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Capítulo 2 Materiales de construcción
La
piedra es uno de los primeros materiales empleados en la construcción.
Las ciudades y obras arquitectónicas más antiguas y perdurables utilizaron materiales pétreos, que han sido la
• Materiales aglomerantes Figura 2-1. Extracción de rocas
base de la construcción para distintas civilizaciones. Aunque ya no gocen del predominio que tuvieron durante milenios en la gran arquitectura, siguen vigentes como elementos estructurales, decorativos, o como materia prima para cementos y concretos. Entre los materiales para construcción tenemos: 7
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Figura 2-2. Utilización de la piedra en la construcción.
• Cemento
Figura 2-3. Rocas minerales extraídas de la naturaleza.
• Mortero • Concreto armado • Cerámicos • Bloques de cemento • Metales • Vidrio • Aislantes 8
• Roca o piedra natural Las rocas se clasifican según sus cualidades en: • Graníticas: resistentes, dureza, químicas, etc. • Geológicas: calizas, ígneas. Es necesario que las piedras que han de utilizarse para construir reúnan las siguientes condiciones:
• Ser homogéneas, compactas y de grano uniforme.
• Volcánicas-basalto
• Carecer de grietas, coqueras y restos orgánicos.
Graníticas
• Ser resistentes a las cargas que han de soportar 500 kg/cm2 las eruptivas y 250 kg/cm2 las sedimentarias.
Son roca de grano grueso, mediano o fino; que tienen como
Rocas calizas Son rocas formadas por carbonatos de calcio, excelentes para la construcción. Se emplean en mampostería, sillería, aplacados y como materia prima para la fabricación de aglomerados, también se utilizan en muros aparentes.
Igneas Las rocas ígneas se formaron al enfriarse el magma fundido; son ligeras y claras.
elementos principales el feldespasto, el cuarzo y la mica. Generalmente son de color gris con tonos rosas, verdes y amarillos. Se trata de un material de construcción de gran calidad que resiste grandes cargas; si se le pule aumenta su resistencia a los agentes atmosféricos y a las altas temperaturas. Estas rocas presentan resistencia a • a la compresión. las rocas trabajan con esfuerzos de compresión simple.
Se subdividen en tres grupos:
• el desgaste. las piedras destinadas a la pavimentación sufren un desgaste por frotamiento.
• Plutónicas o intrusivas
Las pizarras son las mejores para evitar el deterioro segui-
• Filoneadas
das de los granitos y basaltos; las areniscas y las calizas 9
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tienen un desgaste cuatro ó cinco veces mayor que el granito. • Dureza. según la resistencia que oponen las rocas a ser rayadas por otros cuerpos, se clasifican en : - Blandas - Medianas - Duras - Muy duras Las rocas se denominan simples ó compuestas según los minerales que las forman.
Materiales de construcción Materiales aglomerantes Son materiales amasados con agua; que tienen como principal propiedad el fraguar y endurecer. 10
Figura 2-4. Uso del cemento en la albañilería.
Los aglomerantes más utilizados en la construcción son: • Cal • Yeso • Cemento Éstos se mezclan con los agregados, arenas y gravas formando morteros y concretos. • Aglomerantes aéreos. Sólo fraguan al tener contacto con el aire y no contienen arcilla. • Aglomerantes hidráulicos. Son los que fraguan lo mismo con el aire que con el agua.
Cales Producto de la canalización y descomposición de las rocas calizas, al calentarlas a temperaturas superiores de 900 grados centígrados es la cal viva, la cual al ponerse al contacto con el agua, produce la cal apagada, de aspecto polvoriento y pastoso. Fabricación. La fabricación de la cal sigue estos pasos:
• Extracción. Se extrae de la piedra, en galería o a cielo abierto.
• Calcinación. La calcinación de las rocas la cual puede ser al aire. • Apagado. El apagado de la cal se realiza al ponerla en contacto con el agua para que se hidrate. La cal hidráulica es la más utilizada en la construcción ya que este aglomerante es de fraguado lento y se emplea en morteros.
Yeso Es el aglomerante más antiguo, producto de la deshidratación total o parcial de la piedra de yeso. El yeso más empleado en la construcción es el semihidratado, dentro del cual encontramos los yesos negros y los blancos. • Yeso negro. Se emplea en obras que no vayan a ser vistas.
Figura 2-5. El cemento se aplica en todos los trabajos que requierien resistencia como los pavimentos.
• Yeso blanco. Se utiliza para enlucir las paredes, estucos y blanqueados. 11
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Fabricación. La fabricación del yeso incluye las siguientes
actividades: • Extracción. Se extrae de la piedra de las canteras mediante procedimientos corrientes, y a continuación se efectúa la trituración. • Cocción. La cocción se utiliza para eliminar el agua de su interior. • Molienda. Esta operación produce el material en pequeños fragmentos por medio de molinos de martillos, y poco a poco los granos gruesos se van convirtiendo en granos más finos. • Amasado y fraguado. El amasado puede ser espeso, para el cual se utiliza poca agua, o ligero, que es poroso y poco resistente. La duración del fraguado depende de la finura del grano, de la temperatura ambiente y de la cantidad de agua empleada para el amasado. El yeso sufre un aumento de volumen que se puede reducir con el agua de cal. 12
El fraguado es el periodo de solidificación y el endurecimiento es el periodo en el que aumenta su resistencia.
Cemento El cemento portland está compuesto principalmente de materiales calcáreos tales como caliza, y de alúmina y sílice, que se encuentran como arcilla o pizarra. También se utiliza la marga, que es una mezcla de materiales calcáreos y arcillosos. La materia prima para la fabiricación del cemento portland se encuentra en casi todos los países. El proceso de fabricación del cemento consiste en moler finamente la materia prima, mezclarla minuciosamente en ciertas proporciones y calcinarla en un horno rotatorio de gran dimensión a una temperatura de aproximadamente 1,400ºC, en que el material se sintetiza y se funde parcialmente, formando el clinker. El clinker se enfría y se tritura hasta obtenerse un polvo fino, después se adiciona un poco de yeso y el producto comercial resultante es el cemento Portland que tanto se usa en todo el mundo.
La mezcla y trituración de las materias primas pueden efecturase tanto en condiciones húmedas como secas; de aquí provienen los nombres de proceso húmedo o seco.
El clinker frío, que es característicamente negro, reluciente y duro, se mezcla con yeso para evitar un fraguado relámpago del cemento. La mezcla se efectúa en un molino de bolas.
El proceso húmedo. Cuando se emplea marga, se tritura
En los procesos seco y semiseco, las materias primas se trituran y se adicionan en las proporciones correctas en un molino de mezclado, donde se secan y se reduce su tamaño a un polvo fino. El polvo seco, llamado grano molido crudo, se bombea al silo de mezclado y se hace un ajuste final en las proporciones de los materiales requeridos para la fabricación del cemento.
finamente y se dispersa en agua en un molino de lavado, de igual forma se procede con la arcilla. En seguida se bombean las dos mezclas de forma tal que se mezclan en proporciones determinadas y pasan a través de una serie de mallas. La lechada que resulta de este proceso fluye a estanques de almacenamiento. Si se emplea caliza, debe barrenarse, triturarse-generalmente en dos trituradoras, una más pequeña que la otra-, y luego depositarse en un molino de bolas, con la arcilla dispersa en agua. Allí se continúa el molido de la caliza (hasta lograr la finura de la harina), y la lechada resultante se bombea a estanques de almacenamiento. De aquí en adelante, el proceso es el mismo, sin tomar en cuenta la naturaleza original de las materias primas.
Una vez que el cemento se ha mezclado de manera satisfactoria, cuando alcanza a tener hasta 1.1 x 1012 partículas por kilogramo, está en condiciones para empacarse en los conocidos sacos de papel, en tambores o para transporte a granel.
Mortero Se denomina mortero a la mezcla de arena, cal o cemento y agua. La arena interviene como materia inerte cuya finalidad es dar solidez a la masa desecada y evitar el resquebraja13
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Figura 2-6. Revolvedora con mecanismos de volteo.
miento que se produciría si se empleara solamente el aglo-
Cuando a un volumen de aglomerante (cal-cemento) se le
merante; su característica es endurecerse con el tiempo y
mezcle otro de arena. El agua no se indica en la dosifica-
formar una masa común con los materiales que une.
ción, pero ya es sabido que es de 18 a 20 por ciento.
Para caracterizar un mortero se expresará su dosificación,
Para la fabricación de morteros, la mezcla se realiza a
resistencia y plasticidad. Su dosificación es 1:1.
mano o con mezlcadora, sobre una plataforma impermea-
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ble y limpia. Se mezclan en seco el aglomerante y la arena; posteriormente se vacía el agua en el centro de la mezcla. Todos los morteros tendrán que estar muy bien mezclados de manera tal que resulte una pasta homogénea de consistencia blanda, dicha operación se realiza en una batidora. La duración del fraguado se encuentra en el rango de uno a siete días.
Clases de mortero Los morteros pueden ser simples y compuestos. Morteros simples. Sólo intervienen el aglomerado disuelto
en la cantidad de agua suficiente para formar una masa pastosa, en la que se prescinde de la materia inerte, o sea la arena. Los más comunes son : • Mortero de tierra. Esta formado de tierra y agua, y se emplea en aquellos trabajos de poca importancia. La
aplicación del mortero es siempre con mampostería y adobes. • Mortero de yeso. Hay tantos morteros de yeso como clases de yeso existen. Puede hacerse en seco o en fluido. No se emplea en trabajos al exterior o al aire libre, su aplicación más importante es para revoque de enlucido de tabique, paredes interiores, techos de bóveda etc., para unir ladrillos. • Morteros hidráulicos. Son aquellos morteros que tienen la particularidad de fraguar debajo del agua. • Mortero de cal hidráulica. Es el mortero más usado, sobre todo para obras de albañilería, aunque generalmente se le añade algo de cemento. • Mortero de cemento portland. Este mortero es el mejor aglomerado para trabajar en la construcción. Como ejemplos tenemos los muros, bóvedas, pavimentos, entrepisos, depósitos, macizos muy cargados y cimien15
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tos en general; todos los trabajos que necesitan gran resistencia. El agua necesaria para poder obtener un mortero de cemento portland se ubica entre 16 y 25% del volumen de los materiales.
Concreto armado El concreto es un material compuesto que consiste esencialmente en un medio conglomerante dentro del cual se hallan ahogadas partículas o fragmentos de agregados. En el concreto de cemento hidráulico, el medio conglomerante está formado por una mezcla de cemento hidraúlico y agua. Los materiales pétreos y el concreto simple son excelentes elementos estructurales para los esfuerzos de compresión pero no así para los de flexión y tensión; por eso era necesaria la combinación de un nuevo material para la construcción, que fuera capaz de absorber las tensiones en siste16
Figura 2-7. Bovedilla de concreto ligero.
mas horizontales (vigas). Este material que combina concreto simple y varillas metálicas en áreas de tensión se llama concreto armado.
Ventajas • Capacidad de adaptación a cualquier forma geométrica • Mayor durabilidad • Mínimo mantenimiento • Mayor resistencia al fuego
Desventajas • Mayor dimensión en las piezas • Mayor peso propio • Menor rapidez de ejecución • Mayor control de obra
Componentes El concreto armado está compuesto por concreto simple (cemento, arena, grava y agua) y varilla de acero.
Cemento El cemento es un material finamente pulverizado que no es en sí mismo conglomerante, sino que desarrolla la propiedad conglomerante como resultado de la hidratación (es decir, por las reacciones químicas entre los minerales del cemento y el agua). Un cemento es llamado hidráulico cuando los productos de hidratación son estables en un
Figura 2-8. Tipos de bovedilla.
medio acuoso. El cemento hidráulico más comúnmente usado para hacer concreto es el cemento portland.
Agregados El agregado fino menor a 5 mm y la grava mayor a 5 mm, son los elementos que formarán el esqueleto de la masa. Es conveniente que su forma sea la más parecida a una esfera o a un cubo. 17
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Se debe utilizar agua potable. Si se desconoce la composición del agua, se le efectuará un análisis.
Aditivos
Figura 2-9. Clasificación de arena con diferentes tamices.
En la aplicación de un agregado se tomarán en cuenta la humedad y la limpieza. Según la cantidad de agua que contengan, se clasifican en: secos, húmedos, saturados y mojados.
Agua El agua para el mezclado y curado no debe contener sustancias que perjudiquen las características del elemento. 18
Son productos que se añaden al concreto con objeto de mejorar alguna de sus características. Dichos aditivos se agregan a la mezcla controlando la dosificación necesaria. El empleo de aditivos tiene que estar justificado mediante pruebas que demuestren que la sustancia agregada en las proporciones correctas y disuelta en agua produce el efecto deseado y no representa ningún peligro para el acero de refuerzo.
Cerámicos Ladrillos Son piezas prefabricadas, que constituyen uno de los principales materiales de construcción. Se utilizan para la construcción de todo tipo de muros, paredes, pilares, arcos y bóvedas.
poder tomar mejor el mortero, tiene buena sonoridad, se corta con facilidad. La prueba en obra del ladrillo se hace frotando uno con otro no deberá desmoronarse y tendrá que seguir presentando una masa homogénea. Al partir uno de ellos no deberá presentar caliche, que con el tiempo llega a disgregar el material. Figura 2-10. Estructura de concreto armado.
• Ladrillos huecos. Contienen huecos en las tablas (superficie mayor).
Ventajas • Menos peso a igualdad de volumen con los macizos.
Tipos de ladrillo • Ladrillo macizo. Tiene forma de ortoedro compacto. Para aligerar su peso y facilitar el trabajo con el mortero. Es un ladrillo homogéneo, duro y de forma regular, está moldeado y tiene las aristas vivas, es poroso para
• Menor cantidad de combustible en su cocción. • Menor costo de fabricación ya que se emplea menos pasta. • Menor costo de acarreo. • Mayor poder aislante que los macizos por las cámaras de aire que tienen. 19
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Otros tipos • Ladrillos recochos. Son los mejor cocidos, tienen un color rojo encendido o amarillo claro. Se utilizan en paramentos exteriores. • Ladrillos refractarios. Son resistentes a la acción del fuego intenso. Se utilizan para revestimiento interno de hogares, chimeneas, hornos, etcétera. • Ladrillos prensados. Hechos mecánicamente, se aplican a trabajos que no incluyen ningún retoque; por eso es un ladrillo más uniforme en cuanto a color y aristas. • Vitrificados porosos, santo de serrín, de corcho, de escorias, flotantes e hidráulicos. Para los ladrillos macizos se recomiendan especialmente las dimensiones siguientes: - 24 x 11. 5 x 5.3 cm - 29 x 14 x 6.5 cm
20
Figura 2-11. Tipos de ladrillo.
• Tejas . Es un material de obra de albañilería destinado a cubrir un edificio. Hay dos tipos principales: -
Árabe o lomuda. Material con forma de canal cóni-
co, sus dimensiones más comunes son 45 cm de lar-
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Figura 2-12. Los ladrillos prensados (arriba izquierda) se usan para soportar cargas elevadas y en obras que deban resistir la acción del agua (escaleras de acceso o las hiladas inferiores del murete de un jardín). Los ladrillos de silicato cálcico, fruto de combinar arena o sílice con cal, muestran un colorido y una textura más uniformes que los cerámicos; se ofrecenen una extensa gama cromática. Los ladrillos de concreto (arriba derecha), semejantes a los cerámicos también se presentan en colores y texturas variados.
go por 21 ó 16 cm de ancho, 8 cm de altura y 12 mm de espesor. Generalmente es moldeada a mano. Para un buen tejado es más recomendable utilizar teja hecha con máquina de extrusión que la hecha a mano; también es recomendable utilizar el escantillón y la cuerda, y únicamente se colocará con mortero de cemento en la cum22
brera y las cimas. Los aleros o salientes de la teja sobre la cornisa se harán con boquillas colocadas con yeso, con objeto de que los animales no aniden en estos huecos. -
Plana o alicantina. Son tejas planas con encaje; se
colocan solapándolas y encajando unas con otras. Éstas también se fabrican de concreto.
• Gres. Es un material cerámico cuya masa, compacta y no porosa. Se obtiene por la mezcla de arcillas muy seleccionadas y logra una gran impermeabilidad, dureza y durabilidad. Es opaco y escasamente traslúcido e inatacable por los ácidos.
tránsito continuo como son aceras, almacenes andenes, etc.
Se utiliza como material de revestimiento de paramentos, tubos para desagüe de aguas residuales y alcantarillado. El gres tiene gran resistencia al desgaste. • Baldosas. Se utilizan para la formación de pavimentos. Están hechas a base de tierra cocida. Las mas empleadas son: - Baldosines. Se fabrican con arcillas seleccionadas y moldeadas a máquina. Tienen aplicaciones limitadas a galerías, terrazas, etcétera. - Baldosas de cemento. Sus dimensiones son de 20 x 20 cm, existiendo una variedad de dibujos. Se utilizan para la pavimentación de lugares de
Figura 2-13. Partes de un mosaico.
Las piezas para pavimentos y revestimientos de muros se fabrican de 20 x 20 cm con diversas formas y colores. 23
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Se establecen dos grupos: a) piezas relativamente grandes y b) piezas pequeñas con las que pueden cambiarse varios tipos de composiciones para la formación de mosaicos. - Azulejos. Son piedras destinadas a revestimientos de muros; están hechos de tierra cocida y vidriada o esmaltada. Se emplean principalmente en las cocinas y baños. - Mosaico hidráulico. Se utiliza para el pavimento de viviendas; presenta una desventaja que es el número de juntas, el cual aumenta su costo en relación con el de otros materiales que podrían emplearse. El mosaico viene en tamaños de 20, 22 y 25 cm de lado. Su forma varía con las necesidades constructivas y decorati-
Figura 2-14. La diferencia que existe entre blocks, ladrillos, tabiques y tabicones de concreto reside únicamente en las dimensiones, ya que todos son materiales de construcción de forma prismática y que están elaborados con concreto.
-
portland blanco; -
la segunda. llamada brasage, está formada por una
mezcla de arena y cemento completamente seco para que fragüe con el agua tomada de la capa exterior;
vas; lo más común son el cuadrado y hexágono. La baldosa de mosaico tiene un espesor que fluctúa entre 22 y 25 mm. está formada por tres capas: 24
la exterior. formada por una mezcla de cemento
-
La tercera. llamada gres y formada también por ce-
mento-arena, pero de calidad inferior.
• Granito artificial. Es una variedad del mosaico hidráulico. La parte superior de la loseta de granito presenta una capa fina de mosaico con granos de mármol de diversos tamaños. Se fabrican en piezas hasta de 40 x 40 centímetros.
Bloques de concreto Se entiende por block, ladrillo o tabique y tabicón de concreto, al material de construcción de forma prismática, sólido o con huecos, fabricado con cemento y agregados apropiados, tales como arena, grava, piedra triturada, piedra pómez (en algunas regiones conocido como jal), escoria volcánica o tezontle, arcillas expandidas, pizarras expandidas, etc. Los blocks de concreto utilizados en la construcción responden a necesidades diversas, son utilizados tanto en muros interiores o exteriores con carga o sin carga; así como los blocks huecos han sido una solución práctica y económica para aligerar las losas de concreto, como para
colocar instalaciones evitando ranuraciones excesivas en losas y muros. Debido a su proceso de producción con un mayor grado de técnica por métodos repetitivos, con un control sistemático, con rendimientos óptimos proporcionan así una mejor calidad que otros materiales.
Metales Los metales más empleados en la construcción son : • Hierro • Aluminio • Plomo • Cobre • Zinc • Estaño Raramente se encuentran en estado puro en la naturaleza, por lo que para su empleo hay que someter los minerales a 25
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una serie de operaciones denominadas metalurgia, cuyo fin es separar el metal de las impurezas u otros materiales que lo acompañen, para que adopten sus formas futuras
• Oxidabilidad: Susceptibilidad a la acción del oxígeno del aire, que cubre los objetos con una capa de óxido o carbonato.
según su destino y sean capaces de soportar los esfuerzos
A continuación se describen los metales utilizados en la
a los que van a estar sometidos, dichos metales tienen las
construcción:
características siguientes: • Fusibilidad: Facilidad de soportar las variaciones de formas en estado sólido o en caliente.
• Hierro. Es un metal blando, dúctil y maleable. Todos los productos obtenidos con el hierro y sus aleaciones se denominan productos siderúrgicos.
• Maleabilidad: Propiedad de modificar su temperatura ordinaria en láminas.
Para su producción son necesarios minerales ferrosos y
• Ductilidad: Propiedad de alargarse en dirección de su longitud formando hilo y alambres.
Los minerales del hierro más importantes son: magnetita,
• Tenacidad: Resistencia a la rotura por tensión.
La obtención del hierro se efectúa en los altos hornos, cuyo
• Facilidad de corte: Capacidad de separarse con herramientas en trozos regulares.
perfil característico es el de los troncos de cono unidos por
• Soldabilidad: Capacidad de unirse hasta formar un cuerpo único.
La fundición de la primera fusión no puede emplearse para
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otras materias como fundentes y carbón. oligisto, limonita y siderita.
sus bases mayores. el moldeo de piezas por contener impurezas, sino que debe
Los aceros se clasifican según se obtengan en estado sólido -en soldados, batidos o forjados-, o en estado líquido, en hierros o en aceros de fusión y homogéneos-, también se clasifican, según su composición química, en aceros ordinarios, al carbono y especiales. El colado del acero obtenido se vierte en estado fundido en unos moldes, denominados lingoteras, para que se solidifique. La forja de los metales consiste en darles forma, en frío o en caliente, por medio de esfuerzos a compresión y tensión cuando son dúctiles o maleables. Figura 2-15. Piezas cilíndricas de acero.
realizarse una segunda fusión en hornos de cubilote para mejorar su calidad. • Acero. Es un producto ferroso, que se funde entre 1,400 y 1,500 grados centígrados y se puede moldear con más facilidad que el hierro.
El laminado consiste en dar forma a las piezas por medio de un estiramiento y compresión, que se realiza haciendo pasar las piezas entre unos rodillos cilíndricos, que giran a igual velocidad y en sentido contrario. Los fierros elaborados pueden ser de varias formas: de sección rectangular como el fleje, pletina, llanta, chapa negra, torchuelos; los de sección circular se denominan alambres cuando tienen de 2 a 5 mm; de diámetro y varillas cuando son mayores de 5 mm, también se elaboran fierros 27
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de secciones exagonales, octagonales, triangulares, pasamanos, etcétera.
en caliente, sumergiendo las piezas en un baño de zinc de fusión; en frío por medio de electrólisis.
Los perfiles laminados son productos obtenidos por laminación de aceros suaves y soldables; se designan según la forma de su sección y con un número que indica su altura o su ancho; se fabrican en longitudes de 4 a 16 metros.
• Aluminio. Se obtiene por electrólisis de la bauxita en criolita, es un metal blanco brillante que en estado de
El hierro se oxida por la acción del aire húmedo, a medida que disminuye la cantidad de carbono; se forma la tierrumbre que es un óxido férrico hidratado, y como es muy porosa, no protege el resto del material. Los productos ferrosos empleados en construcción se pueden proteger de la oxidación mediante revestimientos metálicos como son el estañado, emplomado, galvanizado y pulverizado, y también mediante revestimientos no metálicos (pinturas), esmaltado, grasas, protectores, capas de cemento, etcétera. - Galvanizado. Consiste en un baño de zinc sobre la superficie que se quiere proteger. Se puede realizar 28
Figura 2-16. Pieza galvanizada.
Figura 2.-17. Forjado del fierro.
Figura 2-18. Canales y tubos de cobre redondos y cuadrados para bajada de agua.
pureza es muy resistente a la corrosión por los agentes atmosféricos. Su ligereza proporciona ventajas en la construcción de fachadas, y con el proceso de extrusión se permite mejorar la rigidez.
• Plomo. Es un metal blanco azulado, con brillo metálico cuando está recién cortado. Es el más blando de los metales pesados; es dúctil, maleable y permite soldar29
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se fácilmenta por su bajo punto de fusión; es muy resistente a los ácidos.
Su obtención varía según la naturaleza de los minerales; los óxidos y carbonatos se mezclan con fundentes y se reducen con carbón. Es un muy dúctil, maleable y tenaz. Es inoxidable a temperatura ordinaria y en el aire seco. Sus aplicaciones más frecuentes son chapas para recubrir las cubiertas, cables y alambres conductores, tubos para conducción de líquidos, sobre todo los calientes. Aleado con el estaño forma el bronce, y con el zinc forma el latón.
Figura 2-19. El latón se emplea en forma de chapas, alambres y tornillos.
Se aplica en forma de chapas para cubiertas de tubos para gas y agua, emplomado de otros metales, alambres y varillas. Los tubos de espesores delgados se utilizan para conducciones de gas o de agua sin presión. • Cobre. Es un metal de extraordinaria resistencia y muy manejable, su color rojo adquiere un brillo característico. A veces se encuentra nativo, pero por lo general se extrae de los siguientes materiales: caleosina, calcoprita, cuprita y azurita. 30
• Bronce. Surge de la aleación de cobre y estaño en diversas proporciones. El bronce es muy resistente a los agentes atmosféricos, y a las aguas ácidas y alcalinas de color amarillo. El bronce es empleado en la fabricación de grifería, contiene de 8 a 12% de estaño. • Latón. Se obtiene de la aleación del cobre y zinc, con diverso color. Según la proporción, recibe varios nombres; latón puro, latón fundido, latón blanco o gris, latón de soldadora, etcétera.
• Estaño. Raramente se encuentra nativo, sus minerales más importantes son la casitenta u óxido de estaño y la estagnina o pirita de estaño. Se obtiene por fusión reductora de hornos de cuba, de reverbero o eléctrico y se purifica y afina mediante la licuación de los lingotes de 200 kg en hornos de reverbero y por ebullición. El estaño puro es blanco, brillante y muy maleable obte-
El zinc se emplea en la construcción, en forma de chapas lisas y onduladas para cubiertas, canalones, tubos de bajada, limahoyas, cornisas, depósitos, etcétera.
Vidrio Sustancia dura, amorfa, quebradiza que se fabrica mediante la fusión de la mezcla de óxidos de sílice, boro o fósforo.
niéndose hojas de 0. 025 mm de espesor ( papel de estaño). A temperatura ordinaria es muy resistente al aire seco y húmedo. El estaño se emplea para recubrir interiormente los tubos de plomo destinados a la conducción de agua potable; también se utiliza en aleación con el cobre, para obtener bronce, y con el plomo, para las soldaduras. • Zinc. Los minerales más importantes son blenda o sulfuro de zinc calamina o carbonato de zinc, y ciccita u óxido de zinc.
Figura 2-20. Vidrio transparente obtenido por flotado.
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Es un material muy empleado en la construcción. Aparte de la aplicación tradicional que tiene en huecos, interviene en la construcción de fachadas ligeras, paredes divisorias, suelos, cubiertas, etcétera. Los de uso más común en la construcción son: • Vidrio común. Utilizado en el acristalamiento de ventanas, vidrio plano, transparente e incoloro. Sus dos caras no son nunca perfectamente lisas ni paralelas. • Vidrio impresos. Es traslúcido, es decir, su visión no es clara sino parcial, y a veces totalmente borrosa. Una de sus caras, en vez de ser lisa, lleva un dibujo impreso; de este modo desaparece su transparencia. • Luna pulida. Variedad de vidrio transparente que se obtiene por laminación o flotado. Sus dos caras son pulidas con lo que se obtienen dos superficies lisas y paralelas que aseguran una visión clara sin deformación alguna. 32
• Luna templada. Este material sustituye a otros como la madera, el acero, el ladrillo, etcétera. Es un producto que puede calificarse de inastillable y considerarse un vidrio de seguridad. • Vidrios armados. Son vidrios impresos que llevan incorporada en su masa una malla metálica soldada de retícula cuadrada. Es muy común emplear un vidrio armado en antepechos. • Vidrios moldeados. Son piezas que se obtienen por el prensado de una masa fundida en moldes especiales de los que toman su forma. Existen dos grupos: -
Moldeados dobles. Están formados por elementos
independientes que en el proceso de fabricación originan una sola pieza. -
Moldeados sencillos. Constan de un solo elemento.
• Vidrios especiales. Son unidades de acristalamiento formadas por dos o tres lunas pulidas con cámaras de
Figura 2-21. El corcho aglomerado, como estas placas, aísla tanto térmica como acústicamente.
Figura 2-22. Placas para paramento de espuma de poliuretano.
aire, soldadas entre sí mediante una junta metálica. Uso: Edificios comerciales, hospitales, etcétera.
Aislantes Por sus especiales características se utilizan para formar una barrera al paso del frío o del calor desde el exterior hacia el interior de un local o viceversa y también para reducir el paso de ruidos y vibraciones. Existen básicamente tres tipos de aislamiento:
Figura 2-23. Placas de espuma de poliestireno y poliestireno extruido. 33
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• Térmico • Acústico • Ignífugo Algunos de los materiales aislantes son: • Corcho. Corteza de un árbol formada por fibras compactas y dispuestas a lo largo del tronco. El corcho es elástico y no se pudre; puede aserrarse, clavarse y fijarse, y también recubrirse con mortero y cemento. Su lenta combustión lo hace idóneo para proteger las estructuras metálicas de la acción del fuego. Las hojas de corcho se emplean en el aislamiento de paredes, terrazas, cámaras de aire, etc. Trabajan contra el frío, el calor y la condensación. • Fibras minerales. Aislantes compuestos principalmente de fibras elaboradas a partir de roca, vidrio o escoria, con o sin aglutinante. 34
Su alto contenido fibroso hace que sean materiales de baja conductividad térmica, ligeros, incombustibles, inertes, de fácil colocación y de alta eficiencia acústica. Se presentan en forma de placas o fieltros con o sin recubrimientos de papel kraft o foil de aluminio reforzado. Tienen su aplicación en la industria de la construcción en general para aislamiento de muros divisorios, sobre muros de tabique, mampostería, techos y proporcionan una absorción acústica excelente. • Paneles de yeso. Material prefabricado, constituido por yeso de escayola, lana mineral y papel metalizado. Es un material incombustible, puede llegar a evitar la propagación de un incendio. Tiene un elevado grado de absorción del sonido, por lo que anula la resonancia y tienen su aplicación como aislamiento de muros y techos. • Placas de poliuretano. Constan de un núcleo de poliuretano, dos caras exteriores de acabado y junta de
Figura 2-24. Aislamiento exterior e intermedio a base de espuma de poliestireno.
neopreno. Se fabrica en diferentes medidas; sin embargo, sus dimensiones máximas no exceden de 1.50 m de ancho, 3.50 m de largo y de 10 cm de espesor. Son utilizados para aislamiento térmico y acústico. Sus aplicaciones pueden ser muy variadas: - Muros cortina
-
Muros panel -
Tabiquería interior -
Cubiertas
• Blocks y placas de espuma de poliestireno. Están hechos de perlas de poliestireno, el cual forma una estructura celular cerrada, que les proporciona sus características de alto aislamiento térmico y acústico. Es un material sumamente ligero, de colocación sencilla; se utiliza en aislamiento acústico y térmico. Se aplica en muros de tabique, suelos, techos y cubiertas. • Vermiculita. Es un material derivado de la descomposición de la mica y contiene agua cristalizada. Se aplica como sustituto de grava y arena en la elaboración de concretos ligeros muy aislantes, para muros divisorios.
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Prólogo
La
necesidades y valores culturales de quienes van a ocupar la vivienda.
Particularmente en las ciudades, la demanda habitacional
Asimismo, un gran número de familias están imposibilitadas de adquirir una casa adecuada a sus necesidades y gusto por no contar con los recursos económicos necesarios, pues tanto la vivienda que promueve el sector gubernamental como aquélla respaldada por el sector privado establecen una serie de requisitos que, en muchos casos, el interesado no cumple y por lo tanto se le descarta como probable usuario.
vivienda es un problema acuciante para muchas familias que aspiran a tener un lugar donde vivir, es decir un hogar propio. Sin embargo, este anhelo tan legítimo, no siempre puede cumplirse ante el cúmulo de obstáculos económicos y técnicos que alguien interesado en construirse una casa debe enfrentar. es mucho mayor que la oferta, en consecuencia hay pocas opciones para elegir una casa en función de su habitabilidad, pues ante todo la elección depende de la calidad y del precio; resultado de lo anterior es que se vende todo lo que se construye, aunque no corresponda a las verdaderas
Ante esta situación, la opción que le queda a un particular para edificar su vivienda es construirla él mismo, y en esta I
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empresa el camino es la autoconstrucción o autoadmistración. Una decisión semejante es positiva y promisoria, sin embargo, muchas veces surge otro factor adverso y determinante: la falta de capacitación de los interesados para construirse una casa propia y bien hecha.
concreto, la resistencia del concreto y la variedad de materiales para acabados, instalaciones, etc. Un trabajo realizado con cemento y concreto es permanente, pero para efectuar un trabajo de esta naturaleza es preciso que el obrero cuente con conocimientos y experiencia.
Si bien, nuestro país cuenta con una vasta tradición en autoconstrucción, el avance de la tecnología en los últimos años y el alto costo que representa han agudizado el problema de desabasto de vivienda porque no hay una tecnología más accesible para construir una morada adecuada.
El Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C, consciente del problema anterior y con la inquietud de colaborar con todo aquél que esté interesado en la autoconstrucción ordenada, ha preparado este manual con la seguridad de que le será de gran utilidad y le ayudará a enfrentar con buen éxito uno de los problemas cruciales: el de la mano de obra especializada mediante la capacitación del autoconstructor.
El nivel tecnológico de la autoconstrucción influye determinantemente en la calidad del producto, es decir la casa, y requiere de mano de obra especializada. Por ello, si el interesado tiene conocimiento del uso del cemento y del concreto, tendrá acceso a tecnologías cuyos resultados son de alta calidad. A medida que el nivel tecnológico se eleva, se requieren materiales con características específicas de habitabilidad, dimensión y calidad. Como ya ocurre con los blocks de II
Como ya hemos mencionado, debido a su permanencia y costo, cualquier edificación con cemento y concreto - sin importar sus dimensiones - debe sujetarse a normas de calidad estrictas, lo cual incluye una buena planeaci6n de la casa y conocimiento técnico para erigirla cuando no se cuenta con la posibilidad de contratar personal experto para hacerlo. Con objeto de presentar un manual de lectura
ágil y amena, hemos dividido el texto en 18 capítulos y en orden creciente de dificultad, de acuerdo con una secuencia programada. El capítulo 1 nos, presenta el proceso general de construcción, es decir el orden de las actividades para el logro de una construcción satisfactoria. Los capítulos 2,3 y 4 nos permitirán adentrarnos en el conocimiento del cemento y del concreto, materiales que son la base de cualquier construcción En el capítulo 5 se analiza cómo distinguir el entorno físico y elegir adecuadamente los servicios, las herramientas, los materiales y la mano de obra. El capítulo 6 establece la importancia de la distribución del espacio en función de las actividades humanas, lo que nos permitir diseñar un hábitat. se incluyen prototipos de planos para diferentes dimensiones. El capítulo 7 nos expone la importancia de la estructuración de una vivienda para obtener la solución más conveniente y óptima. En el capítulo 8 se muestran los trabajos iniciales
básicos para la erección de una vivienda, así como el procedimiento a seguir para limpiar y alinear el terreno, trazar los muros y excavar para la cimentación, etc., así como qué hacer para prevenir accidentes a futuro. En el capítulo 9 se indica el procedimiento a seguir para construir la cimentación, la raíz de la casa. Los capítulos 10, 11 y 12 presentan la forma de estructurar la construcción, mientras que en el 13 se proporciona orientación para comunicar los niveles de la vivienda: las escaleras. En el capítulo 14 se detallan las instalaciones: hidráulica, sanitaria y eléctrica, indispensables para el buen funcionamiento de la vivienda. En el capítulo 15 se atienden los requerimientos de las puertas y ventanas. Dada su importancia, la azotea es tema de estudio del capítulo 16; en el 17 se dan lineamientos para obtener acabados decorativos para lograr una agradable apariencia a los pisos y pavimentos de la vivienda, por último, en el capítulo 18 se habla de los recubrimientos para muros, techos y III
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pisos, su acabado final y protección para darles durabilidad. Es muy importante que el lector esté consciente de que los criterios constructivos y estructurales que aquí se presentan conforman una guía general y deber tomarlos con las reservas del caso, así como procurarse asesoría profesional, ya que la puesta en práctica de estos conceptos y el buen resultado que de su aplicación se obtenga, dependen estrictamente de un consultor. Se recomienda que, previamente a la construcción de la vivienda, consulte con especialistas calificados locales o las autoridades correspondientes.
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Esperamos que este manual le resulte útil y le resuelva las dudas que pueda tener; si al doblar la última página de este manual usted ya tiene una idea de cómo quiere su casa y planea asesorarse debidamente para poner manos a la obra, le deseamos una pronta y feliz instalación en su futuro hogar. Deseamos que este manual a través del tiempo se enriquezca con nuevas aportaciones tecnológicas y nuevos productos. Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A. C.
Indice Capítulo 1. Proceso general de construcción Que ofrece este manual . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Descripción del contenido . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Conclusiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Capítulo 2. Materiales de construcción Rocas calizas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Igneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Graníticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Materiales de construcción . . . . . . . . . . . . . . 10 Materiales aglomerantes . . . . . . . . . . . . . . . 10
Cemento . . . . . . Mortero . . . . . . Concreto armado . Cerámicos . . . . . Bloques de concreto Metales . . . . . . Vidrio . . . . . . . . Aislantes . . . . . .
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12 13 16 18 25 25 31 33
Capítulo 3. Cemento Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Historia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 III
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Componentes . . . . . . . . . . . Usos principales . . . . . . . . . Características y ventajas . . . . El cemento y el autoconstructor . Control de calidad . . . . . . . . Control químico. . . . . . . . . . Control físico . . . . . . . . . . .
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41 49 51 53 54 54 55
Historia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Aplicaciones en la vivienda. . . . . . . . . . Utilización del concreto e impacto ecológico Componentes básicos del concreto . . . . . Componentes activos. . . . . . . . . . . . . La forma de los granos. . . . . . . . . . . . Cribado y lavado . . . . . . . . . . . . . . . Proporciones de la mezcla . . . . . . . . . . Control de calidad . . . . . . . . . . . . . . Revenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . .
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59 65 67 69 69 75 76 77 81 87
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Capítulo 4. Concreto
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Manejo y transporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Capítulo 5. Condiciones del terreno y del clima El terreno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Topografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Fallas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Cavernas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 El subsuelo su potencia y respuesta dinámica . . . . 103 Arcillas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Arenas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Los servicios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Situación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Reglamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Costos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Materiales y mano de obra . . . . . . . . . . . . . . 106 El clima . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 La vivienda y el clima . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 La lluvia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
Desalojo de las aguas pluviales . . . . . . . . . . . . 120 La humedad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 Prevención de acumulación de agua . . . . . . . . . 133 El viento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Huracanes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Clima extremoso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Asoleamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Precipitación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Viento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 Clima semiextremoso . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Precipitación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 Clima cálido húmedo . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Asoleamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Precipitación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Viento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Humedad relativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Clima templado . . . . . Temperatura . . . . . . Asoleamiento . . . . . . Precipitación . . . . . . Viento . . . . . . . . . . Humedad relativa . . . . Clima cálido semiseco . . Temperatura . . . . . . Asoleamiento . . . . . . Precipitaciones . . . . . Viento . . . . . . . . . . Humedad relativa . . . . Incendios . . . . . . . . Uso de materiales. . . . Sismicidad . . . . . . . . Regionalización sísmica. Efectos secundarios provocados por sismos .
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147 147 148 148 149 149 151 151 151 152 152 153 155 155 157 159
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Capítulo 6. Proyecto Programa arquitectónico . . . . Proyecto de vivienda . . . . . . Espacios mínimos . . . . . . . Uso del espacio y prototipos . . Proyecto arquitectónico . . . . La interpretación del programa. Estudios técnicos . . . . . . . . Proyectos ejecutivos . . . . . . Licencias de construcción. . . . Los muebles . . . . . . . . . . .
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207 207 208 209 209 209
Capítulo 7. Estructuración Introducción. . . . . . . . . Reglamento de construcción Forma de la estructura . . . Cargas permanentes . . . . Cargas vivas. . . . . . . . . Análisis de fuerzas . . . . . VI
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Elección del sistema estructural (vivienda) . . . . . 209 Acero de refuerzo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 Uniones y conexiones estructurales . . . . . . . . . 216
Capítulo 8. Trabajos preliminares Limpieza . . . . . . . . . . . . Cuidados y consejos . . . . . Normas y tolerancias . . . . . Asesoría . . . . . . . . . . . . Trazo . . . . . . . . . . . . . Procedimiento. . . . . . . . . Cuidados y consejos . . . . . Normas y tolerancias. . . . . Procedimientos de nivelación. Excavaciones . . . . . . . . . Comparando. . . . . . . . . . Investigando . . . . . . . . . Obteniendo muestras . . . . . Perforando . . . . . . . . . .
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219 219 221 221 222 227 229 232 233 235 236 236 236 236
Tipos de suelos . . . . . . . . . . . . . . . . . Suelos blandos . . . . . . . . . . . . . . . . . Suelos medios . . . . . . . . . . . . . . . . . Suelos duros . . . . . . . . . . . . . . . . . . Exploración del sitio . . . . . . . . . . . . . . Terrenos accidentados o con pendientes . . . Terrenos localizados en cuencas o zonas bajas Casos peligrosos comúnmente observados . . Normas y tolerancias . . . . . . . . . . . . . . Asesoría . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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238 239 242 244 247 249 253 257 264 264
Capítulo 9. Cimentación Introducción. . . . . . . . . . . Tipos de cimentación . . . . . . La zapata . . . . . . . . . . . . Preparación para instalaciones.
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267 272 272 300
Capítulo 10. Muros Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
Clasificación de muros . . . . . Por trabajo mecánico . . . . . . Sistema y método constructivo . Refuerzos . . . . . . . . . . . . Cerramientos . . . . . . . . . . Morteros . . . . . . . . . . . .
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301 303 311 315 315 316
Capítulo 11. Refuerzos, cadenas y castillos Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 Tipos de refuerzos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 Requisitos complementarios del refuerzo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 Recubrimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333 Anclajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335
Capítulo 12. Techos y entrepisos Introducción. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 Entrepisos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 Cubiertas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 VII
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Capítulo 13. Escaleras
Capítulo 15. Puertas y ventanas
Diseño de la escalera . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 Trazo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
Puertas . . . . . . . . Puertas de madera . . Puertas metálicas . . . Puertas de aluminio. . Ventanas . . . . . . . Ventanas metálicas . Ventanas de aluminio .
Capítulo 14. Instalaciones Introducción. . . . . . Agua . . . . . . . . . . Lavabo. . . . . . . . . Regadera . . . . . . . Inodoro . . . . . . . . Lavadero . . . . . . . Fregadero . . . . . . . Gas . . . . . . . . . . Tanques portátiles . . Aparatos de consumo . Calentadores . . . . . Electricidad . . . . . . Fosas sépticas . . . . VIII
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407 413 414 419
Capítulo 16. Azoteas Losas y pretiles . . Azoteas inclinadas Losas horizontales Enladrillado . . . .
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Capítulo 17. Pisos y pavimentos exteriores Firmes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421 Sistema constructivo . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
Pisos de concreto . . . . . . . . . . . . . Revestimientos de concreto . . . . . . . Pisos de mosaico . . . . . . . . . . . . . Colocación de piezas de cerámica . . . . Colocación de piezas de otros materiales Adhesivos para cerámica (pegazulejos) . Consejos Prácticos . . . . . . . . . . . .
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Preliminares. . . . . . . . . . . . . . . . . Aplanados . . . . . . . . . . . . . . . . . . Por su colocación . . . . . . . . . . . . . . Por su material . . . . . . . . . . . . . . . Acabados . . . . . . . . . . . . . . . . . . Repellado . . . . . . . . . . . . . . . . . . Revestimiento para pisos . . . . . . . . . . Técnica de acabado de agregado expuesto La técnica monolítica de agregado expuesto . .
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429 429 430 433 438 438 440 440 444
Capítulo 18. Revestimientos
Técnica del agregado escalonado expuesto en una capa especial o capa de terminado. . . . . . . . . . . . . 445 Acabados coloreados . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 Método de un paso (integral) . . . . . . . . . . . . . 447 Método de dos pasos . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 Método de esparcir y mezclar el pigmento en seco . 449 Pintura y manchas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 Patrones geométricos . . . . . . . . . . . . . . . . 453 Acabados texturizados . . . . . . . . . . . . . . . . 453 Texturas por medio de llana de madera o metálica . 453 Texturas cepilladas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454 Firmes de concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 Pisos de cemento pulido sobre firmes de concreto . 456 Pinturas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458 Tipos de pinturas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459 Consejos prácticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459 Barniz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
Bibliografía
463 IX
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Capítulo 1 Proceso general de construcción
La
construcción de espacios habitables es una de las tareas fundamentales de toda sociedad humana, que en nuestro país se ha acrecentado en la época actual por la presión demográfica. La vivienda representa sin duda el problema más agudo en materia de construcción, debido a la escasez de recursos para satisfacerla por los canales normales. Este libro pretende aportar elementos que permitan comprender mejor el problema y ofrecer los datos y guías operativos para lograr el aprovechamiento óptimo de los recursos, con la máxima calidad posible.
