Tema Aplicado a Los Materiales de Construcción

TE MAS APLI CAD OS A LOS MATE RI ALES D E CO N S TRU CCI Ó N J os é Eugeni o Sequei r a Ri bea ux

Facul t ad de Ar qui t ect ur a. CUJ AE

A mis hijos José Miguel, Bertica, Karen y Karenia... Chicho

Agradecimientos: A Arq. Ricardo Machado Jardo por su espontaneidad en el ordenamiento de los capítulos y las correcciones pertinentes que permitieron este libro. a Master Arq. Yudelka Rivera Marzal por su infinita cooperación, a Consuelo Tain Castro por transcribir los manuscritos que no eran fáciles de entender

PRÓLOGO En el presente libro se exponen diferentes temáticas en relación con los materiales de construcción a través de las cuales se denota un excelente dominio por parte del autor, con lo cual ratifica su vasta experiencia como especialista en esa materia. De aquí que se observa con agrado y satisfacción los resultados de este, su trabajo. Aunque la intención de la presente publicación es la de servir como libro de texto para la enseñanza de los materiales de construcción a partir del nuevo Plan de Estudio para la carrera de Arquitecto, debe enfatizarse que por su contenido, este libro puede constituir además una bibliografía de consulta incluso para profesionales. Es un deber en nombre de la Disciplina de Tecnología de la Construcción de la Facultad de Arquitectura de La Habana, agradecerle al profesor José Sequeira Ribeaux que una vez más se ha podido contar con su incondicional apoyo y rápida respuesta ante requerimientos urgentes de trabajo que le han sido asignados.

Prof. Dr. Arq. José Flores Mola Jefe de la Disciplina de Tecnología de la Construcción Facultad de Arquitectura de La Habana

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CAPITULO 1 PROPIEDADES ESENCIALES DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION. 1. MASA ESPECÍFICA O PESO ESPECÍFICO. Se denomina masa o peso específico de un material la masa del material por unidad de volumen, sin tener en cuenta los poros. Se designa generalmente esta densidad por el símbolo P. El estado de un material sin poros relleno de aire es frecuentemente llamado estado de densidad absoluta. La masa específica es por consiguiente la masa de la unidad de volumen del material en el estado de densidad absoluta. Para calcular la masa específica de un material, es necesario dividir el peso de materia seca P por el volumen absoluto V ocupado por la materia (es decir, sin comprender en el volumen los poros o los vacios):

Pe =

P Va

En g/ cm3

Algunas veces se considera la masa específica como un valor abstracto con relación a la del agua (1,0). La masa específica de los materiales de construcción no tiene sino una importancia secundaria. Sirve principalmente para calcular la densidad y la porosidad de los materiales. Estas dos propiedades tienen una gran importancia práctica. La masa específica de la mampostería varía entre 2,2 y 3,3 g/cm3. La de las materias orgánicas (madera, betún, alquitrán, pez, aceite de lino, lacas y barniz) varía entre 0,9 y 1,6 g/ cm3; la de los metales siderúrgicos (hierro colado y acero) varía entre 7,25 y 7,85 g/ cm3. La masa específica de la mayoría de los materiales de construcción es superior a la unidad. Forman la excepción a esta regla la madera, las lacas, el aceite de lino, la espuma de hormigón, ciertas materias sinteticas, etc. 2

2. MASA VOLUMETRICA O PESO UNITARIO Se denomina masa volumétrica, designada por el símbolo Pu, el peso de la unidad de volumen de un material en el estado natural es decir, comprendiendo los poros. Para determinar la masa volumétrica se calcula el volumen V del material según las dimensiones exteriores de la muestra o bien según el volumen de agua desplazable, por esta prueba. La masa volumétrica se expresa por la fórmula siguiente:

Pu =

P Vi

en g/cm3 en Kg./dm3 o en Kg./l

Cuando se calcula la masa volumétrica de los materiales a granel (arena, grava) sin tomar en cuenta los vacios comprendidos entre los granos, esta masa es llamada masa volumétrica de relleno. La masa volumétrica de la mayor parte de los materiales es inferior a su masa específica. Por ejemplo, la masa volumétrica de un ladrillo de arcilla es en término medio de 1,7 g/cm3, cuando su masa específica es de alrededor de 2,5 g/cm3. La masa específica y la masa volumétrica no son iguales sino para las materias de densidad absoluta (vidrio, acero, betún, materias líquidas). La masa volumétrica de los materiales de construcción tiene una importancia práctica extremadamente grande. Es necesario en efecto conocer esta masa para calcular la resistencia o estabilidad de las construcciones teniendo en cuenta su peso propio. La masa volumétrica es igual mente indispensable a los cálculos concernientes a los transportes de materiales. A diferencia de la masa específica, la masa volumétrica de los diferentes materiales de construcción en una extensa serie desde 20 Kg./m3 para ciertos materiales calorífugos extremadamente ligeros hasta 7850 Kg./m3 para los aceros. Cuanto más húmedo es el material, tanto más se eleva su masa volumétrica.

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El Cuadro 1 ofrece las masas volumétricas o pesos específicos de algunos materiales de construcción corriente. CUADRO 1: Materiales

P en Kg./m3

Granito

2 500-2 700

Piedra caliza

1 800-2 400

Ladrillo de arcilla

1 600-1 900

Grava

1 400-1 700

Hormigón ordinario

1 800-2 400

Hormigón de escoria

1 200-1 800

Arena

1 450-1 650

Acero

7 850

Pino

400-600

Roble

700-900

Lana mineral

200-300

Mipora

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3. COMPACIDAD. Se denomina compacidad de un material o, la proporción de su volumen realmente ocupado por la materia sólida que lo constituye. Consideramos que un material, en su estado natural, es decir con los poros, ocupa un volumen V cuando el estado de densidad absoluta ocupa un volumen V menor. La relación V/V es la compacidad del material, designada por la letra C. Las formulas (1) y (2) permite expresar la compacidad de un material de la manera siguiente:

C

=

Va Vi

=

P Pc

÷

P Pu

=

Pu Pc

Por consiguiente se percibe que la compacidad es igual a la relación de las masas volumétricas y específicas. Se puede igualmente expresar la densidad en tanto por ciento: 4

C=

Pu × 100% Pe

La compacidad de casi todos los materiales de construcción es inferior al 100% según el material contenga una cantidad más o menos grande de poros. 4. POROSIDAD. La porosidad es la relación del volumen de los poros al volumen total del material. La porosidad V es el completamiento de la compacidad de la unidad o en 100%.

V = 1−

V=

Pu Pe

Pe − Pu × 100% Pe

Según el grueso de los poros rellenos de aire, se distinguen los materiales finamente porosos (poros que tienen algunas centésimas o milésimas de mm de grueso) y los materiales de poros gruesos (poros que varían en algunas décimas de mm hasta uno o dos mm). La compacidad y la porosidad de los materiales desempeñan un papel importante en los trabajos de construcción pues estas características influyen sobre otras propiedades tales como la resistencia mecánica, la absorción del agua, la permeabilidad al agua, la conducción, la resistencia al frío, la insonoridad, la resistencia a los ácidos, etc. Las construcciones que deben ser impermeables al agua exigen una ejecución de materiales extremadamente compactos. Las construcciones débilmente conductoras de calor deben ser realizadas en materiales finamente porosos y malos conductores de calor, etc. La porosidad de los materiales de construcción varían en una gama extensa desde cero (acero y vidrio) hasta 90% (placas de lana mineral).

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5. ABSORCIÓN DE AGUA. La absorción de agua es el poder que posee un material para absorber y retener el agua. Se determina la absorción del agua por la diferencia existente entre el peso de una muestra del material saturado de agua y otra en estado absolutamente seco. Se expresa en tanto por ciento del peso de materia seca o también, lo que es más claro, en tanto por ciento del volumen de la muestra. Se designa la absorción ponderal del agua por B y la absorción volumétrica de agua por B. Un material es generalmente saturado de agua antes que los poros difícilmente accesibles sean completamente llenos de agua (sobre todo si la operación se efectúa sin calefacción, sin intervención de vacío, etc.). Además un material contiene generalmente una cierta cantidad de poros cerrados. Por estas dos razones, la absorción volumétrica de agua por un material es generalmente inferior a la porosidad. El procedimiento empleado para saturar de agua los diversos materiales con objeto de determinar su absorción de agua, está definido en las normas cubanas correspondientes. Si se designa por G el peso del material en estado seco y G el peso del material en estado saturado, la cantidad de agua absorbida es G2 − G1 . Si V designa el volumen de material en estado natural, se pueden expresar como sigue las fórmulas que permiten calcular la absorción ponderal y la absorción volumétrica.

Bp = Bv =

G2 − G1 G1

en %

G2 − G1 × 100% V1

La relación entre la absorción volumétrica y la absorción ponderal tiene por valor: 6

G − G1 G − G1 G Bv = 2 ÷ 2 = 1 = Pu Bp V1 G1 V1 Esta relación es por consiguiente igual numéricamente a la masa volumétrica del material. De lo que se deduce la fórmula siguiente que permite pasar de uno a otro de los dos poderes absorbentes:

Bv = Bp × Pu La absorción volumétrica de agua, que es numéricamente igual al volumen de los poros accesibles al agua, es llamada porosidad aparente, para distinguirla de la porosidad real. La absorción volumétrica de agua es siempre inferior al 100% mientras que la absorción ponderal puede ser algunas veces superior a 100% en los materiales muy porosos, por ejemplo, en las placas caloriguas de turba. La absorción de agua de los diversos materiales de construcción varía en una gama muy amplia. La absorción ponderal de un ladrillo de arcilla ordinario varía de 8 a 20%; la de las baldosas cerámica no rebasa el 2%; la del hormigón pesado es alrededor del 3%; la del granito varia de 0,5 a 0,7 % y la de ciertos materiales hidrófugos es de 0,1%. Para suturar de agua una muestra de cualquier materia, se la sumerge progresivamente en el agua o bien se la mantiene sumergida dentro de agua hirviente. Las propiedades de los materiales se modifican radicalmente cuando estos materiales están saturados de agua: la conducción, la masa volumétrica, así como el volumen (en ciertos materiales tales como la madera, etc.) aumentan, mientras que la resistencia mecánica disminuye (a consecuencia del debilitamiento de los enlaces entre las partículas).

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Vista la influencia considerable de la saturación de agua sobre los materiales, es bueno proceder a los ensayos de su resistencia no solamente en el estado seco, sino también en el estado saturado. Se denomina coeficiente de reblandecimiento el enlace entre la existencias mecánicas de un material saturado de agua y el estado seco. Este coeficiente es un factor importante pues caracteriza la resistencia opuesta a la acción del agua por un material que pueda encontrarse expuesto a la misma, en el transcurso del servicio. El coeficiente de reblandecimiento varía de cero(materiales arcillosos no cocidos) a 1,0 (materiales cuya resistencia mecánica no está modificada por la acción del agua, tales como el vidrio, el acero, el betún). No deben emplearse los materiales de mampostería (naturales y artificiales) en lugares húmedos si su coeficiente de reblandecimiento es inferior a 0,75. Los materiales cuyo coeficiente de reblandecimiento es superior a 0,75 están considerados como resistentes al agua. 6. LIBERACIÓN DE AGUA. El escape o la liberación del agua es la propiedad que posee un material o de emanar agua en el medio ambiente en presencia de ciertas condiciones tales como: disminución de la humedad, calefacción, movimiento del aire, etc. Se expresa la liberación del agua por la velocidad de desecamiento del material, es decir, por la cantidad de agua perdida en las 24 horas (expresada en tanto por ciento del peso o del volumen de una muestra normalizada) cuando el aire cercano tiene una humedad relativa de 60% y una temperatura de 20 0C . La humedad de los materiales, es decir la proporción ponderal de agua en los materiales empleados en las construcciones, es muy inferior a su poder total de absorción de agua, a consecuencia del escape de la humedad, después de un cierto período siguiente a la terminación de la construcción (un semestre o un año) se establece el equilibrio entre la humedad de los elementos estructurales y la humedad del aire. Este estado de equilibrio es llamado estado seco en el aire libre. 8

En el laboratorio se puede secar un material en un horno hasta la eliminación completa del agua al operar a 110 0C . Este estado del material es denominado estado absolutamente seco. Los materiales que constituyen los elementos de una construcción jamás están absolutamente secos. Contienen siempre una cierta proporción de agua que se expresa por su enlace al peso de la materia seca. 7. PERMEABILIDAD. La permeabilidad es la propiedad que posee un material para dejar pasar el agua bajo presión. El valor de la permeabilidad depende de la densidad y de la estructura del material. Los materiales particularmente compactos, por ejemplo el vidrio, el betún, el acero, son impermeables al agua. Los materiales de poros finos cerrados son al igual que los anteriores, prácticamente impermeables. La permeabilidad es expresada por la cantidad de agua que atraviese en una hora una superficie de 1 cm. 2 del material solicitado por una presión constante. Ciertos materiales (por ejemplo los conductos de agua y de saneamiento) deben ser siempre suficientemente impermeables al agua. Una fuerte impermeabilidad es particularmente importante para las estanquidades. La impermeabilidad al agua es el factor más importante que caracteriza a los materiales bituminosos de estanquidad. Las muestras de estos materiales (ruberoide, por ejemplo) son sometidas a la acción de una débil altura de agua (50 mm) y se mide el tiempo al cabo del cual se ven aparecer las primeras filtraciones. En los ensayos de tejas de arcilla éstos se limitan igualmente a determinaciones cualitativas de la impermeabilidad al agua. 8. RESISTENCIA AL FRIO. Para los países en los cuales durante el invierno la temperatura desciende por debajo de cero, la resistencia de los materiales de construcción al frío tiene una gran importancia. Se denomina resistencia al frío a la propiedad que posee un material saturado de agua de soportar ciclos de frío y 9

de deshielo, sin índice alguno de deterioro, y sin reducción importante de la resistencia mecánica. Ciertos materiales de construcción, que están en contacto con el aire exterior (materiales de techo y paredes por ejemplo), se deterioran progresivamente. Este deterioro tiende a que el material se sature de agua completa e incompletamente y que por debajo de 0 0C esta agua se congele en los poros y se dilate alrededor de un 10% en volumen. El hielo que se forma en los poros de la materia comprime las paredes de los poros y puede romperlos, reduciendo así la resistencia de la materia. El desplazamiento o migración del agua a través de los poros contribuye a ello igualmente. Los materiales compactos, es decir, los que no contienen poros o no tienen sino una porosidad poco abierta, absorben extremadamente poca agua y en consecuencia, resisten bien el frío. Los materiales porosos no resisten bien el frío sino cuando el agua ocupa al máximo, 90% por lo menos, del volumen de los poros accesibles. Prácticamente no se puede esperar una resistencia satisfactoria al frío más que en los materiales porosos donde el agua no ocupe sino del 80 al 85% del volumen de los poros accesibles. Para que un material resista al frío, el coeficiente de reblandecimiento no debe ser inferior a 0,75 debido a que las impurezas saturadas de agua dañan esta resistencia. Los ensayos de resistencia de los materiales al frío se realizan en los frigoríficos. Un ensayo consiste en congelar la muestra repetidas veces (de 100 a 200 veces según las condiciones de servicio previstas) y a deshelarla en agua a la temperatura ordinaria después de cada congelación. La temperatura de congelación debe ser inferior a 17 0C porque el agua que se encuentra en los poros extremadamente finos (capilares) de ciertos materiales de construcción no congela sino a esta temperatura. Un material resiste bien el frío si después del número previsto de ciclos de congelación y descongelación la muestra no presenta desmoronamientos, figuraciones, exfoliaciones y si su peso no ha disminuido más del 5%. La 10

resistencia de las muestras que han sufrido los ensayos no debe descender por debajo del 25% de la de las muestras de referencia, no sometidas, a los ensayos. Según el número de ciclos de congelación y descongelación previstos en los ensayos, se distinguen los tipos siguientes de materiales: 10-15-25-35-50100-150 y 200. Si se debe acelerar el ensayo de resistencia de un material al frío, se reemplaza éste por una inmersión de la muestra en una solución saturada de sulfato de sodio hidratado (NA S0 10 H 0) y se seca la muestra después de una saturación total a 105 C. Los cristales de sulfato de sodio que se forman en los poros en el transcurso de secado, comprimen los intersidios más fuertemente que el agua congelada (Fig.6.1). Así, si el material no resiste este ensayo particularmente severo, será absolutamente necesario recurrir al ensayo descrito anteriormente. 9. CONDUCCIÓN. La conducción es la propiedad que posee un material de transmitir a través de su espesor un flujo térmico que resulte de una diferencia entre las temperaturas que reinan en las caras de este material. La conducción es un factor muy importante para los materiales que se emplean en edificaciones o construcciones (es decir muros exteriores, pisos altos, pisos inferiores, etc.) Es además particularmente importante para los materiales calorífugos que tienen por meta conservar el calor en el interior de los locales y las instalaciones de calefacción. La conducción de los diversos materiales de construcción está expresada por el coeficiente de conducción designado por la letra K . Consideremos un muro plano y homogéneo, de espesor A en metros y de superficie F en metros cuadrados, cuyas caras son paralelas. Si las temperaturas de las superficies de los muros son diferentes pero constantes t y t (siendo t superior a t ) el muro será atravesado por un flujo constante de calor. La cantidad de calor Q que atraviesa el muro durante z horas es directamente proporcional a la diferencia de las temperaturas, a la superficie del muro y al 11

tiempo necesario al paso de flujo de calor; es inversamente proporcional al espesor del muro.

Q = Kc ×

F (t1 − t 2 ) ×Z a

en Kcal.

Esta fórmula permite determinar fácilmente el coeficiente de conducción:

Kc =

Q×a F (t1 − t 2 ) × Z

en

kcal / m.n.o C

Si n se admite a = 1 m, F = 1 m 2 , t = t = 1 0C y z = 1 hora y se introducen estos valores en la fórmula precedente, se obtiene numéricamente:

k = Q en kcal. Dicho de otro modo, el coeficiente de conducción es igual a la cantidad de calor (en Kcal.) que atraviesa un muro de un espesor de l m y de una superficie de 1 m2 en una hora, cuando la diferencia entre las temperaturas de dos caras opuestas es de 1 0C . La conducción de un material depende de su porosidad, del tipo de los poros, de la naturaleza de la materia, la humedad de la masa volumétrica y de la temperatura media de la transmisión del calor. En los materiales porosos, el flujo térmico es transmitido a través de la materia sólida y los vacios que están llenos de aire. La conducción del aire es muy débil (0,02). Por consiguiente el aire opone una resistencia elevada al paso del flujo térmico. El coeficiente de conducción de las materias porosas secas está comprendido entre los de la materia propiamente dicha y el aire. El coeficiente es tanto más débil cuanto que la porosidad es más elevada, es decir, que la masa volumétrica del material es más débil. Inversamente, el coeficiente de conducción es tanto más grande cuanto que la masa volumétrica del material es más grande. No existe relación alguna general entre la masa volumétrica y la conducción valedera para todos los materiales de construcción.

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Se puede calcular aproximadamente el coeficiente de conducción de los materiales en el estado seco al aire libre (lo que corresponde a una humedad natural volumétrica de 1 a 7% que es la de los muros de las edificaciones) según la masa volumétrica con la ayuda de la fórmula empírica propuesta por V. Nékrasov:

kc = 0,0196 + 0,22 × Pu 2 − 0,14

en Kcal./m.h. 0C .

La humedad del material tiene una gran influencia en la conducción a consecuencia que en el agua cuyo coeficiente de conducción es 0,50, valor 25 veces más elevado que el aire. Por esta razón, los poros llenos de agua dejan pasar el flujo térmico mucho más fácilmente que los poros llenos de aire. La temperatura a la cual se efectúa la transmisión de calor tiene una cierta influencia sobre el coeficiente de conducción. Este coeficiente disminuye cuando la temperatura aumenta en los metales, mientras que aumenta en las mismas condiciones en la mayoría de las otras materias. El aumento del coeficiente de conducción con la temperatura tiene una gran importancia cuando se trata de los materiales utilizados como calorífugos en los conductos de vapor, las salas de calderas, etc. La estructura de la materia tiene igualmente una influencia sobre el coeficiente de conducción: si la estructura es estratificada o bien fibrosa con un sentido bien determinado de la fibra, el coeficiente de conducción depende de la dirección del flujo de vapor con relación al sentido de las fibras. En la madera, por ejemplo, donde las fibras tienen el sentido del tronco, el coeficiente de conducción, cuando el flujo está dirigido en el sentido de las fibras, es a veces mayor que cuando está dirigido en la dirección perpendicular de las fibras (respectivamente 0,30 y 0,15). Por esta razón, por ejemplo, la conducción en un piso de baldosas de madera es superior a la de un piso ordinario. El espesor de los poros de las materias tiene igualmente una influencia sobre su coeficiente de conducción. Los materiales de porosidades finas son menos conductores que los materiales de porosidades gruesas. Los materiales 13

de poros cerrados son igualmente menos conductores que los materiales cuyos poros comunican. Estas dos diferencias se explican realmente cuando las porosidades gruesas y las porosidades comunicantes son recorridas por una cierta corriente de aire que está acompañada por un transporte de calor (convección) lo que aumenta el coeficiente global de conducción. El cuadro 2 indica los coeficientes de conducción de los materiales calorífugos. Además, para permitir una comparación, indica igualmente los coeficientes de conductividad térmica de algunos otros materiales de construcción. COEFICIENTES DE CONDUCCION DE ALGUNOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN. Materiales

Masa Volumétrica ( Kg./m3 )

Coeficiente de Conducción ( Kcal. m.h.ºC )

Lana mineral

200 – 400

0,05 – 0,08

Paneles de turba

300

0,08

Paneles de fibra de madera

300

0,04

Paneles de corcho

150

0,04

Ladrillos de obra

1 800

0,07

Hormigón

2 000 – 2 400

1,10 – 1,33

Granito

2 600

2,5

Plástico poroso

20

0,3

Vidrio celular

50 -- 300

0,05 – 0,07

Acero

7 850

50

10.

CALOR ESPECÍFICO.

Se denomina calor específico la propiedad de una materia de absorber una cierta cantidad de calor al calentarse. Para calentar G Kg. de materia de la temperatura t2 a la temperatura t1 es necesario gastar una cierta cantidad de calor Q que es directamente proporcional al peso de la materia y a la diferencia de las temperaturas:

Q = k c × G (t1 − t 2 ) en Kcal. 14

Siendo c el coeficiente de calor específico. La formula anterior nos ofrece:

kc =

Q × (t1 − t2 ) en Kcal./Kg. 0C G

Con G= 1 Kg. y (t1 − t 2 ) = 1 0C , obtenemos numéricamente:

k = Q en Kcal. Dicho de otra forma, el calor específico es la cantidad de calor, expresada en kilocalorías, necesaria para elevar 1 0C la temperatura de 1 Kg. de la materia considerada. El calor específico tiene los valores siguientes en los diversos materiales de construcción: materiales de mampostería naturales o artificiales, 0,18 a 0,22; maderas diversas 0,57 a 0,65. Los calores específicos de los metales son muy débiles, por ejemplo: acero 0,11. De todas las sustancias es el agua la que posee el calor específico más elevado, o sea c= 1 Kcal./Kg. 0C . El calor específico de los materiales es muy importante en la construcción cuando se trata de controlar la estabilidad en el calor de las paredes y pisos o también cuando se trata de calcular el calentamiento necesario de los materiales en el transcurso de los trabajos de construcción (trabajos de cemento y mampostería) en invierno. Es igualmente esencial en el cálculo de los hornos. Se denomina estabilidad de los pisos y paredes en el calor, al poder que tienen de conservar en la cara interior una temperatura más o menos constante a pesar de las fluctuaciones térmicas debida a las variaciones de calefacción lo mismo que al alza de la temperatura producida por los rayos del sol. En los inmuebles de habitación, la fluctuación diaria de la temperatura no debe rebasar 6 0C . En el transcurso de la calefacción, las caras interiores de las paredes y pisos de una edificación, acumulan calor. Esto impide a la temperatura elevarse fuertemente en el interior de los locales. Cuando se cesa de caldear el calor acumulado en las paredes y los pisos es consumido de

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nuevo para recalentar el aire, lo que amortigua las fluctuaciones de la temperatura del aire en el interior de los locales. Es ventajoso emplear los materiales que tengan un calor específico tan débil como sea posible para los pisos y las paredes de las habitaciones y construcciones caldeadas. La madera, ampliamente empleada en las paredes y pisos de las casas pequeñas, posee precisamente estas propiedades. 11.

RESISTENCIA AL FUEGO.

La resistencia al fuego o incombustibilidad es la propiedad que posee un material de resistir a temperaturas elevadas y al agua (en caso de incendio) sin ser destruido. Desde el punto de vista de la resistencia al fuego, se clasifican los materiales de construcción en tres grupos: materiales incombustibles, materiales difícilmente combustibles y materiales combustibles. Los materiales incombustibles sometidos a la acción del fuego o de una temperatura elevada no se inflaman, ni se descomponen, ni se calcinan. Bajo la acción de una temperatura elevada, ciertos materiales incombustibles no se deforman sino muy poco (por ejemplo los ladrillos, las tejas, el hormigón, los materiales que contienen amianto); otros al contrario, pueden deformarse fuertemente (acero) o bien ser completamente destruidos (ciertas piedras naturales tales como el granito, el mármol). Los materiales difícilmente combustibles sometidos a la acción del fuego o de una temperatura elevada, se inflaman difícilmente, pero se consumen y se calcinan. Estos materiales (fibrolite, fieltro impregnado de arcilla, etc.), no se consumen sino en presencia de una llama y cesan de consumirse tan pronto como la llama es alejada. Los materiales combustibles (madera, cartón alquitranado, materias plásticas, etc.) sometidos a la acción del fuego o de una temperatura elevada se inflaman o bien se consumen y continúan quemándose o consumiéndose una vez alejada la llama.

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12.

RESISTENCIA AL CALOR

La resistencia al calor (termorresistencia, poder refractario) es la propiedad que posee un material de resistir sin deformarse la acción prolongada de temperaturas elevadas. En la construcción de diversas instalaciones de calefacción (hornos, fábricas de tubos, mamposterías de calderas, etc.) se emplean materiales de construcción que pueden no solamente soportar la acción de las temperaturas elevadas, sino también tolerar una cierta carga o una temperatura elevada y constante. Estos materiales se clasifican en tres grupos: materiales refractarios, que soportan temperaturas superiores a 1 580

0

C (tierra refractaria, sílice

refractaria, etc.) materiales difícilmente fusibles que resisten a temperaturas comprendidas entre 1 350 y 1 580 0C y materiales fácilmente fusibles, que no pueden resistir sino temperaturas inferiores a 1 350 0C (por ejemplo ladrillos ordinarios de arcilla) 13.

ESTABILIDAD QUIMICA.

La estabilidad química o resistencia a la corrosión es la propiedad que posee un material de resistir a la acción de los ácidos, las bases, así como a la de los gases y sales disueltas en el agua. Los materiales de construcción se encuentran frecuentemente expuestos en servicio a ataques químicos que provienen de líquidos y gases agresivos. Por ejemplo, los líquidos que se derraman en las canalizaciones pueden contener ácidos o bases libres, según la naturaleza de las aguas residuales rechazadas por las empresas industriales. El agua de mar contiene una gran cantidad de sales disueltas y estas sales pueden deteriorar las construcciones de hormigón. La mayor parte de los materiales de construcción no resisten la acción de los ácidos y las bases. La madera, por ejemplo, es extremadamente poco resistente desde este punto de vista. Por este motivo es raramente utilizada en las industrias químicas. Los productos bituminosos son rápidamente destruidos por las soluciones alcalinas concentradas y numerosos materiales de construcción naturales tales 17

como las calizas, los mármoles, las dolomitas, etc., son también destruidos por los ácidos. La mayoría de los cementos igualmente resisten mal los ácidos. Los materiales cerámicos de masa muy compacta resisten bien a las bases y a los ácidos, por ejemplo: las planchas de revestimiento, las baldosas para suelos, los conductos de saneamiento, los ladrillos especiales empleados en los aleros, etc. Ciertas piedras naturales como el basalto resisten muy bien a los ácidos. 14.

RESISTENCIA MECÁNICA.

La resistencia mecánica es la propiedad que posee un material de no ser destruido bajo la acción de compresiones suscitadas por cargas de otros factores. El estudio de esta propiedad extremadamente importante es objeto de una ciencia especial: resistencia de materiales. En este epígrafe hablaremos solamente en una forma sucinta de la resistencia mecánica y esto en la medida en que sea necesario al estudio de los materiales de construcción. Los materiales solicitados por cargas diversas en las construcciones, son sometidos de hecho a cargas de comprensión, de tracción, de flexión, de cizallamiento y de choques. En ningún caso estos materiales trabajan en la compresión o en la tracción. Las piedras naturales, los hormigones y los ladrillos resisten bien a la compresión, pero no así al cizallamiento y aún menos a la tracción. Su resistencia a la tracción es de 10 a 15 veces inferior a su resistencia a la compresión. Por este motivo tales materiales deben ser empleados sobre todo en estructuras que trabajen en la compresión. Otros materiales de construcción (por ejemplo la madera, el acero) dan buenos resultados en los elementos que trabajan a la vez en compresión y tracción (vigas) La resistencia a la compresión o a la tracción centrada es igual al esfuerzo producido en 1 cm. 2 de la sección transversal del material.

