Propiedades Fisicas y Mecanicas de Las Rocas

PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS DE LAS ROCAS Las rocas, y otros materiales pétreos artificiales utilizados en la construcción, son sustancias hetero heterogén géneas eas caract caracteri erizad zadas as por amplios amplios rango rangoss de variaci variación ón composi composicio cional nal,, textur textural al y estructural. Esta variabilidad hace que las propiedades de los materiales, que son las que dictan sus campos de aplicación, sean también variables. As, la adecuación de un material para un  propósito concreto, tanto desde el punto de vista constructivo!ornamental como restaurador, debe basarse en determinadas propiedades que deben, a su vez, ser f"cilmente medibles en el labora laborator torio. io. Las propie propiedad dades es de los materi materiale aless se clasifi clasifican can genera generalme lmente nte como como  físicas, y mecánicas, aunque aunque en el campo campo de la constr construcc ucción ión#or #ornam nament entaci ación# ón#res restau taurac ración ión tambié también n  pueden incluirse las propiedades relacionadas con su trabajabilidad . Es evidente que la lista de  propiedades que pueden medirse en un material es muy extensa. $or ello en este tema se  presentan aquellas que tienen m"s relevancia desde el punto punto de vista que nos ata%e. &entro de las propiedades  físicas se incluyen incluyen densidad, densidad, porosidad, porosidad, permeabilid permeabilidad ad a lquidos lquidos y gase gases, s, capa capaci cida dad d calo calor rfi fica ca,, cond conduc ucti tivi vida dad d y expa expans nsió ión n térm térmic icas as,, etc. etc. Entr Entree las las  propiedades químicas pueden incluirse la resistencia a soluciones "cidas y alcalinas, y a las reac reacci cion ones es indu inducid cidas as por por la pres presen enci ciaa de sale sales. s. Las Las prop propie ieda dade dess mecánicas incluy incluyen en la resistencia a la compresión, tensión, flexión e impacto y penetración por otro cuerpo y por otras acciones que involucran la generación de fuerzas, como la cristalización de hielo y sales en el interior del sistema poroso de los materiales y los cambios volumétricos de los mismos debidos a cambios de temperatura.

1. PROPIEDADES FISICAS 1.1. ISOTROPÍA Y ANISOTROPÍA Las sustancias isotrópicas presentan siempre el mismo comportamiento independientemente de la dirección, mientras que en las anisotrópicas las propiedades varian con la dirección. En el caso de la luz, los cristales anisótropos presentan distintos valores de sus ndice de refracción en función de la dirección en que vobre la luz al atravesar el cristal.

La aniso anisotr trop opa a es una una cons consec ecue uenc ncia ia de la estru estruct ctur uraa inte intern rnaa del del mine minera ral. l. 'i care carece ce de organizac organización ión interna interna (minerales (minerales amorfos) o si presenta presenta una organiza organización ción muy regular regular son isótropos, los dem"s son anisótropos. Los minerales que cristalizan en el 'istema *+bico (o egular), es decir, el de m"xima smetra, con sus atomos o iones igualmente distribuidos en las tres direcciones principales del espacio, son isótropos. Los pertenecie pertenecientes ntes al resto de los sistemas cristalinos cristalinos (hexagonal, (hexagonal, trigonal, trigonal, tetragonal, rómbico, monoclnico y triclino) son anisótropos, las disposiciones de sus elementos constituyentes varian con la dirección y por tanto su elasticidad para las ondas luminosas también es diferente.

1.2. DENSIDAD Y PESO ESPECIFICO (ASTM 12-70). 1 2-70). Densidd.- Es la masa de un mineral correspondiente a la unidad de volumen. 'i s e expresa en relación con la densidad del agua, se la denomina peso especfico. La densidad es una propiedad

1.PROPIEDADES FISICAS 1.1.ISOTROPÍA Y ANISOTROPÍA Est os concept os seut i l i zan paracal i ficarelcomp mport ami mi ent o del os mat eri al es sótr opor respect odel asdi r ecci onesdelespaci o.Así ,un materi alesi espect odeuna propi edaddet ermi nadacuandoesapropi edadnovari aalvari arl adi r ecci ón enl aque semi mi da l a propi edad.En est e caso,sedi ce que l a propi edad esescalar.Porel sót ropo cuando l cont rari o,un mat eri alesani a pr opi edad varí a según l a di recci ón al consi derada.Enest ecaso,l apropi edadesvectori .

1.2.DENSIDAD Y PESO ESPECIFICO (ASTM 12-70)  Tant ol adensi dadcomoelpesoespecí ficoson pr opi edadesquenodependen de l adi recci óndeme medi da,est oes,sonpropi edadesescal ares  Aunqueseut i l i zan i ndi st i nt ament e,l ost érmi nosdedensi dad ypesoespecí fico dad es l no son i dént i cos.Ladensi a rel aci ón ent re l a masa y elvol umen de l a sust anci a, mi mi di éndose en uni dades de masa/uni dades de vol umen ( e. g. , g/cc) .  p ficoesl E l eso especí a rel aci ón numéri caent r eelpesode un cuer po yelpesode i gualvol umen deaguaa4° C,est oesl ar el aci ón ent rel asdensi dadesdelcuerpoyl a delagua.Est a propi edad esadi mensi onal( no seexpresa en t ér mi nos de uni dades det ermi nadas)ya quees l ar el aci ón entredos cant i dades con l a mi sma ma di mensi ón. Dadoqueelvol umen delaguavarí acon l at emp mperat ura,set oma macomo moref er enci al a densi daddelaguaa4° C. Densi dad=ma masa/ vol umen( gr/ cc)  Pesoespecí fico=Densi dadcuer po/ Densi dadaguaa4° C

Enl osmi mi neral es,amb mbasma magni t udessonf unci ón del aest ruct uracri st al i nayl a comp mposi ci ón delmi ner al ,asícomo model atemp mper at uraypr esi ón,yaquel oscamb mbi osde est os f act or es provocan cont racci ones ( descenso de T y/o aument os de P) o expansi ones( aument o de T y/o descenso de P)de l asest ruct uras.Los camb mbi osde est ruct ura af ect an a est as magni t udes;asíporej emp mpl o,l a cal ci t a pr esent a un peso α 2. β 2. especí fico de 2. 72 y elaragoni t o2. 94,y elcuarz o65 y elcuarzo40.La comp mposi ci ón t amb mbi én af ect a en elcaso de l os mi ner al es sol uci ón sól i da;asípor ej emp mpl o,elpesoespecí fico delol i vi noaument a amedi da quel osátomo mosdeFe( más pesados)sust i t uyen a l os deMg( más l i ger os) ,pasando de 3. 22 para elMg2[ Si O4] ( f orst eri t apura)a4. 41paraelFe2[ Si O4]( f ayal i tapura) .

1.2. DENSIDAD Y PESO ESPECIFICO (ASTM 12-70). 1 2-70). Densidd.- Es la masa de un mineral correspondiente a la unidad de volumen. 'i s e expresa en relación con la densidad del agua, se la denomina peso especfico. La densidad es una propiedad

1.PROPIEDADES FISICAS 1.1.ISOTROPÍA Y ANISOTROPÍA Est os concept os seut i l i zan paracal i ficarelcomp mport ami mi ent o del os mat eri al es sótr opor respect odel asdi r ecci onesdelespaci o.Así ,un materi alesi espect odeuna propi edaddet ermi nadacuandoesapropi edadnovari aalvari arl adi r ecci ón enl aque semi mi da l a propi edad.En est e caso,sedi ce que l a propi edad esescalar.Porel sót ropo cuando l cont rari o,un mat eri alesani a pr opi edad varí a según l a di recci ón al consi derada.Enest ecaso,l apropi edadesvectori .

1.2.DENSIDAD Y PESO ESPECIFICO (ASTM 12-70)  Tant ol adensi dadcomoelpesoespecí ficoson pr opi edadesquenodependen de l adi recci óndeme medi da,est oes,sonpropi edadesescal ares  Aunqueseut i l i zan i ndi st i nt ament e,l ost érmi nosdedensi dad ypesoespecí fico dad es l no son i dént i cos.Ladensi a rel aci ón ent re l a masa y elvol umen de l a sust anci a, mi mi di éndose en uni dades de masa/uni dades de vol umen ( e. g. , g/cc) .  p ficoesl E l eso especí a rel aci ón numéri caent r eelpesode un cuer po yelpesode i gualvol umen deaguaa4° C,est oesl ar el aci ón ent rel asdensi dadesdelcuerpoyl a delagua.Est a propi edad esadi mensi onal( no seexpresa en t ér mi nos de uni dades det ermi nadas)ya quees l ar el aci ón entredos cant i dades con l a mi sma ma di mensi ón. Dadoqueelvol umen delaguavarí acon l at emp mperat ura,set oma macomo moref er enci al a densi daddelaguaa4° C. Densi dad=ma masa/ vol umen( gr/ cc)  Pesoespecí fico=Densi dadcuer po/ Densi dadaguaa4° C

Enl osmi mi neral es,amb mbasma magni t udessonf unci ón del aest ruct uracri st al i nayl a comp mposi ci ón delmi ner al ,asícomo model atemp mper at uraypr esi ón,yaquel oscamb mbi osde est os f act or es provocan cont racci ones ( descenso de T y/o aument os de P) o expansi ones( aument o de T y/o descenso de P)de l asest ruct uras.Los camb mbi osde est ruct ura af ect an a est as magni t udes;asíporej emp mpl o,l a cal ci t a pr esent a un peso α 2. β 2. especí fico de 2. 72 y elaragoni t o2. 94,y elcuarz o65 y elcuarzo40.La comp mposi ci ón t amb mbi én af ect a en elcaso de l os mi ner al es sol uci ón sól i da;asípor ej emp mpl o,elpesoespecí fico delol i vi noaument a amedi da quel osátomo mosdeFe( más pesados)sust i t uyen a l os deMg( más l i ger os) ,pasando de 3. 22 para elMg2[ Si O4] ( f orst eri t apura)a4. 41paraelFe2[ Si O4]( f ayal i tapura) .