Que ofrece este manual La construcción en condiciones precarias se ha abordado en muchos trabajos, incluyendo los manuales de autoconstrucción, y podría parecer innecesario hacer otro más. El problema es que predominan los dirigidos a profesionales o estudiantes de educación superior escritos en un lenguaje de especialistas, o los del tipo cartilla de alfabetización que son los que más abundan, para usuarios que son constructores eventuales. La intención de este manual es lograr mayor profundidad con un lenguaje accesible al usuario eventual. 1
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LICENCIA DE CONSTRUCCION
ESTUDIO SUBSUELO
NECESIDADES Y RECURSOS
ANTEPROYECTO ARQUITECTONICO
PROYECTO BASICO PREDIMENSIONAMIENTO
ESTRUCTURACION
PROYECTO EJECUTIVO DIMENSIONAMIENTO
ANALISIS
PRESUPUESTO Y PROGRAMA DE OBRA
CONSTRUCCION
DIRECCION DE OBRA
REGLAMENTO DE LAS CONSTRUCCIONES
SUPERVISION Y
INSTALACIONES
ADMINISTRACION
DEL D.D.F. N.T.C.
CLIENTE
ARQUITECTO
ESPECIALISTAS
ADQUISICIONES OPERARIOS
Figura 1-1. Proceso de construcción.
El enfoque utilizado busca la simplificación de los procedimientos operativos, sin perder la visión de conjunto de un 2
proceso tan complejo como es la construcción de vivienda, ni la calidad del contenido.
Se trata de dar respuestas claras sencillas y efectivas que permitan alcanzar el objetivo deseado: la construcción de la propia vivienda con el mayor aprovechamiento de los recursos y la mejor calidad posible. Para ello se ha realizado una dosificación de temas que permite guiar en la forma más operativa posible a quien utilice este manual, pero que también abre la posibilidad de crear inquietudes para ampliar los conocimientos y profundizar en algún punto de mayor interés.
Descripción del contenido Los 18 capítulos que forman este libro contienen prácticas, ordenadas en función de las demandas del proceso de construcción y de los requerimientos y principales condiciones que se deben contemplar en forma integral y oportuna. En el campo de la construcción, el área de vivienda es, aunque no lo parezca de las más complejas, pues intervienen
aproximadamente 100 conceptos y, además, aunque en la autoconstrucción las etapas son más prolongadas, incluyen la intervención de una diversidad de participantes, que van desde el proyectista que de preferencia conviene que sea un profesional, hasta los que ejercen un oficio como son albañiles, plomeros, electricistas, herreros, carpinteros, yeseros, colocadores de pisos y azulejos, pintores, etcétera. El capítulo 1, contiene los objetivos, y una breve descripción del manual que se presenta a continuación. El capítulo 2, trata la elección de los materiales la cual es una de las decisiones iniciales para poder realizar una construcción. Se pueden apreciar las principales características, aplicación y variedad, tanto de los materiales precarios, los donados por la naturaleza como la madera o los mas perenes y duraderos como la piedra y en especial el concreto armado llamado la piedra del siglo XX, hasta el vidrio que permite el paso de la luz pero protege de la intemperie. 3
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El capítulo 3, presenta el gran recurso de la construcción en este siglo, el cemento componente básico de los morteros con los que se fabrican las mampostería de barro o de piedra, la materia prima básica de la albañilería y también del concreto armado. En él se puede ver su importancia y su aplicación a la vivienda. El capítulo 4, profundiza en el uso y aplicaciones del concreto, su fabricación, elaboración, control de calidad e historia de este material, sin el cual no serían imaginables las grandes obras de ingeniería ni la actual fisonomía de las principales ciudades del mundo con sus viviendas. El capítulo 5, se refiere al contexto determinado en que se realizan las construcciones sujetas a condiciones específicas que influyen en las características de la edificación. Se analizan las influencias condicionantes del clima, la topografía, etc., ejercidas sobre los espacios construidos. El capítulo 6, señala que la construcción se debe realizar con un plan para lograr la obra y que forme una unidad. Se explica el proceso para realizar un proyecto, que permita 4
obtener el máximo aprovechamiento de espacio, materiales y todos los recursos aplicables a la construcción, además de permitir su evaluación por la autoridad como requisito para obtener la licencia de construcción, de acuerdo con el reglamento de construcción respectivo. El capítulo 7, explica que la construcción de una casa tiene que cumplir con las condiciones de estabilidad. Presenta las principales características de una solución estructural, de acuerdo con los materiales resistentes y la forma de ligarlos para obtener una estructura estable y capaz de resistir esfuerzos normales y accidentales, como los que se pueden presentar en las zonas de riesgo sísmico. El capítulo 8, expone los trabajos previos al inicio de la construcción que se requieren y que comprenden desde la limpieza del terreno, mediciones con mojoneras, exploraciones, hasta la construcción de obras provisionales tales como bodegas, dormitorio del velador, baños para el personal, etcétera.
El capítulo 9, plantea que normalmente, las construcciones no se pueden apoyar simplemente sobre el terreno, sino que según las características de éste, se tiene que resolver la forma de transmitir el peso y los esfuerzos derivados de la edificación, a través de la cimentación. La cimentación puede ser muy sencilla o implicar complicaciones mayores, de las que depende la estabilidad de toda la construcción; en este capítulo se explican los casos más comunes. El capítulo 10, explica que los elementos sustentantes del techo y la principal protección de la intemperie la brindan los muros. Expone las características y procesos constructivos de éstos con su respectivos controles de calidad. El capítulo 11, refiere que la estructura de una edificación se logra colocando las conexiones y los refuerzos necesarios en los lugares adecuados, sobre todo con la utilización del concreto armado, se exponen los principales problemas al respecto y las formas más prácticas de resolverlos. El capítulo 12, señala que la mayoría de las viviendas realizadas con autoconstrucción utiliza para los techos y entre-
pisos el concreto armado, trata de manera sencilla la forma de proyectar y fabricar estos elementos con el debido control de calidad. El capítulo 13, plantea que, como las viviendas en México se hacen en su mayoría de dos pisos, requieren una escalera que comunique el nivel de planta baja con el piso elevado. Da a conocer las principales características que debe tener una escalera para obtener una ubicación y un trazo adecuados, así como para su fabricación con concreto armado. El capítulo 14, afirma que las viviendas modernas se caracterizan por la adecuada incorporación de instalaciones, analiza entonces las formas de funcionar de las instalaciones más comunes en la vivienda como son las hidráulicas, sanitarias, eléctricas, gas y comunicaciones. El capítulo 15, refiere que el cobijo que brinda la vivienda proporciona al hombre la protección ante las condiciones del clima, pero el funcionamiento de los locales requiere la comunicación, ventilación e iluminación natural que obligan a abrir vanos en los muros. Explica la función que tienen 5
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puertas y ventanas al respecto, y su forma de realización dentro del proceso de construcción. El capítulo 16 trata de la parte más expuesta a la intemperie y el efecto de las lluvias en una vivienda y la azotea. Analiza los problemas que se pueden tener en este aspecto y las opciones para resolverlo. El capítulo 17, explica que el acceso desde el exterior a la vivienda no es conveniente sobre el terreno natural por ello se realizan los pavimentos exteriores. El capítulo 18, expone que los muros de albañilería y los elementos estructurales pueden ser suficientes para brindar cobijo pero, por su aspecto y buen mantenimiento requieren recubrimientos y revestimientos. Se explican los más utilizados como son los aplanados, lambrines de azulejo, pinturas, etcétera.
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Conclusiones Los problemas de la vivienda en México no tienen sólo un problema técnico sino que se derivan fundamentalmente del grado de desarrollo social, económico, político y cultural alcanzado por nuestra sociedad. Sin embargo, esta sociedad se encuentra ávida de orientación para mejorar lo que ahora se produce en forma espontánea, sin un plan. Esperamos entonces contribuir con este manual a que se tome conciencia de la complejidad del proceso de construcción y de la conveniencia de mejorar los conocimientos y formas de practicar la Autoconstrucción.
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Capítulo 18 Revestimientos Preliminares
Aplanados
Los
Es el revestimiento que reciben los elementos verticales u
acabados más usuales, de fácil aplicación y económicos, son los aplanados, y de éstos las mezclas o morteros. La mezcla es la reunión, en un solo elemento, de aglomerantes (cal, cemento o yeso) con un agregado (arena o similar). Según su composición o el trabajo para el cual va utilizarse, la mezcla se conoce con otros nombres particulares.
horizontales en una construcción. Elementos verticales como: muros, trabes, cerramientos, bordes de losas, etcéter;a. Horizontales como plafones, cerramientos, trabes, etcétera. Un aplanado consta de tres partes: su colocación, los materiales y su acabado. • Su colocación puede ser: 429
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- A regla - A plomo
-
Regionales
• Los tipos de acabados son:
- A nivel
-
Repellado
- A reventón
-
Cerrado
- A talochazo
-
Fino
• Como materiales tenemos: - Cal y arena
Los aplanados puede constituir el terminado final o ser la base para otro material de revestimiento como mezclilla, porcelana, cerámico y otros (ver figuras 18-1 y 18-2).
- Cemento, cal y arena - Cemento y arena - Polvo de mármol - Artificiales - Cemento blanco - Yeso 430
Por su colocación Los aplanados en plafones se elaboran con regla y nivel, en los muros, a regla y plomo. Como se observa, el uso de la regla es básico. La regla es una herramienta de madera o hierro, cuyos cantos longitudinales serán rectos y paralelos; nos sirve para trazar, comprobar rectitudes y como auxiliar del nivel, la plomada y la escuadra.
Figuras 18-1 y 18-2. Aplanado final o como base para un revestimientofinal.
Colocación a regla
aplanado con la llana metálica, hasta conseguir una calidad
La colocación se hace ubicando maestras de reglas (gulas)
más tersa (enlucido) (figura 18-4).
a 1.50 m de separación, las que servirán de base para des-
A regla y plomo
lizar la regla y así obtener las superficies regladas. Una forma para facilitar el deslizamiento es espolvorear cemento cuando aún estén húmedas. (figura 18-3).
La ventaja que representa el uso del plomo es que permite aplanados de calidad, pues se obtienen paramentos conti-
El enrase del mortero embarrado entre las dos maestras
nuos y verticales. Sobre todo, es recomendable para
se ejecuta corriendo la regla. Se le da el acabado final al
revestir superficies y alturas importantes. 431
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Figura 18-3. Maestras para superficiesregladas.
Figura18-4. Acabado final con llana.
Figura18-5. Capa final con mortero simple.
El método consiste en que la maestra de deslizamiento siga
materiales que lo forman. Para tales casos se elabora un
la verticalidad de la plomada.
revoque con mortero de yeso, cal, arena y agua. Y la capa
No siempre la superficie del muro que va a recubrir estará
final se hará con mortero simple y flojo para obtener una
libre de irregularidades, debido a la colocación y calidad de
superficie tersa (figura 18-5).
432
A nivel Es la aplicación de la mezcla o pasta elegida, en muros, losas y cualquier elemento arquitectónico, debiendo quedar debidamente nivelados. Se utiliza cualquier tipo de nivel auxiliado con reventones (hilos de cáñamo). Una vez nivelada la superficie se procede al reglado para extender el aplanado entre las maestras. Luego se afina con la ayuda de la llana hasta tener una superficie completamente lisa (figura 18-6).
A reventón Es aplicar la mezcla en muros o losas sin usar nivel ni plomos, únicamente con la ayuda de reventones, que son hilo de guía. Con este método se embarran las primeras capas, guiándose con los reventones en tramos no mayores de 2 m. El enlucido se hace con la llana (figura 18-7).
A talochazo Consiste en aplicar directamente con la tolacha, es decir sin reglas ni niveles, una capa de mezcla sobre la superficie
rugosa y asi formar un enlucido o capa de acabado (figura 18-8).
Por su material Cal y arena (proporción óptima 1:4) Se conoce comúnmente como mezcla, o aplanado de cal, o pasta de fachada para acabado. Su empleo es variado: en la construcción de paredes, para revestimiento de paredes y en la colocación de tejas, etcétera. Para utilizar la mezcla hay que prepararla unos días antes, esto tiene por objeto que se disuelvan los granos que pudiera contener la cal, con la acción del agua, y que se obtenga mayor pastosidad, para facilitar su manejo y una mayor adherencia o agarre del material. Aunque su proceso de endurecimiento es muy lento, el mortero de cal preserva mejor los paramentos exteriores a la penetración de la humedad cuanto más lisa sea su superficie, pues el agua resbala más fácilmente, sin filtrarse, sin embargo, los rugosos provocan la absorción de humedad 433
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Figura 18-6. Superficiies de muro y techo niveladas.
Figura 18-7. Acabado a reventón.
Figura 18-8. Acabado a talochazo.
por el muro. Para mejorar esto, se agrega al mortero de cal
Cemento, cal y arena (mezcla bastarda)
un material impermeable: cemento. A esta mezcla se le
Para las mezclas se utiliza cal viva y cal hidratada en polvo (calidra). La proporción óptima es 1.25:4 es decir: 1 de cali-
conoce como mezcla bastarda. 434
dra, 1.25 de cemento y 4 de arena. Esta mezcla ofrece una impermeabilización más segura. Su empleo más usual es en construcción de paredes, colocación de mosaicos, de baldosas, etcétera.
Cemento y arena (pega) Proporción 1:5, 1 de cemento y 5 de arena. También conocida como pega, se utiliza en la construcción de paredes, frisos, colocación de baldosas, y especialmente en pavimentos y revestimientos. La pega tiene como característica: el fraguado relativamente rápido, de gran adherencia y resistencia. Cuanto más cemento se dosifique al mortero, mayor resistencia y adherencia se obtendrá. Debe emplearse recién amasada, dada su propiedad de fraguado rápido. No se deberá agregar agua para ablandarla cuando comienza a fraguar, pues baja su resistencia, y es mayor la pérdida de esta calidad cuanto más se haya endurecido el material. Para hacerla más pastosa se agrega una parte de cal o retardarse el fraguado.
Nota: Las proporciones indicadas son experiencias de organismos de vivienda.
Yeso Su empleo es en aplanados interiores por su grano fino, así como en determinadas mamposterías de tabicón y, sobre todo, en las primeras capas de bóvedas ligeras. En la formación de la pasta, se emplean dos partes de agua por tres de polvo, revolviendo los dos ingredientes para obtener una masa uniforme. En pocos momentos se inicia un aumento de temperatura y la pasta empieza a soldificarse, creciendo su volumen hasta en 18 por ciento al soldificarse. Por lo anteriormente descrito, dado su rápido endurecimiento no es posible preparar grandes cantidades, sólo pequeñas porciones. Una vez amasado el yeso no se agregará más agua pues pierde calidad al endurecerse. Se hace notar que el fraguado depende del clima y del tipo de yeso de la región. 435
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Se recomienda que para que la mezcla tenga más adherencia y endurecimiento se agregue 1.5 a 2 kg de cemento gris por cada bulto de 35 kg para el enlucido de los muros, donde la capa requiera ser gruesa se agregue de 28 a 30 litros de agua por medio bulto de arena. La desventaja del yeso simple es su solubilidad (se disuelve con el agua fácilmente). Para trabajarlo en los interiores de la vivienda hay que usarlo como mortero, y protegerlo de las humedades, pues se reblandece y pudre. Se obtienen mejores resultados si se usa yeso como mortero bastardo, agregándole material inerte. Su uso en exteriores se logra mezclando un volumen de cal igual al de yeso, y agua hasta que se haga una pasta plástica (mortero
Si le aplicamos pintura fina de tipo impermeable se dará mayor protección a la superficie. Si el yeso se recubre con mezclas plásticas a base de aglutinantes, toma los nombres de aplanado, retoque, repellado, enyesado, enlucido y estucado.
Acabados más comunes en yeso Polvo de mármol Se aplica en muros interiores y exteriores, en plafones. Los materiales que se usan son cal hidratada, cemento blanco, color para cemento, agua, impermeabilizante integral (en su caso), y grano de mármol. Se podrán usar los siguientes proporcionamientos:
bastardo).
• Cal hidratada - polvo de mármol (1:4)
Aunque su fraguado es más lento, tiene buena resistencia y
• Cal hidratada - cemento blanco-polvo de mármol (1:1:8)
permite superficies más tersas y brillantes que el mortero
Se agregará el color para cemento hasta obtener el tono requerido, y en su caso, el aditivo integral si se quiere impermeabilizar el aplanado. Previamente a la aplicación de la pas-
simple. Sin ser impermeable, no se agrieta, ni se pudre, pues la humedad no lo reblandece. 436
Figura 18-9. Acabado fino (con regla y llana)
Figura 18-10. Acabado rústico (talocha y regla)
Figura 18-12. Acabado escobillado ( con ayuda de escoba o cepillo de raíz)
Figura 18-11. Acabado picado (cepillo metálico)
Figura 18-13. Acabado escurrido con cuchara.
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ta, se humedecerá el repellado. El espesor de la pasta será de 5 mm en promedio. El acabado final podrá ser: picado con cepillo de alambre o de clavos, como se requiera.
Cemento blanco El cemento portland blanco posee las mismas cualidades que el cemento gris: resistencia, durabilidad, plasticidad, impermeabilidad. Además su color blanco lo hace ideal para fines ornamentales, también para obtener mayor reflectividad luminosa como ocurre con los concretos, estucos, pinturas hechas a base de este tipo de cemento, ya sea por su propio color blanco o con pigmentos.
• El tallado de la regla debe dejar un acabado rugoso. • El espesor de la capa debe tener entre 10 y 20 mm. • El fraguado será de 12 horas como mínimo antes de aplicar la siguiente capa de revestimiento. La mezcla se lanza con la cuchara, para después dar el acabado parejo a la superficie con la regla (figura 18-13).
Acabados Repellado Un repellado bien aplicado debe tener las siguientes condiciones: • Conforme se elabora, así como al final, se verificará que la superficie quede plana y alineada en todos los sentidos, y que los ángulos interiores y esquinas estén a escuadra. 438
Figura 18-13. Para el repllado la mezcla se lanza con cuchera, después se da el acabado parejo con regla.
Se puede obtener dos texturas: arenosa o aguijarrada. Para obtener la arenosa, se espolvorea el paramento, sobre el repellado, antes de que endurezca, restregando en círculos con la talocha. Otra forma de lograrlo es rociando previamente esa superficie alisada con una lechada de cemento - arena, arrojándola contra el repellado húmedo. En la enguijarrada se usan guijas o piedrecillas redondas y limpias con tamaño de 6 mm más o menos, en la primera capa aún blanda. Humedecidas las piedrecillas lo suficiente, se introducen con talocha, y se cepilla el mortero final ya endurecido.
Repellado cerrado Con una llana se aplica una mezcla más fina sobre el repellado (figura 18-9).
Figura 18-14. Repellado fino, se aplica con llana una mezcla más fina sobre el repellado.
Repellado fino Afinado con la llana cuchara sobre el cerrado se pone una capa de cemento o calhidra. 439
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Revestimiento para pisos Acabados de agregado expuesto El agregado expuesto ofrece un alto rango de texturas y una ilimitada selección de color. Estos acabados rugosos, resistentes a deslizamientos o patinazos son de una gran resistencia al deterioro y la intemperie. Hay tres formas de obtener los acabados de agregado expuesto sobre losas de concreto: Seleccionar el agregado para exponer en una superficie de concreto, controlando que el agregado seleccionado no contenga sustancias que puedan manchar la superficie, tales como óxido de hierro y pirita de hierro. El agregado por exponer seleccionado se debe especificar como grava de río redondeada, piedra de forma cúbica o piedra triturada, y si existe una fuente de agregado en particular, así se debe especificar. 440
El agregado que se va exponer, además de lavado se debe tamizar y pasar por la malla de tamaño más pequeño que el tamaño mínimo especificado. La cantidad requerida de agregado por exponer puede variar aproximadamente de 15 kg por m2 para agregado de 9.5 mm (3/8 de pulgada), a 30 kg por m2 para agregado de 50 mm (2 pulgadas).
Técnica de acabado de agregado expuesto El espesor de la losa será de 6 a 10 cm, dependiendo del tipo de suelo o el esfuerzo (peso) a que va estar sujeto (figura 18-15). La cimbra (molde) puede ser madera, con piezas de 3 a 4” (8 a 10 cm) de altura y espesor de 1” a 2” (2.5 a 5 cm). El revenimiento que debe tener el concreto es de 7.5 a 12.5 cm para recibir el agregado expuesto (figura 18-16). La losa es descimbrada de manera manual, excepto que el nivel de la superficie deberá quedar entre 3 y 11 mm por
Figura 18-15. El espesor de la losa depende del tipo de suelo o la carga (peso) que va a recubrir.
Figura 18-16. El reventimiento del concreto debe ser de 7.5 a 12.5 cm.
debajo de la parte superior de la cimbra, para acomodar el agregado que se va a exponer (figura 18-17). Después del descimbrado, la superficie se nivela y alisa con una llana de madera o regla (figura 18-18). El agregado seleccionado se debe esparcir uniformemente con la pala (figura 18-19). Toda la superficie debe estar suficientemente cubierta solo por una capa de la piedra seleccionada (figura 18-20). El
Figura 18-17. El nivel de la superficie terminada debe quedar de 8 a 11 mm debajo del nivel de la cimbra.
agregado inicialmente se ahoga en una capa de la superficie con una llana de madera o regla (figura 18-21), hasta que la apariencia se asemeje a la de una losa normal. En la exposición del agregado, el tiempo es crítico. El trabajo debe empezar tan pronto como el mortero se pueda quitar sin que se disloque o se sobreexponga el agregado. El primer paso consiste en cepillar ligeramente la superficie con un cepillo de cerdas de nylon duras o semejante, para despren441
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Figura 18-18. La superficie se nivela y alisa.
Figura 18-19. Esparcir uniformemente el agregado.
der el exceso de mortero (figura 18-22) se aplicará un fino rocío sobre la superficie con agua y cepillado (figura 1823).
442
Figura 18-20. Se debe obtener una capa del agregado seleccionado.
En general esta operación se debe retrasar sólo cuando la losa pueda soportar sin hundirse al peso de un albañil arrodillado. El lavado y cepillado continuo se debe hacer hasta que el flujo del agua corra limpia y no se vea alguna película de cemento que haya quedado sobre el agregado.
Figura 18-21. Ahogar el agregado.
Figura 18-22. Desprender la capa de mortero con cepillo.
Figura 18-23. Aplicar agua y cepillado. 443
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La técnica monolítica de agregado expuesto Este método no utiliza agregado para exponer; en su lugar el agregado seleccionado que se deba exponer se mezcla con el concreto.
clas con un menor contenido de cemento, y además pueden segregarse.
Las mezclas que cumplen con los requerimientos arquitectónicos contienen un gran porcentaje de agregado grueso y un porcentaje pequeño de agregado fino, el suficiente para trabajabilidad, y carecen de agregado de tamaño intermedio. Esto resulta en lo que se conoce como granulometría escalonada (algunas veces llamadas de brinco o salto).
Para una compactación adecuada del concreto, el rango deseable de mortero (cemento, agua y aire) es aproximadamente de 45 a 51 por ciento por volumen, dependiendo de la angularidad del tamaño del agregado grueso. El agregado redondeado, tal como la grava, requiere aproximadamente de 45 a 48 por ciento de mortero, mientras que la piedra caliza triturada requiere valores ligeramente más altos, 48 al 51 por ciento.
El contenido de arena usualmente debe ser de 25 a 35% por volumen del agregado total.
Proceso de acabado del concreto monolítico de agregado expuesto
El porcentaje más bajo se utiliza con agregado redondeado, y el más alto con material triturado.El contenido de arena depende del contenido de cemento, tipo de agregado y trabajabilidad. En general, la trabajabilidad y la facilidad de colocación requieren un contenido mínimo de cemento de 335 kg/m3 (33. 5 kg/m2 aproximadamente) ya que resulta casi imposible compactar apropiadamente aquellas mez-
Tener preparada la cimbra para recibir el concreto (figura 18-24). El concreto monolítico de agregado expuesto se puede hacer con agregado de granulometría escalonada. Esta mezcla de granulometría escalonada contiene agregado de 9.5 mm (3/8 de pulgada). Como agregado de tamaño máximo, el cual es colocado por medio de métodos convencionales (figura 18-25).
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Figura 18-24. Cimbra preparada. Debido al agregado de granulometría escalonada, el concreto tiene una apariencia que ya de por sí es uniforme (figura 18-26). El concreto se esparce y se le da un tratamiento con llana a mano o mecánica (figura 18-27). Si se desea desprender el mortero con facilidad, se empleará un retardador de superficie sobre el área que se trabaja. Después de que el concreto se ha endurecido de manera que se puede caminar sobre él y retiene el agregado grueso, la superficie se puede lavar y cepillar para exponer el agregado ( figuras 18-22 y 18-23).
Figura 18-25. Se trabaja la mezcla de modo convencional.
Técnica del agregado escalonado expuesto en una capa especial o capa de terminado En este método, una delgada capa de concreto el agregado seleccionado se coloca sobre una losa base de concreto convencional. La capa superficial, por lo común, tiene de 2.5 a 5 cm de espesor, dependiendo del tamaño de agregado. La losa base o cimbra debe quedar por debajo de la 445
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Figura 18-26. El concreto debe tener apariencia uniforme
línea de superficie de tratamiento con llana; la capa superficial deberá quedar con el mismo acabado terminado. La superficie de la base deberá tener un acabado cepillado rugoso y firme como para soportar el peso de un trabajador antes de que se coloque la capa superficial o final. El concreto de la capa superficial es una mezcla, diseñada especialmente, de agregado de granulometría escalonada 446
Figura 18-27. Se le aplica tratamiento con llana manual o mecánica.
y arena para mampostería en vez de arena para concreto normal. El mismo procedimiento de lavado y cepillado del agregado expuesto se utiliza en este tipo de construcción, así como el mismo método de exposición.
Acabados coloreados
Con el método de un paso, al agregar la cantidad adecuada Muchos efectos decolorativos se pueden alcanzar por medio del uso del concreto coloreado para piso, escalones, losas y otros trabajos de concreto terminados con llana. Hay cuatro métodos para obtener acabados de concreto coloreado. • El método integral o de un paso. • El método de dos pasos.
de pigmento al concreto al mezclarlo, se obtiene un color uniforme en toda la losa. El pigmento puede ser un óxido mineral o un colorante de óxido de hierro sintético o natural, especialmente preparado para concreto. Ambos tipos de pigmento sintéticos nos dan resultados satisfactorios si son solubles en agua. La cantidad de pigmento debe ser la mínima necesaria para producir el color deseado, pero nunca más del 10 por cien-
• El método de esparcir y mezclar el polvo colorante.
to por peso del cemento.
• El método de pintado y manchas.
La completa firmeza de los pigmentos produce normalmente un buen color, y estará determinada cuando se agreguen
Los tres primeros métodos dan los resultados más satisfactorios. En la aplicación de color se deben seguir estrictamente las especificaciones del fabricante.
Método de un paso (integral)
3 kg del pigmento a un saco de cemento y si se agregan 0.700 kg por saco, normalmente darán un color pastel agradable. El cemento portland blanco producirá más claridad y brillantez a los colores, y debe usarse de preferencia, excepto 447
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Guía de pigmentos minerales para acabados de concreto coloreado Color deseado
Material a usar
Blanco
Cemento portland blanco, arena blanca
Negro
Óxido de hierro
Amarillo
Amarillo ocre, óxido de hierro amarillo
Café
Tierra quemada u óxido de hierro café (el óxido de hierro amarillo modificará el color)
Ante gris
Cemento portland normal
Verde
Óxido de comiro
Azul
Óxido de cobalto
Rosa pastel
Óxido de hierro rojo (pequeñas cantidades)
Rosa
Óxido de hierro
Crema
Óxido de hierro amarillo
para colores gris oscuro y negro en donde es mejor el al
Para evitar el veteado o rayado, se debe mezclar perfecta-
cemento portland gris.
mente el cemento y el compuesto de color en seco antes de
Para obtener un color uniforme en toda la losa, todos los
ser agregados a la mezcla.
materiales de la mezcla se deben proporcionar cuidadosamente por peso; el tiempo de mezclado debe ser más prolon-
Método de dos pasos
gado que el normal con el objeto de asegurar uniformidad.
En este método, la losa base se trabaja de la manera usual.
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La capa superficial adicional requiere que la losa tenga una textura rugosa para una mejor adherencia mecánica. Una vez que la losa base de concreto pueda soportar el peso de un trabajador, podrá colocarse la capa superficial coloreada. Cuando el concreto base se ha endurecido, se puede resolver la adherencia de la capa superficial coloreada, por medio de una lechada de agua-cemento o una lechada de agua-arena-cemento. La mezcla de la capa superficial debe ser normalmente de 13 a 25 mm de espesor, una relación agua-cemento 1 a 3 o de 1 a 4. Es importante leer las instrucciones del fabricante para el pigmento, antes de hacer la mezcla. La mezcla se aplica y trabaja con llana en la forma recomendada. Se permiten tolerancias en el espesor de la losa base para trabajar la capa superficial y obtener el nivel apropiado.
El acabado coloreado en dos pasos se aplica con más frecuencia que el método de un paso porque resulta más económico. En general, el ahorro en material es más conveniente que los costos de mano de obra.
Método de esparcir y mezclar el pigmento en seco El método de esparcir y mezclar el colorante en seco consiste en aplicar color en seco, empacado y preparado. Diversos fabricantes lo venden listo para usar. Los ingredientes básicos son: un pigmento, cemento portland blanco, arena sílica de granulometría especial o agregado fino. El proporcionamiento, de preferencia debe ser preparado por uno mismo. Después de que el concreto ha sido tratado con llana, y el exceso de humedad se ha evaporado en la superficie, se debe aplicar a la losa un tratamiento, ya sea manual o mecánico. 449
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En el tratamiento manual se utilizará una llana de aluminio y magnesio.
con llana la superficie mezclando el polvo con una capa
El acabado preliminar debe hacerse antes de utilizar el material de aplicación en seco; y se aplicará el material para hacer resaltar sobre la superficie la humedad del concreto para combinarla con el material en seco.
material aplicado en seco con el de la superficie para que
El tratamiento con llana se debe aplicar también a cualquier ondulación o depresión que pueda causar variaciones en la intensidad del color.
superficie, teniendo cuidado de obtener un color uniforme.
Inmediatamente después del tratamiento con llana, el material en seco debe espolvorearse manualmente sobre la superficie. Si se aplica demasiado color se formaran manchas de color no uniforme, y cabe la posibilidad de que se pele la superficie.
aplicación de color.
En la primera aplicación de material en seco, se debe usar aproximadamente 2/3 partes de la cantidad necesaria (en kg por m2, tal como se especifique). En pocos minutos, el material seco se tornará oscuro, indicando que ha absorbido humedad del concreto fresco; se debe entonces tratar 450
superficial. Inmediatamente después, se debe balancear el quede uniformemente distribuido sobre la misma. Después que el color se torne oscuro, debe darse el tratamiento con llana, de manera que el polvo se integre a la Todos los bordes y las juntas se deben acabar con un tratamiento a base de la herramienta antes y después de cada
Coloreado del concreto por el método de pigmento en seco El concreto se coloca y acaba con llana por las técnicas convencionales (figura 18-28). El compuesto de color de aplicación en seco se espolvorea sobre la superficie (figura 1829). El material especificado en seco es tratado con llana e integrado a la superficie (figura 18-30). Cepillado de la superficie (figura 18-31).
Figura 18-28. El concreto se coloca y acaba con las técnicas tradicionales.
Figura 18-29. El compuesto de color se aplica en seco espolvoreándolo.
Figura 18-30. Se cepilla la superficie y el material del color se integra con llana a la superficie. 451
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Figura 18-31. Tratamientos de color y estampado de las superficies.
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Pintura y manchas En general, la pintura y las manchas sintonizan cuando es necesario. Como efecto decorativo se podría usar el colorante para dar vistas diferentes: esfumándolo, manchándolo, etcétera.
Patrones geométricos Otro método para embellecer los pavimentos consiste en usar patrones que se estampan o se tratan con herramien-
En los patrones rolados se utiliza un cilindro con un patrón en relieve; en él se estampa el diseño sobre la superficie de concreto.
Acabados texturizados Se pueden producir texturas prácticas y aun decorativas utilizando llanas de madera, metálicas y cepillos. Es posible obtener texturas más elaboradas por medio de técnicas especiales, usando una capa de mortero recubriendo con pedacillos de roca para resaltarlos.
quín o losetas de pavimento. Otros patrones interesantes
Texturas por medio de llana de madera o metálica
se obtienen mediante la utilización de tiras divisorias de
Se puede obtener un acabado de ondas de agua o remolino.
ta en la superficie del concreto para semejar piedra ado-
madera, plástico, metal o mampostería para formar losas de varios tamaños y figuras. Los diseños en línea recta se pueden marcar también en la superficie de la losa por medio de cortes y ranuras a mano en el concreto.
Se produce con llana la figura de ondas, una vez colada la losa. Al concreto colado se le da el acabado de la manera tradicional con la llana de madera pero con un movimiento en abanico, y aplicando presión (figura 18-32). 453
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Se pueden obtener diferentes texturas en el dibujo de ondas u otro, variando el tipo de llana: • textura gruesa, con llanas de madera; • textura media, con llanas de magnesio o aluminio; • Textura fina con llana de metal (acero). Se observarán dos puntos básicos para obtener buenos resultados. Después del primer tratamiento con llana, debe haber un lapso para permitir que la superficie se endurezca pero no demasiado, porque la figura se debe aplicar mientras sea posible trabajar una pequeña cantidad de mortero fino sobre la superficie. Este material se crea con un arrastre sobre la llana, dejando la superficie con una textura fina y un acabado mate. El segundo cuidado es permitir que el fraguado del concreto sea el suficiente como para permitir que la figura no se desfigure durante el curado. 454
Texturas cepilladas Las características de estas texturas dotan de superficies antirresbalantes, de fácil ejecución. Para ejecutar el cepillado, la superficie de concreto estará previamente acabada con llana. La textura gruesa se ejecuta por medio de cepillos de cerdas rígidas sobre concreto nuevo, acabado con llana (figura 18-33). Las texturas de calidad media a fina se obtienen con cepillos de cerdas blandas sobre superficies tratadas con llanas de acero o metálicas. Para mejores resultados, el cepillo debe ser enjuagado en agua después de cada pasada, y hay que darle unos golpecitos para quitarle el exceso de agua. Dentro de este método entra el uso de la escoba (escobillado). Las texturas cepilladas pueden diseñarse de varias maneras: líneas rectas, curvas, onduladas o dientes de sierra (ver figura 18-34). Si se agrega color se enriquece el efecto visual.
Figura 18-32. Estas ondas se producen con la llana.
Figura 18-33. La textura gruesa se hace con cepillos de cerdas rígidas.
Firmes de concreto En las páginas anteriores se dieron diferentes acabados decorativos de concreto, en los cuales se menciona la losa base o
figura 18-34. Las texturas gruesas se pueden diseñar y hacer de diversas formas.
Previamente a la iniciación del colado, deberá verificarse que el terreno de desplante posea el grado de compactación de tal manera que quede perfectamente compactado. El espesor del firme estará determinado por el nivel de pro-
concreto base; ésta es una capa de concreto de un espesor de
yecto, el acabado final y el esfuerzo a que estará sujeto.
6 a 10 cm con una resistencia mínima de 100 kg/cm2.
Antes de colocarse la mezcla en el terreno, éste deberá 455
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humedecerse para evitar pérdidas de agua en el fraguado
La proporción de la mezcla será la siguiente : cemento-are-
del concreto.
na-granzón de 1 cm, 1:24.
El colado de los firmes deberá hacerse por frentes continuos, y sus cortes serán perpendiculares a la superficie de apoyo y en línea recta. Cuando el firme sirva de base a materiales de recubrimiento, tales como mosaicos, losetas, terrazos o cualquier otra clase de material natural o artificial, su acabado superficial
• La mezcla se extenderá sobre el firme o losa y se logrará un espesor mínimo de 3 cm con el uso de la regla de madera, deslizándola sobre las maestras (figura 1836). Una vez obtenido el nivel requerido, se golpeará la mezcla con la regla con el fin de que aparezca en la superficie la lechada del cemento con la cual se dará el acabado del piso,(figura 18-37).
deberá ser rugoso.
Por ningún motivo se usará polvo de cemento sobre la lecha-
Cuando el firme se utilice como piso terminado, podrá
da, pues esto provoca la formación de una cáscara delgada
tener cualquiera de los siguientes tratamientos: regleado,
en la superficie, la cual se desprende con mucha facilidad.
escobillado, costaleado, pulido con llana metálica o de madera, etcétera.
Pisos de cemento pulido sobre firmes de concreto • La losa se saturará con agua antes de extender la mezcla (figura 18-35). 456
• La superficie se terminará a mano con llana de metal (figura 18-37). El piso se deberá curar durante un periódo de 72 horas. El piso de cemento pulido si se desea como acabado final se le puede agregar color a la mezcla, o dar figuras geométricas cuando esté fresco.
Figura 18-35. La losa se satura con agua
Figura 18-36 Extender y logra el nivel requerido.
También el cemento pulido sirve de base a acabados finales tales como loseta vinílica, parquet, alfombras, cerámica, linóleos, losetas de avie, etcétera.
Lambrines Un lambrín de madera, está formado por una serie de tiras fijadas a listones colocados en muro o plafón. Además de decorar, protege del polvo y la luz.
Figura 18-37. Acabado de la superficie
Tipos de lambrín • COMÚN. El más utilizado es de 10 cm de ancho y es completamente liso. • DE LENGÜETA LARGA. Al ser machihembrado, la LENGÜETA es mas grande que el saque, por lo cual al ser colocado en la unión queda una entrecalle. 457
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• DE RANURA INTERMEDIA Y CARA DOBLE. Por lo general mide 12 cm de ancho y tiene una entrecalle que divide en dos la cara frontal, dando la apariencia de ser más angosta. • CON REBAJE A MEDIA MADERA. Tiene 12 cm de ancho, con un canto en forma de L y otro ligeramente cóncavo, formando una entrecalle curva.
Otro tipo de recubrimiento lo ofrecen las diversas variedades de piedra natural, por ejemplo:
• GRANITO. Es una piedra que presenta por lo general tonos grisáceos, es de gran calidad, resiste grandes cargas y altas temperaturas. • BASALTO. Este tipo de roca es muy compacta, lo cual le da gran dureza. Sin embargo, para el recubrimiento en pisos deben utilizarse piezas pequeñas, ya que húmedos son muy resbaladizos. 458
Pinturas La mayor parte de los materiales, antes de ser pintados, requieren una primera mano de sellador, para evitar lo más posible la absorción de pintura. Es muy importante la elección de la pintura que se empleará, ya que cada color produce una percepción distinta del local.
Así, tenemos que el pintar con colores claros, y bajar el color del plafón a las paredes, hará parecer más grande el lugar; el local aparentará mayor calidez al pintarlo de un color que se encuentre dentro del espectro de los tonos rojos, naranjas o amarillos; y se sentirá más frío al pintar en tonos azules o violetas.
Para poder determinar el tipo de pintura que se empleará, debemos reconocer el tipo de acción corrosiva que afectará cada elemento.
Tipos de pinturas Esmalte Se utiliza para superficies de madera, metal, muros y techos, para lugares de ambiente húmedo, por su resistencia a la humedad.
Pintura tixotrópica Es un tipo de pintura tipo jalea, que se vuelve líquida al ser agitada. Por ser más espesa, cubre bien con una sola mano y puede usarse para madera o interiores.
Pintura vinílica Puede ser para interior o exterior, y lavable o no lavable, seca pronto y se conserva limpia largo tiempo.
Pintura acrílica porosa En madera exterior nueva, en bruto, al formar una película porosa que deja pasar la humedad, no provoca la formación de ampollas ni escamas. También puede aplicarse a la
mayoría de las superficies interiores, ya que por la porosidad seca antes que el esmalte.
Pintura impermeable para fachadas El hecho de contener resinas plásticas, silicón y otras sustancias de película gruesa, permite su aplicación a todo tipo de acabados exteriores.
Impermeabilizante asfáltico Ideal para azoteas, canalones y bajadas de agua metálicas. Formando una película totalmente a prueba de agua.
Esmalte de resinas alquídicas A pesar de ser más caro que el esmalte común, es más durable, ya que el pigmento está pulverizado. Es excelente para metal y madera.
Consejos prácticos Una pintura es una película PROTECTORA Y DECORATIVA de un determinado substrato. De acuerdo a esta definición 459
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debemos tomar en cuenta que la pintura realiza también una función de protección a los aplanados de cemento, yeso, madera y metal en donde generalmente se le aplica y no solamente como decoración. Existe una diversidad enorme de pinturas por lo que nos debe interesar que estas reúnan las siguientes características:
Rendimiento Cantidad de pintura que se pone por metro cuadrado para una opacidad total.
Opacidad Esto es: en cuantas aplicaciones de la pintura no vemos el substrato. Hay ciertos colores que son transparentes y otros no, sin embargo, la opacidad depende de cuanto bióxido de titanio (pigmento blanco) contienen las mismas. Las pinturas de alta calidad generalmente cubren en una sola capa sobre colores similiares y sobre superficies ya selladas. 460
Lavabilidad Es la característica que tienen las pinturas para resisiter cirto número de ciclos de lavado. Esta propiedad está dada por la cantidad de resina, generalmente vinil-acrílica, que es la resina adecuada para este tipo de pinturas, sin embargo es de mayor costo que la resina vinílica que algunas pinturas contienen y que no son resistentes a ciclos de lavado.
Brochabilidad Una pintura bien formulada se aplica fácilmente y no se chorrea de la brocha ni arroja “pelotitas” de pintura al aplicarse con rodillo.
Dilución Las pinturas modernas generalmente ya vienen listas para usarse y traen de fábrica la viscosidad adecuada para poder ser aplicadas, o utilizan como máximo 10% de agua para ser diluidas. Recuerde: AGEGAR MAS AGUA SIGNIFICA ADELGAZAR LA PINTURA Y SE DEBERAN DAR
MAS APLICACIONES (MANOS) PARA LOGRAR UN
En el campo de la construcción, el barniz tiene doble finali-
CUBRIMIENTO TOTAL DEL SUBSTRATO.
dad: la primera es proteger una superficie, la segunda,
Sellado de la superficie
como recurso decorativo, como es el caso de la carpintería.
Siempre es una buena práctica sellar las superficies en
Existen diferentes tipos de barniz:
donde se aplicarán las pintruas con un sellador adecuado, esto protegerá la pintura del substrato y mejorará el rendimiento de las mismas. Aplique las pinturas sobre superficies limpias, retire cualquier pintura previa en mal estado, resane las grietas exis-
• BARNIZ GRASO. Fabricado con aceite de linaza, resina, aguarrás y secante. • BARNIZ AL ALCOHOL. Como disolvente se utiliza el alcohol, mezclado con resinas del tipo goma; como son la laca, el dammar, etcétera.
aplique la pintura con herramientas adecuadas.
• BARNIZ A LA ESENCIA. Compuesto por resina tipo resinato de cal disuelta en aguarrás.
Barniz
• BARNIZ BITUMINOSO. Constituido por la mezcla de un aceite secante.
tentes, selle la superficie, selecciones bien sus colores y
El barniz es un revestimiento transparente e incoloro. Se forma por medio de una mezcla homogénea de un aceite secante, una resina, una parte de disolvente y cierta cantidad de secante; por lo tanto, carece de colorantes.
Más que barniz es un protector antioxidante o antihumectante. • BARNIZ SINTÉTICO. Comprenden dos grandes grupos: los celulósicos y los vinílico, poliestires y formol-urea. 461
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Capítulo 17 Pisos y pavimentos exteriores Firmes
• Agua
denomina firme a la capa de concreto, ya sea simple o reforzado, que nos proporcionará una superficie de apoyo rígida, uniforme y nivelada, para enseguida poner el material de recubrimiento de piso.
Si se trata de un firme reforzado le añadimos :
Los materiales que componen un firme son:
Sistema constructivo
Se
• Arena • Cemento
• Aditivos • Acero de refuerzo
Antes de colar el concreto hay que confirmar que la compactación del terreno sea la indicada.
• Grava 421
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Figura 17-1. Pisos exteriores. 422
El acabado de un firme será riguroso cuando éste sirva de base a materiales de recubrimiento de piedra natural o artificial. Para no exponer el agregado se mojará con una escoba a fin de obtener un acabado uniforme si el firme termina en escobillado.