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Se calcula la resistencia a la compresión o a la tracción centrada Re al dividir el esfuerzo P por la sección transversal inicial:

Rc =

P F

en Kg./cm. 2

La resistencia mecánica (o simplemente resistencia) de los materiales de construcción se expresa por la resistencia límite o carga de ruptura, en la compresión o en la tracción. Se denomina límite de resistencia o carga de ruptura, a la compresión que provoca la destrucción de la muestra del material. La resistencia de ruptura en la compresión o en la tracción R ± (signo + en tracción y signo - en comprensión) es igual al cociente de la fuerza Pr x que provoca la ruptura por la sección transversal inicial de la muestra:

R=±

Pr F

en Kg./cm. 2

Se determina la resistencia de ruptura al cargar las muestras de materia estudiada hasta ruptura (en las prensas o en las máquinas de ensayo de ruptura). Las muestras o probetas empleadas en los ensayos de compresión, tienen habitualmente la forma de cubos cuyos lados pueden variar de 2 a 30 cm. La muestra debe ser tanto más grande cuanto menos homogénea sea la estructura del material que se ensaya. Los morteros son sometidos a la prueba de tracción en las probetas en forma de 8 cuyas dimensiones y configuración son normalizadas. Las probetas ensayadas en la compresión no tienen siempre la forma de cubos, sino algunas veces la de cilindros y prismas. La ventaja de los cilindros sobre los cubos es que se les puede preparar en tornos especiales, incluso cuando se trata de rocas muy duras. Además, los cilindros pueden ser obtenidos con moldes muy simples.

19

Los resultados de los ensayos de resistencia dependen en cierta medida de la forma y de las dimensiones de la probeta. Los prismas y cilindros alargados que siguen el eje tienen un límite de ruptura en la compresión inferior a la de los cubos. Los prismas cortos, cuya altura es menor que los lados de la base, tienen un límite de ruptura en la compresión superior a la de los cubos. Esto tiende a que la compresión se acompañe de una dilatación transversal. Dos planos de la probeta ensayada se aplican a las placas de la prensa y las fuerzas de fricción que aparecen impiden a las partes de la probeta aplicadas a las placas dilatarse transversalmente y por consiguiente ser destruidas. El efecto de los planos de apoyo en la resistencia de una probeta es tanto más débil cuanto mayor sea la altura relativa de la probeta. En numerosos casos, la resistencia depende igualmente de las dimensiones de las probetas ensayadas: las probetas constituidas por cubos pequeños ofrecen una resistencia más elevada que la que se obtiene con cubos mayores. Es necesario respetar estrictamente las prescripciones concernientes a la forma y dimensiones normalizadas de las probetas de los materiales ensayados, el trabajo de sus planos, la velocidad de aumento de la carga, etc. Las condiciones de ejecución de los ensayos están indicadas en las normas correspondientes a cada material. Se determina la resistencia de la ruptura a la comprensión en una prensa hidráulica. La probeta ensayada es situada sobre la placa solidaria del pistón de la prensa. Una bomba inyecta en el cilindro por un conducto un aceite de máquina de viscosidad determinada. Bajo el efecto de la presión del aceite el pistón se eleva y la probeta se encuentra comprimida contra la placa que se eleva y otra placa cuya posición en altura es regulada con la ayuda de una rosca. La presión del aceite en el cilindro es indicada por un manómetro. La resistencia de ruptura de los materiales de construcción en la compresión es muy variable. Pude en efecto variar de 5 Kg./ cm. 2 (placas de 20

turba) hasta 10 000 Kg./ cm. 2 y más (aceros especiales de alta resistencia). Ofrecemos a continuación las cargas de ruptura en la compresión de algunos materiales. Resistencia de ruptura en la Materiales compresión. Kg./ cm. 2 Granito 1 000 -- 2 200 Piedra caliza compacta

100 -- 1 500

Ladrillo ordinario de arcilla 75 -- 150 Hormigón Pino

50 -- 600

300 -- 450

Roble 400 -- 450 Acero 3 800 -- 4 500 Se someten igualmente a menudo los materiales de construcción al ensayo de flexión. Este ensayo es de lo más simple. No necesita sino una resistencia de ruptura relativamente débil. Así se puede realizar bien tanto en el laboratorio como en el taller. En los ensayos de flexión, las probetas constituidas por pequeñas vigas o pequeñas losas son situadas sobre dos soportes y solicitadas por una o dos cargas concentradas hasta la ruptura. Se calcula la compresión en la flexión Rf sirviéndose de fórmulas bien conocidas de la resistencia de materiales: carga concentrada en un solo punto y viga de sección rectangular:

Rf =

M 3× P × L = W 2 × b × h2

en Kg./ cm. 2

Dos cargas iguales actuando simétricamente con relación al eje de la vida:

Rf =

3 × P (1 − a ) b × h2

Siendo: 21

en Kg./cm. 2

M = momento de curvatura, en kg.cm W = momento resistente de la sección transversal de la viga, en cm3 (para una sección rectangular) P = carga, en Kg. L = luz de la viga entre apoyos, en cm. B y h = (respectivamente) ancho y alto de la sección transversal, en cm. a = espacio entre las cargas en cm. Es conveniente calcular la resistencia límite n la flexión f sirviéndose de las fórmulas (20) y (21), sustituyendo en estas fórmulas la carga de flexión por la carga que produce la ruptura. En un ensayo de flexión, los materiales de construcción comienzan generalmente a romperse en la zona inferior tensa. Esto tiende a que, en la mayoría de los materiales, con excepción del acero y la madera, la carga de ruptura en la tracción es inferior a la de la comprensión. En los materiales de construcción in situ, es decir que trabajen en las obras, la carga que se puede admitir no es sino una fracción de la carga de ruptura, Rrf. Esta compresión admisible tiene por valor:

R=

Rrf Z

en Kg./ cm. 2

siendo z el margen o factor de seguridad cuyo valor es siempre superior a la unidad (generalmente 2-3 y más). Esta condición impuesta a la carga admisible se explica de la forma siguiente: 1. Los resultados de los ensayos de resistencia no son sino valores promedio de la resistencia del material. El material que no es homogéneo se rompe en las zonas más débiles antes que la compresión alcance la carga de ruptura promedio. Se debe por consiguiente adoptar un factor de seguridad tanto mayo cuanto menos homogéneo sea el material. 22

2. Numerosos materiales se deforman fuertemente cuando son cargados hasta una compresión que no es sino una fracción de la resistencia de ruptura (50 a 70%). 3. En los materiales de mampostería así como en otros materiales frágiles, aparecen las fisuras antes que la compresión alcance el valor de la resistencia de la ruptura. 4. En presencia de cargas alternativas repetidas, el fenómeno que se denomina fatiga de material puede provocar la ruptura de éste por una compresión que no rebase la mitad de la carga de ruptura. 5. Las propiedades iniciales del material son modificadas por la acción de la atmósfera exterior. Con el tiempo, el material envejece y su resistencia mecánica disminuye. Las normas relativas a los estudios de los proyectos prescriben los factores de seguridad determinados por los diversos materiales y construcciones, a fin de asegurar en las obras una resistencia suficiente en presencia de los factores enumerados y de ciertas cargas cuyos cálculos no se toman en cuenta (o bien no se tienen en cuenta sino imperfectamente) a consecuencia de la imperfección de los métodos de cálculo. 15.

DUREZA.

Se denomina dureza la propiedad que posee un material de oponerse a la penetración de un cuerpo extraño más duro. Esta propiedad de los materiales no corresponde siempre a su resistencia mecánica o carga de ruptura. Los materiales cuyas cargas de ruptura en la compresión difieren, pueden tener poco más o menos la misma dureza. Existen varios procedimientos para probar la dureza de los materiales. No pueden ser sino comparados con los índices obtenidos por un mismo procedimiento. Se expresa la dureza de los materiales homogéneos en la escala de dureza. Esta escala comprende 10 minerales especialmente seleccionados

23

y dispuestos en un orden tal que cada uno de ellos es rayado por los siguientes (cuadro 3 ). ESCALA DE DUREZA DE LOS MINERALES Índice

Materias

Características de dureza

1

Talco o yeso

Fácilmente rayados con la uña

2

Sal gema o escayola

Rayados con la uña

3

Calcita y anhidrita

Fácilmente rayados con una lima

Espato fluir

Rayado con una lima de acero

de acero 4 bajo (fluorina) ligera presión. 5

Apatiíta

Rayada por una lima de acero

bajo Fuerte presión. No raya el vidrio. 6

Ortosa (feldespato)

Raya ligeramente el vidrio. No es

Rayada por una lima de acero. 7

Cuarzo

Rayan fácilmente el vidrio.

8

Topacio

“““

9

Corindón

No son rayados por una lima de

10

Diamante

““““

acero

El índice de dureza seleccionado para expresar la dureza de una muestra ensayada está comprendido entre los números que caracterizan a los dos minerales contiguos en la escala de dureza. Por ejemplo, si una materia ensayada es rayada por la ortosa y si esta raya de por si la apatiíta, la dureza de la materia ensayada será de 5,5.

24

Para determinar la dureza de las maderas, los aceros y los hormigones, se coloca una bola de acero en la probeta imprimiéndole un esfuerzo determinado y se mide la profundidad de la impresión. Además existen equipos como los esclerómetros que determinan la dureza del material. 16.

ABRASIVIDAD. Se denomina abrasividad la capacidad que posee un material de

perder peso y volumen bajo la acción de fuerzas de fricción. La abrasividad tiene una gran importancia para los materiales que sufren acciones abrasivas en servicio, por ejemplo: materiales para suelos, escaleras, pañoles de carbón y tolvas, etc. El equipo para determinar la abrasividad consta fundamentalmente de: 1. Tolva conteniendo el abrasivo (arena cuarzosa de 0,3-0,6mm). 2. Recipiente conteniendo la muestra ensayada. Se ensayan los materiales en la abrasión en laboratorio con la ayuda de máquinas especiales. El órgano principal de esta máquina es un molde rotativo de fundición contra el cual se apoya un cubo o un cilindro de la materia ensayada, bajo una presión determinada. Se extiende una cantidad determinada de materia abrasiva sobre el molde rotativo. La materia abrasiva empleada es una arena cuarzosa para las materias delicadas y corindón para las materias duras. La velocidad de rotación del molde de fundición está calculada de manera tal que el trayecto de abrasión tenga una longitud prescrita. Si G y G1 son los pesos de la probeta antes y después del ensayo y F la superficie de abrasión, la abrasividad será ofrecida por la fórmula:

A=

G − G1 F

Materiales

en g/cm. 2 Abrasividad g/ cm. 2

25

Granito

0,10 – 0,50

Cuarcita

0,06 – 0,12

Baldosas cerámicas para suelos

0,25 – 0,30

Piedra caliza

0,30 – 0,80

17.

RESISTENCIA AL CHOQUE.

La resistencia al choque es la resistencia que ofrece un material en la ruptura por choque. En ciertos elementos de construcción (suelos, revestimientos de carreteras, tolvas, etc.) los materiales son sometidos no solamente a acciones abrasivas, sino también a los choques. Los ensayos de los choques se efectúan con la ayuda de máquinas especiales. La probeta de material es situada sobre una capa de arena entre los dos montantes. Una masa suspendida a una altura determinada encima de la probeta desciende repetidas veces sobre esta probeta hasta romperla, es decir, hasta la aparición de la primera fisura. El trabajo total necesario para romper la probeta (en Kg.) añadido a la unidad de volumen del material (en cm3) caracteriza la resistencia del material al choque (en Kg./ cm3). 18.

ELASTICIDAD.

La elasticidad de un material es la propiedad que posee este de tomar de nuevo su forma primitiva cuando es liberado de la carga que lo ha deformado. El retorno a la forma inicial puede ser completo o perfecto cuando la carga es débil o por el contrario, incompleto cuando la carga es fuerte. En este último caso, el material conserva lo que se denomina deformación residual. Se llama límite de elasticidad la compresión por la cual la deformación residual comienza a alcanzar, por primera vez, un cierto valor (bien débil) fijada por las especificaciones técnicas para cada material considerado. Esta compresión es la compresión máxima por la cual el material no sufre prácticamente sino deformaciones elásticas que desaparecen cuando se suprime la carga.

26

CAPÍTULO 2 ALGUNOS TEMAS SOBRE MORTEROS 1. DEFINICIÓN Se da el nombre de mortero a la mezcla de materiales inertes y aglomerantes amasados con agua en cantidad suficiente para que la masa sea laborable. Cuando los materiales adherentes se mezclan con agua solamente, la masa recibe el nombre de pasta. 2. CLASIFICACIÓN DE LOS MORTEROS Y PASTAS Los morteros y pastas se clasifican de acuerdo con: •

El carácter del adherente: en aéreos o en hidráulicos según sea éste aéreo (cal, generalmente) o hidráulico (cemento).

•

La clase del adherente: en morteros de yeso, de cal, de cemento o mezclas de éstos.

•

La clase del material inerte: en morteros de arena natural, artificial, puzolánica, etc.

•

Pastosos con suficiente cantidad de agua y fluidos con excesos de agua. Estos estados en los morteros pueden obtenerse también variando la dosificación y la composición granulométrica del material

3. EMPLEO DE PASTA Y MORTEROS Las pastas se emplean principalmente para ensayar los adherentes, para llenar espacios muy pequeños, interceptar salideros de agua, para consolidar subsuelos, para recubrimiento de muros, etc. Los morteros se emplean para unir piedras naturales y artificiales entre si y con otros elementos, para colocar losas de pisos y azulejos, para recubrimiento de muros (revoques), para construir hormigones, para fabricar piedras artificiales.

3.1 Pastas y morteros; adherentes y materiales inertes más usados. Las pastas que generalmente se emplean en construcción son las de cemento con exceso de agua, pasta fluida (impropiamente se llama a esta pasta fluida derretido de cemento) y la pasta de cal con yeso para enlucidos. 27

Los morteros que más se emplean son los de cal y de cemento y la mezcla de ambos (que los franceses llaman bastardos), con arena natural. Las mezclas de materiales bituminosos o arcillosos con arena son también morteros, los primeros muy usados en la construcción de pavimentos, los segundos en la consolidación de subsuelos. No nos hemos de referir a ellos porque no caen dentro de las aplicaciones a que hemos hecho referencia, y tienen además otras propiedades características. 4. FUNCIONES QUE DESEMPEÑAN LOS COMPONENTES Los morteros son piedras artificiales que recuerdan las areniscas y lo mismo que en éstas, hay material cementante que es el adherente que consolida la masa llenando los huecos que dejan los granos de arena y uniéndolos entre sí. La función del adherente es recubrir los granos de arena, unirlos entre sí y llenar los huecos que ésta deja o unir toda la masa a los otros materiales con que esté en contacto. La función del material inerte (arenas) es varia: Económica, reduciendo el costo del mortero sin detrimento sensible del poder adherente y resistente; Mecánica, evitando o reduciendo las grietas que generalmente se producen por contracción en el fraguado de cales y cementos y por los cambios de contenido de agua (retracción); facilitando el acceso del anhídrido carbónico del aire al interior de la masa, en los morteros de cal y haciendo más laborable, den determinados casos, el mortero. El mortero es un material que en definitiva va a ser una piedra artificial y por consiguiente sus propiedades deben ser las de ésta; pero durante el período de elaboración en obras, es una masa plástica necesariamente adaptable al lugar donde se coloca; debe pues el mortero estar dotado de propiedades tales que produzcan la máxima eficiencia a través de los diferentes estados porque atraviesa, es decir: resistente y durable al final, laborable, plástico y consistente al principio. (Casa Vieja Camaguey ). En una unidad de construcción (un muro de ladrillo, por ejemplo), la consideración principal debe ser la permanencia de esa unidad a través de 28

todas las circunstancias (lluvia, sol, calor, frío, etc.) a que pueda estar sometida la construcción y en el caso de los morteros que son elementos que sirven para unir, debe tenerse muy en cuenta esta consideración para no exagerar unas propiedades en perjuicio de otras. 5. CUALIDADES QUE DEBEN REUNIR LOS MORTEROS EN GENERAL Las cualidades que debe reunir un buen mortero son las siguientes: •

Resistencia a la compresión.

•

Compacidad, que es lo contrario de porosidad.

•

Impermeabilidad.

•

Adherencia.

•

Laborabilidad.

•

Constancia de volumen.

•

Durabilidad.

•

No manchar los materiales con los cuales está en contacto.

•

No producir eflorescencias.

•

Economía. En cada mortero, según su clase y el objeto a que se destine, predominan

una propiedades sobre otras y los valores mínimos de las mismas se fijarán de acuerdo con sus aplicaciones. 6. FACTORES DETERMINANTES EN LAS PROPIEDADES DE LOS MATERIALES Los factores determinantes son los siguientes: •

Calidad del adherente.

•

Calidad y naturaleza del material inerte.

•

Composición granulométrica del material inerte.

•

Dosificación o proporcionamiento de los componentes.

•

Cantidad de agua.

•

Condiciones de los materiales a los cuales se una el mortero.

•

Condiciones en que se realiza la obra en que se emplea el mortero.

29

Cualquiera de estos factores tiene una importancia decisiva en la calidad y durabilidad del mortero y a ellos nos referimos al estudiar en particular cada una de las propiedades de los mortero 7. PROPIEDADES DE LOS MORTEROS.

7.1 Adherencia La adherencia de los morteros es la propiedad que poseen éstos de adherirse a los materiales con los cuales están en contacto (piedras, ladrillos, acero, etc.). La adherencia del mortero depende de todas las características de éste y de la superficie y naturaleza del material al que se adhiere. Hay dos clases de adherencias: la normal y la tangencial, según la dirección de las fuerzas y éstas sean normales y paralelas al plano de adherencia; esta última tiene gran importancia cuando la obra se realiza con el mortero ya que está sometida a la acción de fuerzas horizontales (terremotos). La adherencia del cemento normal es mejor que las de los cementos de endurecimiento rápidos y de la cal. Las arenas de granos gruesos y finos sin granos medianos producen morteros que son superiores, lo mismo desde el punto de vista de la adherencia como desde el punto de vista de la compacidad y la resistencia. La adherencia es proporcional a la cantidad de adherente hasta cierto límite, pasado el cual no aumenta proporcionalmente y es peor entre morteros secos y materiales mojados que entre morteros plásticos y materiales secos. Desde el punto de vista de la adherencia, ésta es máxima cuando el mortero tiene una consistencia un poco más pastosa que la que produce la máxima resistencia. La adherencia en el mortero es pobre cuando sea necesario hacer tales uniones, como en las obras de reparación, se cubrirá el mortero antiguo previamente limpiado, con una capa de mortero o pasta de cemento muy fluida e inmediatamente se colocará el nuevo mortero. La adherencia es la propiedad más importante del mortero y depende en gran parte de los cuidados que se tengan en la ejecución del trabajo. De nada vale un mortero muy resistente e impermeable, si es difícil de trabajar (no 30

laborable) y en consecuencia se adhiere mal o defectuosamente. No hay que olvidar que el fin que se pretende en las obras de mampostería es hacer lo más uniforme, que desde el punto de vista de la resistencia e impermeabilidad, la obra en si, y esto sólo se obtiene asegurando un intimo y uniforme contacto entre el mortero y el otro material. Esto no incluye el caso en que la ejecución (mano de obra) sea defectuosa por si misma.

7.2 Laborabilidad. La laborabilidad del mortero es la propiedad en virtud de la cual con el mínimo esfuerzo se produce la máxima eficiencia en su función adherente. Cuando se desea tener una trabajabilidad en los morteros podemos decir que puede existir una buena compactación, la cual consiste en eliminar el aire atrapado hasta que alcance una configuración tan estrecha como sea posible para una mezcla dada, o sea el trabajo que se realiza se usa para vencer la fricción entre particular individuales en el mortero, y también entre el mortero y la superficie del molde; estas dos funciones pueden llamarse interna y superficial, respectivamente. Así el trabajo hecho consta de una parte “desperdiciada” y de un trabajo “útil”. Otro término usado para describir el estado fresco es consistencia, o sea, se refiere a la firmeza de una sustancia o a su facilidad para fluir. La presencia de vacios en el mortero reduce la resistencia del mismo y su adherencia, hay autores que con un 5% de vacios puede causar un descenso de un 30% de resistencia. Podemos decir que los vacios son de hecho burbujas de aire atrapado o espacios que quedan después de quitar el “exceso de agua”. Este volumen depende solamente de la relación agua/cemento de la mezcla. Estas burbujas representan aire “accidental” es decir, huecos dentro de un material granular originalmente suelto, dependen de la granulometría de contracción. de las partículas más finas de las mezclas y se expulsan más fácilmente de esta a medida que contiene más agua.

31

Queremos significar que cuando se utilice materiales muy finos, como en el caso de los áridos obtenidos de la fábrica ARESCO, debe pensarse que se debe buscar la mínima cantidad de agua, o sea se obtendrá la relación máxima de los pesos específicos del mortero. Estas consideraciones fueron expuestas por el Prof. Ingeniero Menéndez en libro de mortero, explicando la Teoría de Feret que data del año 1896. La medición de trabajabilidad se utiliza con el cono de establecido por Duff Abrams en el 1919, el cual propuso la siguiente fórmula:

S = K1

K2

K2 es elevado a ac (relación agua/cemento). K1 y K2 son constante empíricos. Debemos aclarar que lo expuesto anteriormente no es una ley, pues la relación agua/cemento depende la hidratación del cemento y de sus propiedades físicas y químicas, la temperatura a la cual tiene lugar la hidratación; el contenido del aire en el mortero; y también en la relación agua/ y no se aplica demasiado trabajo a la superficie, pero por otro lado si la evaporación del agua en la superficie del mortero es más rápida que la velocidad del sangrado, pueden producirse grietas plásticas Esta propiedad está condicionada a la clase de obra que se realizará con el mortero, ya que la facilidad para trabajarlo eficientemente dependerá también del lugar donde haya de colocarse. Íntimamente relacionada con la laborabilidad está la plasticidad y esta propiedad unida a la de retención de agua son las que gobiernan la laborabilidad en cada caso. En índice de capacidad de retención de agua se toma como el escurrimiento del mortero en un fluidímetro de 25.4 mm (flor table) después de haber sido sujeto a succión en una base porosa normal (papel de filtro) por un tiempo definido (1,2 etc. minutos). El agua es el material lubricante del mortero y cuando más tiempo sea retenida más laborable será el mortero. 32

Si el mortero cede el agua rápidamente al ladrillo, por ejemplo, se endurece muy pronto y el contacto no es íntimo en toda la superficie, sólo en algunos puntos; en otras palabras, la adherencia es deficiente. Cuando los morteros que tienen poca retención de agua se ponen en contacto con superficies que no la absorben en cantidad apreciable (ladrillos saturados), tiene lugar una segregación de ésta, acumulándose en zonas que hacen igualmente deficiente la adherencia. RELACIÓN ENTRE LA CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE AGUA DE DIFERENTES MORTEROS Y LA PERMEABILIDAD Morteros: cal, cemento, Portland y arena, en volúmenes.

% de escurrimiento, después de una succión de 1 minuto sobre una base porosa normal.

Cm3 de agua que pasan al muro de ladrillos prensado de 20 cm. de espesor por minuto.

1,15-1-3

54

402

1-1-6

75

386

2-1-9

93

98

3-1-12

91

128

7.3 Durabilidad La durabilidad es la propiedad por lo cual los morteros deben mantener sus propiedades a través del tiempo. Todos los factores que tienden a destruir los morteros atentan contra esta propiedad global: durabilidad. Claro está que hay ciertas propiedades que caracterizan a determinados morteros y son las que los hacen especialmente durables en esas condiciones especiales, donde otros morteros no durarían; por ejemplo: no se emplearán en el agua morteros que no sean hidráulicos. Los morteros, como piedras artificiales que son, se destruirán por los mismos elementos que destruyen las piedras naturales, y recordando las areniscas, por los elementos que destruyen el material cementante, en este caso el adherente, y además por todos los elementos que destruyen la piedra en conjunto.

33

Así pues la destrucción de los morteros debe referirse principalmente a la destrucción de cementos, cales, etc., y esta destrucción puede ser química, física o combinada y a través de todos los períodos de la vida del mortero. Enumeraremos solamente los elementos destructores: Agua de mar y aguas sulfatadas: por la formación de sulfoaluminato de cal hidratado, que cristaliza con gran aumento de volumen; o por disolución progresiva de la cal liberada en el fraguado del cemento, favorecida por la destrucción mecánica iniciada por la cristalización del sulfoaluminato de cal. Aguas muy puras, por disolución de cal liberada en el fraguado del cemento. Aguas muy cargadas de anhídrido carbónico: porque producen con la cal libre, bicarbonato de cal soluble; esta agua se llaman agresivas. La intemperie: por la acción combinada de varios elementos físicos y químicos. Ácidos y sales en general: según el carácter de los mismo, podrán disolver o destruir el mortero fraguado o impedir su fraguado.

La destrucción de los morteros siempre se produce por fenómenos físicos y químicos, y aunque predomine al iniciarse la destrucción, la acción química, generalmente ésta se ha podido iniciar o se facilita por la acción física (permeabilidad, porosidad, erosión, etc.), así pues, las precauciones para hacer durables los morteros deben tener en cuenta todos estos factores. El Torreón fue reparado con morteros técnicos para evitar su futura degradación. 8. PRECAUCIONES

8.1 Precauciones para evitar la descomposición de los morteros por el agua de mar No emplear adherentes que sean atacados por el agua de mar, en general se pueden recomendar como más eficientes los cementos aluminosos, los cementos puzolánicos o la carbonatación al aire del material hecho mortero, previa a su colocación en la obra. 34

Emplear los medios mecánicos propios para evitar filtraciones; estos medios son los siguientes: Reducir las juntas a un mínimo, empleando bloques grandes y regulares. Hacer los morteros compactos o impermeables. Esto se consigue: a) Evitando el empleo de arenas arcillosas o esquistosas y arenas finas. b) Emplear arenas que tengan solamente granos gruesos y granos finos (2/3 granos gruesos 1/3 granos finos). c) Emplear morteros ricos, 50 a 600 Kg. de cemento por metro cúbico. d) Emplear agua suficiente para que el mortero sea más bien pastoso; el empleo de agua dulce o de mar es prácticamente indiferente si la obra no contiene acero y está en contacto constante con el agua de mar; únicamente retarda el fraguado. e) Mezcla perfecta de los elementos que constituyen el mortero. f) Comprimir fuertemente el mortero en el lugar donde se emplee. g) No emplear morteros en los que se haya iniciado el fraguado (no después de 30 minutos de mezclados) Provocar la formación de una capa o cubierta protectora; la propia carbonatación de que hablamos tiene esta función o las capas de morteros impermeabilizados artificialmente, siempre que se asegure buena adherencia.

El efecto destructor que produce el agua de mar difiere grandemente según actúe por filtración en morteros permeables o por difusión en morteros porosos, en un medio estático. En el primer caso, en varias experiencias se ha podido comprobar que los morteros que no contienen granos finos son los más permeables bajo presión y sin embargo no se descomponen por la acción del agua de mar; en cambio, los que contienen granos finos son algo permeables y se descomponen en proporción a los granos finos que tienen. En el segundo caso cuando el mortero está simplemente sumergido en agua aquellos que no contienen granos finos (los huecos y conductos son grandes) se descomponen, mientras que los que contienen granos finos se mantiene sin descomponerse.

35

Esta aparente contradicción se explica de la manera siguiente: cuando el mortero no es suficientemente compacto para impedir la penetración del agua del mar existe una reacción química entre esta y el cemento que produce nuevos cuerpos que aumentan el volumen; en un agua tranquila sin diferencia de presión, los pequeños poros del mortero hechos con arena fina se llenan con los productos de descomposición, el agua no puede ser reemplazada por otra agua y la descomposición no progresa. Por el contrario, los grandes huecos de los morteros sin arena fina están en libre contacto con el agua circundante, parte del hidrato de calcio es arrastrado y el producto de la descomposición acumulado en los huecos, a la larga se rompe o destruye el material circundante. Si este mismo mortero estuviera sujeto a la acción de las mareas, de manera que pudiera eliminar el agua que hubiera adquirido, una parte de los productos de descomposición sería arrastrada por el agua y la descomposición sería menos rápida. La imagen reproduce el yacimiento arqueológico de Casas Grandes, que se encuentra enclavado en la actualidad en el municipio mexicano homónimo, perteneciente al estado de Chihuahua. Compuesta por casas comunales de adobe, la ciudad fue denominada Paquimé por sus pobladores, de lengua yutoazteca, quienes la habitaron desde el siglo I hasta el siglo XVII, años después de la llegada de los conquistadores españoles. Finalmente si los morteros sin granos finos son atravesados por el agua con diferencias de presión que arrastra los productos de la descomposición, el mortero perderá espesor sin desintegrarse. Los morteros que tienen huecos pequeños (porosos) y muy numerosos si por efecto de una elevada presión son atravesados por el agua, presentan una gran superficie de ataque y los productos de la descomposición, que son eliminados con gran dificultad, a la larga destruyen la masa. De lo anterior se deduce la importancia mayor que tiene la porosidad con relación a la permeabilidad sin desvirtuar desde luego el valor de esta ya que en general aunque las aguas del lugar donde se hagan las obras estén

36

tranquilas (interior de los puertos o mar mediterráneo) la acción de las mareas produce diferencias de presión. Son síntomas de la destrucción de los morteros por el agua de mar las finas vetas blancas serpenteantes que aparecen en la superficie y que se hacen más notables conforme aumenta la desintegración.

8.2 Precauciones para el empleo de morteros en terrenos yesosos Los terrenos yesosos o impregnados en aguas selenitosas son más peligrosos que el agua de mar por la gran concentración de aguas nocivas, muchas de las cuales tienen 140 g de sales por litro de las que 2,5 son sulfatos y 0,5g de sulfatos por litro, empieza a ser peligroso para el cemento Pórtland. En estos casos debe emplearse cemento aluminoso y si esto fuera imposible se deben observar minuciosamente todas las recomendaciones que se dieron para obtener la máxima capacidad y esforzarse en desviar las aguas si se trata de cimentaciones a fin de evitar su filtración en las obras donde se emplea el mortero.

8.3 Precauciones a la acción de aguas muy puras y de aguas agresivas Las más importantes son las siguientes: Obtener la máxima compacidad. Si las aguas no son muy agresivas se puede emplear cemento Portland. •

Emplear cementos aluminosos.

•

Emplear cementos que tengan muy poca cal libre.

•

Proteger si es posible los paramentos con una pintura hidrófuga bituminosa.