Cuando se consi der an ot r o t i po de sust anci as ( por ej emp mpl o, rocas) , dadodensi dad r eals l adensi edefinecomo mol ama masaporuni dad devol umen deuna sust anci a,est oesl arazónent rel ama masaenreposoysuvol umen,consi derandosól ol a part ei mperme meabl e( est oes,excl uyendoelvol umenocupadoporl osporos) :

donde: ρ  esl adensi dad( kg/m3) amasa( kg)del asust anci ay M esl 3 umen( m )del apart ei mperme meabl edel asust anci a. Veselvol Ladensi daddeal gunosma mat eri al esdeconst rucci ónsepresent aenl aTabl a1. Tabl a 1. Dens i dad ( kg/m3) de al gunos mat er i al es de c onst r ucc i ón ( deKoma mar , 1987) .  Ac er o 78007900 Ceme ment oPor t l and 29003100 Gr ani t o 27002800  Ar e nac uar z osa 26002700 L adr i l l o 25002800 Vi dr i o 2 5003000 Cal i za 24002600 Mader a 15001600

dad gl obal( dad apar ent e)e Ladensi a vecest amb mbi én denomi mi nadadensi sl a masaporuni daddevol umendeunmat er i alensuest adonat ural ,i ncl uyendoporosy t odot i podeespaci osabi ert os:

donde: ρ o esl adensi dadgl obaldelmateri al( kg/m3) sl ama masagl obal( kg)delmat eri aly M1 e 3 selvol umengl obal( m )delmat eri al . V1 e La densi dad gl obalde l osma mat er i al esdepende de su por osi dad ycont eni do de espaci os abi er t os. Ma Mat er i al es suel t os como mo arena, pi edra mol i da y ceme mentos se obal caract eri zan porsumasa gl .Elvol umen deest os materi al esi ncl uyetant ol os poros y espaci os abi ert os exi st ent esdent osgranos comoent os granos.La r ode l r el densi dad gl obaldel osma mat eri al escondi ci onaen gran medi dasuspropi edadesfisi comecáni cas,t al escomo mor esi st enci aal acomp mpresi ón yconduct i vi dad t érmi ca,queasu  vezson cruci al esparacál cul odeest ruct urasydi señodeedi fici os.Evi dent ement e,l a densi dadgl obaldel osmateri al esesf uert eme ment evari abl e( Tabl a2) .  p fico p fico ver dader ode una sust E l eso especí o eso especí anci a esl a razón ent r el a masa deuna uni dad de vol umen del a sust anci a yl a masa del a mi sma

uni dad devol umen deaguadest i l ada.Paral ossól i dos,elvol umen consi der adoesel  p fico gl obalsedefine de maner de l a part ei mpermeabl e.E l eso especí a si mi l ar , aunqueconsi der aelvol ument ot aldelcuerpo,i ncl uyendol osporos. T ab l a2.De ns i dadg l o bal( k g/m3)ypo r o s i dad( %)der o c as y mat er i al es de const r ucc i ón ( deWi nkl er ,1973 yKomar , 1987) De ns i dadg l o bal P o r o s i dad  Ac er o 78007850 Gr ani t o 26002800 0. 151. 5 Gabr o 30003100 0. 10. 2 Ri o l i t a 24002600 4. 06. 0 Bas al t o 28002900 0. 11. 0  Ar eni sc a 20002600 5. 025. 0 L ut i t a 20002400 10. 030. 0 Cal i z a 22002600 5. 020. 0 Dol omi a 25002600 1. 05. 0 Gnei ss 29003000 0. 51. 5 Már mol 26002700 0. 52. 0 Cuar c i t a 2650 0. 10. 5 P i z ar r a 26002700 0. 10. 5 Hor mi gónpesado 18002500 Hor mi gónl i ger o 5001800 L adr i l l o 16001800  Ar ena 14501650 Pl ás t i c opo r o so 20100

1.3.POROSIDAD dad deun mat L  aporosi eri aleselvol umen deespaci osabi ert osquecont i ene  p rel ati voa su vol umen t ot al .Lo s orosson pequeñosespaci osabi ert osexi st ent esen l os mat eri al es rel l enos por sol uci ones acuosas y/o gaseosas ( e. g. ,ai r e) .Los poros pueden est arabi ert os( i . e. ,i nt er comuni cados)ocerrados,ysergr andeso pequeños. Elt amañodepor omedi oyelgr adodei nt er comuni caci ón entrel osporosdet er mi nan elt i poygradodemovi mi ent odesol uci onesl í qui dasygaseosasporeli nt eri ordel os mat eri al es.Est ocont rol aen gran part esu durabi l i dad.Losporospueden cl asi ficarse enf unci óndesutamañoen: 

Megaporos: _____________2560. 062mm



Macrocapi l ares: _________0. 0620. 0001mm



Mi cr ocapi l ares: _________<0. 0001mm

Exi st endi st i nt osconcept osdeporosi dad.Laporosi dad t eóri cavi enedadaporl a ecuaci ón:

donde:P  esl aporosi dadt otal( %) m3)eselvol umendeporos V  p ( 3 m )eselvol umenagr egadodel aspart í cul assól i dasy Vsólidos ( 3 m )eselvol ument ot aldel amuest ra. Vo (  Teni endoen cuent a quel a rel aci ón ent remasa,vol umen ydensi dad,yquel a masadelmateri alporosoesi dént i caal amasadel asust anci a( si nporos)sil osporos est ánocupadosporvací o,l aexpresi ónant eri orqueda:

donde:Pesl aporosi dadt ot al( %) sl adensi dadgl obaldelmateri al( kg/m3)y  ρ oe sl adensi dadrealdel asust anci a( kg/m3) ,asumi éndol al i bredeporos.  ρ  e La densi dad de l a sust anci al i bre de poros es di f í ci lde est i mar .Por el l o se dad t ot al ef ect i va es l recurr e a ot r o t i po de medi ci ones. L  aporosi a porosi dadmedi bl emedi ant ei nt rusi ón demer curi ohast aunapr esi ónf orz adade1000 atmósf eras,aunquesepuedel l egarhast avari osmi l esdeat mósf eras:

donde:Pt  esl aporosi dadt otalef ecti va( %) 3 m )eselvol umendemer curi oi nt ui doy V  p ( 3 m )eselvol umendel amuest raseca. Vo ( Medi ant el atécni cadei nt rusi ón f orzadademer curi opuedeest i marsenosól ol a   dad medi a( porosi dad t ot al ef ect i va, si no l aporosi %) comprendi da entr e un det er mi nado rangodetamaño de poro,medi do en t ér mi nosderadi o o di ámet ro de poro.Engener al ,l osaparat os( porosí met r osdeHg)máscomunespermi t eneval uarl os osdepor omenor esde1mm del porcent aj esderadi osmat eri al es,porl oquenose obt i ene i nf ormaci ón sobre l a por osi dad debi da amegaporos,que en al gunas rocas sedi ment ari asy mat er i al esde const rucci ón comomort er ospuedesermuyel evada. Las di mensi ones de l as probet as de muest ra medi das en elporosí met rodeHgdependen delaparat o ut i l i zado,aunque es común que sean pequeñas, de unosmm de di ámet r o. Par a asegurar que l os anál i si s sean represent at i vos,puedensegui rsel asr ecomendaci onesdelDocument oNORMAL4/80.

Ot ra medi da de l a porosi dad sepuede obtenermedi ant epesada hi drost át i ca,   dad abi er t a oacces quedefinel aporosi i bl ealagua.Elmat eri alsesumer geen agua ( u ot r ol í qui do de densi dad conoci da) hast a su sat uraci ón ( ver más adel ant e) , cal cul ándosel aporosi dad apart i rdel amasadelmat eri alseco,sat uradoysat urado porpesada hi dr ost áti ca ( i . e. ,pesodel a muest ra sat urada i nmersa en un r eci pi ent e conagua)medi ant el aexpresi ón:

donde:noesl aporosi dadabi ert a( %) kg)eselpesomedi doensaturaci ón Ms( kg)eselpesosecodel amuest ra,y Mo( kg)eselpesodel amuest rasat uradamedi daporpesadahi dr ost át i ca. Mh (  Alcont rari o que l a por osi dad t ot alef ect i va medi da pori nt rusi ón f orzada,l a porosi dad abi ert adai nf ormaci ón sobr el aporosi dad debi daal osporosmásgruesos porl os que elagua puede ci rcul ar .No obst ant e,no se pueden ext raerval ores de por osi dad medi a para di st i nt osrangos de t amaño de poro.Las di mensi onesdel as probet asdemuest rason l asmi smasquel asut i l i zadasparaest i marl asat uraci ón de agua.

Fi g ur a1.Po r o si dadt o t alpo ri nt r us i ó ndeHgydi s t r i buc i ó ndel apo r o si dade nf unc i ó n de lr adi odepo r o( %v o l ume nab so l ut oyac u mul ado )e nb i o c a l c a r e ni t aymo r t e r odec al deSanJer óni mo,Gr anada( deFer nándezCar del l ,1998) .

1.4.ADSORCION Y ABSORCION DE AGUA Est as propi edades serel aci onan con l a movi l i dad de vaporde agua o agua   l i dad delmedi l í qui daenl osmater i al es,est oesconl apermeabi oaest assust anci as: ci ón esl •  Adsor aadhesi ón demol écul asdegasesodemol écul asen sol uci ón

al as superfici es de l os cuerpos sól i dos con l os que est án en cont act o. Lahi groscopi ci dadesl a propi edad del os mat eri al esdeadsorbervaporde aguadel aat mósf er a. ci ón es l •  Absor ai ncorporaci ón o asi mi l aci ón de l í qui dos en eli nt eri or del

si st ema poroso delmat eri al . Lasucci ón de aguaes l a propi edad de l os mat eri al esdeabsorberagual í qui daencont act oconl osmi smos. groscopi ci dad  Lahi est ácont r ol adaporl at emper at urayhumedad rel at i vadel ai re,porl ost i posdeporos,su númer oyt amaño,yporl anatural ezadel asust anci a i mpl i cada.Debi do a l a nat ural eza pol ardelagua,est e úl t i mo cont r olsedebe a l a exi st enci a o no de car gas resi dual es no compensadas en l as super fici es de l as sust anci as.Así ,l as superfici esde al gunas sust anci as compuest as porát omos con dr ófil as) mi enl aces i óni cos at raen al agua ( i . e. , sust anci ashi ent ras que l as super fici esde ot ros compuest os porát omos con enl aces coval ent esl ar epel en ( i . e. , dr óf obas) sust anci ashi . Las sust anci as hi drófil as t i enen a di sol verse en agua, mi ent rasquel ashi dróf obasno,resi st i endol aacci óndel osmedi osacuosos.

 Ai gual daddeot r osf act or es,l ahi gr oscopi ci daddeunmat eri aldependedelárea super fici al expuest a, i . e. ,i ncl uyendo l a de l os poros y canal es capi l ares. Los mat eri al escon i dént i caporosi dad t ot al ,per ocon porosmásfinos( capi l ares)son más

hi gr oscópi cos que l os que present an por os grandes,l o cuales debi do a que l os pri mer ospresent anmayorsuper fici eespecí fica.