Pisos de concreto Figura 17-2. Adocreto. A modo de plantilla se colocará una capa de material pétreo de 10 cm de espesor. El espesor del firme será de 8 a 10 centímetros. Para evitar pérdidas de agua del fraguado antes del colado del concreto se humedecerá el terreno. Para marcar los niveles de acabado se colocarán unas maestras (tabiques), a no más de 2 m de distancia entre maestras, en la misma dirección.
Este tipo de pisos puede ser a base de bloques o losas de pavimentación; su textura puede ser lisa, escobillada, amartelinada, y su color puede ir en la gama de los oscuros. • El espesor puede ser de 38 a 50 mm en lugares de circulación peatonal poco intensa; • entre 50 y 63 mm para zonas peatonales de circulación intensa, entradas y salidas de tránsito rodado o áreas con posibilidad de paso esporádico de vehículos pesados; • de 75 a 100 mm en tránsito medio pesado. 423
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Revestimientos de concreto Los pisos colados en una sola pieza (monolíticos), que tienen como refuerzo una malla metálica electrosoldada que les permite elevar su resistencia mecánica hasta 1,000 kg/m2, son muy eficaces en toda clase de edificaciones.
Tienen una gran resistencia en cuanto al desgaste y proporcionan una muy buena impermeabilización.
Colocación de piezas de cerámica La colocación de cerámica puede ser una buena opción, por
• Además, tienen otra clase de ventajas como es la colocación relativamente sencilla.
la cantidad de ventajas que ofrece, entre ellas, una buena
• Puede llevar diversos tratamientos para su acabado.
ción de humedad.
• Los gastos de mantenimiento son bajos.
Podemos encontrarlos en colores que van desde el marrón
• Tienen gran duración.
claro hasta el rojo, llegando hasta el marrón oscuro ade-
• Tienen baja absorción térmica.
más, no se manchan muy fácilmente y son de fácil limpieza.
• Son adaptables a formas curvas.
Colocación de piezas de otros materiales
Pisos de mosaico Se fabrican a base de cemento y arena fina con una mezcla de cemento blanco y colorante para cemento. Sus tamaños comerciales son de 20 x 20, 30 x 30, 10 x 20, y 15 x 30 cm. 424
resistencia, superficie antiderrapante y muy baja absor-
Las piezas se colocan como rompecabezas, los diseños combinan colores y formas que resisten la compresión, el desgaste, la flexión y la absorción.
La piedra natural resulta otra opción para los pisos, es muy duradera soporta la intemperie. Este tipo de piso puede ser de: • Granito, que es muy duro y compacto, y por ello muy resistente al tránsito pesado. Al ser pulido, se logra una superficie muy brillante y de fácil limpieza. • Piedra caliza, muy rica en colorido y textura, además de ser de fácil manejo . • Pizarra, la cual tiene una gran cantidad de tonalidades y su descomposición es muy lenta.
Adhesivos para cerámica (pegazulejos) Un adhesivo para cerámica es un mortero formulado con cemento, algunas cargas y aditivos. Está diseñado para unir piezas de cerámica o piedras naturales a substratos interiores o exteriores tales como: losas de piso, aplanados de cemento en muros, Tablaroca, Durock, madera así
colocar piezas de cerámica sobre otras piezas ya existen-
como para hacer remodelaciones en donde es necesario
tes. 425
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Consejos Prácticos • Cerciórese que el substrato esta perfectamente limpio y libre de polvo, grasa y rebabas de cemento y mezcla . • Seleccione bien el adhesivo, usted deberá seleccionar el adhesivo dependiendo del tipo de substrato y sobre todo del tipo de pieza de cerámica o piedra natural (cantera, barro, mármol) que desee pegar. Generalmente los adhesivos económicos SOLAMENTE sirven para piezas de cerámica de alta absorición de agua y no tienen buenas propiedades de adherencia debido a su bajo contenido de cemento y aditivos en sus formulaciones. Busque la asesoría adecuada de los fabricantes tanto del tipo de pieza de cerámica a colocar como del fabricante del adhesivo, para la selección correcta de los mismos y recuerde: Un adhesivo deberá ser para toda la vida. • Siga cuidadosamente las instrucciónes de uso que deberán encontrarse en la bolsa del adhesivo seleccionado. 426
• Estas instrucciones generalmente indican la cantidad de agua que se debe poner por bolsa de adhesivo así como la forma de mezclado del polvo con el agua. También indicará que se debe dejar reposar entre 10 y 15 minutos y aplicar con una llana dentada de tamaño adecuado. • Cerciórese que su colocador sigue las instrucciones correctamente.
Existen muchos tipos de colocaciones de piezas de cerámica y de piedras naturales en muy diversas circunstancias y es una parte del proceso constructivo de los terminados finales y que resulta caro, por lo que le aconsejamos que se tome su tiempo para seguir los consejos que aquí le hemos expuesto.
427
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Capítulo 16 Azoteas Losas y pretiles
Son
muchos los materiales empleados en cubiertas, y la cualidad indispensable será su impermeabilidad absoluta; tal vez el más usado sea el concreto. En la actualidad se han agregado nuevas tecnologías que garantizan excelentes resultados. En terminos generales las azoteas son planas o inclinadas.
la lluvia, y canalizarla a nuestra conveniencia para eliminarla. Otro empleo del pretil es el arquitectónico, con el que podemos diseñar la fachada a nuestro gusto (figura 16-1). La pendiente mínima para provocar la salida del agua de la azotea es 2 por ciento para dar la pendiente sobre la losa. Se hace con terrado, que no es más que un material granuloso, de preferencia ligero, como el tezontle, tepetate lige-
En el caso de las planas, requieren desaguarse por medio
ro, etc. La pendiente se calcula multiplicando 0.02 x la lon-
de gárgolas o de bajantes (tubos verticales). El uso de pre-
gitud que recorrerá el agua para evacuarse. Por ejemplo: 5
tiles permite rematar las azoteas para contener el agua de
m (longitud) x 0.02 = 0.10 cm, que son los que habrá que 407
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Figura 16-1. Los pretiles permiten rematar las azoteas y contener el agua de lluvia.
Figura 16-2. La pendiente mínima para desalojar el agua debe de ser 2%.
Figura 16-3. El chaflán evita filtraciones.
elevar con relleno o terrado la parte más alta de la superfi-
En zonas excesivamente lluviosas se optará por losas incli-
cie para que corra libremente el líquido. (figura 16-2).
nadas con bastante pendiente.
No es conveniente provocar grandes distancias al agua
En la unión del elemento vertical (pretil) con el horizontal
para que baje, porque los rellenos se incrementan y causan
(losa y relleno) se construirá un chaflán, de 10 cm por lado
cargas adicionales a la estructura.
en el perímetro de la azotea, cuya proporción del mortero
408
es de 1 : 1 : 1.5 (figura 16-3). El chaflán evitará filtraciones
La azotea está expuesta al tránsito de personas, al locali-
de agua en su unión.
zarse ahí la zona de lavado y tendido, los tinacos de agua,
El pretil se rematará con cejas a base de ladrillo, tabique,
tanque estacionario de gas. Los materiales tendrán resis-
concreto, etc., y tiene por objetivo proteger de la lluvia la
tencia al impacto y abrasión, serán de bajo mantenimiento
cabeza del muro. (figura 16-4).
y fácil limpieza.
Figura 16-4. El pretil protege la cabeza del muro.
Figura 16-5. No permitir que se formen charco en la azotea.
Figura 16-6. Las losas planas acumulan el peso de nieve o granizo. 409
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Se tendrá especial cuidado que no se formen charcos en la
Las soluciones que responden adecuadamente al desalojo
azotea, y de que se desagüe rápidamente, aun con lluvias
de las aguas pluviales en los techos planos son las que
extremas. Eliminando la basura y limpiando las coladeras
incluyen coladeras y tubos verticales (bap). Otra alternati-
continuamente, también sellando las grietas y ranuras visibles, evitarán posibilidades de filtraciones o humedades al interior de la vivienda. (figura 16-5). Si la azotea no está prevista o diseñada para el paso de las personas, evite al máximo transitarla, y sí fuese indispensable hacerlo coloque tablas o láminas previo a las
va es con tubos, canales o gárgolas. La generalidad de las reglamentaciones en el país prohíben el desalojo de las aguas pluviales directamente a la vía pública, por lo cual habrá que considerar el desagüe de las azoteas respetando la restricción. Resumiendo, la proble-
pisadas. Las impermeabilizaciones aparentes son dúctiles,
mática técnico-constructiva del desalojo de las aguas plu-
fácilmente se pueden hundir, agrietar o estrellar dando
viales en losas planas depende de:
lugar a filtraciones futuras, y entre más antigüedad, menos soportarán las pisadas. En clima extremoso, donde existe la posibilidad de nieve o
• La libre dirección y conducción del agua: a través de la pendiente del acabado final con su relleno, pretiles, el libre paso del agua (pasos y conductos).
granizo no especifique losas planas, pues con el peso adi-
• Su fácil captación: con coladeras y ductos.
cional de la nieve al acumularse, se adopta el riesgo latente
• Su rápida eliminación: con caída controlada en bajantes (tubos verticales), con caída libre de forma horizontal con tubos, canales o gárgolas.
de la fisuración de las losas o, en extremo, del colapso de la estructura (figura 16-6). 410
• La elección correcta de los materiales, según sea o no de tránsito.
las de pretil, como su nombre lo indica, adosadas a la unión
Las coladeras de la azotea pueden ser de dos sistemas
Las tuberías que conducen el agua se fabrican en varios
fundamentales: central o de pretil. Las centrales se ubican indistintamente adosadas en la horizontal de la azotea. Y
Figura 16-7. Coladera central o de pretil.
de losa y muro ( figura 16-7). materiales, y cada uno ofrece características específicas a cada problemática: en fierro fundido, lámina galvanizada, PVC, etcétera.
Figura 16-8. Las bajadas se pueden ocultar en los muros.
Figura 16-9. Evitar que pasen por los elementos estructurales. 411
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Los grosores o diámetros del tubo están dados en pulgadas, y el diámetro adecuado depende del volumen de agua a eliminar, y de la superficie de la azotea.
bajante por fuera (aparente) y formar un cajillo o caja pro-
Las bajadas (bajantes) se pueden ahogar en los muros (ocultas), o dejarlas aparentes. Es importante hacer notar que cada caso requiere soluciones constructivas específicas. Así, la fijación de las bajantes para ahogarlas en muros u otro elemento constructivo, se colarán anillando o rodeándola previamente con alambre del núm. 18. (figura 16-8) evitarse al máximo pasarlas por elementos estructurales como trabes, dalas, cimentaciones. Si fuese inevitable, prever pasos reforzados (figura 16-9).
las aguas pluviales de 100 m2 de azotea es 3” (7.5 cm), pero
Aunque la solución de fijación de las bajantes aparentes es sencilla, porque basta fijarlas a distancias determinadas. No conviene dejar las tuberías de PVC descubiertas, sobre todo en climas extremosos, porque al haber en el día temperaturas elevadas, y por la noche temperaturas bajas, se provocan dilataciones hasta llegar a cristalizarse el material con el tiempo (figura 16-10). Una solución es dejar la 412
tectora. (ver figura 16-11). El diámetro que necesita un tubo de bajada para evacuar lo más comercial es 4” (10 cm). En superficies mayores de 100 m2 conviene solucionarlas para que se repartan en varias bajantes y no sobrepasen los 100 m2 por tubo. La justificación técnica es: a mayor superficie de azotea por drenar, serán mayores longitudes, incrementándose los rellenos y tubos de diámetro mayor de 4” (10 cm). No podrían alojarse en los muros aparte de su mayor costo. Si la bajante se va a ocultar (empotrarse en el muro), debe probarse con sumo cuidado, verificando que no exista fuga alguna previo al colado o al aplanado del muro. Cuanto menos recorridos y quiebres haya y con el diámetro adecuado, las bajantes funcionarán correctamente.
Figura 16-10. No dejar tuberias de PVC descubiertas.
Figura 16-11. Cajillo protector de la tubería.
Las bajadas de aguas pluviales no deberán utilizarse para eliminar las aguas negras, ambas estarán separadas. En el de caída libre, sólo se requiere canalizar y captarla en su extremo y vertir por medio de una gárgola, tubo o canal (figura 16-12).
Figura 16-12. Bajada por medio de gárgola. canal o tubo.
Azoteas inclinadas Debemos conocer sus ventajas para decidir su utilización: • Permiten el escurrimiento inmediato del agua. Se recomienda mayor inclinación cuanto mayor sea la precipitación pluvial, granizo o nieve. 413
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• Se evitan los rellenos, aligerándose las cargas a la estructura, haciéndola económica. • No se invierte en coladeras, tubos, pues no se requiere bajante (bap). • Al no transitarse por ellas, sólo se utilizará impermeabilizante, eliminándose el pavimento. • En climas donde el calor del verano es muy intenso y elevado, se incrementará el volumen de aire interno, ayudando a obtener un mayor confort en la vivienda, alzando la cumbrera del techo (figura 16-13). • Las posibilidades de soluciones arquitectónicas de cubiertas son variadas: a un agua, dos, cuatro, etc., incluso mixtas (con losa plana), permitiendo adaptarse a la región con sus características en acabados (teja, madera, ladrillo rústico, etc.) (figura 16-14). Recordando los dos grandes grupos losas: planas (horizontales) e inclinadas (con pendiente).
414
Las losas de concreto con pendiente: pueden presentar agrietamientos, debido a las contracciones de la masa del material o movimientos sísmicos, y lo recomendable es su impermeabilización con material elástico que soporte los agrietamientos debidos a los movimientos en la superficie que cubren. Esta impermeabilización se compone de capas alternas de asfalto, enladrillado, confitillo o arena gruesa, libre de polvo. El acabado final de este tipo de impermeabilización puede darse por medio de una capa de fieltro asfaltado con superficie mineral. El sistema mencionado es el más extendido en la república, económico y de fácil aplicación; sin embargo, existen diferentes sistemas, especificaciones y marcas comerciales.
Losas horizontales Antes de aplicar el sistema impermeabilizante deberá provocarse una pendiente artificial sobre éstas, la cual no podrá ser, en ningún caso, menor de 3 por ciento ejecutándose a
Figura 16-13. Alzando la cumbrera se obtiene mayor volumen de aire interior. base de un relleno y un entortado terminado a llana hasta obtener una superficie tersa lo mismo en la intersección de la losa con muretes, pretiles, tubos ventiladores, bajadas pluviales, etc. (figuras 16-15 y 16-16). Un trabajo correcto
Figura 16-14. Posibilidades de cubiertas. de impermeabilización debe considerar tres puntos elementales: • Elegir el tipo de impermeabilización para las condiciones locales, que sea adecuado al elemento que queremos proteger. La multiplicidad de productos que 415
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Figura 16-15. Pretil de tabicón o block.. 416
Figura 16-16. Pretil de concreto.
Figura 16-17. Pretiles de 40 cm de altura con remate.
Figura 16-18. Base de tinaco o muretes sin remate mayores de 40 cm.
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Figura 16-19. Tragaluz a base de muretes y domo. existen nos dan alternativas tanto en cuanto a costo, como a calidad, garantía, forma de aplicación, rendimiento, etc. (los técnicos especializados podrán guiar la selección). 418
• Adquirir materiales uniformes y de buena calidad, de fabricantes reconocidos. • La mano de obra debe estar formada por contratistas y operarios especializados.
Enladrillado Los enladrillados deben construirse con losetas de barro cocido hecho a mano, pues las comprimidas tienen coeficientes de dilatación muy grandes, que provocarián goteras.
que se usa es generalmente rectangular, se va disponiendo en forma de petatillo, es decir, colocando las piezas en forma perpendicular. Cuando se ha endurecido la mezcla y se puede pisar, se recorre la superficie retirando la mezcla de las juntas con un gancho de acero. Inmediatamente se
Se colocan maestras a distancias no mayores que 2 x 2 m, sobre el entortado, con el fin de definir perfectamente los niveles. Entre tanto, se debe aguachinar el ladrillo dejándolo en remojo durante 24 horas retirándolo del agua unas dos horas antes de comenzar a colocarlo. La colocación se empieza por el ángulo más elevado de la azotea, extendiendo el albañil una cama de mezcla de cal y arena en proporción 1:3 y 10 por ciento de cemento. Dicha capa no debe tener un espesor mayor de 25 mm, ni un área mayor de un metro cuadrado aproximadamente. Enseguida se va asentado el ladrillo, poniéndolo con una de sus caras mayores contra la mezcla y golpeando la parte superior suavemente con el mango de la cuchara. Como el ladrillo
Figura 16-20. Enladrillado. 419
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lava con agua la junta para no dejar mezcla desintegrada y se rellena con lechada fluida de cemento, cal y arena cernida finamente en proporción 1:1. Al empezar a fraguar, se aprieta la lechada con un rayador de fierro o hule, dando como resultado un enladrillado de buena calidad.
Figura 16-21. Junteo de ladrillo.
420
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Capítulo 15 Puertas y ventanas Puertas
• Entrada principal -
Ancho de hoja mínimo, 95 cm. -
Resistente a la intemperie (humedad, calor, frío y viento). -
De poco o fácil mantenimiento.
Las
puertas en la vivienda de bajo costo tendrán como características principales, economía, seguridad, resistencia al medio ambiente (humedad, calor, frío, etc.), bajo mantenimiento y funcionalidad. De acuerdo con la ubicación de la vivienda se determina el material, diseño, tipo de mano de obra y la posibilidad de adquirirlas ya fabricadas (industralizadas). En una vivienda, las puertas tienen requerimientos propios dependiendo del espacio que comuniquen.
• De intercomunicación (recámaras, alcoba, estudio, etc.) -
Ancho de hoja mínimo, 85 cm. -
De poco o fácil mantenimiento. 399
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-
Que evite la absorción de humedad (vapor o agua).
• Cocina y patio de servicio
Figura 15-1. El criterio para obtener el ancho de la hoja: (AH) • Cocina - Con mirilla, de preferencia. - Con doble abatimiento, opcional. - De fácil limpieza de la grasa. - Ancho de hoja mínimo, 85 cm. • Baño - Ancho de hoja mínimo, 75 cm. 400
-
Ancho de hoja mínimo, 80 cm. -
Resistencia a la intemperie, (humedad, calor, frío y viento). -
De poco o fácil mantenimiento.
CA-CH= AH • CA Claro de albañilería. • CH Chambranas. • AH Ancho de hoja. El marco que aloja la puerta puede ser de aluminio, herrería o estructural, madera, etcétera. Por su construcción las puertas son: • DE MADERA
- A base de tablas o tablones
Nota: Se dejará 1 cm libre de arrastre, para cualquier puerta.
- Entablerada - De tambor
Puertas de madera
- En capas de triplay en una sola pieza
Estas puertas pueden ser de tambor o entableradas.
- Puerta vidriera
Las de tambor generalmente se utilizan para interiores, sobre todo por ser livianas. La construcción de este tipo de puertas es a base de un alma de tiras de madera llamada bastidor, forrada por ambas caras con triplay, que puede ser de 3 o 6 milímetros.
- Con persianas - Enduelada. • OTROS MATERIALES - Hierro y otras aleaciones - Aluminio. - Plástico. - PVC - Conglomerados de madera
En cambio, las puertas entableradas ofrecen mayor seguridad, por estar fabricadas con cercos ensamblados a base de espigas y tableros de madera maciza, por lo cual la mayor parte de las veces son utilizadas para puertas de acceso. Los acabados para las puertas de madera son muy variados, pero hay que tomar en cuenta el lugar de colocación de cada una para darle el acabado necesario. 401
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Puertas metálicas
Puertas de aluminio
Las puertas metálicas nos ofrecen gran protección y pue-
Estas puertas son de poca resistencia, a menos que se les
den hacerse en diferentes modelos, ya que el material por
coloque un alma bien reforzada , ya que el material es muy
sí solo al tener buena resistencia se puede trabajar, ya sea
flexible. La ventaja es que son bastante ligeras y requieren
en solera, barrote o lámina. Para alargar su duración, es
mantenimiento mínimo, además de que puede escogerse el
necesaria una preparación antes de pintar y darle manteni-
material en sus tres tonalidades (blanco, anodizado y dora-
miento cada vez que haga falta.
do) sin necesidad de pintar.
Figura 15-2. Tipos de puerta 402
Figura 15-3. Partes de una puerta y su fijación. 403
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• Que exista una excelente solución entre su marco y el muro o elemento donde vaya a ser colocada. • Que haya una buena proporción entre la parte fija y la parte móvil, con los requerimientos de ventilación necesaria. Como se aprecia en las figuras de esta página, hay diferentes sistemas de operar las hojas móviles, y deberá elegirse el más conveniente.
Figura 15-4. Bisagran y can.
Ventanas Las ventanas nos permiten ventilar e iluminar el local. Sus dimensiones dependen del tipo de clima, orientación, el volumen del local, la reglamentación vigente del estado y el
• Que se impida la entrada de agua, aire y polvo, con un perfecto acoplamiento y ajuste entre las piezas móviles y los marcos fijos. • Que se permita la fácil limpieza de los vidrios o la reposición de los mismos en caso de rotura. El material que se elija puede determinar el sistema de ventilación. Cada material ofrece características y ventajas propias, que el consumidor tendrá en cuenta para que se elabore la
espacio de que se trate. Un buen diseño de ventana reunirá
ventana en el taller o la obra, o para adquirir una termina-
las siguientes condiciones:
da.
404
Figura 15-5.Sistemas más comunes para lograr la ventilación en ventanas 405
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En ambos casos, se tendrá cuidado de verificar perfectamente el vano de albañilería terminado antes de elaborar o comprar las ventanas, con el fin de que las medidas sean las correctas.
Ventanas metálicas Las ventanas metálicas están hechas a base de perfiles de fierro, y proporcionan mayor seguridad. Sin embargo, el corte de secciones es bastante restringido, requieren un buen mantenimiento cada determinado tiempo.
Los materiales más usuales son: madera, herrería tubular, estructural, aluminio, PVC, plástico, etcétera.
Ventanas de aluminio
El clima existente repercute de diferente forma en los materiales, consideración que se tomará muy en cuenta (la salinidad, la humedad, el calor y el viento).
A pesar de que la resistencia del aluminio es muy baja en su estado original, se fabrican perfiles rectangulares, redondos y ángulos de lados iguales o desiguales, o tes, que son resistentes a la humedad y no necesitan un recubrimiento especial.
406
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Capítulo 14 Instalaciones Introducción
Agua
El
Lavabo
conocer los elementos básicos en los muebles de baño, cocina y lavabo nos asegura el buen funcionamiento en su uso diario. En cada uso de los muebles se recomienda la solución de la alimentación y desagüe como si estuvieran aislados.
Simbología • Tubería de cobre tipo M 13 mm para agua caliente. • Tubería de cobre tipo M 13 mm para agua fría. • Tubería de PVC 40 mm para desagüe.
Materiales • 2 alimentadores de cobre o latón cromado; • 2 reducciones Bushing de cobre 13 x 10; 377
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Figura 14-1. Planta de lavabo. Figura 14-2 Vista lateral y frontal de lavabo.
• 2 chapetones de latón; • 2 llaves individuales o una mezcladora para lavabo; • 1 cespol de PVC 32 mm para lavabo; • 1 conector cespol de PVC 40 x 32; • 1 chapetón de latón cromado de 40 mm; 378
• 2 soportes para lavabo; • 4 taquetes; • 4 pijas; • 1 cinta de teflón o cordón grafitado; • 1 porta cadena cromado y tapón; • 1 conector cespol para lavabo.
Regadera Aunque el uso de la tina es preferencial para algunas personas, el de la regadera es el más común por su economía y facilidad constructiva, además requiere un mínimo de espacio, aconsejable de 0.80 m de ancho y de fondo. Se debe dejar 2 m entre la cebolla o salida de la regadera y la base del tinaco, esto nos asegura una buena presión hidráulica en el baño.
Simbología
• Tubería de cobre tipo M 13 mm para agua caliente. • Cespol de PVC con coladera.
Materiales • 1 cespol de PVC con coladera; • 1 cebolla de regadera; • 1 chapetón de latón cromado 13 mm; • 2 llaves de empotrar; • 2 chapetones de latón cromado 21 mm. Nota: Usar regadera con ahorrador de agua.
• Tubería de cobre tipo M 13 mm para agua fría.
379
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Figura 14-3. Planta de la regadera. 380
Figura 14-4 Vista frontal y lateral de las instalaciones hidráulicas
Inodoro La gran variedad de inodoros que existen en el mercado nos permite elegir el que se adapte a nuestra economía.
• 1 alimentador de 10 mm de diámetro; • 1 reductor Bushing de cobre de 13 x 10 mm de diámetro; • 1 lote de mastique.
Ahorrar agua es imprescindible, sin importar donde habitemos. Por ello, se debe instalara un inodoro con capacidad de 6 litros. Cuando se instale en entrepiso la solución de desagüe, se cuidará de tal manera que quede dentro de la charola o falso plafón, en su caso.
Simbología • Tubería de cobre M 13 mm. O. A. F. • Tubería de desagüe de 100 mm de diámetro.
Materiales • 1 junta PROHEL de 100 mm; • 2 o 4 taquetes de fibra de vidrio plomo; • 2 o 4 pijas para WC; • 2 o 4 tapapijas;
Figura 14-5 Planta del inodoro. 381
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Figura 14-6 Vista lateral del inodoro y desagüe. 382
Figura 14-7 Vista frontal del inodoro y desagüe.
Lavadero Su funcionamiento es muy sencillo, sólo requiere una alimentación y un desagüe. Sí el desagüe desemboca en una coladera bordeada por un sardinel perimetral, facilita rescatar la ropa arrastrada en el tubo o quitar la prenda que obstruya el conducto.
Simbología • Tubería de cobre tipo M 13 mm para agua fría. • Tubería de PVC para desagüe 25.4 mm.
Materiales • 1 llave nariz de 13 mm de bronce; • 1 coladera de fofo para desagüe 15 x 15.
Figura 14-8 Planta del lavadero. 383
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Figura 14-9 Vista lateral del lavadero. 384
Figura 14-10 Vista frontal del lavadero.
Fregadero El desagüe del fregadero necesita mantenimiento continuo al tener que retirarse constantemente los sólidos que se depositan en su interior e impiden la libre circulación del agua hacia el drenaje. Al pasar al drenaje los sólidos (grasas) van a provocar tapones en la tubería; ello se evitará construyendo una trampa de grasas en las salidas del desagüe del fregadero.
• 1 chapetón de latón cromado de 38 mm; • 2 llaves individuales o mezcladora para fregadero.
Simbología • Tubería de cobre tipo M 13 mm para agua caliente. • Tubería de cobre tipo M 13 mm para agua fría. • Tubería de PVC 38 mm para desagüe.
Materiales • 1 cespol de plomo semejante para fregadero con registro a la pared de 38 mm; • 1 rejilla y contra para fregadero de 38 mm; • 2 alimentadores de cobre o latón cromado; • 2 chapetones de latón cromado de 18 mm;
Figura 14-11 Planta del fregadero. 385
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Figura 14-12 Vista lateral del fregadero. Una buena solución de instalaciones hidráulica y sanitaria es aquella que reúne el mayor número de muebles de baño, cocina y un muro común. 386
Figura 14-13 Vista frontal del fregadero. El drenaje debe ser lo más directo posible, con el menor número de piezas y el mínimo de quiebres.
Figura14-14 En nuestro ejemplo se observa lo recomendable.Sin embargo las posibles soluciones son diversas de acuerdo con las necesidades particulares.Siempre hay que tomar en cuenta que, cuanto más compacta sea la instalación hidráulica sanitaria, más económica resultará. 387
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Figura 14-15 Se ilustran los isométricos hidráulico y sanitario, del ejemplo anterior, apreciándose las piezas que intervienen en cada uno de los muebles. 388
Gas En las instalaciones de gas doméstico se ha generalizado el uso de tuberías de cobre, por las ventajas que se obtienen tanto en su realización como en su funcionamiento y seguridad. Se puede elegir entre tubería de temple rígido y flexible. Todos los materiales, trabajos, pruebas y muebles deberán ajustarse a las indicaciones de los instructivos que norman las actividades en materia de gas lp y gas natural dados por las dependencias responsables de la localidad.
Tanques portátiles Para el uso doméstico, vienen con capacidades de 10, 20, 30 y 45 kg. Deberán estar localizados en lugares bien ventilados, a salvo de golpes o maltratos y con acceso directo para el personal de inspección y el personal de servicio de la empresa gasera.
Deberán estar soportados debidamente, alejados un mínimo de 10 cm del paño de cualquier muro, y contar con las válvulas de regulación de presión y de cierre que indica el reglamento.
Aparatos de consumo Además de las válvulas de control, es obligatorio instalar una llave de corte con maneral de cierre a mano, antes de cada aparato de consumo (hornos, estufas, calentadores, etc.) instalado en la tubería rígida. Cuando la totalidad de la instalación sea de cobre flexible, se podrá instalar la llave de paso en la tubería flexible, debiendo quedar firmemente sujeta al muro con abrazadores o grapas a ambos lados de la llave. Cuando las condiciones de instalación y aparatos no permitan la colocación de una llave de corte accesible para cada aparato, se instalará una llave de corte mediante la cual se pueda controlar la totalidad de los aparatos. Los aparatos instalados en el interior de la vivienda deberán localizarse 389
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de manera de permitir una ventilación satisfactoria para impedir que el ambiente se vicie con los gases de combustión, y sin que exista corrientes excesivas de aire que puedan apagar los pilotos o quemadores.
Calentadores Queda prohibida su instalación en cuartos de baño y dormitorios. Se instalarán en sitios al aire libre, con soportes que proporcionen al calentador un apoyo rígido que no requiera la ayuda de las tuberías de agua o gas para lograr su equilibrio estable. Sus controles quedarán fácilmente accesibles para su operación y mantenimiento, y se les dará la protección necesaria para que el viento no apague el piloto. Cuando el único lugar disponible para su instalación sea la cocina, deberá colocarse una chimenea para desalojar los gases producto de la combustión.
Figura 14-16 Planta para instalaciones de gas y muebles domésticos. 390
Por su funcionamiento, los calentadores son semiautomáticos, automáticos y de paso. Las capacidades dependen del volumen de agua caliente que se vaya a ocupar o del número de muebles que haya que alimentar. Los hay de 40,
Figura 14-17 Planta del calentador.
60 y 80 litros, aunque existen de mayor capacidad. La alimentación al calentador debe ser directa del tinaco.
Simbología • Tubería de cobre tipo M de agua caliente. • Tubería de cobre tipo M de agua fría.
Materiales • 2 tuercas unión de cobre; • 1 válvula de compuerta;
Figura 14-18 Vista frontal del calentador. 391
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• 1 válvula de seguridad; • 2 conectores cobre rosca interior. NOTA: La tubería aparente será de fierro galvanizado Ced. núm. 40.
Electricidad La instalación eléctrica es la combinación coordinada de diferentes dispositivos para transmitir y controlar la energía eléctrica desde el medidor de la vivienda hasta el foco o aparato que se va a utilizar. En la planeación de la instalación eléctrica, conviene separar en circuitos independientes los arbotantes y las salidas de contactos. La carga máxima de cualquier circuito será de 2,000 watts. En la tabla de cuadro de cargas se muestran los valores en watts de esos elementos.
Figura 14-19 Vista Lateral del calentador. 392
Los conductores de la energía eléctrica son los cables o alambres.
Un conductor puede canalizar por línea abierta o en tubería. El tubo conduit es el empleado para alojar en su interior a los conductores. La tubería puede ser metálica (hierro o aluminio) y no metálica (termoplástico). En el tendido de las tuberías se buscará el menor desarrollo posible y, además, cumplir las siguientes condiciones: • Registrarse únicamente en las cajas de conexiones. • El radio de las curvas no debe ser inferior a seis veces el diámetro de la tubería (excepto en el tubo de 13 mm, que deberá tener un radio mínimo de ocho veces el diámetro). • En un tramo de tubería entre dos registros continuos no habrá más de dos curvas de 90º o su equivalente.
Figura 14-20. Proyecto resuelto y simbología de instalación eléctrica.
• Las curvas y dobleces de la tubería deberán hacerse cuidadosamente con la herramienta adecuada, evitan393
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do que disminuya la sección aprovechable en cualquier lugar del tubo debido a deformaciones.
El diámetro de los conductores depende de la intensidad de
Las cajas de conexiones deberán ser de lámina de acero galvanizado, con un calibre de lámina no menor del Núm. 16, y tener dimensiones adecuadas a las tuberías y a las conexiones que habrán de contener; su profundidad mínima será de 32 milímetros.
cable. No se deberá usar calibres menores del número 12
Las cajas de conexión o registro instaladas a la intemperie o expuestas al agua serán del tipo conduela, con empaque y tapa a prueba de agua.
corriente, de la temperatura de trabajo y de la longitud del para iluminación o contactos. Aplicación del ejemplo del proyecto resuelto.
Fosas sépticas En sitios donde no se cuenta con una red del alcantarillado en la cual pueda especularse el vertido de las materias y líquidos residuales que transportan las conducciones de desagüe es conveniente instalar tanques subterráneos
Cuadro de Cargas
herméticos de formación, a los que se les conoce con el
Circuito
1
2
Total watts 125 w
125 w
1
2
180 w
375
3
Carga total
394
(w)
540
915 w
nombre de fosas sépticas. Es fácil entender que dichos tanques se construyen siempre y cuando en las casas exista provisión suficiente de agua y que como mínimo se disponga en los inodoros de una corriente de agua de 10 litros.
Figura 14-21. Sistema para el tratamiento de aguas negras. Una antigua fosa séptica con pozo de absorción se puede transformar muy fácilmente, al sustituir el pozo por un campo de oxidación. 395
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La función de la fosa séptica es separar los sólidos pesados y ligeros del agua negra, dejando un residuo de agua que puede eliminarse sin problema de salud o contaminación. La antigua fosa séptica en la que el agua de salida se enviaba a un pozo de absorción es incorrecta, pues las aguas que salen de las fosas sépticas pueden escurrirse hasta los mantos freáticos, que son ríos o lagunas subterráneos, de las cuales muchas veces extraemos el agua para nuestras casas. El sistema constructivo de una fosa séptica se realiza excavando una fosa de las siguientes dimensiones: • Largo: 2.20 m
El tamaño de la fosa depende del número de personas que viven en la casa. En el fondo de la excavación se cuela una losa de concreto de 10 cm de espesor, con varillas del número 3 a cada 30 cm, tanto a lo largo como a lo ancho. Dicha losa debe tener una pendiente de 10 por ciento. A partir de la losa se levantarán muros de tabique de 15 cm, reforzándolos con una dala de concreto de 15 x 15 cm a la mitad de la profundidad. El agua que se encuentra en la fosa debe de tener una altura de 1.10 medida desde el tubo de la entrada. La tapa de concreto deberá tener un hueco de 50 x 50 cm
• Ancho: 1.20 m
que permita revisar la fosa y sacar los lodos cuando se
• Altura: 1.70 m
requiera.
La tapa de concreto será de 1.20 x .55 x 0.08 cm con una dala perimetral de concreto de 15 x 15 cm y la losa de concreto de 2.20 x 1.20 x 0.10 396
El tamaño del pozo de absorción debe de ser tal que un hombre pueda entrar al fondo del mismo y quedar 1.50 m arriba del agua del subsuelo.
En la fosa séptica se dejará un tubo de ventilación para dejar escapar los gases que se forman dentro de la misma. La ubicación de la fosa será lo más lejos posible de la casa, cuando vaya a empezar su funcionamiento hay que llenarla de agua. A la fosa séptica hay que revisarla cada año para verificar que sigue con buen funcionamiento. El tanque séptico debe detener el agua proveniente del drenaje el tiempo suficiente para que las bacterias anaeróbicas digieran la materia fecal y otras sustancias orgánicas. Los expertos estiman que ese periodo es de tres a cinco días. Anteriormente se deciá que bastaban 24 horas. Ahora se sabe que son insuficientes. Esto se supo en los años sesenta, cuando se estudiaron a fondo las cuasas por las cuales se tapaban los campos de oxidación, y se encontró que ello sucedía porque las aguas de salida contenía demasiados sólidos. Entonces se sugirieron modificaciones a la forma y tamaño de la fosa, para
Figura 14-22. Fosa de tres compartimientos. dar a las bacterias más tiempo para comer las heces y disolver las natas. 397
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El cambio principal en el diseño fue hacer la fosa más ancha y con tres compartimientos, de manera que pareciera un viejo río profundo y serpenteante. Tabla 14-1. Tamaño del tanque séptico. Consumo diario de agua Número de usuarios Litros acumulados en tres días Capacidad del tanque séptico
398
150 litros 4 personas 1800 litros 1800 litros
Una familia de cuatro que gasta 150 litros por persona debe tener un tanque séptico con una capacidad de 1800 litros, suficiente para que el efluente permanezca tres días en el tanque antes de salir. En tanto que una fosa para 10 personas debe tener una capacidad de 4500 litros. Obviamente, estos tamaños son un poco mayores que las fosas calculadas para un periodo de retención de 24 horas, que actualmente se estima insuficiente.
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Capítulo 13 Escaleras
Las
escaleras son estructuras de enlace que sirven para comunicar diferentes niveles. Sus elementos principales son la estructura sustentante y los escalones. El peralte será de 18 cm como máximo, la huella no debe ser menor de 28 cm y el ancho mínimo de la rampa debe ser de 90 cm. La escalera de un tramo es la más sencilla y elemental (figuras 13-1 y 13-2), también existen escaleras formadas por dos tramos, de ida y vuelta, compuesta por dos tramos paralelos y de sentido contrario, unidos por un descanso.
espacio para colocar una escalera de tramos rectos. Su planta es circular o en forma de elipse para este tipo de escalera, es importante el diámetro que vaya a tener, como mínimo se recomienda 1.50 metros. La construcción de la mayoría de tramos de escalera incluye el uso de una rampa de concreto colada en forma continua. Aun en el terreno más estable, se aconseja emplear armadura de refuerzo que proteja de asentamientos diferenciales. Cuando la escalera esté flanqueada por
Existen también las llamadas escaleras de caracol o heli-
muros, mejorará la apariencia general y la estabilidad
coidales, utilizadas en lugares donde no se dispone de
estructural al empotrar los pedaños en los mismos. 367
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Figura 13-1. Escalera recta de un solo tramo de media vuelta, comunica la planta baja con el primer piso. Es posible continuarla con el mismo sistema para comunicar más pisos. 368
Figura 13-2. Escalera recta de dos tramos en sentidos encontrados de media vuelta comunica la planta baja con el primer piso. Es posible continuarla con el mismo sistema para comunicarmás pisos.
369
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Para el cálculo de la escalera se necesita tomar en cuenta los siguientes datos: • La altura que hay que salvar de piso a piso entre dos niveles consecutivos. • El tipo de escalera que se requiera realizar.
Diseño de la escalera Para conocer el número y dimensión de las huellas y peraltes de las escaleras, hay que tener en cuenta los siguientes puntos: • Mídase la altura que hay entre el piso donde arranque la escalera y el piso inmediato superior. Cuando las losas y pisos no tienen aún el recubrimiento –cemento, mosaico, etc.- se aumentan unos 5 centímetros a la altura que se va a medir, ya que de no hacerlo el primero y el último escalón, quedarían de diferente peralte. • Una vez medida la altura vertical, véase la tabla que se anexa para determinar las dimensiones de la escalera: 370
Figura 13-3. Escalera de caracol, de tramo curvo, de rampa helicoidal y peldaños integrados.
minado, incluyendo el espesor del material que se va a colocar, mosaico cerámica, loseta vinílica. Sobre una línea horizontal se marca la medida de la huella, a partir de la primera huella se levanta una línea vertical, sobre la cual se mide la altura del peralte y así cada huella y cada uno de los peraltes hasta trazar todo el perfil de la escalera. Debajo de la línea de los escalones se traza el ancho de la
Figura 13.4 La escalera debe permitir subir y bajar con comodidad y seguridad. el número de peraltes y huellas así como sus dimensiones.
Trazo
losa o rampa de la escalera. Las piedras más recomendadas para ser utilizadas sobre todo para huellas, son granito y basalto. Por su versatilidad, flexibilidad, economía, y sobre todo por sus posibilidades de fabricación in situ, el concreto armado se utiliza con mayor frecuencia. Además, sus acabados
Para construir una escalera, es necesario trazar sobre el
pueden ser diversos si se lo combina con otros materiales:
muro una línea horizontal que indique el nivel del piso ter-
cerámica para huellas, etcétera.
madera para huellas y barandal, acero para barandal, 371
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Figura 13-5. La huella nunca debe ser menor de 25 cm y el peralte no debe ser mayor de 18 cm. El ancho mínimo de una rampa debe ser 90 cm.
372
Tabla de medidas de escaleras Altura del entrepiso
Número de huella de 30 cm
Altura del peralte
Número de peraltes
2.20
12
16.9
13
2.25
12
17.3
13
2.30
12
17.7
13
2.35
13
16.7
14
2.40
13
17.1
14
2.45
13
17.5
14
2.50
13
17.8
14
2.55
14
17
15
2.60
14
17.3
15
2.65
14
17.6
15
2.70
14
18
15
2.75
15
17.2
16
2.80
15
17.5
16
2.85
15
17.8
16
2.90
16
17.1
17
2.95
16
17.4
17
3.00
16
17.6
17
La profundidad de la huella en todos los casos es de 30 cms. 373
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Figura 13-6. La escalera más comoda es la que tiene 17 cm de peralte y 28 ó 30 cm de huella, con una pendiente en la rampa de 30 . o
374
Figura 13.7 Elementos y refuerzos de la cimbra para construir una escalera. 375
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Las escaleras pueden ser de diversos materiales, dependiendo de su uso y ubicación, de la sensación que se requiera dar. Así, el acero proporciona muchas veces soluciones audaces y de aspecto ligero si se trabaja en chapa y/o perfiles, mientras que la madera da un aspecto tosco por los grosores que se utilizan. Las escaleras mixtas de acero y madera permiten mejorar la utilización de ambos, dándole el acero la función estructural mientras que la madera le da vista.
Figura 13-8. Cimbra para escalera. 376
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Capítulo 12 Techos y entrepisos Introducción
La
vivienda tiene como elemento esencial la cubierta, al grado de utilizarse como sinónimo de ésta; la ilusión de toda familia es tener un techo bajo el cual vivir. La edificacion de cimientos y muros en la vivienda tienen sus problemas pero el elemento más delicado y expuesto a fallas de servicio o total es el techo, por eso la importancia de pensar bien su solución y ejecución. En la actualidad existe aún gran variedad de cubiertas, unas muy antiguas que han sido heredadas por la costumbre, y
otras de nueva creación que se han generado aprovechando el desarrollo de sistemas constructivos e industriales. Por su geometría, las cubiertas pueden distinguirse como bóvedas, losas horizontales, techos inclinados, cascarones, lonarias, etc. Por el material con que se construyen los techos se pueden mencionar los que están hechos con métodos tradicionales como los techos de vigas y cubierta de madera, etc. (figuras 12-1) Los métodos constructivos más usados en la actualidad son las losas macizas de concreto reforzado, de vigueta y bovedilla, etc. (figuras 12-2, 12-3, 12-4, 12-5 y 12-6). 339
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Figura 12-1. Techos tradicionales de diferentes materiales.
340
Figura 12-2. Las cargas en la losa se distribuyen a los apoyos en una dirección.
La ventaja de las losas planas es que facilita su utilización como entrepiso o azotea, pero las cargas se transmiten por medio de esfuerzos flexionantes, el menos eficiente de los trabajos estructurales, con un consumo de materia inerte muy alto para obtener el peralte que permita ofrecer un momento resistente similar a la demanda solicitada por la fatiga. Las dimensiones aceptables son menores de 5 metros; cuando los claros son mayores se tiene que recurrir a la
Figura 12-3. Las cargas en la losa de distribuyen a los apoyos en dos direcciones.
utilización de trabes o vigas que dividan el trabajo y transmitan los esfuerzos a los extremos. El trabajo estructural en dos direcciones es el más recomendable en cuanto a la eficiencia estructural, y se realiza cuando el techo es de forma aproximadamente cuadrada y se apoya en las cuatro direcciones para transmitir las cargas hacia todos los elementos de apoyo que la soportan. El trabajo estructural en una sola dirección es más desfavorable y se realiza cuando la losa tiene una proporción 341
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Figura 12-4. Losas en una dirección.
alargada o los apoyos están dispuestos paralelamente, con
En este capítulo se tratarán solamente losas o techos cons-
separaciones entre sí, pequeñas en comparación con su
truidos por métodos industriales, de geometría plana,
longitud, apoyadas en un solo sentido.
seleccionando el caso de losa maciza de concreto reforza-
342
Figura 12-5. Ejemplo típico de losa de concreto reforzado, que presenta el caso de un tablero rectangular donde todos los bordes reciben carga.
do como representativa del trabajo estructural en dos direcciones, y el de losa de vigueta de concreto y bovedillas como ejemplo de trabajo estructural en una sola dirección. (ver nota 1).
