1 LECCIÓN 5ª ARCILLA Y CERÁMICA La cerámica es una piedra

LECCIÓN 5ª
ARCILLA Y CERÁMICA
4.1
ARCILLA
Las finas partículas (menores de una micra) cristalinas de la arcilla son planas, por lo que la textura arcillosa es laminar. En la caolinita, la red cristalina se constituye con capas de iones de oxígeno en estructura tetraédrica alrededor del ión de silicio, junto a otras de iones
OH en octaedros, alrededor de iones de aluminio.
Las arcillas se dividen en dos grupos por la forma de sus partículas: fibrosas (silicatos de magnesio) y
escamosas u hojosas, que son las más utilizadas como
materias primas, y entre las que destacan la ya mencionada caolinita, la montmorillonita, arcilla expansiva que
contiene óxido de hierro; la bentonita, con óxido de magnesio; y la ilita, la más abundante, impurificada con hierro, magnesio y calcio.
A)
Naturaleza
B)
La cerámica es una piedra artificial caliente, pues
se obtiene por transformación en el horno de los elementos de barro amasado con agua. Puede considerarse la
piedra artificial más antigua de las usadas en edificación,
aproximadamente desde hace unos cinco milenios.
La tecnología cerámica es el proceso artesanal o
industrial que permite la obtención de productos cerámicos a partir de la manipulación y transformación de materias primas debidamente seleccionadas. Estas son: arcillas, adiciones diversas y agua.
Propiedades
- Inestabilidad volumétrica
La interposición de moléculas de agua en la estructura de las arcillas, gracias a su capacidad de penetración en cuña por la forma de dipolos, origina un aumento de la separación de las capas constitutivas, equivalente a la suma de espesores de las películas acuosas
que rodean las partículas. Y que se traduce, a nivel macroscópico, en el hinchamiento o entumecimiento típico
de la imbibición.
Materia prima fundamental de la industria cerámica, la arcilla, es una roca procedente de la desintegración de las ígneas que contienen feldespatos, tras diversos procesos de sedimentación mecánica.
Las arcillas se componen de silicatos de alúmina
deshidratados, con diversidad en la estructura interna, en
la proporción de sílice-alúmina y de agua de hidratación.
Además, pueden contener otros componentes secundarios, considerados generalmente como impurezas: óxidos de hierro y magnesio, carbonato cálcico, hidróxido de
hierro, limonita, mica, arena, humus orgánico, etc.
El proceso de formación de las arcillas denominadas caolinitas se expresa en la reacción siguiente:
Al2O3.6SiO2.K2O (feldespato) + 2H2O + CO2 
Al2O3.2SiO2.2H2O (caolinita) + 4SiO2 (arena) + K2CO3
(sal soluble)
Lo contrario se produce por desecación, con
grandes contracciones que reducen el volumen aparente.
El hinchamiento natural de algunas arcillas denominadas
expansivas, como la montmorillonita, puede acarrear
graves problemas de levantamiento y rotura de cimentaciones, calles y pavimentos, por las tensiones de expansión generadas, si el aporte de humedad al subsuelo y
posterior desecación no son contenidos o evitados.
La retracción o contracción volumétrica afecta a
los productos cerámicos en las fases de secado y cocción. La retracción aérea se debe a la evaporación del
agua de amasado del elemento de arcilla durante el proceso de secado.
La contracción volumétrica es consecuencia de
la disminución del espesor de las capas de agua que rodean las partículas por evaporación, a la vez que aparecen efectos de menisco y tensiones capilares en los espacios (poros) existentes en la masa, y que tienden a
acercar las partículas.
La retracción aérea oscila entre el 2 y el 12% del
volumen original, dependiendo del contenido de la frac1
ción fina. Suele conbatirse con la adición de substancias
desgrasantes que compensan el exceso de plasticidad
(por contenido de finos), o mediante adiciones tensoactivas que, al favorecer la mojabilidad de las partículas reducen las necesidades de agua de amasado.
La retracción térmica, que tiene lugar en las últimas etapas de la cocción, se debe a la aproximación de
las partículas de arcilla al fundirse los componentes o
adiciones fusibles existentes en la masa.
Oscila entre el 2 y el 8%, siendo la contracción o
retracción total la suma algebraica de las dos anteriores,
con valores finales del orden del 5 al 18%.
pérdida total del agua de imbibición, contenida en la porosidad capilar y la adsorbida por tensión superficial en la
superficie de las partículas arcillosas.
2- Hasta los 300 o 400C se desprende el agua zeolítica,
que algunos minerales poseen interpuesta entre sus redes cristalinas.
A su vez, se van quemando las substancias
orgánicas que impurifican la pasta arcillosa. Hasta aquí
solo ha tenido lugar una desecación profunda de la pasta; añadiendo agua, el material puede adquirir de nuevo
su plasticidad.
3- A temperaturas que van de 450 a 600C se forma la
metacaolinita anhidra (Al2O3.2SiO2), por deshidratación
de la caolinita. Al perder el agua de combinación, comienza el proceso irreversible de transformación de la
pasta arcillosa en cerámica pétrea.