Fi g ur a2.Ads or c i ó ndemo l é c ul asag ua( po l ar e s)po rpar t í c ul ashi dr ó fil as( c o nc ar g as e l e c t r o s t át i c asr e si dual e sens us upe r fi c i e )dur ant ec i c l o sdemo j adoys ec ado .

ón de agua en eli Lasucci nt eri orde l os si st emas porosos de l os mat eri al es i ncl uyet ambi én l ahi groscopi ci dad.Lasat uraci ón enaguaaf ect adef ormasust anci al aot raspropi edadesf í si casymecáni casdel osmat eri al es,t al escomodensi dad gl obal , conduct i vi dadt érmi cayresi st enci amecáni ca,porl oquesumedi daesi mport ant e.La t écni caesmuysenci l l a,ysebasaensumer gi runaprobet ademuest racompl et ament e en agua,ati emposparci al es,ymedi reli ncr ement odemasadel asprobet asen esos t i empos.Lasr ecomendaci onesdelDocument oNORMAL7/81i ndi canut i l i zarprobet as dad de cúbi casde 5x5x5 cm.Los i ncr ement osdemasaper mi t en cal cul arl acanti aguaabsor bi da:

donde:W  %)eselcont eni dodeaguaabsorbi daenelt i empot( s) t( kg)eselpesomedi doenelt i empot( s)y Mt( kg)eselpesosecodel amuest ra Mo(

Porl ot ant o,W  epr esent ai ncr ement osdemasaen% rel ati vosalmat eri alseco.Est os tr dat os permi t en const rui rcurvasW  t( general ment e,elt i empo seexpresacomo ) , t quecaract eri zanelcomport ami ent odelmat eri al . Laabsorci ón deaguaesf unci ón del aporosi dad t ot al ,ydelt amañoyf ormade l osporos.Así ,l acant i dad deaguaabsorbi daessi empr emenorquel aporosi dad t ot al delmateri alyaquepart edel osporosseencuent rancerr ados,i . e. ,ai sl adosdelmedi o ext eri ory no accesi bl esalagua.Dado que l os porcent aj esde agua absor bi da son proporci onal es a l a porosi dad del mat eri al , y est a puede vari ar ent re di st i nt os mat eri al es,se recurr e a una normal i zaci ón ul t eri or para comparar mat eri al es de porosi dad vari ada.Est anormal i zaci ón sel l evaacabor espect odelporcent aj een peso deaguabaj osat uraci ón f orz ada,est oes,baj ocondi ci onesdepresi ón muchomenores de l a at mosf éri ca,t endi endo alvací o,recal cul ando eli ncr ement o de masa en l os di st i nt ost i emposrespect odel acant i dadmáxi madeaguaabsorbi da( ,estoes,el W  t , max) porcent aj e de peso de agua para elt i empot .Est a normal i zaci ón permi t e obt ener ón enf elgradodesaturaci unci óndelt i empo:

donde:Steselgradodesat uraci ón( %) %)eselporcent aj edepesodeaguaenelt i empot( s)y W  t( %)eselporcent aj eenpesodeaguabaj ol asat uraci ónf orzada. W  s(

1.5.DESORCION DE AGUA Losmat eri al esl ocal i zados en cont act o con elai r e ret i enen ci ert a cant i dad de humedad.La canti dad de agua r et eni da esf unci ón de l as condi ci onesambi entas ( t emperat ura y humedad rel at i va) , asícomo de l a nat ural eza de l as sust anci as ( hi dr ófil as o hi dróf obas)y de l a composi ci ón de l a sol uci ón acuosa ( agua pura vs. sol uci ones sal i nas) . Si l as condi ci ones ambi ental es cambi an, por ej empl o, descendi endol ahumedadrel at i va,elmat eri alt i endeacedervapordeaguaalmedi o ónde agua es i aéreo,secándose.Est e proceso dedesorci nver so alde adsor ci ón, aunquesil amuest raseencuent rasat uradaenagua,esi nver soaldeabsor ci ón. La t asa dedesor ci óno secado depende de l a di f er enci a ent r el a humedad del mat eri alyl a delmedi o ambi ent e( a mayordi f er enci a,mayort asa desecado) ,del a nat ural eza del mat eri al y de l a nat ural eza de l a por osi dad ( sust anci ashi drorepel ent escon porosgr andest i endenael i mi narmásrápi dament el a humedad) . Lat écni cademedi ci ón del adesor ci óndeaguaessi mi l aral adesaturaci ón de agua,ypersi gueeval uarl af aci l i dad del osmateri al esparael i mi narelaguaabsorbi da en eli nt er i orde su si st ema poroso.Elensayo se real i za con elmi smo mat eri al ut i l i zado en elde sat uraci ón,y sebasa en medi rl as pérdi dasde masa,a t i empos parci al es,r espect o delpeso de l a muest ra sat urada en agua.Est e ensayo debe real i zarse en un ambi ent e con t emper at ura ( 20º C) y humedad r el at i va ( 60 %) const ant esparaasegurarl acomparaci óndemuest rasdi st i nt as.Laspérdi dasdemasa dad deaguadesor bi da: permi t encal cul arl acanti

donde:W  ( %)esl acant i daddeaguaper di da e  ( kg)esl amasamedi daenelt i empot( s)y Mt  kg)eselpesodel amuest rasat uradaenagua. Mo( Por l ot ant o,W  epresent a pérdi das de masa en % r el at i vos almat eri alsat urado. er I gual ment e,est os dat os permi t en const rui rcurvasW  t( general ment e,elt i empo se e expresacomo ) ,quecaract eri zanelcomport ami ent odelmat eri al . ón e  Ali gualque en elcaso de absor ci ón,se cal cul a elgrado de saturaci n f unci óndelt i empoconelfin decompararmuest rasdeporosi dadmuyvari ada:

donde:Se( %)eselgradodesat uraci ón selporcent aj edepesodeaguaenelt i empot( seg)y W  ee selporcent aj eenpesodeaguabaj ol asaturaci ónf orzada. W  se Las t asas de sat uraci ón obser vadas en l os ensayos de absor ci ón ydesorci ón, eval uadasmedi ant el ascurvasr espect i vasSt-tySetnot i enen porquecoi nci di r .Est o sedebeaquel osprocesosf í si cosi nvol ucr adosenambosprocesossondi st i nt os. Comosehai ndi cadomásarri ba,l ahumedad enl osmat eri al esdeconst rucci ón af ect a a sus pr opi edadesf í si cas y mecáni cas.Elpri nci palef ect o esun cambi o de  vol umen:l osmat eri al essehi nchancuandoabsorbenaguaysecont raenalevacuar l a. Dadoquel oscambi osdevol umengener an t ensi onesi nt ernasen l osmat eri al es,ci cl os cont i nuados a escal a di ari a y est aci onal de moj ado-secado i nducen esf uer zos al t ernant esen elmat eri alque,aunquepocosi gni ficat i vosen t érmi nosabsol ut ospara mat eri al es pét r eos, gener an pér di da de r esi st enci a mecáni ca por f at i ga ( ver más adel ant e) .Un ej empl ocl aroson l osmort er os,cuyoagl omerant e( cal ,cement o)suf re cont racci ón durant e el secado mi ent ras el ár i do no, l o que gener a esf uer zost ensi onal esque conl l evan l a pér di da de cohesi ón del agr egado pormi cr of ract uraci óndelagl omer ant e.Ensayosdeci cl os desecadomoj ado durant e l argosperi odosdet i empopermi t encal i ficarl aresi st enci aaldet eri oroporest acausa.

1.6.CAPIARIDAD Elf enómeno del a capi l ari dad,cuyoresul t ado eselmovi mi ent o ascendent eo descendent edeunl í qui doen eli nt eri ordeunt ubofinodeunmat eri alsól i docuando ést eessumergi doen ell í qui do,esdebi doa l aexi st enci asdef uerz asen l asuperfici e de l as sust anci as sól i da ( e. g. ,vi dri o) ,l í qui da ( e. g. ,agua)y gaseosa ( e. g. ,ai re)en ensi ón super fici al cont act o.Est asf uer zassedenomi nan det .Laconj unci ón deest as f uerzashacequel asgotasdeunl í qui dodeposi t adassobrel asuper fici edeunmat eri al sól i do present en ángul os de cont act o sól i dol í qui do vari ados en f unci ón de l a nat ural ezadel ossól i dosyl í qui dos.Así ,l osl í qui dos“moj ossól i doscuandoel an”al ángul odecont act oest ácompr endi doent r e0 y90º ,en cuyocasoell í qui doasci ende porelcapi l ar .Siporelcont rari ol aconj unci ón def uer zasmenci onadaant eri orment e condi ci onanqueelángul odecont act osól i do-l í qui doest écomprendi doent re90y180, ell í qui donomoj aalmateri alydesci endeporelcapi l ar .Est asrel aci onessei l ust ran en l as Fi guras 3 y 4. En consecuenci a, el ef ect o que debe produci r un materi alhi drof ugant e( pr ot ect i vooconsol i dant e)apl i cadosobr eun materi aldebeser eldei ncrement arelángul odecont act odelmateri alpét r eo,yobst acul i zarelascenso

delagua porsu si st ema poroso.Elef ect o cont rari o eselobt eni do porl os agent es det ergent esoj abones( i . e. ,t ensoacti vos) . La al t ura a l a queasci ende( o desci ende)un l í qui do en un capi l arno essól o f unci ón delángul o decont act o,si no quedependet ambi én delradi o delcapi l ar .La ecuaci ónquepermi t ecal cul arl aal t uraal canzadaes:

donde:hesl aal t ura( m) at ensi ón superfici al l í qui do-vapor ( 0. 0728 N/m para el aguaai r e, SLV es l a20ºC) θ  eselángul π/180) odecont act o( enradi anes,=grados· 3  ρ  esl adensi daddell í qui do( 1000kg/m   paraelcasodelagua) aacel eraci óndel agravedad( 9. 8m/seg2)y gesl adi odeporo( m) reselr

Fi g ur a3.Var i ac i ó ne ne láng ul odec o nt ac t os ól i do l í q ui do .En( a)e ll í q ui do( e . g. ,agua) moj aalsól i do( e. g. ,pi edr a) ,yθ   <90º ,mi e nt r asqueen( b)e ll í q ui do( e . g. ,me r c ur i o )no mo j aals ó l i doyθ   >90º .

Fi g ur a4.Fue r z a sr e sul t ant e s( F)del ac onj unc i ó ndel as t e ns i o ne ss upe r fic i al e se nun s i s t e mas ó l i do l í q ui do g ase nunt uboc api l ar( we se lpe s odel ac o l umnadeag uapar a e lc as oa) .Ell í q ui doseel e vaunaal t ur ahs i( a)θ   <90º ,yde sc i e ndesi( b)θ   >90º .