Figura 12-6. Losa de vigueta y bovedilla.
Las losas macizas de concreto consisten en una placa de concreto cuyo espesor varía comúnmente entre 8 y 15 cm, colada monolíticamente con toda o parte de la estructura que la soporta. Esta placa de concreto se refuerza con varillas corrugadas de acero para uso estructural, dispuestas 343
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en forma especial de acuerdo con la carga que soportan, las dimensiones de cada tablero, el espesor de la losa y la resistencia del concreto que la constituyen (figura 12-7). Nota 1 . Lo mencionado anteriormente es válido cuando las losas están apoyadas a lo largo de sus bordes, ya sean muros, dalas, cadenas o trabes. Si las losas o techos tienen apoyos sólo en columnas aisladas o en muros y columnas combinados, voladizos, etc., el trabajo estructural será distinto al descrito anteriormente y su descripción queda fuera de los objetivos de este manual.
Figura 12-7. Losa de concreto reforzado. 344
Por experiencias en estructuras destinadas a viviendas, se ha podido comprobar que las dimensiones de los tableros de losas que ofrecen mayor economía en materiales, cimbra y mano de obra son los tableros cuadrados o rectangulares continuos con relación ancho o a largo entre 1 y 2, con dimensiones por lado que varían entre 2.50 y 4.00 m. Estas dimensiones dependerán de la distribución del proyecto arquitectónico, sin embargo, en el proyecto sugerido en el capítulo 4 se utilizan las dimensiones óptimas para losas. ( figura 12-8). El espesor de la losa será el primer parámetro por definir una vez que hayan sido establecidas las dimensiones del tablero. Este espesor podrá definirse dependiendo de las dimensiones del tablero y de la carga a que estará sujeta la losa, donde para los fines del capítulo sólo distinguiremos entre losas de cubierta o azotea y losa de entrepiso (figura 12-9 y tablas 12-1 y 12-2) llamaremos azotea a aquella que recibirá carga viva sólo ocasionalmente, y entrepiso a la que deberá resistir cargas mayores a su propio peso.
Figura 12-9. Losa de cubierta y entrepiso.
El peralte se puede establecer utilizando las tablas 12-1 o 12-2, según corresponda. Se escoge la zona donde se unen las líneas que corresponden a las dimensiones de los lados A y B.
Figura 12.8. Losa cuadrada y rectangular.
El siguiente paso será determinar el refuerzo, la cantidad de varillas necesarias de acuerdo con el peralte seleccionado y con la carga que soportará la losa. Para lograrlo, se 345
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Tabla 12-1. Determinación de peraltes en losa de entrepiso.
determinará el refuerzo considerando por separado cada una de las dos direcciones del tablero, usando el claro libre de la losa, es decir, la distancia entre los dos bordes paralelos que sirven de apoyo en esa dirección (tabla 12-3). Para cada dirección se determinará la cantidad de acero en el lecho inferior y en cada extremo del tablero en el lecho 346
Tabla 12-2. Determinación de peraltes en losa de azotea.
superior usando la tabla 12-3; se determinará según el peralte de la losa, el número y separación de varillas necesario (figura 12-10). Para la construcción de la losa, generalmente será necesario construir una cimbra de madera, que sea capaz de soportar el peso del concreto fresco, las varillas y los tra-
Tabla 12-3 Número y separación de varillas necesarias en la losa
Dirección claro corto
Dirección claro largo
Claro libre de la losa (m)
Espesor de losa (cm)
2.50
2.75
3.00
3.25
3.50
3.75
4.00
Refuerzo lecho superior borde continuo
8
# 3020
#3020
-
-
-
-
-
10
-
#3020
#3020
#3020
-
-
-
12
-
-
#3020
#3030
#3030
#3030
3020
Refuerzo lecho inferior centro claro
8
#3020
#3020
-
-
-
-
-
10
-
#3030
-
-
-
-
-
12
-
-
-
-
#3030
#3020
#3020
Refuerzo lecho superior borde discontinuo
8
#3020
#3020
-
-
-
-
-
10
-
#3030
#3020
#3020
-
-
-
12
-
-
#3030
#3030
#3030
#3020
#3020
Refuerzo lecho superior borde continuo
8
#3020
#3020
-
-
-
-
-
10
-
#3030
#3020
#3020
-
-
-
12
-
-
#3030
#3030
#3030
#3020
#3020
Refuerzo lecho inferior centro claro
8
#3020
#3020
-
-
-
-
-
10
-
#3030
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#3030
-
-
-
12
-
-
#3030
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#3030
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Refuerzo lecho superior borde discontinuo
8
#3020
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-
-
-
-
-
10
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#3030
#3020
#3020
-
-
-
12
-
-
#3030
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#3020
#3020
Nota: Las celdas de la tabla que no tienen armado corresponden a condiciones no recomendables. 347
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Figura 12-10. Varillas de refuerzo en el lecho superior e inferior de la losa.
bajadores de la construcción mientras el concreto alcanza un fraguado y resistencia final.
Estos bastones se colocarán con las dimensiones mostradas en la figura 12-11.
Sobre la cimbra se colocarán las varillas del lecho inferior, para lo cual se recomienda colocar primeramente en una dirección varillas paralelas a todo lo largo de la losa (en todos los tableros en una dirección) separados por 60 cm. Después, dependiendo de las separaciones de varilla calculadas, se colocarán bastones o varillas rectas en cada tablero para completar las varillas necesarias.
Se repetirá la misma operación para todos los tableros pero ahora en la dirección perpendicular.
348
Habiéndose colocado todas las varillas del lecho inferior en las dos direcciones, se procederá a calzar o levantar las varillas para darles un recubrimiento al separarlas de la cimbra de tal forma que durante el colado pueda penetrar el concreto entre las varillas y la cimbra. La separación
Figura 12-11. Bastones para una losa de concreto.
adecuada será aquella que corresponde al tamaño máximo
de concreto fabricados especialmente para ese fin con
de la grava (agregado grueso) que se usará, que para
alambre ahogado. No es recomendable el uso de piedras o
casos como losas de uso habitacional es comúnmente de
pedazos de madera (figura 12-12).
15 mm.
El armado del lecho superior se hará con bastones o vari-
La separación debe darse con elementos separadores que
llas rectas dependiendo de la cantidad necesaria, según la
no se muevan fuera de su lugar durante el colado y pueden
tabla 12-3, en cada borde de la losa, con las dimensiones
ser pedazos de varilla amarrado o bien pequeños bloques
indicadas en la figura 12-13. 349
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Figura 12-12. Calzas de varillas del lecho superior.
Figura 12-13. Longitud de las varillas “bastones” para cada borde de la losa. 350
Para los tableros de losa de orilla en los que el borde de la losa no es continuo, deberá usarse la misma dimensión anterior pero colando un anclaje en escuadra o gancho. figura 12-14. Es muy importante que las varillas del lecho superior estén colocadas lo más cercano posible al nivel superior de la losa, para la cual es común habilitar y colocar silletas hechas con varilla doblada y colocada en separaciones lo suficientemente cercanas entre sí para garantizar que permanecerán en el
mismo sitio durante el colado del concreto, aunque sean pisadas por los trabajadores durante este proceso. No se recomienda el uso de maderos o piedras para este fin. (figura 12-15) Otra opción es reforzar la losa con malla soldada que tiene la ventaja de requerir poca mano de obra y es más económica que la varilla. (Tabla 12-4) Tabla 12-4. Refuerzo de losa con malla soldada Refuerzo en ambos claros Claro corto (m)
2.50
3.00
3.50 4.00
Claro largo (m)
Espesor de losa (cm)
Lecho inferior Centro de claro
Lecho superior Borde continuo y discontinuo
2.50
8
66-66
66-66
3.00
8
66-66
66-66
3.50
10
66-44
66-44
4.00
10
66-44
66-44
3.00
10
66-44
66-44
3.50
10
66-44
66-44
4.00
10
66-44
66-44
3.50
10
66-44
66-44
4.00
12
66-44
66-44
4.00
12
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66-44
Figura 12-14. Borde de losa de orilla. 351
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Figura 12-15. Silletas para calzar las varillas del lecho superior.
El proceso de colado del concreto se hará en la forma usual según se ha descrito en otros capítulos, sólo que en este caso se recomienda colocar el concreto con más cuidado en los lugares de difícil acceso, por ejemplo sobre las trabes o en lugares donde haya castillos. En estos casos, se recomienda utilizar un vibrador especial mecánico o eléctrico, o utilizar varillas y picar la zona exhaustivamente para evitar que se formen huecos en el concreto. Es de suma utilidad en la nivelación del concreto el uso del escantillón de varilla, con una marca con alambre bien 352
apretado, para controlar que el espesor de la losa sea siempre el mismo.(figura 12-16). El apisonado se realiza con un pisón de mano, golpeando la superficie ligeramente, para cerrar las grietas naturales de fraguado (especialmente en lugares cálidos). (figura 12-17). Al concluir se iniciará el proceso de curado, que consistirá en regar con agua o cubrir con papel o plástico el concreto para que se mantenga húmeda la superficie, como mínimo
Figura 12-16. Escantillón para controlar el espesor de la losa.
Figura 12-17. Apisonado del concreto
durante siete días, con el objeto de que el material no pierda bruscamente su contenido de humedad, se presenten fisuras indeseables y no alcance la resistencia esperada. (figuras 12-18 a, b y c). 353
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Figura 12-18. a) Curado del concreto por humedecido constante
b) Curado y protección del colado con papel o cartón
Losas de vigueta y bovedilla Se forman básicamente por dos elementos prefabricados, la vigueta y la bovedilla, sobre los cuales se vacía una losa 354
c) Curado y protección del colado con polietileno
de concreto de pequeño espesor denominada capa de compresión.
Las bovedillas pueden ser de diferente material, dimensiones y peso dependiendo del fabricante. Las hay de poliestireno (unicel) que son las más ligeras y más aislantes, de arena-cemento que son las más pesadas pero generalmente las más económicas y también las hay de barro. Las viguetas pueden ser pretensadas de alma llena (ver figura 12-19) o reforzadas de alma abierta (ver figura 1219). En estas últimas, el fabricante solo les hace un colado
en la parte inferior que servirá de apoyo para las bovedillas quedando expuesto el acero de la parte media y superior que permitirá tener mejor adherencia con el concreto colado en la obra. El fabricante surte las viguetas con la resistencia necesaria de acuerdo al claro y cargas de cada losa, de manera, que ya no es necesario colocar más acero en la obra, a excep-
Figura 12-19. Viguetas de concreto pretensadas de alma llena o reforzadas de alma abierta. 355
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ción de la malla soldada que se debe colocar en lo que se denomina capa de compresión. Según sean la forma y el material, las bovedillas ofrecen un buen aislamiento térmico y acústico. Las viguetas pretensadas o de alma llena son elementos largos y esbeltos de sección transversal, en forma de ‘‘I’’ fabricadas industrialmente con concreto de alta resisten-
Figura 12-20. Viguetas pretensadas de alma llena. 356
cia y alambres de acero pretensados. Se adquieren según la medida exacta del claro a centros de los apoyos y no se pueden cortar o ajustar en la obra. (figura 12-20). Las viguetas de alma abierta son armaduras de acero de forma triangular, en donde la base del triángulo se ahoga en un patín de concreto. Su fabricación se hace indistintamente, en la obra o industrialmente pudiéndose ajustar su longitud al recortarlas fácilmente en la obra. (figura 12-21).
Figura 12-21. Tipos de bovedillas
Los claros en este tipo de losa que ofrecen mayor economía varían desde 2.50 hasta 4.50 m, según el fabricante. Para construir una losa de vigueta y bovedilla no es necesario construir una cimbra completa, sin embargo, es necesario colocar un apuntalamiento para todas las viguetas en los extremos y un apuntalamiento en el centro del claro, sólo para claros mayores de 3 metros. (figura 12-22). Se colocan puntales de madera de 4 pulgadas por 4 pulgadas y largueros de apoyo y nivelación de 4 pulgadas por 4 pulgadas. Este apuntalamiento se coloca a cada 1.50 m y podrá retirarse a los 7 días del colado de la capa de compresión. Se colocan las viguetas paralelas a partir del muro de arranque, apoyándolas por lo menos 5 cm en los muros a una distancia tal que pueda colocarse una bovedilla entre ellas, y después se coloca otra en el extremo opuesto a manera de escantillón. (figura 12-23). Se colocan las bovedillas de los extremos para dar la separción correcta entre viguetas. (figura 12-24 ).
Se colocan las bovedillas, procurando que queden bien asentadas y ajustadas, tanto como sea posible. (figura 1225). Se hacen las instalaciones eléctricas y sanitarias. (figura 12-26) Debe tenerse el cuidado de colocar andadores o pasillos sobre las viguetas para evitar pisar las bovedillas, ya que pueden romperse y ocasionar un accidente. (figura 12-27). Terminada la colocación de viguetas y bovedillas se procederá a colocar una capa de malla electrosoldada 66-1010 (es decir alambres núm. 10 en ambas direcciones, separados 15 cm entre sí) o bien una parilla de varilla núm. 3 cada 25 cm en ambas direcciones. (figuras 12-28 y 12-29) y se amarra con alambre recocido a la variila superior de las viguetas. La malla deberá colocarse lo más próximo posible al nivel superior de la losa, para lo cual deberá calzarse adecuadamente en la misma forma como se indicó para losas macizas. (figura 12-28) 357
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Figura 12-22. Apuntalamiento para las viguetas para claros mayores de 3 metros. 358
Figura 12-23. Es muy importante especificar la carga que resistirá la losa y el claro libre entre apoyos
359
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Figura 12-24. Alineamiento de las viguetas
360
Figura 12-25. Montaje de bovedillas
Figura 12-26. Instalaciones.
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Figuras 12-27. Colocar tablones entre las viguetas.
362
Figura 12-28. Colocar la malla electrosoldada y calzarla Figura 12-29 Amarre de la malla a la varilla superior de la vigueta.
Se tapan los huecos de las bovedillas extremas, se mojan perfectamente las viguetas y bovedillas y se procede al colado de la capa de compresión que tendrá un espesor de acuerdo a la tabla 12-5. (figura 12-31). Las losas de vigueta y bovedilla tienen la ventaja de que requieren muy poca cimbra y se utilizan elementos prefabricados por lo que aumenta la calidad de la construcción, se reducen el costo de la losa y el tiempo de ejecución.
Tabla 12-5 Espesor de capa de compresión y refuerzo de malla soldada Claro de la losa (m)
Espesor capa de compresión (cm)
Malla soldada
³ 4.0
3
66-1010
> 4.0 y < 5.50
4
66-1010
> 5.50 y < 8.0
5
66-88
> 8.0
6
66-88 363
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cargas transmitidas por su propio peso, las sobrecargas previstas según su uso y la cubierta. El entrepiso puede ser: • Plano: Es el sistema más sencillo, ya que se realiza sobre una cimbra a base de tarimas o tablas. Además, es bastante económico, aunque, es muy pesado, y se deben hacer las preparaciones necesarias para las instalaciones, para no romper en algunos casos, o pasar por arriba del entrepiso, aumentando su espesor. (figura 12-31). Figura 12-30. Colado de la capa de compresión.
Entrepisos El entrepiso, además de la división entre plantas de una edificación, sostiene lo que hay en cada planta. Las vigas ayudan a la sustentación; además de distribuir las cargas hacia las columnas estas vigas o trabes deben soportar las 364
Figura 12-31. Entrepiso plano.
Cubiertas
• Cubierta de pabellón: se utiliza cuando la planta tiene forma poligonal y la pendiente es pequeña.
Llamamos cubierta al entramado inclinado que cierra por la parte superior una casa y la protege de los agentes atmosféricos, dando aislamiento acústico y térmico al local.
• Agujas o flechas: con planta poligonal y la pendiente muy pronunciada.
Sus formas pueden ser muy variadas:
• En diente de sierra: se forma por faldones de distinta pendiente.
• A un agua: es la más sencilla, formada por solo un faldón. • A dos aguas: se compone de dos faldones en lados opuestos. • A tres aguas: formada por tres faldones
Figura 12-32. Cubierta con diferentes materiales.
Figura 12-33. Tipos de cubierta. 365
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Capítulo 11 Refuerzos, cadenas y castillos Introducción
En
este capítulo se hablará de refuerzos tales como cadenas y castillos, y de las diferentes funciones que éstos desempeñan como parte de la estructura de una casa. Es importante comprender cuál es su función, dependiendo de su localización, para poder apreciar su importancia y dedicarle así el cuidado que merece durante el proceso de su construcción. Los materiales básicos que se utilizan para estos refuerzos son varilla de acero de refuerzo y alambre para amarrar las
varillas. Las varillas de refuerzos son comunes, y son las mismas que se utilizan para el resto de la estructura. El concreto que se usa en los castillos y cadenas puede fabricarse para una resistencia de 150 kg/cm2, que es menor a la recomendable para losas y zapatas -200 kg/cm2, aunque es deseable que todos los elementos tengan la misma resistencia de 200 kg/cm2- y además se evitan posibles confusiones. 317
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Tipos de refuerzos Los elementos de soporte principal de la vivienda son básicamente los muros, que se construyen con mampostería,
Estas piezas, por sí solas, resisten cargas en dirección vertical sin necesidad de ningún refuerzo, pero no tienen mucha resistencia cuando la carga es lateral, porque el
es decir, que se colocan piezas sólidas o huecas, pegadas
mortero que las une es de poca resistencia y las piezas ter-
con mortero.
minarán por desprenderse (figuras 11-1 y 11-2).
Figuras 11-1 y 11-2. Los muros sin refuerzos no tienen mucha resistencia. 318
Figura11-3. Los refuerzos alrededor del muro, castillos, dalas, cadenas o cerramientos, aumentan su resistencia.
Si al muro se le colocan refuerzos alrededor, para confinar a las piezas, es decir, para mantenerlas unidas, se aumenta mucho su resistencia y duración ante cargas laterales. (figura 11-3). El refuerzo para confinar los muros a su alrededor recibe el nombre de castillos cuando es vertical, y cadenas, dalas o cerramientos cuando es horizontal (figura 11-5).
Figura 11-4 Unión de esquina de un castillo y una dala.
Castillos Son los elementos verticales del confinamiento, los que a la vez sirven de unión entre diferentes muros que ocurren a un mismo punto. Los castillos son utilizados también como apoyo de trabes o columnas superiores. 319
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Figura 11-5. Unión de castillos con las cadenas de cimentación y dalas 320
Dependiendo del tipo de piezas que se utilicen en la fabricación del muro, serán las dimensiones y el tipo de castillos. Es importante que el refuerzo con castillos y dalas esté ligado entre sí, para que verdaderamente sea de confinamiento. Esto se logra anclando adecuadamente las varillas de un elemento dentro de otro (figuras 11-5 y 11-6). Más adelante se verá con más detalle la forma correcta de hacerlo.
La separación máxima entre castillos deberá ser de tres metros (figura 11-7). Generalmente, los castillos se ocultan en el espesor del muro, y por lo mismo, una de sus dimensiones está determinada por el ancho de las piezas del muro. La otra dimensión se toma normalmente también igual a la anterior, pero se recomienda que no sea menor de 15 cm. (figuras 11-8, 11-9 y 11-10). Los castillos armados colocados en los muros de piezas macizas se arman generalmente con tres o cuatro varillas núm. 3 (3/8). Si el castillo es utilizado como apoyo de trabes o de columnas superiores, será necesario aumentar sus dimensiones y el diámetro de las varillas, así como las características y el número de estribos. (figuras 11-11, y 11-12). En zonas de sismicidad media a alta (zonas B,C y D), no se recomienda el uso de castillos con tres varillas.
Figura 11-6. Liga o cruce de castillos y dalas.
Otra alternativa es utilizar castillos electrosoldados. Tiene la ventaja de que es un producto que requiere muy poca mano de obra. Permite en forma sencilla, rápida, económica y segura reforzar los muros de la vivienda. Para muros 321
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Figura 11-7 Castillo armado en muros con piezas macizas
Figura 11-8 Castillo ahogado en los huecos para muros con piezas de block
Figura11-9 Castillo armado en muros con piezas de block
Figura 11-10 Partes de un castillo
Figura11-11 Castillo con tres varillas
Figura 11-12 Castillo con cuatro varillas
322
de 12 cm de espesor se colocan castillos electrosoldados que se conocen como 12-12-4 y para muros de 15 cm se utiliza el 15-15-4. Durante la construcción del muro, primero se colocan las hiladas de piezas hasta una altura de 1.50 m como máximo, rompiendo las esquinas de las piezas que alojarán el casti-
Figura 11-13 Corte de los tabicones para alojar refuerzos verticales de concreto. Forma correcta
llo, para que al colocarse éste queden huecos llenos con concreto ( figuras 11-13 y 11-14). Las varillas de los castillos irán ancladas desde la cimentación, y dependiendo del tipo de cimiento se colará aislado (piedra, mamposteo) o (zapatas corridas de concreto). El anclaje mínimo de un castillo será de 50 cm en el caso de un segundo piso (nivel) el castillo se continúa de la planta
Figura11-14 Corte de los tabicones para alojar refuerzos verticales de concreto. Forma incorrecta. 323
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baja hasta el entrepiso. Si existen pretiles, el castillo llega a la azotea.
refuerzo debe amarrarse a los castillos extremos del muro.
Cuando los castillos se construyen ahogados en los huecos de los bloques, es necesario colocar castillos en los extremos de los tableros de muro, en las instalaciones de muros y en los apoyos de trabes o columnas superiores, pero además de éstos deberá colocarse una varilla alojada también en los huecos del block, cada metro. (Fig 11-15).
rilla de alambre electrosoldado, que se vende comercial-
Los refuerzos en los extremos del muro son generalmente de dos varillas que se ligan entre sí con grapas de alambrón núm. 2, uno en cada hilada (hasta 20 cm verticales) (figura 11-16). Cuando se presenta la intersección de dos muros es conveniente colocar cuatro varillas distribuidas en los huecos y ligadas entre sí por grapas de alambrón núm. 2 en cada hilada, en número suficiente para que liguen las varillas verticales entre sí. (ver figura 11-17). Además de las varillas de refuerzo vertical, es necesario que cuando los castillos son ahogados en el muro se coloque un refuerzo horizontal cada dos hiladas verticales. Este 324
Este refuerzo horizontal se hace normalmente con escalemente en diferentes medidas. Esta escalerilla puede sustituirse por varillas 6000 de 5 32 alojadas cada una dentro de la junta sobre la pared del block (figura 11-19). Otra forma de reforzar los muros horizontalmente es con el uso de las dalas ahogadas en el muro (figura 11-19), las cuales se detallan posteriormente. Cuando se tienen refuerzos ahogados en los huecos del muro, los cuidados serán mayores durante el colado de castillos por la dificultad que tiene esta operación en lugares con dimensiones muy pequeñas. Se elaborará concreto para una resistencia Fc = 150 kg/cm2 pero, en vez de grava normal se utilizará granzón o gravilla con tamaño máximo de 1 cm. Este concreto deberá colocarse en estado fluido para que llene fácilmente los huecos del block, sin formar burbujas de aire atrapado en medio del muro.
Figura 11-15. Refuerzo en la intersección en los extremos de muros. 325
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Figura 11-16 Refuerzo en el extremo del muro. 326
Figura 11-17 Refuerzo en la intersección de dos muros
Figura 11-18. Refuerzo horizontal cada dos hiladas.
Un problema muy frecuente en este tipo de castillos es que durante el junteo del block se forma rebaba de mortero en el interior del hueco, lo que reduce el espacio libre del hueco para que el concreto llene bien el hueco del castillo. Para evitar lo anterior, los muros se levantan hasta una altura de 1.20 m para después colar los castillos en ese tramo. Previo al colado de los castillos, se limpiará el interior del hueco,
metiendo y sacando una varilla que remueva la rebaba del mortero. El retiro de la rebaba y basura acumuladas se efectúa abriendo una ventana inferior, que se cerrara para llevar a cabo el colado (figuras. 11-20). Vibrar o picar con una varilla cada hueco que se está colando nos permite un mejor acomodo del concreto, en beneficio de la estructura. 327
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Figura 11-19. Uso de dalas ahogadas. 328
Figura 11-20. Ventana para retirar rebabas y basura.
Cadenas Son los refuerzos horizontales de los muros, que sirven para confinar los tableros de muros, apoyo a la losa, cerramiento en los huecos de puertas y ventanas, etc. (figura 11-21). Como elemento de confinamiento, las dalas, cadenas o cerramientos se colocan a una separación máxima de tres metros entre una y otra. De esta manera, con las dalas y los castillos se formarán siempre tableros de muros, sensiblemente cuadrados. Las dalas o cadenas se ocultan también en el espesor de los muros, y sus dimensiones dependen básicamente de los requisitos y dimensiones arquitectónicos y del tipo de piezas con que se construyen los muros (cuando se construye con muros de block, las cadenas tendrán por dimensiones, múltiplos de la dimensión vertical del block (figura 11-22). Como dimensión mínima, las dalas no podrán tener menos de 12 cm de ancho ni menos de 20 cm de altura.
Cuando el largo del hueco (colado) que deberá ser cubierto por las dalas exceda dos metros se tendrá un mayor refuerzo de varillas, cuya cantidad y dimensiones corresponderán a una trabe, en cuyo caso se recomienda acudir a la asesoría de un especialista. El armado de las dalas normales será de cuatro varillas núm. 3 (3/8”) con estribos de alambrón núm. 2 separados cada 20 centímetros. También puede reforzarse con castillo electrosoldado conocido como 12-20-4 para muros de 12 cm o usando 15-20-4 cuando los muros son de 15 cm de espesor. Al igual que los castillos ahogados en muro de block, si se quiere tener el acabado aparente en el muro sin recubrimientos, las dalas también pueden construirse ahogadas en el muro. Puede hacerse usando piezas especiales fabricadas para tal efecto o bien rompiendo las paredes internas del block para lograrlo. Otra ventaja de estas piezas es un ahorro de cimbra para la dala (figuras 11-23, 11-24 y 1125). 329
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Figura 11-21. Refuerzo horizontal: dala, cadena o cerramiento.
330
Figura 11-22. Dalas, cadenas y cerramientos.
331
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Figura 11-24 Pieza especial.
Figura 11-23 Dala intermedia. 332
Figura 11-25 Pieza fabricada.
Figura 11-26. Dala de remate.
Esta opción es muy útil para el caso de dalas de remate en los bordes inferiores de huecos de ventana (cerramientos) (figura 11-26). Constructivamente, es necesario enmarcar los huecos de puertas y ventanas con dalas y castillos. Si por otro lado se utiliza la dala para apoyar la losa, puede suceder que casi se junten ésta con la de ventanas y puertas, y que sea conveniente.(figura 11-26).
Requisitos complementarios del refuerzo
Recubrimiento El recubrimiento o cantidad de concreto alrededor de una varilla, es fundamental para protegerla de la corrosión por oxidación del acero ante la acción del medio ambiente, y a la vez proporciona el anclaje de las varillas en el concreto a través de las corrugaciones propias de cada varilla (figura 11-27). El recubrimiento mínimo a emplearse dependerá del tamaño máximo de la grava que se utilice en el concreto, para
Independientemente de la forma, la cantidad de refuerzo, su posición, etc, para que las varillas puedan desarrollar las funciones para las que fueron colocadas, hay que tener cuidados sencillos, pero muy importantes: • Recubrimiento • Anclajes • Traslapes
Figura 11-27. Corrugaciones de la varilla. 333
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lograr que entre las varillas y la cimbra fluya bien el concreto durante el colado (figura 11-28). Para la construcción de la vivienda, comúnmente se usa grava de 3/4” (1 cm) y recubrimientos de 2 cm libres entre la cimbra y la varilla más cercana.
Figura 11-28. Recubrimiento mínimo, espacio entre la varilla y la cimbra334
El recubrimiento requerido se puede lograr colocando calzas en las varillas, en algunos puntos de la zona donde se vaya a colocar. Las calzas pueden ser de piedra laja o placas de concreto coladas especialmente para ello y se evitarán las calzas de madera (figura 11-29).
Figura 11-29. Calzas para el refuerzo.
Figura 11-30. Aplastar los nudos de alambre para que no estorben el paso del concreto.
Para garantizar el recubrimiento y evitar la formación de huecos en el colado se recomienda aplastar los moños o gasas de los nudos de alambre de los amarres, para que no estorben el paso del concreto (figura 11-30).
Anclajes El anclaje de las varillas en el concreto se realiza a través de las corrugaciones de ésta. Dependiendo del diámetro de la varilla se dará una mayor o menor longitud en el extremo de la varilla para garantizar un anclaje correcto. Como una
Figura 11.31. Anclaje de varilla en escuadra y pasador. 335
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regla práctica puede tomarse esta longitud como 40 veces el diámetro de la varilla (véase figura 11-33). Cuando una varilla se ancla en algún elemento de concreto, esto se hace a través de una varilla en escuadra, la cual deberá medir 40 diámetros de la varilla anclada medido desde la superficie del concreto donde se ancla (figura 1131). Si el elemento de concreto donde quiere anclarse la varilla no tiene las dimensiones suficientes para alojar la escuadra de 40 diámetros, será necesario doblar la varilla en forma de gancho y colocar un pasador en ese gancho (véase tabla de dimensiones de gancho).
Figura 11.33 Traslape de varilla.
El pasador no es otra cosa que un pedazo de varilla, generalmente de desperdicio, que se coloca en forma perpendicular al gancho (figura 11-32). Estribos
Figura 1132. Detalles de estribos.
336
Varilla No. 2 No. 3
Caso I anclaje 6 f 7 cm 7 cm
Caso II anclaje 12 f 7 cm 12 cm
Tabla de traslapes Diámetro de la varilla
Longitud de traslape mínimo “L”
( 14 ")
30 cm
No. 3 (3 8 ")
40 cm
No. 2 No. 4
( 12
")
50 cm
No. 5 (5 8 ")
65 cm
Castillo electrosoldado
30 cm
Malla soldada
Un cuadro más 5 cm
Dimensiones de gancho estándar Gancho de 180º
Gancho de 90º
Dimensión de la barra
G cm
J cm
D cm
A cm
D cm
No. 3
13
8
6
15
8
No. 4
15
10
8
20
8
No. 5
18
13
10
20
10
337
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Capítulo 10 Muros Introducción
En
la construcción el elemento arquitectónico, el muro que carga, aísla y separa. También se le llama comúnmente pared. Se construye a base de piedra, tabique, adobe, block, tabicón, madera, concreto, etcétera.
El muro puede tener funciones de : • carga • aislamiento • separación
Clasificación de muros
La ubicación y disposición de los muros en una vivienda
El muro puede tener, además de sus funciones, otra clasificación:
conforman el espacio. Es recomendable planearlos antes
• Por su trabajo mecánico en muros de carga, muros divisorios, muros de contención o retención.
de empezar su desplante.
301
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Figura 10-1 Funciones de un muro.
302
Figura 10-2 Tipos de muro por su trabajo mecánico. a) Muros de carga. b) Muros de contencion. c) Muros divisiorios.
• Por su posición misma en muros interiores y muros exteriores. • Por su construcción en muros opacos, translúcidos o transparentes. • Por su posición dinámica en muros fijos o móviles.
Por trabajo mecánico Muros de carga Son los que cargan o soportan, y están sujetos a la compresión, deben estar hechos con materiales resistentes, económicos y con facilidad de construcción, entre ellos el tabi303
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cón, el block, el barro recocido y el extruido, la piedra, etc. (ver figura 10-2 a).
Muros de contención o retención Son los que soportan empujes horizontales, y están sujetos a esfuerzos de flexión.
Construcción de muros Una vez elaborada la cimentación que va a sustentar los muros de acuerdo con el plan (proyecto), y dependiendo del material elegido, se procederá a impermeabilizar el desplante del muro (figura 10-3).
Los materiales comúnmente utilizados en esta función son
Impermeabilización en el desplante de muros
la piedra, el concreto y los tabiques de cemento. (figura 10-
La diferencia entre tener muros con humedad o libres de
2 c).
ésta, es una adecuada impermeabilización en la cimenta-
Muros divisorios Son los que separan o aíslan, y con base a su uso, se los dividen en : • Acústicos (ruido) • Térmicos (calor o frío) • Impermeabilizantes (humedad o lluvia)
ción o en las dos primeras hiladas. Las múltiples opciones de impermeabilizantes que ofrece el mercado nacional, dan buenos resultados, si su elección y aplicación son correctas. De manera general, los impermeabilizantes se dividen por su aplicación en fríos y calientes. Los más conocidos y económicos son los de asfalto, aunque
Un ejemplo del material que reúne esas características es
en algunas regiones del país han sido sustituidos por otros
el block hueco de cemento (figura 10-2 b).
productos.
304
Figura 10-3. Impermeabilización en el desplante de muros. 305
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El clima y el tipo de suelo donde se ubique la construcción, así como los materiales del muro y la cimentación, determinan la especificación del impermeabilizante que se utilizará. En climas donde llueve demasiado o medianamente, es recomendable extremar precauciones para evitar humedad en los muros. Cuando existe salitre, o presencia de humedad constante en el suelo, conviene impermeabilizar también la misma cimentación, para evitar la absorción de la humedad a través de la base de los muros. Otra alternativa de solución, si la cimentación es a base de concreto, es el uso de impermeabilizante integral, es decir, la elaboración del concreto con aditivos, cuyo resultado es un sello que evita la penetración de la humedad una vez que fragua. Otro punto que se deberá contemplar es el muro mismo, en superficie expuesta a la intemperie (exterior); se le protegerá de la humedad con: • El mismo material que conforma el muro (vitrificado, esmaltado, block, comprimidos, etcétera). 306
• Productos que sellen su superficie (aditivos, pintura, barnices, impermeabilizantes, etcétera). • Revestimiento del muro (con aplanados a base de morteros, piedra, otros recubrimientos, etcétera). • El uso de muros prefabricados. Aplomar. Dentro de las operaciones para la construcción de
una vivienda, es importante que, los elementos que la componen estén perfectamente verticales. Esta operación se hace manualmente y se realiza con la plomada, o con el nivel de burbujas. Tal vez uno de los elementos que requieren un aplomado más exacto, son los muros, pues de ello depende la estabilidad de la construcción, y así evitar riesgos o accidentes.
Con plomada de arrime • Aplicación; desenrollar el cordel de la corredera (nuez); mantener el plomo junto a la corredera, y oprimir el cordel contra la corredera con el dedo pulgar, de manera que se vaya soltando el cordel conforme se requiera en la operación del aplome (figura 10-4).
• Apoyar la corredera contra la superficie del elemento por aplomar (figura 10-5 a), para obtener un aplomado fiel, hay que asentar la corredera bien. • Hacer descender el plomo, deslizando el cordel, hasta que aquél llegue a la parte más baja del elemento a aplomar, sin que toque el suelo (figura 10-5 b). • Observar la posición del plomo, con relación al elemento que se aploma. Si el plomo roza casi el elemento, el aplomo es correcto, y por tanto su ejecución constructiva (ver figura 10-5 c). Es correcto el aplomado si el plomo queda separado del elemento, y se corregirá haciendo los movimientos del elemento como indican las flechas (figura 10-5 d). También el aplomado es incorrecto si el plomo queda junto al elemento. Para corregir, el elemento se desplazará según las flechas (figura 10-5 e). Figura 10-4. Plomada de arrime 307
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Figura 10-5 Aplicación y corección de plomada. 308
Aplomado con nivel de burbuja • Se coloca el nivel en relación vertical, ubicándolo adosado en el centro del elemento que se va a aplomar (figura 10-6a). • El nivel tiene dos marcas, donde se efectuará la observación, y el indicativo del aplome del elemento en cuestión: - Si la burbuja queda entre las dos marcas, el elemento está verticalmente ubicado (figura 10-6b). - Si la burbuja sale de las marcas, el elemento está inclinado hacia adelante, o hacia atrás en relación con el observador, y el elemento en cuestión requerirá corrección. - La corrección del elemento desplomado (no vertical), se lleva al cabo moviéndolo hacia adelante, o hacia atrás, hasta que coincida la burbuja entre las dos marcas. Figura 10-6. Verificación de verticalidad con nivel. 309
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• Se recomienda que la longitud del elemento que se va a aplomar no pase de dos metros.
un muro es a través de hilos, o el chequeo con nivel de burbujas por cada hilada que se va a elaborar.
La nivelación es el proceso para obtener la horizontalidad
Se llama hilada a la colocación de bloques o unidades de material de un muro (pared), en una hilera horizontal. El uso de hilos para referenciar la horizontalidad de una hilada, es un método seguro.
de un elemento de construcción. Se logra con el nivel de burbujas. Es útil su empleo en lo que se piense, en un piso cimiento, cerramiento, muro, etcétera. En el caso que nos ocupa, los muros, si se requiere que sean aparentes, es decir, que no tengan recubrimiento alguno, y que su presentación sea su mismo material, llá-
Basta colocar el nivel de burbujas sobre el hilo tenso y asegurado en ambos extremos, hasta que las marcas encierren la burbuja, y proceder a colocar la hilada.
mese block, tabicón, tabique, etc., se cuidará exhaustiva-
Muro ¨block de concreto¨
mente su nivelación. Sin embargo, cuando se usen materia-
El block de cemento hueco se fabrica en diferentes tamaños:
les con recubrimiento integral o de fábrica, habrá que considerar el aspecto de horizontalidad. Al elaborar un muro no aparente (que va a recibir un recubrimiento), habrá que cuidar su horizontalidad (nivelación), pues juntas disparejas afecta la consistencia y la economía de la obra, aquéllas absorben más mezcla en el junteo. Los métodos más usuales y seguros para conservar nivelado 310
• 10 x 20 x 40 cm • 15 x 20 x 40 cm • 20 x 20 x 40 cm Tienen impermeabilidad, resistencia y uniformidad en sus diversas dimensiones; su capa de aire interior sirve de aislante y a su vez evita el peso muerto. Existen tres clases:
liviano, mediano y pesado, en función de la resistencia que soportan.
Sistema y método constructivo Figura 10-7. Se colocan 4 ó 5 bloques y se revisa el plomo, el nivel y la rectitud de la hilada.
Consisten en:
Figura 10-8. Se tienden hilos de referencia con los cuales se guía la hilada.
Figura 10-9. Procurar que esté lo mejor posible nivelada la superficie donde se levantará el muro. 311
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Figura 10-10. Limpiar y mojar la superficie donde se van a colocar los bloques.
Figura 10-11. Tender el hilo para guía de colocación de la mezcla y el bloque.
312
Figura10-12. Colocar el primer bloque.
Figura 10-14. Modo de poner mezcla en la cabeza del block
Figura 10-13. Colocar los siguientes bloques. 313
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Figura 10-15. Colocando una hilada.
314
Figura10-16. La segunda hilada.
Refuerzos Los refuerzos forman parte de la estructura de una casa, un ejemplo de éstos son las dalas y los castillos. La función que desempeñan cada uno de estos elementos dependerá de su localización, la cual servirá para apreciar su importancia. Algunos de los materiales que se utilizan en la construcción de refuerzos son:
que el mortero que las une es de poca resistencia y las piezas terminan por despegarse. Por lo tanto, es conveniente colocar refuerzos alrededor para mantener unidas las piezas y así aumentar su resistencia y duración ante las cargas laterales. Este tipo de refuerzos recibe el nombre de ¨castillo¨ cuando es en forma vertical, y de ¨cadena¨ o ¨cerramiento¨ cuando es horizontal.
• varilla de acero • castillo electrosoldado
Cerramientos
• concreto
Los cerramientos son cadenas de concreto que rematan y
• alambre
refuerzan los vanos de los muros; éstos ayudan a los casti-
Los muros por sí solos resisten cargas en dirección vertical
llos y trabes a rigidizar y distribuir las cargas verticales.
sin necesidad de ningún tipo de refuerzo; sin embargo, tie-
Es conveniente que se construyan corridos a lo largo de los
nen poca resistencia en cuanto a cargas laterales puesto
muros y de puertas y ventanas. 315
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Morteros La formación normal del mortero es a base de cal o cemento-arena y agua; la arena actúa como materia inerte, para dar solidez a la masa desecada y evitar resquebrajamiento. La característica de todo mortero es endurecerse con el tiempo y formar una masa común con los materiales a los que se une. Los morteros pueden ser simples y compuestos. Los morteros simples son aquellos en que sólo interviene el aglomerado disuelto en la cantidad de agua suficiente o sea que se prescinde de la materia inerte (arena). Los más comunes son el de arena, que es el mas económico- su principal aplicación ha sido en construcciones rurales, muros de cerca, tapias, muros de contención de tierras, etc.-, y el de yeso, que puede hacerse seco o fluido. La
316
resistencia del mortero compuesto de yeso (yeso, arena y agua) crece a medida que transcurre el tiempo. Sus aplicaciones son para revoque y enlucido de muros y paredes interiores, techos bóvedas, etcétera. También existen los morteros de cemento, que se usan generalmente para trabajos de mayor resistencia. • Mortero de cemento rápido. Sus aplicaciones son en doblado de bóvedas y bovedillas. Por su fraguado instantáneo, el mortero tiene una buena aplicación en cuanto a los escapes de agua. • Mortero de cemento lento. Es mucho más denso, y se endurece bien en el agua. Su fraguado dura de 15 a 20 días, según su calidad. Se usa en sitios donde se requiere mayor unión en los muros, como son hileras de apoyo de las viga, aplanados exteriores, etcétera.
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Capítulo 9 Cimentación Introducción
La
cimentación más conocida es la mampostería de piedra pegada con mortero de cemento.
En terrenos arcillosos como el de la ciudad de México resultan mejores las cimentaciones rígidas de concreto armado. El cuerpo humano es sustentado por las piernas, y transmite la carga (su peso) a través de las plantas, al terreno que lo recibe. (véase figura 9-1. a y b)
A semejanza del cuerpo humano, la construcción transmite la carga al terreno por la cimentación. Al transmitirse la carga al terreno, hay que considerar la capacidad de éste para soportarla. Pongamos de ejemplo un suelo blando; recargamos el cuerpo sobre una vara, y ésta se va a hundir. Llevemos el ejemplo anterior, a la construcción. En terrenos blandos es más fácil que se hunda un poste o columna que un cimiento o la losa de cimentación. La explicación técnica es la siguiente: 267
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Figura 9-1. La construcción transmite la carga al terreno por la cimentación. 268
• La carga que se ejerza sobre el terreno tenderá a penetrar. (véase figura 9-2. A)
menor, es decir, esta distribuyendo su peso en el suelo en una mayor superficie.
• El terreno contrarrestará el peso en sentido contrario, es decir, impedirá la penetración (resistencia o capacidad de carga del suelo). (véase figura 9-2. B)
• Técnicamente, se dice que la resistencia de un terreno se mide en kg/cm2 (kilogramos por centímetro cuadrado) o ton/m2 (toneladas por metro cuadrado), es decir, la carga que puede resistir el terreno por la unidad de superficie sin que se hunda o peligre la construcción: de aquí la clasificación de suelos en blandos, medianos o duros. (véase figura 9-2. E)
• Carga y suelo constituyen un equilibrio de fuerzas; si la carga es mayor que la resistencia del suelo, se hundirá el peso (objeto, persona, cimentación, etc.). Por el contrario, si el peso es menor que la resistencia del suelo, no habrá hundimiento. • Si el peso que tiende a penetrar en el suelo se reparte en una superficie mayor, el hundimiento será menor, o se equilibrará. Técnicamente, se están distribuyendo o repartiendo cargas en el terreno. A mayor superficie de cimentación, mayor distribución de carga (menos hundimiento). Un ejemplo claro es el expuesto en las figura 9-2 c y 9-2 d. Para reforzar el concepto: si una persona camina en la playa, sus pies se hundirán, sin embargo, al acostarse el hundimiento de su cuerpo es
• Los suelos blandos requieren o requerirán mayor cuidado porque tienen menor resistencia a la penetración; obviamente, los suelos duros tienen mucha resistencia a la misma. Si decimos que un terreno tiene una resistencia de 5 ton/m2 (cinco toneladas por metro cuadrado), indicamos que soportará una carga máxima de cinco toneladas por cada metro cuadrado. Al sobrepasarse las 5 toneladas, el terreno tenderá a hundirse. 269
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Figura 9-2. Resistencia del suelo donde se quiere construir.
El capítulo referente a estudios preliminares describe e
Técnicamente, la capacidad de carga se puede investi-
identifica los tres grandes grupos de suelos: blando,
gar para obtener la solución de la cimentación que se va
mediano y duro.
a emplear. Todo tipo de terreno tiene diferentes mate-
270
riales, los cuales se clasifican según su tamaño y resistencia.