4- Entre 700 y 800C tiene lugar la descomposición de la
metacaolinita anhidra. Al seguir aumentando la temperatura, por encima de los 900C, el dióxido amorfo de silicio
y el óxido de aluminio se unen nuevamente para formar
un mineral artificial llamado mullita (3Al2O3.2SiO2), que es
capaz de proporcionar al producto cerámico las necesarias resistencias al agua, mecánicas y térmicas.
A la vez que se forma la mullita se funden los
componentes de fácil fusión de la arcilla, cementando y
reforzando el material.
- Plasticidad
Es la capacidad que tiene la arcilla húmeda de
tomar, por efecto de una fuerza exterior, la forma de
moldeo deseada, sin que aparezcan interrupciones o
grietas, y conservarla durante las etapas de secado y cochura.
Depende del contenido de humedad, por lo que
la arcilla seca no es plástica. Al aumentar el contenido de
agua, se incrementa la plasticidad hasta un punto en que
la arcilla se transforma en un seudolíquido, al perder su
cohesión, a causa de que el exceso de agua interpuesta
entre las partículas y las capas arcillosas genera movimientos y distorsiones que conducen a la anulación de
las fuerzas de atracción molecular características del estado sólido.
Algunas substancias favorecen la plasticidad,
como el carbonato sódico, hidróxido potásico, taninos,
humus, etc. Otras, los desgrasantes, la disminuyen: arena, ceniza, chamota, etc.
Relacionadas con esta propiedad se encuentran:
la capacidad aglomerante de la arcilla, conocida desde la
antigüedad, lo que permitió usarla para trabar fábricas de
adobe o mampostería, y para confeccionar tapial y adobe, productos de arcilla secada al sol, verdaderos conglomerados de arena y paja mediante la arcilla como
conglomerante aéreo.
Así mismo, la capacidad de endurecimiento de la
arcilla por el secado al aire, permite el incremento de la
resistencia mecánica del material a consecuencia de la
acción de las fuerzas de Van der Waals entre las partículas y del poder de cementación de los granos por los iones de las impurezas presentes.
5- La cochura de productos cerámicos porosos o de alfarería termina usualmente a temperaturas de 950 a
1000C.
Hasta aquí se producen la mayoría de cambios
constitutivos: contracción volumétrica; reducción de la
porosidad; variación de color; aumento de la densidad, la
dureza, la cohesión, la sonoridad, la fragilidad, resistencia
a la compresión y al fuego.
6- Al seguir incrementando la temperatura (1200 a
1400C) se intensifica extraordinariamente la formación y
acumulación de fase líquida (fusión y posterior vitrificación parcial de componentes), que no solo cementa las
partículas de arcilla, sino que compacta el material cerámico, obteniendo como resultado productos de cerámica
compacta (gres, porcelana), de baja higroscopía y absorción de agua.
- Transformación por efecto del calor
Durante el secado y la cocción, el incremento
progresivo de la temperatura que experimenta la masa
moldeada de arcilla, produce sobre ella distintas consecuencias físico-químicas, según la siguiente secuencia.
5.2
TAPIAL Y ADOBE
A)
Tapial
Su componente básico es la arcilla secada al sol.
Se denomina hormigón de tierra, tierra apisonada, tapial,
tapia con paja, etc.
1- Hasta los 100 o 150C se produce la desecación, con
2
La tierra utilizada como materia prima contiene, a
semejanza de otros conglomerados, un conglomerante
aéreo, el barro, y un esqueleto que es la arena. La arcilla
debe aparecer en una proporción no superior al 20%, para evitar una excesiva inestabilidad volumétrica. El contenido de arena debe superar el 45%.
Al igual que sucede con el hormigón, la resistencia a compresión y demás propiedades mecánicas del
tapial dependen y son proporcionales a su compacidad.
Son adecuados los materiales de granulometría no uni3
forme, con una densidad del orden de 1900 Kg/m .
La cantidad de agua debe ser la que permita la
lubricación de las partículas del suelo para su desplazamiento en el interior de la masa.
La proporción óptima varía inversamente a la
presión de apisonamiento. También depende de la proporción de arcilla y de la naturaleza de ésta.
Para limitar las variaciones de volumen del tapial, trabar las partículas entre sí, e impedir la absorción
de agua, se usan algunos métodos de estabilización:
- Cementación: con cemento, cal o mezcla de ambos.
- Armazón: aunque disminuye ligeramente la resistencia
final, protege al material de la erosión pero no de la infiltración de agua. Suele hacerse con paja troceada, fibras vegetales, virutas de madera, cortezas de árboles...
- Impermeabilización: con betún asfáltico, aceites, etc.
- Tratamiento químico: a base de cal, que reacciona con
los silicatos de la arcilla.
Los sistemas constructivos principales en tapial
son: tierra apisonada, sin armazón, con encofrado. Y tapial, con armazón de paja o encañizado, sin encofrar.
B)
Ladrillo de tierra arenosa y arcillosa, elaborado en moldes
sencillos de madera (gradillas), compactados a mano y
secados al sol durante dos o tres semanas, con atmósfera seca.
Su tamaño en España suele ser de 15x15x30
cm. La tierra debe contener menos del 20% de arcilla, y
puede mezclarse con estabilizadores. Se traban con argamasa similar al barro utilizado para confeccionarlos.