La Fi gura5 muest ra l as curvas al t uraradi o de capi l ar cal cul adas para el si st ema agua-ai rey di st i nt osval oresdeθ .Nót esequeval oresdeal t ura negat i vosse obt i enen paraángul osθ  >90º ,l oquei mpl i caqueelaguadescender áen elcapi l ar ,y quel aal t uraascendi da( odescendi da)esdelorden devari osmet rospararadi osde por omuypequeños,comol osquegeneral mentepresent anrocasymort er os.

Fi g ur a5.Cur v asal t ur ar adi odec api l arc al c ul adaspar ae ls i s t e maag uaai r e .

Larut i nadet rabaj o( recomendaci onesRI LEM yNORMAL11/85)consi st eenl a col ocaci ón de l as probet as ( l ar el aci ón de área/vol umen de l a probet a cúbi ca, 1 pri smáti caoci l í ndri cadebeest arcomprendi daent re1 y2cm )sobreunasuper fici e moj ada,dent rodeunacubet ademat eri alpl ást i cocon aguadest i l adaei nt erf asede papelabsorbent eparaasegurarunfluj odehumedadcont i nua,si nl l egaramoj arot ra super fici equenoseal a basedel a pr obet a.Paraevi t aruna rápi da evaporaci ón del

agua de l a cubet a,ést a secubrecon una t apader a de pl ást i copr ot egi da con papel absorbent e para evi t arelgot eo de condensaci ón sobre l as probet as j unt o con l as paredesl at er al esdel a cubet a.Elreci pi ent edebe col ocarsedent r odeuna campana ai sl ant econunosval oresdet emper at uraydehumedadr el at i vaconst ant es. Elensayo consi st e en pesary medi rl a al t ura delagua sobre l as di f er ent es probet as a t i empos par ci al es.Las pesadas se real i zan el i mi nando previ amente el excesodeaguadeposi t adasobrel abasedel asprobet ascon unabayet aabsor bent e l i ger ament e humedeci da;de est af orma seret i ran l os excesos de agua si nl l egara rest arpart edel a cont eni da en l a probet a.Los r esul t ados que seobt i enen con el ensayoson l os si gui ent es:peso en f unci ón delt i empo ( xpresado en gr amosy Mt)e al t uraascendi daen f unci ón delt i empo( esadaen cent í met r os.La cant i dad o ht)expr i ncr ement odeaguaabsorbi dadel a muest ra,poruni daddesuper fici eenelt i empose cal cul aconl asi gui ent eecuaci ón:

donde:M/S  eseli ncr ement odemasaporuni daddesuperfici e( kg/m2) kg)eselpesodel amuest raenf unci óndelt i empot( s) Mt( ( kg)eselpesodel amuest rasecay M0  2 selárea( m )del acaradel aprobet aencont act ocon elagua. Se Con l os dat os obt eni dos es posi bl e const rui rdos curvas,una de absor ci ón 0.5) capi l ary ot ra de ascenso capi l ar ,en f unci ón de ( mi n .La pri mer a set raza en f unci ón deli ncr ement odepesoexperi ment adoporl apr obet aal ol argodelensayo,l a segunda curva repr esent al a al t ura de agua ascendi da en f unci ón del t i empo t ranscurri do.Ademásdeobservarelcomport ami ent odelmat eri al ,sepueden obt ener 2 0. 5 ent edeabsor ci ón capi l ar  ent ede elcoefici ( condi mensi oneskg/m · s )yelcoefici 0. 5  penet r aci ón capi l ar( con di mensi ones m/s ) obt eni dos medi ant e cál cul os de regresi ónenl ost ramorect i l í neosdel ascurvas.

2.PROPIEDADES MECANICAS Las propi edades mecáni cas definen l a capaci dad del mat er i al para resi st i r acci onesext ernas o i nt ernas quei mpl i can l a apl i caci ón def uer zassobreelmi smo. ón,t ensi ón ( ón Esenci al mente, est as f uer zas son decompresi o ext ensi ón fle ) , xi  y mpact o. dei

2.1.RESISTENCIA A A COMPRESION Lar esi st enci aal acompresi ón esl acarga( opeso)poruni daddeáreaal aqueel mat eri al f al l a( se rompe) porf ract uraci ónporc Fi gura 6) . Est a i z al l aoe x t e ns i o nal( propi edad esmuy i mport ant een l a mecáni ca de mat er i al es,t ant o en si t uaci ón no confinada( i . e. ,uni )comoconfinada( i . e. ,t ) .Dadoquel osmat eri al escerca ax i al r i axi al de l a superfici et err est re, i ncl uyendo l os edi fici os, suel en est ar somet i dos a condi ci ones no confinadas,consi deraremos excl usi vamente est a si t uaci ón.En est e st enci aal a compr esi ónuni axi al( ongi t udi nal caso,l aresi i . e. ,l )semi deen una uer zocompresor( prensahi drául i caquer egi st raelesf i cadosobreunaprobet a σl)apl ormaci ón l i neal( εl)i demateri alenunadi recci ón delespaci o,yl adef nduci daenesa mi smadi recci ón.

Fi g ur a6.De sar r o l l odef r ac t ur ase xt e ns i o nal e sydec i z al l ac o mor e sul t adode compr esi ón.

Es i mport ant ei ndi carque l os r esul t ados obteni dos en l os experi mentos de resi st enci aal acompresi ónparaunmi smomat er i aldependedel af ormayt amañode l a pr obet a.Así ,l os pri smas y ci l i ndr os l argos pr esent an menoresresi st enci as a l a compresi ónquel oscubosconl ami smaár eadesecci ón,yest osasuvezmenoresque l os pri smas y ci l i ndros cor t os ( con al t uras menores que sus l ados o radi os) . I gual ment e,l a resi st enci aal a compr esi ón depende de l at asa de apl i caci ón de l a car ga,de f orma quea mayor esvel oci dades de compr esi ón mayoreselval orde l a resi st enci a.La met odol ogí a exper i mentalpuede segui rl a norma ASTM D314886, según l a cual l as probet as de muest ra serán ci l í ndri cas, con una rel aci ón al t ura/di ámet ro comprendi da ent r e 2. 5 y3 ( e. g. ,10 cm de al t ura por4cm de di ámet ro) . Deben ensayar se al menos 5 probet as por cada t i po de mat er i al , mant eni endo l at asa deapl i caci ón del a carga const ant e( ent r e0. 5 y1MPa/s) .Por ot ra part e,hay que evi t aruna mal a col ocaci ón de l a probet a en l a prensa,para asegurarunadi st ri buci ónhomogéneadelesf uer zocompresor . Elesfuerzoesi gualal af uerz aapl i cadaporsecci ónosuperfici e:

donde:Fles l a f uer za apl i cada l ongi t udi nal ment e, expr esada ennewt onsen el 2 si st emamks( N=kg· m· s) ,di nasenelsi st emacgsoki l ogramos-f uerz aen el si st emat écni co sl asecci ón del apr obet a( m2)y Se σles el es f uer zo l i neal expresado enPa( N/m2) , di nas/cm2  okg/m2  ( l as di mensi onesdelesf uer zosonl asmi smasquel asdepresi ón) . Dadoquel af uerz aesunvect or ,t ambi énl oeselesf uerz o.Así ,dadoqueelsi gno del af uer zaset omanegat i voporconveni ocuandoescompr esi va,yposi t i vocuando est ensi onal ,elesf uerzocompresoresnegat i voyelt ensoresposi t i vo.

ormaci ón l i neales i Ladef gualalcambi o de l ongi t ud experi ment ado por l a l ongi t udori gi naldel apr obet a:

donde:l m)esl al ongi t udori gi nal 0( ( m)esl al ongi t udfinal l 1  ∆l( m)eseli ncrement odel ongi t uddel apr obet a. Puest oquealcompri mi rl essi empremayorquel lyl  son negat i vos( posi t i vosparael 0  1, caso det ensi ón) .Elval ordeεl  ( queesadi mensi onal )esgener al ment emuypequeño paramat eri al espét reos( delordende0. 01ymenores) . La def ormaci ón i nduci da sobreun cuerpo debi da a l a acci ón deun campo de c a p ást i ca.Ladef f uerz asext eri orespuedeserelásti o l ormaci ónesel ást i cacuandoel cuerpor ecuper asuf ormayvol umeni ni ci al esunavezcesadal aacci ón del asf uer zas ext ernas.En caso cont rari o,l a def ormaci ón es pl ást i ca ( est o es,sil a def ormaci ón per si st e en part e) . El que l a def ormaci ón sea el ást i ca o pl ást i ca depende de l a natural ezadelcuerpo,del at emperat ura,ydelgradoyt asa( vel oci dad)dedef ormaci ón alque ha si do somet i do. A t emperat ura const ant e,l os mat eri al es se comport an normal ment ecomoel ást i coscuandol osesf uer zosapl i cadosson pequeños,sibi en se t ornan pl ásti coscuandol osesf uerz ossuperanunci ert ol í mi t e. Para est udi arelcomport ami ent o mecáni co de l os mat eri al es,serecurre a l a experi ment aci ón somet i endo a l os mi smos a esf uer zosprogresi vosy r egi st rando l a εl  def ormaci ón r esul t ant e.Est os dat os seexpr esan en di agramasσlcomo l os del a Fi gura7,dondet omal af ormadecurvassi mi l ares( en f orma)al asobt eni dasen l os ensayosdesucci ón capi l ar .Enl aFi gura7puedeapreci arseun t ramodel acurvaσlεldonde el es f uer zo es di r ect ament e proporci onal a l a def ormaci ón. Est e ey deHooke, que apl comport ami ento const i t uye l al i ca sol o para pequeñas í mi t e de propor ci onal i dad, def or maci ones, hast a un l í mi t e denomi nadol represent ado enl a Fi gura7 porelpunt oa.En est et ramo,elcomport ami ent o del mat eri ales el ást i co,est o es,sise di smi nuye elesf uer zo apl i cado l ent ament e,se recorr eelmi smot ramodel acurvaen sent i docont rari o,hast aal canzarelpunt ode ori gen donde elesf uerzoy l a def ormaci ón son nul os.La proporci onal i dad ent re el o esf uer zoy l a def ormaci ón en elt ramo del al eydeHookepermi t edefini relmódul deYoungomódul o de el ast i ci dad ( . Est e módul o es l a const ant e de E) proporci onal i dad,demaner aque:

σlyεlson negat donde elmódul o de el ast i ci dadEes posi t i vo ( i vos)y pr esenta l as mi smasdi mensi onesqueelesf uer zoya queεlesadi mensi onal .Elval ordelmódul o deYoungescaracterí st i coparadi st i nt osmateri al es,porl oquepuedeut i l i zarsepara compararl ascaract erí st i casmecáni casdel osmi smos.