Gravas y arenas mezcladas con arcilla seca Esquistos o rocas compuestas o conglomerados
Clasificación granulométrica del terreno Limos
1 mm
Arenas
Terrenos duros
1 a 3.5 mm
Resistencia 40 a 60 ton/m2 80 a 100 ton/m2
Piedra arenisca en lechos compactos
200 ton/m2
Piedra caliza en lechos compactos
250 ton/m2
Roca granítica
300 ton/m2
Gravilla o granzón
3.5 a 10 mm
(Los coeficientes dados son de trabajo)
Grava tamaño máximo
10 a 38 mm
Si el terreno es de clasificación suave y además se ubica en zona de muy alta o alta sismicidad, lo aconsejable es apoyarse en las autoridades locales de obras públicas, o en un profesionista en materia de construcción (arquitecto o ingeniero civil), a fin de obtener una solución segura para la vivienda que se va a construir.
Cantos rodados
38 mm
Clasificación del terreno por su cohesión Terrenos suaves Resistencia Terrenos del valle de México Terreno de aluvión (depósito arcilloso-arena) Tierra firme y seca natural Arcillas blandas (sustancia mineral impermeable y plástica, barro)
2 a 5 ton/m2 5 a 10 ton/m2 10 ton/m2 10 a 15 ton/m2
Arena limpia y seca en lechos naturales confinados
20 ton/m2
Arena compacta
40 ton/m2
Arena compacta confinada conglutinada
40 ton/m2
La cimentación es el elemento estructural que soporta el peso de la construcción y transmite las cargas al terreno en que se encuentra, en una forma estable y segura. El tipo de cimentación depende del tipo de terreno (resistencia), la pendiente del mismo, las cargas a transmitir, los materiales y los sistemas constructivos. Los tipos de cimentación superficial más comunes son : 271
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Tipos de cimentación Con los elementos vistos anteriormente , estamos ahora en posibilidad de conocer en detalle la construcción de los cimientos para una casa. Existen otros tipos de cimentación además de los que se proponen, los cuales no son apropiados a los prototipos arquitectónicos sugeridos.
La zapata Sirve para transmitir al suelo las cargas y el peso soportados por el muro. Sus dimensiones y armados varían según el tipo de suelo y las cargas que resiste. Las zapatas se construyen normalmente centradas en el eje del muro (figura 9-3 a), pero en los casos donde hay colindancia con otra casa es necesario construirlas hacia un solo lado del muro (figura 9-3 b). 272
Figura 9-3.
Figura 9-4. Para alturas de 2 m deberá utilizarse, en lugar del enrase, un muro de contención de concreto armado. 273
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Zapatas corridas de concreto armado Estos cimientos constituyen un apoyo continuo bajo los muros a la vez que forman una retícula rígida en la base de la casa que le da solidez y le permite a todos los muros formar una sola unidad. Las zapatas están formadas por dos elementos: zapata y trabe de repartición. (ver figura 9-5).
La cadena o trabe de repartición tiene como función ligar o unir los muros en su base formando una retícula. Lo más conveniente será que esta retícula esté formada por rectángulos cerrados. 274
Figura 9-5 Para lograr la integración deseada de la retícula de cimentación es necesario que las trabes de cimentación se unan en las esquinas o en las cruces como se indica (los anclajes en escuadra y dobleces se tratan en un capítulo aparte).
275
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Características recomendadas para dimensiones y armado de zapatas corridas Zapata central Suelo blando
Suelo medio
Suelo duro
Casa de un piso
Casa de dos pisos
Casa de un piso
Casa de dos pisos
Casa de un piso
Casa de dos pisos
Ancho A cm
100
180
60
80
60
60
Peralte B cm
15
25
15
20
15
15
Alternativa 1. Armado con varilla grado 42
Armado C
#3E20
#3E15
#3E20
#3E15
#3E20
#3E20
Armado D
#3E30
#3E30
#3E30
#3E30
#3E30
#3E30
Alternativa 2. Armado con varilla 6000
Armado C
5 16
@ 20
5 16
@ 15
5 16
@ 20
5 16
@ 15
5 16
@ 20
5 16
@ 20
Armado D
5 16
@ 30
5 16
@ 30
5 16
@ 30
5 16
@ 30
5 16
@ 30
5 16
@ 30
276
Figura 9-6. Zapata central 277
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ZAPATA DE COLINDANCIA Suelo blando
Ancho cm
A
Peralte cm
B
Suelo medio
Suelo duro
Casa de un piso
Casa de dos pisos
Casa de un piso
Casa de dos pisos
Casa de un piso
Casa de dos pisos
100
150
60
80
60
60
20
30
20
25
20
20
Alternativa 1. Armado con varilla grado 42
Armado C
#3E15
#3E10
#3E15
#3E10
#3E15
#3E15
Armado D
#3E30
#3E30
#3E30
#3E30
#3E30
#3E30
Alternativa 2. Armado con varilla 6000
Armado C
5 16
@ 15
5 16
@ 10
5 16
@ 15
5 16
@ 10
5 16
@ 15
5 16
@ 15
Armado D
5 16
@ 30
5 16
@ 30
5 16
@ 30
5 16
@ 30
5 16
@ 30
5 16
@ 30
278
Figura 9-7. Zapata de colindancia. 279
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Para asegurarse de que durante el colado de la zapata no se contamine el concreto o el suelo absorba el agua de la mezcla, es conveniente construir una plantilla que haga las veces de molde por la parte inferior (figura 9-11).
En el caso de que, por la pendiente del terreno, sea necesa-
La plantilla puede construirse con una mezcla de concreto muy pobre o bien con pedacería de piedras o tabiques apisonados (figuras 9-8, 9-9 y 9-10).
tación se apoyará sobre un suelo diferente a aquel donde
Figura 9-8.Plantilla de concreto pobre. 280
rio hacer escalonamientos en la cimentación, siempre deberá apoyarse esta última sobre suelo firme. Se ocasionarían problemas graves a la casa si una parte de la cimense apoya el resto (figura 9-12). Los escalonamientos de la zapata y la trabe de coronamiento podrán hacerse en los
Figura 9-9. Plantilla de pedacería de piedra..
Figura 9-10. Plantilla de tabiques apisonados.
Figura 9-11. El concreto no debe contaminarse con el suelo ni el suelo debe absorber agua de la mezcla.
castillos, los cuales tendrán que desplantarse desde el cimiento más bajo (figura 9-13). Los castillos deberán siempre anclarse en la parte más baja de la cimentación, es decir, en la cadena de repartición. Su armado deberá colocarse antes del colado de las zapatas.
Figura 9-12. El apoyo sobre suelo diferente causa problemas.
Será necesario planear los lugares por donde las tuberías de instalaciones atraviesen las zapatas para que durante su colado se deje un hueco con el respectivo refuerzo.
Es muy conveniente impermeabilizar las coronas de las zapatas para evitar humedad y salitre en los muros. 281
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Figura 9-13. Castillos. 282
Zapatas de piedra Los cimientos son los apoyos que sirven para tomar el peso
Lo mejor será que toda la trabe de repartición sea colada
de la vivienda y transmitirlo al suelo en una mayor área de
de concreto junto con la zapata, pero si se requiere mayor
manera uniforme.
economía en la construcción para profundidades de des-
Los hay aislados (para columnas) y corridos (para muros);
plante mayores de 60 cm, puede utilizarse un enrase con
también pueden ser interiores (sus dos parámetros inclinados) y colindantes (con un paramento vertical).
bloques huecos de concreto y una segunda cadena de repartición más pequeña al nivel del piso.
La medidas del cimiento dependen de la resistencia de terreno y del peso de la vivienda. La ayuda técnica nos pro-
Esta segunda cadena podrá omitirse si la casa está sobre
porcionará la clase y las medidas de los cimientos que se
suelo firme y no está localizada en zona sísmica. Los hue-
emplearán.
cos de block en el enrase deberán rellenarse con concreto.
283
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Figura 9-14. Es muy importante impermeabilizar las coronas de la zapata para evitar humedad y salitre en los muros. 284
Zapatas con block o losas de cimentación
Cuanto más profunda sea la cimentación, el ancho de la
Para moldear la zapata corrida, previamente se tendrán los
cepa tendrá más dimensión, para poder maniobrar sin difi-
niveles de desplante, las alturas de la zapata y contratrabe.
cultad en la elaboración de la cimbra.
Figura 9-15. Zapatas con block o losas de cimentación 285
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Cimbras
Para usar los llamados cajones hechos a base de tabla de
Las cimbras o moldes se realizan con madera, por su facilidad de manejo para dar la forma deseada.
2.5 cm. (1”) de espesor y con refuerzos laterales con tabla
La cimbra de madera que está en contacto directo con el concreto puede ser usada de cuatro a seis veces, También se puede usar triplay, fibracel, metal, etcétera.
286
de 3.81 cm (1/2”) en tamaños alrededor de un metro. Este tipo de piezas evita el desperdicio de madera, ya que no hay que estar cortando continuamente.
Zapata y trabe de concreto
Figura 9-16. Zapata y trabe de concreto. 287
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Uso de cajones prefabricados Al cimbrar se verifican las medidas de la cimentación requerida, la nivelación (con burbuja) de las piezas así como el plomo, y previamente se habrá revisado el armado.
La cimbra puede deformarse sin desarmarse debido a los esfuerzos que soporta durante el vaciado del concreto.
Cada uno de los elementos que forman el molde deberán estar perfectamente unidos y rígidos, con las separaciones y dimensiones correctas.
Perspectiva • Estacas de 2” x 2” cada 50 cm • Tablas de 4” u 8” por 1”de espesor • Polines de 4” x 4” • Separadores de 11 2” x 4” a cada 60 cm • Cajones de tabla o duela Figura 9-17. 288
• Troqueles de 11 2” x 4” a cada 70 cm
Figura 9-18. 289
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Tensores La altura y la sección son dos aspectos importantes a considerar en el reforzamiento de la cimbra. Sobre esta base hay que elegir los puntos de ubicación de los refuerzos para resistir los empujes del concreto sobre los cachetes, los que aumentan de arriba hacia abajo . (figura 9-19. a) Los empujes del concreto son mayores en la parte baja, y para contrarrestarlos se rigidizará la cimbra con tensores y separadores a lo largo de la altura. Los tensores son una solución económica y eficaz , para impedir la separación de los tableros (cachetes) ante el empuje del concreto.
290
Dependiendo del esfuerzo que van a resistir se hacen de alambre o de varilla (1/4"). Para reducir las secciones de la cimbra se ponen los tensores y separadores en los tableros. Los separadores evitarán que se cierren los tableros por efecto de los tensores (véase la figura 9-19. b ). Los separadores se han de colocar en la zona donde van los tensores, y deben coincidir con las costillas del cimbrado (atiesadores). Los separadores pueden ser interiores, pueden ser a base de varilla o varilla roscada.
Figura 9-19. a) Presión del concreto sobre la cimbra
b) Tensores y separadores de cimbra 291
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Zapatas corridas de concreto ciclópeo Es igualmente aplicada en los casos donde se decida utilizar zapatas corridas de concreto armado, sólo que ofrece mayores ventajas en economía de materiales y rapidez de ejecución para aquellos terrenos donde exista disponibilidad de piedra con tamaños entre 10 y 30 centímetros.
292
Sin llegar a ser una mampostería de piedra, el concreto ciclópeo se construye vaciando el concreto en la cepa, y las piedras se colocan en forma uniforme sin llegar a saturarlo. Es muy importante que el concreto se coloque antes que las piedras para evitar que se formen huecos en él.
Figura 9-20. Zapatas corridas de concreto ciclópeo 293
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Cadena o trabe de repartición Igual que en las zapatas, tiene como función unir o ligar los muros en su base formando una retícula, la cual deberá formar rectángulos cerrados.(ver uniones de las cadenas en la parte de zapatas.)
Figura 9-21. La cadena de repartición puede armarse con varilla o con castillo electrosoldado y tendrá las siguientes dimensiones y armado. 294
También existen castillos armados soldados de fábrica conocidos como ‘‘castillos electrosoldados’’. Le proporcionan a la cadena de repartición la misma resistencia que si se emplean armados tradicionales, con la ventaja de que es más fácil de instalar, rápido y es más económico. Este producto se solicita con los distribuidores de materiales como ‘‘castillo electrosoldado’’ 15-25-4.
Figura 9-22 Anclaje de castillo en cadena de repartición.
Figura 9-23. Planta retícula cerrada.
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Figura 9-24. Las dimensiones de la cadena o trabe de repartición en este caso serán siempre las mismas. 296
Figura 9-25.
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Figura 9-26. Se indican los armados sólo para desplante sobre suelos blandos, porque para suelos medios o duros será más económico utilizar zapatas. 298
Losa de cimentación La losa se construirá con concreto reforzado con varillas o con malla soldada y se colará al mismo tiempo que las cadenas de repartición. El desplante de la losa se hará siempre sobre material resistente. Si la topografía del suelo es irregular o existen zonas de material malo o poco resistente como cascajo o escombro, suelos con materia vegetal u orgánica, etc., se deberán retirar estos materiales y rellenar con tepetate compactado en capas de 20 cm (véase rellenos en zonas bajas o cuencas). En las zapatas, se construirá igualmente una plantilla para evitar que se contamine el concreto durante el colado. La losa deberá armarse con varillas o con malla electrosoldada (la malla de tipo gallinero no sirve para este refuerzo), y es muy importante que las varillas o la malla se mantengan en su posición antes y durante el colado, porque en el proceso de construcción se camina sobre ellas. Para lograr que la posición del armado superior no cambie se
colocan silletas hechas con varilla de desperdicio, y deberán ser cortadas y dobladas a la medida de la losa. Para el refuerzo inferior se pueden utilizar calzas o tacones hechos de piedra laja, concreto, pedazos de varilla de desperdicio amarrados, etcétera. La cantidad de silletas y calzas dependerá del grosor de las varillas, y se sugiere lo siguiente: Separación de calzas y silletas Varilla núm. 4
@ 100 x 100
Varilla núm. 3
@ 50 x 50
Malla soldada 66-66
@ 60 x 60
Centro de tableros es igual al armado en lecho alto. Ejes de carga (muros y contratrabes) es igual en lecho bajo. La losa se armará en dos lechos de refuerzo. El lecho superior se colocará corrido entre las cadenas de repartición y ésta al centro del tablero, y el lecho inferior se colocará con bastones bajo las cadenas de repartición y 299
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está en los ejes de carga. Estos dos lechos se colocarán en las dos dimensiones formando una parrilla, cuando se usan varillas para el armado del lecho superior.
Este tipo de cimentación es, sin duda, menos económico que los revisados anteriormente. Las losas de cimentación se emplean sólo cuando es necesario transmitir al suelo esfuerzos de poca magnitud, por ejemplo, en suelos muy blandos o deformables con alto contenido de agua donde esfuerzos altos en el suelo producirán hundimientos importantes, o cuando en conjuntos se requiera por economía niveles, rellenos y compactación con maquinaria.
La función de la losa de cimentación es formar una placa que soporte toda la estructura de la casa sobre ella. Está formada por cadenas o trabes de repartición y la propia losa.
300
Preparación para instalaciones Antes de empezar la construcción de los cimientos de una casa, es necesario hacer el trazo de las líneas por donde van a pasar los tubos de drenaje, es decir, que se dejarán los huecos o pasos para el drenaje de la tubería. El trazo del drenaje debe hacerse desde el baño, cocina y registro, hasta el lugar por donde sale el drenaje a la calle. La línea del drenaje debe estar trazada de la manera más recta posible. El drenaje debe situarse en el patio o pasillo exterior. Hay que marcar los sitios donde van a estar los registros, así como tomar en cuenta que debe haber una distancia de 10 metros máximo entre ellos. Se deben señalar aquellos puntos donde haya algún cambio de dirección del drenaje también es necesario ubicar un registro a un metro de distancia entre el límite del terreno y la calle.
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Capítulo 8 Trabajos preliminares Limpieza
Cuidados y consejos
El
Es necesario revisar la escritura o contrato de compraven-
terreno deberá quedar lo mejor desplantado posible, libre de vegetación (pasto, hierbas, ramas, arbustos, etc.). Se considera adecuado eliminar toda una capa de 10 a 30 centímetros, y esto depende del tipo del suelo (blando, medio o duro), uso (agrícola, corral, etc.), la pendiente e irregularidad del mismo.
ta, para obtener los linderos correctos del predio a construir. Si hay predios o construcciones alredededor, observar su nivel y referirlo al nuestro para evitar excavar y rellenar demasiado.
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Figura 8-1. Limpieza del terreno. 220
Normas y tolerancias Conocer el tipo de suelo donde se va a construir, de ahí saldrá el espesor a excavar o rellenar.
Asesoría Los ingenieros topógrafos pueden auxiliar en casos de terrenos muy grandes, de topografía accidentada o irregular.
Figura 8-2. Herramientas 221
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Figura 8-3. Panorama general de los trabajos preliminares.
Trazo Para el trazo de la construcción de la cimentación, y más adelante de los muros, se deben tener los límites del terreno bien delineados tanto en sus colindancias como en el alineamiento. (figura 8.5.a) Los ejes que se usan para trazar son líneas que determinan el largo y el ancho de lo que vamos a construir, es decir, las medidas deseadas. (figura 8.5.b) Estos ejes se hacen con hilo, que debe ser resistente para aguantar la tensión (estirarlo) puede ser de cáñamo, nylon, plástico, etc. 222
Para fijarlo, se apoyará en estacas, crucetas o postes. Los ejes nos determinan el centro de un muro, cimentación, cepa, etc. Las crucetas se ubicarán de preferencia fuera de la zona a construir. (figura 8.5.c) El paño es el límite, interior y exterior (o ancho), de un cimiento, muro, etc.; también se ubica con hilos. (figura 8.5.d)
Figura 8-4. Trazo para la construcción. 223
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Figura 8-5. Plano de un proyecto. 224
Por ser la actividad clave para un buen resultado en la construcción de la vivienda el trazo requiere de un ‘‘plan’’ predeterminado (proyecto). El proyecto es la respuesta de lo que deseamos como espacio para cubrir nuestras necesidades habituales. El ‘‘plan’’ o el proyecto se dibuja en un plano. Es el plano donde vienen las medidas en ‘‘planta’’ y se transmiten al terreno a través del trazo. Si no se tiene definido el proyecto, se sugiere en esta obra como hacerlo.
La geometría es útil para el trazo El empleo del triángulo nos ayuda a trazar en el terreno paralelas y perpendiculares, así como figuras diversas: cuadrado, rectángulo y los polígonos. La técnica que nos describe y delínea detalladamente un terreno, en su configuración superficial, es la topografía, y sus auxiliares son la geometría y la trigonometría (referente a los tríangulos). La forma más elemental de obtener una perpendicular (ángulo de 90 grados) es el método de escuadra, en el que se asigna medidas a los catetos y a la hipotenusa.
Se estaca (es decir se ponen estacas) el punto 1, se mide la distancia de 4 m al punto 2, estacándolo, y por último, la estaca del punto 3 se pondrá cuando coincida el hilo de 3 m (cateto) con el hilo de 5 m de la hipotenusa. Otro método práctico es el uso de una escuadra para albañilería en metal o en madera, cuyos catetos midan 30 y 40 cm, y la hipotenusa, 50 centímetros. • Nivelación de superficies: Hallar la diferencia de altura entre dos puntos de un terreno, o comprobar la horizontalidad de un elemento constructivo, como pisos, muros y losas, etc. En capítulos posteriores se verá la nivelación de cada uno de los elementos constructivos. Conjuntando las actividades de los trabajos preliminares, una vez limpiado el terreno, se continúa con el siguiente procedimiento.
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Figura 8-6. Escuadras de albañilería. 226
Procedimiento Para poder trazar habrá que tener un plan de lo que se va a construir, a través de un plano arquitectónico o un croquis. Consultar a un técnico; arquitecto o ingeniero.
Colocación del eje de base. Se coloca el hilo determinado el eje, que es el centro de la zanja. Se marca con clavos el ancho de la cepa, en el travesaño de la cruceta. Se encala (poner cal) al ancho de la cepa deseada.
Figura 8-7. Colocación del eje de base.
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Nivelación
Se deberá refenciar un nivel fijo a un muro o polín, o ele-
Para saber cuál es la profundidad de nuestra cepa que contendrá el cimiento, se tomará en cuenta la resistencia del terreno y el tipo de suelo.
mento cercano, marcando un metro sobre el nivel del piso terminado de la vivienda. Si existe banqueta, el nivel del piso terminado se marcará 20 centímetros sobre ésta.
Figura 8-8. Nivel de piso terminado. 228
Si no existe banqueta, se marcará 35 centímetros sobre el nivel del terreno. Hay que pensar que si algún día existe ese nivel evitará inundaciones posteriores. Una vez que se ha determinado el nivel fijo (banco de nivel), así como el nivel del piso terminado de la construcción, se procede a fijar los niveles de la zanja (excavación) y los de la cimentación. Partiendo del banco de nivel, se pasan con manguera los niveles deseados del nivel de desplante del cimiento, nivel de la plantilla y altura del cimiento.
Cuidados y consejos El alineamiento oficial nos indica hasta dónde tiene que llegar nuestra construcción en relación con el alineamiento del terreno (hacia la calle o las calles). Hay que establecer el nivel del piso terminado de la vivienda, previniendo que no sufra inundaciones o abata el nivel freático local. 229
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Figura 8-9. Determinación de: nivel fijo, nivel de piso terminado y nivel de excavación. 230
Figura 8-10 Herramientas.
Figura 8-11 Materiales. 231
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Normas y tolerancias Se deja una junta constructiva de 5 cm si la construcción llega a la colindancia.
Figura 8-12 Panorama general 232
Las autoridades locales tienen los niveles recomendables para obtener un desplante seguro de la futura vivienda. Es importante comprobar por medio del nivel la horizontalidad de un elemento , los pisos, paredes, escalones, etcétera.
Procedimientos de nivelación Con nivel de burbujas
• Si la burbuja está desplazada, baje la parte del nivel hacia donde se desplazó, o eleve la parte opuesta al desplazamiento de la burbuja hasta que ésta quede centrada entre las dos marcas.
Figura 8-13. Colocación del nivel de canto sobre el elemento.
Figura 8-15. Ajustes de nivelación.
Figura 8-14. Observe la posición de la burbuja. Si la misma está centrada entre las dos rayas, el nivelado es correcto.
Ejemplos, de desplazamiento de la burbuja. • PISOS: Enrasar adecuadamente (figura 8-16.) 233
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Figura 8-17. Ajustar el hilo que sirve de guía a las hiladas, hasta que la burbuja esté entre las dos marcas.
Figura 8-16. Sobre el firme base, ajustar el hilo a nivel y corregir las maestras.
• EN CIMENTACIÓN: Enrasar adecuadamente (figura 817.) • EN MUROS: Enrasar adecuadamente (figura 8-18.) 234
Figura 8-18. Corregir el hilo en la hilada que se va a ejecutar, ajustando la junta con la mezcla.
Excavaciones Cuando se va a construir, es necesario conocer qué tipo de terreno se tiene, ya sea por medio de la experiencia en la localidad, conocimiento propio o consultando al técnico especialista (arquitecto, ingeniero o geotecnista).
Es probable que las capas que están abajo de la superficie del terreno, sean diferentes, y de esto dependerá su resistencia. (Veáse la figura 8-20). Se debe investigar la resistencia del terreno. Ello puede hacerse de cuatro maneras: • Comparando
Los terrenos, vistos superficialmente, no pueden dar respuestas inmediatas para determinar las medidas que usaremos en la excavación para cimentar; será necesario explorarlos bajo su superficie y tratar de conocer su resistencia. Lo que define la resistencia de un terreno es el tipo de material que contiene, y también el grado de compactación del mismo, es decir, si es compacto, consistente, apretado o apiñado. El grado de compactación es importante porque podría haber hundimientos o asentamientos, y ello depende de los vacíos (huecos) del terreno (veáse la figura 8-19).
Figura 8-19. Grado de compactación. Así como en un vaso de refresco o de agua mineral se observan en el líquido burbujas de aire, abajo de la superficie del terreno hay huecos, ocupados por el aire o el agua. Cuanto más agua o aire contenga el subsuelo, será comprensible (a), y si tiene más material, menos aire o agua será poco comprensible (b). Dicho de otra manera, el terreno es poco comprensible por ser más compacto o más resistente. 235
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Investigando La investigación directa se hace aplicando cargas sobre una o varias superficies pequeñas, observando cuánto resiste el suelo sin hundirse. En las localidades, la oficina de obras públicas municipales o estatales tiene conocimiento de la resistencia del terreno Figura 8-20. Capas de la superficie del terrerno.
si se le notifica la zona donde se ubica la futura construcción, se obtendrá el dato.
• Tanteando directamente (investigando)
Obteniendo muestras
• Tomando muestras
La interpretación de muestras a través del estudio de
• Perforando
mecánica de suelo es un método recomendable, para lo cual se tendrá que contratar a los especialistas.
Comparando
Perforando
Se hace mediante la comparación del comportamiento del terreno de las construcciones vecinas.
Es un método técnico muy costoso, aunque certero. Se utiliza
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sobre todo en terrenos duros o cuando se pretende pilotear.
Figura8-21.Distinguir el tipo de suelo en el sitio.
Figura 8-22. Detectar la profundidad en que se encuentra el mejor suelo resistente.
Figura 8-24. Conocer los casos peligrosos más comúnmente observados y soluciones que eliminen el riesgo que los mismos representan.
Figura 8-25. Conocer los distintos tipos de cimentación económicamente aplicable en distintos casos.
Figura 8-23. Conocer las distintos clases de suelos que por la topografía del terreno se pueden presentar en el sitio, y sus correspondientes soluciones.
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En la construcción de una casa, el suelo constituye uno de los componentes más importantes. El soporte del suelo determina, en mayor parte, la seguridad global de la casa. En este capítulo se darán los elementos necesarios para la elección del sitio donde será localizada la casa y posteriormente elegir el tipo de cimentación más adecuada. Para lograr lo anterior será necesario:
Tipos de suelos En la república mexicana hay una variedad enorme de suelos cuya naturaleza depende principalmente de cómo se formaron éstos durante las distintas edades geológicas que ha vivido el planeta. El estudio y clasificación de suelos no podrá tratarse ampliamente con el rigor debido; sin embargo, para los fines que persigue esta obra se adoptará una clasificación sencilla. 238
Figura 8-26. Excavación sin dificultad utilizando solamente una pala.
Figura 8-27. Son abundantes en los lugares de topografía sensiblemente plana y depósitos de material por acarreo de ríos, lagos, mares o viento.
Esta clasificación es muy general y de carácter relativo; está encaminada a proporcionar algunos elementos de comparación para aquellas personas que no tienen posibilidad de consultar un profesional en este ramo (ingeniero civil, ingeniero geólogo, arquitecto o constructor). Se recomienda ampliamente, siempre que se pueda, recurrir a la opinión del especialista.
Figura 8-28. Generalmente están compuestos en mayor o menor proporción por la combinación de varios materiales tales como limos, arena, arcilla, gravilla o granzón y algunas gravas pequeñas en poca cantidad.
Suelos blandos Los suelos blandos son generalmente buenos para uso agrícola y por su constitución a base de partículas pequeñas, cuando predominan las de arena son de consistencia suelta y seca. 239
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Figura 8-29. Predominan los materiales finos como limos y arcillas.
Figura 8-31. Los suelos blandos son muy deformables y de poca resistencia, lo que puede provocar problemas de hundimientos o expansiones, por lo que se recomienda desecharlos como apoyo estructural de la casa, buscando para ello estratos de suelo más profundos y con mayor resistencia.
Figura 8-30. Son de consistencia compacta y susceptibles de acumulación de agua o humedad, como el caso del barro. 240
Sobre todo en terrenos blandos, en profundidades mayores de dos metros se cuidará evitar derrumbes en las paredes de la zanja. Para evitar movimientos de tierra, se aprovechará el terreno excavado para rellenos en la obra. La profundidad mínima de la cepa es de 50 cm el ancho mínimo de la cepa 60 cm en relación al ancho del cimiento dejar 10 cm de más a cada lado.
Figura 8-32. Suelos de mayor resistencia no existen a poca profundidad, y cuando no es posible cambiar la localización de la casa se pueden usar cimentaciones rígidas especiales para este tipo de suelo.
Suelos medios
Figura 8-33. Cómo sería una losa corrida de concreto.
Ejemplos de este tipo de suelo son tepetate, tobas o conglomerados, suelos calizos como el soscab en la península de Yucatán, suelos calcáreos o de origen coralino, etc. Estos suelos ofrecen muy buena resistencia para su utilización como apoyo estructural de cimentaciones. 241
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Figura 8-35 También se pueden clasificar como suelos tipo medio los formados por sedimentación de partículas finas combinadas con cementantes naturales. que por la acción del tiempo han alcanzado gran dureza y solidez.
Figura 8-34 Este tipo de suelos es típico de lomas y zonas cercanas a formaciones montañosas. 242
Figura 8-36. Son de consistencia dura y se excavan con dificultad empleando pala y pico. Su diferencia con los suelos blandos es que se pueden observar mayores proporciones de suelo granulares como arenas y gravas que se mezclan con partículas finas, observándose fragmentos grandes de piedras. 243
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Suelos duros La resistencia que ofrecen estos suelos es muy grande y constituyen más adecuado teóricamente como suelo de cimentación. Sin embargo, los problemas que presentan son generados por su condición física, como la topografía, huecos o cavernas, grietas en el suelo rocoso, inestabilidad de taludes circundantes (los casos de suelos peligrosos).
244
Figura 8-37. Su consistencia es muy dura; se excavan con gran dificultad con herramientas manuales como el marro y la cuña.
Figura 8-38. Por lo general se encuentran en terrenos con pendientes fuertes o accidentados. 245
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Figura 8-39. Los suelos duros se componen generalmente por roca o fragmentos de roca con combinaciones de grava y arena.
Figura 8-40. Cortes naturales.
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por condicionantes arquitectónicos. Por lo que, una vez definida la ubicación y el trazo de la casa, se deberá proceder a la excavación de pozos de exploración (véase la figura 8-42). Si no está definido el plan (proyecto), se ubicarán los pozos en los cuatro lados del predio o en las esquinas (véase la figura 8-43). Cuando se cuenta con el proyecto, los pozos se localizarán bajo los ejes estructurales de la futura vivienda, de los muros principales. El mínimo deseable de pozos es cuatro, localizado uno por cada lado de la casa (véase figura 8-43). Figura 8-41. Excavaciones vecinas.
Exploración del sitio La etapa de exploración constituye la confirmación de la elección del sitio escogido para la localización de la casa
Los pozos serán de dimensiones mínimas para que una persona excave cómodamente y en forma segura hasta 2 m de profundidad. Deberán observarse todas las precauciones posibles para evitar accidentes por caídas hacia el pozo del material producto de la excavación o por derrumbes de las paredes. La profundidad del pozo se recomienda que llegue hasta encontrar un estrato de roca, o bien hasta penetrar 247
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Figura 8-43 Localización de pozos.
Figura 8-42. Pozo de exploración. 248
por lo menos 50 cm. En un estrato tan resistente que sea muy trabajoso, habrá que excavar con pico o cuña. Si la profundidad del pozo alcanza los 2 m y no se ha encontrado un estrato resistente, se suspenerá la excavación, y para la elección del tipo de suelo se considerará como blando. Como actividades complementarias de la exploración podrán observarse los cortes naturales cercanos como son acantilados y barrancas; así como el interior de norias o excavaciones vecinas (véanse las figuras 8-40 y 8-41).
Es necesario la utilización de muros de contención para retener el material de relleno. (véase figura 8.44-B) Dependiendo del tipo de suelo, será necesario construir protecciones para evitar erosión o inestabilidad del talud generado por el corte. Las protecciones pueden ser desde un aplanado con malla, zampeado de piedra, drenajes en el hombro del talud, etcétera. (véase figura 8.44-C) Tipo de muro
Altura
Terrenos accidentados o con pendientes
Block hueco sin refuerzo pero con huecos rellenos de concreto
hasta 1 m
Caso 1. Terrenos con pendiente uniforme, con estratos resistentes constituidos por suelos tipo medio
Block hueco con refuerzo en huecos
hasta 2 m
Muro de concreto armado
hasta 3 m
Se puede compensar el volumen de material excavado con el volumen de material de relleno para conformar el nivel de piso. Esta es la solución teóricamente perfecta puesto que no requiere acarrear material hacia afuera ni hacia adentro de la construcción. (véase figura 8.44-A)
Para este tipo de terreno y por los desniveles, el tipo de cimentación recomendado será el de zapatas, corridas de concreto reforzado o concreto ciclópeo. (véase figura 8.44D) En adelante se sugieren ideas para lograr cimentaciones económicas y seguras para los casos más frecuentes. 249
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Figura 8-44. Caso 1. Terreno con pendiente uniforme
250
Figura 8-45. Caso 2. Terrenos con fuerte pendiente, con estrato resistente constituido por suelos de tipo medio 1. Se puede compensar el volumen de material excavado con el volumen de material para relleno. 2. Es necesaria la utilización de muros de contención. 3. Dependiendo del tipo de suelo, se requerirán protecciones a los taludes. 4. Se recomienda el uso de zapatas corridas
251
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Figura 8-46. Caso 3. Suelo muy duro y terreno con pendiente 1. Zapatas con empotramiento mínimo. 2. Empleo de muros de contención. 3. Rellenos con volumen importante.
252
Terrenos localizados en cuencas o zonas bajas Para los niveles de piso terminado (NPT) será necesario modificar el nivel del terreno adicionando material de mejor calidad al existente en el suelo.
Figura 8-47. Adición de material de mayor calidad. 253
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Figura 8-48. Este material por lo general tiene que importarse de bancos, en cuyo caso el mejor material es aquel que contiene las partículas bien graduadas, es decir, que existen partículas finas medias y gruesas, sin que predomine notablemente alguna de éstas. Las partículas se encuentran mezcladas con suelos finos con características cohesivas. Un ejemplo de estos materiales es el tepetate. 254
Figura 8-49. Como material de relleno puede emplearse el mismo material que constituye el suelo local. Sin embargo, por la importancia que requiere como buen soporte para la cimentación, se recomienda la asesoría de un especialista que determine con precisión las propiedades del suelo local.
Figuras 8-50. La colocación del material de relleno deberá hacerse en capas de no más de 20 cm de espesor y compactarse con pisón de mano.
Definidas las propiedades del suelo local, puede mezclarse el material con cal, cemento, etc. La compactación, propor-
ción, cantidad de agua, etc. Deberán ser determinadas por el especialista. 255
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Figura 8-51. La humedad óptima dependerá del tipo de material. Sin embargo, se podrá determinar mediante un procedimiento empírico que consiste en incrementar paulatinamente la humedad del suelo y apretar fuertemente con la mano.
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Aquella humedad que provoque que el material logre la mayor dureza será la óptima. En estos casos, cuando se ha decidido la utilización de rellenos como suelo de desplante, el tipo de cimentación más recomendable es la losa de cimentación.
Casos peligrosos comúnmente observados Casa localizada en zonas cercanas al hombro de taludes o cortes, o en zonas cercanas al pie del talud
Figura 8-52. Dependiendo del tipo de suelo y las condiciones físicas del sitio, es posible que puedan existir falla del talud o corte. Generalmente suceden cuando hay presencia de agua en abundancia como en la época de lluvias.
Figura 8-53. Igualmente inestable puede ser un talud con rocas sueltas que puedan rodar o con materiales finos que puedan erosionarse con el tiempo. 257
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Figura 8-54 En terrenos rocosos estratificados aparentemente soldados y estables, habrá que observar las formaciones de roca. Figura 8-55. Talud de roca estable.
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Figura 8-56. Hay suelos que presentan estratos de suelo blando o intercalados con estratos de suelo duro.
Figura 8-57. Formación de curvas para explotación.
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Casa localizada en terrenos donde existen tendencias de cuevas o minas Ante ciertas condiciones naturales o bien por explotación del hombre de los suelos blandos, al irse retirando es que se forman cuevas cuyo techo formado por suelo puede resistir grandes cargas. Iniciada la cueva, con la presencia de agua aumentan las filtraciones hacia la misma que funcionará como drenaje acarreando las partículas finas del suelo. Esto erosionará el techo y las paredes, provocará que las dimensiones de las cuevas crezcan y el espesor del techo disminuya hasta que, eventualmente, sea tan delgado que falle. Esta situación puede detectarse sólo con la observación del entorno y sobre la base de experiencias locales (véanse las figuras 8-58 y 8-59. Este caso se ha observado en la zona poniente de la ciudad de México y en algunas zonas del sureste cercanas a los cenotes. 260
Figura 8-58. Erosición del techo y paredes de la cueva.
En la costa del Pacífico, que es la zona de mayor actividad sísmica, es donde se han observado estos casos con mayor frecuencia. La licuación del suelo sucede cuando, por la fuerte vibración del sismo y en presencia del agua, las partículas de arena pierden el contacto entre sí y se colapsa el suelo. Esto sucede en pocos segundos durante el sismo y ocasiona graves daños al perder el suelo toda su capacidad resistente.
Figura 8-59. Falla por erosión.
Casas localizadas en suelos arenosos bajos donde hay saturación del suelo Principalmente en las riberas de ríos y lagos o en playas en el mar, donde hay suelos arenosos y principalmente saturados, existe la posibilidad de que en una eventualidad de un sismo se presente licuación del suelo, que es un fenómeno parecido a las arenas movedizas.
Figura 8-60. Suelos arenosos bajos donde hay saturación del suelo. 261
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Casas localizadas en las riberas de ríos o barrancas con fuerte pendiente Estas avenidas son grandes volúmenes de agua a gran velocidad y con un gran poder destructivo.
Figura 8-61. Es fácilmente reconocible este fenómeno porque después de los sismos aparecen pequeños cráteres de arena inundados con agua. 262
Figura 8-62 El riesgo de ubicar la casa en estas zonas consiste en que las avenidas o crecientes provocadas por lluvias intensas pasan por estos lugares, inundando las zonas bajas primero.
Figura 8-63 Es importante en estos sitios buscar evidencias locales de los máximos niveles que haya alcanzado el agua recientemente y localizar la casa por encima del máximo nivel de seguridad conocido.
Figura 8-64. Herramientas 263
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Normas y tolerancias La profundidad mínima de la cepa es de 50 cm el ancho mínimo de la cepa es de 60 cm en relaicón al ancho del Figura 8-65. Materiales
Sobre todo en terrenos blandos, en profundidades mayores de 2 m se cuidará evitar derrumbes en las paredes de la zanja. Para evitar movimientos de tierra, conviene aprovechar el terreno excavando para rellenos en la obra.
Figura 8-66. Panorama general 264
cimiento dejar 10 cm de más de cada lado
Asesoría Cuando haya dudas del nivel de desplante de la cimentación recurrir a un ingeniero, arquitecto o autoridades de Obras Públicas.
Otras actividades que intervienen en la excavación se dan a
• A mano o con maquinaria
continuación con sus formas de medida o pago y sus rendi-
Rendimiento
mientos.
Excavación en capas de 0.00 a 1.50 m
Forma de medida o pago
De profundidad incluye afines de taludes y fondo, en suelo
• m3 metro cúbicos
• Blando: 4.3 m3/jornada
• Si esta seco o húmedo el terreno
• Medio: 2.6 m3/jornada
• Si es suelo blando, medio o duro
• Duro: 10 m3/jornada
• De la profundidad de la excavación
Una jornada es un día de trabajo normal
CONCEPTO
FORMA DE MEDIDA O PAGO
RENDIMIENTO
Excavación en cepas de 1.5 a 2.5 m de profundidad en suelo blando
m3 (metros cúbicos)
3 m3 / jornada*
Excavación en cepas de 1.5 a 2.5 m de profundidad en suelo medio
m3 (metros cúbicos)
1.9 m3 / jornada
3
Excavación en cepas de 1.5 a 2.5 m de profundidad en suelo duro
m (metros cúbicos)
1.5 m3 / jornada
Traspaleo de 1 a 3 m
m3 (metros cúbicos)
10.5 m3 / jornada
3
Acarreo de bote de 18 l a 5 m
m (metros cúbicos)
8.35 m3 / jornada
Acarreo de bote de 18 l a 4.10 m
m3 (metros cúbicos)
6.75 m3 / jornada
Acarreo de bote de 18 l a 4.15 m
m (metros cúbicos)
5.75 m3 / jornada
Acarreo de bote de 18 l a 4.20 m
m3 (metros cúbicos)
5.25 m3 / jornada
Acarreo de bote de 18 l a 4.25 m
3
3
m (metros cúbicos)
4.65 m3 / jornada 265
IMCYC
IMCYC
CONCEPTO Acarreo de shunde a 20 m
FORMA DE MEDIDA O PAGO
RENDIMIENTO
m3 (metros cúbicos)
8.65 m3 / jornada
3
Acarreo de shunde a 40 m
m (metros cúbicos)
6.60 m3 / jornada
Acarreo de shunde a 60 m
m3 (metros cúbicos)
5.20 m3 / jornada
3
Acarreo de shunde a 80 m
m (metros cúbicos)
4.25 m3 / jornada
Acarreo de shunde a 100 m
m3 (metros cúbicos)
3.65 m3 / jornada
3
Acarreo en carretilla a 10 m
m (metros cúbicos)
7.75 m3 / jornada
Acarreo en carretilla a 20 m
m3 (metros cúbicos)
6.30 m3 / jornada
3
Acarreo en carretilla a 30 m
m (metros cúbicos)
5.20 m3 / jornada
Acarreo en carretilla a 40 m
m3 (metros cúbicos)
4.10 m3 / jornada
3
Acarreo en carretilla a 50 m
m (metros cúbicos)
4.10 m3 / jornada
Acarreo en carretilla a 60 m
m3 (metros cúbicos)
3.75 m3 / jornada
3
Acarreo en carretilla a 70 m
m (metros cúbicos)
3.40 m3 / jornada
Acarreo en carretilla a 80 m
m3 (metros cúbicos)
3.15 m3 / jornada
Acarreo en carretilla a 90 m
m (metros cúbicos)
2.90 m3 / jornada
Acarreo en carretilla a 100 m
m3 (metros cúbicos)
2.70 m3 / jornada
Carga de material producto de excavación al camión, con pala *Una jornada es un día de trabajo normal.
266
3
3
m (metros cúbicos)
6.50 m3 / jornada
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Capítulo 7 Estructuración Introducción
Reglamento de construcción
Es
Los parámetros y restricciones en las condiciones de esta-
tructurar una edificación es la forma de integrar todos los elementos necesarios para darle sustento a la edificación con eficiencia, de acuerdo con: • las condiciones del subsuelo;
bilidad que debe cumplir la edificación son los indicados en el reglamento de construcciones del Distrito Federal en el título sexto.
• los sistemas estructurales nobles;
Dentro del reglamento de construcciones para el Distrito
• los materiales que se han de utilizar de la edificación de preferencia de la región;
Federal encontraremos, para efectos de seguridad estructu-
• los procedimientos de construcción.
ral, que las construcciones se clasifican en: • grupo a 207
IMCYC
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• grupo b En relación con nuestro campo, la vivienda, nos enfocaremos al segundo grupo; este se refiere a construcciones comunes destinadas en una parte a vivienda. El proyecto arquitectónico de una construcción deberá permitir una estructuración eficiente, regular, para poder resistir las acciones que puedan afectarla a esta.
Forma de la estructura Es importante mencionar las condiciones de regularidad que se encuentran en las normas técnicas complementarias, ya que son de suma importancia para poder considerar regular una estructura. Son las siguientes: • Su planta debe ser sensiblemente simétrica con respecto a dos ejes ortogonales por lo que toca a masas, así como a muros y otros elementos resistentes. • La relación de su altura a la dimensión menor de su base no excede de 2.5. 208
• La relación de largo a ancho de la base no excede de 2.5. • En planta no tiene entrantes ni salientes cuya dimensión exceda 20% de la dimensión de la planta medida paralelamente a la dirección que se considera de la entrante o saliente. • En cada nivel tiene un sistema de techo o piso rígido y resistente. • No tiene aberturas en sus sistemas de techo o piso cuya dimensión exceda de 20% de la dimensión en planta medida paralelamente a la dimensión que se considere de la abertura. • EL peso de cada nivel no es mayor que el del piso inmediato inferior. • Ningún piso tiene un área delimitada por los paños exteriores de sus elementos resistentes verticales, mayor que la del piso inmediato inferior ni menor que 70% de esta.
Según el artículo 264, las estructuras a diseñarse deberán cumplir con los siguientes requisitos: • Tener seguridad adecuada para cualquier estado límite de falla, el cual es el agotamiento de la capacidad de carga de la estructura. • No rebasar tampoco ningún estado límite de servicio, que es la ocurrencia de deformaciones, agrietamientos, vibraciones o daños que afecten el correcto funcionamiento de la construcción.
Cargas vivas Estas son las fuerzas que se producen por el uso y ocupación de las construcciones y no tienen carácter permanente.
Análisis de fuerzas Elección del sistema estructural (vivienda)
Para el diseño de toda estructura se deberán tomar en
Muros de block de concreto hueco
cuenta los efectos de: cargas permanentes; cargas vivas, y
Este tipo de muros aísla y separa; por lo tanto se clasifica
cargas accidentales, como son sismo y viento.
dentro del grupo de ¨divisorios¨, y por razones de privacía
Cargas permanentes
requiere ser más alto que el plafón.