Tienen escasa resistencia a compresión, siendo
necesario utilizar armadura o banda de apoyo de las vigas sobre muros de adobe para repartir tensiones.
También es preciso dar un revoco o enfoscado
sobre la cara exterior de los muros de adobe, para evitar
los problemas de erosión y penetración de la humedad.
5.3
TECNOLOGÍA CERÁMICA
Se basa en la cocción de la arcilla, que tras ser aditivada
con plastificantes, fundentes, desgrasantes, etc, se moldea con agua y pasa a las dos fases fundamentales de
esta tecnología: el secado y la cochura.
A)
Secado de las piezas moldeadas
Las piezas de arcilla moldeadas, cuyo contenido de
humedad oscila entre el 18 y 22% si proceden de galleteras o del 8 a 16% si han sido prensadas por el método
semiseco, pasan a las zonas de secado, de cámara o de
túnel, donde permanecerán alrededor de 24 horas hasta
perder una gran parte de su humedad, conservando un
máximo del 5% antes de pasar al horno.
Adobe
3
Posteriormente sigue desplazándose lentamente, a la vez que se enfría, hasta alcanzar la embocadura
de salida. Son, pues, esenciales las condiciones de temperatura del horno, que nunca son totalmente homogéneas. La marcha de la cocción, controlada automáticamente, influye notablemente en el rendimiento económico, pero también en la calidad de acabado de los productos.
Es importante que la diferencia de temperaturas
entre la superficie y el núcleo de las piezas sea la menor
posible en el momento de paso por la zona crítica del
horno, con objeto de que las retracciones que aparecerán en las piezas sean semejantes en toda su masa.
El secado se efectúa en secaderos de túnel, por
el método de contracorriente, o de cámara en que se introducen corrientes de aire caliente por ventiladores o por
los gases procedentes del horno, con temperaturas iniciales de 100 a 150C.
Lo esencial al controlar las curvas de temperatura-tiempo del horno es limitar las deformaciones, grietas
y estallidos debidas a las modificaciones dimensionales
que generan tensiones inadmisibles y cuyas causas son:
liberación de masas gaseosas; diferencias de elasticidad
entre distintos puntos del material; y las modificaciones
alotrópicas.
El secado consiste en una evaporación del agua
de imbibición y la adsorbida, que es capaz de pasar al
estado de vapor en determinadas condiciones de presión
y temperatura.
El mecanismo de evaporación se inicia por desequilibrio de presiones parciales entre la pieza y ambiente exterior seco por el caloportador (aire o gas caliente).
La evaporación sucede porque las moléculas de
agua, al calentarse, comienzan a vibrar y tienden a desplazarse hacia el exterior de la pieza con objeto de equilibrar el gradiente de presión de vapor.
El vapor liberado forma una película en torno a la
pieza, donde prosigue el fenómeno, deteniéndose al llegar a la saturación, si no fuese porque las corrientes de
aire caliente arrastran la masa de humedad y desecan el
entorno de las piezas para que prosiga la evaporación.
El proceso de secado o evaporación de agua
conlleva una contracción o retracción de secado. Es una
disminución de volumen proporcional al agua eliminada.
Como consecuencia aparecen huecos y prosigue la contracción, que se explica por la disminución de separación
entre partículas al desaparecer la película de agua interpuesta. La contracción es característica de cada tipo de
arcilla, y varía si el producto contiene desgrasantes.
B)
5.4
LADRILLO (RL-88, derogado por CTE)
A)
Tipos de ladrillos
1- Macizo:
Que se designa con la letra M. Ladrillo totalmente macizo
o con taladros en tabla, de volumen ¾ al 10%.
2- Perforado:
Que se designa con la letra P. Ladrillo con taladros en
tabla, de volumen superior al 10%
.
Proceso de cocción
La cochura de las piezas en el horno permite la serie de
transformaciones físico-químicas que conducen del adobe al material cerámico. Los factores determinantes son
el tipo de pieza a cocer y el horno a utilizar.
En la actualidad los hornos son generalmente de
túnel por una de cuyas bocas entra el material que comienza a calentarse progresivamente mediante corrientes de gases, hasta que va acercándose a las zonas de
cocción en las que unos inyectores introducen por arriba
el combustible inflamado.
3- Hueco:
Designado por la H. ladrillo con taladros en canto o testa.
4
2
B)
rior a 2,5 cm .
En los ladrillos perforados se requerirá que tengan, al menos, tres perforaciones cuyo volumen total ha
de ser superior al 10%. En los ladrillos huecos ninguna
2
perforación tendrá una superficie mayor de 16 cm .
- Planeidad de las caras: indica que todos los puntos de
la cara se encuentran en el mismo plano. Las flechas
admisibles en aristas y diagonales de las caras, en función de su longitud y de que se trate de ladrillos vistos
comunes puede oscilar entre 2 y 6 mm.
- Espesor de la pared: el espesor mínimo, en mm., de las
paredes exteriores o entre huecos o perforaciones de los
ladrillos: pared de la cara vista: 15 (V); pared de la cara
no vista: 10 (V) y 6 (NV); pared interior: 5 (V) y (NV)
Clases de ladrillos
1- Ladrillo común:
Usado normalmente en fábricas con revestimientos de
morteros y pastas de cierto espesor, como enfoscados,
guarnecidos, revocos, etc.; o con aplacados y chapados.
