CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS ECONÓMICAS CON SUELO

CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS ECONÓMICAS
CON SUELO – CEMENTO MONOLÍTICO ♣
Presentación
Llamamos suelo - cemento a una cantidad de suelo (tierra natural)
donde es colocada una pequeña parte de cemento y agua. Más
adelante analizaremos como escoger el suelo, cuanto adicionar de
cemento y agua, como mezclar y usar.
Este material de consistencia de una "masa" puede ser usado para la
ejecución de fundaciones, contrapisos, paredes monolíticas, ladrillos y
bloques.
El suelo-cemento puede ser aplicado a la construcción de viviendas,
escuelas, puestos de salud y otras unidades comunitarias.
Este folleto orienta a la construcción de paredes monolíticas de suelo
-cemento compactado. Los resultados obtenidos con este sistema
tienen comprobada buena calidad y desempeño al proceso. Los
materiales son de fácil obtención, el sistema constructivo es simple y
la inversión en equipamientos es mínima.
La presente edición de este folleto fue elaborada por el equipo técnico
del Departamento de Estudios e Investigaciones Aplicados del BHN
(DEPEA.) y contó con la colaboración del Centro de Pesquisas e
Desenvolvimento (CEPED)
Elección del suelo a ser usado
Los suelos ideales para la mezcla con cemento son los que poseen un
tenor de arena un poco superior al 50 %, debiéndose evitar suelos
con contenido de materia orgánica.
Los criterios presentados en este folleto para la elección del suelo y
para el control de humedad y la compactación de la mezcla, se
.refieren a procedimientos prácticos y que Ud. podrá adoptar, a falta
de un laboratorio.
Para la obtención de suelo a ser usado efectúe el "test de caja":
•
•
•
Tome una porción de suelo tamizado (se recomienda un tamiz de
4,8 mm de abertura de malla) y mezcle con agua.
Coloque el suelo humedecido sin compactar, en una caja de
madera con las dimensiones internas indicados en la figura. La
caja debe estar lubricada con gas oil ó similar.
Llene la caja hasta el borde y alise la superficie con una cuchara.
•
Deje la caja guardada en un ambiente techado, al abrigo del sol y
de la lluvia, durante siete días.
Luego de este período, efectúe la lectura de retracción en las
extremidades de la caja, si la suma no pasa de 2 cm, el suelo puede
ser utilizado.
En caso contrario, adicione arena hasta obtener un suelo con las
características deseadas
Confección del molde
La pared monolítica de suelo – cemento es ejecutada a través de la
compactación de la mezcla en moldes de madera. Cada molde está
constituido por dos caras
Para la confección del molde, se utiliza una chapa de madera
plastificada ó una hoja de madera compensada naval de 18 mm de
espesor. Para un mejor aprovechamiento de la madera ésta debe ser
aserrada conforme a las siguientes instrucciones:
•
Cortando la chapa de madera plastificada al medio, puede efectuar
dos caras, esto es, un molde completo
•
Cortando la hoja de madera compensada naval en 3 partes puede
efectuar 3 caras del molde. Así con 2 hojas se ejecutan 3 moldes
completos.
Las placas de madera son reforzadas con listones de madera en el
sentido horizontal y vertical. Las caras se unen entre sí por seis
bulones. Así en la dirección de los refuerzos verticales se efectúan
agujeros de ¾” para el pasaje de los bulones conforme al diseño. A
fin de evitar error en la perforación, junte las caras internas (lisas)
perforando al mismo tiempo.
Son necesarios ocho agujeros pues los moldes deber ser montados
alternadamente, a medida que la pared es construida.
Los bulones deben ser confeccionados conforme al siguiente diseño:
Confección del Pisón
Para compactar el suelo – cemento deben ser confeccionados dos
tipos de pisones hechos en madera resistente, uno para ser utilizado
en las fundaciones y otro en las paredes. Los cabos de los pisones
son de madera de sección cilíndrica de 3 cm de diámetro.
