Laboratorio Taller de Materiales TAM 1201
Guías de Laboratorio Clase n° 11
Ladrillos Cerámicos Bloques de Hormigón
DuocUC Título
Ladrillos Cerámicos
Tecnología de los Materiales Revisión Número: 1
Fecha de vigencia: 01 de Marzo de 2011
Preparado por:
Revisado por:
Número: TAM-00-15 Parte 1 Aprobado por:
Luis Oñate
Laboratorio Taller de Materiales
Ladrillos cerámicos - Ensayos
Laboratorios de Construcción DuocUC
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INTRODUCCION Los ladrillos cerámicos se crearon hace miles de años, claro está que su calidad y proceso de fabricación se mejoro con el pasar de los años, aunque en esencia es muy similar, siendo la arcilla su materia prima prácticamente irreemplazable para su fabricación. En la actualidad el uso de este elemento es una muy buena alternativa a otros materiales, ya sea por su bajo costo o las favorables propiedades que presenta, siendo destacadas entre ellas su de resistencia, durabilidad, térmicas, estéticas, de facilidad en su aplicación, etc. Este producto que está fabricado con arcilla básicamente, debe ser sometido a ciertos procesos de control de calidad, los cuales fueron creados con el fin de garantizar un óptimo producto.
OBJETIVOS Determinar a través de ensayos normalizados, los valores de resistencia a la compresión, absorción de agua, adherencia a cizalle, de los ladrillos cerámicos.
CLASIFICACION Y REQUISITOS Atendiendo a sus propiedades físicas y mecánicas, los ladrillos cerámicos se clasifican en clases y grados. Adicionalmente, las características asociadas a forma y terminación del ladrillo cerámico dan origen a una clasificación según uso.
Clasificación por clases Ladrillos macizos hechos a máquina (MqM). Unidades macizas sin perforaciones ni huecos.
Ladrillos perforados hechos a máquina (MqP). Unidades que poseen perforaciones y huecos, regularmente distribuidos, cuyo volumen es inferior al 50% del volumen bruto o total.
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Ladrillos huecos hechos a máquina (MqH). Unidades que poseen huecos y perforaciones, regularmente distribuidos, cuyo volumen es mayor o igual al 50% del volumen bruto o total.
Clasificación por uso
De acuerdo a su uso, los ladrillos cerámicos se clasifican en ladrillos cara vista (V) y ladrillos para ser revestidos (NV). Clasificación por grados
Los ladrillos se clasifican en grado 1, grado 2 y grado 3, según los requisitos de resistencia a la compresión, adherencia y absorción de agua, que se indican en la siguiente tabla 1.
Grados de ladrillos cerámicos 1
Requisitos mecánicos
Resistencia a la compresión, mínima (MPa) Absorción de agua, máxima % Adherencia, mínima (MPa)(área neta)
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Clases de ladrillos cerámicos
MqM
MqP
MqH
MqP
MqH
MqP
MqH
15 14
15 14
15 14
11 16
11 16
5 18
5 18
0,4
0,4
0,4
0,35
0,35
0,3
0,25
NOTA: Los requisitos de los ladrillos cerámicos artesanales son tratados en NCh2123.