Fi g ur a7.Cur v ae s f ue r z o de f o r mac i ó npar ac o mpr e s i ó n,c o ni l us t r ac i ó ndel o st r amo s el ás t i c oypl ás t i c o.

Para def ormaci ones superi oresall í mi t e de proporci onal i dad,exi st e un ci ert o t ramodel a curvaσlami ent odelmat eri alesel ást i co,aunqueno εldondeelcomport exi st e proporci onal i dad ent r e elesf uerzo y l a def ormaci ón.Ell í mi t e en elque el í mi t e el ást i co, comport ami ent o del mat er i al dej a de ser el ást i co se denomi nal  b represent adoporelpunt o   del acurvaenl aFi gura7.  Alaument arelesf uerzoysuperarseell í mi t eel ást i co( punt   ob) ,l adef ormaci ón aumenta rápi dament e y esen part e permanent e.Así ,sisedi smi nuyeelesf uer zo apl i cadol ent ament eapart i rdelpunt oc  del acurva,ser ecorr eráelt rayect oi ndi cado poruna flecha de punt os hast a al canzarelpunt o donde elesf uer zo esnul o,pero exi st eunaci ert adef ormaci ónpermanent e( elcuerponor ecuperasul ongi t udori gi nal ) . o de  Al aument ar el esf uerzo se l l ega final ment e al punt od, denomi nad p o unt ruptura, donde el cuer po experi ment a unaf ract uraci ón cat ast rófica por ci zal l a ofisuraci ón ext ensi onal . Est e punt o de rupt ura define, en t érmi nos del esf uer zo st enci aa l acompr esi ón  compresi vo,l aresi ( R) . La r esi st enci aal a compresi ón de l os mat er i al es de const rucci ón es muy  vari abl e,osci l andodesdemat eri al es: • •

muydébi l es  ( <70kg/cm2) débi l es( 70200kg/cm2)

moder adament er esi st ent es  ( 200-700kg/cm2) uer t es( •  f 700-1400kg/cm2)hast a • •

muyf uer t es  ( >1400kg/cm2) .

Lasrocasnatural esson rel ati vament eresi st ent esal acompresi ón ( notant oal a t ensi ón yflexi ón) ,aunquel asr ocassedi ment ari asson l asmásdébi l esdebi dosobre t odo a su mayor porosi dad y var i abl e gr ado de cement aci ón, al i gual que l os

hormi gones( Tabl a3) .Aunquenopuedegener al i zar seelef ect odelt amañodegrano, puededeci rseque,en gener al ,l aresi st enci aa l acompr esi ón aument aamedi daque aument a elt amaño de grano de l osmat er i al es,a i gual dad de ot rasvari abl escomo composi ci ónmi neral ,est ruct ura,porosi dad,cement aci ón,et c. Tabl a 3.Resi st enci aal a compr esi ón deal gunas r ocas y mat er i al es de const r ucc i ón ( modi ficado deWi nkl e r ,1973) . ( Mpa) kg/m2· 106 kg/cm2· 103 Gr ani t o 97 310 10 32 1. 0 3. 2 Si eni t a 186 434 19 44 1. 9 4. 4 Gabr o , di abasa 124 303 13 31 1. 3 3. 1 Basal t o 110 338 11 34 1. 1 3. 4 Cal i za 14 255 1 26 0. 1 2. 6  Ar eni sc a 34 248 4 25 0. 4 2. 5 Gnei ss 152 248 15 25 1. 5 2. 5 Cuar c i t a 207 627 21 64 2. 1 6. 4 Már mol 69 241 7 25 0. 7 2. 5 Pi zar r a 138 207 14 21 1. 4 2. 1 Hor mi gón 5. 5 69 1 7 0. 1 0. 7

Lar esi t enci aal acompr esi ón derocasut i l i zadaenmonument osgranadi nosson ( val oresobt eni dosen secoporGuardi a Ol medo etal . ,1986 ,r  A t ey De t er i or oen l os ver si dad de Mo nume nt o sGr anadi no s .Cat e dr al ,Chanc i l l e r í ayP al ac i odeCar l o sV.Uni Granada,140p. )

T abl a4.Re s i s t e nc i aal ac o mpr e s i ó nder o c asut i l i z adasen monument osgr anadi nos( Guar di aOl medoetal . ,( 1986) . 2 Cal c a r e ni t a: 75500k g/c m Tr av e r t i no : 400700k g/c m2 Congl omer ados: 200kg/cm2 Cal i z adeSi e r r aEl v i r a: 600900k g/c m2 Már moldeMacael : 680980kg/cm2 Se r pe nt i ni t a: 400700k g/c m2

Las rel aci ones entre esf uer zo y def ormaci ón i l ust radas enl a Fi gura7 son i deal es,yaquerepresent an uncomport ami ent oest ri ct ament eel ást i coparaelmat eri al en elt ramo l i nealde l a curva corr espondi ent ea l al ey deHooke.No obst ant e,l os mat er i al es real es muest ran rel aci ones esf uer zodef ormaci ón más compl i cadas,no si gui éndose est ri ct ament el a rel aci ón del i neari dad.Est o si gni fica que l as curvas ás t i c os,c as i e l ás t i c os,se mi esf uer zodef ormaci ón pueden present ar t ramosel e l ás t i c osynoe l ás t i c os( o pl ást i cos) . Los t i pos de curvas para mat eri al es casi el ást i cos,semi el ást i cosyno-el ást i cosserepresent anenl aFi gura8. Porotr ol ado,l osmateri al espueden cl asi ficarsecomof rági l esydúct i l es( Fi gura eri al es f rági l es( 9) .Losmat como elvi dri o)serompen cuando sesupera ell í mi t e eri al esdúct i l es( el ást i co,( b y d son muy cer canos) ,mi ent ras que l osmat comoel acerooelcobre)presentanunt ramodecomport ami ent opl ást i coampl i o. Los mat eri al es pét r eos pueden caract eri zarse,en general ,como f rági l es baj o condi ci ones de t emperat ura ambi ental( sibi en a al t as presi ones y t emperat uras presentan t ramospl ást i cosmásampl i os,Fi gura9) .Ladef ormaci ón permanent eent r e ell í mi t eel ást i coyelpunt oderupt uraenl osmateri al eshet erogéneoscomol ospét reos se ver i fica a baj as t emper at uras medi ant e unami cr of ract uraci ónf rági l . Est ami cr of ract uraci ónse produce sobr et odo en eli nt eri or de l os mi ner al es que f orman l asr ocas,af avordesussi st emadeexf ol i aci ón,oent r emi cr oporos.Elgrado demi cr of ract uraci ón, que es cont rol ado por l as caract erí st i cast ext ural esy est ruct ural es de l os mat eri al es ( e. g. , t amaño de gr ano, por osi dad, razóncl ast os/matri z,cement aci ón,et c. ) ,defineen gran medi dal af ormadel acurva esf uerzodef ormaci ón.Así ,puedegeneral i zarsequel osmat eri al espét reoscont amaño degranofinoti endenasercasi el ást i cos,mi ent rasquel osdegranogruesoti endena sersemi el ást i cos,si empr ea i gual dad de ot r os f act ores.Respect o de l a porosi dad, mat er i al es compact os y poco porosos t ender án a un comport ami ent o casi el ást i co osemi el ást i co,mi ent ras l os mat er i al es muy porosos y poco o moderadament e coher ent es ( est o es, escasament e cement ados, como l ascal careni t asbi ocl ásti casut i l i zadas en l a const rucci ón de edi fici os hi st óri cos de Granadaomort er osdecal )t i enden aun comport ami ent osemi el ást i coo pl ást i co.El comport ami ent osemi el ast i coopl ást i coi ndi caun rápi doaument odel adef ormaci ón en l ospri mer osi ncr ement osdeesf uer zo,l ocualseexpl i caporacomododel acarga porelmovi mi ent or el at i vodel osgranos( gruesos)delent ramadoy/odef ormaci ón de l osporos,pasándoseacont i nuaci ónaunasi t uaci ónenquel atasadedef ormaci ónes menor ,est o es,derecuper aci ón mecáni ca,en l a que elesf uer zoy l a def ormaci ón aumentan más o menos propor ci onal ment e una vez elentramado de gr anos ha adqui ri doci ert acompact aci ón ( Fi gura8) .

Comopuedededuci rsede l oant er i or ,elmódul odeYoungsól opuededefini rse en ri gor cuando l os mat eri al es el ást i cos,ya que l a pr oporci onal i dad l i nealent re esf uerz oydef ormaci ón noseveri ficaen l osmateri al escasi el ást i cos,semi el ásti cosy pl ást i cos.A pesardeel l o,est emódul opuedecal cul arseparapart esdet ermi nadasde l ascurvasesf uer zodef ormaci ón,aunquesi n elconoci mi ent odesusf ormasest edat o si rvedepoco.Noobst ant e,cuandol osmat eri al essonf rági l es,ysucomport ami ent oes el ást i co o casiel ást i co,elmódul o deYoungy l ar esi st enci aal a compr esi ón nos permi t ent enerunai deabast ant eapr oxi madadel ascurvasesf uer zodef ormaci ón,ya queen est osmateri al esell í mi t edeproporci onal i dad,ell í mi t eel ásti coyelpunt ode rupturacasisoncoi nci dent es.En est oscasos,elmódul odeYoungser ámuyut i lpara eval uarelcomport ami ent o mecáni co de l os mat eri al esant el a acci ón de esf uer zos compresi vosdet i pouni axi al . Las ani sot ropí as est ruct ural es de l os mat eri al es, t al es como super fici es de est rati ficaci ón of ol i aci ón,i nt roducen l ógi cament eani sot r opí as mecáni cas.Dadoque est as superfici es i nt r oducen debi l i dadesmecánci as( i . e. ,l os materi al es se f racturan porext ensi ón y ci zal l a más f áci l ment ea f avorde l as mi smas) ,l a resi st enci aal a compresi ón yelmódul odeel ast i ci dad di smi nuyen sielesf uerzopri nci palmayor( i . e. , compresor ,σ1) es paral el o u obl i cuo ( cer cano a 45º )a t al es super fici es. La resi st enci aa l a compresi ón de mat er i al es ani sót r opos es máxi ma cuando l as superfici esest án ori ent adasperpendi cul arment ealesf uer zopri nci palmayor .Est oes i mport ant een l a est abi l i dad del as est ruct uras en l os edi fici osyen l ost rabaj os de rest auraci ón que i mpl i quen sust i t uci ón de pi ezas por mat eri al es est ruct ural ment e anisótropos.