Confección de la guía:
Para la elevación de las paredes es necesario el uso de guías. La guía
es una pieza de madera con una de sus dimensiones
correspondientes al espesor de la pared, en este caso 12 cm
Un tubo de PVC cortado longitudinalmente al medio es fijado a la
madera para dejar un rebaje en la extremidad de la pared. Este
rebaje funciona como junta de retracción y proporciona la unión con
la pared vecina. El tubo debe ser cortado con sierra fina para evitar
que se dañe.
La fijación de la guía esta indicada en la siguiente figura:
Modulación del proyecto:
Para facilitar la construcción y obtener una mayor economía de
material es necesario que la elaboración del proyecto se haga en
función de la modulación de los paneles que formarán las paredes.
Siendo el largo del molde de 220 cm y la distancia para unir las guías
de 3 cm de cada lado el largo útil del molde es de 214 cm, al mayor
número de veces para el total aprovechamiento del molde. Cuando
esto no es posible se puede modular con dimensiones inferiores.
La modulación debe ser realizada tendiendo a utilizar el módulo
máximo de 214 cm, al mayor número de veces para el total
aprovechamiento del molde. Cuando esto no es posible se puede
modular con dimensiones inferiores.
Nivelación del Terreno y Replanteo de la Obra
Las operaciones referentes a la nivelación del terreno cuando es
necesario, y del replanteo de la obra deben ser hechas como las
construcciones convencionales.
Preparación de la mezcla de suelo – cemento
Tamizado
El suelo antes de ser mezclado con cemento debe estar seco, exento
de materia orgánica y tamizado en una malla de 5 mm x 5 mm
Dosificación
Para la construcción de paredes y contrapisos la proporción indicada
para la mezcla es de 1: 15 (una porción de cemento por cada 15 de
suelo)
Control de humedad
Adicione el cemento al suelo y mezcle hasta que obtenga una
coloración uniforme. Agregue agua de a poco, revolviendo la mezcla
para evitar la formación de terrones, hasta llegar a la humedad ideal.
El control de humedad podrá ser efectuado conforme al siguiente
procedimiento práctico
•
Tome un puñado de mezcla y apriétela entre los dedos y la palma
de la mano
Al abrir la mano, el bolo debe tener la marca dejada por los dedos
Si esto no ocurre es porque la mezcla está muy seca. En este caso
adicione agua hasta que la marca dejada por los dedos sea perfecta.
Enseguida deje caer el bolo de una altura de más o menos 1 m, sobre
una superficie dura. El bolo debe pulverizarse al chocar con la
superficie. Si ésto no ocurre, la mezcla está muy húmeda. En este
caso espere que seque la mezcla y adiciona más suelo y cemento en
las mismas proporciones y repita los test hasta conseguir la humedad
ideal.
Control de Compactación
La mezcla estará bien compactada cuando el pisón produzca un
sonido seco.
Se podrá también verificar la compactación presionando la mezcla
compactada con los dedos.
Otro factor fundamental para el control de la compactación es el
espesor de las camadas de mezcla cuando es vertida en los moldes.
Ellas deben tener un máximo de 20 cm de suelo – cemento suelto.
Secuencia de Construcción
Para racionalizar el uso de las guías, los paneles deberán ser
construidos de acuerdo con el siguiente esquema:
Se ejecutan los paneles alternados hasta su altura total (Figura 1)
•
•
Después de retiradas las guías se procederá a la confección del
panel intermedio, teniendo como guía los paneles ya hechos
(Figura 2)
Cuando el número de paneles a ser ejecutados sea par, el último
panel será apoyado de un lado por una guía y del otro por un
panel ya listo (Figura 3)
En el montaje de la secuencia, obsérvese la fijación de los paneles
para mayor seguridad en la construcción, principalmente en el
encuentro de paredes.
Ejecución de la Fundación
La fundación también se realiza utilizando una mezcla de suelo –
cemento compactada en una proporción en volumen de 1:12.