9. ACCION DE LA INTERPERIE La intemperie se puede considerar como la acción combinada de todos los elementos de la Naturaleza sobre el material que se estudia, en este caso el mortero. Los elementos principales cuya acción combinada produce lo que se conoce por intemperie son: el agua en sus tres estados, el calor en sus variantes, el viento, los ácidos y las sales que generalmente se encuentran en 37

la atmósfera (anhídrido carbónico, anhídrido sulfúrico, cloruro de sodio, etc.) y algunos organismos. Cualquier material que se exponga a esta situación su durabilidad será mínima. Los procesos físicos de esta acción son los siguientes: a)

a) Solución

b)

b) Cambios de volumen debidos a la formación de cristales

o nuevos cuerpos. c)

c) Desgaste por el viento, tempestades o lluvias.

d)

d) Expansiones y contracciones por el cambio de

temperatura y la humedad. e)

f) Presiones producidas por el agua al helarse.

f)

g) Presiones producidas por las raíces de las plantas.

Los procesos químicos son los siguientes: a)

a) Acción de ácidos incluyendo los de algunas plantas.

b)

b) Acción de sales.

c)

c) Hidratación.

d)

d) Oxidación.

e)

e) Desoxidación.

f)

f) Acción de bacteria.

Contra

tales

elementos

de

construcción

sólo

caben

estas

recomendaciones: •

Evitar el contacto con los elementos destructores en lo que sea posible.

•

Oponer

en

cada

caso

(adherentes)

materiales

específicamente

resistentes a la acción de los elementos predominantes, por su constitución y su estado. •

Reducir las superficies de ataque, las grietas y otros lugares de alojamiento

de

esos

elementos

a

un

mínimo

(compacidad,

impermeabilidad, fácil eliminación del agua, construcción adecuada, protección de elementos extraños como el hierro, etc.) Indicaremos brevemente la acción destructora de algunos de estos elementos y el medio de evitarla: 38

a)

El calor acelera dentro de ciertos límites el fraguado y

endurecimiento, el frío lo retarda y puede llegar a interrumpirlo. b)

El sol y el viento secan rápidamente los morteros, por lo

que deben protegerse especialmente al principio de su fabricación. c)

Destruyen el mortero endurecido si contienen mucha agua.

Algunas sustancias, tales como el carbonato de sodio o cloruro de calcio, permiten el trabajo del mortero a bajas temperaturas, pero tienen el inconveniente, el primero de producir eflorescencias y el segundo de aumentar la retracción. Un fenómeno que se achaca a la intemperie es la desintegración física de los morteros porosos por cristalización de su masa . En los países cálidos los morteros que estén en contacto constante (en cimentaciones) o temporal (en los muros de los edificios de nuestro Malecón), con aguas que tienen disuelta gran cantidad de sales que no tienen acción química notable con el adherente, se suturan por capilaridad de esas aguas y al evaporarse el agua dejan gran cantidad de sales que cristalizan; al cabo de cierto tiempo la cantidad de sales es tal que los morteros se destruyen como si se hubieran helado. El remedio consiste en hacer los morteros muy compactos y donde se pueda colocar materiales (zapatas) que impidan que el agua ascienda por capilaridad en el muro. 10.

OTROS ELEMENTOS DE DESTRUCCIÓN Y PROTECCIÓN CONTRA LOS MISMOS.

Los residuos y atmósferas de ciertas industrias, la deshidratación por calor excesivo y el fuego son otros elementos de destrucción. En cada adherente se estudian los elementos de destrucción específicos y las protecciones cuando sea posible y en todos los casos no hay que olvidar que la acción química se acentúa por una facilidad física para su acentuación (porosidad, permeabilidad, adherencia deficiente y presencia de otros elementos que aceleren las reacciones) y a protección consiste en evitar el ataque o debilitarlo por otros medios.

39

11.

EFLORESCENCIAS

La florescencia es una nata blancuzca que aparece en la superficie de los muros y es producida por sales existentes en el mortero o en los otros materiales con los cuales este está en contacto. Para que las eflorescencias se produzcan deben combinarse estos factores: sales solubles y conductos adecuados para que el agua se ponga en contacto con las sales. Las sales que principalmente producen la eflorescencia son sulfato de calcio, de magnesia y de sodio; los cloruros de calcio y sodio son menos perjudiciales. Sus efectos perjudiciales son: la mancha que produce, la posible destrucción futura, por cristalización en la masa del mortero y el mantenimiento de humedad en el muro, por sales higroscópicas. La eflorescencia se evita: a) Empleando materiales que no contengan esas sales (selección de materiales). b) Evitando el paso del agua: por capilaridad, por huecos o juntas defectuosas o por grietas (compacidad e impermeabilidad del mortero, laborabilidad, buena mano de obra). c) Empleando impermeabilizantes. 12.

ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS MORTEROS

Independientemente de los señalamientos que he hecho al principio sobre los morteros daremos algunas ideas que hoy prevalecen en este material. Puede decirse que el uso de los morteros ha sido variado y común en la construcción, especialmente en el caso de la mampostería estructural y vial y en nuestro caso trataremos como “PISO EN LAS EDIFICACIONES”, que por tanto tendrá otra definición que expondremos: “El mortero puede definirse para este caso como la mezcla de un material aglutinante (cemento Portland y/o otros cementantes), un material de relleno (agregado fino o arena), agua y eventualmente aditivos, que al endurecerse presenta similares al hormigón hidráulico, pero en este caso debe de dar una

40

“SUPERFICIE LISA” y no “ASPERA”, para tener la comodidad de una limpieza fácil en los pisos que se utilicen. Todos conocemos que los morteros se subdividen en aéreos, hidráulicos y de resinas; los primeros se endurecen bajo la influencia del aire en perder agua por secado del aire, el cual no es recomendado para este uso, los hidráulicos, también acuáticos, endurecen bajo existente. Mecánica, evitando o reduciendo las grietas que generalmente se producen por contracción en el fraguado de cales y cementos y por los cambios de contenido de agua (retracción); facilitando el acceso del anhídrido carbónico del aire al interior de la masa, en los morteros de cal y haciendo más laborable, den determinados casos, el mortero. El mortero es un material que en definitiva va a ser una piedra artificial y por consiguiente sus propiedades deben ser las de ésta; pero durante el período de elaboración en obras, es una masa plástica necesariamente adaptable al lugar donde se coloca; debe pues el mortero estar dotado de propiedades tales que produzcan la máxima eficiencia a través de los diferentes estados porque atraviesa, es decir: resistente y durable al final, laborable, plástico y consistente al principio. En una unidad de construcción (un muro de ladrillo, por ejemplo), la consideración principal debe ser la permanencia de esa unidad a través de todas las circunstancias (lluvia, sol, calor, frío, etc.) a que pueda estar sometida la construcción y en el caso de los morteros que son elementos que sirven para unir, debe tenerse muy en cuenta esta consideración para no exagerar unas propiedades en perjuicio de otras. La adherencia es proporcional a la cantidad de adherente hasta cierto límite, pasado el cual no aumenta proporcionalmente y es peor entre morteros secos y materiales mojados que entre morteros plásticos y materiales secos. Desde el punto de vista de la adherencia, ésta es máxima cuando el mortero tiene una consistencia un poco más pastosa que la que produce la máxima resistencia. La adherencia del mortero fresco sobre el mortero fraguado ES POBRE.

41

Cuando sea necesario hacer tales uniones, como en las obras de reparación, se cubrirá el mortero antiguo previamente limpiado, con una capa de mortero o pasta de cemento muy fluida e inmediatamente se colocará el nuevo mortero. La adherencia es la propiedad más importante del mortero y depende en gran parte de los cuidados que se tengan en la ejecución del trabajo. De nada vale un mortero muy resistente e impermeable, si es difícil de trabajar (no laborable) y en consecuencia se adhiere mal o defectuosamente. No hay que olvidar que el fin que se pretende en las obras de mampostería es hacer lo más uniforme, que desde el punto de vista de la resistencia e impermeabilidad, la obra en si, y esto sólo se obtiene asegurando un intimo y uniforme contacto entre el mortero y el otro material. Esto no incluye el caso en que la ejecución (mano de obra) sea defectuosa por si misma. 13.

MORTEROS DE CAL Y CEMENTO PÓRTLAND Cuando se busca una buena laborabilidad, buena retención de agua y

altas resistencias iniciales, este tipo de mortero es el aconsejable, utilizando como base un mortero de 1:3 se puede ir sustituyendo parte de cemento por cal. Estos morteros reciben el nombre de “Morteros de Cementos Rebajados” cuando el contenido de cemento es escaso, las relaciones de mezclas más usadas son 1:2:6 a 1:2:10 (cemento: cal: arena) la cantidad de agua se encuentra dentro de amplios limites, de acuerdo con la composición del mortero y la no consistencia deseada, si el contenido de cemento es alto, las características serán alta resistencia y habrá una contracción (3%) si está muy seco; si el contenido de cal es alto, tendrá menos resistencia, será mayor el tiempo de amasado y colocación, será más plástico y permeable, pero mostrará más retracción (9%). Si

el

contenido

de

arena

es

alto

la

resistencia

disminuirá

considerablemente y será poco trabajable pero el mortero tendrá poca retracción. Los morteros hechos con cemento Portland y cal (o también con cemento romano) deben combinarse de tal manera que se aprovechen las propiedades 42

adhesivas de la cal y las propiedades cohesivas del cemento Portland, siendo importante tener en cuenta que cada adición de cal o de cemento romano incrementa la cantidad de agua de mezclado necesaria porque aumenta la superficie específica. Se emplean dosificaciones de 1 volumen de cal grasa en pasta por 2 a 4 partes en volumen de arena, y el agua será la necesaria para obtener una mezcla plástica. Al mezclar la cal apagada y la arena se produce una contracción de volumen: Volumen de

Volumen de arena

Volumen de mortero

1

2

2,4

1

3

3,2

1

4

4,0

cal apagada

Según ensayos realizados las cantidades de cal, arena y agua necesarias para fabricar 1 m3 de mortero son: 14.

MORTEROS DE CAL GRASA Dosificación en Cal apagada

Arena

Agua

m3

m3

0,555

0,555

0,110

1:2

0,400

0,800

0,120

De190 Kg.

1:3

0,315

0,945

0,125

De 160 Kg.

1:4

0,260

1,050

0,100

De 135 Kg.

1:5

0,220

1,100

0,100

TIPO

volúmenes

en pasta

Cal-arena

m3

De 335 Kg.

1:1

De 240 Kg.

Con la cal grasa se emplea a dosificación de 1:1 y 1:3 para enlucidos de paredes y muros y la 1:4 para cimientos y mampostería. Con la cal magra se emplea la mitad de la arena indicada para la cal grasa. Los morteros de cal alcanzan a los ocho días un endurecimiento suficiente y continua endureciéndose durante meses o años. Como el agua no 43

interviene en el fraguado, se emplea la necesaria para dar una plasticidad conveniente, pues se evapora. El amasado de las cales grasas se suele hacer a mano, volcando la arena sobre la cal en pasta en los mismos sitios donde se apague y removiendo hasta obtener una mezcla lo más homogénea posible, mediante unas batideras de mango largo, con movimiento de vaivén, añadiéndose la cantidad de agua necesaria de una vez si es impermeable el lugar de amasado, p poco a poco, si no lo es. Se amasa la pasta necesaria para dos o tres jornadas, no habiendo más que añadir un poco de agua a la pasta endurecida para que adquiera plasticidad. Si la cal está apagada en polvo, se mezcla íntimamente con la arena, formándose un montón sobre una superficie impermeable. Se practica una corona, se vierte el agua de una sola vez y se amasa con cuidado, para que el agua no se derrame, hasta formar una mezcla homogénea. 15.

MORTEROS MIXTOS O BASTARDOS DE CEMENTO

Están compuestos de cemento, cal y arena. Cuando las resistencias de una obra requieran morteros áridos, al pasar de las proporciones 1:5 resultan poco trabados, se adhieren mal y son muy porosos. Se acostumbra añadir alguna sustancia que haga el mortero más compacto y plástico, como arena molida, puzolana, etc., pero generalmente lo que se añade es cal en polvo o pasta, procurando que esté bien molida y cernida, ara que se hidrate bien y no produzca expansiones después. Estos morteros se caracterizan por tener un endurecimiento bastante rápido, evitan grietas por contracción, aumentan la plasticidad y adherencia siendo más compactos, tienen propiedades hidráulicas enérgicas y secar en poco tiempo. Si la cal añadida está en pasta, contiene la mitad de su peso de agua, y hay que tenerlo en cuenta para la dosificación. Según FONT las cantidades de materiales necesarias para obtener un metro cúbico de mortero son las de la tabla siguiente: 44

CANTIDADES DE COMPONENTES DE 1 M3 DE MORTERO BASTARDO Volúmenes Cemento-calArena 1:1:4 1:1:6 1:1:8 1:2:6 1:2:8 1:2:10

16.

Cemento Kilogramos

Cal en pasta Litros

Arena

Agua

Litros

Litros

290

215

860

168

220

165

980

170

185

135

1060

170

180

275

830

160

155

230

920

165

133

197

990

167

Aplicacione s Enlucidos de ladrillos, mamposterí ay bóvedas morteros impermeabl es

MORTEROS DE YESO

Con el semihidrato o yeso de fábrica, o estuco, que es de fraguado rápido, se forma una pasta, amasándole solamente con agua, pues como ya hemos indicado en su fabricación, contiene un tanto por ciento variable, con su obtención de yeso sin cocer, que es favorable para su fraguado, puesto que son cristales en una disolución sobresaturada, haciendo de gérmenes y cristalice mejor. Por esta razón admite poca arena, no pudiéndose emplear mas que un tercio del volumen de la pasta. Además, como su fraguado es rápido, no da casi tiempo de amasarlo, y por disminuir considerablemente sus resistencias, que ya de por si son pequeñas. La cantidad de agua de amasado varía con el grado de cocción, calidad, finura del molido y empleo. El amasado se hace vertiendo el eso sobre el agua dispuesta en una artesa, mezclando rápidamente y procurando no se formen grumos y burbujas. Se prepara a medida que se necesita, pues sabemos empieza a fraguar de tres a cinco minutos y termina de quince a veinte. El entumecimiento o aumento de volumen que experimenta el yeso al fraguar, que es del 1 por 100 se puede evitar amasándole con agua de cal, y además, le comunica mayor resistencia.

45

Morteros bastardos de yeso. Se obtienen mezclando el yeso con cal y arena, y se emplean para enlucidos de paredes y techos. Para las paredes la proporción es: 1 vol, de yeso, 3 de cal y 1 de arena, y para los techos, 2 vol de yeso, 3 de cal y 1 de arena. El yeso hidráulico, que es fraguado lento, forma también morteros simples amasándole en la proporción de 8 partes de yeso y 5 de agua, que proporcionan 6 en volumen. Con la cal se forman morteros en la proporción de 1 volumen de yeso y 1/3 de volumen de mortero de cal con arena ina, pues la arena sola disminuye sus resistencias. Para la protección de paredes y techos se emplean morteros formados por 1 volumen de yeso, 3 de cal y 4 ½ de arena fina, o también 2 volúmenes de yeso y 1 volumen de arena, aplicándose sobre paredes secas para que fragüe en buenas condiciones. 17.

ALGUNAS ESPECIFICACIONES EXTRANJERAS

La norma más difundida es la ASTM C− 270, la cual clasifica los morteros de asiento (pega), morteros de relleno, por propiedades mecánicas y por dosificación. En Cuba tenemos la Regulación de la Construcción RC−3504 sobre Mantenimiento y Reparación de Pisos de Hormigón que establece como requisito de calidad de una resistencia de 140 kg./cm2 (14 MPa) hoy en estos momentos se está analizando la RC 3150 que trata sobre “Morteros, elaboración y recomendaciones de uso. El cemento que se utiliza es el PP−250 y como este mortero será colocado sobre un atezado que será de origen calizo, fino y granulado, con un contenido no mayor del 10% de partículas gruesas superiores a 50 mm; estará libre de materias orgánicas y su contenido de arcilla no podrá ser mayor de 20%. Analizando la norma ASTM, veamos las proporciones volumétricas: Tipo de

MPa

Cemento Cemento 46

Cal

Arena

Mortero

Portland

Albañilería

M

17.2

1

1

0.25

5.0 y 6.8

S

12.4

1

1

0.50

5.60 y 7.5

La resistencia que planea la RC 3504 es de 14 Mpa de donde podemos deducir que la proporción óptima sería: 1 : 1 : 0.50 : 4 (Cemento Pórtland + Cemento Albañilería + Cal + Arena) Pero observen que el cemento que planea nuestra regulación es PP-250 y el cemento que plantean los americanos es parecido al P-350. 18.

DESCRIPCIÓN

Se define como el conjunto de actividades necesarias para la elaboración de la mezcla homogénea de cemento - arena - cal hidratada ( según el caso) y agua en proporciones adecuadas a requerimiento específicos. El objetivo será el proveer a los mampuestos, hormigón, mampostería de piedra y otros elementos de un mortero ligante que permita su adherencia y de un recubrimiento de protección o acabado. La dosificación del mortero estará determinada por su resistencia y características de trabajabilidad que se requieran en el proyecto y los determinados en planos, detalles constructivos o indicaciones de la dirección arquitectónica o fiscalización. Materiales mínimos: Cemento tipo portland, árido fino (módulo de finura comprendido entre 0.6 y 1.18 mm para enlucidos y de 2.36 mm a 3.35 mm para mamposterías y masillados) , cal hidratada, agua y aditivos ( de ser el caso); que cumplirán con las especificaciones técnicas de materiales. Equipo mínimo: Herramienta menor, mezcladora mecánica. 19.

CONTROL DE CALIDAD. REFERENCIAS NORMATIVAS

Requerimientos Previos Revisión del diseño y resistencias de los morteros a ejecutar: realizar ensayos previos en obra que ratifiquen la calidad y granulometría del árido fino

47

( ver especificación de material: árido fino excepto granulometría ), y la resistencia del mortero, para la aprobación de fiscalización. De acuerdo con la dosificación, el uso de los morteros se aplicará, en general, según las siguientes proporciones, que deberán verificarse y corregirse con las resistencias especificadas y los resultados de los ensayos de laboratorio: USOS :Cemento ,Arena ,Cal Hidratada ,R Mampostería soportante, masillados, etc. 1 4 - 140 Kg./cm2. •

Mampostería no soportante, revoques. 1 5 - 100 Kg./cm2.

•

Enlucidos interiores. 1 5 - 100 Kg./cm2.

•

Enlucidos exteriores. 1 5 0.5 100 Kg./cm2.

•

Asentado de tejuelo y gres. 1 6 - 80 kg./cm2. Cuidados que se deben tener Al utilizar morteros en mampostería no soportante, la resistencia mínima a

la compresión será de 1/5 a 1/3 superior a la resistencia promedio de los mampuestos utilizados, ya sea bloque o ladrillo y no menor a 100 kg./cm2. Materiales aprobados y en cantidad suficiente para la elaboración del mortero, ubicados en sitios próximos a la elaboración. Para áridos de diferentes fuentes se almacenarán por separado y deberán estar secos y debidamente cribados. Determinación de el requerimiento de aditivos a utilizar, de acuerdo a las condiciones

de

los

materiales,

condiciones

climáticas,

requerimientos

específicos del mortero y establecimiento de cantidades, de acuerdo con las especificaciones del fabricante. Las medidas de los cajones de medición en volumen, se establecerán en forma exacta, para lograr las proporciones determinadas en el diseño del mortero y se construirán con madera o hierro resistentes al uso. No se permitirá el uso de carretillas o cajones cuyas medidas no se encuentren en directa relación con los volúmenes de diseño y deberán permitir el manipuleo fácil y adecuado de los obreros.

48

Igualmente se procederá con los baldes para la dosificación del agua, los que deberán ser totalmente impermeables. Mano de obra calificada y equipo necesarios para la fabricación y mezcla. Pruebas del buen funcionamiento del equipo. Controlar las condiciones aceptables del elemento que va a recibir el mortero. Establecer con fiscalización del número y períodos de las pruebas de los morteros preparados, el registro cronológico y numerado de las mismas y sus resultados. Definición del sitio a emplear, para la fabricación del mortero. 20.

DURANTE LA EJECUCIÓN

La mezcla del mortero será en hormigonera mecánica y por un lapso mínimo de 3 minutos, hasta conseguir una mezcla homogénea. No debe transcurrir más de dos horas y media entre el mezclado y su utilización. Tampoco se dejará en reposo por más de una hora sin volverlo a mezclar. Toma de muestras de cilindros y cubos para ensayos de laboratorio, tomando de guía la siguiente prueba: •

Cementos. Determinación de la resistencia a la compresión de morteros en cubos de 50 mm. de arista.

•

Se controlará el contenido de humedad del agregado, a fin de evitar variaciones significativas en la dosificación del agua.

•

Control del tipo y acabado de la superficie del mortero.

•

Verificación continúa del estado del equipo y herramienta.

•

Control de la elaboración en cantidad máxima para una jornada de trabajo.

21.

POSTERIOR A LA EJECUCIÓN Se procederá con el curado del mortero, para impedir la evaporación del

agua de la mezcla, hasta que éste haya adquirido su resistencia, mediante rociados de agua convenientemente espaciados. 49

Con muestras tomadas durante la ejecución del rubro, se verificarán los resultados y características del mortero, mediante la aplicación de los ensayos siguientes: •

Ensayo de flexión y compresión que se regirá a la Norma Cementos.

•

Determinación de la resistencia a la flexión y a la compresión de morteros, Cementos.

•

Determinación de la resistencia a la compresión de morteros en cubos de 50 mm. de arista.

22.

EJECUCIÓN Y COMPLEMENTACIÓN

Los materiales serán ubicados en un lugar próximo al sitio de trabajo, tratando de que el recorrido que tenga que efectuar el mortero sea el más corto, evitando la contaminación de cualquier impureza que pueda afectar la consistencia y resistencia del mismo. La mezcla será efectuada en hormigonera mecánica, y con la autorización de fiscalización para volúmenes mínimos se realizará una mezcla manual. Cuando se realice en forma manual, es recomendable las artesas ( recipiente ) hechas de materiales no absorbentes y que no permitan el chorreado del agua, se extenderá el volumen del árido fino para agregar el volumen de cemento, que con la ayuda de una pala se mezclarán en seco hasta adquirir un color uniforme, adicionando después la cantidad de agua necesaria para formar una pasta trabajable, pero en ningún caso el proceso de mezcla será menor de cuatro volteadas. Si la mezcla se efectúa en hormigonera, se inicia con el vertido de los materiales siguiendo éste orden: el cemento y el árido fino simultáneamente y luego la cantidad de agua necesaria ( 320 litros por cada M3 recomendado), mezclando por un tiempo mínimo de tres minutos o hasta que se verifique que la

mezcla

sea

uniforme

y

trabajable.

El

mortero

será

descargado

completamente antes de que la mezcladora sea nuevamente cargada. En el caso de utilizar aditivos se regirá a las especificaciones dadas por el fabricante. Para mortero de cemento portland, el período de curado mínimo será de siete días o hasta que alcance el 70 % de su resistencia de diseño. Se recomienda la utilización de aditivos que retengan el agua en el mortero, para

50

la ejecución de enlucidos y morteros para mamposterías de bloque, evitando alta contracción y figuración a corto y mediano plazo. Igualmente el control de la granulometría del agregado fino para enlucidos, deberá tender a lograr una gradación establecida en la norma ASTM C-144: Tamaño máximo: 3 mm. ASTM Pasa el Tamiz: #8 2.36 mm 100% #16 1.18 mm 60 a 90% #30 600 um 35 a 70% #50 300 um. 10 a 30% #100 150 um. 0 a 5% Fiscalización aprobará o rechazará el mortero elaborado, que se sujetará a los resultados y ensayos de laboratorio, así como las tolerancias y condiciones en las que se realiza dicha entrega. Como puede observarse esta norma que no es cubana la arista del cubo a ensayar es de 50mm y no de 40 mm que es el que usamos. Datos obtenidos de una publicación chilena. Clasifica y establece los requisitos generales y específicos según uso de los morteros utilizados en obras de construcción, como morteros de albañilería (juntas y rellenos), morteros de revestimientos continuos (estucos), morteros para revestimientos discontinuos, morteros industriales y morteros de sobrelosa. Se aplica a morteros fabricados en obra y a morteros industriales fabricados en central. Además se establecen los requisitos para las cales que serán utilizadas en morteros excepto en albañilerías armadas. Se regula la composición química: CaO libre, MgO, CO2, SO3, y las características físicas y mecánicas: finura, retentividad, tiempo de fraguado, resistencia a la compresión.

51

La arena debe cumplir con lo establecido en Nch163, con la excepción de la

composición

granulométrica

que

se

establece

aquí.

Esta

banda

granulométrica se clasifica por tamaño máximo nominal. Las propiedades que regulan a los morteros son, principalmente, retentividad, consistencia, adherencia, resistencia a la compresión. Albañilería Excepto Alb. Armada

Estucos

Revestimientos Discontinuos

Durabilidad

Depende de condiciones de exposición

Depende de condiciones de exposición

N/E

Retentividad NCh 2259

50 – 60 %

60 – 70 %

50 – 60 %

Consistencia NCh2257/1

180 – 220 mm

N/E

N/E

Adherencia NCh 2258/1 ó 2258/2

0.15 – 0.2 MPa min 0.2 MPa min

0.15 Revestimiento 0.2 Sustrato

Compresión NCh 2261

N/E

N/E

Según especificación del proyectista

Contracción NCh 2221

Según especificación del proyectista

Según especificación del proyectista

N/E

Contenido de Aire NCh 2184

N/E

Sólo si existe req. de durabilidad

N/E

N/E: No especificado en la norma. Además se norma la forma, número y frecuencia de toma de muestras que es básicamente cada 20 m3 o fracción menor de mortero preparado. 23.

ESTUDIOS REALIZADOS POR DIFERENTES INVESTIGADORES

Se confeccionó una mezcla de cal y puzolana con los siguientes % = 30hidrato + 70 de toba. Res. Comp. Cal-Puzorana

Cemento

52

28 días en PMa

CR 1

100

0

6.7

CR 2

80

20

8.73

CR 3

70

30

10.21

CR 4

60

40

10.57

R A/C-0.6 24.

Jorge Luís Álvarez

CON ÁRIDOS RECICLADOS (EN MPA) Flexo-tracción

Compresión

Adherencia MPa

28 días

28 días

rotura

1:4

2.63

11.11

0.54

1:5

2.59

9.26

0.51

1:6

1.84

6.99

0.38

1:8

1.31

4.29

0.37

Dosificación

Tesis de Deborah Lecusa y Adela Fernando (Escuela de Arquitectura)

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE MPA A 28 DÍAS P-350

CA-160

CC-200

PP-250

Prom. Vol.

Hidrato de cal

12.35

9.25

10.23

11.25

1:3:1

Desperdicio del producto acetileno (cal de 4ta.)

11.55

9.20

7.25

11.02

Polvo de piedra

14.48

9.05

10.57

10.90

Recebo

12.18

9.30

10.29

11.08

Hidrato de cal

7.24

4.14

6.40

6.75

Desperdicio del producto acetileno (cal de 4ta.)

6.65

4.26

5.6

6.25

Polvo de piedra

5.97

5.10

5.70

6.18

Recebo

6.61

5.14

6.40

6.80

1:4:2

Investigación realizada por el Ing. Investigador Jorge Luís Álvarez Como puede observarse la proporción de 1:3:1 (cemento : arena : :polvo de piedra 14.48 MPa que es la misma que se debe obtener. El estudio que se realizo por primera vez fue de la Arq. Julia Herrera 53

25.

TEORÍA DE SWAIN

El profesor Ingeniero y Arquitecto José Menéndez en el folleto que se publicó en el 1945 sobre una lección de Morteros, expuso la siguiente teoría: "La resistencia a compresión de las juntas cuando tiene poca altura en relación con otras dimensiones, es muy superior a las que presentan en cubos o cilindros de igual altura que diámetros; esta resistencia puede considerarse que es la muestra multiplicada por la relación entre menor dimensión y su espesor, (esto no se aplica a los pisos de morteros u hormigón hidráulico)”. 26.

RENDIMIENTOS Y CÁLCULO DE CONSUMO DE MATERIALES DETERMINADOS A PIE DE OBRA

Al mezclar los componentes de un mortero, o sea Cemento (C)+ Arena (F) + Polvo de Piedra (PP) + Agua (A), los volúmenes aparentes disminuirán motivado porque el cemento cubrirá los huecos de la arena, la arena los huecos de la piedra y el agua los huecos del cemento y nos dará un Rendimiento. Veámoslo numéricamente: Proporción volumétrica 1:3:1:0.80 (C+F+PP+A) nos da 5.80 litros, supongamos que con el mismo recipiente medimos el volumen mezclado y nos da 3.48/5.80=60%, que es el valor que casi siempre he obtenido; supongamos que la densidad aparente del cemento es de 1.18 kg./litro, tenemos para 1 litro de cemento que pesa 1.18 Kg. dio una mezcla de 3.40 litros para 1000 litros daría 321 Kg./m3 de cemento. Para la arena se utilizó una proporción volumétrica de 3 y dio un rendimiento de 3.48 litros de mortero, para 1000 litros de mortero, dará 862 litros, o sea 0.862 m3 ; para el polvo de piedra será aplicando el mismo razonamiento dará 0.287 m3 . Veamos que pasa si utilizamos una arena fina en la fabricación de un piso, teniendo la siguiente proporción 1:3:0.70 (Cemento : Arena : Agua) y con un rendimiento de 0.59. Suma de volúmenes aparente = 1+3+0.70=4.70 Rendimiento obtenido = 4.70 x 0.60=2.82 litros Para un metro cúbico de mortero 54

Cemento = 254 Kg. Arena = 1063 Kg. Agua = 248 Kg. Veamos con una proporción de 1:2:0.50, daría las siguientes cantidades: Cemento = 476 Kg. Arena = 952 Kg. Agua = 238 Kg. Esto le explica porque en el inciso 9 de Precauciones planeo que hay que usar morteros ricos, y en este caso que serán para pisos el comportamiento de este mortero es muy diferente porque va a estar sometido constantemente a la acción de la abrasión, como: •

tráfico de las personas

•

barrer constantemente

•

golpes originados por caídas de objetos

•

vertimiento de diferentes muebles, etc.