Fi g ur a8.Cur v ase s que mát i c ases f ue r z o de f o r mac i ó npar amat e r i al e sc as i e l ás t i c o s ( e . g. ,bas al t o s,g r ani t o sdegr anofino ) ,s emi e l ás t i c o s( e . g. ,c al i z as ,ar e ni s c as ,már mo l e s) ypl ás t i c o s( mo r t e r o sdec al ,mo r t e r o sdeye so ) .

Fi g ur a9.De f o r mac i ó nf r ág i lydúc t i lbaj oc o mpr e s i ó n,t o r s i ó nye xt e ns i ó n(σ 1,σ 2 yσ 3,son l o se s f ue r z o spr i nc i pal e smay or ,i nt e r me di oyme no r ,r e s pe c t i v ame nt e ) .L asfle c h as mar c a nl ast e nde nc i asene lc o mpo r t ami e nt odel o smat e r i al e salv ar i arl apr e s i ó n,l a t e mpe r at ur a,l apr e s i ó ndeflui do sl o c al i z ado se nl o spo r o syl at as adede f o r mac i ó n.

Comosehai ndi cadomásarri ba,l apr esenci adeaguaeneli nt eri ordelsi st ema por oso de un mat er i alal t er a sus propi edadesmecáni cas.Est e ef ect o sedebe dos causas:1)aldesarr ol l o depr esi oneshi drául i cas en l osporosrel l enos deagua que af ectan al osesf uerzosi nt ergranul ares( i . e. ,cont act osdegranos) ,y2)al aal t eraci ón de l as propi edades de super fici e de l os gr anos ( mi ner al es) . Est o puede causar i nest abi l i dadal ol argodesuperfici esmásdébi l esydi smi nui rl ar esi st enci aal aci zal l a of ri cci ón,pr oduci éndoseunareducci ón másomenossi gni ficati vadesur esi st enci aa l acompresi ón. La razón ent re l os coefici ent es de r esi st enci aal a compresi ón delmat eri al ent edeabl andami ent o,esunamedi sat uradoenaguayseco,denomi nadocoefici da delef ect odelaguasobr el aresi st enci aal acompresi ón:

donde:Ks  eselcoefici ent edeabl andami ent o( adi mensi onal ) Pa)esl ar esi st enci aal acompresi óndelmateri alsat uradoen aguay Rs( ( Pa)esl aresi st enci aal acompr esi ón delmat eri alseco. Rd  Para al gunos mat er i al es muy por osos f áci l ment eempapabl es,est e coefici ent e t i endea 0,ya queRs  t i ende a 0,mi entras queot ros mat er i al espoco porososcomo  vi dri os o aceros elcoefici ent e de abl andami ent ot i ende a 1,est o es,ret i enen sus propi edadesmecáni cas ant el a presenci a de agua.Los mat er i al esconcoefient esde abl andami ent omayor esde0. 8 secal i fican der esi st ent esmecáni cament er espect ode l a acci ón delagua.Los mat er i al es con coefici ent esmenoresde 0. 8 nunca deben exponer sea l a acci ón del a humedad ( e. g. ,zócal os deel ement os const ruct i vosque suf r eni nfil t raci ón capi l ar) ,yen casodeexponer se,debenai sl arsedel ahumedadcon  barr erasi mpermeabl esot rat arseconproduct oshi drof ugant es.

2.2.RESISTENCIA A A TENSION Lar esi st enci aal at ensi ón eselesf uerz ot ensi onalporuni daddeáreaal aqueel mat eri alf al l a( se rompe)porf ract uraci ónext ensi onal .Est a propi edad,que es una i ndi caci ón del grado de coher enci a del mat eri al para r esi st i rf uerzas “ t i rant es” , depende de l a resi st enci a de l os mi ner al es,delárea i nt erf aci alent re granos en cont actoydelcement oi nt ergranul arei nt ragranul ar. Exi st en di st i nt as t écni cas para medi rl ar esi st enci aal at ensi ón, t ant o en mat er i al es pét r eos como en mort er os, cement os y hormi gones. En elensayo de t racci ón di rect a,qui zás elmás apropi ado,seut i l i zan probet as ci l í ndri cas con una razón l ongi t ud/di ámet r o de2 a2. 5.Los ext remos de l as probet as sei nt roducen ( y peganconr esi naepoxi )enunascápsul asqueest án uni dasacadenasquet ransmi t en elesf uer zot ensi onalsi ni nt roduci rcomponentesdet orsi ón.La norma ASTM D2936 regul al osmét odosycondi ci onesexperi ment al esest eensayo. Los concept os, defini ci ones y cont rol es de l a def ormaci ón i nt roduci dos ant eri orment e para l a resi st enci aal a compr esi ón pueden serext endi dos si n más probl ema a l a resi st enci aal at ensi ón. Respect o de l os mat er i al es pét r eos de const rucci ón,puede general i zarse que,para un mat er i aldado,l a magni t ud de l a resi st enci aal atensi ón suel eserdeunorden demagni t udmenorquel aresi st enci aa l a compresi ón.Enl a Tabl a5 sepresentan val ores de r esi st enci aal at ensi ón para al gunasrocasmedi dosconl at écni cadet racci óndi rect a. T abl a 5.Re s i s t e nc i aal at e ns i ó n( Mp a) de al gunas r oc as ( deToul ouki any Ho, 1981) . Bas al t o 8. 6 Congl omer ado 29. 7 Cal i z as 4. 2 5. 8  Ar eni sc a 1. 1 1. 7  Ar eni sc ac al c ár ea 4. 3 Es qui s t o s 3. 1

2.3.RESISTENCIA A A FE!ION Laresi st enci aal aflexi ón,omódul oderuptura,esl ar esi st enci adeunmat eri al aserdobl ado( pl egado)oflexurado.Lamedi dadeest apr opi edadser eal i zaconbarras demat eri alasent adassobredospi vot esyapl i candocargasobreelcent r odel abarra ( normaASTM C9952) .Lar esi st enci aal aflexi ón( Sm)vi enedadaporl aexpresi ón:

donde:P( Pa)esl acargaapl i cada m)esl adi st anci aent rel ospi votesy l( 3 ( m)eseldi ámet rodel apr obet a d  sil aprobet aesci l í ndri ca,yporl aexpresi ón:

donde:b( m)eselanchodel asecci óndel apr obet ay

( m)esell argodel aprobet a h  sil apr obet aespri smát i ca. Paraun mat eri alpét r eodado,elval orderesi st enci a al aflexi ón escercanoal dobl edesuresi st enci aal at ensi ónmedi daconelmét ododet racci óndi r ect a.

2.4.FATIGA Cuandol osmat eri al essuf r en esf uerzosdef orma cí cl i casi nl l egaralpunt ode rupt ura,seobser vaun debi l i t ami ento mecáni code l osmi smoscon elt i empo.Est o i mpl i ca una pér di da de sus propi edades mecáni cas, que puede dar l ugar a l af ract uraci ónbaj oesf uer zosmuchomenoresquel osapropi adosparal osmat eri al es “ f r escos”quenohan si dosomet i dosaesf uerz os.Aest acaracterí st i cadel osmateri al es at i ga. sel edenomi n  af Sehaencont radoquel acausaf undament aldelf al l oporf ati gadel osmat eri al es pét reos es l ami cr of ract uraci ón.Los experi mentos l l evados a cabo sugi er en una evol uci ón epi sódi ca par a l a f at i ga. I ni ci al ment e, se pr oduce unami crof ract uraci ónent rel oscont act osdegranoyen eli nt eri ordel oscri st al esa f avor de l os pl anos de exf ol i aci ón y superfici es de part i ci ón de l os mi smos. A cont i nuaci ón,exi st eunperi ododeaqui escenci a,conescasadef ormaci ónadi ci onal .En elúl t i moest adi o,l asmi crof racturascoal escen,perdi éndosecoherenci a ei ni ci ándose elf al l o( f racturaci ón)delmateri al .No obst ant e,t ambi én parecequel af ati ga esun procesocont i nuo,di si pándosel aener gí aen f ormademi cr of racturashast aelpunt oen quesesuperaunni velcrí t i coenelqueocurr eelf al l o. La mayorpart e de l os procesosde det eri oro de t i po mecáni co que suf ren l os materi al es pét reos en l os edi fici os sedeben alf al l o porf ati ga,ya quel os esf uerz os gener adosnosuel en super arl a resi st enci aal acompresi ón,t ensi ón oflexi ón del os mat eri al es“f rescos” .Noobst ant e,t ambi én hayquetenerencuent aelef ect odeotros procesosf í si cosy quí mi cosdeal t er aci ón,quemodi fican l as propi edadesmecáni cas ori gi nal esdel osmat eri al es,general ment er educi endosuspr opi edadesmecáni cas. Las rocasson mat er i al escon el evada resi st enci a al a compresi ón yen menor medi da a l a flexi ón y l at ensi ón.Por est a razón son mat er i al es apropi ados para el ement osconst ruct i vost al escomo muros,parament os,col umnas,et c. ,quesuf r en i mport ant escargascompr esi vas,ynot ant oparael ement osconst ruct i vosquesuf ren i mport ant es esf uer zost ensi onal esy de flexi ón, como l os gener ados en est ruct urasadi nt el adasoarqui t rabadas.Porest a razón,l al uzdel osarqui t rabesno puedeserel evada. La r esi st enci a al at ensi ón esunapropi edad part i cul arment ei mport ant edesde elpunt odevi st adel ospr ocesosdeal t eraci ón demat eri al espét reosdeconst rucci ón. Est o esdebi do t ant oal a exi st enci a depr ocesos deal t eraci ón cí cl i cos que generan i mport ant esesf uerz ost ensi onal escapacesdepr oduci rf al l osmecáni cos( f ract uraci ón) por f at i ga en l os mat er i al es, como al hecho de ser l a propi edad mecáni ca cuant i t at i vamente más defici ent e en l os mi smos.Ent re l os procesos de det eri oro mecáni co por gener aci ón de esf uer zost ensi onal escabe dest acar l os cambi os  vol umé t ri cos que suf ren l os mat eri al es alsuf ri r vari aci ones de t emperat ura, l a f ormaci ón dehi el oyl a cri st al i zaci ón ehi drat aci ón/deshi drat aci ón desal essol ubl es eneli nt eri ordelsi st emaporosodel osmat eri al es.