Se designa con las letras NV (no visto).
2- Ladrillo visto:
Designado con la V, para fábricas sin revestimiento.
C)
2- Características físicas
a) Masa:
La mínima de los ladrillos desecados, en función
de la longitud de su soga, el grueso y que se trate de ladrillos comunes o vistos, oscilará entre 1.000 y 2.900 gr.
Características de los ladrillos
1- Características dimensionales y formales
b) Resistencia a compresión:
De los ladrillos macizos y perforados no será in2
2
ferior a 100 Kp/cm (98,1 daN/cm ) y estará garantizada
por el fabricante, expresándose en múltiplos de 25 a partir de dichos mínimos.
Los ladrillos presentarán regularidad de dimensiones y
forma que permitan la obtención de tendeles de espesor
uniforme, igualdad de hiladas, paramentos regulares y
asiento uniforme de las fábricas, para lo que deberá
cumplir las siguientes prescripciones:
a) Características dimensionales:
El fabricante indicará las dimensiones nominales de los ladrillos, en centímetros, definidas por las de
sus aristas: soga, tizón y grueso. Sobre ellas se admiten
ciertas tolerancias sobre el valor nominal y sobre la dispersión, que oscilan entre ± 2 y ± 6 mm., según se trate
de unas u otras aristas o de ladrillos comunes o vistos.
Las dimensiones recomendadas para ladrillos
macizos y perforados, expresadas en cm. son:
29 x 14 cm. y gruesos de 7,5 - 6 - 5,2 cm., y
24 x 11,5 cm. y gruesos de 7 - 5,2 - 3,5 cm.
Las dimensiones recomendadas para ladrillos
huecos:
- Rasilla: 29 x 14 x 3 y 24 x 11,5 x 2,5 cm.
- Hueco sencillo: 29 x 14 x 4-5 cm y 24 x 11,5 x 6-5-4
cm
- Hueco doble: 29 x 14 x 9 y 24 x 11,5 x 10 - 9 - 8 cm
c) Heladicidad:
El ensayo correspondiente, preceptivo para ladrillos vistos con independencia de las características
climáticas del emplazamiento de la obra, somete a la
muestra a ciclos de hielo y deshielo para detectar fallos
de fabricación, especialmente de cocción, caliches, etc.,
que pueden afectar a la durabilidad de las piezas.
b) Características de forma:
- Perforaciones: En los ladrillos macizos el volumen de
las perforaciones no será superior al 10% del volumen de
la pieza y cada perforación tendrá una sección no supe5
Como resultado, los ladrillos de clase V deberán
obtener la clasificación de «no heladizos», mientras que
los de clase NV no necesitan dicho requisito.
Un ladrillo ha sido bien cocido cuando dentro de
su masa se ha formado una estructura cerámica adecuada; sin embargo no es posible determinar por el aspecto u otros ensayos sencillos si tal estructura ha tenido
lugar.
Para personas muy familiarizadas con un determinado ladrillo, el color puede ser suficiente para conocer
su grado de cocción; pero para quien lo vaya a utilizar esto puede ser completamente engañoso.
El sonido metálico y campanil, claro y agudo, que
se obtiene cuando se golpea con un cuerpo duro o con
otro ladrillo, puede ser también una buena indicación para el experto; pero, obviamente, este criterio no puede
aplicarse a todos los ladrillos.
Los ladrillos de la clase V coloreados superficialmente se someterán a un ensayo de cocción en horno eléctrico a 600C durante dos horas, no debiendo sufrir las superficies de las caras coloreadas variaciones de
color ni de aspecto.
d) Eflorescencias:
Son manchas superficiales en las caras de los
ladrillos, generalmente blanquecinas, producidas por la
cristalización de sales solubles, arrastradas por el agua al
exterior en los ciclos de humectación-secado.
2- Exfoliaciones:
Son todos aquellos defectos originados en el moldeo que
conducen a estructuras hojosas o laminares en los ladrillos. Ningún ladrillo de la muestra presentará síntomas de
exfoliación.
D) Defectos de los ladrillos
Los ladrillos no presentarán defectos que deterioren el
aspecto de las fábricas y de modo que se asegure su durabilidad. Para ello cumplirán las siguientes limitaciones:
1- Fisuras:
Hendiduras más o menos irregulares que afectan a la totalidad del espesor de una pared del ladrillo. Tomando
seis unidades de la muestra, no se admitirá más de una
pieza fisurada.
El pliego exige que los ladrillos de la clase V deben obtener la calificación de «no eflorescidos» o de «ligeramente eflorescidos», según el correspondiente ensayo. Los ladrillos de la clase NV no precisan de dicho
requisito.
e) Succión:
Es la capacidad de imbibición de agua por capilaridad
mediante inmersión parcial del ladrillo en un período corto de tiempo.
El pliego de prescripciones técnicas particulares
de Proyecto podrá fijar el límite de succión de agua de
los ladrillos. En ningún caso podrá ser superior a 0,45
2
gr/cm .min.
