RETENTIVIDAD

RETENTIVIDAD DEL MORTERO

TECNOLOGÍA DEL HORMIGÓN

ÍNDICE

Pág.

ÍNDICE

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RESUMEN

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INTRODUCCIÓN

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OBJETIVOS

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DESARROLLO

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ENSAYO

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IMÁGENES

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CONCLUSIÓN

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REFERENCIAS

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RESUMEN En el país, en la actualidad la albañilería es el 2° material mas usado en la construcción de viviendas. Según el Instituto Nacional de estadísticas, la albañilería se uso como material predominante de muros en un 37% de las viviendas construidas el año 2007. Si se considera que el mortero de junta ocupa alrededor de un 15% del volumen total de un muro de albañilería, desempeñando un papel crucial en su funcionamiento estructural, debido a que es el responsable de mantener unidas monolíticamente las unidades de albañilería y que generalmente es más costoso un volumen de mortero que el mismo volumen de cualquier tipo de unidad (especialmente bloques), resulta necesario identificar si el mortero de junta para albañilería es el indicado y cumple con la norma establecida. INTRODUCCIÓN El mortero es un material de construcción constituido básicamente por una mezcla de cemento, árido fino y eventualmente otro material conglomerante que, con adición de agua, reacciona y adquiere resistencia. También puede estar compuesto por aditivos que mejoren sus propiedades tanto en estado fresco como endurecido. Los morteros, también conocidos como morteros de albañilería, tienen un amplio uso en la construcción de obras de ingeniería, especialmente en la edificación, donde generalmente se utilizan muros de albañilería como elementos soportantes. A pesar de que tanto en el país, como en el mundo, existen numerosas investigaciones acerca de los morteros y más aun sobre la albañilería como sistema de construcción, existe un escaso conocimiento sobre las propiedades de este material. Se supone frecuentemente en forma errónea que teniendo un adecuado conocimiento y practica para hormigones, ello también sirve para morteros. En realidad, los morteros difieren de los hormigones en muchos tópicos, principalmente en consistencia en obra, en los métodos de colocación y en el ambiente de curado. Por esto resulta necesario identificar la calidad técnica del mortero, en especial la retentividad; para poder así determinar si los morteros de albañilería fabricados en obra o los de tipo industrial, cumplen con lo establecido en las normas nacionales y cuales de ellos presentan una mayor ventaja. OBJETIVOS Objetivo General El principal objetivo de este trabajo es presentar como se realiza el ensayo de retentividad del mortero, utilizando el método de succión de agua por vació establecido en la norma chilena 2259 of.96 INACAP

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Objetivos Específicos Identificar las propiedades de los morteros de albañilería tanto en estado fresco como endurecido, para lograr una concepción general de este. Presentar la calidad técnica de los morteros para albañilería bajo la óptica de la de las normas Nch 2256/1, Nch 1928 y Nch 2132. Determinar la retentividad del mortero, realizando el ensayo y clasificar.

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DESARROLLO Propiedades del mortero en estado fresco:

En su estado fresco el mortero presenta una serie de propiedades que requieren de un acabado conocimiento, dado que ellas, además de regular el comportamiento del mortero en ese estado, son de gran importancia e incidencia en las propiedades y características en su estado endurecido. Trabajabilidad La trabajabilidad es la propiedad más importante del mortero en estado fresco, en virtud de la influencia que ella ejerce sobre otras propiedades del mismo, tanto en estado fresco como endurecido. Esta resulta difícil de definir, debido a que es una combinación de cierto número de propiedades interrelacionadas. Se considera que las que tienen mayor incidencia en la trabajabilidad son: consistencia, fluidez, capacidad de retención de agua y tiempo de fraguado. Requisitos y clasificación en Nch 2256 Contenido de Aire El contenido de aire del mortero es una propiedad de gran importancia que permite explicar, en muchos casos, el comportamiento que tenga este tanto en su estado fresco como endurecido. Esto justifica que en la fabricación de morteros se tenga un control especial sobre esta propiedad. El aire incluido en un mortero, puede producirse por efectos mecánicos o por medio de la aplicación de aditivos incorporadores de aire. A medida que aumenta el contenido en aire, mejora la trabajabilidad y la resistencia a los ciclos hielo-deshielo. De forma contraria, disminuye la resistencia mecánica, la adherencia y la impermeabilidad. Requisitos en ASTM C 270 Retentividad

