Unidades de albañilería Videos: “construction with Robots” (cambia forma de construcción de muros a través de drones/ automatizados ). “Hong Kong Students concrete terracota tower to promote use od 3D printed bricks” Contexto: El uso de los ladrillos en construcción formal ha bajado significativamente o restringido para usarse solo por muros de separación. Sin embargo, sus aplicaciones deben tomarse en cuenta con el fin de tener una estructura con la suficiente. Se busca aumentar el uso de ladrillos pues han demostrado tener un buen comportamiento estructural y buena estética. (la forma de construcción cambia, pero la materia prime sigue siendo igual) Tipos de ladrillo (según el material usado): Ladrillos de arcilla Ladrillos de concreto -importan el TM (tamaño máximo nominal) en la dosificación del agregado grueso. Se usa gravilla. -Se usan moldes de concreto de bajo slump Ladrillos de sílice calcáreos Tipos de alañileria: Albañilería no reforzada (no portantes) (mezquitas) Albañilería confinada (portantes) -soportan el peso de un techo -Confinada con elementos de concreto (vigas y columnas) -Solo se usa en los ladrillo sólido y macizos Ladrillos Usados para la construcción de albañilería confinada. Dimensiones (lago*ancho*alto) comunes y pesos: Proceso industrial de fabricación del ladrillo A continuación, se mostrará el proceso para el ladrillo de arcilla (materia prima es el suelo arcilloso) Etapas: 1. Obtención de las materias primas Se usan arcillas para cumplir distintas funciones como el color, resistencia, plasticidad para la fabricación de ladrillos por un molde. Ejemplo: arcilla roja (tiene óxido de hierro), blanca y gris 2. Humedecimiento y mezclado (homogenización) Como no se usa un solo tipo de arcilla, debo homogeneizar el material. Lo muelo y lo junto en un silo. Luego, se realiza una mezcla con agua con el silo. Debe tener un contenido de humedad de alrededor del 18 % Transición: El transporte de la mezcla se realiza por fajas a la maquina extrusora (moldeadora) 3. Modelado Al ingresar a la maquina extrusora. La mezcla sale ya moldeada para luego ser cortada por un aserrado de arcilla moldeada en unidades. (se tiene un ladrillo de gran longitud y se va cortando con hilos). La arcilla todavía están húmedas , ya que se requiere un contenido de humedad para que puedan ser extruida. 4. Secado Se va reduciendo/ disminuyendo gradualmente el contenido de humedad puestos a la intemperie (secado al sol) Observación: Si se hace violentamente el reducimiento de humedad, puede ocurrir problemas de fisuracion. Transición: se transporta los ladrillos crudos al horno. Si no tienen un contenido de humedad suficinente antes de entrar al horno, antes serán llevados a una cámara de vapor 5. Cocción A través de hornos tipo túnel con quemadores de petróleo o de carbón molido, con cámaras de temperatura regulables desde la del medio ambiente hasta 1200 °c. El proceso demora de 3 a 5 días. (uso como lanzallamas en su interior) Debe estar si o si por encima de 1050 °C para que se puede producir el ladrillo de Greecks : poca porosidad y alta resistencia. (por encima de 1000 °C y por debajo de 1200°C) Tiene distribución homogénea del calor (para fabricación industrial) con el fin que no sufra fisuracion o agrietamiento. Observación: (un extra en la producción industrial) = Ladrillo cara vista Como su nombre lo dice, son aquello ladrillos que dejas a la vista. Existen cámaras de limpieza con cepillos y aire comprimido con el fin que no se limpien en obra. (el deterioro por tranporte y colocación se reduce bastante) Observación: (para fabricación artesanal) Para la producción de ladrillos artesanales se usa hornos verticales, donde solo se toman aquellos que se encuentran en el centro porque son los únicos que fueron cocido a una temperatura adecuada. Los de la parte superior siguen algo crudos y los de abajo se han quemado (ladrillos vitrificados). Por las propiedades mecánicas de la albañilería no los aceptamos por la resistencia y por el sistema estructural de la albañilería no lo aceptamos por la adherencia (NO TENER BUENA ADHERENCIA AL MORTERO) 6. Enfriamiento Luego los ladrillos cocidos son secados a la intemperie. Transición: Para su comercialización son cargados manualmente uno por uno o por sistemas automatizados 7. Control de calidad Se realiza a través de ensayos según las normas E.070 