•

punzamiento de muebles, etc. Quiero aclarar que las dosificaciones deben de realizarse con los

materiales existentes en cada región, además el personal que hará estos trabajos siempre es un personal no especializado en esta materia. Cualquier cambio que se haga en las proporciones, donde se haga la mezcla, sino se cura, si la superficie de apoyo del mortero del piso no está húmeda sin humedad superficial, provocaría grietas o fisuras, a paños muy grandes lo cual origina retracciones. El método que se presenta fue obtenido de la ASTM -1019. Como puede observarse cuando se determina el asentamiento de un hormigón es de 3 cm, si fuese un mortero daría 13 cm. 27.

COMPARACIÓN DEL ASENTAMIENTO EN EL CONO DE ABRAHAM DE UN HORMIGÓN Y UN MORTERO

Cuando un hormigón hidráulico da 3 cm. de asentamiento al mortero dará 13 cm. 55

28.

ALGUNOS TÓPICOS SOBRE LOS CAMBIOS QUE PUEDEN OCURRIR EN LOS MORTEROS.

Sabemos que cuando se hidrata el cemento hay un cambio de volúmenes lógicamente, pero lo más importante de esto consiste en la reducción en el volumen del sistema de cemento más agua. "Cuando la pasta de cemento es plástica, experimenta una contracción volumétrica, cuya magnitud es del orden del uno por ciento del volumen total del cemento solo". Esta reducción se conoce como contracción plástica porque se presenta muestras del mortero o el hormigón está todavía en estado plástico. La pérdida de agua por evaporación de la superficie del mortero o por succión del mortero inferior agrava la contracción plástica y puede llevar a un agrietamiento superficial, aunque tales grietas pueden aparecer también cuando no se permite evaporación alguna. La contracción prematura es mayor al elevarse el contenido de cemento y mientras más rápido es el endurecimiento del mortero, han sugerido algunos autores que ha mayor capacidad de sangrado del mortero disminuye la contracción plástica. Activar el agua del mortero almacenado al aire sin saturar causa la contracción por secado, puesto el secado tiene lugar en la magnitud de la contracción varia considerablemente de acuerdo al tamaño y forma de la muestra y está en función de la relación superficie/volumen. En parte el efecto del tamaño puede deberse a la elevada carbonatación. Además de la contracción por secado, el mortero sufre una contracción por carbonatación. En presencia de humedad el CO2 existente en la atmósfera reacciona con los minerales hidratados del cemento el agente de reacción es, en realidad el ácido carbónico.

La acción de CO2 tiene lugar aún en pequeñas

concentraciones, tales como se encuentran en el aire rural; en un laboratorio sin ventilar la presión es 4 veces mayor que la rural, y la volicidad de carbonatación se incrementa al aumentar la concentración del CO2 .

56

El Ca(OH)2 al carbonatarse fácilmente al tratar la superficie con fenoftaleina recién quebrada: el Ca(OH)2 libre adquiere una tonalidad rosa, mientras que la porción carbonatada se queda incolora; la parte rosa se decolora gradualmente al avanzar la carbonatación la rapidez de la carbonatación depende de la humedad del mortero y la humedad relativa del ambiente. Sabemos que la carbonatación va acompañada de una contracción y un aumento del peso del mortero, la solución de secado y carbonatación aumenta considerablemente la magnitud total de la contracción.

57

CAPÍTULO 3 CEMENTO PORTLAND 1. DEFINICION Se puede definir como un producto artificial de color gris, resultante de calcinar hasta un principio de fusión, mezclas rigurosamente proporcionadas de caliza y arcillas con la que se obtiene un cuerpo llamado clinker, formado por silicatos y aluminatos anhídros, el cual se pulveriza junto con el yeso para obtener el producto terminado. 2. FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND. Siendo difícil encontrar caliza en la naturaleza con la cantidad de arcillas precisas para fabricar el cemento, se recurre a mezclar dichas rocas con arcillas naturales en proporciones determinadas, las cuales son estrictamente controladas en un laboratorio. El proceso de fabricación consiste en preparar la caliza por trituración y la arcilla por trituración o por disolución en agua (método seco y húmedo, respectivamente), para unirlos entre sí en proporciones adecuadas, esta mezcla debe estar perfectamente pulverizada y para ello se usan los molinos de bola. Este producto se somete a cocción hasta un punto de fusión, con la cual se obtiene el clinker, el cual está constituido por granos de 1 a 3 cm. de diámetro, de color gris, que salen incandescente de los hornos y se almacenan en silos hasta que tengan un enfriamiento total. Este clinker se muele en molinos de bola, junto a una pequeña cantidad de yeso (aproximadamente el 3%), el cual incluso conviene que esté sin cocer, pues él se deshidrata con el calor desarrollado en los cilindros moledores, este yeso su función es retardar el fraguado del cemento. Una vez molido a gran finura, el cemento se transporta a silos con el objeto de que no tenga una temperatura mayor de 50 °C y se extinga la poca cal viva o libre que hubiera podido quedar en el proceso.

58

El cemento enfriado se envasa en bolsa para evitar la humedad, para que no se endurezca y pierda sus propiedades; también se puede despachar a granel.

2.1 Elaboración del cemento •

Extracción de la materia prima.

•

Trituración de los componentes.

•

Tanques de corrección y homogenización.

•

Hornos giratorios.

•

Enfriador del clinker.

•

Almacenaje del clinker.

•

Molino de bolas combinado con el clinker y el yeso.

•

Almacenaje en silos.

•

Ensacado del cemento (se puede distribuir también a granel).

•

Transportación.

3. COMPOSICION QUIMICA Y PROPIEDADES DE LOS COMPONENTES MINERALOGICOS Y DE SUS COMPONENTES SIMPLES (ÓXIDOS) ÓXIDOS CaO

60 - 67%

Mg2O3

0-5%

SiO2

17-25%

Na2O + K2O 0.5 - 5.5 %

Al2O3

2 - 9%

SO3

Fe2O3

0.5 - 6%

1-3%

Estos componentes al hidratarse forman los siguientes compuestos: Silicato tricálcico SC3

35 - 50 %

Silicato bicálcico SC2

20 -35 %

Aluminato tricálcico AC3

1 - 15 %

Ferrito aluminato tetracálcico FAC4

8 - 20%

59

3.1 Propiedades de los compuestos mineralógicos Compuesto

Capacidad Velocidad de Resistencia cementante hidratación mecánica

SC3

Buena

Rápida

SC2

Buena

Lenta

AC3

Regular

Muy rápida

FAC4

Pobre

Muy lenta

Calor de hidratación

Altas resistencias Grande iniciales A mediado y

Estabilidad química Poca

Pequeño

Buena

A las 24 h

Muy grande

Muy poca

A largo plazo

Muy pequeño Muy buena

largo plazo

4. PROPIEDADES FISICAS

4.1 Fraguado Se denomina cuando el cemento, al ser hidratado tiene una consistencia plástica. Inicia antes de los 45 minutos y su final es de 6 a 10 horas.

4.2 Endurecimiento Cuando el cemento adquiere resistencia mecánica, y se admite que a los 28 días a obtenido su resistencia característica, por la cual la resistencias de los hormigones se especifica a esa edad. Hoy se utilizan retardados de fraguado que dan la posibilidad de utilizarlos en los morteros y hormigones para su facilidad de colocación o aditivos los cuales

plastifican el cemento, dando facilidades de colocación.

Los

aceleradores de fraguado son aquellos que reducen el tiempo y en regla general se usan los cloruros de calcio, los de sodio y los carbonatos alcalinos, pero hay que tener cuidado por la corrosión de las armaduras.

4.3 Desprendimiento de calor El cemento, al reaccionar con el agua, produce un desprendimiento de calor por ser exotérmica su reacción, por lo cual hay que tener cuidado en los hormigones en grandes masas.

60

4.4 Variación del volumen El cemento sufre un ligerísimo aumento de volumen durante el fraguado, como resultado de la temperatura y luego una disminución por ser menor el volumen de los hidratos que el de los componentes anhidros y el agua, y además por la pérdida de agua. Esta disminución se llama retracción y es de 2mm/m a los 24 días, en la pasta de cemento y agua. En los hormigones la retracción se atenúa por causa de los áridos y es solo 0.5 mm/m a los 25 días.

4.5 Falso fraguado Es aquel que el endurecimiento se produce rápidamente y que desaparece si se continúa amasando. Se considera que es motivado por el exceso de yeso, el cual lo altera pero es de carácter inofensivo.

4.6 Hidratación de cemento El grano del clinker se hidrata lentamente por su superficie específica, siendo mayor cuando tiene mayor superficie específica. µ m en 24 horas La penetración en los granos de clinker es la siguiente: •

0.5 µ m

•

1.7 µ m en 7 días

•

3.5 µ m en 28 días

•

5.0µ m en 90 día. Esta finura se determina por el permeabilímentro Blaine, y también por el

tamiz de 0.074 mm de luz de malla (Tamiz # 200) el cual puede tener un residuo máximo del 10 al 13% en peso.

4.7 Resistencia mecánica El cemento se clasifica por su resistencia a compresión, P-350, P-450, que se hace a pedido. También se determina su resistencia a la flexotracción.

4.8 Adherencia del árido. La adherencia entre el árido y la pasta de cemento es un factor importante en la resistencia del mortero, especialmente en la resistencia a la flexión, y el 61

papel de la adherencia no se ha podido entender hasta fechas recientes. La adherencia se debe fundamentalmente a la trabazón entre el árido y la pasta del cemento con la aspereza de la superficie a que se aplique. Sabemos que cuando se emplean partículas trituradas se obtiene una superficie más áspera, dando una mayor adherencia que aquella en las que se emplee arenas suaves, porosas y mineralógicamente heterogéneas. Generalmente las partículas cuya textura superficial no permite penetración no producen una buena adherencia; la adherencia también es afectada por otras propiedades físico-químicas del árido, las cuales están relacionadas con su composición química, mineralógica y con la condición electrostática de la superficie de las partículas. Por ejemplo, puede existir alguna adherencia química en el caso de los agregados o áridos calizos y tal vez de silicio, y en la superficie de partículas pulidas se pueden desarrollar algunas fuerzas capilares. Cuando la adherencia es buena en un hormigón se puede demostrar fácilmente, porque al hacer el ensayo a compresión, los áridos se fracturan. Hay que tener cuidado porque puede suceder que el árido es demasiado débil, debido a que la resistencia de la adherencia depende de la resistencia de la pasta, así como de las propiedades de la superficie del árido. Sin embargo, en un mortero u hormigón de alta resistencia, la resistencia de adhesión probablemente tiende a ser menor que la resistencia a la tensión de la pasta de cemento, de modo que las fallas se producen preferentemente en la adherencia.

4.9 Fluidez Una de las características del cemento es darle laborabilidad a los morteros en el lenguaje propio de las obras se le llama correa. 5. TIPOS DE CEMENTOS AMERICANOS Los cementos americanos se clasificaban en cinco tipos: Tipo I.

Corriente u ordinario (se parece al P-350)

Tipo II.

Mediano calor de hidratación

Tipo III. Altas resistencias iniciales Tipo IV. Bajo calor de hidratación 62

Tipo V.

Resistente a los sulfatos.

6. CEMENTO PUZOLANICO. Es aquel cemento que se mezcla con un 20 a un 40% con puzolana, los cuales obtienen sus resistencias a largo plazo, es decir de 90 a 180 días. 3.0 Cal Cal, sustancia sólida cáustica, blanca cuando es pura, que se obtiene calcinando caliza y otras formas de carbonato de calcio. La cal pura, llamada también cal viva o cal cáustica, está compuesta por óxido de calcio (CaO), aunque normalmente los preparados comerciales contienen impurezas, como óxidos de aluminio, hierro, silicio y magnesio. Al tratarla con agua se desprenden grandes cantidades de calor y se forma el hidróxido de calcio, que se vende comercialmente como un polvo blanco denominado cal apagada o cal muerta. La cal se utiliza para preparar cemento y argamasa, y para neutralizar los suelos ácidos en agricultura. También se emplea para fabricar papel y vidrio, para lavar la ropa blanca, para curtir las pieles o el cuero, en el refinado de azúcar y para ablandar el agua. El agua de cal, que es una disolución alcalina de cal apagada en agua, se utiliza principalmente en medicina como antiácido, como neutralizador de un ácido venenoso o para el tratamiento de las quemaduras. La mayoría de los aglomerantes y morteros puzolánicos han constituido en la historia las cales hidráulicas y estos materiales se utilizan para la restauración de las construcciones monumentales. La durabilidad de los materiales empleados en los preciados históricos procede los aglomerantes hidráulicos para unir las piedras. Los

fenicios

descubrieron

un

aglomerantes

con

comportamiento

hidráulico, “que podía fraguar y endurecer en el agua”, e introducieron en todo el Mediterráneo el método de la cocción de la cal aérea y su capacidad hidráulica añadiéndole la puzolana (son aquellas sustancias silíceas que, reducidas a polvo, amasadas con cal). También los fenicios emplearon cal y polvo de ladrillo para repellar los tanques de agua en Jerusalén; los griegos utilizaron mortero de repello 63

realizando con la cal puzolanica para dar terminación de los edificios, obras hidráulicas y en las juntas de las lajas en los muros. Las cales utilizadas son de

origen calcáreo y son cocidas a baja

temperatura, para obtener la mínima superficie específica, tamizadas cuidadosamente y ausencia de impurezas. Cuando se puede elegir arenas, se pueden obtener una versatilidad cromática pudiéndose obtener texturas específicas. Este material garantiza una compatibilidad con las estructuras de muros antiguos, pero debemos aclarar que sus propiedades mecánicas finales después de un tiempo superior a los 28 días, lo cual esto les permite adaptarse a las naturales deformaciones de la estructura del muro durante las fases del endurecimiento. Sabemos que la cal se caracteriza por sus porosidades elevadas y una superficie específica reducida, además garantiza lo siguiente: •

elevada permeabilidad

•

reducida capacidad de absorción apor

•

menor velocidad de absorción Se sabe que no existe ningún material que puede resistir por mucho

tiempo a los agentes atmosféricos y que la velocidad de la degradación de los materiales de terminación aumentaba tanto rápidamente cuando se ha incrementado la industrialización. En la atmósfera están constantemente presentes los áridos de azufre y de nitrógeno que en presencia del agua interaccionan con los materiales en el exterior creando transformaciones químicas de los mismos materiales. Hoy hay una demanda mayor de prestaciones, por lo cual hay que verificar si el cimiento está construido sobre que puede tener cloruros por la proximidad del mar, en depósitos orgánicos, terrenos sulfáticos; lo cual requiere un mortero específico que sea resistente ante la acción de las antes dichas sales.

64

La parte exterior de un edificio está expuesta a la acción de los ciclos de lluvia y del sol, lo cual requiere un mortero específico y con una adecuada distribución de los poros.

65

CAPÍTULO 4 ARIDOS 1. PROPIEDADES Puesto que el árido ocupa por lo menos, tres cuartas partes del volumen del mortero, no es de sorprender que su calidad reviste considerable importancia. El árido limita la resistencia del mortero, debido que un árido débil no puede producir un mortero resistente y, además afecta la durabilidad del mismo. El árido se consideraba originalmente como un material inerte, que estaba disperso dentro de la pasta de cemento y cuya motivación era sobre todo económica. Pero es posible adoptar el punto de vista contrario y considerar el árido como un material de construcción que se une a todo cohesivo por medio de la pasta de cemento, de manera similar a la construcción de mampostería. De hecho, el árido no es realmente inerte y sus propiedades físicas y térmicas, y algunas veces también químicas, influyen sobre el comportamiento del mortero. Esa reacción del árido con el cimiento, en estos momentos se le denomina “reacción epitaxia”, a la cohesión del cemento con el árido, pero es preferiblemente con los áridos calizos. Como el árido es más barato que el cemento, resulta económico poner en la mezcla un máximo de árido y el mínimo posible de cemento;

pero la

economía no es la única razón por la que se utiliza este material “El árido” confiere considerables ventajas técnicas al mortero, el cual tiene más estabilidad de volumen y mejor durabilidad que la pasta de cemento sola. 2. CLASIFICACION GENERAL Sabemos que la arena, uno de los materiales básicos para confeccionar el mortero su tamaño máximo debe ser de 5 mm (4.76 mm) para morteros de repellos gruesos o para la colocación de bloques, ladrillos, etc., a este mortero lo denominan de pega, pero; para confeccionar la terminación de los repellos, se usará un mortero llamado fino, el cual tendrá un menor tamaño.

66

Nuestras arenas proceden de la fragmentación por procesos naturales de interperismo y abrasión o mediante la trituración artificial. Por lo tanto muchas de las propiedades del árido dependen de las propiedades de la roca original; por otra parte algunas propiedades corresponden a la forma y tamaño de la partícula, textura superficial, absorción. Todas esas propiedades influyen en la calidad del mortero, ya sea fresco o endurecido. En particular se ha encontrado que hay arenas que resultan insatisfactorias en alguna característica y, a pesar de ello, no causan dificultades cuando se usa para un mortero. Casi siempre varios autores escriben de áridos provenientes de materiales naturales, como sabemos en nuestro país se dificultan bastante, y es por eso que motivado por la trituración y clasificación de las rocas se obtienen diversas cualidades, la cual influye el carácter petrológico. Veamos como la ASTM, clasifica las arenas como sigue: Minerales de sílice (cuarzo, ópalo, calcedonia, etc.): •

Feldespatos

•

Minerales de carbonato

•

Mineras de mica.

•

Minerales de sulfato

•

Minerales de carbonato

•

Minerales de sulfat

•

Minerales de sulfuro de hierro

•

Minerales de ferromagnesio

•

Zeolitas

•

Oxido de hierro.

3. MUESTREO .Como nos interesa la calidad del árido que vamos a utilizar es necesario una muestra representativa y para ello se deben de tomar ciertas precauciones. Citaré como ejemplo que un procedimiento cuidadoso consiste en usar un cucharón para obtener una muestra realmente fiel; para ello una muestra

67

principal se compone de varias porciones, tomadas de diferentes partes del todo; el número mínimo de estas partes, llamadas incrementos, es 10. Hay varias maneras de reducir el tamaño de la muestra, cada una de las cuales resulta en la división de la muestra en dos partes similares: participación por cuartos y por mitades y a veces se humedece para evitar la segregación. 4. FORMA Y TEXTURA DE LAS PARTICULAS Además de las propiedades anteriormente citadas, las características externas son importantes, en particular la forma de la partícula y su textura superficial. La “redondez” mide el filo o la angularidad de las aristas y esquinas de una partícula; esa redondez depende en gran medida de la dureza y la resistencia a la abrasión de la roca de donde proviene el árido, así como el desgaste al cual la partícula ha sido sometida. En el caso de los áridos obtenidos portadoras, la forma de la partícula depende de la naturaleza de la roca original y del tipo de quebradora y la relación de reducción, es decir, el coeficiente del tamaño del material puesto en la trituradora entre el tamaño del producto terminado. El contenido de huecos del árido puede calcularse del cambio en el volumen de aire cuando se aplica una reducción conocida de presión, en consecuencia, el volumen de aire, o sea, volumen de espacio industrial, puede calcularse. Otra forma del árido es la “esfericidad”, que se define como función de la relación del área superficial de una partícula a su volumen; las partículas con una relación de área superficial a volumen revisten interés particular, porque reducen la trabajabilidad de la mezcla; las partículas alongadas o laminadas son de este tipo.

La presencia de estas últimas partículas puede además

afectar adversamente la durabilidad del mortero porque tienden a orientarse en un solo plano debajo del cual se forman huecos de aire y se acumula agua. La textura de la superficie depende de la dureza, el tamaño del grano y las características porosas de la roca original (las rocas densas, duras y de grano fino, que generalmente tienen superficies con fracturas suaves. 68

La forma y la textura de la arena tienen un efecto significativo sobre las necesidades de agua de una mezcla hecha con tales áridos.

Si estas

propiedades de la arena se expresen por el porcentaje de huecos en estado suelto la influencia sobre las necesidades de agua es muy clara. 5. DENSIDAD Puesto que la arena generalmente contiene, tanto poros permeables como impermeables, La densidad absoluta se refiere al volumen del material sólido que excluye todos los poros y puede, por lo tanto, definirse como la relación del peso del cuerpo sólido, referido al vacío, al peso de un volumen igual de agua destilidad libre de gas, ambos valores tomados a una temperatura determinada. Por tanto, a fin de eliminar el efecto de poros impermeables completamente encerrados, el material tiene que pulverizarse y la prueba es laborioso y sensible. La densidad aparente o peso específico aparente es la relación del peso del árido secado en un horno a 100-110 oC durante 24 horas al peso que ocupa el mínimo volumen con todos los poros impermeables.

5.1 Peso volumétrico Se sabe bien que, el sistema métrico, la densidad de un material es numéricamente igual a su peso específico, aunque este último es una relación y la densidad se expresa en kilogramos por litro, pero en la práctica lo expresamos en Kilogramos por metro cúbico. El peso volumétrico depende de la distribución y la forma de las partículas del árido: sabemos que las partículas de un mismo tamaño pueden compactarse sólo hasta un cierto límite, pero las de menor, tamaño pueden caber en los huecos y aumentaría el peso volumétrico del material compactado. 6. POROSIDAD Y ABSORCIÓN DE LA ARENA La presencia de poros internos en las partículas del árido, o sea su porosidad afectan su permeabilidad y su absorción, los cuales afectan la adherencia del cemento, la resistencia del mortero, la estabilidad química y la resistencia a la abrasión.

69

Hay autores que plantean que no hay una relación clara entre la resistencia del mortero y la absorción de agua del árido utilizado, los poros de la superficie de la partícula sí afectan la adherencia entre al árido y la pasta de cemento, lo cual ejerce sobre la resistencia del mortero. 7. CONTENIDO DE HUMEDAD DEL ÁRIDO La arena expuesta a la lluvia recoge una considerable cantidad de humedad en las superficies de las partículas, incluidos los poros; sabemos que cualquier cantidad de agua en la superficie del árido distribuye al agua de mezcla y ocupa un volumen que excede en las partículas del árido, o sea que el estado básico del árido es saturado y superficialmente seco. 8. ABULTAMIENTO DE LA ARENA El grado de abultamiento depende del porcentaje de humedad presente en la arena y su finura cuando el aumento de volumen relativo al ocupado por una arena en estado de saturación y superficialmente seco, aumenta cuando se eleva el contenido de humedad de la arena hasta un valor de 5 a 8 por ciento, en cuyo caso hay un abundamiento del 20 al 30%. A mayor adición de agua, las películas se funden y el agua llena los vacios entre partículas, de tal suerte que el volumen total de arena disminuye hasta

quedar

completamente

saturada,

cuando

su

volumen

es

aproximadamente igual al volumen de la arena seca con el mismo método de llenar el recipiente. 9. SUSTANCIAS PERJUDICIALES EN EL ÁRIDO Vamos a clasificar tres categorías de esas sustancias que son: •

“impurezas”, que interfieren el proceso de hidratación del cemento.

•

“recubrimientos”, que impiden el desarrollo de una buena adherencia entre el árido y la pasta del cemento, y otras que son “débiles o inestables”. Veamos las impurezas orgánicas que pueden en consistir en productos

de la descomposición de materia vegetal (sobre todo el ácido tánico y sus derivados) y se manifiesta en la forma de humus o margas orgánicas, no todas 70

las materias orgánicas son perjudícales y para ello lo mejor será verificar sus afectos mediante pruebas de laboratorio. La arcilla puede presentarse en la arena en la forma de recubrimientos superficiales que interfieren en la adherencia entre el árido y la pasta de cemento, por otra parte, el polvo de trituración es un material fino que se forma en el proceso de transformación de la roca en piedra triturada o, con menos frecuencia, de grava en arena triturada. El limo y el polvo no deben exceder de cierta proporción, porque debido a su finura y su área superficial grande, por lo cual es limo y el polvo fino elevan la cantidad de agua necesaria para humedecer todas las partículas de las mezclas. Por tal motivo se plantea que en los morteros no debemos usar el “recebo” el cual motivó lo anteriormente expuesto. 10.

CONTAMINACIÓN SALINA

Uno de los problemas que produce la arena de mar o contaminada con sal es que absorbe hu7medad del aire y causa eflorescencias los cuales son depósitos blancos de mal aspecto en la superficie del mortero; explicaremos que es en si las eflorescencias: Motivado por la lixiviación de compuestos de calcio, conduce en algunas circunstancias a la formación de depósitos salinos en la superficie del mortero o hormigón. Esto sucede, cuando el agua se filtra a través del mortero o del hormigón mal compactado, o por las grietas, o a largo de juntas mal construidas y también cuando la evaporación tiene lugar en la superficie del mortero. El carbonato cálcico formado por la reacción del Ca(OH)2 con el CO2 queda después en forma de un depósito blanco y también se encuentran depósitos de sulfato de calcio. Otro problema es que la arena de mar independientemente que posee cloruros es muy fina, la cual obliga por su alta superficie específica una cantidad de agua bastante grande para obtener una laborabilidad adecuada, además de los problemas ecológicos que introducen. 71

11.

PROPIEDADES TÉRMICAS DEL ÁRIDO

En el capitulo Cuidados para el repello, cito la problemática de la expansión térmica, y motivado por eso, veremos cuales son las propiedades térmicas que son: •

coeficiente de expansión térmica

•

calor específico

•

conductividad térmica. Sabemos que la expansión térmica del árido y la pasta de cemento

difieren demasiado, un cambio grande de temperatura puede introducir movimiento diferencial y romper la adherencia entre las partículas del árido y la pasta de cemento. 12.

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

Bien se plantea que este nombre altisonante se le da a la sencilla operación de dividir una muestra de áridos en fracciones, cada una de ella compuesta de partículas del mismo tamaño. Los tamaños que se utilizan son aquellos normalizados por la ASTM, que son los siguientes: 9,52- 4,76 – 2,38 – 1,19 – 0,59 – 0,295 – 0,149 mm Cuadro de resultado de granulometría de arena. Tamiz

Retenido

Retenido

%Retenido

(mm)

Parcial

Acumulado

Acumulado

9,52

0

0

0

100

4,76

8

8

2

98

2,38

22

30

6

94

1,19

75

105

21

79

0,59

110

215

43

57

0,295

130

345

69

31

0,149

145

490

98

2

Bandeja

10

500

Total

500

72

%Pagado

El módulo de finura, inventado por Duft Abram’s el mismo del cono de asentamiento, se determina sumando los % retenidos acumulados dividido entre 100. M.F.= 2+6+21+ 43+ 69+ 98 = 239/100 = 2.39 El resultado de un análisis en tamiz se comprende con facilidad mayor si se representa gráficamente y es por eso que se utilizan mucho las gráficas de granulometría. Queremos aclarar que el módulo de finura es una descripción de la granulometría de un árido, pero resulta para medir variaciones de un árido procedente de una misma fuente es decir, como verificación cotidiana. Veamos los valores relativos de arrea superficial e índices superficial, calculada por Murdock. 13.

METODO PARA CALCULAR EL COEFICIENTE DEL INDICE SUPERFICIA APLICANDO LA TABLA DE MURDOCK

Fracción del tamaño de Área superficial la partícula relativa

Índice superficial

9,52 a 4,76

4

4

4,76 a 2,38

8

8

2,38 a 1,19

16

12

1,19 a 0,59

32

15

0,59 a 0,295

64

12

0,295 a 0,149

128

10

Menos de 0,149

--

1

El efecto global del área superficial de un árido de granulometría dada, se obtiene al multiplicar el porcentaje del peso de cualquier fracción de tamaño por el coeficiente que corresponde a dicha fracción y sumar a continuación todos los productos. Sabemos que un aumento en las superficie específica del árido para una relación constante agua/cemento conduce a una resistencia inferior del mortero. 73

Tamiz en mm

Arena Natural

Arena Artificial

4.76

100

100

2.38

95-100

95-100

1.19

70-100

70-100

0.59

40-75

40-75

0.247

10-35

20-40

0.149

2-15

10-25

0.074

-

0-10

74

CAPÍTULO 5 EL MORTERO COMO RECUBRIMIENTO 1. INTRODUCCIÓN Si bien una pared puede darse por terminada una vez que ha sido levantada, lo normal es que el proceso continúe hasta darle una buena presentación en lo que se conoce como repellar la pared. En la mayoría de los casos, las personas asignan al repello una propiedad enteramente estética, sin darse cuenta que éste cumple también la función de proteger la pared que cubre. Atendiendo al aspecto estético, el rendimiento de un individuo en su trabajo puede verse afectado por la inseguridad que le proporcione una rajadura o caída del repello de una pared del edificio donde labora, también puede ser causa de tensión para una ama de casa, quien observa rajaduras en las paredes de su hogar, aunque éstas sean de escasa importancia estructural. En lo que a protección de la pared se refiere, un repello con características adecuadas de resistencia e impermeabilidad, incrementará la durabilidad del hormigón. La literatura relativa a este tipo de repello es sumamente escasa y, resulta casi imposible encontrar referencias de su aplicación en nuestro medio. El procedimiento de elaboración y colocación de un repello de mortero es simple; no obstante, es notorio cómo el profesional de poca experiencia, por lo general los de graduación reciente, no tienen elementos suficientes que les permitan opinar sobre la calidad del repello que fabrica el operario de construcción. Este tema tiene el propósito de brindar información básica acerca de lo que es un repello de mortero o repello de albañilería como se conoce entre los operarios de construcción, cuáles son los problemas más frecuentes, cómo pueden reducirse y cómo corregirlos. El trabajo se sustenta en la escasa información bibliográfica existente, pero sobre todo en los resultados obtenidos de las visitas periódicas realizadas

75

a obras en proceso de construcción, entrevistas a personal calificado en esta materia, investigaciones en los laboratorios durante un buen tiempo. 2. PLANEAMIENTO DEL PROBLEMA Por repello se entiende aquel recubrimiento que se realiza con un mortero (cemento, arena, agua y a veces algún aditivo) aplicado sobre la superficie de una pared con el fin de conferirle protección y obtener de él ventajas decorativas; además también se utiliza recebo e hidrato de cal. Como se deduce de la definición anterior, un repello cumple con dos funciones principales: •

Protección: se busca brindar a la pared una capa protectora contra los agentes atmosféricos, en especial el agua. Con una permeabilidad menor es posible incrementando su durabilidad al reducir la probabilidad de corrosión del acero de refuerzo.