Son los pesos de todos los elementos constructivos, de los
Para asegurar su estabilidad se fijarán soleras metálicas a
acabados y de todos los elementos que ocupan una posición permanente y tienen un peso que no cambia sustancialmente con el tiempo.
la losa de concreto, las que bajarán hasta abrazar la cadena de remate del muro. 209
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Los bloques que se utilicen para la construcción de muros deberán fabricarse con equipo de alta vibración y compactación.
Muros de concreto Los muros de contención de concreto deberán estar diseñados estructuralmente para poder recibir los empujes laterales provocados por la carga del terreno que deben contener y las cargas ejercidas por el producto de la compactación.
Acero de refuerzo El acero de refuerzo deberá colocarse de acuerdo con lo indicado en el proyecto, tomando en cuenta lo siguiente: La separación libre entre varillas paralelas de una capa será igual al diámetro de las mismas o 1.3 veces el tamaño del agregado grueso, pero en ningún caso menor de 2.5 centímetros. 210
Cuando el refuerzo paralelo se coloque en dos o más capas, las varillas de las capas superiores deberán colocarse directamente arriba de las que están en las capas inferiores, con una distancia libre entre dichas capas no menor de 2.5 centímetros. En muros y losas, exceptuando losas nervadas, la separación del refuerzo principal no será mayor que tres veces el espesor del muro o de la losa, ni mayor de 45 centímetros. En los elementos que van a estar en compresión con refuerzo heliciodal y anillos, la distancia libre entre varillas longitudinales no será menor que una y media veces el diámetro nominal de la varilla ni menor de 4 centímetros. Los paquetes de varillas no deberán constar de más de cuatro unidades, dispuestas en forma cuadrada, o triangular para el caso de tres varillas. Los paquetes deberán estar sujetos con anillos de alambre: los ganchos y dobleces de las varillas individuales se localizarán alternados y los cortes se espaciarán por lo menos 40 diámetros de la varilla.
Figura 7-1. Muros de bloques de concreto hueco.
211
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Figura 7-2. Acero de refuerzo. 212
Las varillas mayores del número 11 no deberán colocarse en paquetes, en vigas o trabes. Todas las varillas de refuerzo deberán ser recubiertas con los espesores de concreto especificados en los planos estructurales, o en su defecto los siguientes:
Concreto colado en el lugar recubrimiento mínimo Colado en contacto con el terreno y permanentemente expuesto a la intemperie
En muros o losas, excepto en nervaduras, la separación mínima del refuerzo por contracción o temperatura será de cinco veces el espesor de la pieza, pero no mayor de 45 centímetros. Los cruceros de varillas no se fijarán con puntos de soldadura, a menos que esta operación esté controlada por personal calificado.
7 cm
Expuesto al terreno o a la intemperie Varillas del No. 6 al No. 18
5 cm
Varillas del No. 5 o menos
4 cm
Losas, muros, trabes: Varillas del No. 14 al No. 18
4 cm
Varillas del No. 11 y menores
2 cm
Vigas, trabes, columnas: Refuerzo principal, anillos, estribos, o espirales
4 cm
Cascarones y placas delgadas: Varillas del número 6 y mayores
2 cm
Varillas del número 5 y menores
1 cm
Figura 7.3 Traslapes de varilla. Cuando el largo de la varilla no alcanza para ponerla de una sola pieza, puede añadirse otra varilla, cuidando de que traslapen como mínimo 40 cm. 213
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Los empalmes, cuando sean autorizados, serán de dos tipos: traslapados o soldados a tope y deberá usarse el tipo que fije el proyecto.
llas y 33% para paquetes de cuatro varillas. Dentro de un paquete, las varillas que lo forman no deben traslaparse entre sí.
Salvo indicación de lo contrario, en la misma sección no se permitirá empalmar más de 50% de las varillas de refuerzo, de acuerdo con lo siguiente:
Cuando el proyecto no fija otra cosa, los traslapes tendrán una longitud de 40 veces el diámetro o lado, para varillas corrugadas; y de 60 veces el diámetro o lado para varilla lisa. Se colocarán en los puntos de menor esfuerzo de tensión, no se harán traslapes en lugares donde la sección no permita una separación mínima libre de 1× 1 2 veces el tamaño máximo del agregado grueso, entre el empalme y la varilla más próxima.
Acero para traslaparse Deberán traslaparse varillas mayores del No. 8, excepto en zapatas o cuando sea refuerzo de columnas en donde no se presente tensión, en estos casos se traslaparán espigas de menor diámetro ancladas en las zapatas, con las longitudes de traslape correspondientes.
Salvo que el proyecto indique lo contrario, los traslapes de varilla en líneas contiguas tanto en elementos verticales como horizontales se harán en forma tal que en ningún caso queden alineados .
Las varillas traslapadas sin contacto entre sí, en elementos sujetos a flexión, no deberán separase más de 0.20 de la longitud de traslape ni más de 15 centímetros.
Malla electrosoldada
La longitud de traslape de los paquetes de varilla será la correspondiente al diámetro individual de las varillas del paquete, incrementado en 20% para paquetes de tres vari-
Para este tipo de refuerzo se tomará en cuenta lo indicado, para las varillas lisas y corrugadas además de lo siguiente: el alambre que forma la malla deberá estar libre de defec-
214
tos, ser de calibre uniforme estar soldado en todos los puntos de intersección y no tener grasa o aceite. La malla deberá ser del calibre y abertura indicados en el plano del proyecto. Solo se permitirán cambios en el calibre del alambre así como en la abertura de la malla con la autorización correspondiente. No se permitirá el empleo de pedacería o desperdicios de malla, y el largo de ésta deberá ser tres veces su ancho. En caso de existir traslapes, estos deberán ser de 19 cm como mínimo, debiendo hacerse sin doblar las mallas, sujetándolas por medio de alambre entre una y otra malla.
Figura 4-4. Malla electosoldada.
La colocación de la malla como refuerzo en elementos horizontales, se deberá hacer amarrando los tramos de la misma con alambre recocido, colocándose silletas de apoyo para obtener el recubrimiento necesario de acuerdo con el proyecto. 215
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Para dar por terminado el armado y colocación del acero de refuerzo, se verificarán sus dimensiones, separación, sujeción, forma y posición, de acuerdo con lo indicado en el proyecto según lo siguiente:
Adicionalmente al refuerzo principal que marcan los planos, se dejarán en el armado de muros, columnas, trabes, contratrabes y losas, las anclas necesarias que correspondan a dalas, cerramientos y castillos, cuando estos ele-
• Medición. En varilla lisa o corrugada, la unidad de medición será la tonelada, medida según proyecto.
mentos estén indicados en el proyecto.
• Malla electrosoldada. La unidad de medición será el metro cuadrado medido según proyecto.
extremo de las varillas; el término gancho estándar se
Uniones y conexiones estructurales
Cuando así lo señale el proyecto, se harán ganchos en el empleará para designar: • En refuerzo principal: -
Una vuelta semicircular más una extensión de por lo menos cuatro diámetros de la varilla, pero no menor de 65 milímetros en el extremo libre de la varilla o: -
Una vuelta de 90 grados más una extensión de por lo menos 12 diámetros de la varilla en el extremo libre.
El acero deberá estar limpio de aceite y/o grasas, escamas, grietas, golpes o deformaciones de la sección. Deberá corresponder al tipo, grado y número indicado en los planos del proyecto autorizados. Todo el acero deberá estar sujeto con amarres de alambre recocido o con el tipo de sujeción que se especifique. Los separadores para dar recubrimiento a la varilla deberán ser cubos de concreto o mortero, o concreto y silletas de acero o asbesto. 216
• Para anclajes de estribos y anillos: -
Una vuelta de 90 grados o de 135 grados más una extensión de por lo menos seis diámetros de la vari-
lla, pero no menor de 65 milímetros en el extremo libre de la varilla. El diámetro del doblez para ganchos estándar, medido en su cara interior, no será menor que los valores siguientes: Número de la varilla 3a8 9, 10 y 11 14 y 18
Diámetro mínimo (D) 6 diámetros de la varilla 8 diámetros de la varilla 10 diámetros de la varilla
Para ganchos de 180 grados en varillas del No. 3 al No. 11 y grado 30, el diámetro mínimo será de cinco veces el diámetro de la varilla. El diámetro del doblez para ganchos y dobleces no estándar (usados en estribos y anillos), medido en su interior, será mayor de 40 milímetros para varillas del No. 3, 50 milíFigura 7-5. Forma de usar la grifa para doblar la varilla.
metros para el No. 4 y 65 milímetros para el No. 5. 217
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Los dobleces para las varillas de número mayor tendrán diámetros en su cara interior, no mayores que los indicados anteriormente. • Doblado. Las varillas se doblarán en frío. Se observará que el doblez de la varilla no produzca fisuramiento, laminación o desprendimientos superficiales.
218
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Capítulo 6 Proyecto Programa arquitectónico
La
edificación de la vivienda es consustancial al ser humano, que requiere de un cobijo para sobrevivir al clima, incluso al más benigno. Las necesidades básicas son similares para todas las personas el acceso al sol, la ventilación, la vista del verde, el reposo, el desarrollo de actividades productivas y de recreación.
La lista de todas estas necesidades en forma ordenada considerando su viabilidad económica, técnica y legal forman lo que se denomina EL PROGRAMA ARQUITECTÓNICO; elaborarlo con cuidado será de gran utilidad para poder realizar el proyecto de la vivienda o solicitar la ayuda profesional al respecto.
La cultura da una especificidad a los pueblos y las personas
Proyecto de vivienda
de la que se desprenden las apetencias particulares, como
La edificación se puede realizar como producto de la labo-
parte de las necesidades.
riosidad, sin un plan, aumentan el riesgo de cometer erro179
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res, que se lamentarán luego, y en ocasiones el corregirlos significará un costo adicional. Estos errores pueden presentarse en la concepción, el emplazamiento, la orientación y la forma general de la edificación, o en la calidad y supervisi6n del proceso constructivo.
del espacio y de las soluciones técnicas, combinando la uti-
La edificación tradicional se realizaba en el pasado esporádicamente, ya que los pueblos y ciudades requerían de un siglo para duplicar su población y necesidades espaciales, y los recursos técnicos y formas de construir variaban poco. El proceso de proyectación era fundamentalmente una repetición de lo existente, con las ventajas y limitaciones que implicaba.
las soluciones técnicas, especificaciones y datos necesa-
En la actualidad, el crecimiento acelerado de la población obliga a edificar en un tiempo menor, sin un modelo que copiar; en consecuencia, se tiene que pensar por cuenta propia. EL PROYECTO es pensar lo que se quiere realizar, cómo, dónde con cuánto, etc. Proyectar y construir con una intención artística de expresión y búsqueda de belleza es el ideal de la arquitectura. El proyecto se realiza fundamentalmente a través de medios auxiliares de representación 180
lización de diversos lenguajes dentro de los que destaca la geometría: la edificación que se tiene en mente se geometriza para contar con la imagen y las medidas proporcionales, útiles, para la realización constructiva, considerando rios para su aprobación previa y posteriormente documentar las indicaciones de ejecución; en esto consiste la esencia del proceso de un proyecto.
Espacios mínimos Normalmente, la vivienda es producto del ahorro de toda una generación. La escasez de recursos se traduce en un déficit en el número y calidad de la vivienda que cada vez se hace con espacios más reducidos. Múltiples estudios han sido hechos por profesionales para este fin con una tendencia que ha llegado a límites tales que las dimensiones propuestas resultan insuficientes.
La opción mas lógica es buscar la economía en la racionalización y sistematización de la edificación y construir por etapas hasta alcanzar un espacio suficiente.
Proyecto arquitectónico
Uso del espacio y prototipos
La interpretación del programa
La edificación en altura es difícil de realizar, sin contar con una organización social o empresarial que ayude al respecto. Los principales estudios para vivienda se han enfocado a estos casos, creando incluso prototipos, ya que contar con un buen proyecto resulta tan provechoso que debería ser preocupación principal de quien piensa llevar a cabo dicha empresa, aunque sea utilizando algún prototipo o uniéndose con los que están en similares condiciones. Sin embargo para los que autoconstruyen esto resulta mas difícil, pero ahorrarse el proyecto es más costoso a la larga.
El proyecto
La realización de un buen proyecto arquitectónico de vivienda es una tarea problemática y muy compleja; el ideal sería considerar cada caso particular siguiendo cinco pasos mínimos.
• Conceptual: posiciones estándar, es decir, en reposo o estáticas (sin movimiento); sentarse, acostarse, y pararse. Las dimensiones del cuerpo humano que influyen en el diseño de espacios interiores son de dos tipos: • Estructurales: Corresponde a la cabeza, el tronco y las extremidades en las medidas de los muebles son muy variables, pero esto no significa que no se puedan establecer medidas tipo. 181
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Figura 6-1. El espacio mínimo está en función del cuerpo humano. 182
Figura 6-2. Las dimensiones estructurales del cuerpo humano. 183
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Figura 6-3. Las dimensiones funcionales del cuerpo humano. 184
• Funcionales: Es el cuerpo en movimiento, o en posición de trabajo; caminar, inclinarse, rotar, flexionarse y estirarse (hiperextensión). Dar a conocer la importancia de las dimensiones del cuerpo al autoconstructor de la vivienda, es primordial para que la planee adecuadamente. La unidad de medida para el diseño del espacio habitable mínimo es el cuerpo humano y los muebles contenidos en él. Las actividades y necesidades propias de cada familia determinan los espacios habitables mínimos. Para diseñar nuestros espacios habrá de contemplar: • Las dimensiones y el espacio que se necesitan para moverse, trabajar, descansar, etcétera. • El tamaño de los enseres, aparatos, vestidos, etc., para determinar las dimensiones de los muebles. • El espacio y la colocación de los muebles. • Las dimensiones de los espacios mínimos.
• El hombre, las dimensiones y los espacios interiores.
Estudios técnicos Los conocimientos técnicos y científicos de cada época son la base del proyecto arquitectónico y dependen de quien lo realiza, además de los datos que se tengan que recopilar o en su caso investigar para un mejor conocimiento del problema a resolver.
Proyectos ejecutivos La realización constructiva con base en un proyecto requiere una serie de documentos y planos aprobados por el cliente, y la autoridad para su ejecución. Esta documentación funciona como un acuerdo que contiene la información necesaria para realizar la edificación, en el que se reducen, al máximo los imprevistos y modificaciones, expresados fundamentalmente con los planos que deben contener las dimensiones de espacios y elementos constructivos con los datos necesarios para su edificación. 185
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Licencias de construcción Las necesidades del usuario y sus recursos son el punto de partida para realizar una edificación, pero eso no quiere decir que se pueda construir al simple gusto de los particulares; una decisión inconveniente puede afectar a terceros e incluso al propio usuario. La sociedad a través de la autoridad establece restricciones y condiciones mínimas a cumplir por medio de reglamentos, que se tienen que considerar en el proyecto para que la autoridad pueda evaluar y comprobar la aplicación reglamentaria. Por eso, la elaboración del proyecto ejecutivo es indispensable para obtener la autorización de realización de la obra en un documento denominado licencia de construcción, que debe estar siempre en la obra para demostrar que se construye de acuerdo con lo proyectado y autorizado. La licencia de construcción es el documento por medio del cual se autoriza a los propietarios construir, ampliar, modificar, cambiar el uso de la propiedad, reparar o demoler una edificación o instalación. 186
Para poder adquirir la licencia de construcción es necesario efectuar el pago de los derechos correspondientes y la entrega del proyecto ejecutivo en la delegación donde se encuentre la obra que se va a ejecutar. La presentación de la documentación es responsabilidad del propietario y debe tener la firma de responsiva del director responsable de obra. El plazo máximo para extender la licencia de construcción será de un día hábil. Al extender esta licencia el departamento incluirá el permiso sanitario. La licencia de construcción debe tener la responsiva de un director responsable de obra y anexar los siguientes documentos:
Obra nueva • Constancia de suelo y alineamiento y número oficial vigente. • Dos copias del proyecto arquitectónico de la obra en planos a escala, acotados y con la especificación de materiales, acabados y equipos a utilizar, incluyendo levantamiento actual del predio, con indicación de construcciones y árboles existentes, planta de conjunto, plantas arquitectónicas con indicación de uso de
cada uno de los locales, circulaciones y mobiliario que se requiera, cortes y fachadas, cortes por fachada, detalles arquitectónicos interiores y exteriores.
• Construcción con una superficie de más de 1,000 m2, la vigencia será de 36 meses. El uso y dimensión del espacio (tamaño) depende del clima, cos-
• Plantas y cortes de las instalaciones.
tumbres, sistema constructivo, necesidades familiares y regla-
• Dos copias del proyecto estructural.
mentos locales; que en la república mexicana es variable.
Estos planos se acompañan de la memoria descriptiva.
Tal vez dar un patrón de espacio mínimo a nivel nacional no
Dichos documentos deberán estar firmados por el propie-
sea adecuado, pero establecerlo nos permite dar una refe-
tario o el director responsable de obra.
rencia que sirva de base para solucionar los espacios de la
El tiempo de vigencia de las licencias de construcción esta-
vivienda, sin importar su ubicación, y poder adaptarlo a los
rán en relación con la naturaleza y magnitud de la obra.
requerimientos particulares. Gran parte de los reglamentos
El departamento es quien fija el plazo de vigencia de cada licencia de acuerdo con lo siguiente: • Construcción con una superficie hasta de 300 m2, la vigencia será de 12 meses. • Construcción con una superficie de hasta 1,000 m2, la vigencia será de 24 meses.
estatales están basados en el Distrito Federal, sus variantes son esencialmente los aspectos físicos geográficos como el clima, la sismicidad, la topografía y los recursos naturales. No debe restársele importancia a los aspectos culturales como uso del espacio, características del espacio, mobiliario, materiales y sistemas constructivos, etcétera. 187
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Todo lo anterior y los otros aspectos hacen el espacio míni-
Los muebles definen el espacio donde se va a realizar una
mo no sólo son el ancho y el largo, también es la altura, es
función o actividad en la vivienda de ahí la importancia de
decir, el volumen. El tipo de vivienda al que se dirige esencialmente este manual, es llamada de interés social, en el nivel urbano (ciudad) o suburbano (alrededor o cerca de la ciudad).
Los muebles
Figura 6-4. La mesa. 188
conocer sus medidas básicas. Las necesidades de muebles son determinadas por el usuario, en función de las actividades de cada uno de los miembros que conforman la familia.
En el comedor
Figura 6.5 Silla en perspectiva.
Figura 6.6 Definición de espacio. 189
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Recámara El mueble básico en las recámaras es la cama. Aunque hay un estándar de medidas adecuadas a la estatura promedio del mexicano, existen medidas mayores en el comercio. Además de1 tamaño de cama individual y matrimonial, se fabrica el llamado King Size, que tiene como medidas 1.80 x 1.80 metros. Otros muebles que complementan la recámara, dependiendo de las necesidades particulares son: burós, cómoda, ropero, cabecera, coqueta, escritorio silla, sillón, etcétera.
Funcionamiento En algunas regiones del país, el uso de la hamaca sustituye a la cama. Un mueble que resuelve la falta de espacio para alojar un mayor número de habitantes en la recámara es la litera. 190
Figura 6-7. Medidas de una cama.
Figura 6-8. Dos camas individuales con espacio lateral y centro.
Figura 6-9. Dos camas individuales adjuntas al muro.
191
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Figura 6-10. Dos camas encontradas.
192
Figura 6-11. Cama matrimonial con espacio lateral.
Figura 6-12. Hamaca.
Figura 6-13. Litera de 2 y 3 plazas.
El guardado de ropa es imprescindible en la recámara, pudiendo hacerse en muebles semifijos (ropero, cómoda, etc.) o fijos (closet). Dada la variabilidad de medidas que existen en el mercado, es difícil fijar una medida tipo para el ropero ó la cómoda. 193
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Figura 6-14. Closet o guardarropa. 194
Figura 6-15. Ropero.
Alcoba
• estudio
Hay un espacio que se convierte de uso múltiple: la alco-
• sala familiar o sala de televisión
ba.
• mezcla de los tres anteriores: dormitorio estudio, dormitorio sala de T.V., estudio sala de T.V., etcétera.
De acuerdo con las necesidades de cada familia, puede funcionar como: • dormitorio
Figura 6-16. Sofá-cama de resbalón. 195
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Figura 6-17. Sofá-cama de extensón.
Tal vez el elemento central de este espacio sea el sofá cama por su versatilidad de usarse como asiento en el día y cama en la noche.
Para utilizarse como zona de lectura, estudio o trabajo, adicionalmente quizá se requiera de un escritorio, mesa de trabajo o restirador.
El sofá se adapta lo mismo para una sala de T.V., estudio o dormitorio.
En el caso de que el espacio se ocupe como sala de televisión, se necesitará un mueble que aloje al televisor.
Si el espacio fuese estudio, requerirá de mueble para el guardado de libros, documentos u otros elementos.
Si la alcoba se reserva exclusivamente para dormir, se acompañará de un mueble para el guardado de la ropa.
196
Figura 6-18. Sofá-cama de cojine desmontables.
Los espacios húmedos se refieren a los lugares donde el uso del agua es necesario. El baño, la cocina y el lavado de ropa requieren tanto instalaciones como materiales adecuados.
Los muebles alimentados por gas u otro combustible, tales como estufa y calentador, tienen especificaciones particulares que habrá que conocer.
Su buen funcionamiento depende del conocimiento: las dimensiones, ubicación correcta, alimentación y drenaje de cada uno de los muebles de los espacios húmedos. 197
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Baño Las medidas de muebles, son comercialmente muy variables; sin embargo, se pueden determinar de manera general.
Figura 6-19. Sanitario (W.C. o retrete), capacidad de 6 litros.
Figura 6-20. Regadera 198
Figura 6-21. Lavabo
Figura 6-22. Accesorios
199
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Cocina De los espacios de la vivienda, la cocina es sin duda el lugar donde el ama de casa pasa más tiempo, y el mobiliario a emplearse debe ser de fácil uso y mantenimiento. La gran variedad de accesorios que facilitan la labor en la cocina ocupan un sitio que debe preverse: licuadora, horno de microondas, tostador, cafetera, etc. Aquí se muestran los muebles más comunes, y tanto la gran diversidad de tamaños como su complejidad, haría imposible anotarlos.
200
Figura 6-23. Estufa
Figura 6-24. Fregadero y Mesa de trabajo (de izquierda a derecha).
201
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Figura 6.25. Refrigerador 202
El uso del espacio
Ejemplificamos con cuatro modelos de vivienda, cada una
Es un complejo orgánico, donde se distribuirán de la mejor
con diferentes frentes de lote, solución arquitectónica y
manera posible las actividades, necesidades y funciona-
superficie construida, para que el lector elija la que se ape-
miento en una vivienda, optimizando cada m2 construido.
gue a sus necesidades.
Figura6-26. Solución arquitectónica A. 203
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Presentamos los modelos acotados a ejes para facilitar la elección del material en muros, sin que el grosor afecte el diseño del espacio interior. Posiblemente en algunos casos se tendrán que hacer pequeñas modificaciones para
Figura 6-27. Solución arquitectónica B. 204
adaptarlas al clima reinante o a necesidades de espacio particulares. El prototipo acepta losa plana en lugar de losa de dos aguas.
Si el lote adquirido es mayor en su frente que el notificado
Por el contrario, no se recomienda achicar o reducir los
en el prototipo elegido, la vivienda tiene mayores posibili-
espacios del proyecto, pues están es en su mínima solución.
dades en su funcionamiento y orientación solar y de vien-
Al adquirir el mobiliario para la vivienda, hay que hacerlo en
tos, pues queda un paso de servicio o un jardín lateral.
función del espacio con que se cuenta.
Figura 6-28. Solución arquitectónica C. 205
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Optar por una vivienda en dos niveles permite obtener mayor área libre en el predio, sin embargo, cuando hay minusválidos o personas de la tercera edad, no es una solución adecuada.
hamaca en recámaras, en el norte la cocineta, la terraza
El uso del espacio a nivel nacional, es variable por aspectos socioculturales y de clima, así tenemos en el sureste la
El uso de los materiales puede restringir el tamaño y uso
Figura 6-29. Solución arquitectónica D. 206
cubierta en zonas tropicales, etcétera.
del espacio, sobre todo por el tipo de cubierta.
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Capítulo 5 Condiciones del terreno y del clima
La
lectura de este manual guía al autoconstructor paso a paso para que pueda resolver las dificultades que se le presenten en la construcción de su vivienda, donde quiera que la ubique, a lo largo y ancho de la República Mexicana. El conocimiento del clima que va a influir en su asentamiento es fundamental, para obtener una temperatura confortable dentro de la casa. Por ello se exploran los casos más típicos y se dan recomendaciones para el manejo correcto de la técnica a través
de los materiales y sistemas constructivos que nos den respuestas apetecidas en climas adversos. En algunas zonas geográficas, el mexicano se enfrenta a fenómenos físicos que pueden dañarlo tanto en su habitat como en su persona, y su única defensa es el conocimiento. Los huracanes y los sismos, son desafortunadamente ineludibles, y por tanto tendremos que soportarlos, inteligentemente se les ha querido dar su real importancia en el presente capítulo. Los incendios, en su mayoría, son previsibles siguiendo breves normas. 95
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Una gran duda surge cuando deseamos adquirir un terreno con sus servicios; brevemente se guía su elección. También se dan a conocer los criterios para escoger los materiales y la mano de obra adecuados.
El terreno Para construir, se requiere tener un proyecto de la vivienda. Para su realización no existen recetas o fórmulas; normalmente se realiza bajo condiciones que son específicas para cada caso en particular. Para quien no se dedica a la
Figura 5-1. Lotificación clásica.
profesión, las variantes no son perceptibles, sin embargo, de su justa apreciación depende lo adecuado de un proyecto y de la inversión en la construcción.
Parcelamiento actual Los crecimientos periféricos actuales en la Ciudad de México cada vez se alejan más de las lotificaciones clásicas como las de la figura 5.1, la visión más común es el parcela96
miento irregular. En la medida de lo posible se debe buscar unir fuerzas para mejorar esta situación. A continuación se mencionan los aspectos físicos más importantes que deben tomarse en cuenta al escoger el terreno donde se construirá la vivienda:
• Mecánica de suelos. Los terrenos con mayor potencial en el suelo para sustentar el peso de la construcción son los óptimos. • Soleamiento. Los terrenos que permiten orientar los locales con ventanas son mejores. • Vientos. Los terrenos se deben proteger de vientos, fríos o huracanados, las brisas en las costas se consideran adecuadas.
Figura 5-2. En la medida de lo posible buscar la lotificación ordenada.
• Escurrimientos superficiales. Los terrenos deben estar alejados de posibles cauces de agua aún cuando sean eventuales por el riesgo que esto constituye.
Cañadas • Topografía y nivelación. Los lotes ideales para construir son los que tienen formas regulares y están bien nivelados.
Los terrenos con topografía regular, pendientes mínimas e infraestructura previa, son los ideales para construir pero los costos de financiamiento que éstos tienen, inaccesibles para la mayoría de la población, empujan a ésta a adquirir lotes irregulares de tipo residual como los aquí mencionados. 97
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Terreno para vivienda
Pendiente
Consistencia
5%
Blando
Incremento de costo
10%
Medio
Incremento$
15%
Costo y riesgo
20%
Inconveniente
25%
Alto riesgo
30%
Apto
Duro Roca
Figura 5-3. Cañadas.
Topografía
Alta pendiente
En las cañadas de la periferia se edifica sobre terrenos con formas irregulares y residuales. La topografía y la nivelación del terreno, pueden tener un parcelamiento lógico o caótico, agravado por fuertes pendientes y carencias de infraestructura.
Los terrenos con alta pendiente son los más expuestos a fallas en los taludes durante los aguaceros, con deslizamientos que producen el colapso de las construcciones.
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Esta condición requiere estudios de mecánica de suelos para evaluar el riesgo de la construcción.
Figura 5-4. Fallas en los taludes.
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Figura 5-5. Ángulo de reposo
Figura 5-6. Hundimientos 100
Figura 5-7. Bóveda de la caverna que sufre colapso por el incremento en la carga que aporta la construcción.
Ángulo de reposo de los materiales
Cavernas
El ángulo de reposo de los materiales depende de su cohesión y consistencia así como de la consolidación y afectación debida a escurrimientos superficiales por lluvia.
El subsuelo es el sustento de las edificaciones. Su conoci-
Fallas Las construcciones de mampostería tienen un peso que puede resultar excesivo, y difícilmente darán indicios de falla, la que se presentará es más posible sea repentina.
miento es fundamental, pero los riesgos son difíciles de detectar, como ocurre en las zonas de lomas en el poniente de la ciudad de México, con yacimientos de arena que al ser extraída dejaron cavernas, difíciles de localizar desde la superficie donde se desplanta la construcción de la vivienda. 101
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Figura 5-8. Subsuelo arcilloso
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El subsuelo su potencia y respuesta dinámica Arcillas Las arcillas del subsuelo de la ciudad de México son de origen lacustre y tienen un alto contenido de agua, por lo que son altamente compresibles. Las edificaciones ubicadas en el centro de las manzanas con otras colindando, suman las deformaciones y se hunden más de las esquinas.
Resistencia La resistencia a la compresión de las arenas es muy superior la del terreno arcilloso.
Licuación de arenas Las arcillas tienen una conducta elástico-plástica que puede resultar en una respuesta dinámica a los sismos con amplificaciones significativas. Durante un evento sísmico, las arenas pueden sufrir un colapso que provoque el hundimiento de la edificación que sustentan.
Arenas
Los servicios
En el subsuelo compuesto de arena, la fuerza normal que le transmite el peso de la estructura lo afecta por el desplazamiento horizontal de la arena, por lo que se tiene que prever su confinamiento.
En la selección del predio, se verificará si los servicios de agua, drenaje y electricidad existen. A falta de alguno de ellos, se consultará con las autoridades o funcionarios acerca de su puesta en servicio. 103
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Los pagos por los derechos de agua, drenaje y luz, se deben hacer por anticipado a la construcción de la vivienda.
conectarse a corto plazo con programas de construcción vecinales, municipales, estatales o federales.
Cada dependencia que provee los servicios tiene sus propias normas técnicas que el usuario debe cumplir.
• Cuando los servicios se ubican varias calles de distancia, en otra colonia, o a la orilla de la ciudad, lo que cabe es consultar los planes de desarrollo urbano y económico del municipio, y si se prevé una conexión mediata o inmediata.
Cada localidad ofrece diversidad de eficiencia en sus servicios, por efecto de la población que aloja, su desarrollo y crecimiento urbano, por sus recursos humanos y económicos disponibles, por su situación físico-geográfica, etc. En la adquisición de un predio, se deberá observar los siguientes puntos:
Situación • La ubicación del terreno es un factor determinante para la existencia y operación de los servicios municipales • Si están al frente del lote, es la situación óptima. • Si los servicios estan adjuntos, cercanos a la futura vivienda, a 15, 20 o hasta 50 metros, son susceptibles de 104
Figura 5-9. Subsuelo arenoso
• Si el terreno está fuera de la ciudad, en asentamientos irregulares, zonas de bajo desarrollo urbano, en zonas rurales o colonias suburbanas, no existen posibilidades inmediatas de servicios de agua, drenaje y tal vez electricidad, por incosteables para las autoridades o dependencias responsables. • Otra posibilidad es que los programas municipales, o alguna otra entidad, pretendan llevar la infraestructura hasta donde se localiza el predio, y su ejecución sea a corto, mediano o largo plazo.
ción. Tal situación puede ocasionar, por ejemplo, baja presión del agua, (obligando a bombearla) y también una fosa séptica o sistemas que atentan contra la ecología.
Reglamentos Las leyes nos dan derechos y nos fijan obligaciones como usuarios de los servicios. Entre las obligaciones destacan: el pago de derechos por cada uno de los servicios (agua,
• Aun existiendo los servicios, éstos pueden ser eficientes o deficientes en la zona. Por ejemplo, en el caso del agua, puede haber horarios establecidos, poca presión, contaminación, agua dura, herrumbre, fugas, etc. El drenaje, ya sea pluvial o de aguas negras, podría ser tal vez de baja capacidad,etc.
drenaje, luz, teléfono, etc.), desde su conexión hasta la ren-
• Si el lote está en enclavado en una zona baja, o alta, se complica el acceso a los servicios o su satisfac-
normas técnicas que habrá que respetar, y en dado caso
ta mensual.
Es importante hacer notar que el costo a veces depende de la zona donde se ubique el terreno, el consumo y buen uso que hagamos de ellos. Cada proveedor de servicio tiene consultar con técnicos especializados. 105
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Costos Nos referimos fundamentalmente a medir nuestras posibilidades de pago, pues los servicios tienen diferente costo según donde se den. También hay que pensar en los costos del mantenimiento que habrá que sufragar.
La variedad de materiales y mano de obra es rica en nuestra república mexicana, y si a ello se aunan las nuevas tecnologías en materiales, es posible construir viviendas cómodas a bajo costo, fundamentalmente con elementos fabricados o manufacturados a base de cemento. Se podría asegurar que los materiales existentes en la
Materiales y mano de obra
región o la localidad han dado por consecuencia el desa-
Los materiales de construcción son característicos de una localidad, región o estado según la experiencia y conocimiento de los materiales que se han obtenido regionalmente, habrá que adaptarlos para construir nuestra vivienda. Ello nos asegura la mano de obra eficiente y económica para trabajarlos, evitando fletes costosos por su traslado.
Así donde hay piedra existen canteros; en zona boscosa,
Una buena alternativa es adoptar las nuevas técnicas que existen en los materiales, sobre todo derivados del cemento. 106
rrollo de la mano de obra que los maneja con destreza. carpinteros; en zonas de sembradíos quién trabaja el: barro (tabique, teja, etcétera) y podríamos seguir enumerando. Sin embargo, las posibilidades que tiene el mexicano para la fabricación, ejecución y de los nuevos materiales, son ilimitadas. La capacitación del trabajador en obra es una posibilidad abierta y para la construcción de viviendas cada vez más económicas.
En el renglón de ejecución, se puede requerir mano de obra especializada o no. En el primer caso hace falta capacitación técnica, en el segundo es una transmisión de conocimientos prácticos.
• Bajo costo.
La mano de obra, diversificada por especialización esta compuesta por: albañiles, carpinteros, herreros, yeseros, plomeros, electricistas, fierreros, etcétera.
• Poco mantenimiento.
La mano de obra en cada especialización consiste fundamentalmente en su conocimiento y sus precios de ejecución. Para determinar los materiales que se deberá especificar en la construcción: • Aprovechamiento de los recursos naturales de la región (piedra, yeso, grava, arena, madera, etcétera). • Facilidad de manufactura o fabricación. • Facilidad de ejecución. • Construcción simplificada.
• Fletes reducidos. • Mano de obra.
• Herramienta y equipo simplificado. • Adecuación al clima existente. • Durabilidad. • Comerciales y de reconocido prestigio. • Facilidad de adquisición. • En su caso, tener garantía por defecto de fabricación • Facilidad de reparación o sustitución. El pago de la mano de obra, de acuerdo con la especialización y actividad a ejecutar, tiene sus tarifas estandarizadas; se aconseja solicitar por lo menos dos presupuestos para hacer una comparación. De preferencia, deben existir 107
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referencias de los trabajadores. En gran parte del país éstos están agremiados en sindicatos, y habrá que considerarlo para efectos del presupuesto. Al contratar al trabajador de la construcción, se adquiere la responsabilidad de inscribirlo en el Instituto Mexicano del Seguro Social. Hay que cumplir con esto, para evitar los problemas que se derivan de no hacerlo.
El clima El clima es el conjunto de las condiciones atmosféricas que caracterizan una región. El clima o marco meteorológico a largo plazo de una región, depende de varios factores. Tenemos así la latitud, que determina lo caliente o fría que es una zona, así como la extensión e influencia de sus estaciones. También las características de las masas de aire predominantes, que pueden ser calientes, frías, húmedas o secas están factores físicos tales como la distribución relativa de 108
la tierra, el mar, las montañas, los bosques, los valles y los glaciares. A lo largo de la historia el clima ha controlado las actividades básicas del hombre, las destinadas a procurarse alimento y refugio, y ha dictado los patrones de crecimiento de la civilización. La república mexicana contiene gran diversidad de climas, por su situación geográfica, por la influencia de su sistema orográfico (montañas), su hidrografía (ríos), los mares que bordean, etcétera. Por la complejidad de la diversidad y características de los climas en nuestro territorio, los clasificamos para una mayor sencillez y comprensión en: • Cálido húmedo • Extremoso • Semiextremoso • Cálido semiseco
• Templado
La precipitación pluvial (las lluvias ) tienen variaciones sig-
La vivienda y el clima
nificativas: en el ciclo de verano va desde 300 mm en la
Es preciso definir los requerimientos de la vivienda, el clima y el medio natural, proteger al hombre del sol, la lluvia, el viento y otros fenómenos de la naturaleza.
sierras tropicales.
Dos condiciones principales que definen los climas de México son: latitud respecto al Ecuador y la altura sobre el nivel del mar. En términos generales, al apartarse del Ecuador o del nivel del mar, la temperatura baja.
de microclimas, es decir la vivienda requiere confort para
Por abajo de los 1,000 m y al sur del trópico de Cáncer, que cruza nuestro país, la temperatura media anual es de 22.5 ºC, en tanto que al norte de esa línea y por encima de esa latitud, el promedio es de 15 grados.
Esta es una condición que se debe atender para brindar la
Salvo en el extremo norte, donde en verano hay calores rigurosos y en invierno caen nevadas, en el resto del país no suceden cambios radicales en el curso de las estaciones.
zona semidesértica, hasta 1,500 mm en los declives de la El régimen de lluvias, en combinación con la latitud y las variadas alturas de un país montañoso, produce infinidad el adecuado desarrollo de las actividades de sus habitantes, es decir, una temperatura lo más estable posible, entre 22 y 28o. calidad de vida en la vivienda, al pensar como se puede llevar a la práctica la edificación.
El sol La penetración de los rayos solares se provoca o se evita en el interior de la vivienda, dependiendo de las condiciones del clima y el tipo de local (una cocina o una recámara). 109
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Figura 5-10. Orientación.
Cuando el clima tiene como característica altas temperaturas en gran parte del año, se busca evitar los rayos solares para reducir el calor excesivo. Toda edificación se calienta, unas más que otras a continuación damos soluciones para disminuir el calentamiento: • Orientación adecuada de la vivienda, protegiendo el mayor número de locales en áreas habitables (recámaras, sala, comedor, estudio, etc.) o no habitables (baños, cocinas, cuarto de lavado), por ejemplo se orientan al norte o al sur, o buscando la captación de los vientos dominantes para provocar su paso dentro 110
de la vivienda y obtener la ventilación cruzada. ( figura 5-10). • Sombreado de la vivienda, lo cual aumenta el confort. Esto se logra de diferentes maneras: -
A base de aleros pronunciados (figura 5-11). -
Con nichos, es decir huecos profundos, donde se alojan las ventanas (figura 5-12). -
Con faldones (figura 5-13). -
Mediante quiebrasoles o partesoles. (figura 5-14).
Figura 5-11. Aleros pronunciados
Figura 5-12. Nichos
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Figura 5-13. Faldones
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Figura 5-14. Partesoles
Figura 5-15. Vegetación
- Con vegetación (figura 5-15). - Con elementos de fachada tales como balcones, volúmenes, quiebres, etcétera. (figura 5-16) • Ventilación mediante el aumento del volumen de aire interior. Esto se consigue elevando la altura de los techos o entrepisos, así como ampliando las dimensiones de las habitaciones. (figura 5-16).
Figura 5-16. Balcones y elevación de alturas.
• Equipo para clima artificial. Para esto hay que preveer la adaptaciones, a través de la preparación para instalaciones y la consideración espacio y costo. • Materiales: -
Aislantes del calor en muros ( blocks huecos, de mayor grosor, con aplanados rugosos, etc.) (figura 5-17). 113
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Figura 5-17. Blocks huecos
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Figura 5-18. Cámaras de aire
Figura 5-19. Mosaicos
- Aislantes del calor en losas (con cámaras de aire, con aislante integral, etc.) (figura 5-18). - Aislantes del calor en pisos, (a base de mosaicos, terrazos, barro, cerámicos, cemento, concreto, etcétera). (figura 5-19).
Figura 5-20. Pintura de color.
• Color. De preferencia blanco, tanto en interiores, como en exteriores o los tonos pastel de los llamados colores fríos: azul, verde o gris. (figura. 5-20). Empleo de impermeabilizantes o terminados en azotea, claros o blancos. 115
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Figura 5-21. Inclinación de losas.
• Control de incidencia de los rayos solares; evitar que caigan perpendiculares y se absorba más calor, mediante la inclinación de las losas, (figura 5-21). • Control de la irradiación de calor, reduciendo áreas de ventanas al oriente y poniente. (figura 5-22). • Control del reflejo del calor; reduciendo superficies de pavimentos cercanos a la vivienda, sobre todo los obs116
Figura 5-22. Reducción de áreas.
Figura 5-23. Evitar grandes superficies de pavimento.
Figura 5-24. Efecto “tiro”.
curos. El reflejo se atenúa con vegetación (pasto, maleza, etc.). (figura 5-23). • Ventilación natural provocando el efecto de tiro. El aire caliente tiende a estar en la parte alta de la vivienda, y se puede extraer con una abertura en el techo. Puede ser una ventana, algún hueco o cambio de losas. (figura 5-24).
• Ventilación con circulación del aire evitando que el aire caliente quede encerrado en la habitación. Esto se logra con perforaciones en la parte alta del muro, rejillas en puertas, ventanas opuestas, etcétera. (figura 525). 117
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permite la elección que más se ajuste a nuestros requerimientos técnicos y económicos, adaptados a la mano de obra local, capacitándola incluso para la aplicación de nuevas técnicas. Con los productos fabricados a base de cemento y concreto se obtiene una mayor economía (calidad a bajo costo) en el caso de muros y losas que impiden la penetración del calor dentro de la vivienda (sobre todo con cámaras de aire o huecos) y también en pisos, donde el uso del cemento es Figura 5-25. Libre circulación de aire.
El conocimiento tradicional para conservar viviendas frescas pese al calor en las provincias de nuestro país es digno de tomarse en cuenta al proyectar la construcción de la casa propia. Observar los sistemas constructivos y los materiales usados en la localidad, así como la diversidad de materiales que ofrece la industria de la construcción en todo el país, 118
fácil, económico y muy fresco.
La lluvia En la mayoría de los casos, las lluvias son de estación o por temporada hay excepciones en algunas regiones; y donde llueve imprevisiblemente. La influencia de los vientos, la brisa del mar, la humedad relativa del medio ambiente, bosques o selvas, la altitud y latitud, entre otros factores, conforman un régimen pluviométrico.
En la república mexicana, por su diversidad de climas, la distribución de lluvias no es pareja en algunas regiones son intensas y en otras, escasas.
Elección de un terreno no inundable Para construir una vivienda segura, hay que considerar que el terreno no sea inundable, que esté alejado de los lechos de los ríos, que no coincida con los escurrimientos naturales de cerros o montañas, etc. Hay que procurar un rápido desalojo de las aguas pluviales en pisos y techos.
Figura 5-26. Nivel de banqueta de un terreno urbanizado
Se preferirá un terreno urbanizado y al nivel de la banqueta o ligeramente arriba de ésta. En caso de que esté bajo el nivel de banqueta, se verificará que sea superior al de la tubería del drenaje municipal (figuras 5-26 y 5-27). Se buscará una ubicación en un nivel superior al de la calle o andador, se evitarán los lechos de ríos y las zonas de escurrimientos naturales, pues de lo contrario existirá el riesgo de inundación para la futura vivienda (figura 528).
Figura 5-27. Verificar que el nivel de banqueta este arriba del nivel del drenaje municipal. 119
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Figura 5-28. Evitar lechos de ríos.
La vivienda en zonas con mucha pendiente, en cerros o montañas, aumenta significativamente riesgos y costos. (figura 5-29).
Desalojo de las aguas pluviales Una de las contradicciones de nuestro país, es la desigual distribución de su riqueza hidrológica, abundante al grado de inundación en algunas zonas y sin embargo escasa en amplias regiones. El aprovechamiento de este recurso deja mucho que desear, se vierte o se contamina con los drena120
Figura 5-29. Evitar zonas con mucha pendiente.
jes de las urbes. La opción lógica sería captar el agua durante las lluvias, almacenándola para aprovecharla en épocas de sequía o estiaje.
En techos (azoteas) Para desalojar el agua de lluvia en techos se le da inclinación a la losa o losas, de acuerdo con la precipitación (figura 5-30).
Figura 5-30. Losas inclinadas.
En losa plana; hay que dar una pendiente mínima de 2% con el relleno para la correcta eliminación del agua pluvial. Las aguas se desalojan por medio de tuberías (bajantes de aguas pluviales) o gárgolas (figura 5-31).