TERMINOLOGIA Absorción de agua : cantidad de agua que absorbe el ladrillo cerámico mediante inmersión total, durante 24 h Adherencia: atracción molecular físico-química entre la superficie del ladrillo cerámico y el mortero de pega en íntimo contacto Eflorescencia: manchas superficiales, generalmente blanquecinas, producidas por la cristalización de sales solubles Resistencia a la compresión: relación entre la carga máxima que resiste la unidad, cuando esta carga actúa perpendicularmente. Succión: capacidad de imbibición de agua por capilaridad mediante inmersión parcial de los ladrillos cerámicos, durante un cierto tiempo Cerámico: Material cerámico, cualquier artículo de piedra (artificial) que lo hemos obtenido de una piedra natural (materia prima) mediante su moldeo y cocción. Arcilla: (como materia prima): se utiliza una arcilla de plasticidad normal, es decir que no aumente y disminuya su volumen excesivamente Laboratorios de Construcción DuocUC
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Actividad 1
Clasifique las muestras según los antecedentes anteriores. 1. Por clase: Para obtener el volumen bruto de la unidad de ladrillo cerámico, se determinan sus dimensiones geométricas y se aplica la relación:
En que: b = V
volumen bruto, en cm³ L = largo, en cm; A = ancho, en cm; h = altura, en cm. Para determinar el volumen de huecos o perforaciones de los ladrillos cerámicos, se recurre a la utilización, como relleno de éstos, de una arena normalizada que se vierte bajo condiciones de llenado controladas por medio de un embudo. Las perforaciones o huecos de los ladrillos cerámicos se rellenan mediante el vertido de la arena contenida en el embudo, desplazándolo en forma uniforme y manteniendo constante la altura de la boca de salida. Una vez llenos con arena los huecos o perforaciones de los ladrillos cerámicos, éstos se enrasan sin producir vibraciones. Toda la arena sobrante se debe retirar antes de proceder a la etapa siguiente. A continuación se determina la masa de la arena que llena las perforaciones o huecos, Ma , con aproximación de 1 g.
EXPRESION DE RESULTADOS El porcentaje de huecos o perforaciones de los ladrillos cerámicos se obtiene mediante la expresión siguiente: % huecos o perforaciones =
En que:
V h = Ma/Da (Cm³) Vb = volumen bruto, en cm³. M a = masa de arena, en g; Da = densidad aparente de la arena.
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2. Por uso:
Para ello solo deberá considerar si el ladrillo que está usando posee caras lisas y duras o rugosas, lo cual indicara si está fabricado para ser revestido o para quedar expuesto a la vista.
3. Por grados
Para realizar la clasificación por grados, se debe considerar la tabla n°1 , en la cual realizara una comparación con los datos obtenidos, logrando esta clasificación.
3.1
Resistencia a la compresión
EQUIPAMIENTO Prensa provista de rótula, con platos de acero que garanticen una distribución uniforme de carga.
Tamaño de la muestra Ladrillos: seleccionados según muestreo, mínimo 6 muestras o 1 por grupo para efectos prácticos.
Probetas Cada probeta corresponde a una unidad de ladrillo cerámico. Para el ensayo, las probetas deben estar secas (ambiente de laboratorio). Si las probetas están húmedas, éstas se deben secar en una estufa a 110°C ± 5°C, durante 24 h.
PROCEDIMIENTO Colocación de los ladrillos en la máquina de ensayo Limpiar las superficies de apoyo de la máquina de ensayo, así como las caras de aplicación de la carga de los ladrillos, retirando cualquier elemento suelto que pueda existir sobre los mismos. Los ladrillos se colocan en el centro de las placas de la máquina de ensayo. Observación: Con el objeto de conseguir la planeidad y paralelismo en las caras de aplicación de la carga, estas caras se deben pulir o refrentar con azufre. Laboratorios de Construcción DuocUC
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Aplicación de la carga Todos los ladrillos se ensayan sometiéndolos a esfuerzo normal. La velocidad de carga no debe ser superior a 20 MPa/min. Las lecturas de carga se deben realizar con una aproximación de ± 1%.
EXPRESION DE RESULTADOS La resistencia a compresión de cada ladrillo se obtiene dividiendo la carga máxima por la superficie media de sus dos caras de apoyo (sin descontar los orificios), siendo expresada en MPa, con aproximación a 0,1 MPa.
En que: C = esfuerzo a la compresión. W = carga máxima indicada por la máquina. A = promedio de las superficies totales de las caras superior e inferior del bloque, en cm². calculada sobre la base del área total, incluso los huecos.
3.2
Absorción de agua
EQUIPAMIENTO Balanza: con una sensibilidad mínima de 0,5 g. Recipiente de inmersión : con las medidas necesarias para permitir la introducción completa de los ladrillos.
Tamaño de la muestra Ladrillos: seleccionados según muestreo, mínimo 6 muestras o 1 por grupo para efectos prácticos. .