•

Estético: Brindar un acabado agradable. Es en este aspecto donde se centra mayormente el interés del usuario, el cual elige el acabado atendiendo a su gusto y disponibilidad económica. Los repellos de mortero tienen un vasto campo de aplicación a nivel

nacional.

Y así como extensos es su uso, también es grande la probabilidad

de encontrar repellos que hayan sufrido algún daño poco después de su colocación. Un estudio de campo realizado, revela que aproximadamente el 95% de los repellos efectuados en construcciones dentro de la poca adherencia del repello grueso, los reventaderos y, los desprendimientos del repello por exceso de espesor que es lo más común.

2.1 Pulverizado del repello grueso. El proceso de repello involucra una fase de repello grueso (Procedimiento de colocación correcto de un repello).

Del cuidado que se tenga en su

aplicación dependerá en gran medida la adherencia final del mortero de llenado. En nuestro medio la mezcla para el

repello grueso se ha estandarizado

en cuanto a cemento y arena y los otros materiales se refiere, esto es, una 76

relación volumétrica de una parte de cemento contra el volumen de los otros, la cantidad de agua adicionada responde a la experiencia del operario, lo cual no asegura en forma confiable la dosificación correcta del agua para la mezcla. Una superficie de repello grueso deficiente puede deberse también a un mal curado, es decir, no se le brinda agua en cantidad suficiente para permitirle alcanzar un valor de resistencia adecuado. Un repello grueso mal hecho tarde o temprano se pulverizará, eliminando la adherencia entre el repello y la pared. El pulverizado el repello grueso es posible detectarlo golpeando la pared suavemente con un objeto sólido.

Si el golpe se traduce como un sonido

sordo, se concluye que no hay problema pero, si el sonido es hueco, el pulverizado se hace evidente, el repello no está bien adherido a la pared. Cuando esto ocurre, lo que procede como método correctivo es picar o cortar la sección con problemas y colocar el repello nuevo.

El procedimiento

que se debe seguir es señalar el área afectada, sobre el limite de esta área, extenderse de 3 a 5 cm. hacia fuera y comenzar a picar o cortar de afuera hacia adentro y en forma de zigzag.

De esta manera se evitará dañar el

repello que está en buen estado y se logrará una mejor adherencia entre la parte nueva y la vieja.

2.2 Rajaduras. Son grietas visibles en la pared las cuales pueden ser causadas por: defectos en el proceso constructivo de ésta (verticalidad inadecuada) presencia e cavidades en las uniones de bloques, mezclas mal proporcionadas, calidad inadecuada de los materiales, superficies sucias, repellos muy gruesos en este caso se produce frecuentemente la caída del repello), curado inapropiado, coeficiente de expansión térmica diferente entre la pared y el repello, coeficiente de expansión térmica diferente entre la matriz cementante y el árido usado en la elaboración del mortero. Las causas atribuibles a diferencias en los coeficientes de expansión térmica se justifican en que el valor para la matriz cementante varía entre 11x10-6 y 16x10-6 por cada oC, y en algunos casos ese valor llega a 27 x 10-6 77

por oC, en los agregados, el rango normal es de 5 x 10-6 y 13 x 10-6 por oC. Si el coeficiente de expansión térmica de una mezcla depende de la cantidad del árido utilizado y del coeficiente que ese árido posee, necesariamente los coeficientes de la pared y el repello tienen que ser diferentes en la medida en que la cantidad y tipo de árido intervenga en la elaboración de cada mezcla, esto es, la mezcla para el bloque y la mezcla para el mortero de repello. Tipos de malla como solape para la grietas. La diferencia entre los coeficientes de expansión térmica entre la matriz cementante y el árido utilizados en el mortero de repello, es importante de considerar donde la temperatura de la superficie expuesta puede sufrir variaciones apreciables durante el día; estos cambios producen movimientos diferenciales que se manifiestan como rupturas de adherencia entre la matriz cementante y el árido. Otra causa de rajadura, pocas veces considerada es el asentamiento de los suelos. Por lo general, se carece de un estudio de suelos adecuados que permita prever los asentamientos diferenciales posibles en el sitio de construcción debidos al peso de la obra.

El agrietamiento en estos casos

puede manifestarse en forma directa en el repello, pero también puede ser el resultado de la proyección de grietas que sufre la propia pared. Cuando el problema de rajadura es un simple fisuramiento, sin indicios de problemas mayores a futuro como puede ser su desprendimiento, se corrige aplicando mortero con arena fina o una masilla, afinando luego la superficie. Si la

rajadura evidencia un problema mayor, será necesario picar o cortar la

sección afectada y hacer un nuevo repello; para esto se sigue el mismo procedimiento descrito para el pulverizado del repello grueso.

2.3 Desprendimiento del repello El exceso de espesor en un repello es muy frecuente en aquellos casos en que la pared no ha sido levantada cuidando su verticalidad; también puede darse por ejecución incorrecta del procedimiento de colocación del repello. El efecto de un espesor de repello irregular se traduce en la caída de las partes que reciben más mortero por acción del mayor peso que en esas áreas se concentra. 78

3. COLOCACION CORRECTO DE UN REPELLO Preparación de la pared: después de mantener la pared saturada por espacio de al menos 3 días y de haber eliminado cualquier protuberancia que pudiera alterar la uniformidad del repello, se procede a su repello grueso. la mezcla de mortero se debe lanzar fuertemente contra la pared, de abajo hacia arriba, logrando que quede una superficie áspera que facilite y asegure la adherencia entre la pared

de repello grueso y la capa de mezcla

del llenado. Curado del repello grueso; durante al menor 3 días, el debe recibir agua en cantidad suficiente para que el proceso de hidratación del cemento y la consecuente ganancia de resistencia tenga lugar.

No se debe olvidar que un

curado inapropiado puede conducir en el futuro al pulverizado del repello. Tagueado: una vez verificada la verticalidad de la pared, se colocará el plomo desligado de esta a una instancia de 1 cm. a 1,5 cm. que constituye el espesor normalmente utilizado para el repello o mezcla de llenado. Atendiendo a ese espesor se colocan las guías o tacos, normalmente de madera y con dimensiones de 2x4x0,5 cm. a distancias más o menos constantes (1 m) siguiendo la vertical definida por el plomo. Maestreado: colocados los tacos, se continúa con el maestreado que consiste en fabricar, entre taco y taco, en forma vertical, un elemento del mismo material de llenado de unos cuatro centímetros de ancho y un espesor igual al que tendrá el repello. Las maestras estarán distanciadas entre 1 m o 1 ½ y deberán dejarse secar por lo menos 24 horas, al termino de las cuales se realiza el llenado y se procede a pasar la regla de madera de 2,5 cm. x 2,5 cm. con al menos uno de sus cantos perfectamente recto, apoyándose en ellas con el fin de alcanzar una superficie lisa y uniforme. Dependiendo del tipo de acabado que se quiera alcanzar, se variará la proporción de los componentes (cemento, cal, arena y recebo), de la mezcla de llenado según se describe en el inciso siguiente. Algunas veces para definir las maestras se recurre al uso de varilla lisa. En estos casos la pared debe estar muy bien aplomada para lograr un repello 79

uniforme. Las varillas se sujetan a la pared en forma vertical para hacer el llenado y codeado respectivos. Esta variante se conoce como encarrillado y, rara vez proporciona resultados satisfactorios como el maestreado tradicional. Acabados: los más comunes son el quemado, fino, afinado, estipulado, lavado, cal y arena.

3.1 Repello quemado No se utilizan maestras ni codales, siendo su uso más común en proyectos de vivienda de bajo costo. Su preparación y colocación consiste en: •

Se humedece bien la pared.

•

Se prepara una mezcla con una dosificación volumétrica de una medida descrita en la tabla de dosificación para el repello. También se utiliza una mezcla elaborada con polvo de piedra y arena fina

en proporción volumétrica de una unidad de cemento y cinco de esa mezcla (1:5), no obstante el acabado resultante es menos fino que el anterior en casos excepcionales. Se utiliza repello grueso en la pared con la cuchara de albañil, luego se extiende y empareja con la llana de madera hasta obtener una superficie lisa y pareja. Se cura el repello, esto es, se humedece aproximadamente durante 15 días para garantizar una ganancia de resistencia apropiada.

3.2 Repello fino •

Se humedece bien la pared.

•

Se hace el repello grueso de la pared con una mezcla de proporción volumétrica (ver dosificación).

•

Se realiza el curado por 3 días al término de los cuales se construyen las maestras.

•

Se rellena el área entre maestras con una mezcla de proporción volumétrica planteada en la tabla. Al ida siguiente se afina la superficie con una mezcla nueva de proporción volumétrica de una medida de cemento y dos y media de arena tipo mosquito que pasa la malla No.8

80

(2,36 mm), haciendo su distribución con llanta o plancha de metal (aplanado de la superficie). •

Se cura la superficie por aproximadamente 15 días.

3.3 Repello afinado El procedimiento de colocación es el mismo que para el fino, pero en este caso, la superficie se lija o se pule a mano o con lijadora después de realizare el aplanchado.

3.4 Repello estiplado También sigue el procedimiento de colocación del repello fino, diferenciándose de éste en que la superficie no se aplancha sino que se saca. Esto consiste en colocar la llana sobre el mortero fresco y levantarla dando lugar a la formación de protuberancias pequeñas que quedarán al fraguar. Un repello estiplado más elaborado consiste en ejecutar el repello fino en forma completa, incluyendo el aplanchado. Sobre esta superficie se coloca una capa de mezcla de cemento y cal, procedimiento que se conoce como enmasillado. La cal para la mezcla debe mantenerse dentro de un recipiente grande, normalmente en un tanque con agua durante tres o cuatro días para lograr su hidratación antes de mezclarla con el cemento, a esto se le llama “podrir la cal”. Finalmente, la cal por mezclar será cernida en una malla de 1/16” (1,59 mm) o cedazo fino. La mezcla de cemento y cal (masilla) se coloca sobre la superficie utilizando la llana y luego se le da el acabado final con una esponja.

El

espesor normal de esta capa es de 1 mm. Adicionalmente, la superficie enmasillada puede ser lijada (opcional) para eliminar cualquier aspereza.

3.5 Repello lavado Se utiliza para hacer sobresalir un elemento estructural, una maceta o el borde de una escalera.

81

La proporción volumétrica de la mezcla consiste en una medida de cemento, una de arena y tres de piedra

uniformemente granulada en un

mismo tamaño (1:1:3), la cual se aplica sobre la superficie de repello grueso y maestreada.

Una vez llena el área entre maestras, se aplica miel de purga

para alimentar ganado, se deja en reposo por un día y luego se lava con cepillo y agua para logra el acabado final.

3.6 Repello de cal y arena Se diferencia del enmasillado en la proporción volumétrica de una medida de cemento, cuatro de arena fina y cinco o seis de cal (1:4:5 ó 6) la cual se distribuye con llana o plancha de metal, hasta alcanzar una superficie lisa. Los acabados descritos son los de mayor uso, sin embargo, el acabado final varia en función de

la utilización del inmueble y la habilidad del operario

de construcción. 4. CUIDADOS PREVIOS Resulta difícil, y en algunos casos hasta imposible, eliminar la probabilidad de falla de un repello: no obstante, el conocer las posibles causas de falla, permiten adoptar medidas que contribuyan a minimizarlas. La verticalidad y las características de las sisas donde se colocará el repello deben evaluarse a fin de corregir cualquier anomalía que lo pudiera afectar. Verticalidad: si la pared no está a plomo, es decir presenta diferencias con la vertical, el espesor del repello no será uniforme lo que redundará en rajaduras y desprendimientos en las secciones de mayor espesor. Sisas: en paredes de mampostería encontramos sisas o juntas rellenas con mortero las cuales deberán tener un espesor aproximadamente igual a 1 cm. Si se producen variaciones en el espesor, las acumulaciones mayores de mortero tenderán a desprenderse o rajarse. Asimismo, debe vigilarse la calidad del mortero de pega pues las cavidades que en él se presenten serán causa de agrietamiento. Tiempo y curado de la superficie: la superficie estará lista para el repello 3 días después de construida. Además, antes de aplicar el repello grueso, se debe humedecer la superficie completamente. Si el tratamiento con agua dado 82

a la superficie es escaso, ésta absorberá el agua que ocupa de la mezcla del repello lo que provocará su agrietamiento.

4.1 Cuidados durante el mezclado Cemento: es aconsejable utilizar cemento con no más de 15 días de almacenamiento. El cemento almacenado durante largos períodos, tiende a modificar desfavorablemente sus propiedades, en especial cuando es mal estibado o almacenado bajo condiciones de humedad altas. El recebo esta compuesto principalmente de arcilla la cual admite mucha cantidad de agua produciendo muchos vacios en los morteros y rebaja considerablemente la ADHERENCIA. Arena: debe ser especial para repello (arena fina) Para el repello grueso y mortero de llenado una arena fina que pasa la malla de ¼” (6,35 mm) es lo adecuado.

Cuando se desee obtener un acabo fino, se utilizará una arena

pasando la malla No.8 (2,36) para el afinado final.

Debe estar libre de

impurezas orgánicas que pudieran producir reacciones adversas con los componentes de mezcla Agua: el agua potable es lo que se suele emplear para hacer la mezcla. Si no se tiene acceso a ella, se deberá verificar que sea limpia y cumpla con especificaciones en cuanto a cantidades perjudiciales de aceites, álcalis, ácidos, sales, material orgánico, o cualquier otra sustancia que pudiera ser perjudicial.

La cantidad de agua que se adicione será la necesaria para

alcanzar un flujo de 105% a 115% (ASTM C-230) lo que proporcionará una buena trabajabilidad y adherencia entre la matriz cementante y el agregado. Mezcla: el mezclado debe ser homogéneo y, evitar que durante su colocación el sol o la lluvia modifiquen la relación agua-cemento (A/C). 5. DOSIFICACIONES QUE DEBEN DE SER UTILIZADAS COMO REFERNCIA MATERIALES PARA 1 M3 R´bm(MPa)

C

A

HC o Ro DPA

C(kg)

A(m3)

HC o R(DPA/ m3)

2,4

1

6

2

180

0.92

0.31

83

5,2

1

4

2

230

0.79

0.39

8,9

1

4

1

280

0.93

0.23

12,4

1

3

1

340

0.85

0.28

Nota 1:

El recebo (R) debe ser sustituido por Hidrato de Cal (HC) o

Desecho producción de acetileno (DPA). UM

Kg.

Litros

Colocación Bloques de 0.20m (interior)

m2

5.76

32.0

Colocación Bloques de 0.15m (interior)

m2

3.78

21.0

Colocación losetas hidráulicas o baldosas de piso

m2

4.50

25.0

Colocación ladrillo macizo o hueco de 0.15m

m2

5.61

31.2

Resano o repello grueso

m2

2.70

15.0

Colocación Teja de barro (losa de azotea) + polvo de sapo (1:3)

m2

3.62

15.0

Colocación rodapié

ml

0.46

2.0

Colocación azulejos

m2

3.45

15.0

Fino sobre resano interior y exterior

m2

1.15

5.0

Enchape piedra Jaimanitas sobre bloque o ladrillo

m2

4.60

20.0

Junta entre tubo de hormigón, acero o asbesto

Ml

6.44

28.0

Protección tubería plástica en pared

ml

0.87

3.8

Acople en tubería de barro

U

0.69

3.0

Macizado bloque de 0.20m

U

1.61

7.0

Macizado bloque de 0.15m

U

1.15

5.0

Protección tubería de hierro o cobre

ml

1.15

5.0

Colocación Bloques de 0.10m en tabique

m2

2.06

12.0

Colocación Bloques de 0.06m en tabique

m2

2.67

9.6

Enchape piedra Jaimanita en hormigón

m2

4.17

20.0

2,4 MPa

5,2 MPa

8,9 MPa

84

m2

3.33

12.0

Colocación carpintería de madera, hierro y aluminio

ml

0.68

2.0

Enchape mármol, baldosas o loseta hidráulica

m2

5.10

15.0

Juntas entre elementos prefabricados, mortero de asiento

ml

0.68

2.0

Protección tubería plástica en piso

ml

1.70

5.0

Remates en rodapié

m2

0.85

2.5

Remates por caja eléctrica

U

0.09

0.25

Derretido

m2

0.52

0.6

Enrajonado

m2

12.0

135

Enlucidos para elementos prefabricados (1C) (3HC)

m2

0.66

2.0

Enlucidos para vertederos (1C) (1HC)

m2

1.33

2.0

Salpicado (1:·) 400 Kg./m3

m2

2.00

5.0

Tape

m2

0.50

0.66

Colocación ladrillo macizo o hueco de 0.10m en tab. o celosías 12,4 MPa

Especiales

85

CAPÍTULO 6 SOLUCIONES PARA ERRADICAR PISOS DE TIERRA 1. INTRODUCCIÓN Para erradicar los pisos de tierra utilizando tanto materiales alternativos como los tradicionales, hay que establecer cuáles serán los estratos necesarios a desarrollar y determinar sus características físico-mecánicas mínimas para soportar las exigencias prevista para este tipo de piso. Es lógico que en nuestro país existen varias formas de erradicarlos y el método más sencillo es hacer uno que se parezca a las losetas hidráulicas, las cuales tienen las siguientes características: •

soportar un mínimo la resistencia a la flexión

•

ser impermeables.

•

tener una superficie de desgaste pulida para poder ser limpiada con facilidad y darle estética a nuestros pisos; trataremos que los métodos que expliquemos cumplan como mínimo ciertas exigencias para que tengan una durabilidad que satisfagan a las que la utilicen.

•

Para ello se dio una conferencia en Holguín, con su taller correspondiente a todos los representantes del Sistema en las Provincias Orientales, quedando los principios generales explicados, orientando que cada caso hay que asumir ciertos criterios porque todos los materiales que se utilicen no tienen las mismas propiedades.

2. TIPOS DE ESTRATOS

2.1 Estrato natural (prepiso) Este estrato es aquel que puede ser confeccionado por cualquier material rocoso, que no tenga arcilla; en algunas casas siempre se ha utilizado la ceniza mezclada con tierras calizas que dan un soporte natural para este tipo; como ejemplo, vemos que en Holguín, el residuo de la cantera 2000 da un pre-piso con unas características ideales. 86

Este pre-piso tiene que estar prácticamente "compactado" y nivelado para utilizar los mínimos gastos de materiales.

2.2 Pisos estructurales Este tipo de estrato será el encargado de soportar las exigencias a las cuales va a ser sometido. Utilizaremos algunos fragmentos del Reglamento de la Construcción que plantea la forma de realizarlos, aunque en él, se refiera a pisos industriales, o de otro tipo. Para la confección de este estrato utilizaremos cementos alternativos y no alternativos, que más adelante explicaremos.

2.3 Mortero seco Este mortero que tendrá diferentes dosificaciones, motivado por el tipo de piso estructural que posea, está basado en el cemento portland con arena. Hay que buscar la mejor granulometría ya que este estrato tiene la función de eliminar superficialmente las oquedades que origina la textura del piso estructura5.2.,4 Pulido. Este será la capa superficial que debe tener la calidad de ser lisa por completo y sin utilizar exceso de cemento para que no se originen pisos con una terminación de "piel de cocodrilo", o sea altas contracciones, que provocan estas características, como ejemplo el que rodea al Monumento Julio Antonio Mella frente a la Escalinata de la Universidad de la Habana.

2.4 Cuándo polvorearlo Un piso debe de estar pulido y cuando el mortero empieza a exudar hay que polvorearlo y darle llana metálica para que de un aspecto de terminación aceptable, la cantidad de cemento oscila en función de la arena utilizada y hay que hacer pruebas en cada región para determinar por m2 el consumo. 3. FABRICACION CON DIFERENTES AGLOMERANTES Como explicamos anteriormente este piso lo vamos a confeccionar con dos variantes, uno con aglomerante alternativo y el otro con cemento portland. 87

3.1 Con aglomerante alternativo. Llamaremos aglomerante-alternativo, aquel confeccionado con cemento romano más cemento portland (CR+CP). Las dosificaciones de este aglomerante se señalan en la Tabla # 1. El cemento romano se confeccionó utilizando un 30% de hidrato de cal y un 70% de Toba (que este caso es del yacimiento de Palmarito de Cauto) y el cemento de la fábrica José Mercerón de Santiago de Cuba con característica de P-350.

CODIGO

Cemento. Romano %

Cemento

Masa

%

Masa especifica.

Volumétrica

CR - 1

100

0

2,30

694

CR - 2

80

20

2,35

726

CR - 3

70

30

2,44

803

CR - 4

60

40

2,59

829

La masa volumétrica está expresada en Kg./m3 La masa específica del cemento expondremos con un valor máximo de 1200 Kg./m3. La resistencia a compresión a los 28 días de estas combinaciones del aglomerante obtenido, mezclados en diferentes proporciones volumétricas y expresadas en MPa son las siguientes: PROPORCIONES DE CEMENTO CONTRA ARENA Código

1:1

1:2

1:3

CR- 1

6,23

3,05

1,99

CR- 2

11.46

5,31

2,71

CR- 3

11,80

5,05

2,40

CR- 4

15,73

6,98

2,86 *

88

CAMBIOS LONGITUDINALES EN MM/M A LOS 28 DÍAS. Proporción

1:1

1:2

1:3

CR- 1

2.71

1.96

1.61

CR- 2

1.51.

1.68

1.56

CR- 3

1.15

1.25

1.58

CR- 4

1.68

1.20

2.06

Analicemos los gastos para la combinación CR-4 "Dosificación utilizada" •

Una parte de aglomerante alternativo (AA)

•

Tres partes de arena mezclada (AM)

•

0.60 de relación agua/cemento (a/c) Nota 1 Este tipo de mortero tiene que tener cierta exudación y para ello

la

dosificación utilizada le agregamos una parte de gravilla, haciendo un microhormigón. La dosificación quedará así en proporciones volumétricas al litro. •

1 litro de AA

•

3 litros de AM

•

0.60 litros de a/c

•

1 litro de G (gravilla) Nota 2 Al agregarle una parte de gravilla bajaremos la resistencia a compresión

de 2,86 MPa (28.6 Kg./cm2) Suma de los volúmenes aparentes (Va) Va= 1+3+1+0.60 = 5.60 litros Rendimiento = 60% Volumen real (Vr) en litros = 5.60x0.60 =3.4 litros

89

Si sabemos (tabla 1), que el peso de la masa volumétrica del código CR 4 es de 826 Kg./m2 y hemos utilizado el 40% de cemento Portland, pondremos calcular aproximadamente, cuanto hay en un metro cúbico. Cemento portland (CR4)= 829 x0.40 = 331.6 kg/m3 o sea 0.3316 Kg. por litros Para un metro cúbico de esta mezcla tendremos de gasto de cemento, lo siguiente: (0.331 x 1000)/ 3,4 = 100 Kg./m3 que debe de ser la mínimo a utilizar. Gastos de cementos por m2 para diferentes espesores Espesor (cm.)

Kg. de cemento

5

5 *

4

4

3

3

Sugerimos el de 5 cm.

3.2 Sin aglomerante alternativo. En este caso al no existir aglomerante alternativo utilizaremos el cemento Portland. Dosificación utilizada •

1 litro de cemento portland PP 250

•

5 litros de arena mezclada

•

6 litros de gravilla de 9.52 m (ó menos)

•

2 litros de agua Volumen aparentes = 1+5+6+2 = 14 litros Volumen real obtenido = 8.5 litros Kg. de cemento por M3 = (1.20 x 1000)/8.5 = 141 kg. Espesor (cm.)

Kg. de cemento

5

7,05

3

4,23

Sugerimos el de 3 cm. 90

Analizando la tabla 4 y 5, el gasto de cemento oscila en estas dos variantes entre: 4,23 y 5,0 Kg. por metro cuadrado. 4. MORTEROS SECOS De acuerdo al piso estructural, así serán las dosificaciones del mortero seco que se verterá sobre el. Esta combinación de cemento y arena "absorberá" el agua de exudación del piso estructural que tendrá que tener esta "característica fundamental", ya que su función básica es "rellenar todas las oquedades de la superficie". Para el piso estructural confeccionado con aglomerante alternativo. •

1 litro de cemento

•

3 litros de arena

•

0,4 litros de agua (absorbida del piso estructural) Vol. aparentes= 1+3+0.4 = 4.40 litros. Vol. real = 4.40 x 0.60 = 2.64 litros Gasto por m3 = (1,2x1000)/2.64=454 Kg./m3 Gastos para diferentes recubrimientos por m2 Espesor en mm

Kg./m2

4

1.82

3

1.362

2

0.908

Para el piso estructural confeccionado con cemento Portland PP-250. Dosificación volumétrica: •

1 litro de cemento

•

4 litro de arena

•

0.60 litros de agua Vol. aparente= 1+4+0.60 = 5.60 Vol. real = 5.60x0.60 = 3.36 litros Gastos por m3 de cemento= (1.2x1000)/3.36=357/Kg./m3 91

Gastos para diferentes espesores. Espesor en mm

Kg./m2

4

1.428

3

1.071

2

0.714

Analizando las tablas anteriores, el gasto de cemento oscila entre 0.714 y 0.908 Kg./m. 5. GASTOS POR PULIDO En este caso se usa solamente cemento-portland, el cual se extenderá en toda la superficie del mortero anteriormente colocado, siendo la relación agua/cemento mínima, aproximadamente 0.30. Partiendo de estos datos, podemos calcular los gastos: Dosificación volumétrica: •

1 litro de cemento

•

0.3 litro de agua Vol. aparente= 1+0.3 = 1.3 litros Vol. real = 1.3 x 0.6 = 0.78 litros Para un m3, el gasto de cemento es: (1.2x1000)/7.8=1538 Kg./m3 Consumo de cemento por m2 para diferentes espesores: Espesor en mm

Kg./m2

3

4.61

2

3.076

1

1.538

5.1 Análisis comparativo entre las diferentes soluciones para los gastos de cemento Portland para 1 m2 en kg. Piso Estructural ( P.E.) "Con Aglomerante Alternativo" A) para un espesor de 5 cm. = 5 Kg. B) para un espesor de 4cm = 4 Kg. 92

C) para un espesor de 3cm = 3 Kg. "Con Cemento Portland" D) para un espesor de 5cm = 7,05 Kg. E) para un espesor de 3cm = 4,23 Kg. Mortero Seco (MS) A) para un espesor de 5 mm = 1.82 Kg. B) para un espesor de 4 mm = 1.36 Kg. C) para un espesor de 3 mm = 0.91 Kg. "Piso Estructural con Cemento Portland" D) para un espesor de 5 mm = 1.43 Kg. E) para un espesor de 4 mm = 1.07 Kg. F) para un espesor de 3 mm = 0.72 Kg. Pulido (P) A) para un espesor de 3 mm = 4.61 Kg. B) para un espesor de 2 mm = 3.08 Kg. C) para un espesor de 1 mm = 1.54 Kg. Variante Óptima PE( A ) + MS( B ) + P( C ) = 5 + 1.36 + 1.54 = 7.9 kg /m2 CONSUMOS MÍNIMOS DE CEMENTO POR M2 m2 de piso

Kg.

Sacos de 42,5 Kg. Sacos de 50 Kg.

40

320

8

6,4

50

400

9

8

60

480

11

9,6

70

560

13

11.2

80

640

15

12.8

93

6. POSIBILIDAD DE UTILIZAR ÁRIDOS RECICLADOS DE ESCOMBROS DE DEMOLICIÓN Y RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN UTILIZANDO CEMENTO PORTLAND. PP 250 Proporción

Material que predomina

Ladrillo-hormigón

Escombro Mixto

Hormigón

Mampuesto

volumétrica

Res. compresión en MPa

1:8

7.2

1 : 10

5.3

1 : 11

4.8

1 : 12

4.4

1:6

6.0

1:8

5.8

1:10

3.0

1:6

5.7

1:8

3.7

1 : 10

2.5

1:8

6.5

1 : 10

5.8

1 : 11

2.6

7. EXPERIENCIA PRÁCTICA DESARROLLADA CON ÁRIDOS DE HOLGUÍN Se planteo hacer un piso de hormigón en una casa, utilizando un espesor de 3 cm., para evaluar la teoría con la práctica. Esto se hace porque es muy difícil hacer un piso de 3 cm. y que la subbase quede completamente nivelada. Dosificación realizada: •

Cemento= 1 cubo

•

arena =

•

gravilla = 6 cubos

•

agua

5 cubos = 2 cubos

Densidad del cemento = 1.2 Kg./litros Rendimiento de la mezcla - 8.5 litros consumo por M3 de cemento = 141 kg. 94

Para un espesor de 3 cm. = 4,2 Kg./m2 de cemento El cubo de cemento pesa 12 Kg. de cemento y cubrió 2.79 m2 el micro hormigón efectuada dando un gasto de = 4.3 kg. El arenado fue uno de cemento contra 4 de arena. Cemento utilizado = 10/5 = 2 Kg. Consumo entre el arenado = microhormigón = 4.3+2 = 6,3 Kg. Cemento para el pulido = 1.79 Kg./m2. Total = 8.00 Kg./m2 Nota: Coincide con los estudios teóricos realizados que lo mínimo de cemento es ese valor, Hormigón con poca cantidad de cemento el cual produce que la abrasión lo altere rápidamente.. 8. CONSUMO DE CEMENTO POR M2 DE PISO Es necesario entregar el consumo de cemento para erradicar los pisos de tierra por m2 , para que la entrega sea fácil de calcular. Si tomamos la altura del mortero es de 2.5 cm., un metro cuadrado llevará 25 litros de mortero. Si ponemos que son 321 Kg. de cemento por m2 para 25 litros será 8.03 Kg. por m2. Área m2

Kg. de Cemento

Bolsas de 42.5 Arena m3 Kg.