La fundación en suelo – cemento es corrida, muy simple y de fácil
ejecución.
La excavación de fundación debe tener las dimensiones proyectadas
como si fuesen ejecutados con materiales convencionales.
Normalmente para una vivienda tipo las dimensiones son de 30 cm
de ancho por 50 cm de profundidad. El replanteo y excavación deben
ser hechos como en las construcciones convencionales.
Las líneas de replanteo de las paredes deben pasar por los lados
externos de los mismos permitiendo también el replanteo de las
guías, conforme al siguiente diseño:
Ejecute la fundación, vertiendo la mezcla de suelo – cemento suelto
en camadas de 20 cm máximo, y compactando con un pisón
apropiado.
Asentamiento de la Guía
Efectúe la cavidad de la guía con 30 cm de profundidad de acuerdo al
siguiente detalle:
Asiente la guía de modo que el tipo de PVC quede colocado para el
lado en que será ejecutado el panel.
Para la fijación de la guía en el fondo, vierta suelo suelto alrededor de
la misma y compacte.
La guía debe estar aplomada durante la compactación.
Para que las paredes no queden desalineadas, las guías deberán estar
correctamente apuntaladas. Este apuntalamiento podrá ser hecho de
madera en los tres lados de la guía, acompañando la ejecución de la
pared.
Después de ejecutado el panel y retirada las guías, los huecos
dejados pro los mismos deberán ser llenados por completo con suelocemento compactado lo mismo que la fundación.
Montaje del Molde
Para una buena terminación de las paredes, las superficies del molde
en contacto con el suelo – cemento (superficies internas) deben estar
sin imperfecciones y siempre antes de ser usados deber ser
limpiados, removiéndose las incrustaciones y lubricados con gasoil o
similar siempre que sea necesario
Para montar el molde, una externamente las superficies lisas de los
lados de las guías y abulonelas. Para la colocación de los bulones
centrales utilice tubos de PVC de 20 mm de diámetro con un largo
igual al espesor de la pared. Ellos servirán de espaciadores evitando
la deformación del molde, cuando se aprieten los bulones.
Nivelación del piso y capa aisladora de la fundación
La elevación de las paredes puede realizarse inmediatamente de
compactada la fundación, debiéndose en tanto aplicar una capa
impermeabilizante de concreto 1:2:8, u otro impermeabilizante
convencional. Esta capa deberá tener 5 cm de altura.
La nivelación del piso es efectuada a través de la nivelación de un
terreno en la manera convencional.
Observaciones: En terrenos inclinados es necesario muchas veces
efectuar rellenos. En este caso es importante engrosar la pared en la
base hasta el nivel de contrapiso, utilizando la misma dosificación de
la fundación. Esto es conseguido con la colocación de una pequeña
viga junto a las guías existentes.
Ejecución de paredes
Después de ejecutada la capa aisladora, comience a ejecutar el panel.
Para facilitar la adherencia del panel con la capa aisladora, efectúe
ranuras en la capa con un clavo. Coloque la mezcla de suelo –
cemento en capas de 20 cm de máximo, compactando
uniformemente a lo largo de todo el molde.
Tenga especial cuidado en los cantos y lugares donde el pisón no
penetra. En este caso use el cabo del pisón o uno de menor tamaño.
En el caso de paralización de la obra durante la elevación de la pared,
efectué ranuras en la superficie dejada, para que la próxima tenga
buena adherencia.
Si la interrupción fue por un período mayor de 4 h, debe también
humedecer la superficie y espolvorear con cemento.
El molde puede ser retirado inmediatamente después de completar su
compactación. Desmolde y retire los tubos que fueron colocados para
los bulones centrales.
Enseguida coloque los moldes para la ejecución de la siguiente capa.
En el caso de trabajar con un suelo muy arenoso efectúe el desmolde
de la capa terminada, una vez efectuado el compactado del molde
inmediato superior.
Con la misma mezcla que esta siendo usada (apenas adicionando
agua) lleno los huecos dejados por los bulones usando una cuchara
de albañil.