La práctica de sumergir brevemente en agua los
ladrillos antes de su colocación es aconsejable en cualquier caso, e imprescindible si la succión es mayor de
2
0,15 gr/cm .min, para evitar la deshidratación del mortero
que puede ocasionar problemas de penetración de agua
a través de las fábricas.
3- Desconchados por caliche:
El desconchado es el desprendimiento de una parte superficial del material que hace aparecer en el ladrillo un
cráter más o menos profundo de dimensión media superior a 7 mm.
La dimensión media de un desconchado es la
media aritmética de los lados del menor rectángulo circunscrito. Los desconchados no producidos por caliche
no se tendrán en cuenta al no ser problemas de recepción del material en obra.
Tomando seis unidades de la muestra no se
admitirá más de una pieza que tenga un desconchado
por caliche en sus caras no perforadas y, en ningún caso, que el desconchado tenga una dimensión superior a
15 mm.
5.5
MUROS RESISTENTES DE FÁBRICA
En el proyecto y ejecución de los muros resistentes de fábrica se aplica el CTE (Código Técnico de la
edificación): Documento Base SE-F Fábrica.
Además de la fábrica tradicional de ladrillo, pueden usarse: de ladrillo armadas en tendel, y de bloques.
f) Coloración:
Los ladrillos de la clase V tendrán una coloración
uniforme, aunque podrán presentar variaciones en tonos
e intensidad, siempre que se mantenga una entonación
homogénea a lo largo de todo el suministro de la obra.
No obstante, para evitar problemas en la recepción sobre color y tono de los ladrillos, es conveniente
que quede reflejado en el proyecto si se pretende una coloración uniforme, o bien ciertas variaciones de tono e
intensidad, siempre que resulte una entonación homogénea de los paños de la fábrica.
A)
Durabilidad
La durabilidad de un paño de fábrica es la capacidad para soportar, durante el periodo de servicio para el
que ha sido proyectado el edificio, las condiciones físicas
y químicas a las que estará expuesto. La carencia de es6
ta capacidad podría ocasionar niveles de degradación no
considerados en el análisis estructural, dejando la fábrica
fuera de uso.
1 Las piezas para fábricas se designan por sus medidas modulares (medida nominal más el ancho habitual
de la junta). El uso de morteros de junta delgada, o de
ancho inusual modifica la relación entre las medidas
nominal y modular.
2 La disposición de huecos será tal que evite riesgos de
aparición de fisuras en tabiquillos y paredes de la pieza
durante la fabricación, manejo o colocación.
3 La resistencia normalizada a compresión mínima de
2
las piezas será de 5 N/mm .
Para asegurar la durabilidad el DB considera:
a) La clase de exposición a la que estará sometido el
elemento, definida como la agresividad del medio en el
que debe mantenerse el elemento sin menoscabo de sus
propiedades.
b) La composición, propiedades y comportamiento de los
C)
1
Los morteros para fábricas pueden ser ordinarios, de junta delgada o ligeros. El mortero de junta delgada se puede emplear cuando las piezas se rectifiquen o moldeen y permitan construir el muro con tendeles de espesor entre 1 y 3 mm.
2
Los morteros ordinarios se especifican por:
a) Resistencia: se designan por la letra M seguida de la
2
resistencia a compresión en N/mm .
b) Dosificación en volumen: se designan por la proporción, en volumen, de los componentes fundamentales
(por ejemplo 1:1:5 cemento, cal y arena) La elaboración
incluirá las adiciones, aditivos y cantidad de agua, con
los que deberá obtenerse el valor de fm supuesto.
3
El mortero ordinario para fábricas convencionales no será inferior a M1. El mortero ordinario para
fábrica armada o pretensada, los morteros de junta delgada y los morteros ligeros, no serán inferiores a M5.
En cualquier caso, para evitar roturas frágiles de los
muros, la resistencia a la compresión del mortero no
debe ser superior al 0,75 de la resistencia normalizada
de las piezas.
materiales.
Con respecto a las armaduras, en las fábricas
armadas en tendel y de bloques, deberán ser de acero
inoxidable o protegidas mediante galvanizado, además
de cumplir condiciones mínimas de recubrimiento.
D)
B)
Morteros
Hormigón
El hormigón empleado para el relleno de huecos
de la fábrica armada se caracteriza, a efectos de cálculo,
por los valores de fck (resistencia característica a compresión) y de fcvk (resistencia característica a corte) asociado al anterior, de la tabla 4.2.
Piezas componentes del muro
El tamaño máximo del árido no será mayor que
10 mm cuando el hormigón rellene huecos de dimensión
no menor que 50 mm, o cuando el recubrimiento de las
armaduras esté entre 15 y 25 mm. No será mayor que 20
mm cuando el hormigón rellene huecos de dimensión no
menor que 100 mm o cuando el recubrimiento de la armadura no sea menor que 25 mm.
7
El DB-SE-F contempla también la resistencia a
cortante y a flexión a tener en cuenta en el cálculo.
La deformabilidad de la fábrica se refleja en el
siguiente diagrama.
Los aparejos más utilizados son: de sogas; de tizones (a la española); de sogas y tizones en hiladas alternas (inglés y belga); de sogas y tizones en toda la hilada (flamenco y holandés).