Polvo Piedra m3

50

401

9.44

1.078

0.375

60

482

11.34

1.320

0.450

70

562

13.22

1.540

0.525

Hay morteros que al tener una relación agua-cemento bajo, no es necesario el polvoreo. 9. CONSIDERACIONES DEL PISO El primer paso es el atezado y para ello es necesario amarrar tenso un cordel o nylon que servirá de guía para controlar la superficie de rellenar, en todo el perímetro y diagonales del paño, según sea la extensión del trabajo. Se

95

vierte el material del atezado, extendiéndolo por medio de un rastrillo, en capas no mayores de 50 mm, serán extraídas del área. Se compactará mediante un pisón controlando la altura mediante los cordeles guías extendidos, echándole agua para lograr una densidad apropiada. Los paños no serán mayores de 3000 mm de ancho y hasta 5000 mm de largo. El piso froteado con una capa de mortero sobre el atezado debe de tener una superficie uniforme; una vez comenzando el fraguado inicial del mortero se frotará la superficie hasta obtener una textura uniforme. Cuando el piso es pulido (a partir del piso ya froteado), se empleará la llana o plana metálica una vez terminada dicha superficie con la frota de madera; este proceso se ejecuta asentando la superficie con la llana y a continuación se polvorea la superficie con cemento Portland. Este proceso de pulido se logra pasando la llana varias veces con una ligera presión en su borde trasero en pasadas largas y uniformes hasta lograr que la misma brille. Cuando se haya endurecido la superficie, se mantendrá húmedo durante un período no menor de 3 días, para garantizar este curado, se puede regar con una manguera o cubos, una vez cada 24 horas como mínimo, (obteniendo de la RC-3504),

96

CAPÍTULO 7 MORTEROS FLUIDOS O DE DENSIDAD CONTROLADA 1. INTRODUCCIÓN Las empresas proveedoras de hormigón han elaborado en nuestro país, como en otros países adelantados del mundo, han desarrollado los denominados Morteros Fluido, Rellenos de Densidad Controlada o como se los conoce en la terminología inglesa CLMS. Estos, se caracterizan por ser un muy buen material cuyo destino principal es el reemplazo de suelo compactado en el relleno de zanjas, bases de pavimentos y cavidades de difícil acceso que requieran ser rellenadas. Los suelos, que son utilizados habitualmente para el relleno de zanjas y excavaciones deben ser compactados en capas en forma adecuada, para evitar los continuos asentamientos posteriores a su ejecución, a través de una energía mecánica de compactación y de una humedad óptima; en cambio los Rellenos fluidos presentan una fluidez específicamente diseñada para permitir el relleno total de las cavidades de una excavación, logrando por sus características específicas, las mejores condiciones de valor soporte sin necesidad de compactación alguna, especialmente en las áreas de difícil acceso donde los suelos no pueden ser compactados debidamente. Las condiciones exigidas para los suelos de relleno, en la práctica no se realizan, debido a las propias dificultades de conseguir el material adecuado, lograr el nivel de compactación suficiente y uniforme en todas las capas producto del ineficiente control de ejecución, dando como resultado asentamientos importantes y deformaciones que pueden ocasionar el hundimiento de los pavimentos superiores, con los consiguientes problemas al tránsito circulante y los altos costos de reparación necesarios Aquí se evidencia claramente una de las aplicaciones más exitosas de los Rellenos Fluidos, fundamentada por las tres siguientes ventajas:

97

Al ser un producto fluido, escurre en todas direcciones, rellenando la totalidad de los vacíos, sin necesidad de la aplicación de energía mecánica que pueda deteriorar las conducciones enterradas en la zanja. Ser un relleno cementicio, producido con la tecnología de los hormigones elaborados,

sus

características

mecánicas

(resistencia,

módulo

de

deformación, etc.) son totalmente predecibles a lo largo de toda su vida útil. Se pueden diseñar para que, con la capacidad portante adecuada, puedan ser fácilmente removibles en el caso de operaciones de mantenimiento futuro. 2. DEFINICIÓN Es un material de origen cementicio, muy homogéneo que en estado fresco fluye como si fuera un líquido, sin segregar ni exudar, transformándose una vez endurecido en una estructura estable que soporta cargas como si fuera un sólido. Al ser un producto producido, controlado y distribuido con la tecnología y equipamientos de la industria del hormigón elaborado permite que tanto las características en estado fresco como endurecido sean totalmente controlables y adecuadas al relleno necesario exigido. 3. COMPOSICIÓN Las empresas proveedoras de hormigón elaborado tienen diseños específicos, con diferentes contenidos de cemento que pueden oscilar entre los 60 y 200 Kg./m3, según los requerimientos y tipo de utilización en cada proyecto. Se pueden emplear también, cenizas volantes, agregados gruesos, arena, agua y un aditivo que proporcione la característica de gran fluidez y estabilidad necesaria. El empleo de cenizas volantes se justifica para el mejoramiento de la fluidez, de la impermeabilidad y de la resistencia final, pero no es absolutamente necesario. La calidad de los materiales debe ser la misma que la requerida en la preparación de hormigones y morteros de albañilería, no obstante, también es posible emplear materiales que por su granulometría no fueran apropiados para 98

su fabricación. Igualmente, queda abierta la posibilidad de utilizar materiales de recuperación con la condición de que no contengan sustancias perjudiciales ni demasiados finos arcillosos, efectuando los ensayos correspondientes previamente. 4. PROPIEDADES Las propiedades de los Rellenos fluidos se encuentran entre las correspondientes a la de los suelos y los hormigones propiamente dichos. Se prepara a partir de materiales similares a los empleados en el hormigón tradicional y se coloca con un equipo semejante a la del mismo. Sin embargo, una vez en servicio, presenta las características propias de los suelos. 5. FLUIDEZ Es la propiedad que distingue a este material de los otros empleados para rellenos. Permite que los materiales sean autonivelantes, que fluyan y rellenen huecos y sean autocompactables sin necesidad de emplear equipos de colocación y compactación convencionales. Es semejante en su aspecto a un mortero autocompactante. Una buena fluidez se logra cuando no se produce segregación apreciable y el material se extiende como mínimo 200 mm de diámetro. Los Rellenos fluidos diseñados adecuadamente no deben presentar segregaciones, exudaciones y retracciones de volumen. En este último punto algunos presentan una leve expansión luego de fraguados. 6. FRAGUADO Se define al tiempo de fraguado como el período entre el estado plástico y el endurecido del Relleno fluido, en el que no tiene todavía suficiente resistencia como para soportar el peso de una persona. Depende de la cantidad de agua y de la velocidad de exudación de la misma. Si el agua desaparece, las partículas sólidas se realinean y se ponen en contacto íntimo, brindando rigidez a la mezcla.

99

Los factores que afectan el tiempo de fraguado son los correspondientes a un producto cementicio, y son: El contenido de humedad de la mezcla. Temperatura. El tipo y la cantidad de los materiales cementicios. La permeabilidad y el grado de saturación del suelo circundante. 7. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Las resistencias medias a la compresión a 28 días, de los Morteros Fluidos más comúnmente comercializados en nuestro mercado, se encuentran entre 0,3 MPa y 5,0 MPa que son semejantes a los que corresponden a un suelo bien compactado, también se pueden lograr resistencias a la compresión superiores de hasta 85 MPa con el aumento del contenido de cemento. 8. VALOR SOPORTE (CBR) Valores soportes CBR a 56 días para los diseños empleados en el relleno de base están en valores entre 60% y 130%. Densidad según los materiales que se emplean en la mezcla, los valores oscilan entre 1350 Kg./m3 y 1700 Kg./m3. 9. AISLACIÓN Y CONDUCTIVIDAD TÉRMICA No se puede considerar a este tipo de material como buen aislante, pero el empleo de aire incorporado ayuda a reducir la densidad y aumenta el valor de aislación. Permeabilidad es semejante a la que se logra con los rellenos granulares con valores entre 10-2 y 10-3 cm./seg. 10.

CONTRACCIÓN POR SECADO

Los Rellenos fluidos no son afectados por este tipo de contracción. 11.

COMPATIBILIDAD CON LOS MATERIALES PLÁSTICOS

El material plástico se emplea comúnmente para la protección de cables subterráneos y los Rellenos fluidos son compatibles con ellos. 100

11.1 Preparación y colocación en obra Los Rellenos fluidos se preparan utilizando los mismos elementos empleados habitualmente para los hormigones y morteros. Esto hace que sean fácilmente suministrables desde las plantas hormigoneras, tanto dosificadoras como con amasadora. Al igual que los hormigones, los materiales se dosifican y mezclan en un orden preestablecido obteniéndose un producto uniforme con características geológicas perfectamente controladas. La colocación de los Rellenos fluidos se puede realizar con los medios comunes empleados en obra; se vierte desde la canaleta del camión hormigonera, empleando cubos movidos por grúas, cintas o incluso bombeado. En este último caso, se recomienda el empleo de una bomba de baja presión o bombas rotativas. 12.

CONTROL DE CALIDAD

El control de los Rellenos fluidos se puede realizar de acuerdo con los requisitos e importancia de cada obra. Las resistencias se determinan mediante el ensayo a la compresión de probetas cilíndricas, observando un cuidado extremo en el manejo de las mismas, debido a la baja resistencia inicial que presentan. En obra, la consistencia se determina habitualmente mediante el uso del cono de Abrams. 13.

APLICACIONES

Los Rellenos Fluidos se diseñan para cubrir las necesidades más diversas cuando se recurre a los materiales de relleno. Se pueden citar algunos casos:

13.1 Materiales no estructurales Fue la primera aplicación conocida de los Rellenos fluidos; estos materiales resultan ideales para el relleno de todo tipo de zanjas de servicio, siendo muy ventajosos frente al relleno tradicional con materiales granulares. Actualmente tanto en Estados Unidos como en Francia, las compañías de servicios especifican los Rellenos Fluidos en lugar de los suelos compactados, para el rellenado de los espacios alrededor de las conducciones y cañerías.

101

El material fluye por debajo y alrededor de las conducciones, brindando un soporte uniforme, sin que ocurran vacíos. Como son autonivelantes, los Rellenos fluidos eliminan el peligro de dañar las conducciones durante el proceso de compactado mecánico. Cuando se prevean operaciones futuras de mantenimiento de las redes de servicio, los rellenos se pueden ajustar a resistencias a comprensión menores de 1 MPa con lo que resultan excavables con retroexcavadoras comunes. Debido a que los Rellenos fluidos fluyen y no es necesaria su compactación, son ideales para colocar en áreas de difícil acceso, donde apisonar un suelo o un relleno granular resulta ser casi imposible. Se pueden mencionar como ejemplos típicos, el relleno de espacios vacíos bajo pavimentos existentes, rellenos de estructuras subterráneas abandonadas como alcantarillas, tuberías, túneles, tanques de almacenamiento de combustibles o disolventes, pozos, cloacas, etc. La aplicación más reciente y novedosa es el relleno de microtúneles realizados para las conducciones de gas construidos en Italia. Esta nueva aplicación ha permitido realizar rellenos de una longitud de más de 600 m. con total éxito. Por la baja densidad y precio de los mismos, se utilizan habitualmente como contrapiso, ya sea sobre terreno natural o sobre estructuras. Son ventajosos, también, en el relleno de las zanjas de servicio alojadas en los tableros de puentes. Los Rellenos fluidos se aplican a la renovación y saneamiento de suelos contaminados en áreas urbanas e industriales, y en la construcción y mantenimiento de pavimentos. Para este caso, su uso está limitado a proporcionar sub-bases estables y resistentes.

13.2 Materiales estructurales Mediante una dosificación adecuada de la mezcla, se puede obtener un Relleno fluido de características estructurales, con resistencias a compresión que pueden alcanzar los 10 MPa. Estos materiales tienen aplicación en los casos siguientes:

102

•

Rellenos

estructurales.

Se

pueden

emplear

como

capas

de

regularización bajo cimentaciones en reemplazo de hormigones de limpieza, proporcionando capas de apoyo uniformes que ayudan a distribuir mejor las cargas. • Bases y sub-bases. Pueden aplicarse a la construcción de firmes destinados a tránsito liviano. • Lechos para conducciones. Constituyen son una solución para construir lechos donde se apoyen todo tipo de conducciones y también para envolverlas y

protegerlas.

Su

gran

fluidez

permite

penetrar

entre las

tuberías,

recubriéndolas y protegiéndolas en el caso de futuras reexcavaciones. Si se los trata con colorantes, sirven para poner en evidencia la presencia de una conducción de servicio, evitando la posible destrucción de las mismas.

13.3 Ventajas El uso de los Rellenos fluidos presenta un sinnúmero de ventajas respecto a los materiales granulares. Entre otros: Disponibilidad. Cualquier planta hormigonera puede suministrar el Relleno fluido. Suministro a las obras. Los Rellenos fluidos se entregan según el volumen requerido y de la forma habitual con camiones hormigoneras. Puesta en obra. La rapidez y la ausencia de compactación en la puesta en obra resultan muy ventajosas, logrando ahorros apreciables en el empleo de mano de y de maquinaria. Versatilidad. Los rellenos fluidos se adaptan a las necesidades concretas de cada tipo de obra. Así, se logran a pedido, materiales más o menos livianos, con una mayor o menor fluidez y resistencia, etc. Seguridad. La puesta en obra de los rellenos fluidos hace innecesaria la permanencia del personal dentro de las zanjas, lo que evita los accidentes por posibles derrumbes de los laterales.

103

Homogeneidad y calidad de la obra. Dado que los Rellenos fluidos se fabrican con técnicas industriales muy controladas, la estructura final es más homogénea y segura respecto al cumplimiento de los requisitos exigidos. Menor ocupación de las vías. Dado que el cerramiento de las zanjas no requiere el acopio de materiales "in situ", las calzadas y las aceras permiten una mayor circulación, tanto del tránsito vehicular como el peatonal. Habilitación rápida al tránsito. Los Rellenos fluidos son capaces de endurecer y aceptar el recubrimiento luego de 5 a 8 h de su aplicación, necesitando solamente 24 - 36 h, para poder ser transitable.

13.4 Plan de ensayos Se diseñó un plan de ensayos de dosificaciones encaminado a obtener morteros de densidad cada vez más reducida, manteniendo una resistencia a compresión superior a 3 MPa. Los morteros dosificados permitieron el estudio de la influencia de las siguientes variables en las densidades y resistencias finalmente alcanzadas: Contenido de cal: mezclas sin cal y mezclas cal-cemento 1:1 en peso. Contenido de arena: 50%, 30%, 15% y 0% del volumen del mortero. Contenido de ceniza: del 0% al 30% del volumen del mortero. Contenido de agua: del 27% al 60% del volumen del mortero Consistencia del mortero: desde el 30% hasta consistencia líquida. Las mezclas de mortero se fabricaron y se ensayaron a flexión y a compresión. Previamente al amasado se mezclaban el cemento, la cal (en su caso) y las cenizas. La arena utilizada fue una arena normalizada, salvo en determinadas mezclas donde se utilizó arena molturada, obtenida a partir de una arena rodada molida en un molino de martillos hasta pasar por un tamiz de 0,2 mm de abertura. Se midió la consistencia de la masa de mortero mediante la mesa de sacudidas. Algunas amasadas. presentaron una consistencia muy líquida, no siendo posible cuantificarla por este procedimiento, por lo que a estas masas se las calificó con un escurrimiento líquido .

104

Las probetas, fabricadas en moldes prismáticos de 4x4xl6 cm., se desmoldeaban a las 24 horas, momento en el que se referenciaban, se medía su altura y se pesaban al aire. El incremento de volumen se traducía en un aumento de la altura de la probeta, única dimensión que el molde no coaccionaba a la expansión, cuyo valor se utilizó para calcular el volumen final alcanzado. El incremento de volumen se determinó, para cada serie, tomando como volumen de referencia el correspondiente a la amasada sin ceniza (amasada patrón). En aquellas series donde no se fabricó la amasada patrón, se determinó el incremento de volumen tomando como referencia el volumen de un prisma de 4x4x16 cm. Las cenizas de incineradora constituyen el agente expansivo en este tipo de hormigones celulares Las probetas que incorporaban cal en su composición se conservaron en cámara húmeda (20±2 °C y 95% HR) hasta la edad de rotura (edad. Estudio de la al a la expansión de las cenizas es muy reducida o incluso nula; el verdadero material expansivo dentro de la masa del mortero lo constituyen la ceniza y el agua… 14.

ESTUDIO REALIZADO EN EL LABORATRIO DEL TICONS

Son morteros en los cuales se obtienen una resistencia a comprensión bajas, siendo utilizado por tapar zanjas, las cuales son posibles fácilmente de levantarlas, se usa mucho en estos momentos para tapar donde hay conductos telefónicos, electrónicos, etc.; también pueden ser coloreados. RELLENOS FLUIDOS Idenficación Del Fluido

%

A/C

Tipo cemento

Hum.A Resistencia mb Comprens. (Kg.//cm2 %

Contenido Cemento

Temp

(KG/cm3)

Relleno fluido 120 No.1

1.50

Cienfueg.

3

7

26

28

Relleno fluido 120 No.2

1.37

Cienfueg.

2

8

120

28

Relleno fluido 120 No.3

1.37

Cienfueg.

58

18

160

28

105

Se diseñaron tres variantes con diferentes resistencias: Tipo 1: 10 Kg./cm2 . Cemento: 120 Kg./m3 . Arena victoria: 1575 Kg./m3 . Agua: 180 l/m3 . Aditivo: 1.50 l/m3 . R a/c: 1.50 Tipo II Resistencia: 30 Kg./cm3 . cemento: 150 Kg./m3 . Arena victoria: 1500 Kg./m3 . Agua: 205 l/m . Aditivo: 1.50 l/m3 . R a/c: 1.37 Tipo II Resistencia: 50 Kg./cm2 . cemento: 180 Kg./m3 . arena victoria: 1435 Kg./m3 . agua: 245 l/m . aditivo: 1.20 l/m3 . R a/c: 1.37 Aditivo estabilizador lievocen cp/839 para hormigón ligero, es un producto líquido, de espumogena coloidal, que permite la distribución homogénea de las perlita poliestireno dentro de la masa de hormigón 15.

RETARDADORES DE FRAGUADO PARA MORTEROS DE LARGA VIDA.

15.1 Propiedades. Los retardantes de fraguados no influyen negativamente sobre la resistencia final del mortero tratado porque una vez iniciado el proceso de endurecimiento, el mortero conserva inalterable sus características. A igualdad 106

de condiciones la resistencia final del mortero aditivado con un retardante son siempre superiores.

15.2 Uso del retardante. Prolonga el tiempo de laborabilidad del mortero aún a elevadas temperaturas. Impide la segregación de la mezcla cementicia y la del agregado. Permite la revibración de la chorrea para obtener un asentamiento total del concreto antes del endurecimiento.

15.3 Tipos de aplicación. El retardante de fragua retardite se utiliza para: Eliminar la formación de fisuras en construcción de estructuras de grande y pequeñas secciones donde por efecto del sedimento elástico del molde, el cemento debe adaptarse a la deformación antes del endurecimiento. Elimina la formación de juntas frías después de chorrear sucesivas con el fin de obtener una fragua lenta y uniforme al concreto de una estructura monolítica. Obtener el alza total del mortero mediante revibración antes de la fase final de endurecimiento.

15.4 Calidad y acabado del hormigón. El uso del retardante permite al mortero obtener acabados monolíticos de mortero uniforme de óptimo acabado

15.5 Descripción del producto. Los retardantes son un aditivo liquido que agregado a la mezcla de cemento permite mantenerlo fluido por largos períodos de tiempo. Disminuye la reacción de fraguado del cemento sea al inicio o al final en modo proporcional a la cantidad del aditivo utilizado. El retardo que se puede obtener varia de pocas horas fino a 48 horas. Deben ser conforme a la norma ASTM C 494/86 TIPO “A”. 107

15.6 Almacenamiento, Dosis. •

Almacenar el producto de modo que se encuentre entre las temperaturas de 0oC a 40 oC.

•

Agregar el retardante directamente en la mezcladora en producción, la dosis aria de 0,3% al 3% sobre el peso del cemento (de 0,3 Kg. a 3 Kg. cada 100 Kg. de cemento) según el estado de retardo que se desee.

15.7 Recomendaciones para el uso de los retardantes. El tiempo de fraguado del mortero aditivado es regulado no solo de la dosis variable del producto, sino de oros importantísimos factores que condicionan en medida sensible el fenómeno de fragua del mortero. Estas razones son: •

la composición mineralógica del cemento

•

la temperatura del ambiente

•

la temperatura del árido

•

la relación agua/cemento

•

la dosis de cemento.

•

hacer investigaciones porosos al aditivo el laboratorio del TICONS tiene una gran experiencia, motivado porque

sea usado en las obras de Varadero. RETARDO CON EL POLVO DE PIEDRA. ADITIVO RUDEDIL. Cantera

1%

1,5%

2%

2,5%

3%

3,5%

4%

1.00

1.30

2.00

3.00

3.00

3.00

3.00

1.00

1.00

1.30

1.30

1.30

2.00

2.30

Jamaica 2.00

3.00

3.30

3.30

4.00

6.00

6.30

Limonar

4.00

7.30

12.30

20.00

30.00

46.00

68.00

Regalito

4.00

8.00

12.30

21.00

32.00

48.00

74.00

Río Piedra Mina

108

Anafe III

7.00

12.00

20.00

29.00

47.30

72.00

7.30

13.00

21.00

30.00

48.00

73.00

Domingo 4.00 Fdez.

4.00

RETARDOS EN ARENAS. ADITIVO REDEDIL. RETARDITE MT. Canteras 2%

3%

4%

5%

6%

7%

8%

Victoria II

2.00

3.00

6.00

8.00

10.00

11.00

12.00

Dragón II

4.30

9.00

23.00

34.30

44.00

64.00

74.00

16.

USO DE LAS PERLITAS DE POLIESTIRENO EXPANDIDO.

Se muestran dos variantes con diferentes densidades: Tipo I Densidad: 500 kg/m3 cemento: 300 kg/m3 arena victoria: 200 kg/m3 poliestireno: 700 l/m3 agua: 155 l/m3 aditivo: 0,5 l/m3

Tipo II densidad: 900 Kg./m3 cemento: 350 kg/m3 arena victoria: 300 kg/m3 poliestireno: 600 l/m3 agua: 165 l/m aditivo: 0.5 l/m3

109

Identificación

Ast.

A/C

Peso

%

Resistencia.Com Contenido Ligereza p Cemento (Kg./cm2) (Kg./cm2)

Temp

3

7

28

122

182

350

28

Hormigón Ordinario

17

0,87

2125

--

89

Hormigón

17

0,51

500

76

8,3 10

20

300

28

17

0,47

900

58

18, 20,2 5

40

350

28

Ligero Hormigón ligero II

17.

MORTEROS IMPERMEABILIZANTES.

Los impermeabilizantes para placas de azotea usados en la construcción como sustitutos de las soladuras se dividen en cementosos, con base de cemento Portland blanco, muy aplicados en construcciones modernas por razones de climatología, por su acabado blanco, muy ligeros y de gran economía en su tendido y costo de fabricación y en asfálticos que son los de elaboración con asfalto. Los impermeabilizantes cementosos son de procedencia norteamericana, se comenzó a desarrollar su aplicación alrededor del año 1950 con resultados satisfactorios en las placas de hormigones in situ, cuyo auge fue tal que a pesar de importarse grandes cantidades del mismo, se instalaron

varias

plantas productoras en el país, tanto de los que se importaban como el Thorosel, Sika, Newcement y otros y los de elaboración criolla, como el Rena, Lustar, etc.; considerándose que hay más de 25 000 casas y edificios solamente en La Habana Metropolitana que recibieron este sellaje. El Triton se repello con un mortero impermeabilizante con un adherente acrílico extranjero, pero el Neptuno se preparo un cemento hidrófugo utilizando solamente el material adherente (acrílico)

110

Estos impermeabilizantes son clasificados entre las pinturas de agua de base de cemento Portland, en dos tipos, de acuerdo con las especificaciones de la U.S. Government Paint TT-P-21, clasificadas como “A” sin agregado pétreo y “B” con agregado pétreo. Los clasificados como “A” sin agregados silicios se componen de aproximadamente 80% de cemento Portland blanco, 10% de hidrato de calcio, del 3 al 5% de dióxido de titanio o sulfuro de cinc, del 0,5 al 1,0% de estearatos de calcio o aluminio como material repelente al agua y del 3 al 5% de sales higroscópicas, cloruro de calcio o de sodio. Los denominados clase “B” tienen composición similar a los de clase “A” y difieren solamente de los anteriores en que llevan un constituyente pétreo del 20 al 40% arena sílice, que pase por el tamiz No.20 y se retenga en el tamiz No.100; ambas clases se encuentran comprendidas entre las pinturas en polvo a las que al momento de aplicarlas se les añade aproximadamente del 30 al 33% de agua. Su aplicación es muy sencilla valiéndose de brochas anchas o escobillones que esparcen la pintura sobre la placa previamente humedecida, haciendo que se forme una película que la selle totalmente. Los mejores resultados se obtienen batiendo el polvo con el agua hasta conseguir una lechada espesa que se mantiene por ese medio lo más homogénea posible, la que se vierte sobre la placa limpia y humedecida, extendiéndose como se explicó anteriormente y dejándose secar por 18 o 24 horas a obtener una película rígida. Para un acabado o sellaje fuerte debe aplicarse una segunda mano, procediéndose como en la primera aplicación, con un humedecimiento previo completo de la primera película dada. La duración de estos impermeabilizantes es de aproximadamente 5 años; transcurridos estos, se procede a sellajes sucesivos de las placas, con procedimientos similares a los que se hacen sobre las superficies vírgenes. Este material viene envasado en sacos , los que deben conservarse bien cerrados y almacenarse en lugares secos. Su rendimiento aproximado es de un metro cuadrado por cada 2 Kg. de material.

111

Los resultados obtenidos con estos impermeabilizantes cementosos o pinturas de agua en las placas de hormigones in situ, no son conseguidos en piezas prefabricadas de azoteas, debido a la consistencia rígida de la película formada.

17.1 Hidrófugos. Son los productos que, agregados a los morteros u hormigones, obturan los huecos, actuando mecánica o químicamente. Se clasifican en hidrófugos de superficie y de masa, según que se apliquen en forma de enlucido o incorporen al mortero u hormigones.

17.2 Polvos inertes. Los que tienen por objeto mejorar la composición granulométrica cuando faltan los granos muy pequeños.

Se agregan en seco y deben ser

homogeneizados lo más posible. Debilitan las resistencias por aumentar el agua de amasado. Los más corrientes son el sulfato barico, kieselgur, sílice pulverizada, arcilla coloidal, silicato magnesico, hoy tenemos la microsilice.

17.3 Polvos activos Cal hidratada, puzolana, filler calizo, etc. Floruros: Forman depósitos capilares insolubles. Substancias grasas y jabones- Oleato, esterato y estereopalmitato de cal obtenidos por reacción con la cal liberada en el fraguado o añadudi directamente.

17.4 Coloides Obtenidos generalmente de las algas, cuya algina o árido alginico se combina con la cal, formando un alginato calcico coloidal que se hincha con el agua.

112

17.5 Hidrocarburos Derivados de la hulla, petróleo o betunes naturales, son eficaces por su insolubilidad en el agua, aunque aminora las resistencias mecánicas y adherencia. Los hidrófugos deberán tener la propiedad de ser adherentes, no atacar al aglomerante, no ablandarse por el calor, no agrietarse con el frío y no envejecer con el tiempo. 18.

MORTEROS DECORATIVOS

En nuestro País se han confeccionado muchas obras que se han embellecido por diferentes artistas en esta materia. Citare como ejemplo

unas obras confeccionado por e l escultor F.

GELABERT. Las dosificaciones mas utilizadas han sido utilizando el cemento blanco, pero debemos recordar que la arena le confiere su color predominante al mortero que se confeccione. Citare como ejemplo una dosificación: Cemento una parte Arena fina tres partes Hidrato de cal dos partes Pigmentos Como verán el los ejemplos su uso no es limitado

113

CAPÍTULO 8 CORROSIÓN DEL ACERO DE REFUERZO EN EL HORMIGÓN 1. TIPOS DE CORROSIÓN Se clasifican hoy en los ocasionados por las industrias del transporte, la química, los denominados generadores de energía y otros. Sabemos que la mayoría de las construcciones en nuestra época son de hormigón reforzado; el hormigón es una mezcla de cemento con áridos, aditivos o adiciones y agua y el hormigón reforzado ( o estructural) es aquel cuando se combina con el acero para obtener un material de excelentes resistencias mecánicas. El hormigón es un material poroso y permeable debido a la red de poros “generada por el exceso de agua utilizada en su fabricación”. La cantidad de agua utilizada por encima del 25% del peso del cemento tiende a evaporar. El acero, como material hay que producirlo a partir del óxido de hierro, el cual se combina con otros materiales como el carbono, y para su producción se debe utilizar enormes cantidades de energía. En el hormigón estructural, el hormigón sirve como una “barrera física” que aísla el acero utilizado como refuerzo del medio ambiente; sabemos que un medio alcalino pH mayor de 11 protege el acero al formar una capa pasivante de óxidos muy estables. Cuando estas características cambian, la capa pasivante se destruye dejando al acero en condición de oxidarse. 2. TIPOS DE DAÑOS. La clasificaremos en los siguientes grupos: Mecánicos: como el impacto, la vibración, la explosión, la abrasión, la erosión, la sobrecarga.