Al terminar el panel, alise y uniforme la terminación entre las juntas.
Esta operación debe ser hecha con la cuchara sin raspar el muro.
En las juntas entre los paneles, para evitar el aspecto de su unión,
podrá efectuar una buña para destacar las juntas de retracción.
Encuentro de paredes
Para el encuentro de paredes efectúe tres rebajes en la pared ya
construida, utilizando una cuchara de albañil
Los rebajes externos sirven para fijar el molde que va a moldear la
pared en el otro sentido, en cuanto al del medio permite la unión de
las paredes. Para eso es necesario replantear la pared que se va a
construir, haciéndose una marca en la parte inferior, obteniendo la
vertical con el auxilio de una plomada. Efectúe los rebajes 24 h
después de ejecutada la pared para facilitar el trabajo.
Cuando el encuentro de paredes es en las extremidades, efectúe solo
dos rebajes, pues una de las caras del molde se apoya en una de las
caras de la pared ya ejecutada.
Colocación de Carpinterías
Las
carpinterías
(puertas
y
ventanas)
son
asentadas
simultáneamente con la compactación de las paredes, observándose
lo siguiente:
•
No olvide hacer refuerzos en los cajones de las carpinterías para
evitar la deformación de las mismas.
•
Para mantener el plomo y los alineamientos correctos, utilice una
regla provisoria, que será retirada cuando la pared esté
compactada hasta la altura media de la carpintería.
•
Compacte los dos lados de las jambas simultáneamente, para
evitar que se salga del plomo
•
Cuando la carpintería es provisoria, coloque cuñas para facilitar
después su retiro. En el caso de carpintería definitiva, sustituya las
cuñas por un antepecho.
Para mejorar la adherencia de la carpintería definitiva clávela al panel
y pase gasoil para evitar deformaciones
Ejecución del dintel
El dintel está realizado con alambre de púa, conforme a la tabla
siguiente:
Ejecute una capa de suelo – cemento de más o menos 5 cm sobre el
cabezal de la carpintería, en seguida fije en esta capa la armazón de
alambre, teniendo cuidado de extenderla bien.
Ejecución de paredes para techos con pendiente
Para la ejecución de paredes que reciben techos con pendiente,
marque el molde con el auxilio de un hilo de albañil, la inclinación
deseada.
Compacte las capas en degradé y corte el panel recién compactado
conforme a esa inclinación
Para la alineación de los moldes en las partes altas, utilice guías de
alturas normales con una prolongación provisoria de hasta 50 cm
Curado de paredes
Un factor importante para la resistencia de las paredes es el curado.
Este debe ser iniciado doce horas después de la ejecución de las
paredes, mojando bien la superficie tres veces por día, durante ocho
días.
Instalación y cubierta
Las instalaciones eléctricas y sanitarias en una casa con paredes de
suelo – cemento son ejecutadas exactamente como en las
construcciones convencionales, aunque es conveniente en el caso de
instalaciones embutidas que los surcos en las paredes sean hechos
hasta las 24 h posteriores a la compactación del muro.
Cualquier tipo de cubierta puede ser utilizada en construcciones de
suelo – cemento.
Pisos
En la construcción con suelo – cemento podrá ser colocado cualquier
tipo de piso. No obstante, se podrá realizar un alisado que es más
barato y no trae problemas de ejecución. Para tal efecto, compacte
una capa de suelo – cemento para servir de base al alisado y nivelar
el piso, siendo su espesor compactado de 5 cm. Ejecutado este
contrapiso aplique un alisado con un espesor de 1,5 cm con una
dosificación de 1:6 (cemento – arena).
Pintura
Se recomienda pintar las paredes de suelo – cemento con pinturas a
base de polvo mineral, e inclusive pinturas a base de cemento.
Estas proporcionan adherencia e impermeabilización con buenos
resultados, siendo necesario antes de su aplicación, mojar las
paredes.