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PROCEDIMIENTO
Secar los ladrillos hasta masa constante en un horno ventilado a la temperatura de 110°C a 115°C. Se considera peso constante , P1 , cuando la diferencia entre dos pesadas consecutivas no exceda el 0,1%. Los ladrillos secos se sumergen en un recipiente con agua potable, durante 24 h. A continuación, se sacan los ladrillos del recipiente, se dejan estilar durante 5 min, aproximadamente y luego se les quita el agua superficial visible con un paño húmedo e inmediatamente se pesan, P2 . NOTA: Para el estilado, los ladrillos deben quedar con las perforaciones en el sentido vertical libres, sobre apoyos en sus extremos, o bien colgados.
EXPRESION DE RESULTADOS La absorción de cada ladrillo se calcula según la fórmula siguiente:
En que: A = absorción de agua, en %;
= masa del ladrillo seco, en kg; P2 = masa del ladrillo saturado, en kg . P1
Como resultado del ensayo se deben entregar tanto los valores individuales obtenidos para cada una de las probetas como su valor promedio, el que representa la absorción de los ladrillos cerámicos ensayados.
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3.3
Adherencia a cizalle
El ensayo de adherencia se realiza sometiendo a cizalle probetas formadas por tres ladrillos cerámicos pegados con un mortero normalizado.
EQUIPAMIENTO Prensa: provista de rótula, con platos de acero que garanticen un reparto uniforme de carga, debe permitir la medida de las cargas aplicadas con aproximación de ± 2%. Tamaño de la muestra La cantidad mínima de unidades para realizar este ensayo es de 18 ladrillos cerámicos, 3 por grupo para efectos prácticos. Preparación de las probetas La probeta para determinar la adherencia de los ladrillos cerámicos está constituida por tres ladrillos unidos por mortero formando un prisma recto.
El mortero de pega utilizado para construir las probetas está compuesto por una mezcla de cemento y arena, en proporción 1:3 en peso, y de razón agua/cemento igual a 0,60. El mortero se debe confeccionar con arena de tamaño máximo 2,5 mm. Previo a la confección de las probetas, se deben saturar los ladrillos por inmersión en agua, durante un período de a lo menos 30 min. La confección de las probetas contempla la colocación del primer ladrillo sobre una superficie plana y nivelada, para luego extender una capa de mortero de aproximadamente 20 mm de espesor. A continuación se coloca el ladrillo central, ejerciendo presión en forma uniforme, de manera de obtener un espesor de junta de 10 mm. Después de un período de espera de 1 h y luego de humectar la superficie del ladrillo Laboratorios de Construcción DuocUC
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central, se coloca la segunda capa de mortero y el tercer ladrillo, repitiendo el procedimiento descrito anteriormente. Las probetas se deben mantener en ambiente de laboratorio, cubiertas con polietileno durante siete días, hasta el momento del ensayo.
Refrentado de las bases de carga
Las bases de apoyo y la de aplicación de carga se deben refrentar con una pasta de yeso-cemento, de proporción 1:1 en peso. El espesor de la capa de refrentado debe asegurar la obtención de la planeidad y paralelismo de las bases de apoyo y la de carga. La capa de refrentado no debe ser mayor de 10 mm (ver Figura 1). El refrentado se debe realizar por lo menos 48 h antes de efectuar el ensayo.
Ensayo El ensayo se realiza controlando la velocidad de aplicación de carga, la que no debe ser mayor de 1 MPa por minuto.
EXPRESION DE RESULTADOS La tensión de adherencia se calcula según la expresión siguiente:
En que:
= adherencia, en MPa; P = carga máxima, en N; S = área bruta total de las superficies de pega, en mm² A
Como resultado del ensayo se deben entregar tanto los valores individuales obtenidos para cada una de las probetas como su valor promedio, el que representa la resistencia de adherencia de las unidades de ladrillos cerámicos ensayados.