La retentividad o poder de retención de agua es la capacidad del mortero de retener el agua de amasado ante solicitaciones externas de absorción o succión por parte de las unidades de albañilería. Esto permite que el mortero mantenga su plasticidad para que las unidades puedan ser cuidadosamente alineadas y niveladas sin romper el enlace, lo que hace que esta propiedad esté íntimamente relacionada con la trabajabilidad, y por lo tanto sea uno de los factores de mayor incidencia en la adherencia entre mortero y unidades. Para la determinación de la retentividad es necesaria la utilización de un equipo, el cual consta de un aspirador de agua por vació y un equipo regulador de presión. Dada la dificultad de realizar este ensayo en terreno, en muchos casos, se reemplaza por la determinación de la exudación, la que resulta de fácil obtención en obra. Requisitos y clasificación en Nch 2256 INACAP

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Requisitos de retentividad Ejemplo: La retentividad mínima que debe presentar un mortero de junta queda establecida en las normas Nch1928 y Nch2256/1. La primera de ellas permite una retentividad superior o igual a 70% para morteros utilizados en albañilerías armadas, mientras que la segunda norma establece que cualquier otro mortero de junta debe tener Grado 3 como retentividad mínima, es decir, entre 50% y 60%. No obstante lo anterior, la retentividad de los morteros de junta debe tener limites máximos tolerables, ya que si entran en contacto un mortero de alta retentividad con unidades de albañilería de baja absorción, estas ultimas podrían prácticamente flotar sobre el mortero. Clasificación por tipos de retentividad Los morteros se clasifican por tipos de retentividad como se indica en Tabla 6 y según el ensayo establecido en Nch2259. (Nch2256/1, 2002) Tabla 6 - Clasificación de morteros por retentividad según Nch2256/1 Grado

% de Retentividad

1 2 3 4

> 70 60 - 70 50 - 60 < 50

EXUDACIÓN Y RETENTIVIDAD

El mortero, al igual que el hormigón, esta constituido por materiales de distintos pesos específicos, por lo que tienden a generar decantación ascendiendo a la superficie el agua, proceso denominado exudación, con las siguientes implicancias técnicas: La parte superior del mortero al acumular una cantidad superior de agua genera un aumento de la razón A/C, con los consiguientes problemas en las resistencias mecánicas. Este efecto debe tomarse en cuenta cuando se utiliza para adherir unidades, en el caso de rellenos bajo placas de maquinarias, cuando se utiliza como terminación superficial, etc. El implemento de agua en la superficie da origen a capilares que constituyen vías permeables, afectando a la durabilidad e impermeabilidad. La exudación produce, por la perdida de agua, una disminución de la trabajabilidad. Para disminuir este fenómeno, debe aumentarse la capacidad de retentividad de agua por parte del mortero, mediante los siguientes cambios:

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Utilizar un contenido adecuado de granos finos (menores que 0,15 mm). Aumentar el contenido de cemento, utilizar cal, incrementar el tiempo de revoltura y utilizar aire incorporado. Propiedades del mortero en estado endurecido:

Resistencia a Compresión La resistencia a la compresión generalmente se usa como el principal criterio para seleccionar el tipo de mortero a utilizar en una estructura de albañilería, ya que es fácil de medir y puede relacionarse con otras propiedades como la adherencia y la durabilidad. Sin embargo, esta propiedad no representa en la forma mas adecuada la función principal de un mortero de junta, que es servir de unión entre las unidades, de tal manera que la albañilería trabaje como un elemento estructural integral. La resistencia a la compresión del mortero depende en gran parte del tipo y cantidad del material cementante y de la relación agua/cemento o agua/conglomerante utilizado al prepararlo: aumentara con un incremento del contenido de cemento y disminuirá con un aumento de la inclusión de aire, del contenido de cal, o del contenido de agua. Requisitos y clasificación en Nch 2256 Adherencia La adherencia es la propiedad más importante del mortero de junta de albañilería en estado endurecido. Es también la más inconstante e impredecible. El mortero tiene que desarrollar suficiente adherencia con las unidades para resistir los esfuerzos de tracción producidos por: las cargas de la estructura, del terreno, sísmicas y del viento; los cambios de volumen de las unidades y los cambios de temperatura. En cuanto a los esfuerzos que debe resistir un muro de albañilería, los más significativos, dada las características sísmicas de este país, corresponden a los esfuerzos horizontales, los cuales provocan fallas donde generalmente la resistencia al cizalle es menor, es decir, la interfase mortero-unidad. También, la impermeabilidad de la albañilería, depende de esta propiedad. Esta propiedad depende principalmente de la trabajabilidad y la retentividad del mortero. Requisitos en Nch 2256 Variaciones de Volumen El mortero experimenta variaciones de volumen, dilataciones o contracciones, durante toda su vida útil por causas físico-químicas. El tipo y magnitud de estas variaciones esta afectada en forma importante por las condiciones ambientales de humedad y temperatura existentes, y también por los componentes presentes en la atmósfera. Se pueden distinguir tres tipos de variaciones de volumen que afectan al mortero: la que se deriva de las condiciones de INACAP

