750 0.02 464.5 18.84 430 0.00004710700 0.04 464.5 23.04 430 0.00009312100 0.06 464.5 26.05 430 0.0001413550 0.08 464.5 29.17 430 0.00018614950 0.1 464.5 32.19 430 0.00023316250 0.12 464.5 34.98 430 0.00027917350 0.14 464.5 37.35 430 0.00032618050 0.16 464.5 38.86 430 0.000372
Carga Deformación Area neta Esfuerzo Longitud.def Def.unitariaP(kg) �y (mm) An (cm2) � (kg/cm2) L'(mm) �y=�y/L'
0 0 464.5 0 430 03900 0.04 464.5 8.4 430 0.0000936000 0.08 464.5 12.92 430 0.0001867500 0.12 464.5 16.15 430 0.0002799000 0.16 464.5 19.4 430 0.0003729750 0.2 464.5 21 430 0.00046510950 0.24 464.5 23.57 430 0.00055811650 0.28 464.5 25.08 430 0.00065112150 0.32 464.5 26.16 430 0.00074412600 0.36 464.5 27.13 430 0.00083713100 0.4 464.5 28.2 430 0.00093013350 0.44 464.5 28.74 430 0.001023
Pila Nº3. Parcialmente llena en las esquinas Lo
ngiru
d de
la p
ila: 6
4 cm
Pila Nº4. Parcialmente llena en las esquinas
Long
tud
de la
pila
: 64
cm
�������
Tabla # 3
Tabla # 4
77
Carga Deformación Area neta Esf.cortante Def.angularP(kg) �y=�� (mm) An (cm2) V'm (kg/cm2) ����
0 0 960 0 02000 0.01 960 1.48 0.000023000 0.02 960 2.22 0.000043800 0.03 960 2.81 0.000064500 0.04 960 3.33 0.000085200 0.05 960 3.85 0.000105800 0.06 960 4.29 0.000126400 0.07 960 4.73 0.000147050 0.08 960 5.21 0.000167600 0.09 960 5.62 0.000188050 0.1 960 5.95 0.000208950 0.11 960 6.62 0.000229250 0.12 960 6.84 0.000249700 0.13 960 7.17 0.0002610100 0.14 960 7.47 0.0002810450 0.15 960 7.73 0.0003011000 0.16 960 8.14 0.0003211250 0.17 960 8.32 0.0003411500 0.18 960 8.51 0.00036
Murete Nº1. Sin Refuerzo Lo
ngitu
d de
l med
idor
de
defo
rmac
ión:
42c
m
���������������������
Tabla # 5
78
Carga Deformación Deformación Area neta Esf.cortante Def.angularP(kg) �y (mm) �� (mm) An (cm2) V'm (kg/cm2) ����
0 0 0 960 0 01050 0.01 0.22 960 0.78 0.000131800 0.02 0.45 960 1.33 0.000262550 0.03 0.56 960 1.89 0.000343100 0.04 0.6 960 2.29 0.000373800 0.05 0.65 960 2.81 0.000414200 0.06 0.71 960 3.11 0.000464950 0.07 0.74 960 3.66 0.000495500 0.08 0.79 960 4.07 0.000536250 0.09 0.83 960 4.62 0.000566850 0.1 0.89 960 5.07 0.000617600 0.11 0.92 960 5.62 0.000648150 0.12 0.96 960 6.03 0.000688750 0.13 1 960 6.47 0.000719500 0.14 1.03 960 7.03 0.0007410100 0.15 1.08 960 7.47 0.0007810750 0.16 1.1 960 7.95 0.0008111300 0.17 1.12 960 8.36 0.0008311900 0.18 1.14 960 8.80 0.0008612200 0.19 1.18 960 9.02 0.0008912450 0.2 1.19 960 9.21 0.0009112800 0.21 1.21 960 9.47 0.0009313050 0.22 1.22 960 9.65 0.0009613100 0.23 1.24 960 9.69 0.0009813350 0.24 1.26 960 9.87 0.0010113600 0.25 1.28 960 10.06 0.0010313650 0.26 1.29 960 10.10 0.0010513700 0.27 1.31 960 10.13 0.0010814550 0.38 1.34 960 10.76 0.0012615200 0.4 1.4 960 11.24 0.0013215750 0.5 1.45 960 11.65 0.0014916100 0.7 1.5 960 11.91 0.0018216500 0.9 1.56 960 12.20 0.0021416750 1 1.64 960 12.39 0.0023316950 1.1 1.7 960 12.54 0.0025117000 1.2 1.72 960 12.57 0.00267