Pueden emplearse motivos decorativos en resaltos y rehundidos si cumplen las anteriores condiciones de
aparejo y otras relativas al espesor de cálculo de la fábrica en función del tipo y profundidad de los rehundidos.
Las juntas se denominan tendeles cuando son continuas
y, en general, horizontales; y llagas cuando son discontinuas y, en general, verticales.
4.6
ORGANIZACIÓN CONSTRUCTIVA DE LOS
MUROS
A)
Tipos y condiciones de los muros de ladrillo
1- Muro aparejado:
El trabado en todo su espesor, ejecutado con
una sola clase de ladrillo. Espesor mínimo de 11,5 cm
(citara o medio pie) cuando sostenga forjados.
Vale con cualquier clase de aparejo de juntas
encontradas, es decir las de una sola hilada de altura y
solapes menores de ¼ de la soga menos una junta.
8
Las juntas de las fábricas vistas se terminan con
rejuntado, que puede ser de varias clases: rehundidas,
salientes, enrasadas, degolladas, matadas, etc. En fábricas resistentes se recomienda la terminación enrasada y
la matada superior.
- Bandas continuas de chapa desplegada galvanizada,
de anchura no menor de 12 cm, centradas con la junta a
separaciuones de altura no mayor de 1 m.
- Anclajes de acero galvanizado de sección no menor
2
de 0,2 cm con parte recta entre los ejes de cada hoja y
longitud desarrollada no inferior al espesor del muro.
2- Muro doblado:
El de dos hojas adosadas, de la misma o de distinta clase de ladrillo, con elementos que las enlazan:
verdugadas, bandas, llaves o anclajes.
Cada hoja, no menor de 9 cm. de espesor, cumplirá las condiciones de aparejo mencionadas. Las dos
hojas deben ejecutarse simultáneamente macizando con
mortero la junta entre ambas.
Elementos de enlace entre hojas pueden ser:
- Verdugadas de ladrillo, ya especificadas.
- Llaves de ladrillo: constituidas por un solo ladrillo, cuya
entrega en cada hoja no puede bajar de 9 cm., o por dos
ladrillos superpuestros y trabados, con entrega de cada
uno en la hoja de al menos 4 cm.
3- Muro capuchino:
Sutura con-
tinua
El de dos hojas, de la misma o de distinta clase de ladrillo, con cámara intermedia y elementos que las enlazan:
verdugadas, bandas, llaves o anclajes, que deben cumplir las anteriores condiciones.
9
B)
4- Muro de tendeles huecos:
Cualquiera de los anteriores, cuyos tendeles se
rellenan sólo parcialmente de mortero, dejando su interior hueco.
10
Tipos de muros armados
B)
Colocación de las piezas
Las piezas se colocarán siempre a restregón,
sobre una tortada de mortero, hasta que el mortero rebose por la llaga y el tendel. No se moverá ninguna pieza después de efectuada la operación de restregón. Si
fuera necesario corregir la posición de una pieza, se
quitará, retirando también el mortero.
C)
Relleno de juntas
- Una llaga se considera llena si el mortero maciza el grueso total de la pieza en al menos el 40% de
su tizón; se considera hueca en caso contrario.
- El mortero debe llenar totalmente las juntas de
tendel (salvo caso tendel hueco) y llagas, en función
del tipo de pieza utilizado.
- El llagueado en su caso, se realizará mientras
el mortero esté fresco.
- Sin autorización expresa, en muros de espesor menor que 200 mm, las juntas no se rehundirán en
una profundidad mayor que 5 mm.
- De procederse al rejuntado, el mortero tendrá
las mismas propiedades que el de asentar las piezas.
Antes del rejuntado, se cepillará el material suelto, y si
es necesario, se humedecerá la fábrica.
C)
Enjarjes
- Las fábricas deben levantarse por hiladas
horizontales en toda la extensión de la obra, siempre
que sea posible. Cuando dos partes de una fábrica
hayan de levantarse en épocas distintas, la que se ejecute primero se dejará escalonada. Si esto no fuera posible, se dejará formando alternativamente salientes,
adarajas y entrantes, endejas.
- En las hiladas consecutivas de un muro, las
piezas se solaparán para que el muro se comporte como un elemento estructural único. El solape será al
menos igual a 0,4 veces el grueso de la pieza y no menor que 40 mm.
En las esquinas o encuentros, el solape de las
piezas no será menor que su tizón; en el resto del muro, pueden emplearse piezas cortadas para conseguir
el solape preciso.
5.7
EJECUCIÓN DE LOS MUROS
A)
Humectación de las piezas
Las piezas, fundamentalmente las de cerámica,
se humedecerán antes de su empleo en la ejecución de
la fábrica, bien por aspersión, bien por inmersión, durante unos minutos.
La cantidad de agua embebida en la pieza debe
ser la necesaria para que no varíe la consistencia del
mortero al ponerlo en contacto con la misma, sin succionar agua de amasado ni incorporarla.
11
D)
Detalle de aparejos de fabrica
Para poder emplear los valores y ecuaciones
en el cálculo resistente, el espesor de los tendeles y de
las llagas de mortero ordinario o ligero no será menor
que 8 mm ni mayor que 15 mm, y el de tendeles y llagas de mortero de junta delgada no será menor que 1
mm ni mayor que 3 mm.