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humedad se denomina retracción hidráulica, la que tiene por causa la temperatura, retracción térmica y la originada por la composición atmosférica denominada retracción por carbonatación. Dadas las características de confinamiento y espesor en que se coloca el mortero de junta para albañilería, solo se considera la retracción hidráulica, dado que es la más común; la cual no representa un problema de cuidado, a diferencia de lo que sucede con el hormigón, debido principalmente a que los espesores y las superficies en las que se coloca el mortero no permiten que se originen cambios de volumen significativos. Permeabilidad al Agua La permeabilidad es aquella propiedad del mortero que permite el paso de agua o de otro fluido, a través de su estructura interna. El agua puede incorporarse en la masa del mortero, y en general en las albañilerías, por medio de dos mecanismos o procesos diferentes: presión hidrostática y capilaridad. En el primero, el agua tiende a atravesar la masa del mortero, escurriendo a través de las discontinuidades que este posee en su interior en forma de fisuras o poros intercomunicados. En la capilaridad, el desplazamiento del agua se produce debido a la existencia de micro fisuras de tamaño capilar, que permite la ascensión del agua por efecto de su tensión superficial. Lo que nos lleva a concluir que los aportes derivados de la permeabilidad por presión hidrostática son significativamente mayores que los producidos por capilaridad. Sin embargo, y pese a lo anteriormente expuesto, en la gran mayoría de los casos el mortero (en su estructura) es prácticamente impermeable en comparación con la permeabilidad que se produce en algunos tipos de unidades de albañilería y en la interfase de estas con el mortero. Durabilidad La durabilidad del mortero se refiere a la capacidad que tiene este de mantener substancialmente sus características originales que permiten su uso, como son su apariencia original, su resistencia y solidez, principalmente frente a la acción del medio. Aunque las condiciones ambientales extremas y la utilización de materiales defectuosos pueden contribuir al deterioro de las juntas, la principal destrucción puede ser originada por el agua que penetra en los muros para después congelarse. Requisitos y clasificación en Nch 2256

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ENSAYO Determinación de la retentividad - Método de la succión del agua por vacío:

Este procedimiento de Laboratorio es aplicable a la retentividad o capacidad de retención de agua de los morteros de la norma Nch2256; esta norma permite verificar los requisitos de retentividad del mortero según Nch1928. También es aplicable para determinar el comportamiento del mortero por cambios de sus componentes o de sus proporciones. En el ensayo se utiliza la consistencia establecida en la especificación de la obra. A falta de ésta, se usa la consistencia normal, según Nch2256. EQUIPO A UTILIZAR Equipo de succión del agua por vacío Consta de un aspirador de agua por vacío, que se controla por una columna de mercurio y un equipo regulador de presión. Está conectado a un embudo, sobre el cual se coloca un plato de fondo perforado de un material no atacable por el mortero. Las perforaciones deben tener un diámetro de 1,50 mm ± 0,10 mm. El embudo se conecta a la línea de vacío a través de un tapón que tiene una perforación de 4 mm ± 0,5 mm. En el tapón entra un tubo de vidrio de diámetro interior 4 mm, provisto de una llave de tres vías que conduce a un matraz de decantación. La superficie del borde del embudo donde descansa la empaquetadura y el plato perforado, debe ser plana y pulida, para asegurar un íntimo contacto y permanecer estanca durante el ensayo. Regla de enrase, de acero, de largo igual o superior a 200 mm y espesor de 2,5 mm ± 0,5 mm. Pisón, hecho de un material no absorbente ni abrasivo, tal como un caucho de dureza media o roble seco. De longitud de alrededor de 150 mm y con la cara base de compactación de sección rectangular de 13 mm por 25 mm, plana y lisa. Papel filtro, de porosidad media a fina, de 150 mm de diámetro, como tipo E y D o similar. Cronómetro o similar. Otros aparatos. Los que se indican en Nch2257/1 y todos los necesarios para realizar el ensayo