Figura 5-31. Bajantes de aguas pluviales 121
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Es conveniente y recomendable captar el agua de lluvia en tambos, tanques, cisternas, u otros recipientes para su futuro aprovechamiento (figura 5-32)
La nieve y el granizo Sobre todo en el norte de la República, se da este fenómeno meteorológico, y la solución para evitar que se acumule es darle mucha inclinación a los techos. (figura 5-33).
Figura 5-33. Mayor inclinación en los techos evita la acumulación de nieve o granizo. Figura 5-32. Captación de agua de lluvia. 122
En pisos Para desalojar el agua de lluvia de los pavimentos se les da bombeo, es decir, inclinación o pendiente, buscando dirigirla a zonas verdes, terracerías, o donde se recolecte el agua para su salida al drenaje municipal. (figura 5-34). La pendiente mínima recomendable es de 1 por ciento. En zonas de baja precipitación pluvial (poca lluvia), o de clima semiárido, lo óptimo es captarla para su posterior utilización (figura 5-35).
Figura 5-34. Pendiente en los pavimentos para el desalojo de agua.
Figura 5-35. Captación de agua para utilización posterior.
Se utilizarán materiales permeables, que permitan la filtración al suelo para mantener los mantos acuíferos, así como ríos subterráneos, el nivel freático y la estabilidad del subsuelo (figura 5-36).
Figura 5-36. Materiales permeables para permitir la flitración de agua. 123
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La humedad Prevención de la humedad En techos Debe evitarse la acumulación de agua, los encharcamientos u obstrucciones a su libre caída o canalización (figura 537). Los techos deben impermeabilizarse adecuadamente según la región, clima y problema particular. Existe una diversidad de productos comerciales, que ofrecen diferentes soluciones, en seco o en caliente, en cuanto a su aplicación, así como en lo referente a durabilidad, garantía y precios.
Figura 5-37. Evitar la cumulación de agua.
La experiencia local es digna de tomarse en cuenta; sin embargo, la tecnología ha avanzado y los técnicos pueden asesorar para obtener una solución acertada. La utilización de chaflanes, que son cortes a 45 grados hechos a base de mortero para sellar las uniones entre elementos verticales con horizontales, ayudan a evitar la penetración de agua entre muro y losa (figura 5-39). 124
Figura 5-38. Productos para impermeabilizar.
Figura 5-40. Goteros y aleros
Figura 5-39. Chaflanes para aislar las uniones.
las pequeñas y importantes normas que se dan en el presente capítulo.
Los goteros en los volados y aleros evitan que las gotas de agua caigan sobre la construcción (figura 5-40). Otra medida es poner repizones en los remates de los muros o pretiles (figura 5-41), los cuales protegen los aplanados y la cabeza de los muros (figura 5-42). Tal vez uno de los problemas más frecuentes de humedad, y difíciles de eliminar, es la penetración del agua por los techos o azoteas, cuando no se construyen y se contemplan
Figura 5-41. Repisones y pretiles. 125
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La seguridad de que una losa de concreto no deje filtrar el agua, es un colado y un curado bien ejecutados. La aplicación de aditivo impermeabilizante integral al concreto, previo al colado, es una garantía contra las goteras posteriores, aunque represente un costo adicional (figura 5-43). Es difícil que en el mercado haya un producto que garantice una imper-
Figura 5-42. Remate de muro. 126
Figura 5-43. Impermealizante integral para concreto.
meabilización por más de 5 ó 10 años, máxime si la azotea está sujeta a tránsito (que se camine en ella), por lo cual requerirá vigilancia y mantenimiento para evitar se trasmine la humedad al interior de la casa. Una solución, aunque costosa, es el uso de teja en techos inclinados o ladrillo en losas horizontales, que requieren menor mantenimiento (figura 5-44).
Figura 5-44. Ladrillos en las losas y tejas en los techos para evitar la humedad.
Por contar con miles de kilómetros de costas, nuestro país nos hacen reflexionar sobre la problemática que representa la humedad producto del mar, la salinidad y, como resultado de ello, la corrosión o la putrefacción que sufren los materiales. De ser posible, en esas zonas se deberá evitar el uso de maderas blandas, derivadas del mirro, del cobre, etc. Cuando estén expuestos a la intemperie sin la debida pro-
Figura 5-45. Evitar materiales absorbentes.
tección. Tampoco es recomendable en las costas el uso del yeso, tanto en interiores como exteriores.
En muros Para prevenir la humedad en muros, se evitará el uso de materiales que absorban y retengan el agua (figura 5-45). De preferencia, se revestirán los muros exteriores a base de aplanados, materiales acabados que impidan la trasminación del agua al interior (figura 5-46).
Figura 5-46. Acabados que eviten la transmisión de agua.
Figura 5-47. Sellar fisuras.
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Figura 5-48. Impermeabilizar el desplante.
Figura 5-49. Evitar muros en contacto con el terreno.
Se evitará la permanencia de grietas o fisuras, se las sellará de inmediato (figura 5-47). Es necesario impermeabilizar el desplante de los muros (figura 5-48). No hay que dejar muros en contacto con el terreno, o algún material que retenga agua (figura 5-49). Cuando el terreno retiene el agua, la vivienda está en pendiente o en una parte baja, se deben poner banquetas perimetrales a la fachada, incluyendo chaflán entre muro y banqueta(figura 5-50). 128
Figura 5-50. Protección con banqueta.
Es preciso reforzar la impermeabilización antes de aplanar o chapear el muro en su parte baja, cuando haya probabilidad de contacto constante con el agua (figura 5-51). Cuando es inevitable que la construcción esté en contacto con el terreno, es factible solucionarlo con muros dobles (tipo sandwich) (figura 5-52). Construir los muros con block hueco de concreto es garantía de una vivienda sin humedades (figura 5-53).
Figura 5-51. Impermeabilizar antes de aplanar
Figura 5-52. Muros dobles para evitar el contacto con el terreno.
En regiones donde existe alto grado de humedad o en zonas costeras, no se recomienda el uso del yeso pues éste retiene la humedad y se pudre. Sobre todo en las costas, la elección de los materiales que estén en el exterior (como puede ser la ventanería, el aplanado en muros, etc.), debe buscar que requieran un bajo mantenimiento y tengan poco riesgo al deterioro. En ventanas, marcos de puertas, las puertas mismas, se preferirá el aluminio. En elementos de madera, se recomienda uso de barnices marinos, con silicones, o de esmal-
Figura 5-53. El bloque hueco evita humedades.
tes de calidad. Se utilizarán pinturas vinílicas en aplanados, cuidando que sean de calidad reconocida.
En puertas, ventanas o cualquier elemento de fachada Se evitará que la lluvia penetre a través de las ranuras que dejan las hojas de puertas y ventanas, especialmente en la parte superior e inferior de los vanos. Una solución es la colocación de pestañas llamadas bota agua, que son elementos horizontales sobresalientes del paño de la puerta o ventana (figura 5-54). 129
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Figura 5-54. Pestañas o botaguas.
Figura 5-55. El repizón evita que el agua escurra.
Los repizones, además de servir de apoyo a la ventana, protegen el muro que sirve de remate, evitando que se escurra sobre él agua de lluvia que cae sobre la ventana, (figura 5-55). Pueden ser de tabique, concreto, piedra, madera, herrería o aluminio. Sellar el perímetro de la ventana que está en contacto con el vano, que la envuelve, asegura que no penetre el agua en 130
Figura 5-56. Sellado de ventanas.
Figura 5-57. Sellar, pintar o barnizar.
esas zonas (figura 5-56). El sellado puede ser con mezcla, silicón, etcétera. Si se emplea madera, hierro laminado u otros materiales que sean afectados por el agua o la humedad del medio ambiente, habrá que sellar, pintar o barnizar según el caso (figura 5-57). Establecer cerramientos sobre las ventanas y puertas elimina posibilidades de fallas, tanto en los muros
como en esos elementos, en forma de grietas o ruptura de ventanería que permitirián el paso del agua.
Prevención de acumulación de agua En los drenajes y tuberías pluviales Se verificará perfectamente que el nivel del drenaje municipal o el punto donde se van a descargar las aguas, no esté al mismo nivel del drenaje de la casa, pues existe la posibi-
Figura 5-58. Drenaje municipal (izq.) y drenaje de la casa.
lidad de que en una fuerte precipitación pluvial, esta agua reconozca precisamente el nivel del drenaje domiciliario, inundando la vivienda (figura 5-58). El sistema de la red sanitaria en la vivienda, se planeará para que no existan tuberías en contrapendiente, es decir que se opongan a la libre circulación del agua de desecho hacia el drenaje municipal (figura 5-59).
Figura 5-59. Tuberías en contrapendiente.
Figura 5-60. Registro de la vivienda y tubería municipal. 131
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Así como en las tuberías, el nivel de plantilla de los registros no estará al nivel de la tubería municipal (figura 5-60).
En jardines y superficies sin pavimentar Se provocará la salida del agua dándole pendiente al jardín (figura 5-61). Deberá establecerse un sistema de drenes en el subsuelo (figura 5-62). Figura 5-62. Sistema de drenaje.
Figura 5-61. Salida con pendiente. 132
Figura 5-63. Conducir el agua.
Figura 5-65. Nivel de terreno más elevado.
Figura 5-64. No impedir su paso.
Habrá que conducir el agua de lluvia por canales, guarniciones, muretes, etcétera (figura 5-63). Se impedirá su paso con coladeras, rejillas, etc. (figura 564). Se obtendrá un nivel más elevado sobre el terreno, generando un aumento en la cimentación con block, concreto, tabicón, etc. (figura 5-65).
Como parte de la naturaleza que somos, debemos aceptar el lugar donde vivimos, y ver la mejor manera de sacar provecho de esa riqueza que es la lluvia. Hasta aquí, hemos analizado cómo la arquitectura bien planeada nos protege de los elementos de la naturaleza y nos permite habitar nuestras viviendas con comodidad.
El viento El viento puede resultar agradable o desagradable dependiendo de su fuerza, temperatura y humedad. En los climas 133
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calientes y húmedos es bienvenido, si se aprovecha para airear las habitaciones.
Permitir el paso de los vientos dominantes a través de las
El registro que llevan los servicios metereológicos en cada región del país, es útil para servirnos o protegernos, pues obtendremos datos tales como la fuerza e intensidad, periodicidad, variabilidad y dirección de los vientos de la zona.
vivienda, en otros casos lo contrario es lo conveniente, es
Huracanes
zada es conveniente. Ventilación cruzada es provocar el
Vientos dominantes Los vientos dominantes son llamados así por predominar temporal o constantemente en una región. Se distinguen por su fuerza, intensidad y dirección en algunos casos son variables cambiando de dirección en un día, mes o estación. Cuando se planee la vivienda, además de orientarla solamente, se hará de acuerdo a los vientos dominantes, dependiendo del clima reinante. En términos generales, los períodos de sobrecalentamiento son de mayo hasta mediados de septiembre y, dependiendo de la latitud, los períodos de viento frío son de noviembre a principios de marzo. 134
habitaciones, ayuda en ocasiones al confort interno de la decir, oponerse a su paso. Allí donde el calor es intenso, ya sea por largos períodos o de altas temperaturas, provocar la llamada ventilación crutránsito del aire, oponiendo dos ventanas en una misma habitación, o huecos, o rejillas que surtan el mismo efecto. Otra solución donde se requiere eliminar el aire caliente del interior de la habitación es emplear el tiro, que consiste en proveer un hueco o rendija en la parte alta del techo y opuesto, o abrir una ventana, tratando siempre de que los vientos dominantes reconozcan los elementos. Proteger las habitaciones de vientos fríos contraponiendo muros, ventanas pequeñas u obstáculos, nos aseguran confort interno en la vivienda.
Un huracán es un enorme sistema metereológico en espiral que contiene vientos de gran intensidad, y enormes bancos de nubes tormentosas productoras de lluvias. Los huracanes o ciclones son vientos fuertes que se originan en el mar, que giran en forma de remolino arrastrando humedad en grandes cantidades, y al tocar áreas pobladas provocan daños y en algunos casos desastres. En México, 10 millones de personas están expuestas a este fenómeno. La capacidad destructora de un huracán trae consecuencias viento, marea de tormenta, oleaje y lluvia intensa. Los huracanes que afectan nuestro territorio tienen nacimiento en las regiones del Golfo de Tehuantepec, del Golfo de México (Sonda de Campeche), la región oriental del Mar Caribe y la zona tropical del Atlántico. Los efectos destructivos de un huracán se pueden aminorar con medidas estructurales o con el aviso oportuno.
135
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Clima extremoso El verano es muy caluroso con invierno muy frío, presentando grados importantes de humedad en ciertas épocas del año, escasamente lluvioso. Localidades importantes con clima extremoso en México son: Chihuahua, Tamaulipas, Baja California, Coahuila, etc.
Figura 5-67. Localización del clima extremoso en la república mexicana
Temperatura Las temperaturas son muy extremosas, con una variación promedio de 10º a 30 ºC. Las temperaturas máximas son las que pasan los 35 ºC, y las mínimas están abajo de 0 ºC. En los meses de junio a agosto son muy calurosas las tardes, y frías las noches de diciembre a enero. 136
Asoleamiento De todos los climas, este es el más intenso. Son despejados más de 80% de los días del año, y el resto permanece con nublados ligeros durante el invierno.
Precipitación
Viento
De 30 a 100 mm es el promedio de lluvias en el año. Los
Los vientos dominantes son del noreste y noroeste y tienen
meses característicos de sequía son de mayo a septiembre.
velocidades de 20 a 30 km/hr. Los vientos que provienen
El invierno se manifiesta con una lluvia constante y fina.
del norte, en invierno son bastante fríos. En primavera y otoño los vientos provocan tolvaneras.
Figura 5-66. Clima extremoso. 137
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Recomendaciones generales • Orientar preferentemente al norte y al sur, el mayor número de habitaciones. • Evitar el cruzamiento del aire en las habitaciones. • Tratar de que las ventanas se ubiquen opuestas a los vientos. • Emplear materiales que aíslen del calor excesivo o del frío exterior, en muros y techo. • Buscar protección solar, sobre todo en las fachadas poniente. • Prever las habitaciones para acondicionar el aire en verano e invierno.
138
Figura 5-68. Recomendaciones generales para el clima extremoso. 139
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Clima semiextremoso El verano es caluroso el invierno frío, sin llegar a los extremos en frío ni en calor. Lluvioso o poco lluvioso. Localidades importantes en México con clima semiextremoso: Aguascalientes, Jalisco, Querétaro, etcétera.
Temperatura El promedio mensual es superior a 18 º C.
Precipitación
Figura 5-70. Localización del clima semiextremoso en la república mexicana.
Lluvias en verano con invierno muy seco
• Ubicar las ventanas opuestas a los vientos.
Recomendaciones generales
• Empleo de materiales que aíslen de las temperaturas exteriores.
• Orientar el mayor número de habitaciones al sur y al norte. • Evitar el aire cruzado en las habitaciones. 140
• Proteger del asoleamiento, o evitar ventanas al poniente.
Figura 5-69. Clima semiextremoso.
141
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Figura 5-71. Recomendaciones generales para el clima semiextremoso 142
Clima cálido húmedo El verano es muy caluroso y húmedo todo el año. Los materiales expuestos al sol directamente, se calientan mucho. Localidades importantes con clima cálido húmedo son Acapulco, Gro.; Chetumal, Q. Roo; Tuxtla Gutiérrez, Chis.; Manzanillo, Col.; Mazatlán, Sin.; Mérida, Yuc.; Veracruz, Ver.; Villahermosa, Tab.; etcétera.
Temperatura Varía de 20 º a 30 º C como rango de temperatura anual. Las temperaturas máximas son las que pasan los 35 ºC en verano y las mínimas, abajo de 15 ºC en invierno.
Figura 5-73. Localización del clima cálido húmedo en la república mexicana
Asoleamiento En la mitad del año con cielo despejado y con días claros en los que hay intensa penetración solar. Cuando hay nubla-
dos ligeros por la radiación solar difusa debido al temporal o nubosidad. 143
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Figura 5-72. Clima cálido-humedo.
Precipitación
Viento
De 600 a 1,200 mm es el promedio de lluvias en el año. De
Llegan a tener una velocidad de hasta 100 km/h en regio-
junio a septiembre se verifican las lluvias fuertes de tempo-
nes expuestas a huracanes provenientes de este y sudeste.
ral y los nortes o cambios bruscos de tiempo en los que
Normalmente los vientos dominantes del norte y noreste
llueve 24 horas. Los llamados nortes llegan a alargarse
varían de 20 a 50 km/h. Durante el año, las velocidades del
durante algunos días, de diciembre a abril.
viento son cambiantes.
144
Humedad relativa Es del 50% a 90%, dada la elevada precipitación pluvial y evaporación. A veces la elevada humedad causa malestar.
• Se protegerá del asoleamiento las fachadas oriente y sur y, sobre todo, la poniente, con elementos arquitectónicos tales como aleros, balcones, volados, nichos en ventanas, etc.
Recomendaciones generales • El viento debe cruzar libremente por las habitaciones. • La lluvia debe caer sin obstáculos por el techo, haciéndolos inclinados preferentemente. • Conviene aumentar la altura de los techos para tener mayor volumen de aire. • En las zonas costeras, hay que usar materiales que no se corroan, por ejemplo en ventanas y puertas. • Materiales que aislen la vivienda del calor y del agua. • La orientación será norte-sur para captar los vientos dominantes (lo más fuertes e intensos), a fin de que crucen las habitaciones y hagan fresco el ambiente. 145
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Figura 5-74. Recomendaciones generales para el clima cálido húmedo. 146
Clima templado Tiene una época calurosa (de secas) relativamente benigna, debido a su marcada elevación sobre el nivel del mar. El invierno también es benigno y seco aunque con algunas heladas. La humedad se presenta en época de lluvia. Hay
una variante dentro de la clasificación: el clima semifrío, que se da en altitud de más de 2,500 metros sobre el nivel del mar; prácticamente no tiene época calurosa sino más bien tibia, con invierno más riguroso. La humedad se presenta en época de lluvias y el frío todo el año. Localidades importantes con este clima: Michoacán, México, D.F.; Puebla.; Estado de México.; Zacatecas.; etc.
Temperatura
Figura 5-75. Localización del clima templado en la república mexicana
Durante el año los promedios de temperatura varían de 15 a 25 ºC teniendo como temperatura máxima 35 ºC y como temperatura mínima 10 ºC. 147
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Asoleamiento
Precipitación
Los días soleados y nublados se distribuyen uniformemente
El promedio anual de precipitación pluvial varía de 200 a
durante el año. En los meses de septiembre a diciembre los
600 mm. Las lluvias se dan de mayo a agosto, y el resto del
días son más claros y de menor claridad cuando llueve.
año llueve esporádicamente.
Figura 5-76. Clima templado. 148
Viento Los vientos son estables durante el año y tienen velocida-
• Utilizar materiales aislantes con propiedades térmicas en zonas frías. Usar ventilación sencilla.
des que van de 10 a 20 km/hr, aunque de enero a marzo las mismas aumentan. La dirección predominante es norte y noroeste, y es cambiante en verano. Viento frío en invierno.
Humedad relativa El promedio anual de humedad fluctúa de 40 a 60 por ciento.
Recomendaciones generales • Provocar la orientación oriente-poniente en las áreas habitables. • El régimen pluviométrico (lluvias) es alto, por lo cual hay que establecer el sistema de tubería con bajantes de aguas pluviales (B.A.P). 149
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Figura 5-77. Recomendaciones generales para el clima templado 150
Clima cálido semiseco El verano es muy caluroso y el invierno, fresco. Puede haber o no humedad en ciertas épocas del año. Localidades importantes con clima semiseco son: Sonora, Baja California Sur, Sinaloa, etcétera.
Temperatura Con promedio anual de 20o a 30 ºC, ligeramente caluroso. Teniendo temperaturas máximas de 35 ºC y mínimas de 15 ºC.
Asoleamiento Se da una distribución uniforme de días nublados y asoleados en el año. Con mucha claridad en los meses de noviembre a abril, y en época de temporal con menor claridad.
Figura 5-79. Localización del clima semiseco en la república mexicana.
151
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Precipitaciones
Viento
Con un promedio anual de menos de 200 mm. Las lluvias de temporal se dan en los meses de julio y agosto aunque no son muy abundantes; cuando hay ciclón en algunas regiones las lluvias son continuas.
Vientos dominantes del oeste y noroeste, aunque cambia en el verano y las tardes, cuando son inversos. En zonas donde se dan ciclones y tormentas, la velocidad del viento llega arriba de los 100 km/h.
Figura 5-78. Clima semi-seco. 152
Humedad relativa El promedio anual varía de 20 a 40º. La humedad es alta en época de lluvias y baja en la estación de primavera.
Recomendaciones generales • Ubicar el mayor número de habitaciones al norte y al sur. • Oponer las ventanas al viento, de ser posible. • El aislamiento ante el calor y el frío se hará en muros y techos con materiales que aseguren un confort interno del habitat. • Proteger del sol intenso las fachadas.
153
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Figura 5-80. Recomendaciones generales para el clima cálido semiseco 154
Incendios
Los materiales que incluyen cemento en su fabricación
La seguridad contra incendios resulta una preocupación cada vez mayor cuando más y más personas viven cerca unas de otras, y se incrementa la amenaza contra la vida humana.
creto, etcétera.
Aunque, según las estadísticas, ha habido muchas menos pérdidas de vidas por incendios en viviendas con un nivel que en las de más de dos pisos.
Hasta aquí hemos mencionado los materiales base (estruc-
La mejor prevención contra incendios es la elección de materiales adecuados, las instalaciones eléctricas correctas, el buen manejo de gas, etcétera.
mezcla, cemento pulido, repechados, etcétera.
Uso de materiales Los materiales con alto riesgo de incendiarse son aquellos de origen vegetal como: las maderas, las telas, el papel, etc; por otro lado, los derivados del petróleo: tales como vinilo, plástico, nylon, y otros.
garantizan resistencia al fuego: blocks, el tabicón, el conDe ahí la recomendación de construir con materiales que contengan cemento. turales) incomburentes, pero también los acabados requieren especial cuidado, como son los aplanados en muros: de La instalación eléctrica en una vivienda, debe tener como elementos indispensables los siguientes: • Calibre y cantidad adecuada de conductores eléctricos (asesorarse con un técnico). • Circuitos normalmente no sobrecargados con más de 2,000 watts. • Fusibles e interruptores termomagnéticos. 155
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Figura 5-81. La mejor prevención contra incendios es la elección de materiales.
• Especial cuidado en el uso de la plancha de ropa, no dejándola conectada demasiado tiempo, y desconectándola inmediatamente al terminar de planchar. • Instalación y accesorios previstos para intemperie en caso de haber contactos y lámparas en el exterior. • Perfecta instalación de los conductores eléctricos.
156
En cuanto a la instalación de gas, los cuidados aumentan, es preciso. • Respetar al pie de la letra la normatividad para su funcionamiento. • Obtener por escrito y firmado el peritaje. • Evitar golpes y dobleces en la tubería que conduce el gas.
• Instalar válvulas de seguridad por mueble alimentado (calentador, estufa, etc.). • Conservar en buen estado los pilotos y quemadores de los muebles. • Al percibir olor a gas, cerrar las válvulas de los cilindros o tanque estacionario, para que el técnico haga su revisión de inmediato.
Los grandes avances científicos y técnicos benefician a la población porque nos permiten construir nuestras viviendas y demás obras civiles con la resistencia adecuada para enfrentar tales fenómenos, y nos permiten tomar las medidas preventivas necesarias para situaciones de esta naturaleza.
Sismicidad
Las viviendas unifamiliares están construidas básicamente con muros, y son precisamente estos elementos los adecuados para resistir los efectos de un temblor, en zonas como el Distrito Federal.
Nuestro país se encuentra localizado en una región del planeta con gran actividad sísmica, en el pasado reciente y en la actualidad se han hecho observaciones y estudios con el objeto de prevenir los desastres que estos fenómenos naturales ocasionan.
A mayor intensidad sísmica, más importante será la función de los muros en la resistencia de la vivienda. Intervienen en esto la calidad de los materiales, el tipo de construcción, la cantidad, distribución y orientación de los muros en planta, así como su forma, tipo de refuerzo y detallado.
Los avances en las investigaciones realizadas han permitido establecer magnitudes máximas de los sismos que pueden ocurrir en un futuro cercano, sin embargo, no ha sido posible predecir en que momento ocurrirán.
Adicionalmente, y sin importar cuál es la intensidad sísmica, siempre deberá buscarse la integración de todos y cada uno de los muros en una sola unidad estructural en la vivienda. Esta integridad puede lograrse ligando los muros 157
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entre sí en su base (la cimentación) y en su extremo más alto (generalmente en el nivel del techo), mediante el uso de dalas o cadenas, descritas en el capítulo donde se habla de los muros (figura 5-82).
Figura 5-82. Unidad estructural para la vivienda.
158
En el desarrollo de este capítulo el lector podrá: • Identificar en las diferentes regiones sísmicas la localización de su vivienda, para conocer la intensidad de los temblores a que podrá estar sujeta la estructura.
• Determinar el tipo de materiales más adecuados, los tipos de refuerzo y detalles apropiados para lograr la resistencia necesaria de los muros.
Regionalización sísmica
• Conocer los efectos secundarios provocados por un sismo, dependiendo de las condiciones geográficas.
En las múltiples investigaciones que se han desarrollado en este tema, se ha logrado localizar con precisión las zonas donde se han originado los últimos temblores destructivos ocurridos en este siglo.
• Recordar medidas de seguridad mínimas para antes y durante el temblor. Las distancias de la ciudad de México a las fallas geológicas con mayor posibilidad de producir macrosismos de gran intensidad, son de 300 kilómetros aproximadamente, y se pueden prever periodos lentos en la zona de arcilla de alta compresibilidad -hasta de unos dos segundos, como se apreciaron el 19 de septiembre de 1985. Existe la posibilidad de sismos más cercanos, pero de menor intensidad e incluso con epicentros locales. Se puede prever mayor peligro en los lejanos e intensos (macrosismos).
Se ha observado que en la gran mayoría, su origen se localiza en el fondo del mar, en una franja paralela a la costa del Océano Pacífico a todo lo largo del país, aunque también se han localizado algunos dentro del territorio. Con base en extensos estudios se han podido definir zonas o regiones del país, en las cuales es probable que ocurran temblores de cierta magnitud. Aunque, en algunos lugares, nunca se hayan sentido temblores, o no exista memoria de ellos, existe una probabilidad mínima de que ocurran, por lo que prácticamente todo el territorio nacional esta dividido en cuatro regiones de intensidad sísmica: A=Baja; B=Media; C=Alta; D=Muy alta 159
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Figura 5-83. Regionalización sísmica
160
Sismicidad muy alta Abarca la parte costera de los estados de Jalisco, Colima, Michoacán, Guerrero, Oaxaca y Chiapas. La ocurrencia de temblores es muy frecuente, y por estar cerca de su origen los sismos son intensos. Es necesario tener una buena calidad en los materiales y en la construcción, así como planear la distribución arquitectónica de la vivienda de forma tal que la cantidad de muros y la longitud total sea la indicada en la tabla 5-1, y además sea la misma cantidad en ambas direcciones.
Materiales
Figura 5-84. Sismicidad muy alta
Se recomienda el uso de materiales semi-industrializados, con control de calidad, como son los tabiques de concreto, block, hueco de concreto, y otros.
El número de castillos deberá ser mayor utilizado normalmente, colocándose castillos en cada extremo de los muros, y alrededor de cada hueco de ventanas y puertas.
Materiales de fabricación casera o doméstica como el adobe y otros, no tienen un control de calidad mínimo ni existen estudios suficientes que permitan calcular su resistencia con precisión.
Es muy importante que los muros estén ligados entre sí con dalas o cadenas en el nivel de la losa o cubierta, y además en el nivel de la cimentación. 161
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Se recomienda que el material, la cantidad y el tipo de los muros a utilizar sean los mismos que para la zona de sismicidad muy alta, y la longitud de muros necesaria se tomará de la tabla 5-1.
Figura 5-85. La separación máxima entre castillos será de tres metros.
Sismicidad alta Abarca la zona de Baja California, parte media de Jalisco y Michoacán, norte de Guerrero, Oaxaca y Chiapas. Por su cercanía con las zonas donde se originan la mayoría de los temblores, sus características son muy similares a las de la zona de sismicidad muy alta, con la diferencia de que la intensidad de los temblores es menor. 162
Figura 5-86. Sismicidad alta
Sismicidad media Cubre casi la totalidad de la península de Baja California, la zona costera de los estados del noroeste, y casi la totalidad de los estados del centro del país. La intensidad de los sismos que ocurren en la costa del Pacífico es menor en esta zona, a excepción de zonas donde se presentan amplificaciones locales. Se recomienda el uso de materiales semiindustrializados, aunque pueden emplearse con seguridad otros materiales como el adobe o mampostería de piedra. La cantidad de castillos pude ser menor, aunque es conveniente colocar castillos y dalas en los huecos de las ventanas y separarlos con una distancia máxima de tres metros. La longitud necesaria de muros se tomará de la tabla 1, cuya distribución es deseable que sea equilibrada con respecto al centro de la construcción, aunque podría variar hasta en 20 por ciento.
Figura 5-87. Sismicidad media
163
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Sismicidad baja Abarca principalmente la zona norte-centro y norte-oriente del país, así como la península de Yucatán. En la gran mayoría de los lugares de esta zona nunca se ha registrado un sismo; sin embargo, hay probabilidades mínimas de que algún día se presente. Puede emplearse en los muros cualquier tipo de material, aunque los más recomendables siguen siendo los semiindustrializados en razón del control de calidad. Puede reducirse el número de castillos al mínimo, colocándolos sólo en los extremos de tableros de grandes muros y en las esquinas o intersecciones. La longitud de muros se tomará de la tabla 5-1, y su distribución con respecto al centro de la planta podrá ser asimétrica hasta en 40 por ciento. No debe olvidarse la importancia que tienen los muros al planear la vivienda, su distribución adecuada tanto en can164
Figura 5-88. Sismicidad baja
tidad como en longitud y posición ortogonal, con el fin de prevenir un colapso por sismo.
En la tabla 5-1 se recomienda la longitud de muro necesaria en una sola dirección, por metro cuadrado de construcción. En esta página se explica su uso correcto.
Si se usan muros de mayor espesor se puede considerar su longitud en la misma proporción que la relación de espesores.
Tabla 5-1 Sismicidad de la Zona Baja
Media
Alta
Muy alta
Tipo de terreno
Casa de un solo piso
Casa de dos pisos
Tabicón
Block
Tabique
Tabicón
Block
Tabique
Duro
0.02
0.02
0.01
0.05
0.04
0.03
Medio
0.02
0.02
0.02
0.07
0.05
0.05
Blando
0.03
0.02
0.02
0.08
0.07
0.05
Duro
0.03
0.03
0.02
0.09
0.09
0.06
Medio
0.03
0.03
0.02
0.10
0.09
0.07
Blando
0.04
0.03
0.03
0.10
0.09
0.07
Duro
0.05
0.05
0.04
0.14
0.13
0.09
Medio
0.05
0.05
0.04
0.16
0.14
0.11
Blando
0.06
0.05
0.04
0.17
0.15
0.11
Duro
0.12
0.11
0.08
0.27
0.25
0.18
Medio
0.12
0.11
0.08
0.32
0.29
0.21
Blando
0.12
0.11
0.08
0.34
0.31
0.23
Nota: Estas longitudes fueron calculadas con muros de espesor sencillo, igual al espesor de las piezas de block o tabique. Si se usan muros de mayor espesor se puede considerar su longitud en la misma proporción que la relación de espesores. 165
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Modo de empleo • Ubicar en los mapas de las zonas sismicas la localidad donde se va a construir, para obtener el primer dato requerido en la tabla. • Investigar con las autoridades locales, o vecinos, o técnicos (arquitectos, ingenieros, etc.), o gente de la iniciativa privada, si el terreno es blando, medio duro (ver capítulo 6). • Habiendo decidido el material del muro para la construcción, así como si va a ser de un nivel o dos, y de cuantos metros cuadrados va a constar, se puede aplicar la tabla. • Lo que se va a obtener con los datos mencionados anteriormente es un coeficiente (número) para conocer los metros lineales (en cada eje ortogonal). Citamos un ejemplo. • En una localidad ubicada en una zona de sismicidad muy alta, se continúa horizontalmente, con el tipo de terreno blando. La superficie construida será de 80 metros cuadrados en total. • Verticalmente se localiza “casa de dos pisos”, y la “columna block”. En el cruce de la franja horizontal: zona sísmica muy alta-terreno blando y verticalmente: casa de dos pisos-block, se obtiene el coeficiente 0.31. (véase tabla 5-2).
166
Tabla 5-2 Sismicidad de la Zona Muy alta
Tipo de terreno
Casa de un solo piso
Casa de dos pisos
Tabicón
Block
Tabique
Tabicón
Block
Tabique
Duro
0.12
0.11
0.08
0.27
0.25
0.18
Medio
0.12
0.11
0.08
0.32
0.29
0.21
Blando
0.12
0.11
0.08
0.34
0.31
0.23
Al coeficiente 0.31 lo multiplicamos por el área a construir: en planta baja: 0.31 x 40.00 m2 = 12.4 ml. en planta alta : 0.31 x 40.00 m2 = 12.4 ml. total a construir: 80.00 m2 *Significa que en planta baja existirán, mínimo, 12.40 metros ortogonalmente, lo mismo sucede en la planta alta (figura 5-89).
167
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Figura 5-89. Longitud mínima de muros en planta baja y alta.
168
• Ortogonal.- Dícese de lo que está en ángulo recto, o una línea perpendicular. Cuando nos referimos a que los muros se ubiquen otorgonalmente, no es más que están perpendicularmente entre sí.
Recomendaciones de estructuración para viviendas en zonas de media, alta y muy alta sismicidad. • Todas las dalas y castillos deberán estar perfectamente anclados, como se indica en el capítulo que trata de refuerzos. • Con construcciones colindantes, se deberá dejar un espacio entre las paredes propias y las del vecino más próximo, de 5 cm. como mínimo; a este espacio se le llama junta de construcción. La junta de construcción en el predio es obligada. • Es preciso elaborar y colar el concreto con la mejor calidad y el mayor cuidado posible.
Efectos secundarios provocados por sismos Llamamos secundarios a estos efectos porque los daños que causan no son provocados por vibración del suelo directamente sobre la estructura, sino que, por las condiciones locales del terreno (tipo de suelo topografía, condiciones hidráulicas, etc.) se provocan alteraciones al medio circundante que afectan en mayor o menor grado a las viviendas y a la vida de sus ocupantes. Se puede mencionar los siguientes:
Maremotos Cuando los temblores ocurren en la profundidad del océano, dependiendo de su intensidad y extensión, se provocan marejadas que afectan las zonas costeras. Estas marejadas son precedidas de un súbito retiro del mar hacia el océano y en seguida viene el regreso del agua, con olas de gran altura, subiendo el nivel del mar varios metros por encima del normal. 169
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Figura 5-90. Maremotos 170
Estos volúmenes tan grandes de agua causan destrucción en pocos minutos, y sin embargo, las estructuras de viviendas con muros de mampostería o de concreto armado ofrecen muy buena resistencia contra el impacto del agua.
Licuación de suelos En suelos arenosos donde el nivel freático es prácticamente superficial, son muy altas las probabilidades de que durante un sismo se presente la licuación de suelos. Al vibrar las partículas del suelo, el agua que se encuentra entre ellas fluye, lubricando el contacto entre granos pro-
Derrumbes En los lugares con topografía muy accidentada, siempre existe el peligro de derrumbes y desgajamientos de cerros cuando ocurren temblores fuertes. Cuando los cerros están compuestos por suelos de material suelto y la vivienda se localiza en las cercanías de taludes o en valles al pie de los cerros, es mayor el riesgo. Lo único que se puede hacer, relativo a la construcción de la vivienda, es seleccionar su localización evitando los lugares indicados.
vocando una súbita pérdida de la capacidad de carga del suelo; los granos de arena se colapsan y el agua sube formando pequeños cráteres de arena. Este fenómeno ocasiona asentamientos repentinos e inclinación de las construcciones. No existe solución técnicamente segura para evitar estos daños. Sin embargo, pueden tomarse medidas preventivas para reducir sus efectos en la construcción. • Retiro de capas superficiales del suelo más suelto para sustituirlas por material apto para rellenos compactos como es el tepetate (la arena no puede compactarse 171
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Figura 5-91. Derrumbes.
172
Figura 5-92. Licuación de suelos
173
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más profundo sea el hincado el estacón, mejores serán los resultados. Si adicionalmente se colocan las estacas en dos hileras paralelas y cercanas entre sí, además de la compactación se logra un confinamiento del suelo que ofrece mayor protección contra los asentamientos.
Asentamientos
Figura 5-93. Hincado de estacones
En determinadas condiciones, durante un sismo pueden ocurrir fallas del suelo, a la construcción, misma que provocaría efectos indirectos sobre la vivienda.
Terreno suficientemente a menos que se mezcle con suelos arcillosos o limosos). • Hincado estacones de madera, concreto o metálicos en zonas directamente bajo los muros. Al hincar los estacones, los golpes producirán vibraciones en el suelo que provocarán la compactación de la arena. Mientras 174
En su elección está un buen inicio para obtener una vivienda cómoda, económica y segura. Probables problemas de la construcción pueden minimizarse o, mejor aún evitarse si se conocen las condiciones técnicas favorables al adquirir un predio. El futuro adquiriente debe observar con detenimiento las alternativas, una vez que conoce: físicamente el terreno, la
Figura 5-94. Falla en el lecho de una caverna bajo la vivienda.
Figura 5-95. Falla de un talud cercano a la vivienda.
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opinión de autoridades y técnicos locales, las viviendas cercanas, los problemas característicos de la colonia, etcétera. Los predios se clasifican por el nivel socio económico, ubicación y dimensiones en: • Popular (o de interés social) • Medio • Residencial • Campestre Según el tipo de suelo, los terrenos se clasifican comunmente en: • Blandos
El interés de conocer la consistencia y resistencia del suelo radica en tener diferentes alternativas para la cimentación y elegir la más económica e indicada. La buena orientación por el aislamiento, y los vientos dominantes pueden ayudar a una buena solución arquitectónica, empezando con el terreno. Para ello se conocerá las características del clima local.
Topografía La incidencia que tienen los costos en la vivienda, varía según el lote tenga nula, poca, mediana o mucha pendiente. Cuanto mayor es la pendiente, más aumenta la complejidad constructiva de la vivienda y los movimientos de tierra (excavación-relleno), resultando cimentaciones muy profundas con la consiguiente problemática de muros de contención.
• Medios
Se considera que un terreno plano, de 0 a 5% de pendien-
• Duros
te, es apto para vivienda de bajo costo.
176
De 5 a 15 por ciento es una pendiente mediana aún encaja en soluciones relativamente económicas para vivienda de interés social. Cuando se trata de márgenes de 15 al 25%, ya no se recomienda para habitación popular. Más de 25% (pendiente alta) la vivienda se eleva mucho en su costo, aún si se trata de otros niveles socioeconómicos. • Otro aspecto muy importante al elegir el terreno es el que se refiere a las reglamentaciones, pues cada ciudad tiene sus normas en cuanto al lote tipo: área míni-
ma, frente y fondo, restricciones y afectaciones derivadas del plan de desarrollo urbano. El uso del suelo establece si el terreno es apto para vivienda unifamiliar o multifamiliar, determina el área de construcción permitida, el área libre a respetar, etcétera. • También hay que analizar las necesidades familiares para que el terreno aloje perfectamente la vivienda. Es preciso visualizar el crecimiento de la vivienda a mediano y largo plazo para obtener un área real del terreno.
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Capítulo 4 Concreto Historia
El
concreto ha contribuido en mucho a la vida moderna, haciéndose indispensable en nuestra vida diaria, lo vemos en caminos, puentes, drenajes, edificios, viviendas y presas, para mencionar sólo algunos usos, pues su aplicación es muy diversa. Aunque se pudiera pensar que es un material actual, no lo es, ya que sus antecedentes se remontan hasta la antigüedad, 3 mil años antes de Cristo, aplicándolo babilonios, egipcios, chinos, y en México los totonacas.
La naturaleza nos da modelos, como la piedra, y entre ellos la roca sedimentaria.
Figura 4-1. Proceso de sedimentación 59
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Figura 4-2. Pírámide de Zoser, en Sakkarah, situada frente a la ciudad de Menfis
60
Alrededor de 80% de la superficie terrestre esta compuesta por roca sedimentaria por eso, la mayor parte del paisaje, de los suelos y hasta de las piedras que se emplean en la construcción proceden de esa clase de roca.
Figura 4-3. Lecho de un antiguo río donde se aprecia la roca sedimentaria
Figura 4-4. La gran muralla china.
El proceso de formación de la roca sedimentaria, producto de la sedimentación (depósitos de material en un medio líquido), provenientes de la desintegración parcial de rocas originales, en un medio acuoso con alto contenido de cal, que al 61
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Figura 4-5. Acueducto romano
solidificarse, dieron lugar a un material resistente, un concreto natural. El primer concreto hecho por el hombre, lo fue a semejanza de la naturaleza, como se describió anteriormente. Su empleo se remonta hacia el año 6,000 antes de Cristo, en Asia menor, en la cultura mesopotámica, con la elabora62
ción de tablas de barro con adición de finos, las que fueron usadas en construcciones de todo tipo. En el antiguo Egipto, hacia el 4,000 antes de nuestra era, se empleaba algo semejante al concreto para unir bloques de piedra tallada, y aún podemos admirar las colosales construcciones faraónicas. Miles de piezas de piedra fueron unidas con mortero de yeso durante las primeras cuatro dinastías.
Figura 4-6. Edificio del Tajín Chico, Veracruz
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Dos siglos antes de nuestra era, los chinos unían las piedras aplicando un procedimiento, a base de barro con alto contenido de “lob” un sedimento fino eólico. En la construcción de la gran muralla china se afianzaban grandes masas de “lob”, mezclada con trozos de roca y agua, para poderla trabajar. La longitud de la muralla no se conoce exactamente, se dice que alcanzó 5 mil kilometros. El muro tiene una altura de siete u ocho metros, llegando a diez en algunos puntos y con un espesor de siete metros en la base y seis en la cresta. En la Roma imperial -nos remontamos a cien años antes de Cristo,- se inicia el empleo de la cal apagada con tierra
de 80 kilómetros de longitud estuvo en servicio más de mil años. En la asombrosa cultura totonaca se aplicaron los principios de lo que hoy conocemos como losa de concreto armado, alrededor de 1,000 años después de Cristo, en la región de Tajín (Veracruz, México). En algunas edificaciones, sus techos y entrepisos están construidos con losas a base de mezcla, apisonada en varios estratos, de cal y agregados inertes, con un refuerzo proporcionado por fibras vegetales. Llegaban a cubrir claros mayores de cinco metros. Fueron miles de metros cuadrados de losas construidas con este sistema, lo cual nos indica que tenían el conocimento del trabajo a flexión de la losa.
mente dicho tiene como ejemplo el acueducto que surtía de
Smeaton fue un precursor del concreto en la época moderna; en 1756 utilizó la marga calcinada de cal en la construcción del faro en Eddigstone, Inglaterra.
agua a la ciudad de Colonia, en Alemania, el cual tenía más
En 1796, Ferrer fabrica la cal hidráulica.
puzolánica, en una gran variedad de obras. El procedimiento se aplica hasta 400 años después. El concreto propia-
64
John de Alemania sienta las bases del conocimiento del calcinado del cemento, en 1819. Aspdin, en 1824, obtiene el primer cemento portland. Al perfeccionar aún más el procedimiento del francés Monier, se hacen las primeras aplicaciones por parte de Johnson, Lurman, Fremy y Langen. En 1869 se realizo la primera losa plana. En 1873, se construye el primer puente de concreto reforzado, y en 1875, la primera escalera.
Aplicaciones en la vivienda El concreto en la vivienda tiene un sinfín de aplicaciones, desde la cimentación en la estructura (losas, castillos, dalas, trabes, etc.), hasta los acabados (pisos y pavimentos), cisternas, etc. Lo que requiera resistencia, durabilidad, poco mantenimiento, facilidad de ejecución, se resuelve con el concreto. De las fábricas salen productos de uso tan variado como tuberías, elementos precolados (losas, muros, etc.). En los grandes o pequeños conjuntos habitacionales, resi-
A principios de este siglo, el uso del concreto se extendió
denciales, o individualmente en cada casa, ya sea en el
por Europa y Estados Unidos.
medio urbano o rural, el concreto está presente.
También llegó a México, donde el ingeniero Maris-
Este manual pretende enseñar su uso y aplicaciones para
cal fue uno de los precursores e impartió clases
construir una vivienda higiénica y cómoda sin necesidad de
sobre
tener conocimientos previos, sólo el deseo y el entusiasmo
Minería.
el material en el antiguo Colegio de
propio. 65
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• En cimentaciones. Dependiendo del tipo de cimentación elegido, ciclópeo, zapata o losa corrida, en las dalas de desplante, en contratrabes, etcétera.
tes) se aplica dejando huellas de autos, andadores, pasillos, etc. En muros esencialmente para obtener texturas; hecho en obra, o en planta de prefabricados.