Ejemplos de aparejo con piezas aligeradas
C) Comportamiento estructural de los muros
En la resistencia de la fábrica participan los dos
componentes: el ladrillo y el mortero. Pero no de modo
independiente, sino mediante una verdadera ligazón.
Los muros de fábrica están, básicamente, solicitados por tensiones de compresión, simple o compuesta,
por lo que sufrirán una cierta deformación por acortamiento en la dirección del esfuerzo, así como una dilatación en las direcciones perpendiculares.
Estos fenómenos no serían muy problemáticos
si no se tratase de un cuerpo heterogéneo, o si ambos
componentes tuviesen, frente a ello, el mismo comportamiento.
En general presentarán una deformabilidad desigual y, mientras uno se dilata transversalmente, se encuentra impedido por su adherencia al contiguo.
Entonces, ambos tenderán a deformarse en la
misma medida o, al menos, a compatibilizar sus deformaciones, originándose por estas razones, en el conjunto
del muro, tensiones de tracción y cortante, además de
las de compresión mencionadas.
Experimentan solicitaciones, por consiguiente,
en las tres dimensiones del espacio, cuya magnitud depende de los módulos de Young y de Poisson.
Tras muchas experiencias se conoce que la resistencia de los muros puede ser mayor o menor que la
resistencia del mortero empleado en las juntas, pero
siempre es inferior a la que alcanzan los ladrillos.
Si se utilizan ladrillos junto con mortero de baja
resistencia, sufrirán tracciones debidas a la desigualdad
de dilatación transversal respecto a la que se produce en
las juntas, lo cual implica que la resistencia a compresión
del muro mejora al aumentar la resistencia del mortero.
Si, por el contrario, la resistencia del mortero fue-
Ejemplos de aparejo con piezas macizas
12
ra superior a la de los ladrillo, se vería sometido a tracciones que pueden conducir a su fisuración, con lo que
desaparecería el efecto de zunchado sobre las piezas, lo
cual provoca, a su vez, tracciones y fisuración en los ladrillos contiguos a los del mortero fisurado.
El muro se romperá por rotura a tracción del ladrillo. La tensión de rotura a compresión depende de la
tensión transversal, función de las dimensiones del muro,
del espesor de las juntas y de los módulos elásticos.
La resistencia de los muros, además de ser dependiente de los componentes analizados, lo es de otros
factores: espesor de junta; irregularidades superficiales;
arena; magnitud y posición de las perforaciones de los
ladrillos, retracción del mortero; calidad de la ejecución
del muro; tipo de aparejo, etc.
5.8
OTROS ELEMENTOS DE FÁBRICA
A)
Dinteles, arcos y bóvedas
Se emplean ladrillos aplantillados en forma de
cuña, a modo de pequeñas dovelas que prácticamente
no requieren mortero. O ladrillos corrientes paralepipédicos, con los que el efecto de acuñamiento se obtiene con
el mortero, dándole un espesor (hasta unos 20 mm) en el
trasdós, superior al del intradós (de 7,5 a 10 mm).
Los arcos y bóvedas cuyos ladrillos van colocados yuxtaponiendo las tablas, es decir, adovelados, se
conocen como arcos de sardineles, y cada grueso o hilada de dichos ladrillos puestos de canto, se llama rosca.
Los principales aparejos de bóvedas de cañón
son: recto, con hiladas paralelas a los muros de apoyo,
necesitando cimbra continua.
En espiga, con hiladas formando 45 con la línea
de clave; puede construirse con sólo cerchas de clave.
En el aparejo circular las hiladas no son rectas sino arqueadas, con la concavidad hacia la clave.
Las bóvedas tabicadas son las que los ladrillos
se colocan planos, yuxtaponiendo los cantos o los gruesos y siempre constan, por lo menos, de dos hojas con
juntas alternadas y un grosor intermedio de mortero.
Se distinguen de las de rosca o las moldeadas
(de hormigón), en que actúan como láminas curvas;
además, por las características de las piezas cerámicas,
puede prescindirse del cimbrado y otros medios auxiliares, complejos y costosos.
Para conseguir un espesor determinado del
elemento, siempre es preferible obtenerlo con rasillas y
no con ladrillos, aunque esto suponga un mayor número de hiladas, pero también existe mayor interrupción
de juntas, ganando resistencia el conjunto.
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ANEJO CTE: DB SE-F
Terminología
1 Fábricas.
- Fábrica: Conjunto trabado de piezas asentadas con mortero.
- Fábrica armada: Fábrica en la que se colocan barras o mallas, generalmente de acero, embebidas en mortero
u hormigón, de modo que todos los materiales trabajen en conjunto.
- Fábrica pretensada: Fábrica en la que se han generado intencionalmente tensiones de compresión mediante
tesado de tendones.
- Fábrica confinada: Fábrica rodeada en sus cuatro lados por pilares y vigas de hormigón armado o de fábrica
armada (no proyectados para que trabajen como pórticos resistentes a flexión).
- Aparejo de la fábrica: Disposición regular de las piezas trabadas para que trabajen conjuntamente.