como los siguientes: Determinar el porcentaje de vacíos del ladrillo Determinar el alabeo Determinar la resistencia del ladrillo Clasificar los ladrillos Es destacable señalar que en países industrializados como Inglaterra y Japón, el control de calidad de las unidades de albañilería es exhaustivo. Además, en las fábricas existen cámaras de limpieza con cepillos y aire comprimido, así no es necesario limpiar las unidades en obra y máquinas empaquetadoras, por lo que, la pérdida o deterioro de las unidades durante su transporte y colocación en obra es mínima, aparte de la rapidez que se logra en esta operación. En cambio, en Perú el transporte desde el horno hacia el almacén de la fábrica, de allí hacia el pie de la obra y luego en la obra misma, se hace unidad por unidad, “boleándolas” y usando carretillas, lo que genera grandes pérdidas y deterioro de las unidades de albañilería, aparte de ser un trabajo sumamente lento y laborioso. Clasificación de las unidades de albañilería 1.-Según su forma (Norma E.070 SENCICO 2006 Albañileria) A. Unidades solidas (% de huecos menor al 30 % perpendiculares a la superficie de asentamiento, usados en muros portantes y función estructural (albañilería confinada)) Muy resistentes Unidades huecas (% de huecos mayor al 30 %) (solo separa ambientes, son muros no estructurales (tabiques) (a menos para zonas de sismo 1 y hasta 2 pisos)) Se trituran en sismos grandes con facilidad B. Unidades alveolares --Son ladrillos que permite refuerzo longitudinal en su construcción “albañilería armada” (útil en instalaciones eléctricas ). --Pueden ser ladrillos de arcilla, sílice-cal y de concreto --Usado en edificaciones de albañilería armada rellena con grout (concreto con gravilla, más fluido) --No se usa en albañilería confinada porque se trituran en los sismos C. Unidades Tubulares --los huecos son paralelos a la superficie de asentamiento --para elementos no estructurales o no portante. Deben ser solo para tabiques divisorios, parapetos. --Solo debe usarse para muros de separación --También usados para tabiques y losas aligeradas (con 8 (h=12,15cm) y 12 (h=20,25cm) huecos) dimensiones “30*30*h” D. Ladrillos tipo bovedilla --Hay de ladrillos de arcilla y concreto. Usado en losas aligeradas. (a veces con viguetas normales o pretensadas como complemento) --Tiene dimensiones variable E. Ladrillo pandereta --Para muros de tabiquería (algunos tienen caras de asentamiento estriadas) F. Ladrillo pastelero --Para cubierta del ultimo techo. Usado para absorber el agua de la lluvia Tipos de aparejos o arreglado de cada hilada: 1.-De cabeza --El ancho del muro corresponde a la mayor dimensión (largo*ancho es la base) (el espesor del muro es el largo del ladrillo) --Parte de vista (ancho*alto) 2.-De soga --El ancho del muro corresponde a la dimensión intermedia del ladrillo (largo*ancho es la base) (el espesor del muro es el ancho del ladrillo) --Parte de vista (largo*alto) 3.-De canto --El ancho del muro corresponde a la mayor dimensión (largo*alto es la base) (el espesor es el alto del ladrillo) --Parte de vista (largo*ancho) 4.-Especiales --Gran variedad en ancho y arreglos. Ejemplo: En los muros “cara vista” (muros estructurales) --combinado de soga y cabeza (distribuido cada tipo en cada fila). (entonces para la fila de cabeza necesitare 2 ladrillos) --uso estructural de ladrillos combinado con concreto reforzado (ladrillos con refuerzo horizontales donde se vacía el concreto) (usado con ladrillo alveolares) Techos: (uso de ladrillos tubulares) A. techo aligerado --Reforzada en 1 dimensión --uso de juntas de dilatación de poliestireno de 2´´ --Uso de ladrillos de techo a 12 huecos y 8 huecos -- uso de viguetas de concreto. Otra opción es usar viguetas prefrabicada para construcción más rápida. (ya no espero a que el concreto gane resistencia.) --Se pueden usar ladrillos de techo que están en flexión (h =17,20,25,30cm) B. Loza maciza --Reforzada en 2 dimensiones 2.