Veredas
Para proteger las fundaciones de la acción de las lluvias, es
conveniente construir una vereda alrededor de la casa.
Ejemplo de prototipo
Como complemento al estudio sobre las técnicas para ejecutar
paredes de suelo – cemento, presentamos un prototipo para la
construcción de una unidad habitacional (módulo básico) de 29,00 m2
compuesta de:
Estar / Dormitorio, cocina, baño y lavadero con alternativas de
ampliación hasta 3 dormitorios y galería con un área total de hasta
65,36 m2.
El presente trabajo es un detalle cuantitativo de materiales y de
mano de obra, como así también recomendaciones en el
dimensionamiento de paredes y proceso constructivo.
1
Análisis cuantitativo
Este análisis se refiere solo a los ítems donde participa el suelo –
cemento, los demás como relevamiento, cubierta e instalaciones
deberán ser considerados de manera tradicional.
I.1
Moldes, pisones y guías
Para este prototipo son necesarios: 2 moldes, 2 guías de
madera, 12 bulones, 4 tubos de PVC separadores de 12 cm de
largo y 4 pisones (2 para fundaciones y 2 para paredes) que
deben ser realizados según las instrucciones del presente
folleto.
La guía debe tener una sección de 7,5 cm x 12 cm con un largo
de 3,65 cm siendo:
3,30 m – parte que recibe el PVC
0,05 m – capacidad aisladora
0,30 m – parte a ser enterrada
I.2
Fundación
Las excavaciones de fundación tienen 30 cm de ancho por
50 cm de profundidad.
Volumen
Largo total de la pared x ancho de la excavación x profundidad
– 1 m3 de suelo cemento compactado, corresponde a 2 m3 de
suelo.
Mano de Obra
1 ayudante de albañil ejecuta 0,094 m3/m
Designación
Fundación – Dosificación 1.12
Cemento
Suelo
Ayudante albañil
I.3
Unidad
m3
bolsa/50 kg
m3
hombre / hora
Cantidad
8,28
30
17
88,08
Capa Aisladora
Es ejecutada en concreto (Dosificación 1:2:8 – cemento, arena,
gravilla 6 mm a 20 mm) La capa aisladora tiene 12 cm de
ancho por 5 cm de espesor.
Volumen
Largo total de las paredes x ancho de pared x espesor de la
capa.
Mano de obra
1 ayudante albañil ejecuta 0,05 m3/h
Designación
Capa aisladora
Cemento
Arena
Gravilla 6 a 20
Ayudante albañil
I.4
Unidad
m3
bolsa/50 kg
m3
m3
hombre / hora
Contrapiso
El contrapiso tiene 5 cm de espesor
Volumen
Cantidad
0,33
2
0,07
0,27
7
Área del piso (incluida vereda exterior de 50 cm de ancho) x
espesor
Mano de obra
1 ayudante albañil ejecuta 0,19 m2/h
Designación
Contrapiso - Dosificación 1:15
Cemento
Suelo
Ayudante albañil
I.5
Unidad
m3
bolsa/50 kg
m3
hombre / hora
Cantidad
4,21
13
7
443,16
Piso
Para la terminación del contrapiso efectúe un alisado con una
dosificación 1:4 (cemento, arena) con 1,5 cm de espesor
Mano de obra
1 oficial Albañil ejecuta 1 m2/h
1 ayudante Albañil ejecuta 0,87 m2/h
Designación
Piso
Cemento
Arena
Ayudante
Albañil
I.6
Unidad
m2
bolsa/50 kg
m3
hombre / hora
hombre / hora
Cantidad
84,23
8
2
96,82
84,23
Paredes
Las paredes tienen 12 cm de espesor
Volumen
Área total de las paredes x espesor
Mano de Obra
1 ayudante Albañil ejecuta 0,19 m2/h
Designación
Paredes – Dosificación 1:15
Cemento
Suelo
Ayudante albañil
I.7
Pintura
Unidad
m3
bolsa/50 kg
m3
hombre / hora
Cantidad
18,5
56
37
811,4
La pintura exterior e interior está realizada con pintura a base
de polvos minerales que también sirve como impermeabilizante
Mano de obra
1 pintor ejecuta 2,86 m2/h
Designación
Superficie a pintar
Pintura
Pintor
Unidad
m2
latas/20 kg
hombre / hora
Cantidad
308,32
5
107,80
Tabla de resumen de materiales
Designación
Cemento
Suelo
Gravilla 6 a 20
Arena
Pintura
Unidad
bolsa/50 kg
m3
m3
m3
kg
Cantidad
109
61
0,27
2,07
100
II. Dimensionamiento
Las paredes de suelo – cemento son dimensionadas para resistir
los esfuerzos de compresión. Por lo tanto admitimos las
siguientes hipótesis
1. Considerar la pared como un pilar largo
2. Condiciones de apoyo de la pared
La segunda hipótesis reduce la tensión crítica de pandeo de 4
veces y las limitaciones laterales entre los paneles aumentan 4
veces esta tensión.