Bibliografía: Construcción - Ladrillos cerámicos - Clasificación y requisitos NCh169.Of2001 Construcción - Ladrillos cerámicos – Ensayos NCh167.Of2001
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DuocUC Título
Bloques de Hormigón
Tecnología de los Materiales Revisión Número: 1
Fecha de vigencia: 01 de Marzo de 2011
Preparado por:
Revisado por:
Número: TAM-00-14 Parte 1 Aprobado por:
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Ensayo de compresión, Absorción máxima de Agua y contenido de humedad
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INTRODUCCION
Los bloques de hormigón son elementos pre moldeados especialmente diseñados para construir albañilería armada y confinada. En su fabricación se emplean áridos, cemento y agua básicamente, los cuales una ves mezclados son vaciados en moldes para finalmente aplicar una vibración de maquinaria industrial o mesas vibradoras. La calidad de este producto dependerá de los materiales empleados, como también de cada una de las etapas en su proceso de fabricación. Controlar el producto final será la tarea necesaria para poder seguir fabricando o usando un bloque en particular. Las normas chilenas por lo general nos indican cuales son los parámetros a considerar y el procedimiento a seguir para obtener un resultado confiable.
OBJETIVOS
Determinar los valores de resistencia a compresión, absorción máxima de agua y humedad, todo con la finalidad de poder observar los procedimiento que involucran una satisfacción o rechazo por parte de las normas que regulan a este material, lo que al mismo tiempo nos muestra, los conceptos de calidad que ellos requieren.
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TERMINOLOGIA Bloque hueco de hormigón de cemento: es un elemento que se emplea en construcciones, cuya alma puede tener uno o más espacios huecos y cuyas paredes están constituidas por gravilla, arena y cemento. Es un elemento de hormigón con forma de paralelepípedo, de base rectangular o cuadrada, destinado a ser usado como unidad de albañilería. Normalmente tienen huecos, los que alcanzan hasta un 50 % de su volumen bruto. Mampostería: Se llama mampostería al sistema tradicional de construcción que consiste en erigir muros y paramentos, para diversos fines, mediante la colocación manual de los elementos. Paramentos: se llama paramento a cada una de las caras de que constan las piedras o ladrillos que componen los arcos y muros. En particular, se llama así a las que están haciendo frente y espalda en el arco llamadas respectivamente paramento anterior y paramento posterior. Se distingue como paramento del plomo a la cara que sirve como guía al albañil para dar la dirección vertical del muro, y trasplomo a la opuesta.
EQUIPAMIENTO Será descrito para cada una de las actividades. Actividad 1 Resistencia a la compresión:
Equipamiento: Maquina de Compresión, requisitos: Estar provista de un dispositivo que asegure la distribución uniforme de loa esfuerzos en los ejemplares de ensayo. Permitir el aumento de las cargas progresivamente y sin golpes, La velocidad de avance de la cabeza móvil de la máquina de ensayo no será mayor de 1 mm por minuto; Permitir la medida de las cargas aplicadas con aproximación de ± 2%; Balanza: destinada a pesar los ejemplares, deberá tener una capacidad adecuada y una sensibilidad de 0,5 g. Laboratorios de Construcción DuocUC
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PROCEDIMIENTO Preparación de la muestra: Las dos superficies de carga del bloque por ensayar serán preparadas con una capa de mortero plástico compuesto de cemento portland y yeso en partes iguales (en volumen), de espesor no superior a 3 mm, con el objeto de obtener el paralelismo de ellas. Entre la preparación de una y otra cara medirá un intervalo mínimo de 6 horas y máximo de 24 h. Después del fraguado no se aceptarán parches en el estuco y si éste resulta imperfecto, deberá reemplazarse por uno nuevo. El estuco de la última capa se dejará fraguar 6 horas como mínimo antes de ensayar la muestra
Bloque de Hormigón: cara de ensayo
Expresión de Resultados:
El esfuerzo de la compresión se calculará por medio de la fórmula siguiente:
En que: C = esfuerzo a la compresión, en kg/cm2 W = carga máxima indicada por la máquina, en kg; A = promedio de las superficies totales de las caras superior e inferior del bloque, en cm² calculada sobre la base del área total, incluso los huecos.