-Según el material constituyente A. Arcilla (cocida) --fabricada con arcilla natural mezclada con arena y limo. Clasificación: Calcáreas (15% de carbonato de calcio – unidades de color amarillento) No calcáreas (predomina el silicato de alúmina con un 5% de óxido de hierro (tono rojizo)) Adobe (bloque de tierra (arcilla + arena) secado al ambiente) B. Unidades silico calcáreas --materia prima consiste en 10 % de cal hidratada normalizada y 90% de arena (con un 75% de silice). --Se dosifica con cemento y agua. La elaboración, curado y endurecido a vapor y secado bajo condiciones especiales de presión y temperatura. --color blanco grisáceo, amarillo o rosado (dependiendo la arena o colorante usados), de textura suave, perfiladas y variabilidad dimensional reducida --Gran resistencia gracias al silicato de calcio hidratado Proceso de manufacturación: 1.-se muelen la arena (90% ) y la cal (10%) para dosificarlos 2.- se mezcla con agua y se deja reposar por 3 horas 3.- Moldeo en unidades a presión de 500 toneladas de carga y cortadas luego 4.- Hidratación: se endurecen en cámaras de vapor “autoclave” a 8 a 17 atmosferas para que reaccione la cal con el silicio y así formar silicato cálcico hidratado (conglomerante), la que une las partículas de arena. (se controla la temperatura, la humedad y la presión) Desventaja: Su textura es lisa, con poros muy cerrados, lo que reduce la adherencia morterounidad. Solucion (placas): Producción de unidades silico-calcareas mejoradas con estrías y perforaciones en su superficie. (placas). (endiduras para el paso del mortero) Son usadas en tabiques y parapetos de una edificación (P-7 y P-10), y para la construcción de muros portantes en edificio de albañilería de junta seca (carece de mortero en las juntas) (gracias a las endiduras) C. Sillar --material volcánico tallado de un bloque de piedra (20*30*55cm) --alto costo en tallado y transporte --Usado en lajas para pisos y enchapes de muros --resistencia a compresión y corte similares al ladrillo ARTESANAL de arcilla D. Unidades de concreto --material de gravilla/confitillo (agregado grueso/piedra chancada de TM pequeño (1/4´)) + arena+cemento --la mezcla debe ser de 1 pulgada = revenimiento (útil para el el desmoldeo inmediato sin que se desmoronen) --fabricadas en moldes especiales por vibración o presión mecánica (para ladrillos y bloques) --se dosifican de acuerdo a su uso (cambio de resistencia) --Según la norma E .070 solo serán utilizadas una vez logran su estabilidad volumétrica. (como el concreto sufre contracción volumétrica, se recomienda esperar 28 días) --se ponen las cara rugosa para mejorar la adherencia 3.-Según el método de fabricación A. Industrial Fabricadas con maquinaria que amasa, moldea y prensa o extruyela masa de arcilla, obteniéndose unidades de poca variabilidad en sus propiedades y de buena calidad. Las caras laterales tienen texturas suaves, en algunos casos casi pulidas, mientras que las caras de asiento tienen textura áspera. Se caracterizan por la uniformidad en sus dimensiones, formas muy perfiladas y resistencia alta. Producción: -Uso de vibro compactación con maquinas estacionarias capaz de producir 80000 (ochenta mil) unidades diarias -El curado se realiza en cámaras de vapor a 50°C con cámaras de autoclave (150°C a presión de 6 a 10 atm) o con riego por aspersión. -incluso el transporte se industrializa , siendo empaquetado con bolsas de plástico para protegerlo de la humedad debido a que las unidades de concreto presentan una alta variación volumétrica. B. Artesanal Fabricadas con procedimientos intensivos en mano de obra. El amasado y moldeo se hacen manualmente; los moldes son de madera arenados o metálicos, produciendo unidades de textura no uniforme, dependiendo del tipo de molde. Se caracterizan por tener variabilidad en sus propiedades y dimensiones (sin control técnico). Generalmente son unidades macizas o sólidas. Uso de hornos verticales. Producción: --se moldean a presión con un molde metálico. Se espera que la producción se de 200 unidades diarias. --El moldeo puede ser semi-industrial para ladrillos de concreto con maquinas de vibro-compactacion y ponedoras portátiles. Se espera una producción de 2000 a 5000 bloques al día 4.