Murete Nº2. Refuerzo Vertical y Horizontal Lo
ngitu
d de
l med
idor
de
defo
rmac
ión:
42c
m
��
��
Tabla # 6
79
Carga Deformación Deformación Area neta Esf.cortante Def.angularP(kg) �y (mm) �� (mm) An (cm2) V'm (kg/cm2) ����
0 0 0 960 0 01600 0.01 0.35 960 1.18 0.000202550 0.02 0.55 960 1.89 0.000323300 0.03 0.62 960 2.44 0.000374100 0.04 0.73 960 3.03 0.000444800 0.05 0.75 960 3.55 0.000465600 0.06 0.78 960 4.14 0.000496200 0.07 0.79 960 4.59 0.000516900 0.08 0.8 960 5.10 0.000537650 0.09 0.81 960 5.66 0.000558300 0.1 0.82 960 6.14 0.000578950 0.11 0.83 960 6.62 0.000599600 0.12 0.85 960 7.10 0.0006210200 0.13 0.95 960 7.54 0.0006911500 0.14 1.02 960 8.51 0.0007412250 0.15 1.1 960 9.06 0.0007913100 0.16 1.14 960 9.69 0.0008314000 0.17 1.2 960 10.35 0.0008714750 0.18 1.25 960 10.91 0.0009215500 0.19 1.32 960 11.46 0.0009715750 0.2 1.36 960 11.65 0.0010016100 0.21 1.4 960 11.91 0.0010416150 0.22 1.42 960 11.94 0.00106
Murete Nº3. Refuerzo Vertical Lo
ngitu
d de
l med
idor
de
defo
rmac
ión:
42c
m
������������������
Tabla # 7
80
Carga Deformación Deformación Area neta Esf.cortante Def.angularP(kg) �y (mm) �� (mm) An (cm2) V'm (kg/cm2) ����
0 0 0 960 0 02500 0.01 0.3 960 1.85 0.000173050 0.02 0.45 960 2.26 0.000263850 0.03 0.56 960 2.85 0.000344800 0.04 0.64 960 3.55 0.000395750 0.05 0.68 960 4.25 0.000436500 0.06 0.72 960 4.81 0.000467250 0.07 0.75 960 5.36 0.000497900 0.08 0.78 960 5.84 0.000528600 0.09 0.8 960 6.36 0.000559200 0.1 0.82 960 6.80 0.000579750 0.11 0.83 960 7.21 0.0005910250 0.12 0.85 960 7.58 0.0006210800 0.13 0.86 960 7.99 0.0006411100 0.14 0.9 960 8.21 0.0006711350 0.15 0.93 960 8.39 0.0007111700 0.16 0.97 960 8.65 0.0007412050 0.17 1 960 8.91 0.0007712200 0.18 1.04 960 9.02 0.0008112350 0.19 1.07 960 9.13 0.0008412450 0.2 1.1 960 9.21 0.0008712550 0.21 1.12 960 9.28 0.0008912600 0.22 1.15 960 9.32 0.0009212750 0.23 1.19 960 9.43 0.0009612800 0.24 1.24 960 9.47 0.0010012850 0.25 1.28 960 9.50 0.0010312950 0.26 1.32 960 9.58 0.00107
Murete Nº4. Refuerzo Horizontal Lo
ngitu
d de
l med
idor
de
defo
rmac
ión:
42c
m
��������������
Tabla # 8
81
��������������������
GRÁFICOS
82
������������ �������������
GR
AFI
CO
# 1
83
������������ �������������
GR
AFI
CO
# 2
84
������������ �������������
GR
AFI
CO
# 3
85
������������ �������������
GR
AFI
CO
# 4
86
������������ �������������
GR
AFI
CO
# 5
87
������������ �����������������������������
GR
AFI
CO
# 6
88
������������ �����������������������������
GR
AFI
CO
# 7
89
������������ �����������������������������
GR
AFI
CO
# 8
90
������������ �����������������������������
GR
AFI
CO
# 9
91
������������ �����������������������������
GR
AFI
CO
# 1
0