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Químicos: Ataque del medio ambiente, la humedad, la exposición de sustancias químicas, la denominada reacción alcali-árido, las acciones bacterianas. Físicos: Cambios de temperatura, expansión de cristales, incendios, fenómenos naturales imprevistos.

2.1 Manifestación de los daños Fisuras producidas por juntas inadecuadas, desequilibrio de cargas, retracción excesiva, áridos reactivos o corrosión del acero de refuerzo. El descascaramiento producido por las sobrecargas, áridos que reaccionan y la corrosión del acero que es la más frecuente. Los agresores más importantes son: dióxido de carbono. cloruros. ácidos. grasas animales o vegetales.

2.2 Daños en el hormigón por la corrosión del acero. Carbonatación o por bajo pH, esto puede ser motivado porque el CO2 en la atmósfera que reacciona con el hidróxido de calcio y el agua atrapada, también puede ser que el acero esté despasivado o desprotegido. Las corrientes eléctricas como aquellas que los metales de diferente potencial eléctrico generen corrosión galvánica o corrientes eléctricas extraviadas de redes que generan corrosión.

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Los contaminantes corrosivos, como el cloruro que acelera la corrosión, concentración del 0,2 - 0.4% despasivada de capa de óxido o cloruros que provienen de los ambientes marinos, sales, etc. 3. DEFINICIÓN DEL DIÓXIDO DE CARBONO Es aquel gas que se encuentra en mayor proporción en zonas urbanas y/o industriales y es producido por los gases de combustión de automóviles, chimeneas, industria, quema de basuras, etc. El dióxido de carbono se combina con la cal libre (presente en el cemento), el cemento y la humedad formando carbonato de calcio. Ca (OH)2 + CO2 + H2O

CaCO3 + H2O

y en una reacción secundaria. CaCO3 + CO2 + H2O

CaHCO3

En estos momentos el pH del hormigón baja a valores menores de 9,5 y en ese momento el hormigón pierde su capacidad de protección del acero y se inicia su proceso de corrosión; por lo cual podemos decir que la corrosión del acero de refuerzo como: una degradación de un metal por una reacción electroquímica con su medio ambiente. 4. CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA En el ánodo reacción de oxidación: Disolución del metal: Fe – Fe+2 + 2e Reacción de reducción: Desprendimiento de H+ o conversión del O2 en OH– Electrólito: Permite el flujo de iones entre el ánodo y el cátodo.

Flujo de corriente: Permite el flujo de corriente. Corrosión del acero Ánodo: Fe

Fe++ + 2e

Cátodo: ½ O2 + H2O + 2e

2(OH)2 116

Fe++ + 2(OH)–

Fe(OH)2

El hidróxido de productos de corrosión de hierro reacciona con el oxígeno para formar ÓXIDOS.

4.1 Iones de cloruro. Pueden estar incluidos en el hormigón desde su fabricación (utilizando arena o agua de mar) áridos contaminados o el uso de aditivos con contenidos mayores no permitido en las zonas marinas, etc. La inducción de los cloruros penetran disueltos en agua a través de los poros del hormigón, o cuando exceden los límites permitidos, los cuales al iniciar el proceso de corrosión (rompen la película de pasivación) pero no se agota. La acción de los cloruros destruye la capa pasivante en forma localizada o puntual. ½ O2 + H2O + 2e Fe

2OH–

Fe+2 +2e

Fe + 2Cl

(cátodo) (ánodo)

FeCl2

FeCl2 + H2O + OH Fe (OH)2 + H+ + 2Cl Límites permitidos de cloruros Tipo de exposición

Solubles en acido

Solubles en agua

Hormigón pretensazo

0,08

0,05

Hormigón en condiciones húmedas

0,2

0,08

En condiciones secas

0,2

0,15

La penetración de los cloruros en los ánodos incipientes empieza en las áreas reparadas en estructuras las cuales pueden formar efectos de ánodos incipientes en

áreas adyacentes o en la corrosión de áreas originalmente

pasivas (las catódicas), y los factores que permiten la acción son: la 117

permeabilidad del hormigón, la alta relación agua-cemento, la falta de curado y además el contenido de aluminato tricálcico del cemento o aquellas sustancias agresivas tales como los ácidos, excretas, grasas animales y vegetales que disuelven la matriz cementosa y a veces algunos áridos. También tenemos el ácido sulfúrico (H2S) presente en aguas residuales domésticas e industriales y el dióxido de azufre (SO2) y el óxido nitroso (NO) producto de los gases de combustión contenidos en el agua de lluvia.

4.2 Efectos del agua dulce. El agua dulce ataca la superficie del hormigón debido a que contiene bajos contenidos de sales de magnesio o de calcio la cual puede disolver la cal libre del cemento. 5. MÉTODOS DE DETECCIÓN DE LA CORROSIÓN Inspección visual Picado Medición del pH Contenidos de cloruros Potenciales de media celda. Resistividad eléctrica (permeabilidad) Resistencia de polarización lineal.

5.1 Opciones generales corrosión:

cuando

una

estructura

•

Hacer un estudio.

•

Demoler.

•

Disminuir la capacidad de carga de la estructura.

•

Prevenir / reducir futuros daños sin reparar.

•

Rehabilitar toda o parte de la estructura.

118

presenta

Las técnicas de protección y reparación del hormigón reforzado se han basado en el trabajo directo sobre el hormigón; en las construcciones nuevas debemos de tratar hacer lo siguiente: Estricto aseguramiento en la producción del hormigón. Utilizar aditivos reductores de agua para controlar y disminuir la relación agua-cemento. Buscar que el hormigón obtenga una buena impermeabilidad utilizando aditivos incorporadores de aire. Utilizar la microsílice para obtener hormigones más densos y con mayor resistencia. ENIA posee un equipo para La a CUALITATIVOS: potenciales del acero de determinar parámetros la corrosión de los refuerzos. PARAMETROS vinculados refuerzo .resistencia del hormigón. AMBOS PERMITEN IDENTIFICAR las zonas de mayor riesgo corrosivo. DETERMINAR ADEMAS LA VELOCIDAD DE CORROSION DEL ACERO DEREFUERZO MEDIANTE LO CUAL PUEDE CONOCERSE LA PERDIDA DE SECCION Y ESTIMAR EN EL TIEMPO SU DESARROLLO. Consta de dos sensores: Resistividad, humedad relativa y temperatura. Potenciales velocidad de corrosión 6. SISTEMAS QUE INHIBEN LA CORROSIÓN Procesos electroquímicos. Protección catódica - ánodos de sacrificio. Realcalización - incremento del pH Desalinización – Remoción de los iones cloruro. Inhibidores químicos. Inhibidor anódico. Bloqueador de poros más amina. Amino alcohol formador de película. 119

7. PROTECCIÓN CATÓDICA Un ánodo externo de sacrificio. Corriente que hace que los electrones fluyan del ánodo al acero de refuerzo. El acero se convierte en un cátodo donde la corrosión no puede ocurrir (debemos saber que el ánodo de sacrificio se consume lentamente). En esta protección tenemos las siguientes ventajas: La corrosión del acero puede ser controlada. No se requiere la remoción del hormigón contaminado con cloruros y teniendo una protección duradera: pero sus desventajas principales son: “el alto costo de la instalación requiere energía continuamente y el personal que la aplique debe estar calificado. En la realcalización / desalinización está basado en el mismo mecanismo de la

protección catódica usando un ánodo de sacrificio y una corriente

impresa bien sea para atraer el álcali hacia al acero o alejar los cloruros del acero, sus ventajas son que hay que hacer una menor remoción del hormigón y se puede proteger áreas grandes y sus desventajas son como las anteriores pero además “no se pueden utilizar” en estructuras pretensadas. 8. INHIBIDORES DE LA CORROSIÓN Se empezó a utilizar en 1946, y en el momento actual es ampliamente utilizado en sistemas de enfriamiento, radiadores de carro, tuberías, sistemas de calefacción y embalajes. Los inhibidores catódicos suprimen la reacción catódica (cinc metálico), están considerados como muy seguros para la salud, en bajas dosificaciones reducen la velocidad de corrosión y son más eficientes que los anódicos. Los anódicos suprimen la reacción anódica (nitrito de calcio), se consideran peligrosos para la salud, en pequeñas cantidades no funcionan, la relación área cátodo/ánodo se incrementa y aumenta la corrosión de áreas anódicas remanentes.

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Los “multifuncionales” suprimen las dos reacciones (amino - alcoholes), son muy seguros para la salud, tienen un efecto sinergético y combina los beneficios de efectos anódicos y catódicos aún en baja dosificación.

8.1 Clasificación de inhibidores químicos. Inhibidores pasivadores: Interactúan con el metal formando una capa de óxido del mismo metal la cual protege de la posterior corrosión, pero no actúa frente a la presencia de cloruros o sulfatos. Inhibidores

de

depósito,

son

aquellos

que

reaccionan

con

los

componentes del electrolito (agua atrapada en los poros) que rodean el acero de refuerzo, depositando sobre su superficie productos de reacción protectora. Los de película protectora aumentan la viscosidad del agua atrapada en los poros en cercanías al acero de refuerzo, con lo que se disminuye la difusión de oxígeno a través del medio y hasta el metal, disminuyendo la reacción catódica. Los de adsorción son aquellos que se depositan formando una capa muy delgada sobre el metal al cual se unen mediante diferentes tipos de enlaces; impidiendo una o las dos reacciones de corrosión. Existen en el mercado varios productos que son utilizados como inhibidores, en la mayoría de ellos, recomiendan que después de 2 horas de aplicado debe lavarse la superficie con agua limpia y pueden colocarse recubrimientos cementosos o sintéticos. 9. CAUSAS DEL DETERIORO DE LOS MORTEROS Y HORMIGONES Se define como deterioro a la aparición individual o conjunto de los siguientes síntomas: fisuras o grietas. Disgregación de sus componentes Desagregación de la masa que se caracteriza por la liberación de los áridos ante la desaparición de la pasta; en este tema trataremos las debidas al agua exterior, sola o combinada con ambientes marinos, contaminantes e industriales.

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Debemos alertar que además del agente agresor antes mencionado también influye la calidad del proyecto, la puesta en obra del mortero o del hormigón, la existencia de poros, la compacidad y el recubrimiento. Por lo tanto, hay que considerar las degradaciones del mortero y el hormigón a través del agua como: la figuración, la porosidad y el recubrimiento insuficiente, dando por consiguiente la desagradación atada o la corrosión de las armaduras; por lo tanto veamos la patología (nombre un poco redundante).

9.1 Patología debido a la Humedad en Ambientes Marinos. Independientemente del ataque químico que es el agua ejerce en el mortero y el hormigón amasado con ella, el vapor de agua (spray) contenido en la atmósfera de las zonas marinas están saturadas de cloruros y sulfatos; al evaporarse el agua, sobre o en el interior de los poros, "cristalizan" las sales, produciéndose: Aparición de tensiones internas que meteorizan los morteros pobres fundamentalmente, como también a los hormigones de baja resistencia, a este fenómeno se le llama "criptoflorescencias". Generación de corrientes internas que acabaran con la corrosión electroquímica de las armaduras.

9.2 Debido a Humedades en Atmósferas Contaminadas Las armaduras recién puestas están protegidas a los riesgos de oxidación por el recubrimiento y la presencia del hidróxido de calcio y así estarán estable, si a través de sus poros, no penetrase la humedad ambiental contaminada con anhídrido carbónico, dando la siguiente reacción: Por la que el hidróxido cálcico se transforma en carbonato, disminuyendo la alcalinidad desde un pH=12 ó 13 a otro valor de pH=9 a 9.5, de tal manera que esta alcalinidad ya no es suficiente para proteger la armadura comenzando la oxidación. El avance de la carbonatación en función de la humedad relativa del aire, de la proporción del Co2 y de la porosidad según la Ley fe Difusión de Fink (ver Tema XI) según la formula:

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p=K T½

(1)

donde: p= profundidad de la carbonatación en cm. T= tiempo en años.

K= es un coeficiente que depende de la calidad del mortero o del hormigón y de la humedad relativa. Para simplificar este ejemplo, vamos a dar a un mortero u hormigón de alta resistencia con una K=0.5 y para bajas resistencias K=0.2, calcular la llegada de carbonatación cuando los recubrimientos son de p=1 y p=2. Solución:

De la formula (1)

Con recubrimiento de p=1 cm. se tiene para: Hormigón corriente = 4 años Para el hormigón bueno = 25 años Con recubrimientos de p=2 cm., los tiempos anteriores se incrementas en: Para hormigón corriente: =16 años Para hormigón bueno: = 100 años Se puede deducir la importancia de conseguir morteros y hormigones compactos y mantener los recubrimientos. Para saber si una zona carbonatada se determina aplicando una solución alcohólica de fenoltaleina al 1.5 ó 2% con una adición de un 5 a 10% de agua destilada; la zona con un pH da una tonalidad roja oscura; debemos aclarar que los hormigones colocados en las épocas recientes es el bajo contenido en cemento, al haberse dosificado para bajas resistencias. Lo mismo ocurre con el dióxido de azufre (SO3) existente en atmósferas industriales que reaccionan con el agua dando lugar a ácidos sulfurosos o sulfúricos de lluvia ácida.

9.3 Patologías debidas a la agresión de los componentes del mortero u hormigón. Aunque el pH se mantenga por encima de 9, la corrosión de las armaduras puede comenzar si existen cloruros entre sus componentes, 123

motivado a que sus iones hacen que el agua se convierta en un buen conductor de la electricidad. Hay que tener cuidado con la sal (cloruro de sodio) presente en los áridos o en el agua de amasado con una cantidad de 0.1% para eliminar el cloruro se recomienda un lavado intenso y profundo con agua; y después aplicar una pintura o imprimación profunda de resinas apoxídicas o de metacrilato.

9.4 Debidas a la acción de aguas agresivas. Las aguas sucias, las pantanosas y las subterráneas (denominadas selenitosas) que contienen sulfato reacción con el cemento formando el sulfoaluminato cálcico o sal de CANDLOT; el gran tamaño de estos cristales crean fuertes tensiones internas que fisuran y disgregan el hormigón o el mortero sobre todo en las cimentaciones, especialmente en las partes más expuestas como son las aristas y los ángulos.

9.5 Fisuración Creo que es necesario recordar que además de las fisuras y grietas motivado a factores extrínsecos, el proceso de fraguado da lugar a fisuras de retracción, lo cual imposibilita absorber tracciones o fisuras de dilatación o contracción; el fraguado provoca la disminución del volumen, sabemos que se admiten microfisuras de hasta 0.2 ó 0.1 mm, de acuerdo al ambiente y cuya profundidad no excede a las 5 ó 10 mm; en el caso de conductos capilares cuando están en el ambiente exterior, llevan agua y los gases nocivos (ácidos sulfúricos y nítricos) hasta el interior de la masa del mortero u hormigón, produciendo una "carbonatación de cuña".

9.6 Porosidad Sabemos que es necesario utilizar agua para el amasado y una parte de ella cristaliza con el cemento y la otra queda ocluida formando poros al evaporarse; es por eso, que la relación agua-cemento debe de ser la mínima. 10.

CORROSIÓN DE LAS ARMADURAS.

La corrosión es el proceso químico o electroquímico porque el hierro del acero se transforma en hidróxido de hierro, 124

y después en óxido de hierro hidratado y agua. Fe2(HCO3 )2 + O2  → Fe2O3 + 2 H 2O + 4CO2

Esto produce el siguiente mecanismo "el recubrimiento de las armaduras es insuficiente para proteger la carbonatación, y el acero se encuentra en un ambiente árido la cual provoca la oxidación, generando tracciones internas, fisurando el hormigón dando entrada a la atmósfera agresiva. ¿Qué debemos hacer? Descarga el elemento Demoler lo deteriorado con la ayuda de los medios disponibles (utilizando un martillo neumático con una potencia acorde con la masa y resistencia del elemento). Limpiar la armadura con un chorro de arena dejando con brillo metálico y la superficie. Si la armadura tiene una suficiente corroída mayor de un 10%, se sugiere el análisis de un ingeniero estructural. Protección del acero se debe aplicar un mortero de una mezcla de cemento con polímeros para rellenar lo eliminado, utilizar un epoxi bicomponente espolvoreado con arena sílice para facilitar su adherencia posterior o productos a base de copolímeros acrílicos mono componentes, es necesario que estas superficies estén seca

10.1 Recalinización. Es aquel procedimiento que devuelve la parte carbonatada frente a la corrosión, esto es un fenómeno de electroforesis; es decir en el movimiento de una parte sólida en un líquido, a través de un campo eléctrico,

10.2 Desalinización. Es un proceso similar al anterior, pero en sentido contrario, en que los iones de cloruro se trasladan desde el interior del mortero hasta el electrolito dispuesto en la superficie exterior.

125

11.

TRATAMIENTO PROTECTORES

Polímeros acrílicos en dispersión acuosa, que se secan al evaporizar el agua, la superficie de aplicación debe de estar húmeda, lo mismo pasa con morteros a base de cemento. Disoluciones de polímeros acrílicos , tiene mayor penetración, facilitar la puesta a repintar debiendo tener la superficie seca. Epoxicos, los cuales tiene un gran adherencia, dando una mayor impermeabilización, pero la superficie debe de estar seca. Siliconas, para la superficies rugosas también la superficie debe de estar seca.

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CAPÍTULO 9 PREPARACIÓN Y PROCEDIMIENTO DE REPARACIÓN 1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN El presente documento tiene por objeto el recoger las recomendaciones a seguir cuando sea necesario realizar preparaciones de superficies de hormigón armado para su preparación. La preparación de superficies tiene por misión principal dotar al soporte de las condiciones idóneas para la aplicación del material de reparación, de modo que el conjunto material-soporte se comporte de acuerdo a las exigencias requeridas en la reparación. En consecuencia, la preparación de superficies condiciona, en gran medida, el éxito de la reparación. Antes de llevar a cabo la aplicación de cualquier producto de reparación sobre el hormigón, es necesario liberar el área que va a ser reparada de todas las cargas de suciedad así como de las partes poco firmes y blandas. Si las manchas de sustancias ajenas al hormigón ocupan superficies importantes, se hace necesario un lavado previo tras el cual se acomete la preparación del soporte propiamente dicha. Las condiciones a exigir al soporte y, por tanto, la preparación de superficies a realizar en él, dependen del tipo de material a emplear en la reparación. En líneas generales, la preparación de superficies deberá comportar como primer paso la delimitación de las zonas a tratar para, seguidamente, realizar la limpieza de las mismas. Realizadas estas operaciones se dispondrá los medios necesarios para obtener en el soporte la rugosidad superficial adecuada en función del tipo de material a utilizar y de su técnica de puesta en obra. Sea cual fuere el material de reparación que vaya a colocarse en contacto con la superficie de hormigón, lechada cementosa, adhesivo epoxi, emulsión polimérica, mortero, etc.; dicha superficie debe estar limpia, rugosa y exenta de

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partes débiles, o mal adheridas como podrían ser lechadas superficiales, pinturas y restos de reparaciones anteriores. Asimismo, deben considerarse las condiciones termohigrométricas (humedad y temperaturas) en orden a que sean compatibles con las del material a utilizar y con las del medio ambiente en el cual se realice la reparación. Se recomienda que el grado de preparación se lleve hasta conseguir una apariencia de árido fino visto en el caso de que el sistema de reparación esté compuesto por adhesivo y mortero. Sin embargo, si no se utiliza adhesivo entre el hormigón base y el mortero de reparación, es necesario descarnar la superficie hasta conseguir apariencia de árido grueso visto. 2. PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN DE SUPERFICIES DEL HORMIGÓN.

2.1 Limpieza previa. Tiene por objeto eliminar los restos de sustancias que disminuyen la adherencia entre el material de base (hormigón) y el material de reparación. Supone la emulsión y disolución de los agentes que generan la suciedad. Esta suciedad puede ser debida a factores de muy diversas naturaleza: mancha de óxido, grasa, aceite, pinturas, restos de elementos vegetales, etc. Existen varios tipos de elementos limpiadores. A continuación se citan algunos de los más adecuados dependiendo de la sustancia que se desee eliminar.

2.2 Manchas de grasas y aceites. Para eliminar aceites y grasas, entre los que se incluyen restos de agentes desencrofantes, es conveniente el uso de "agentes desengrasantes comerciales". Estos agentes son tipos especiales de gas-oil, así como otros derivados del petróleo. Suelen contener también agentes tensoactivos incorporados en sus formulaciones. 128

El modo de empleo de estos líquidos es mediante vertido sobre la superficie a limpiar y posterior frotamiento con un cepillo. Después se ha de permitir el ataque durante al menos de 20 minutos ó 30 minutos hasta que la suciedad se haya ablandado y disuelto. Posteriormente es necesario lavar con agua limpia y abundante mientras se friega con una escoba de retama dura hasta asegurar una superficie limpia. También pueden eliminarse manchas de aceite y grasas con soluciones alcalinas al 10% de metasilicato de sodio y/o fosfato trisódico: A esta solución puede añadirse sosa caústica y carbonato sódico (todo a partes iguales) e incluso una pequeña cantidad de agente tensoactivo, como líquidos orgánicos, generalmente combinaciones éter-alcohol. La aplicación de las soluciones alcalinas es la misma que se ha detallado para los agentes desengrasantes comerciales. La limpieza con soluciones alcalinas nunca debe usarse para hormigones fabricados con cemento aluminoso. Cuando se tenga constancia de que han penetrado aceites de forma importante en la superficie de hormigón, se puede emplear la escarificación. La escarificación es, además de una forma de eliminación de sustancias contaminantes, un método mecánico de preparación de superficies. En ningún caso deben utilizarse disolventes, ya que penetran en el hormigón y restan adherencia entre éstas y el material de reparación. Por último, los aceites de origen vegetal son eliminados mediante saponificación con sosa caústica.

2.3 Eflorescencias. Es muy común la aparición de eflorescencias de diversos productos en la superficie de hormigón, por ejemplo la aparición de hidrato cálcico. En estos casos el lavado debe hacerse con agua tibia y detergente concentrado. Si esto no resulta, puede utilizarse una solución de 5% de detergente y una concentración de fosfato trisódico que puede ir desde el 95% restante hasta el 60%, siendo el resto carbonato sódico. 129

El lavado final debe hacerse con abundante agua limpia.

2.4 Restos de agentes resinosos. La forma de eliminación de estos agentes es mediante lavado con líquidos comerciales especiales, que suelen ser los mismos que los utilizados para limpieza de aceites y grasas.

2.5 Formaciones orgánicas. Las formaciones de musgos, algas y otros seres orgánicos retienen la humedad y la fijan al hormigón, penetrando además profundamente en el mismo. Pueden ser eliminadas mediante quemado con llama y posterior cepillado con polvo abrasivo. Después debe cepillarse bien la superficie mientras se vierte agua y por último, se debe proceder al secado de la misma. El procedimiento de secado debe hacerse, si es posible, con secador de aire mecánico. El aire no debe estar contaminado.

2.6 Lechadas y restos cementosos. No es necesario un lavado con ningún producto especial, sino que se eliminan por procedimientos mecánicos (Es válido igualmente para manchas de óxido.

2.7 Restos de pinturas. En caso de pinturas, es necesario trabajar con disolventes para descomponer el ligante de la pintura y extraer así el colorante depositado en los poros. La elección del disolvente dependerá del tipo de pintura existente. Para pinturas solubles en agua no tiene sentido utilizar disolventes con los que no se consigue ningún proceso de disolución. En este último caso los restos de pintura pueden eliminarse con chorro de vapor de agua.

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3. PREPARACIÓN POR MEDIOS MECÁNICOS Las superficies a reparar deben estar, además de limpias, libres de todo producto débil (pasta de cemento, arena fina) y de partículas sueltas que hagan disminuir la adherencia entre el material de base y el de reparación. La meta es conseguir una superficie firme y rugosa. Los métodos de preparación que se proponen en este capítulo, se aplican posteriormente al lavado (si éste ha sido necesario), pensando siempre que si la superficie no ha quedado convenientemente preparada, el material de reparación (bien sea adhesivo o directamente mortero) fallará por la unión y no se habrá conseguido la finalidad de la reparación).

3.1 Picado. Es un método muy extendido que consiste en picar la superficie con un cincel, golpeándolo con un martillo. Con ello se consigue eliminar las partes débiles de la superficie de hormigón. Este es un método aconsejable solo para superficies pequeñas y que no estén muy deterioradas. Se crea una distribución de puntos fuertes de unión del material base al de reparación muy irregular. Además, es necesario no golpear con potencia excesiva ya que esto puede hacer saltar partes demasiado grandes y profundas que no se desean eliminar. Todas estas razones hacen que no sea un método muy aconsejable. Existe también el picado mecánico, que deja una superficie más regular, aunque debe ir seguido de un buen afinado manual, por ejemplo frotando con cepillo de púas metálicas. Nunca debe aplicarse el procedimiento de picado en hormigón pretensado a una distancia menor de 10 cm. de las armaduras activas.

3.2 Pistola de agujas. Se eliminan las partes blandas mediante golpeo con agujas metálicas que inciden perpendicularmente a la superficie que se pretende preparar. Las 131

agujas metálicas están soportadas por una pistola neumática o eléctrica que hace presión sobre ellas haciéndolas golpear a altas velocidades. Existen diversos tipos de pistolas a las que pueden aplicarse agujas de diferentes tamaños y diámetros dependiendo de la dureza de la superficie que se desee preparar así como del grado de preparación requerido. Las pistolas neumáticas o eléctricas someten a las agujas a presiones que oscilan de 5 bares a 8 bares. El diámetro de las agujas es muy variable y oscila de 7 mm a 50 mm, pudiendo ser incluso mayor. Las pistolas neumáticas y eléctricas de agujas producen un gran número de golpes por minuto: dependiendo del modelo este número puede oscilar de 3,000 golpes/min a 6,000 golpes/min. No es un método de lato rendimiento, por lo que solo es aplicable a superficies pequeñas o medianas. Si se aplica con cuidado y regularmente puede conseguirse un preparado superficial bastante regular. Además tiene la ventaja de que mediante la selección de las agujas puede conseguirse el grado de preparación que se considere más adecuado. Solo es posible a superficies planas o casi planas. La pistola neumática o eléctrica de agujas puede utilizarse también para eliminar el óxido de las armaduras.

3.3 Abujardado. Consiste en el golpeo de la superficie a preparar con una bujarda, que es un tipo especial de martillo metálico o cuadrado que lleva en el extremo unos salientes en forma de pirámides o de corona de pequeño tamaño. Para áreas pequeñas se utiliza la bujarda manual que es más eficaz que la mecánica y permite un acabado más perfecto. La bujarda mecánica se acciona mediante aire comprimido, y aunque con ella se consigue un rendimiento mayor, este procedimiento debe ir seguido de un retoque con bujarda manual para afinar la preparación. También existen bujardas eléctricas. Una modalidad de bujarda mecánica es la que se utiliza para la preparación de suelos de hormigón. En este caso el dispositivo, que en realidad consta de varias partes alineadas, se completa con unas ruedas y un 132

mango, en forma de carro para hacer un barrido más cómodo del suelo, lográndose así una preparación más homogénea. Sea cual fuere la modalidad de abujardado, se logra en cualquier caso una superficie rugosa exenta de partes blandas. Si se trata de un suelo, la preparación debe lógicamente concluir con un aspirado mecánico. Al igual que con el picado, el abujardado mecánico debe descartarse si se presume que puede afectar a las armaduras de hormigón pretensado. El abujardado no es aplicable a superficies extensas ni a superficies muy irregulares en las que sea difícil el acceso con la bujarda. El rendimiento de este procedimiento puede llegar a ser de 10 m2 /h. Tanto en el picado como en el abujardado y con las pistolas neumáticas o eléctricas de agujas, el golpeo debe ir en dirección perpendicular a la superficie a preparar.

3.4 Cepillado El cepillado puede ser manual o mecánico. El cepillado manual solo es útil para áreas muy reducidas. Se hace con un cepillo de forma tradicional que lleva púas de acero. El procedimiento mecánico, consiste en el tratamiento con un cepillo circular, también de púas de acero, que gira en un plano paralelo al plano de la superficie que se prepara. El cepillo se acopla a un taladro giratorio. Mediante cepillado solo se elimina una capa superficial muy poco profunda por lo que no es un método eficaz cuando se pretenden descamados importantes del soporte. Es además un método de difícil aplicación cuando la superficie no es totalmente lisa, ya que no se alcanza el mismo grado de preparación en todos los puntos de la misma, al quedar algunos puntos de imposible o muy difícil acceso. Este problema es común en realidad a todos los métodos excepto a los de chorreo y decapado térmico. El cepillado es un método de bajo rendimiento, solo válido para áreas reducidas. 133

Las partes que han sido cepilladas deben eliminarse mediante aspirado o soplado con aire.

3.5 Fresado Las máquinas fresadoras contienen unos rodillos o tambores que llevan unas fresas metálicas que giran perpendicularmente a la superficie del hormigón. Las fresas descarnan al hormigón, eliminando las partes más débiles del mismo. La profundidad de la zona descarnada depende del tipo y del tamaño de las fresas utilizadas, existiendo diversas posibilidades. Para superficies verticales se utilizan fresadoras de manejo simple en las que los tambores giran movidos por aire comprimido, con una presión de utilización que oscila de 6 bares a 8 bares. También se utilizan fresadoras manuales eléctricas. Por ser el manejo manual no es un método apto para superficies muy extensas ni para aquellas que sin ser muy amplias no son lisas. Para suelos existen fresadoras similares a las utilizadas en superficies verticales acopladas a ruedas y con mango para deslizarse por toda la superficie. Las fresadoras de suelos funcionan con aire comprimido, gasolina o electricidad. La principal ventaja del "fresado" es que con él se consigue un alto grado de rugosidad. El rendimiento se sitúa entre el obtenido en los métodos anteriores (picado, abujardado, etc.) y el correspondiente a los métodos de chorreo, que se desarrollarán en los puntos siguientes. El fresado crea cantidades de polvo que deben ser eliminadas antes de utilizar el material de reparación.