• En muros. Cerramientos, muros de contención, muros colados en sitio o prefabricados.
• En castillos, columnas, el concreto no sólo, se puede utilizar en la estructura, también ayuda a proteger nuestra salud, almacenando el agua potable (cisterna), como depósito y en el tratamiento de las aguas negras (fosa séptica), los registros con sus tapas.
• En losas. Ya sea en entrepiso o azotea. Común, aligerada, vigueta y bovedilla, precolada, mixta, etc, en este renglón, la variedad que ofrece el mercado de sistemas de losas es innumerable. La tecnología mexicana se equipara a las mejores del mundo, y cualquier sistema que se elija, brindará seguridad. • En acabados. En pisos, trátese de interiores o exteriores. Como base para recibir otro material diferente (firme y/o fino). • En estampados, coloreándolo, estampándolo o texturizándolo, como ejemplos: fino, escobillado, agregado expuesto grabado, rajuelado, semejando adoquines, etc. El uso de los elementos precolados (fabricado an66
• En escaleras, integrales o parcialmente fabricada en obra o planta. Para elaborar: sardineles, zoclos, repizones. La única limitante es. . . ¡su imaginación ! Bancas, chimeneas, jardineras, arriates, canales, mesetas de cocina, asadores, marcos para ventanas y puertas, faldones, muretes, antepechos, escalones, celosías, muebles, puentes, aljibes, balastras, topes para ruedas, postes, columnas, muretes para instalaciones, pretiles, bases de calentador y gas, guarniciones, vigas, corrales, bardas, son ejemplos de lo que se puede hacer con este material.
La versatilidad del concreto se multiplica al combinarlo con otros materiales de origen vegetal, pétreo, mineral o artificial. Al incorporar el acero (varilla, malla, lámina, viguetas, etc.), se refuerza su resistencia e incrementa su capacidad de trabajo a los esfuerzos de flexión, compresión, etc. Es el llamado concreto armado o reforzado. Pero una de las principales características del concreto es su plasticidad, pues puede ser moldeado como queramos. El moldeado se hace a base de cimbra, ya sea ésta de madera, lámina, fibra de vidrio, barro, etcétera.
Utilización del concreto e impacto ecológico En los últimos años, la humanidad está tomando conciencia de lo que representa un medio ambiente sano. La era industrial y los progresos tecnológicos han cobrado un alto precio, en detrimento del mundo en que vivimos. Cada día que pasa, la contaminación ambiental se hace más alarmante.
El verdadero aporte que la industria del cemento puede realizar para mejorar nuestro ambiente consiste en la utilización de los hornos de fabricación de clínker para eliminar de una manera segura y definitiva una gran cantidad de residuos, tanto municipales como industriales. Podemos citar entre éstos aceites y solventes usados, residuos municipales, llantas, plásticos, finos de coque, residuos hospitalarios, aserrín y viruta de madera, residuos de coco, subproductos de la industria química, cáscara de arroz, etc. Su utilización reduce el consumo de combustible fósil no renovable. El cemento es un producto muy útil para nuestra sociedad, con él se construyen caminos, viviendas, aeropuertos, puentes, y también es necesario para construir plantas de tratamientos de aguas residuales, drenajes y acueductos que deben hacerse en nuestro país. La protección del medio ambiente es algo que ha trascendido las fronteras de los países, y el alejar los residuos o las 67
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Figura 4-7. Puesto que es imposible detener la actividad industrial, se han creado acciones tendientes a minimizar la contaminación del cemento en su proceso de fabricación, y el material en sí, para proteger el medio ambiente.
fuentes contaminantes de nuestro estado, o de nuestro
Se ha demostrado en varias partes del mundo, de una
país, no resuelve el problema.
manera concluyente, que los hornos de cemento no sólo
La destrucción de la capa de ozono, el efecto de invernade-
son efectivos para destruir residuos como los incinerado-
ro en el planeta y la lluvia ácida no son producto de un solo
res más eficientes, sino que debido a varios aspectos de la
país o región. Tampoco sus consecuencias van a producir
tecnología de manufactura del cemento, esta alternativa es
un impacto solamente sobre aquellos que lo generaron.
más beneficiosa para el medio ambiente.
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Aquí es donde la industria del cemento se verá enfrentada a un reto y tendrá una oportunidad. El reto de abastecer su producto, imprescindible para sostener nuestro crecimiento, y la oportunidad de que podamos usar sus instalaciones para destruir y confinar gran cantidad de residuos peligrosos, prestando de esta manera un doble servicio a México y al medio ambiente global. Por otro lado, los componentes (agregados) de origen natural, -como lo es el cemento- para elaborar el concreto, no se oponen a la naturaleza, es decir, no contaminan. Se menciona al principio de esta obra, que el hombre imitaba a la naturaleza al fabricar el concreto, semejante a la roca.
Componentes básicos del concreto El concreto es un material de construcción compuesto por agregados (arena, grava, agua y cemento), que al ser combinados forman una mezcla que se endurece a medida que el tiempo transcurre, debido a la reacción química del agua sobre el cemento.
Una vez fraguado (endurecido), el concreto forma una roca artificial que posee una elevada resistencia. Los elementos básicos del concreto son de dos tipos: • Activos. El agua y el cemento son los elementos encargados de provocar la reacción química del fraguado, endureciendo gradualmente la mezcla hasta alcanzar una solidez de gran resistencia, la cual depende de la relación agua/cemento y las proporciones de material. • Inertes. Los elementos inertes son la grava y la arena, complementos para elaborar el concreto que ocupan el gran volumen de la mezcla. La elección del tamaño de los granos de la arena y la grava depende de su proporción para la resistencia pretendida y del tipo de concreto deseado.
Componentes activos El agua • Deberá ser potable. 69
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Figura 4-8. El cemento y el agua son los componentes activos.
• De su pureza depende la calidad del concreto. El cuidado de la pureza del agua debe estar presente en todo concreto que se elabore, pues su impureza puede impedir el fraguado del cemento. La relación agua/cemento es importante para obtener buenas resistencias. Para ser considerada pura el agua debe estar: • Libre de ácidos como: el sulfhídrico (se desprende de letrinas y algunas aguas minerales), el clorhídrico (proviene de la sal común), el úrico (contenido en la orina), el oleico (se encuentra en los aceites), el esteárico (frecuente en muchas grasas), y otros. 70
Figura 4-9. El agua no debe contener impurezas.
• Libre de álcalis. Los álcalis son sustancias que tienen la propiedad de disolverse en el agua, como es el caso de las cenizas de ciertas plantas, hidróxidos (como el amonio), o los óxidos (metálicos). • Sin limos, sustancias fangosas formadas de arcilla y restos orgánicos que se depositan en el fondo de estanques, fuentes, lagos.
• Sin sales, ya sea neutras (sal común, amoniaco, magnesio), ácidas (bicarbonato sódico, potásico), o básicas (subacetato de plomo). • Sin grasas, como aceites, mantecas, sebos, glicerinas, jabones, petróleo, etcétera. • Limpia de materia orgánica tal como restos de vegetales, de presencia de animales (insectos, peces, u otros).
El cemento Los cementos tipo portland son cementos hidráulicos elaborados con materiales cuidadosamente seleccionados bajo un sistema de regulación exacta. Hay diferentes tipos de cemento, cada uno para un uso especifico.
Componentes inertes Figura 4-10. En la república mexicana hay diferentes marcas de cemento, y todas ofrecen la misma garantía de calidad.
Los agregados son fundamentales para garantizar las condiciones de elasticidad del concreto que al estar expuesto a 71
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esfuerzos y solicitaciones por sismos, la elasticidad es tan importante como la resistencia para su desempeño. Los agregados dan cuerpo al concreto, y se debe tener cuidado en las especificaciones y las proporciones de la grava y la arena, su tamaño, limpieza y lugar de extracción. La calidad de un buen concreto se obtiene por medio de las características físicas, químicas y mecánicas de los agregados. A continuación se da la definición de agregados para concreto en donde se toman en cuenta el tamaño, el modo de fragmentación y el peso específico.
Los agregados El agregado es un material granular, el cual puede ser arena, grava, piedra triturada o escoria, empleado con un medio cementante para formar concreto o mortero hidráulico. El agregado puede ser: • Grueso: Es la porción de un agregado retenido en la malla núm 4 (4.75 mm). • Fino: Es la porción de un agregado que pasa la malla Núm. 4 (4.75 mm) y es retenido en la malla núm. 200 (0.075 mm). • Pesado: Es un agregado de alta densidad, que puede ser barita, magnetita, limonita, ilmenita, hierro o acero.
Figura 4-11. La arena y la grava son los componentes inertes. 72
• Ligero: Es un agregado de baja densidad utilizado para producir concreto ligero. Incluye la piedra pómez, escoria volcánica, tobas, diatomita, arcilla sintética o ex-
pandida, lutita, pizarra, lutitas diatomáceas, perlita, vermiculita y productos de combustión de carbón. • Grava triturada: Es el producto resultado de la trituración artificial de gravas, en la que la mayoría de los fragmentos tienen como mínimo una cara resultado de la fractura. • Piedra triturada: Es el producto de la trituración artificial de rocas, peñascos o fragmentos de rocas grandes, en el cual todas las caras resultantes se derivan de las operaciones de trituración. • Grava: Es un agregado grueso resultante de la desintegración natural y abrasión de rocas o transformación de un conglomerado débilmente cementado. • Arena manufacturada: Es un agregado fino producido por trituración de grava, roca, escoria o concreto hidráulico.
Tamaño de la grava Mínimo Grava muy pequeña Grava pequeña Grava mediana Grava grande Grava extragrande
Máximo
5 mm ( 3 6´)
10 mm ( 3 8´)
10 mm ( 3 8´)
19 mm ( 3 4´)
3
19 mm ( 4´)
38 mm ( 1 12 ´)
38 mm ( 1 12 ´)
76 mm (3´)
76 mm ( 3´)
152 mm (6´)
• Arena: Es un agregado fino resultado de la desintegración y abrasión de roca o de la transformación de una arenisca completamente friable. A la arena se le denomina técnicamente como el agregado fino, y a la grava se le llama agregado grueso.
La grava La grava es el agregado grueso, que consiste generalmente en piedra triturada. Deben ser minerales durables, resistentes y duros, exentos de partículas dañinas que motiven interacciones volumétricas o que afecten el fraguado del cemento. Tienen que estar bien graduados y cla73
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sificados de acuerdo con los tamaños que las especificaciones de la obra estipulen.
La arena De acuerdo con su procedencia o localización, las arenas se denominan: • Arenas de río: No son recomendables, pueden contener arcillas y materiales orgánicos, y deberán lavarse las partículas extraídas del río; son redondeadas por el acarreo que sufrieron. Cuando son blandas, no se aconseja su utilización.
Figura 4-12. Arena de río.
• De minas: Son arenas de granos muy angulosos, también contienen arcillas y materias orgánicas. Dependiendo de la cantidad y calidad de las impurezas, son de color azul, gris pardo o rosa. • Arenas de color azul: Son las más puras. Las de color gris tienen un alto porcentaje de polvo, y las de color rosa contienen óxido. Mediante el proceso de cribado y lavado se mejoran para su uso o se desechan. 74
Figura 4-13. Arena de mina.
• Arenas de playa o dunas: solamente son aprovechables si son lavadas en agua dulce, cuando tienen el tamaño adecuado. Las sales alcalinas que contienen, absorben y retienen la humedad, perjudicando el concreto o los acabados. • Arenas artificiales: Son de granos angulosos y superficie rugosa; al ser trituradas y molidas, pasan por un proceso de selección y cribado, y por lo mismo no contienen polvo suelto; si además provienen de rocas duras, que no tengan aristas vivas y ángulos muy aguFigura 4-14. Arena de playa o duna.
dos resultan ideales para elaborar morteros y concretos. El tamaño de la arena es de 0. 02 a 6 mm . Por su origen las arenas pueden ser: • Sílicas o cuarzosas. Son recomendables por su dureza y estabilidad química. • Calizas. Provienen de rocas calizas muy duras, y son de gran utilidad. • Graníticas y arcillosas. Por su alterabilidad y poca homogeneidad, no deben usarse.
La forma de los granos Si el agregado permite el mínimo porcentaje de espacios vacíos, se obtendrán morteros más manejables y resistentes. La forma esférica, además de presentar una masa más compacta que la de granos angulosos, proporciona menos 75
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superficie de contacto entre sí y menos superficie a recubrir (con lechadas), lográndose mezclas más económicas.
Cribado y lavado Para garantizar la buena calidad del mortero, se debe obtener uniformidad en los granos del material inerte (arena), así como un alto grado de limpieza del material.
Figura 4-15. La forma esférica de las arenas es la que da máxima capacidad de compactación.
Figura 4-17. Criba de albañilería..
Figura 4-16. La forma angulosa tiene mayor superficie de contacto entre sí y mayor superficie a recubrir (con lechada). 76
De los mantos naturales y de la trituración de las rocas nunca se obtienen agregados con granulometría que satisfaga las normas, por lo que es necesario el cribado. Las cribas manuales de albañilería cubren la función de separar los granos, uniformándolos. Esta consiste en un bastidor de madera y una tela metálica (de diferentes medidas, según la especificada), pudiendo ser intercam-
Figura 4-19. Bote alcoholero
biable para separar granos de diferentes tamaños; también existen cribas mecánicas.
Proporciones de la mezcla El proporcionamiento de una mezcla para concreto se reduce a la elección de una relación apropiada agua/cemento para una resistencia determinada, así como de los agregados inertes (grava y arena). La definición de la granulometría de los agregados inertes (tamaño y forma), es tan importante como la relación agua/cemento.
Para lograr un buen concreto, la mezcla deberá contener la menor cantidad posible de burbujas de aire o huecos entre los agregados en el volumen total del aglomerado. El concreto se hace con la mezcla de cuatro materiales: cemento, agua, arena y grava. Para proporcionar el concreto la medida que se puede establecer es el llamado bote alcoholero, que contiene 18 litros, o utilizar una medida semejante. 77
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Figura 4-18. El concreto se hace con la mezcla de cuatro materiales
El clima influye, sobre todo en el agua, con bajas o altas temperaturas que pueden perjudicar al concreto. Para hacer una mezcla de alta calidad, se debe reducir el agua a lo mínimo indispensable.
El empleo excesivo de agua perjudica la resistencia del concreto. La impermeabilidad en el concreto es un requisito esencial para las condiciones climáticas a las que estará expuesto. Esto se logra con una adecuada proporción de agua y un fraguado rápido.
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Tabla 4. 1 Resistencia f’c 100 kg/cm2 150 kg/cm
2
200 kg/cm2
Uso
Elaboración
Plantilla, pisos burdos.
Manual
Pavimentos,castillos, dalas, concreto ciclópeo en cimentaciones y fosas sépticas.
A máquina
Concreto armado con proporción 1:2:5, losas, muros de concreto armado,cimentaciones y estructuras en general.
A máquina
2
Concreto para losas y trabes de grandes claros y columnas. 250 kg/cm La resistencia de un concreto se expresa como f’c. A continuación damos las más comunes en diferentes elementos constructivos.
A máquina
Las tablas están dadas también de acuerdo con el tamaño de la grava. Tabla 4.2. Con grava de ¾ (20 mm). Proporcionamiento de mezcla de concreto en usos más comunes Resistencia f’c= kg/cm2
Uso
Cemento (un saco)
Agua (botes)
Arena (botes)
Grava (botes)
2½
6½
¾
100
muros y pisos
un saco
150
trabes y dalas
un saco
2
5
¾
200
losas y zapatas
un saco
1½
4
5
250
columnas y techos
un saco
1 13
3
4
300
alta resistencia
un saco
1
2 13
3½
Nota: El saco de cemento tipo 1 normal contiene 50 kilogramos. La consistencia del concreto será de 8 a 10 cm de revenimiento. La arena es de media a fina. La medida es de botes, del llamado alcoholero o semejante con capacidad de 18 litros, que no tenga deformaciones. 79
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Tabla 4.3. Con grava de 1½ (40 mm). Proporcionamiento de mezcla de concreto en usos más comunes Resistencia f’c= kg/cm2
Uso
Cemento (un saco)
Agua (botes)
Arena (botes)
Grava (botes)
100
muros y pisos
un saco
2¼
6½
9
150
trabes y dalas
un saco
2
5
7¾
200
losas y zapatas
un saco
1½
4
6½
3½
5½
2 13
4¾
250
columnas y techos
un saco
1 13
300
alta resistencia
un saco
1
El proporcionamiento de una mezcla para concreto depende de la relación agua/cemento, de la resistencia elegida, de la granulación de los agregados inertes y del mínimo volumen de vacíos (burbujas de aire o huecos entre los agregados).
Como se puede observar, el manejo del agua reviste una gran importancia para la fabricación del concreto.
ción) del concreto de una forma manual (bote alcoholero),
El conocimiento de las proporciones agua/cemento y de grava/arena nos enseña a utilizar el concreto adecuadamente de acuerdo con nuestros requerimientos y con la proporción; no será lo mismo elaborar un concreto para una plantilla de cimentación, para un piso o para un elemento estructural (cimiento, trabe, losa, etcétera).
el trompo o revolvedora. El proporcionamiento manual (por
El tamaño de la grava modifica el proporcionamiento. Hasta aquí nos hemos referido al proporcionamiento (elabora-
mezcladora. El concreto hecho en planta nos garantiza la
80
pero también se hace con medios mecánicos, por ejemplo botes) es práctico para elaborar concreto en poco volumen. Cuando los volúmenes son mayores y se requiere un control en la resistencia de los elementos estructurales (cimientos, columnas, trabes, losas, etc.), es aconsejable solicitar la elaboración del concreto a una compañía precalidad por su estricta dosificación (proporciones).
Una vez proporcionado el concreto se hace el mezclado, por un medio manual, mecánico o en planta (premezclado). El cuidado del revenimiento, vibrado, y curado son aspectos que dan como resultado un buen concreto.
Control de calidad En la fabricación de cemento se lleva un riguroso control. El agua y los agregados participan también en la elaboración del concreto; su selección, aplicación y cuidado determinan un buen resultado. Para obtener la garantía de que el concreto sea de buena calidad, no se deberá usar la mezcla que haya sobrado o endurecido en elementos estructurales; sólo se podrá usar para firmes. No agregar agua a la mezcla elaborada. Procurar limpiar la duela o los tablones donde se preparó el concreto o mortero antes de su secado total, ya que una vez endurecido es más difícil. Así se podrá utilizar la superficie para otros mezclados.
Figura 4-20. Paso 1. Preparar la superficie donde se hará la mezcla, libre de basura y polvo. Si es de madera (duela o tablones), se impermeabilizará con diesel o aceite quemado, o cualquier producto que nos dé ese resultado. Una capa de concreto pobre, bien apisonado, a nivel, ya fraguado, es una buena base para hacer concreto o mortero. 81
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Figura 4-22. Figura 4-21 Paso 2. Se extiende la arena.
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Paso 3. Se vierte el cemento, mezclándolo con la arena, hasta obtener un color uniforme.
Figura 4-23. Paso 4. Después de mezclar perfectamente la arena y el cemento, se extenderá la mezcla obtenida, y se añadirá la grava.
Figura 4-24. Paso 5. Se mezclarán hasta obtener una capa uniforme.
Figurea 4-25. Paso 6. Se abrirá un cráter.
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Figura 4-26. Paso 7. Se añadirá el agua únicamente la necesaria.
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Figura 4-27. Paso 8. Se derrumbarán las orillas del cráter, mezclándolo todo de un lado a otro, hasta que la mezcla tenga un color uniforme.
Figura 4-28. Paso 9. No se dejará pasar más de 20 o 30 minutos, porque el concreto fragua. No se agregue más agua.
El concreto, elaborado manual y mecánicamente o en plantas premezcladoras, requiere otros cuidados adicionales como son revenimiento, vibrado, fraguado, curado, aditivos, protección del clima, etcétera. Esta es la secuencia para la elaboración de un concreto de calidad: • Relación agua/cemento correcta según la elección de la resistencia. • Selección de los agregados, por sus pesos y densidades. • Aplicación de las proporciones de los agregados, para una mezcla más densa, según lo que establecen las tablas 4.1, 4.2 y 4.3.
hecho en obra manualmente, es el más común, económico y de fácil elaboración, no por ello se dejarán de observar consejos prácticos para el buen éxito de su elaboración. Dependiendo del volumen del concreto que se vaya a utilizar se requerirán menores o mayores recursos humanos y materiales, así como su control.
Revenimiento Figura 4-29. El molde para hacer la prueba del revenimiento tiene las siguientes medidas.
• Cuidado de las proporciones de los ingredientes para obtener la fluidez necesaria para el colado requerido (revenimiento). La elaboración del concreto se ejecuta por medio manual, mecánico o premezclado (de planta). Aunque el concreto 85
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Figura 4-30. Paso 1. Se coloca el molde en una superficie horizontal. Paso 2. Se vacía en él la mezcla cuya plasticidad se desea clasificar. en tres capas de igual espesor.
Figura 4-32. Paso 3. Se enrasa el concreto a nivel de la base superior del molde.
Figura 4-31. Se pica 25 veces con una varilla para mezclar la segunda capa con la primera y la tercera capa con la segunda.
86
Figura 4-33. Paso 4. Se saca el molde cuidadosamente hacia arriba.
Se utiliza para medir la consistencia del concreto. El concreto debe ser fabricado para tener siempre una trabajabilidad, consistencia y plasticidad adecuadas a las condiciones de trabajo. Se entiende por trabajabilidad la medida de lo fácil que resulta colocar, compactar y darle acabado al concreto. La consistencia es la capacidad del concreto fresco para fluir.
Figura 4-34. Paso 5. La diferencia en centímetros entre la altura del molde y la altura final de la mezcla, es lo que se denomina revenimiento.
La plasticidad determina la facilidad de moldear el concreto. El concreto recién mezclado debe ser plástico o semifluido y capaz de ser moldeado a mano. El concreto de consistencia plástica no se desmorona, sino que fluye como líquido viscoso sin segregarse. La consistencia se mide en números, que determinan los asentamientos de las mezclas en condiciones o ensayos similares; este ensayo es el revenimiento. 87
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Tabla 4.4. Revenimientos más usuales Revenimiento en cm
Fluidez de la mezcla
Seca
Uso y tipo de estructura
No recomendable.
0 a 2 cm
Plástica
Pavimentos, banquetas, guarniciones (hasta 6 cm), presas, puentes, cimentaciones, muros de contención, etcétera.
Blanda
Cimentaciones (hasta 8 cm. ).
Fluida
Superestructura: (hasta 10 cm), losas, trabes, muros. Piezas de pequeñas dimensiones, con bastante armado.
3 a 5 cm
6 a 9 cm
10 a 15 cm 88
Líquida
Superestructura con bomba (hasta 18 cm )
Mayor de 15 cm Nota: La prueba de revenimiento deberá iniciarse dentro de los siguientes cinco minutos a la obtención de la muestra y se deberá completar en dos minutos, debido a que el concreto pierde revenimiento con el tiempo.
La prueba se realiza con un molde metálico, de 30 cm de altura, 10 cm en su base superior y 20 cm en su base de apoyo (llamado cono Abrams). Se requieren distintos revenimientos para los diversos tipos de construcción con concreto. Debemos considerar que para dar un revenimiento mayor se tiene que agregar agua a la mezcla y por lo tanto, también tendremos que agregar cemento para mantener la relación recomendable. En la tabla 4.4 se presentan los revenimientos más usuales según la clase de obra a que se destine el concreto.
Figura 4-35. Las revolvedoras o mezcladoras tienen capacidades de medio, uno, dos ó tres sacos. 89
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La fabricación del concreto hecho en obra sólo se recomienda para obras pequeñas, para completar los colados o cuando no existe la posibilidad de concreto premezclado. El uso de la mezcladora o trompo es útil cuando los volúmenes de concreto, y por lo tanto el control de calidad son mayores. El concreto llamado premezclado es aquel que se elabora en plantas, cuyo control de calidad es estricto y se surte por medio de camiones que transportan el concreto, comúnmente llamados ollas. Los volúmenes mínimos son de 5 m3.
Figura 4-36. Los motores pueden ser a base de gasolina, diesel o eléctricos. 90
Para asegurarse de que los componentes estén combinados en una mezcla homogénea se requiere esfuerzo y cuidado. La secuencia de carga de los ingredientes en la mezcladora representa un papel importante en la uniformidad del producto terminado. Es preferible que el cemento se cargue junto con otros materiales, pero debe entrar después de que aproximadamente 10% del agregado haya entrado en la mezcladora.
El agua debe entrar primero en la mezcladora y continuar fluyendo mientras los demás ingredientes se van cargando, y debe terminar de introducirse dentro del 25% inicial del tiempo de mezclado. Así, la calidad del agua necesaria para cada mezcla se debe medir conforme a la especificación, antes del proceso. El tiempo de mezclado para una mezcladora con una capacidad de un saco es aproximadamente un minuto y 15 segundos, y nunca será menor de 50 segundos ni mayor de 90 segundos; sin embargo, este tiempo variará según las condiciones de la mezcladora. El tiempo de mezclado debe medirse a partir del momento en que todos los ingredientes estén dentro de la mezcladora.
Antes de efectuar un colado, se debe tener la precaución de limpiar los elementos de transporte y el lugar donde se va a depositar el concreto. La carretilla es, en nuestro medio, la forma más usual de transportar concreto en las construcciones. Se recomienda su uso sólo en distancias cortas, tratando de que el concreto sea colado lo más cerca posible de su posición final. Al planear el colado, se considerarán los tres inconvenientes que se pueden presentar durante el manejo y colocación y afectar seriamente la calidad del trabajo terminado:
Manejo y transporte
Retrasos
Habrá que tener el concreto lo más cerca que se pueda, para ejecutar el colado. Cuando ello no sea posible, deberán tomarse en cuenta lo retrasos, la segregación del concreto y su endurecimiento.
Con el objeto de lograr una productividad máxima, se planeará el trabajo para aprovechar el personal, herramienta y equipo de manera que se reduzca el tiempo de retraso durante la colocación del concreto. 91
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Figura 4-37. Ejemplo: Usar llanta neumática. No transportar distancias largas. No transitar en áreas con bordes. 92
Endurecimiento temprano y secado
Segregación
El concreto comienza a endurecerse en el momento en que se mezclan el cemento con el agua. Aunque el grado de endurecimiento ocurre, durante los primeros 30 minutos normalmente no se presentan problemas; por lo general, el concreto que se ha mantenido en agitación se puede colocar.
La segregación es la tendencia que presenta el agregado grueso a separarse del mortero cemento-arena. Los métodos y equipos que se utilicen para transportar y manejar el concreto deben evitar ser la causa de segregación.
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Capítulo 3 Cemento Introducción
El
cemento es un polvo de color gris o blanco que se comercializa empacado en sacos de 50 kg. Su nombre proviene del latín cementatun. Los romanos lo llamaban opus cementatium (obra cementicia) Es el material que se emplea para adherir los materiales pétreos en la construcción de edificios y obras de ingeniería civil.
También se le conoce como cemento hidráulico, denominación que comprende los aglomerantes que fraguan y se endurecen una vez que se mezclan con agua o estando bajo el agua. Los principales usos del cemento en la actualidad son la elaboración de mortero y de concreto armado. El primero se utiliza desde épocas milenarias; en México se le emplea para la fabricación de mamposterías que son la base en la construcción de viviendas. El concreto armado inició su uso desde el siglo XIX; por su resistencia es común su utilización en todo tipo de estructuras, incluidas las de la vivienda. 37
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Figura 3-1. El cemento es el material que se emplea para adherir materiales pétreos en la construcción.
Historia El barro, material básico de la cerámica, podría decirse que fue el primer “cemento” por sus características plásticas, por ser moldeable a la forma que el artesano deseara. Además cuando el fuego lo endurece da como resultado un material que, aunque frágil, es aparentemente indestructible, no se corroe como el metal ni se arruina. 38
Los griegos y los romanos usaron un material aglutinante como la cal hidráulica. Es decir minerales ricos en silicatos y aluminatos de calcio. Griegos primero y romanos después, usaron cal y cenizas volcánicas para preparar las argamasa de sus construcciones. Esta mezcla reaccionaba lentamente cuando se le agregaba agua.
Figura 3-2. De la observación del efecto casual que produce el polvo que desprenden las piedras calcinadas por las fogatas, surge el material que al hacerse lodo con el agua, se petrificó atrapando desperdicios, huesos y piedras.
La sustancia aglomerante de los romanos y casi todas las
En 1824, el hijo de Aspdin obtuvo un cemento de resistencia
edificaciones europeas en los primeros 17 siglos de la era
superior cocido a mayor temperatura. Fue tan bueno que
cristiana fue muy semejante, aunque la manera de prepa-
mereció ser utilizado en la construcción del edificio del
rarla se fue alterando con el tiempo.
Parlamento de Londres (1840-1852).
En 1824, el inglés Joseph Aspdin, obtuvo una excelente cal
Tal vez Isaac Charles Johson lo industrializó en el sureste
hidráulica sobre la base de una mezcla sintética de cal y
de Inglaterra hacia 1850. En 1852, al descubrirse las pro-
arcillas cocidas a alta temperatura Aspdín patentó el pro-
piedades hidráulicas latentes en los desechos granulados
cedimiento y el nuevo material, al que llamó cemento
en los altos hornos, se mejoró la fórmula del cemento
Portland.
portland. 39
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Figura 3-3 Así fue descubierta la propiedad aglutinante de la cal grasa o cal viva, al apagarse el fuego por la lluvia, descubrieron las propiedades cementantes del polvo de esas piedras.
La fabricación del cemento se extendió rápidamente por Figura 3-4. Así se poseyó el conocimiento de la cal hidráulica, es decir, cal combinada con los silicatos y aluminatos del calcio de arcilla, cuyo endurecimiento se produce al combinarse con el agua. 40
Europa y Estados Unidos, en 1878 se establecieron en Alemania las primeras normas de fabricación.
Figura 3-5. La sustancia aglomerante de los romanos fue muy semejante al que hoy conocemos como cemento.
A partir de este siglo se comenzó a diversificar al probar nuevos componentes, produciéndose cada vez con mayor calidad. En México, esta industria tiene un alto desarrollo, actualmente exporta a otros países.
Componentes Para la fabricación del cemento se requieren dos materias primas esenciales: caliza y pizarra además, se emplean minerales de hierro y sílice en pequeñas cantidades. 41
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La caliza Es una roca sedimentaria formada por carbonato de calcio, muy abundante en la naturaleza. Se encuentra superficialmente en cerros y montañas, en depósitos de profundidad variable, que en algunos casos llegan hasta 200 metros.
donde se extrae la caliza, para bajar el costo del cemento evitando largos acarreos del material. Cuando se va explotar un cerro con caliza, el grado de resistencia del material y el volumen determinan su utilidad; a través del análisis químico conocemos la calidad de una cantera de caliza, y se considera buena la que contiene carbonato de calcio en 95% o más. No es recomendable si contiene menos de 90 por ciento. Se emplean explosivos en las canteras, para extraer la materia prima. Debido a su dureza, una voladura produce de 30 a 100 mil toneladas de material.
La pizarra Figura 3-6. Caliza
Para fabricar el cemento se le requiere en grandes volúmenes, pues representa 80% de las materias primas. Las plantas que fabrican el cemento se establecen cerca de 42
Es una roca homogénea de color negro azulado y grano muy fino, que se divide con facilidad en hojas planas y delgadas. Son arcillas constituidas principalmente por óxidos de silicio de 45 a 65%, óxidos de aluminio de 10 a 15%, óxidos de fierro de 6 a 12 por ciento y cantidades variables de óxidos de calcio de 4 a 10 por ciento.
El sílice Es una combinación del silicio con el oxígeno, y es la sustancia más importante del reino mineral, muy abundante. Al agregar arenas sílicas se obtiene el óxido de silicio que requiere la mezcla cruda. Figura 3-7. Pizarra
Es origen importante de álcalis. La localización de las plantas que fabrican el cemento obedece a la cercanía de los componentes, con lo cual se evitan altos costos de transportación. La pizarra constituye aproximadamente 15% de la materia prima. El sistema de extracción de estos minerales que son suaves relativamente, es semejante al de la caliza, requiriendo explosivos con menos potencia.
Figura 3-8. Sílice 43
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La hematita
El caolín
Se llama así a la aportación del mineral de fierro, pudiendo ser varios minerales de fierro o escoria de laminación. El contenido de óxido férrico en la hematita es entre 75 y 90%. El contenido de óxido férrico en la mezcla se controla con estos minerales, constituyendo la hematita entre el 1 y 2% de la mezcla.
Es el silicato de aluminio. Es una arcilla utilizada para la fabricación del cemento blanco, por su alto contenido de alúmina.
Figura 3-9. Hematita. 44
Fabricación El cemento portland se fabrica en cuatro etapas básicas:
Figura 3-10. Caolín
Figura 3-11. Extracción de la piedra caliza de la cantera.
• Trituración y molienda de la materia prima. • Mezcla de los materiales en las proporciones correctas, para obtener polvo crudo. • Calcinación del polvo crudo.
• Molienda del producto calcinado, conocido como clínker, junto con una pequeña cantidad de yeso. El proceso de fabricación del cemento empieza con la extracción de la piedra caliza de la cantera. Esta piedra, la 45
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Figura 3-12. Las materias primas consisten en combinaciones de rocas calizas, margas o coquillas y pizarra, arcilla, arena o mineral de hierro.
principal materia prima, debe ser reducida de tamaño, lo cual se hace en sucesivas etapas pasando del tamaño de la roca al de un grano de harina.
El cemento ya está listo para las operaciones de ensacado y despacho.
Al iniciar el último paso de reducción se dosifican las otras materias primeras, la arcilla y el mineral de hierro.
• Cemento hidráulico. Es un materal inorgánico finamente pulverizado, que al agregarle agua, -ya sea sólo o mezclado con arena, grava, asbesto u otros materiales similares-, tiene la propiedad de fraguar y endurecer incluso bajo el agua, en virtud de reacciones químicas durante la hidratación y que, una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad.
El material así preparado está listo para ingresar al horno, donde a altas temperaturas se transforman los óxidos naturales en un mineral artificial llamado clínker. La última parte del proceso consiste en la molienda del clínker con un poco de yeso natural para regular el fraguado, y cuando se agregan aditivos y otros materiales. 46
Tipos de cemento
Loscementosseclasificanconformealanormamexicanacomosigue:
Figura 3-13. El proceso de fabricación del cemento. 47
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Tipo CPO CPP CPEG CPC CPS CEG
Denominación Cemento portland ordinario Cemento portland puzolánico Cemento portland con escoria granulada de alto horno Cemento portland compuesto Cemento portland con humo de sílice Cemento con escoria granulada de alto horno
portland que usualmente contiene sulfato de calcio y una mezcla de materiales puzolánicos, escoria de alto horno y caliza. En el caso de la caliza, ésta puede ser componente único.
• Cemento portland ordinario. Es el cemento producido a base de clínker portland y usualmente contiene sulfato de calcio.
• Cemento portland con humo de sílice. Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clinker portland, humo de sílice y, usualmente, sulfato de calcio.
• Cemento portland puzolánico. Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clínker portland, materiales puzolánicos y usualmente contiene sulfato de calcio.
• Cemento con escoria granulada de alto horno. Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clinker portland, escoria granulada de alto horno y, usualmente, sulfato de calcio.
• Cemento portland con escoria granulada de alto horno. Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clínker portland, escoria granulada de alto horno y usualmente contiene sulfato de calcio.
• Cementos resistentes a sulfatos. Se consideran cementos con una alta resistencia al ataque de sulfatos aquellos que por su comportamiento cumplen con el requisito de expansión limitada, de acuerdo con el método de prueba establecido.
• Cemento portland compuesto. Es el conglomerante hidráulico que resulta de la molienda conjunta de clinker
• Cementos de baja reactividad álcali-agregado. Se consideran cementos de baja reactividad álcali-agre-
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gado aquellos que cumplen con el requisito de expansión limitada en la reacción álcali-agregado, de acuerdo con el método de prueba establecido.
• Mezclándolo con arena muy fina y agua se le emplea para aplicación de lechada en las cubiertas de los techos construidos con ladrillo.
• Cementos de bajo calor de hidratación. Se consideran cementos de bajo calor de hidratación aquellos que desarrollan un calor de hidratación igual o inferior al especificado en la norma ofical mexicana.
• Revuelto con arena y agua se utiliza como mortero para pegar el tabique, block o tabicón, y en cimentaciones, para unir la piedra. También para el aplanado de los muros, tanto interiores como exteriores.
• Cementos blancos. Se consideran cementos blancos todos aquellos cuyo índice de blancura es igual o inferior al especificado en la norma ofical mexicana.
Usos principales En la vivienda El cemento es un material muy útil en la construccion y a la vez insustituible para muchos trabajos
• Al mezclarlo con arena, grava y agua se obtiene el concreto. El mortero se utiliza en: • Cimientos de mampostería de piedra • Construcción de muros de ladrillos de barro y cemento • Registros • Bóvedas de tabique
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• Revestimientos
• Elaborar el concreto para losas, trabes, cimientos, etc.
• Pisos
Otros usos
• Colocación de mosaicos y azulejos
Pero no sólo se le utiliza en la vivienda, sino también para construir caminos, aeropuertos, puentes, fábricas, etc.
• Lechadas • Piezas de construcción • Tubería de drenaje Entre los numerosos usos del cemento en la vivienda están: • Pegar (juntear) la piedra, ya sea en cimentación o en muro. • Unión con mortero, las piezas para levantar muros (tabique, tabicón, block, etc.). • Aplanar muros y plafones con mortero (repellados, finos, serroteado rústico, etc.). • Lechadear las cubiertas • Fabricar block, también, mosaico, tubos de albañil, etc. 50
Además, la construcción de plantas de tratamiento de aguas residuales, drenajes y acueductos se hace con este producto. El cemento es un excelente estabilizante de residuos tanto municipales como industriales, que deben ser tratados antes de ir a rellenos sanitarios. La industria del cemento puede colaborar también para mejorar el ambiente. Su mejor aporte en este sentido consiste en la utilización de los hornos de fabricación de clinker para eliminar de una manera segura y definitiva una gran cantidad de residuos. Los hornos tienen la característica de aceptar como combustible muchos subproductos que tienen energía térmica (generan calor), municipales, llantas, plásticos, finos de coque, residuos hospitalarios,
aserrín y viruta de madera, residuos de coco, subproductos de la industria química, cáscara de arroz, etcétera.
Características y ventajas El cemento portland, recibió su nombre por su descubridor, el inglés Joseph Aspdin, en 1824, debido a la semejanza que presentaba con el color de las piedras de las canteras de Portland, Inglaterra. Esta denominación se ha conservado hasta nuestros días.
Figura 3-14. El cemento se debe almacenar en un lugar seco y evitar la humedad.
La resistencia que puede adquirir el cemento depende de la proporción de agua al mezclarlo.
Sus propiedades adhesivas, así como cohesivas, le dan una capacidad de aglutinar (unir) fragmentos minerales para formar un todo compacto. El cemento tiene como principal característica la propiedad de fraguar (endurecerse) al contacto con el agua, en virtud de que experimenta una reacción química con ésta. El uso del cemento en la construcción es muy extenso y variado, y su misma utilidad lo hace imprescindible.
Figura 3-15. Se debe proteger de la lluvia. 51
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El cemento, mezclado con arena, da por resultado el llamado fino de cemento para muros o pisos. El mortero, que es la mezcla de arena con cemento, es útil en los aplanados de muros, para unir tabique, tabicón, block, piedra, etc. El cemento tiene la característica de aglutinar diferentes materiales, lo cual lo hace versátil para la construcción.
La plasticidad que adquiere el cemento al mezclarlo con agua lo hace moldeable, es decir adopta la forma que determinamos con el molde. Su durabilidad lo hace ideal por su poco mantenimiento y su resistencia: al clima, al ataque de ácidos, a la abrasión, al impacto, etcétera. El cemento se usa en la fabricación de mosaicos, muebles (lavaderos), pisos de rodamiento vehicular, losas, muros,
Figura 3-16. El uso del cemento se adapta perfectamente a los materiales que existen en la localidad o región donde se va a construir 52
tuberías, etcétera.
Al abrir un saco, es conveniente no guardar por mucho
Sus derivados como el asbesto cemento, empleado para
tiempo el sobrante, pues éste reacciona con la humedad
fabricar láminas para techo, tejas, etc., tienen característi-
del ambiente, inutilizándolo.
cas muy apreciadas en la construcción.
Comprar sólo el material que vamos a utilizar ayuda a
Durante el almacenamiento del cemento hay que evitar que se humedezca, ya sea por efecto del medio ambiente o por lluvia pues la humedad, provoca su fraguado. De ocurrir esto, cuando se le desee utilizar ya estará duro o pasado. Para protegerlo de la humedad del piso hay que apoyar los sacos de cemento en un nivel más elevado que el de aquél. (figura 3-14.) Cubrir los sacos para resguardarlos de la lluvia, por medio de un techo, plástico o cualquier material resistente al
administrar nuestro gasto, pues aseguramos que no se eche a perder por un largo almacenamiento.
El cemento y el autoconstructor El cemento es un material útil en la construcción y a la vez insustituible en muchos trabajos. Su facilidad de uso y manejo lo hace ideal para el autoconstructor, su durabilidad y sus múltiples aplicaciones (pisos, muros, aplanados, techos, plafones, etc. ). Se adquiere por kilogramos, sacos (de 50 Kgs. ) o a granel, en la tlapalería, o cualquier expen-
agua, asegura la utilización del cemento. (figura 3-15.)
dio de materiales, en todas las localidades de la república
Además, será muy aconsejable almacenar el producto en un
mexicana. Se puede aplicar en cualquier clima, con solo
lugar ventilado donde se evite la acumulación de humedad.
observar pequeños consejos. 53
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En el presente Manual para la autoconstruccion de vivienda aprenderemos a usar adecuadamente el cemento, y con ello podremos apreciar su sencillez y fácil manejo para resolver cada una de las necesidades y obtener una vivienda cómoda. Es importante resaltar que, para obtener las ventajas óptimas del material, en cualquiera de sus aplicaciones, se requiere respetar el sistema y método para su elaboración, que aquí se enseña. El agua como fraguante, para mezclar con el cemento, tendrá características especiales entre las que destaca su pureza. • Su pureza, es decir deberá estar libre de materias orgánicas, contenido de sales, etcétera.
Control de calidad México es un importante exportador de cemento, tanto a los Estados Unidos de Norteamérica como a Europa y Asia. 54
Esto gracias al riguroso control de calidad que se logra en la fabricación del cemento, con la aplicación de la más alta tecnología en los laboratorios, con los diferentes instrumentos adaptados a las diversas fases del proceso, desde la obtención de las materias primas hasta los productos intermedios y los terminados. Figura 3-17 A partir de su composición química son calculados sus compuestos potenciales.
Control químico Con el equipo de espectometría de rayos X automático se realiza el control de la mezcla cruda. En la composición química se necesita un control exacto, y su eficiencia y prontitud se ejecuta a cada hora, tomando muestras de las unidades de molienda en crudo, y modificándose las proporciones de caliza, pizarra, sílice y hematita según se requiera.
Figura 3-18. En la fabricación del cemento se aplica la más alta tecnología en los laboratorios y en las diversas fases del proceso.
Otro equipo comprueba la perfecta calcinación del polvo crudo. La calidad del clínker es evaluada por medio del análisis por rayos X; a partir de su composición química son calculados sus compuestos potenciales, como los silicatos y los aluminatos de calcio. En el caso de los silicatos se efectúa una prueba por turno, es decir, cada ocho horas.
Control físico Cada 24 horas se realizan las pruebas para determinar la resistencia a la compresión, el fraguado inicial y final, así como la sanidad. La llamada prueba Blaine, que mide la finura del cemento, se obtiene cada hora, con muestras de la planta. La unidad de medida es cm2/ gr, que nos permite saber la superficie 55
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Figura 3-19. El cemento se aplica según el material (piedra, arena, confitillo, tzakab, cal, etc.), de acuerdo a una dosificación o cantidad determinada.. 56
que ocupa un gramo de polvo. Hay cementos, que llegan a alcanzar finuras de 3,500 a 4,000 cm2/gr. Otros procesos para el control son a base de tamices que miden el grado de finura. Las prensas determinan la resistencia a la compresión: balanzas, parrillas donde se secan
la pruebas que se tamizan en vía húmeda; para la determinación del carbonato de calcio se usan reactivos. En la elaboración de series patrón estándar se utiliza la prueba de absorción atómica. Para determinar la distribución del tamaño de las partículas de cemento se utiliza el equipo de sedigraph, que define el punto de partida para dar las condiciones de operación de las unidades de molienda.
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