Fi gur a10.Acc i onesmecáni casenelsi st emaadi nt el ado( modi ficadodeOr t egaAndr ade, 1993)

2.5.DURE"A Ladurez aesl ar esi st enci adel osmat eri al espararesi st i rl apenet raci ón deot ro cuerpo.Paraelcasodemi ner al es,l adurezasehaconsi der adocl ási cament ecomol a resi st enci aquepresent aunmi neralaserr ayadoporot romi neralomat eri al .F.Mohs deduj o empí ri cament e una escal a cual i t at i va basada en l as durezas rel at i vas de di st i nt os mi ner al es que ha si do muy ut i l i zada como cri t eri o de cl asi ficaci ón y de det ermi naci ón.Est aescal aescomosi gue: Durez a

Mi ner al

Dureza

Mi ner al

1__________Tal co

6__________Ort osa

2__________Yeso

7__________Cuarzo

3__________Cal ci t a

8__________Topaci o

4__________Fl uori t a

9__________Cori ndón

5__________Apati t o

10_________Di amant e

Cadaunodeest osmi ner al esescapazderayaral ossi t uadosant esqueélenl a escal a,yasuvezesr ayadoporl osquevi enendespués.Lamedi dadel adur ezasuel e sercual i t ati va( aunquehaymét odosdedet ermi naci ónpr eci sa)est abl eci éndoseenuna pri meraapr oxi maci ón en baseal ossi gui ent escri t eri os:sil auñarayaalmi nerall a dur ezaesmenorde2. 5;siunanavaj arayaalmi ner all adur ezaesmenorde5. 5;siel mi neralrayaalvi dri ol adurez aesi gualomayorde7.Así ,elcuarz osedi f erenci adel a cal ci t aenqueaquelrayaalvi dri oyést ano. Est apropi edad esvect ori al ,esdeci r ,dependedel adi recci ón en queseapl i que en un mi ner al , debi do a l a di f er ent e di st ri buci ón de enl aces cri st al i nos en l as est ruct uras mi neral es.Asíporej empl o,l adi st ena( Al i O5)esun mi ner alde hábi t o 2S pri smát i coquepr esent aunadur ezade4 al ol argodesu el ongaci ón mayoryde6. 5 perpendi cul arment ea l a mi sma.En gener al ,l os mi ner al espr esentan dur ezas más  baj asensuperfici esdeexf ol i aci ónr espect odeot rasdi recci ones.Encual qui ercaso,l a dur eza depende delt i po de enl aces at ómi cos present es,de l a est ruct ura y de l a

composi ci ón.A i gual dad deotr osf act ores,l osmi ner al escon est ruct urasmásdensas son más dur os( e. g.elaragoni t ot i eneuna dureza de4 yl a cal ci t a de3) ,yl osque presentan el ement osmáspequeñosson másduros( e. g.elcori ndón ( Al i eneuna 2O3)t +3 dur ezade9yl ahemat i t es( Fe2O3)de6,presentandoelAl   unradi oi óni code0. 57Å +3  yelFe   de0. 67 Å) .En general ,l osmi ner al esquepresentan mol écul asde( OH)ode agua( H2O)t i enendurezasbaj as,l ocualesdebi doaqueenl asest ruct urashi dratadas exi st enenl acesdébi l esent reest asmol écul asyelr est odel osát omos,comoen elcaso delyeso( CaSO4· 2H2O)yelt al co( Mg3Si OH) . 4O10( 2)  Apl i cadasa l osmat eri al espét reos,est a pr opi edad esi mport ant epara eval uar l atr abaj abi l i dad,conut ensi l i osdei mpact oyabrasi vos,del osmat eri al esenl acant era  yenl aobra.Exi st enmuchosmé t odosdeeval uarl adureza:l aresi st enci aalrayado,a ndent aci ón,a l ón,alrebot e ali mpact o.La gr l ai aabrasi  y an compl ej i dad de l os materi al espét r eosnopermi t eunacorr el aci ón cl araent r el osdi st i nt osparámet r osde resi st enci a mecáni ca y dedur eza,aunqueen gener al ,l a dureza de l os mat eri al es aumenta a medi da quel aresi st enci aa l acompresi ón aumenta.Dado quel asrocas son materi al esf rági l es,present adébi lomoderadaresi st enci aali mpact o,porl oque abl es  son mat eri al estrabaj con her rami entas de i mpact o.Est o permi t een l a mayor part e de l os casos un buen acabado. Lo mi smo puede deci rse de su  buenat rabaj abi l i dadporpul i do,part i cul arment een r ocascomocal i zasy mármol es, aunque exi st en r ocas rel at i vament e duras ( i . e. ,aquel l as que pr esentan abundant e cuarzo,comocuarci t asygrani t os)queresi st enbi enl arayayl aabrasi ón.

3.E!PANSI#N T$RMICA En gener al ,eli ncr ement odel at emper at ura decual qui ermat eri alpr oduceun aument odesu vol umen.Est osedebea quel aenergí at ér mi caabsor bi da i nduceun i ncr ement oen l asvi braci onesdel osát omosconst i t ut i vosdel amat eri a,agrandando ón l as di st anci as i nterat ómi cas. Est e f enómeno se descr i be comoexpansi vol umét ri ca de ori gen t ér mi co a pre si ón const ant e,o si ón mpl ement eexpansi t ér mi ca, y su medi ent e de expansi ón da se r eal i za en t érmi nos delcoefici t ér mi ca( .Est ecoefici ent er epr esent aeli ncr ement or el at i vodevol umen produci do α) alaument arl at emper at uraenungradoapr esi ónconst ant e,ypuedeescri bi rsecomo: α   ∆V/∆T) =1/V* (

cuandoeli ncr ement odevol umennodependedel at emperat uraal aquesemi da.Las 1 di mensi onesdeα  sonº C ,ysusval oresson posi t i vosen l amayorpart edel oscasos  ya que,como se ha i ndi cado ant eri orment e,l as sust anci as suel en aument ar de  vol umen alaument arl at emperat ura.No obst ant e,exi st en al gunos sust anci as que di smi nuyen su vol umenalaumentarl at emperat uraendet er mi nadosrangosdeest a β  úl t i ma,comoeselcasodelcuarzo( yelagua) . Porl o que serefiere a l os mi ner al escuya est ruct ura cri st al i na no escúbi ca, comoeselcasodel a mayor í a de l osmi ner al esqueconst i t uyen l asrocascomunes, suscoefici ent esdeexpansi ón t érmi cadependendel adi recci ón cri st al i naen l aquese mi da ( est o es,l os mi ner al es son ani sót ropos r espect o de est a propi edad) .Así ,el cuarzoseexpandemásperpendi cul arment easuej ec( ej epri nci paldesi met rí ayde α  ón el ongaci ón) queparal el amentea él . Est e comport ami ent o se denomi naexpansi t ér mi ca di f er enci al ent es de , y su medi da se real i za en t érmi nos decoefici expansi ón t ér mi ca l i neal( l ) ,quer epresent an l os i ncrement osrel at i vos del ongi t ud produci dosalaument arl at emper at uraenungradoapresi ónconst ant e:

λ   ∆l =1/l * ( /∆T)

La di mensi ón deest ecoefici ent eest ambi énºC-1,ysusval oresson posi t i vosen l amayorpart edel oscasosporl ami sma causaquesehai ndi cado másarr i ba.No obst ant e,exi st en al gunas sust anci as que di smi nuyen su l ongi t ud en di recci ones det er mi nadas alaumentar l at emperat ura,como en elcaso de l a cal ci t a,quese expandeparal el ament easu ej ecysecont raeperpendi cul arment eaél .Noobst ant e, elcoefici ent edeexpansi ónt érmi cadel acal ci t aent érmi nosdevol umenesposi t i vo,ya quel acont racci ón quesuf reperpendi cul arment ealej ecesproporci onal ment emenor β, e al a expansi ón que suf r e paral el ament e al mi smo. En elcaso delcuarzol i ncr ement o de t emper at ura supone cont racci ones en t odas l as di recci ones cri st al ográficas,porl oqueelresul t adonet oesundescensodevol úmen( oaument ode densidad).

Fi g ur a11.Ex pans i ó nt é r mi c av o l umé t r i c ayl i ne aldeal g uno smi ne r al e sf o r mado r e sde r o c a s( t o madodeWi nk l e r ,1973) .

T abl a6.Ex pans i ó nt é r mi c al i ne alyv o l umé t r i c ade lc u ar z ode s de0a1000º Ca1b arde  pr esi ón( t omadodeWi nkl er ,1973) .

 Temperat ura(º C)

I ncrement odel( %) ⊥c //c

I ncrement odevol umen( %)

50________________0. 07____________0. 03______ _______________0. 17 100________________0. 14____________0. 08_____________________0. 36 200________________0. 30____________0. 18_____________________0. 78 300________________0. 49____________0. 29_____________________1. 27 400________________0. 72____________0. 43_____________________1. 87 500________________1. 04____________0. 62_____________________2. 70 570________________1. 46____________0. 84_____________________3. 76 573

α  β Transi ci óndecuarz oacuarzo-

580________________1. 76____________1. 03_____________________4. 55 600________________1. 76____________1. 02_____________________4. 54 700________________1. 75____________1. 01_____________________4. 51 800________________1. 73____________0. 97_____________________4. 43 900________________1. 71____________0. 92_____________________4. 34 1000________________1. 69____________0. 88_____________________4. 26

4.MORTEROS DE REINTEGRACION EN PIARES DE TRA%ERTINO DE A COEGIATA DE SA%ADOR (ABAYCIN) Losmort er osderei nt egraci ónquehan si dout i l i zadosenl aobraderest auraci ón real i zada en elcurso1993/94 f uer on f abri cadosespecí ficament epararei nt egr arl as f al t asen l ospi l aresdet raver t i no.Loscri t eri osf undament al esparal ael aboraci ón de est osmort erosf ueronl ossi gui ent es: •

Que pr esent asen una el evada por osi dad, además de un t amaño demacroporosel evado,si mi l araldelt ravert i no.

•

Que l a propor ci ón de por os de di mensi ones menores de 1µm no f uese el evada,oen cual qui ercasosi mi l aral adelt ravert i no,paraevi t arprobl emas dei nfil t raci ón capi l arpref erent eat ravésdel osmort eros.

•

Que el agl omer ant e pr esent ase ci ert ahi draul i ci dad, ut i l i zando para el l o mezcl asdecalaérea,calhi drául i cay/ocement oport l and.

•

Que cont uvi esen l a menor proporci ón posi bl e de cement oport l and( que i ncl uyeen t orno a 2-5% de yeso) ,para evi t arprobl emas ul t eri ores como presenci adesal esyat aquequí mi co.