Por lo tanto, una condición anula la otra pudiéndose considerar al
efecto del cálculo, la pared como un pilar bi-articulado, donde la
longitud de pandeo es igual a la altura de la pared (L = lp).
El dimensionamiento es hecho por la esbeltez (λ) de la pieza.
En base a experiencias de obras realizadas, la esbeltez máxima
fue fijada en λ = 80
L
λ = ---r
Para λ = 80
d
r = ---√12
siendo L = altura de la pared en centímetros
0,043 L
r = radio de giro
Lp = largo de pandeo
d = espesor
Luego
d=
Para nuestro caso considerando la altura del piso al techo en
2.80 m tenemos:
~
d = 0,043 x 2,80 = 12,04 =
d = 12 cm
Este dimensionamiento es válido para construcciones con un
suelo donde las cargas no pasan de 1 kg/cm2
En el caso de grandes vanos con la existencia de techado de tejas
(cargas concentradas) es necesario dimensionar los paneles que
irán a recibir esas cargas, así como los apoyos para su
distribución.
III. Recomendaciones Específicas del Proyecto
Algunas observaciones al respecto del proyecto
destacarse, facilitando así la ejecución de los paneles.
merecen
Procuramos modular la planta de manera de racionalizar el uso
de los moldes y guías sin perjudicar la calidad y seguridad.
La secuencia de construcción obedece a la ampliación del módulo
prototipo, pudiendo ser construido en una sola etapa.
I. La 1ra etapa constituye el módulo con 20 m2
(estar / dormitorio, cocina, baño y lavadero) son 17 paneles
con la secuencia conforme a la planta 4.5
En los paneles 9 y 10 deben ser dejados los dinteles de
concreto y en el 12 dintel de alambre de púa, para las
aberturas de las puertas de la futura ampliación.
El tanque de agua es apoyado en 2 piezas de madera fijados a
los paneles 16 y 17. Los mordientes para fijar las piezas
deben ser ejecutados a un máximo de 24 h después de
moldeados los paneles.
En las paredes más altas con 3.80 m, se debe utilizar una
prolongación en las guías de 50 cm, según instrucciones de
este folleto
II. La ampliación 1 comprende la construcción del dormitorio
Nº 1 con 9,14 m2. Son 3 paneles según indica la planta 4.5
III. La ampliación 2 comprende la construcción del dormitorio
Nº 2 con 11,98 m2. Son 3 paneles según indica la planta 4.5
IV. La ampliación 3 contempla la construcción del dormitorio Nº 3
con 9.00 m2 y la galería con 6.17 m2. Son 6 paneles según se
indica en la planta 4.5
Observar los paneles 30, 31 y 32 para la perfecta ejecución de
sus inclinaciones
V. Las instalaciones eléctricas y de agua son a la vista
VI. La cumbrera está localizada sobre los paneles 12, 14 y 22
♣
Adaptación de la publicación realizada por la Asociación Brasilera de Cemento
Portland