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PROCEDIMIENTO Conectar el aparato al aspirador con la llave de tres vías cerrada hacia el exterior, y ajustar la columna de mercurio a un vacío de 51 mm ± 3 mm de mercurio mediante el equipo regulador de presión. Asentar el plato perforado sobre la empaquetadura verificando que las perforaciones no estén obstruidas. Colocar el papel filtro en el fondo del plato y humedecerlo. Abrir la llave de paso para aplicar vacío al embudo, observar la columna de mercurio y verificar que se obtiene el vacío exigido. Inmediatamente, cerrar la llave de paso, interrumpiendo el vacío. Fabricar de inmediato un mortero según Nch2260 y medir su consistencia según Nch2257/1. Registrar el extendido como A, con aproximación de 1 mm. Llevar rápidamente el mortero de inmediato desde la mesa de sacudidas al mezclador y remezclar la amasada completa por 15 segundos a velocidad rápida según Nch158 (285 rpm ± 10 rpm). Colocar el mortero sobre el papel filtro húmedo, con suavidad, desde el borde hacia el interior y con exceso respecto del borde del plato. El mortero se compacta por 15 veces con el pisón, aplicando 10 de los golpes a distancias aproximadamente iguales junto al borde del plato, aplicando la presión necesaria y suficiente para llenarlo. Al completar la compactación, la superficie del mortero debe elevarse ligeramente sobre el borde del plato. Enrasar en forma suave, pasando la regla ligeramente inclinada, desde el centro hacia los bordes, de modo que la superficie del mortero quede lisa y plana. Abrir la llave de tres vías para aplicar vacío al mortero. Mantener la presión de succión durante 60 segundos y cerrar rápidamente el paso volviendo a dejar el mortero a la presión atmosférica. Retirar de inmediato el plato con el mortero. Apoyar por un momento sobre un paño húmedo, para eliminar las gotas de agua de su fondo. Sacar el mortero con una espátula de goma teniendo cuidado de no dañar el papel filtro, y mezclarlo durante 15 segundos en un recipiente no absorbente. Medir el extendido del mortero succionado por el vacío según Nch2257/1 y registrar este valor como B, con aproximación de 1 mm. La operación debe realizarse lo más rápido posible en un tiempo menor a 11 minutos contados desde el momento del mezclado del cemento con el agua. INACAP

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EXPRESIÓN DE RESULTADOS Calcular la retentividad como un porcentaje del extendido del mortero succionado por el vacío (B) referido al extendido del mortero inicial (A). Expresar el resultado con aproximación a la unidad:

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IMÁGENES Y GRÁFICAS

EQUIPO DE SUCCIÓN

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CONCLUSIÓN A partir del estudio se puede concluir que de las propiedades de los morteros las que mayor relevancia presentan son la trabajabilidad, retentividad y resistencia a la compresión, ya que afectan al proceso de instalación y el resultado final de algún trabajo en albañilería. Si analizamos el cumplimiento de los requisitos de estas propiedades podemos ver que la trabajabilidad de los morteros fabricados en obra depende de la calidad de la arena, que no siempre cumple con lo establecido en la norma Nch2256/1 y de la rigurosidad con que se cumpla la dosificación establecida. En el caso de la retentividad y la resistencia a la compresión para los morteros fabricados en obra, el cumplimiento de los requisitos establecidos en la norma Nch2256/1, queda restringido a no ocupar dosificaciones mayores que 1:3 (cemento:arena) y del uso de arenas que cumplan con lo establecido en la norma Nch2256/1. Considerando los párrafos anteriores se puede concluir que los morteros deben cumplir tanto con las normas que los rigen como así también con especificaciones técnicas que eventualmente deban cumplir. Por otro lado se debe tener presente que la mezcla llamada mortero debe estar compuesta por materiales que también deben cumplir con requisitos impuestos por normas Chilenas que establecen requerimientos específicos los cuales no pueden ser detallados ya que se extenderían en demasía pero que sin embargo son nombrados a continuación. Arena: Debe cumplir con lo establecido en Nch163, con la excepción de la composición granulométrica, para lo cual se establece el siguiente criterio: 1. La arena disponible puede ser usada, sea cual sea su granulometría siempre y cuando mediante ensayes de laboratorio se demuestre que el mortero fabricado con ella cumple con las especificaciones del proyecto. 2. Cuando la arena disponible cumpla con los requisitos impuestos por norma, se podrá ocupar sin la necesidad de comprobar su comportamiento previo. Cemento: debe cumplir con Nch148. Agua: debe cumplir con Nch1498. Aditivos: se debe comprobar que no afecta los requisitos de uso del mortero. Otros materiales: Cualquier otro material que se incorpore al momento de su fabricación, no debe alterar los requisitos, según su uso, impuestos por la presente norma. A modo general se puede concluir que el mortero debe cumplir con los requisitos generales tanto con respecto a sus materiales como así también con

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los de su uso, lo que implica que deberá encasillar en ciertas clasificaciones dependiendo de su aplicación. REFERENCIAS NCH 2259 NCH 2256 NCH 163 NCH 170 NCH 1498 NCH 148 NCH 2260 NCH 2257 NCH 158 NCH 1928 NCH 2132 OTROS

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