•

Quepr esent asen unaresi st enci amecáni cai nf eri oral adelt ravert i no,l oque garant i zasudegradaci ón pr ef erenci alrespect oal adelmi smo.

Ent ot al ,sedi señaron12mezcl as,cuyacomposi ci ón seexpresaenl aTabl a4en part es de cada component e en vol umen. En est as mezcl as,elai reant eut i l i zado consi st i óenpol i est i renoexpandi do (ol ,yaqueessol ubl een acet onaypuede  p i espán) ret i rarseunavezf raguadoelmort ero.Lapr oporci ón deai reant ef ueel evadaen t odos l oscasos( 50% en vol umen) ,para consegui runa porosi dad el evadaen l osmort er os, si mi l aro mayorque l a delt ravert i no( vermás adel ant e) .La adi ci ón det alcant i dad depol i est i r enoexpandi do confiri ó unas propi edades mecáni cas defici entes en l a mayorí a del osmort er os,queresul t aron serdemasi adof rági l esuna vezf raguadosy ret i rado elpol i est i r enocon acet ona a pesarde que en al gunos mort er os se añadi ó acet at odepol i vi ni l o( deacci ónagl omerant e) . Lasúni casmezcl asqueresul t aron f act i bl esparasu ut i l i zaci ón comomort er os derei nt egr aci ón desdeelpunt odevi st amecáni cof uer on l asM3yM4,ambasabase decalhi drául i caysi ncement oport l and.Paral el ament eal ost rabaj osder est auraci ón, sel l evóacabounaseri edet rabaj osdecont rolsobrel aspropi edadesmecáni casyel comport ami ent o de l os mort er os de rest auraci ón M3 y M4 y elt raver t i no. A cont i nuaci ónsedescri benl osensayosef ect uadosyl osresul t adosobt eni dos.

Tabl a 4.Composi ci ón ( par t esen vol umen)del os mor t er os de r ei nt egr aci ón di señados par a r e i nt e gr arl o s pi l ar e s de t r av er t i node lpat i o del a I g l e si ade lSal v ado r( Al bayc i n) . Cal Cal Cement o Ari do Ai reant es A cetato aérea hi drául i caPort l and de pol i vi ni l o

m1 4 m2 3 m3 4 m4 3 m5 6 m6 5 m7 5 m8 5 m9 6 m10 5 m11 5 m12 5

1 0. 5 1 0. 5 1 1 1 0. 3 1 0. 3 1 1 1 0. 3 1 0. 3

-

-

3

-

-

2

1

-

3

1

-

2

2/3

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4

1/3

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4

1/15

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4

1/30

-

4

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2/3

4

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1/3

4

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1/15

4

-

1/30

4

4.1.RESISTENCIA A A COMPRESI#N UNIA!IA Lasprobet asut i l i zadasf uer onci l í ndri casde4cm dedi ámet r opor10cm deal t o. Se ensayar on 4 probet as det raver t i noy 3 probet as por cada t i po de mort er o de εl  rest auraci ón. Los resul t ados obt eni dos se presentan en l os di agramasσldel a Fi gura12.En est a figura pueden apr eci arse l os t ramos el ást i cos de l as curvasσldondeelesf uerz oesdi r ect ament eproporci onalal adef ormaci ón ( i . e. ,l eydeHooke) . εl  Es en est os t ramos donde se han medi do l as const ant es de proporci onal i dad ( i . e. , módul o deYoung) , que se i ndi can en l os di agr amas ( expresados enMpa) . Puede apreci arsequel osval oresdel osmódul osdeYoungparal ost ravert i nosson bast ant e mayor esqueparal osmort er osderest auraci ón M3yM4,l oquegar ant i zaunamayor debi l i dad mecáni cadeest osúl t i mos.Est oesi mport ant eyaquecual qui ermort er ode rei nt egraci ón debe respondercon menoref ect i vi dad que elmat eri alpét reo ori gi nal ant ecual qui eresf uerzoapl i cado,comoesf uer zosderi vadosdecambi osvol umét ri cos debi dosa cambi osdet emperat ura,decri st al i zaci ón desal esodel at ransi ci ón hi el o-

deshi el oeneli nt eri ordelsi st emaporoso,et c.Noobst ant e,elmort eroM4espr ef eri bl e alM3,yaqueelpri mer opresentamayor esval oresdeE yl asdi f er enci asrespect ode l osval oresdeE delt raver t i nosondeunordendemagni t ud.

Fi g ur a12. -Di ag r amase s f ue r z o de f o r mac i ó npar al asmue s t r asdet r av e r t i noymo r t e r o s M3yM4.Lasci f r asqueapar ec enenl osdi agr amassonl osmódul os deYo ungr e spe c t i v o sc al c ul ado sme di ant er e gr e si ó nl i ne als obr el o st r amo sr e c t o sdel as c u r v a s .

Porot rapart e,elcomport ami ent omecáni codel osmort er osderest auraci ón M3  y M4 es esenci al ment e pl ást i co,l o cualpermi t e suponer que l a def ormaci ón se acomodarápordef ormaci onespermanent es,ynoporf ract uraci ón.

4.2.POROSIDAD Laporosi dadsehaobt eni docon unporosí met r odei nyecci ón demer curi osobre pequeñasmuest rasdeunosmm de di ámet ro.Losresul t ados obt eni dossemuest ran enl a Fi gura13,que permi t e apr eci arl a gran het er ogenei dad en l a di st ri buci ón de porosdelt ravert i noyl ahomogenei dad del aporosi dad del osmort er os.Noobst ant e, l osmayor esporcent aj esdeporosi dad sel ocal i zan enambosti posdemat eri al esen el rango de 0. 001 y0. 01 mi l í met ros( 1-10 mi cr as) . En t ér mi nos gener al es, puede concl ui rse que l a porosi dad de l os mort er os no di fiere excesi vament e de l a de l ostr averti nos.

Fi g ur a13. -Di s t r i buc i ó ndel apo r o s i dade nf unc i ó nde lt amañodepo r oe n l o st r av e r t i no symo r t e r o sM3yM4.

 Aunqueest et i podeensayonopermi t eeval uarl osporcent aj esderadi osdeporo mayor esde1mm,nosedi sponedei nf ormaci ón sobrel aporosi dadmacr oscópi cat an el evada que present an t ant ol ost ravert i noscomo l os mort er os de rest auraci ón f abri cados.Noobst ant e,l osensayosdesat uraci ón l i br een aguaydesorci ónpermi t en especul arconunamacr opor osi dadsi mi l arenambosmat er i al es.

4.3.SATURACION Y DESORCION DE AGUA Seut i l i zaron 3 probet ascúbi casdedi mensi ones3 x3 x3cm porcadat i po de materi al .Elensayodedesorci ónser eal i zóbaj ocondi ci onesdet emperatura( ca.20ºC)  y humedad rel at i va ( 4050 %)cont r ol adas.Las curvasWt- que car act eri zan el comport ami ent odelmat eri alser epresent anenl aFi gura14. Los r esul t ados obt eni dos permi t en concl ui rque l os mort er os de r est auraci ón absorben mayorescant i dadesdeagua queelt raver t i no.Est a caract erí st i ca no debe seri nt erpret adanecesari ament ecomonegat i va,yaquedebet ener seencuent aquel os pi l ares det ravert i norara vez se encont rarán i nmer sos en agua ( sól o una gran i nundaci ón darí al ascondi ci onesapr opi adas) .Además,unamayorabsor ci ón deagua suponequel osmort er osact uaráncomo“ esponj as”porcomparaci ónconelt raver t i no, l o quegarant i za su al t eraci ón pref er ent e del os mort eros.Porot ro l ado,l as curvas dedesor ci óni ndi can que l os mort er os expul san mayores canti dades de agua que elt ravert i noen rangos de t i empo si mi l ares, l o cual es cl aramente una vent aj a adi ci onaldeest osmort erosderest auraci ón.

Fi g ur a14. -Cur v asdes at ur ac i ó nl i br e( di ag r amasdel ade r e c h a)yde s or c i ó n( di ag r amas del ai z q ui e r da)e nl asmue s t r asdet r av e r t i noymo r t e r o sM3yM4.C. AyC. Ss o nl o s c o e fic i e nt e sdeabs o r c i ó nyde s or c i ó n,r e s pe c t i v ame nt e .L asc ur v ass ehanc o ns t r ui do s o br el o sv al o r e sme di o sr e s pe c t i v o so bt e ni do spar ac a dat i e mpo .Sei ndi c a nade másl as bar r asdeer r o rs o b r el asme di aspar ac a dat i e mpoye le r r o re nl asr e g r e s i o ne sl i ne al e s c o nl asq ues ehane s t i madol o sc o e fic i e nt e s

4.4.CAPIARIDAD Sehan ut i l i zadopr obet aspri smát i casdedi mensi ones3x3 x10cm ( 3probet as port i podemat eri al ) .Lascurvasdesucci ón ypenet raci ón capi l ar( Fi gura15)muest ra que l os coefici ent es de absor ci ón y penet raci ón capi l ar son al go mayor es en l os mort erosqueenelt ravert i no,aunquel asdi f er enci assonmí ni masyl asf ormasdel as curvassonsi mi l aresparat odosl osmateri al es.Enconsecuenci a,l asucci óncapi l aren l os mort er os de r est auraci ón f abri cados ser á al go mayorque en elt raver t i no.La i mport anci adeest acaract erí st i canegati vapuedemi ni mi zarseanuest roj ui ci o,yaque l osarr i atesqueant eri orment eexi st í an adyacent esal ospi l ares,yqueeranunaf uent e i mport ant edeaguaenelsubsuel oqueascendí aporcapi l ari dad,han si doel i mi nados.  Aunque elascenso capi l arno debe una f uent ei mport ant e de degradaci ón en l os pi l ar es, ant e l a ausenci a de un reser vori o de agua de ri ego, se recurri ó ahi drof ugarl osconunprot ect i vohi drorrepel ent e. Fi g ur a15. -Cur v asdes uc c i ó nype ne t r ac i ó nc a pi l are nl asmue s t r asdet r av e r t i noy mo r t e r o sM3yM4.C. S. C.yC. P . C.s o nl o sc o e fic i e nt e sdes uc c i ó nype ne t r ac i ó n

c a pi l ar e s ,r e s pe c t i v ame nt e .L asc ur v assehanc o ns t r ui dos o br el o sv al o r e sme di o s o bt e ni do sp ar ac a dat i e mpo .Sei ndi c a nade másl asb ar r asdee r r o rs o br el asme di as  par ac adat i e mpoye ler r orenl asr egr esi onesl i neal esc onl asquesehane s t i madol os c o e fic i e nt e s.