-Según su manipuleo A. Ladrillo -- por su dimension y peso se puede manipular con una sola mano B. Bloque -- por su dimension y peso se puede manipular con dos manos Propiedades de la unidad asociadas con la resistencia de la albañilería: Resistencia a la compresión y tracción Variabilidad dimensional y alabeo (curvatura del ladrillo) Succión (si pega bien o no con el mortero) Propiedades de la unidad relacionadas con la durabilidad de la albañilería Resistencia a la compresión y densidad (depende el tipo de fabricación que ha tenido (cámara de curado a temperatura uniforme)) Eflorescencia (aparición de manchas blancas producto de sales con la que se hizo el mortero), absorción y coeficiente de saturación (la idea es que no tome el agua del mortero, sino que tenga lo suficiente para usarse). Normas técnicas peruana (INDECOPI) que se deben emplear para determinar estas propiedades: Unidades de arcilla NTP 399.613 (2005) Bloques de concreto NTP 399.602 NTP 399.604 (2002) Unidades Silico – calcáreas ITINTEC 331.032, 331.033 y 331.034 ENSAYOS CLASIFICATORIOS (se definen un tipo de ladrillo y de acuerdo a el se ve el tipo de edificación ) Las dimensiones afectan en 3 aspectos: 1.- variación de dimensiones En el sistema estructural unidad de albañilería – mortero en las juntas. Cuando tengo una unidad que es dimensionalmente más variable y que presenta mayor alabeo. Entonces tendré secciones de mayor espesor de las juntas (altura del mortero al asentado). La prueba de variación dimensional es necesario para la determinación de espesor en las juntas. Cada incremento de 3 mm en el espesor de las juntas horizontales (adicionales al mínimo requerido de 10 mm), la resistencia a compresión de la albañilería disminuye en un 15 %, asimismo, reduce la resistencia de corte. (No se debe variar las juntas) No se debe hacer juntas de más de 1.5 cm de espesor. Las juntas demasiado gruesas debilitan la pared 2.- Alabeo Relación con la homogeneidad en las dimensiones del ladrillo Como tener la unidad de albañilería arqueada. (no se asienta toda la cara) (no se corrige con más mortero, sino se desecha) 3.- Compresión Respecto la resistencia. Se usan para el bloque de concreto (f´c= 70 kg/cm2) y ladrillo de arcilla (f´c= 200 kg/cm2) ENSAYOS NO CLASIFICATORIOS Tracción por flexión Succión Peso de la unidad después de haber sumergido su cara de asiento una altura de 3 mm Razón: Puede ser que la unidad de albañilería sea muy porosa y está quitando el agua del mortero. Al quitar agua del mortero, perderé trabajabilidad, se va a endurecer --recomendación de succion = 10 @ 20 gr/(200 cm2-min), sino succionaran rápidamente el agua del mortero , lo que afecta negativamente la adherencia. **en Wo el ladrillo Industrial en promedio tiene 40 gr/(200 cm2-min) y los artesanales 80 gr/(200 cm2-min). Recomendación: preparar los ladrillos humedécelos con agua durante 20 minutos y dejarlos reposar aproximadamente 1 día. Absorción Tipos de ladrillo de arcilla según normas NTP 331.017 resistencia a compresión Máximas variaciones en las dimensiones individuales Clasificación de los ladrillos de arcilla para fines estructurales según norma NTE E.070 DESCRIPCIÓN: Según Norma NTP 331.017 Tipo I Resistencia y durabilidad muy bajas. Apto para construcciones de albañilería con exigencias mínimas. Tipo II Resistencia y durabilidad bajas. Apto para construcciones de albañilería en condiciones de servicio moderadas. Tipo III Resistencia y durabilidad media. Apto para construcciones de albañilería de uso general. Tipo IV Resistencia y durabilidad altas. Apto para construcciones en condiciones de servicio rigurosas. Tipo V Resistencia y durabilidad muy altas. Apto para construcciones de albañilería en condiciones de servicio particularmente rigurosas. Condiciones en cuestión de humedad futura *ningún tipo: lluvias excesivas en sierra o selva debe usarse construcciones de concreto. Tecnología del concreto La norma NTE E.070 nos da las dosificaciones de mi mortero P: para muros portantes NP: para muros no portantes (cercos, tabiques, parapetos) **EL uso de cal para la construcción de muros es opcional. Esta actua como un aditivo que mejora la plasticidad y la retentividad de la mezcla. Se debe realizar la mezcla sobre plástico (usual color azul) Otra opción: Uso de mortero embolsado o mortero premezclado. Estos tienen un periodo de vida útil desde 24 @ 72 horas. Ya no hay necesidad de preocuparse por hacerlo bien. Se recomienda para trabajos pequeños hacerlo uno mismo por costo. No debe quedar retenido más del 50 % de arena entre 2 mallas consecutivas El MF = 1.6 @ 2.5 El % máximo de partículas quebradiza: % en peso NO USAR ARENA DE MAR (por las sales que producen la eflorescencia) En la malla #200 debe lavarse si tiene sales. Además, el polvo acelera la fragua del mortero Pruebas no obligatorias en el mortero 1.