2 Piezas de fábrica.
- Pieza de fábrica: Componente conformado, para utilizarse en la construcción de fábricas.
- Piezas macizas, perforadas, aligeradas o huecas: Designación de las piezas de fábrica, según el porcentaje,
tamaño y orientación de sus huecos.
-Tabla: Cara superior o inferior de una pieza de fábrica colocada en posición.
- Rebajo: Rehundido conformado durante la fabricación, en una o ambas tablas de la pieza.
- Hueco: Vacío conformado en una pieza que puede o no atravesarla completamente.
- Asa: Vacío conformado en una pieza para facilitar su manejo y permitir levantarla con las manos o con utillaje.
- Tabiquillo: Material entre huecos de una pieza.
- Pared: Material perimetral entre una cara de una pieza y un hueco.
- Área bruta: Área de la sección de la pieza sin descontar el área de los huecos, asas y rebajes.
3 Morteros.
- Mortero: Mezcla de conglomerantes inorgánicos, áridos y agua, y, en su caso, adiciones y aditivos.
- Mortero ordinario: Mortero para juntas de espesor mayor de 3 mm, y en cuya elaboración se utilizan sólo áridos ordinarios.
- Mortero de junta delgada: Mortero por dosificación para juntas de espesor entre 1 mm y 3 mm.
- Mortero ligero: Mortero por dosificación cuya densidad en desecado sea inferior a 1.500 kg/m³.
- Mortero por resistencia: Mortero elaborado de modo que en los ensayos cumpla las propiedades establecidas.
- Mortero por dosificación: elaborado con una dosificación establecida, cuyas propiedades se suponen ligadas a
ella.
- Mortero preparado: Mortero dosificado y amasado en factoría, y servido en obra.
- Mortero seco: Constituyentes secos del mortero con la dosificación y condiciones exigidas mezclados en factoría, que se amasan en obra.
- Mortero de obra: Cuyos componentes se dosifican y se amasan en obra.
- Resistencia a compresión del mortero: Resistencia media a compresión de probetas de mortero ensayadas
tras 28 días de curado.
4 Hormigón de relleno.
- Hormigón de relleno: Hormigón con la consistencia y el tamaño del árido adecuados para rellenar cámaras o
huecos de la fábrica.
5 Armaduras.
- Acero para armar: Acero para armaduras de uso en fábricas.
- Armadura de tendel: Armadura de acero prefabricada para su colocación en los tendeles.
- Acero para pretensar: Acero para alambres, barras, torzales, cordones o cables, de uso en fábricas.
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6 Componentes auxiliares.
- Barrera antihumedad: Lámina impermeabilizante, piezas de fábrica u otro material que se coloca en las fábricas para impedir el paso del agua.
- Llave: Dispositivo que enlaza una hoja de un muro capuchino con la otra a través de la cámara, o con un entramado, o con un muro de trasdós.
- Amarre: Dispositivo que enlaza elementos de fábrica con otros elementos contiguos, como suelos y cubiertas.
7 Juntas.
- Tendel: Junta de mortero entre las tablas de las piezas de fábrica.
- Llaga: Junta de mortero perpendicular al tendel y a la cara del muro.
- Sutura: Junta de mortero vertical en el espesor del muro, paralela a su cara.
- Junta fina: Junta de mortero fino, con espesor máximo de 3 mm.
- Junta de movimiento: Junta que permite el libre movimiento en el plano del muro.
- Llagueado: Proceso de acabado de la junta de mortero durante la construcción.
- Rejuntado: Proceso de rascado, rellenado y acabado de la junta de mortero.
8 Tipo de muros.
- Muro de carga: Muro proyectado para soportar otras cargas además de su peso propio.
- Muro de una hoja: Muro sin cámara ni sutura continua.
- Muro capuchino: Muro compuesto por dos hojas paralelas, eficazmente enlazadas por llaves o armaduras de
tendel sin capacidad para transmitir esfuerzo cortante, con una o ambas hojas soportando cargas verticales.
- Muro doblado: Muro compuesto por dos hojas paralelas, enlazadas entre sí mediante conectores o armaduras
de tendel capaces de transmitir el cortante que se genere entre ambas hojas, de modo que trabajen solidariamente.
- Muro relleno: Muro compuesto por dos hojas paralelas, separadas al menos 50 mm, enlazadas con llaves o
armaduras de tendel, con la cámara rellena de hormigón, de modo que trabajen solidariamente.
- Muro careado: Muro con piezas de cara vista trabadas con piezas de trasdós, para que trabajen solidariamente.
- Muro de tendel hueco: Muro en el que las piezas se asientan en los bordes exteriores de sus tablas, con tendeles huecos de dos bandas de mortero ordinario.
- Muro de revestimiento: Muro que reviste exteriormente sin traba a otro muro, o a un entramado y no contribuye
a su resistencia.
- Muro sin carga: Muro no resistente cuya eliminación no perjudica la integridad del resto del edificio.
9 Varios.
- Roza: Acanaladura abierta en la fábrica.
- Rebaje: Rehundido aparejado en una cara del muro.
- Gacha: Mezcla fluida de cemento, agua y arena para rellenar pequeños vacíos.
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