Requisitos de Resistencia de Compresión: Resistencia mínima a compresión Clase
A B
Promedio de 5 Bloques (kg/cm²) 45 22.5
Individual Mínimo (kg/cm²) 35 17.5
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Los bloques huecos de hormigón de cemento se clasificaran en dos tipos: a) Clase A. Bloques para muros soportantes. b) Clase B. Bloques para tabiques o muros no soportantes.
Actividad 2 Absorción y contenido de humedad: Equipamiento: Balanza: destinada a pesar los ejemplares, deberá tener una capacidad adecuada y una sensibilidad de 1 g. Recipiente con agua: que posea una capacidad suficiente para contener el bloque. Horno de secado: que posea tamaño suficiente y regulación de temperatura, cuya capacidad deberá ser a lo menos 115°C. PROCEDIMIENTO Preparación de la muestra: Los ensayos de absorción por sumersión y de contenido de humedad se efectuarán en la forma siguiente: peso de la muestra sumergida y en suspensión : los bloques se sumergirán durante 24 horas en agua de temperatura comprendida entre 15ºC y 25ºC. Luego se pesarán suspendidos de un alambre y completamente sumergidos en agua; peso de La muestra húmeda : se obtiene de los bloques sometidos al proceso anterior, para cuyo efecto se sacan del agua y se dejan destilar durante 1 min sobre una malla de alambre de no menos 9,51 mm de abertura NCh32 (ex 4-4ch); el agua superficial visible se quita con un paño ligeramente humedecido y enseguida se pesan; peso de la muestra seca : para obtener este peso, se colocan los bloques ya saturados en un secador u horno mantenido a temperaturas comprendidas entre 100ºC y 115ºC, y se secan hasta peso constante.
Expresión de Resultados: Calculo de la absorción:
La absorción de cada ejemplar se calculará como sigue:
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En que: A = absorción, en kilogramos por metro cúbico; Ph = peso de la muestra húmeda, en kilogramos; Ps = peso de la muestra seca, en kilogramos; = peso de la muestra sumergida y suspendida, en kilogramos ; Pss 1 000 = peso del agua a 4ºC, en kg/m 3.
La absorción máxima de los bloques será de 240 kg. de agua por metro cúbico de Hormigón. Los bloques de ancho efectivo igual o inferior a 100 mm no se someterán al ensayo de absorción de agua. La absorción, expresada como porcentaje del peso de la muestra seca, será:
En que: A 1 =
absorción en tanto por ciento.
Calculo del contenido de humedad:
El contenido de humedad de la muestra en el momento de seleccionarla (expresada como un porcentaje de la absorción total) se determinará como sigue:
En que: C = % de humedad. Ph = peso de la muestra húmeda, en kilogramos; Ps = peso de la muestra seca, en kilogramos; Pm = peso de la muestra seleccionada.
Contenido máximo de humedad En el momento de la entrega, los bloques no contendrán más del 40% de la cantidad de agua fijada como absorción máxima.
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Información complementaria:
Dimensiones normales de los Bloques huecos. Ancho mm 240 190 140 90
Tolerancia mm +-3 +-3 +-3 +-3
Alto mm 190 190 190 190
Tolerancia mm +-3 +-3 +-3 +-3
Largo mm 390 390 390 390
Tolerancia mm +-3 +-3 +-3 +-3
Unión mm 10 10 10 10
Volumen Nominal mm 250x200x400 200x200x400 150x200x400 100x200x400
Se podrán fabricar bloques huecos de otras dimensiones para atender pedidos especiales, siempre que cumplan con las prescripciones de la presente norma, en cuyo caso mantendrán una tolerancia de +-3 mm. Restricciones de Uso
No se podrán emplear como elementos soportantes bloques de ancho efectivo inferiores a 190 mm., salvo que se adopten disposiciones especiales para su uso justificados por el cálculo. Sin embargo, los bloques de 140 mm de ancho efectivo podrán emplearse, como soportantes, en el último piso de una edificación tanto en muros interiores como en muros medianeros de grupos de dos o más viviendas. No se podrán emplear en muros exteriores bloques de ancho efectivo igual o inferior a 100 mm.
Bibliografía: Ensayo de bloques de hormigón NCh182.Of55 Bloques huecos de hormigón de cemento NCh181.Of65
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