- usada en obras con criterios riguroso = ensayos caros (como edificios que soportan radiación) A. Ensayo de compresión del mortero --No es obligatorio porque en el mortero importa más la adherencia --objetivo de controlar la calidad de la mano de obra (se busca un % < al 30 %) B. Ensayo de trabajabilidad/ fluidez --Fluidez es la capacidad de la mezcla a cubrir una superficie de asentamiento --Se pone sobre una superficie circular y se promedia los diámetros. C. Ensayo de Retentividad (capacidad del mortero a retener el agua) --uso de un embudo para medir los diámetros ( se busca que D2/D1 > 0.8) --la cal mejora la retentividad del mortero --Si el mortero retiene agua, se modifica la relación w/c. Si recibe mucha, se empieza a desgregar y si le falta agua, afecta en la adherencia 2.- usada en obras normales para medición rápida = ensayos baratos (mas practico) D. Ensayo de Revenimiento --Se usa el cono de Abrahams para medir el revenimiento o slump. (se recomiendo 6 pulgadas) E. Regla del badilejo --tecnica de campo para verificar la trabajabilidad del mortero. Consiste en usar un badilejo, agarra un poco de la mezcla y hacerlo girar. Si se queda allí, puedo decir que tengo buena trabajabilidad, sino se caería rapido (está muy seco) Preguntas de exámenes finales EX2 2018.1 Diferencias entre los ladrillos macizos y huecos. Ladrillo hueco usado en los techos aligerados. Un ladrillo de arcilla solido es aquel considerado como uno que posee un % de huecos menor al 30%. En cambio, un ladrillo macizo, aquel que no presenta huecos. Su área de asentamiento es del 100 % Los ladrillos huecos son aquellos con un % de huecos > 30%. Los usados en techos aligerados de concreto son los siguientes: Unidades Tubulares presentados como 12 huecos (30*30*20 o 30*30*25 y de 8 huecos (30*30*12 o 30*30*15). Sus huecos están distribuidos en 3 hiladas para los 2. Ladrillos tipo bovedilla que se encuentran en ladrillos de arcilla y concreto. (dimensiones variables) Ladrillo pastelero para cubierta del ultimo techo. Usado para absorber el agua de la lluvia EX2 2017.1 Alianza mortero – Ladrillo Denominación del muro según el “Aparejo” Se encuentra el muro distribuido por el arreglo de cabeza, soga , canto y especiales Diferencia entre el ladrillo macizo y el ligero (hueco) Ver 2018.1 Ladrillos tubulares: Tipos y usos (vista de perspectiva + dimensiones) Ver 2018.1 EX2 2011.2 Los ladrillos de arcilla, según su forma se clasifican en solidos huecos y tubulares. Las unidades sillico calcáreas están constituidas por cal (10%) y arena (90%). El módulo de rotura es la resistencia a la tracción obtenida en el ensayo de flexión de una unidad de albañilería. La Norma E.070 clasifica a los ladrillos de arcilla según su variabilidad dimensional, alabeo y resistencia a la compresión. Para aceptar un ladrillo de arcilla, este debe entre otras condiciones, estar bien cocido y tener superficie uniforme (sin alabeos). Un muro portante es aquel diseñado y construido para poder transmitir cargas horizontales y verticales, mientras que un tabique es solo un elemento separador de ambientes. La albañilería confinada es una forma de refuerzo que utiliza elementos perimetrales de concreto para lograrlo. En cambio, la albañilería armada se basa en refuerzos de acero, cubiertos por grout dentro de los muros EX2 2014.2 Tipos de ladrillos según su forma y usos para cada tipo mencionado Unidades solidas (usado para muros portante / estructurales en albañilería confinada) Unidades huecas (Separa ambientes como tabiques) Unidades alveolares (muros no portantes 7 uso de albañilería armada. Apoyo del grout para unir acero y ladrillo) Unidades tubulares (usado como tabiquería y techos aligerados) Unidades tipo bovedilla (para techos aligerados (tienen mayor área)) Ladrillo pandereta (muros de tabiquería) Ladrillo pastelero (Usados para el ultimo techo para absorber agua) Procesos de fabricación de la unidad de albañilería de suelo arcilloso. Indique temperaturas de cocción. Se utiliza como materia prima el suelo arcilloso con limos y arena El proceso industrial de la unidad de albañilería de arcilla es básicamente Obtención de material (distintas arcillas) Humedecimiento y mezclado Moldeado (humedad requerida de la mezcla de un 18 %) Secado (usualmente a la interperie) Cocción (va desde los 1000 °C hasta los 1200°C) para que se considere un cerámico) Enfriamiento Control de calidad (por ensayos por la norma E.070) EX2 2020.1