3.6 Chorreado de arena seca. El chorreo con arena, bien seca o húmeda, es el método más conveniente para la preparación de superficies de hormigón si la superficie a reparar tiene 134

un tamaño considerable. Es además el método más recomendado por los fabricantes de materiales de reparación de hormigón y técnicos. Consiste en hacer impactar sobre el soporte un chorro a alta presión de arena que elimina la suciedad de la superficie así como las partes no resistentes. La máquina toma de un depósito la arena mediante alimentación continua y la lanza con gran velocidad mediante una manguera con boquilla. En la actualidad, existen equipos de chorreado de arena con recuperación. El chorro puede ser dirigido por el operario y la distancia entre la boquilla de salida y la superficie de hormigón es ajustable. El grado de preparación que se alcanza depende de cuatro factores: distancia entre boquilla de salida y el soporte, presión de la máquina, grano de arena y tiempo de chorreado. La arena que suele utilizarse es sílicea de tamaño aproximado de 0.5 mm a 1 mm. Debido a que estos factores que son muy variables, se recomienda siempre hacer un ensayo en un área reducida, para elegir así el grado de chorreo. Es muy importante no chorrear con arena muy gruesa, ya que puede ser dañina para el soporte, así como peligrosa para los operarios. Aunque se utilice la arena adecuada, el chorreado no debe ser muy intenso ya que el mismo deriva en arrancamientos muy profundos en los puntos donde se ha chorreado durante mucho tiempo. Es muy importante también que el chorreado sea lo más continuo y regular posible. El principal inconveniente del chorro de arena seco es la contaminación del ambiente en el que se trabaja. Se crea gran cantidad de polvo y arena por lo que es necesario operar con las medidas oportunas. Este problema se solventa mediante el empleo de equipos de chorreado de arena con recuperación.

135

Este inconveniente descarta la utilización del chorro de arena seco en lugares donde haya maquinaria u objetos susceptibles de estropearse por la inclusión de polvo y arenas. Aunque mediante el chorreado no se elimina mucho espesor (no es lo que se pretende), se obtiene una superficie rugosa y libre de partículas sueltas, muy apta para la recepción de material de reparación, especialmente para resinas epoxi.

3.7 Chorro de arena húmedo. En este caso el conducto o manguera por donde circula la arena a alta presión, se comunica mediante un tubo con un depósito de agua y la propia presión de la arena hace de bomba, succionando el agua de forma que ambos materiales salen por la misma boquilla. Todo lo dicho en el apartado anterior es válido aquí, pero contando además con la ventaja de que la presencia de polvo silíceo y materiales en suspensión se ve muy reducida. El material arrancado, el polvo y la arena corren con el agua pudiendo ésta ser canalizada. El rendimiento conseguido con el chorro de arena seca o húmeda es bastante alto.

3.8 Chorro de agua. Este método consiste en proyectar agua fría a temperatura ambiente a presiones muy altas. Para ello se utilizan unas máquinas de bombeo equipadas con manguera y pistola con boquilla de salida. El agua que se proyecta sobre la superficie a reparar debe estar lo más limpia posible. El proyectado debe ser continuo y homogéneo. Con este método se consigue, en buena medida, la eliminación de las partes blandas, aunque la superficie que deja es muy irregular, por lo cual no sirva para la aplicación posterior de ciertos productos.

136

El agua a presión es muy peligrosa para los operarios por lo que la aplicación debe realizarse por personal especializado. En algunos casos (dependiendo del tipo de material a emplear) se precisa un secado posterior y, en ocasiones, un retoque manual para contrarrestar en cierta medida las irregularidades surgidas. El rendimiento conseguido es muy alto, como en todos los métodos de chorreo.

3.9 Granallado. El fundamento es el mismo que para el chorreo de agua, pero sustituyendo la arena por bolas de acero de 2 mm de diámetro máximo. El chorreo se realiza en circuito cerrado, reutilizando la granalla, previa separación del polvo y de la suciedad. Se obtiene un descarnado de la superficie bastante considerable. Sin embargo el rebote de las bolas es muy peligroso, por lo que este método sólo se usa en preparación de suelo utilizando una máquina provista de faldones que impiden que se escapen las bolas.

3.10 Decapado térmico. Con este sistema, un soporte "decapador" de varias boquillas dispuestas en líneas se desplaza sobre la superficie de hormigón. Bajo el efecto de la elevada temperatura de la llama la superficie del hormigón sufra un choque térmico: los componentes cristalinos del hormigón saltan y se desprenden en forma de partículas incandescentes. De este modo la lechada frágil y poco adherente es eliminada y simultáneamente la llama quema las grasas, aceites y todo tipo de agentes químicos contaminantes que puedan existir en el hormigón. Se pueden conseguir así desprendimientos de capas de hasta 5 mm de espesor. La máquina que se utiliza es un quemador oxiacetilénico que puede alcanzar una temperatura de llama de 3.100ºC. La velocidad de avance depende del estado del hormigón a decapar (espesor de la lechada, grano de impregnación de agentes contaminantes): 137

esta velocidad oscila generalmente de 1m/min a 2m/min. En ocasiones es necesario dar dos pasadas. También existe la posibilidad de decapado con soplete manual. El decapado térmico disgrega en cierta medida el hormigón que se encuentra debajo de la capa eliminada, por lo que la superficie resultante debe ser sometida a tratamiento mecánico: cepillado, chorro de agua o cualquier otro medio del que se disponga. Este método debe ser siempre aplicado por personal especializado provisto de gafas, guantes y ropa protectora y con la zona de trabajo suficientemente ventilada. 4. PREPARACIÓN POR PROCEDIMIENTO QUÍMICO. Consiste en aplicar una solución ácida sobre la superficie que se desea preparar, seguido de un lavado energético de la misma. En principio, es conveniente aclarar que solo se recomienda aplicar este método cuando las alternativas citadas en los puntos anteriores sean impracticables. La preparación mediante tratamiento con ácido debe ir precedida de un lavado en el caso que haya restos de aceites y grasas. Este lavado se llevaría a cabo mediante las instrucciones indicadas (véase el apartado 1.1.). Se emplea una disolución de ácido clorhídrico en agua con una relación en volumen que oscila entre los valores 10/90 (ácido/agua) y 20/80 (ácido/agua). Existen soluciones ácidas comerciales que llevan inhibidores de corrosión para las barras del hormigón armado. También suele utilizarse fosfórico diluido al 8% ó 10%. Estas soluciones ácidas se pueden aplicar con un pulverizador en reparaciones pequeñas. Una vez vertido el ácido, es preciso frotar la superficie impregnada con un cepillo de pelo duro, con una escoba o elementos similares, esparciendo de este modo la solución uniformemente. Tras esta operación el ácido debe dejarse actuar durante cinco minutos, después de los cuales se aplica un chorro de agua a presión mientras se frota con escoba o cepillo para eliminar las sales que se han formado como consecuencia de la reacción química entre el ácido vertido y los componentes alcalinos del cemento. 138

Una vez concluida esta presentación superficial es conveniente poner en contacto varios indicadores de pH con la superficie de hormigón a fin de comprobar si el ácido ha sido eliminado totalmente. En caso de que no sea así es necesario seguir lavando hasta que todo el ácido desaparezca. Puede lavarse con una solución de amoniaco al 1% y posterior aclarado con agua. En caso de que se precise una superficie seca para la aplicación del material de reparación (por Ej. aplicación de material epoxi), el secado puede realizarse con procedimiento térmico sin ningún problema. En el momento de la operación de lavado con ácido hay que ser consciente de que si se permite que el ácido penetre de manera excesiva en el hormigón, se producirá un debilitamiento del sustrato, por lo que los cuidados deben extremarse. También este método tiene un índice apreciable de peligrosidad para el operario que debe siempre ir provisto de gafas, guantes y ropa protectora. Otro inconveniente importante de este método es su bajo rendimiento, que puede ser de 5m2/h a 10m2/h. Como ventajas pueden citarse que es un método barato y que no crea ruido. Por último y no menos importante es la seguridad de las personas, así como de los objetos que se encuentran en el área de trabajo. Para el lavado del ácido, es conveniente sustituir al amoniaco por sosa o bicarbonato, debido al daño que el amoniaco causa a las personas. En cuanto al tratamiento con ácido, hay que tomar la precaución de que los vapores ácidos emanados no corroan objetos metálicos sensibles, como cuadros de mandos, máquinas, piezas, bandas metálicas, etc. 5. PROCEDIMIENTO PARA PREPARACIÓN DE LAS ARMADURAS PREVIA A LA APLICACIÓN DEL MATERIAL DE REPARACIÓN. A lo largo del texto se ha venido apuntando que una buena parte de éxito de una reparación está asociada con la preparación de las superficies de los materiales deteriorados (hormigón y armaduras). De hecho, se dice que una 139

preparación adecuada de una superficie determinada es un arte y una ciencia, y debe dársele un especial cuidado. En el caso de la preparación de las armaduras sobre las que va a aplicarse un material de reparación, deben estar libres de polvo, suciedad, aceite, grasas, óxido o cualquier contaminante, con el fin de garantizar una adherencia adecuada entre el metal y el nuevo material. Cuando la superficie de armadura esté impregnada de aceite o depósitos grasos, basta con emplear alcoholes o disolventes de estos productos de rápida evaporación como son el tetracloruro de carbono, tricloro etileno, etc., también pueden emplearse disolventes comerciales. Otro tipo de contaminantes, como óxidos, requieren generalmente tratamientos de tipo mecánico. La corrosión de armaduras es una de las causas más habituales, por la que se requiere una preparación superficial. El tipo y grado de limpieza, aunque siempre

se recomienda que sea lo más exhaustivo posible, pueden variar

ligeramente según el grado de oxidación (disminución de sección de armaduras), tipo de ataque (general o localizado) y causante de la corrosión (carbonatación o cloruros). 6. PROCEDIMIENTO DE PREPARACIÓN DE ARMADURAS.

6.1 Profundidad de eliminación del hormigón contaminado. Siempre es recomendable eliminar el hormigón contaminado que rodea a la armadura corroída. Alguna normativa como la sueca recomienda eliminar hormigón hasta 2 ½ veces el diámetro de armadura. La práctica que a veces se tiene de no eliminar el hormigón contaminado por la parte posterior de la armadura, llevará con toda seguridad a fallos prematuros en la reparación, debido a que ello favorece la formación de macrocélulas de corrosión que podrían acelerar la corrosión en la región de armadura en contacto con el hormigón contaminado.

140

6.2 Preparación de la superficie según el agente causante de la corrosión. Como práctica habitual debe siempre tenerse en cuenta, que sea cual fuese la causa de la oxidación, las barras han de quedar limpias y libres de óxido antes de proceder de nuevo a recubrir la estructura. Las pequeñas deficiencias que puedan quedar tras la limpieza, restos de óxido, no presentan consecuencias negativas cuando el único causante de la corrosión es la carbonatación del hormigón. Debe tenerse un cuidado especial cuando el ataque con cianuros sea la causa de la oxidación. En estos casos el cloruro contaminante también el propio óxido, y el método de limpieza empleado no lo elimina bien, pueden quedar restos del agresivo que llevaran a fallos en la reparación efectuada. Muchas veces una simple inspección visual inmediatamente después de la limpieza no es suficiente para asegurar que se han eliminado todos los cloruros. A veces en aquellos casos en los que la estructura esté en una atmósfera no contaminada por cloruros, puede dejarse expuesta al rocío durante la noche. Al día siguiente se podrá apreciar que en aquellas zonas en las que quedan cloruros (generalmente las picaduras), aparecen una manchas negras en comparación con el resto de la superficie de armadura expuesta, que aparecerá recubierta del óxido de color rojizo habitual. Generalmente

se

intentará

aplicar

el

material

de

reparación

inmediatamente después de preparar la superficie. Esta práctica es más crítica si la estructura está expuesta a una atmósfera húmeda, ya que una superficie recién limpiada es muy susceptible de corroerse, imprescindiblemente debe hacerse cuando la armadura quede expuesta a una atmósfera contaminada por cloruros (ambientes marinos).

6.3 Preparación de la superficie según el tipo de ataque. El método mecánico a emplear para eliminar el óxido que recubre a la armadura puede variar según que el tipo de ataque sea generalizado o localizado. Corrosión General 141

Toda la superficie de la armadura esta en mayor o menor grado recubierta de óxido. Si la pérdida de sección de armadura no es significativa, puede ser efectivo un cepillado manual o mecánico, (Cuando la pérdida de sección de armadura es significativa, pero sin llegar a ser necesaria incorporar nuevas armaduras que sustituyan a las dañadas, debe recurrirse a un chorreado de arena para que la reparación sea efectiva.

6.4 Ataque localizado con picaduras gruesas De 4 mm 8 mm de profundidad, 20 mm a 100 mm de largo y aproximadamente 5 mm de ancho. En estos casos siempre se debe emplear chorreado de arena.

6.5 Ataque localizado con picaduras finas De 4 mm a 10 mm de profundidad y 2 mm a 4 mm de diámetro. En este caso incluso una limpieza exhaustiva con chorro de arena puede no llegar a ser efectiva, sobre todo en el caso en que el causante de la corrosión sea el cloruro. Una manera de prevenir contra una corrosión posterior si el ataque localizado se restringe a una región muy puntual ha sido a veces, cortar el fragmento de armadura en esta zona y reponerla con una nueva. Actualmente se recurre a un lavado posterior con chorro de agua a presión, seguido si es posible de un secado rápido. En algunos casos se emplea agua que lleve disuelto un inhibidor de corrosión. Como puntualización final, se destaca que la preparación de la superficie de armadura debe hacerse de la forma más cuidadosa posible, y que el método más efectivo es el chorreado de arena seca, seguido de un chorreado de agua cuando el agresivo es el cloruro.

142

CAPÍTULO 10 ADHERENCIA DE LOS MORTEROS DE RESTAURACIÓN 1. INTRODUCCIÓN En la segunda mitad del siglo XIX se comenzaron a estudiar científicamente las cales hidráulicas y se inicia su fabricación industrial a gran escala. No obstante con la presentación y difusión del cemento Portland en la Exposición Universal de París de 1885, las cales hidráulicas tienen un breve periodo de vigencia. En sus inicios el hormigón estructural ofrece unos acabados superficiales muy deficientes y que exigen su posterior tratamiento con morteros de cemento Portland.

A partir de la primera mitad del siglo XX se aprecia un

perfeccionamiento notable en los paramentos de hormigón visto. El uso de elementos prefabricados, de hormigón armado y pretensado, permite conseguir superficies de acabado muy logradas y de durabilidad extraordinaria. Esto hace que los morteros de cemento Portland queden relegados al revestimiento de fábricas secundarias. Los morteros de cal siguen estando vigentes en el campo de la rehabilitación y restauración de monumentos y obras del Patrimonio Histórico-Artísticos. 2. PROPIEDADES Y TIPOLOGIA DE MORTEROS Los morteros de recubrimiento ofrecen un extenso rango de propiedades y características, tanto endurecidos como durante la etapa de puesta en obra. La selección del tipo de mortero viene condicionada por los aspectos funcionales, estéticos o económicos del revestimiento proyectado. En función de las especificaciones que se exija al revoco, se diseñará el mortero más idóneo. Los productos de construcción, establece seis Requisitos que deben tener aquellos productos que se incorporen con carácter permanente a las Obras de Construcción: •

Resistencia mecánica y estabilidad 143

•

Seguridad en caso de incendio

•

Higiene, Salud y Medio Ambiente

•

Seguridad de utilización

•

Protección contra el ruido

•

Economía de energía y aislamiento térmico La clasificación de las propiedades del mortero, en estrecha relación con

su utilización, se efectúa en dos grandes grupos: Propiedades del mortero fresco y Propiedades del mortero endurecido. Las propiedades del mortero fresco están ligadas con el éxito y la operatividad de su puesta en obra: •

Retención de agua

•

Consistencia

•

Contenido de Aire

•

Tiempo de utilización

•

Fraguado

•

Retracción Mayor importancia tienen las Propiedades del mortero endurecido, que va

a constituir el revestimiento definitivo cumpliendo sus especificaciones básicas y requisitos esenciales. Respecto a : Resistencia Mecánica y Estabilidad. •

Resistencia a comprensión

•

Resistencia a flexión

•

Resistencia a tracción

•

Adherencia

•

Módulo de elasticidad

•

Coeficiente de Poisson 144

•

Módulo de elasticidad transversal

•

Dilatación térmica

•

Dureza

•

Resistencia al desgaste

•

Resiliencia La estabilidad a largo plazo o durabilidad viene ligada a las siguientes

propiedades: •

Densidad

•

Porosidad

•

Permeabilidad

•

Absorción/Desorción

•

Difusión de vapor

•

Hielo/Deshielo ( (Contenido en cloruros

•

Resistencia a los sulfatos

•

Resistencia a microorganismos Otras características relacionadas con el resto de los Requisitos

Esenciales son: •

Resistencia al fuego

•

Aislamiento térmico

•

Aislamiento acústico

•

Salubridad, etc. Los parámetros de actuación, para el diseño del mortero, están ligados a

los elementos constituyentes.

2.1 Tipo de conglomerante •

Cemento

•

Cemento de albañilería 145

•

Cal aérea

•

Cal hidráulica

•

Yeso y escayolas

•

Mezclas bastardas

2.2 Tipo de árido •

Rodado

•

Machaqueo

•

Diseño granulométrico

2.3 Adiciones •

Filler calizo

2.4 Aditivos •

Retardadores

•

Inclusores de aire

•

Plastificantes

2.5 Fibras •

Vegetales Pelote Metálicas Vidrio Polipropileno Con todas las posibilidades citadas se pueden ajustar los diseños de los

morteros a las existencias más particulares. Los recubrimientos que pueden encontrarse con mayor frecuencia son:

146

2.6 Guarnecidos •

Enlucidos de interior

•

Enfoscado maestreado

•

Enfoscado tirolés

•

Enfoscado blindados.

2.7 Revocos tradicionales •

Enjalbegado Revoco liso Revoco a la rasqueta Revoco a la martillina Revocos pétreos

2.8 Revocos ornamentales •

Estucados Esgrafiados

•

Al fres Señalemos finalmente la importancia en obras monumentales de los

revocos de cal, cuyas técnicas artesanas se van perdiendo en la actualidad. Aunque son revocos que tienen un costo superior, presentan indudables ventajas sobre otros revocos. Son más dúctiles y permiten mejor la dilatación de la fábrica subyacente, sin dañarla.

El endurecimiento es más lento y

mantienen una mejor transpiración del substrato. 3. ADHERENCIA DE MORTEROS De todas las características específicas, que deben exigirse a un determinado mortero, existe una primordial que es la capacidad de adherencia al soporte.

Si no se garantiza una adherencia conveniente, el fracaso del

revestimiento tendrá lugar en un plazo breve, resultando inútiles otras excelentes cualidades que pudiera poseer. Si el revoco es multicapa, será 147

también preciso conseguir una buena adherencia entre las aplicaciones sucesivas. La adherencia y la resistencia a tracción de un revoco son dos propiedades muy afines, aunque con peculiaridades propias. La resistencia a tracción es un parámetro intrínseco del material, mientras que la adherencia depende también de las características del soporte (compatibilidad química, rugosidad, humedad, etc.) morteros,

ambas

No obstante, en los estudios de adherencia de

propiedades

se

entrelazan

y

deben

contemplarse

simultáneamente, siendo en algunos casos difícil discernir su implicación. Es importante señalar, por otra parte, que los morteros son materiales heterogéneos que propician importantes dispersiones de resultados. A ello se suma la variabilidad de condiciones que presentan las superficies del soporte. Por tanto el análisis de datos de ensayo resulta generalmente complejo, al tener que dar explicación a las múltiples incidencias, para lograr una valoración cuantitativa realista. Hay una superficie de contacto con la fábrica, que deberá desarrollar una adherencia, al menos del mismo valor que la resistencia a tracción del substrato.

En líneas generales las sucesivas capas se ejecutarán con

materiales progresivamente más finos, homogéneos y de mejor calidad. De esta manera se logrará un aumento de la resistencia y compacidad hacia el exterior. Subsidiariamente se conseguirá un incremento de la dureza, resistencia a la abrasión, impermeabilidad y durabilidad. Como se aprecia en la foto, en las superficies de contacto, con la fábrica y entre las propias capas, donde pueden experimentarse fallos en la adherencia y resistencia, si no se cuidan las condiciones óptimas para la aplicación de la nueva capa (suciedades, polvo, saturación de humedad, sobre fraguado, etc.). Los guarnecidos y enfoscados de cemento Portland alcanzan resistencias notables, incluso pueden ejecutarse morteros de alta resistencia. La resistencia a tracción suele alcanzar valores de 2,5-3,5 MPa (25-35 Kp/cm2) e hipotéticamente se podrían aproximar a los 10 MPa. Sin embargo la adherencia mantendría 148

un límite en función de las características del soporte y del propio mecanismo de adherencia. En morteros de cemento se encuentran valores de la adherencia de 1-4 MPa (10-40 Kp/cm2). La adherencia de un mortero de cemento disminuye al aumentar la dosificación de árido fino. La rugosidad de la superficie del sustrato juega un papel esencial. No es conveniente, en estos revestimientos, utilizar capas múltiples. En caso de que se utilicen dos capas, el enfoscado de base deberá tener un acabado muy rugoso para facilitar la trabazón con el tendido superficial. En los morteros de cal grasa no existe tan fuerte desfase entre la resistencia atracción y la adherencia, sino que prácticamente se identifican. Las cifras medias de resistencia a tracción y adherencia son más modestas. Suelen variar en el intervalo 0,3-1,5 MPa (3 a 15 Kp/cm2) El lento proceso cristaloquímico de carbonatación, en los revocos de cal, favorece la adherencia entre las capas adyacentes.

El procedimiento de

tendido de una capa nueva sobre la anterior, aún húmeda, y el repletado, al iniciarse el fraguado, colaboran mecánicamente a la compacidad y fusión del conjunto. El empleo, con experimentación suficiente, de los morteros bastardos puede aportar algunas ventajas, como son resistencias mayores 1,5-2 MPa (15-20 Kp/cm2) y mejoras en las resistencias tempranas.

149

CAPÍTULO 11 DISEÑO DE MORTEROS 1. MÉTODO EXPERIMENTAL Tabla 1 MF

A/C

A/C

A/C

A/C

2.70

1.00

0.78

0.65

0.58

2.22

0.96

0.75

0.61

0.53

1.70

0.93

0.70

0.57

0.45

Rm (MPa)

10

20

30

40

MF = Módulo de Finura

1.1 Ecuación exponencial A/C = Kebn .................................................................... (1) A/C = Agua-Cemento b = f (Consistencia, MF, forma y textura de la arena) K = f (A/C para la consistencia requerida) e = base de los logaritmos neperianos tabla 2 RELACIÓN ENTRE EL % DE FLUIDEZ Y LA A/C K

0.21

0.22

0.23

0.24

0.25

0.26

% Fluidez

90

107

113

119

125

130

1.2 Determinación de la proporción Cemento-ARENA (1:n) Desarrollando (1):

ln A/C = ln K + bn

Despejando n: n = (ln A/C – ln K) / b ................................................. (2) Cálculo del contenido de cemento: 150

Vcemento + Varena + Vagua = 1000 litros Vc + Va + VA = 1000 litros .............................................. (3) Masa Específica (ME): MEC = PC / VC

VC = PC / MEC (kg) = c / Gc

MEa = Pa / Va

Va = Pa / MEa (kg) = a / Ga

Sustituyendo en (3): c / Gc + a / Ga + A = 1000 pero Entonces:

a = nc

A = cKebn

y

c / Gc + nc / Ga + cKebn = 1000 c [ 1/ Gc + n / Ga + Kebn] = 1000

Sacando como factor común (c): Donde:

c = 1000 / [ 1/ Gc + n / Ga + Kebn]

Pero:

Kebn = A/C

Entonces: c = 1000 / [ 1/ Gc + n / Ga + A/C] ........................................ (4) Ejemplo. Resistencia media = 20 MPa Módulo de Finura = 2.2 Masa Específica de la arena = 2.56 Masa Específica del cemento = 3.03 Masa Volumétrica de la arena = 1.42 Kg. / l Masa Volumétrica del cemento = 1.21 Kg. / l Consistencia requerida = 130%

151

Tabla 3 VALORES DE B EN F (CONSISTENCIA Y MF) Consistencia

MF

Arena Natural

Arena Artificial

1.7

0.3293

0.3215

Seca

2.2

0.3110

0.3028

90%

2.7

0.2772

0.2930

3.2

0.2394

0.2494

1.7

0.3242

0.3238

Plástica

2.2

0.3033

0.2947

110%

2.7

0.2734

0.2879

3.2

0.2368

0.2477

1.7

0.3172

0.3216

Fluida

2.2

0.2927

0.3003

130%

2.7

0.2687

0.2949

3.2

0.2340

0.2629

Tabla 1

A/C

0.75

Tabla 2

K

0.26

Tabla 3

b

0.2927

Sustituyendo en (2): n = ln 0.75 – ln 0.26 = 3.62 ln 0.75 = - 0.287,

ln0.26 = - 1.347

El contenido de cemento sustituyendo en (4) c=

1000

401

= 2.49

Agua = 0.72 x 401 = 289 litros Arena = 3.62 x 401 = 1451 Kg. VOLUMENES APARENTES 152

c = 401 / 1.21 = 331 litros Arena = 1451 / 1.42 = 1021 litros PROPORCIONES VOLUMETRICAS

331 1021 289 331 331 331 1

3.68 0.87

VOLUMENES ABSOLUTOS: Vc = 401 / 3.03 = 132 litros Va = 1451 / 2.49 = 582 litros VA = 289 litros

Vol. Total = 132 + 582 + 289 = 1000 litros

CÁLCULO DEL RENDIMIENTO: 1.21 es a X como 401 es a 1000 = 3.01

SUMA DE LOS VOLUMNENES APARENTES. 1 + 3.09 + 0.87 = 4.96

R = 3.01 x 100 = 61% 4.96 2. APLICACIÓN DEL DISEÑO DE MEZCLAS AL ESTUDIO DE MORTEROS (REALIZADO POR EL MSC ING. JORGE LUÍS ALVAREZ) Datos. Cemento P-350 MPa

3.5

5.2

8.9

12.4

A/C

1.98

1.50

1.28

1.12

QCEMENTO (kg/m3)

174

231

261

314

153

Proporción volumétrica

1:6:2

1:4:2

1:4:1

1:3:1

n

1:8

1:6

1:5

1:4

Ecuaciones de Corrección: A/C = 2.119 – 0.86 MPa QC = 137.6 + 14.32 MPa N = 8.796 – 0.406 MPa MPa

3.5

5.2

8.9

12.4

A/C

1.81

1.67

1.35

1.04

QCEMENTO (kg/m3)

188

212

265

316

N

1:7.37

1:6.68

1:5.18

1:3.75

El valor de K se asumió de 0.30 Aplicando en la fórmula (1):

A/C = Kebn , en los valores corregidos “b”

tendría los siguientes valores: b = 0.122 + 9.229 –03 MPa MPa

2.4

3.5

5.2

8.9

12.4

b

0.234

0.244

0.260

0.294

0.326

3. MÉTODO DE SCHUMANN Hemos indicado anteriormente que los morteros son una mezcla de un aglomerante con arena y agua.

El papel que desempeña la arena es

puramente mecánico, para evitar las contracciones que se producen en los morteros de cal, debido a la evaporación del agua de amasado y a la comprensión producida por el peso de la obra. En los aglomerantes hidráulicos se usa para disminuir la dosis necesaria para obtener un volumen dado con una resistencia o impermeabilidad determinada, y aminorar la retracción del fraguado.

154

Teóricamente sólo se precisa la cantidad de aglomerante necesaria para cubrir con una película a los granos de arena, que los podíamos suponer tangentes entre si; pero si además queremos que sean compactos e impermeables, tendremos que llenar los huecos con aglomerantes u otro cuerpo más económico. Se suelen expresar las dosificaciones por la relación entre los volúmenes de aglomerantes y áridos; así un volumen de aglomerante y tres de arena se representan por 1:3. En general se expresa: cemento: árido: agua los áridos (pueden estar compuesto de arena, recebo, hidrato de cal) y abreviadamente: c: a: w: y tomando el aglomerante como unidad: i: a: w. En los aglomerantes hidráulicos el volumen varía mucho con la forma de medirlos y se suelen expresar en peso, la arena y el agua en volumen. La dosificación del agua depende del aglomerante, plasticidad, clima y aplicación que se dé al mortero. En general, conviene amasar el mortero con el minimun de agua, pues el exceso, al evaporarse, deja agua que en tiempo frío, pues hay que tener en cuenta la que se evapora, variando además con el procedimiento de colocación. La consistencia o estado de fluidez de los morteros, seca, plástica, blanda y fluida se aprecia con la mesa de sacudidas. 4. RENDIMIENTO DE LOS MORTEROS El volumen del mortero resultante es inferior a la suma de los volúmenes aparentes de los componentes, porque se rellenan los huecos de la arena con la pasta del aglomerante. Si se conocen las densidades aparentes y reales de los componentes de mortero, se pueden determinar las cantidades en peso de cemento y arena necesarios para preparar 1 m3 de mortero, porque se cumple

155

la ley de Schumann, que dice que el volumen real de una mezcla es igual a la suma de los volúmenes reales de los componentes. En la práctica el volumen real será mayor o menor, porque siempre queda aprisionado aire, se evapora agua y no se puede comprimir el mortero hasta el máximo. 5. FÓRMULAS DE DOSIFICACIÓN DE MORTEROS La dosificación puede hacerse en volumen y en peso. Dosificación en volumen. La forma de dosificación en volumen aparente es inexacta, pues las cantidades de materiales necesarias para obtener un metro cúbico depende de muchos factores: relación de la mezcla, composición granulométrica de áridos, forma, humedad, asentamiento, llenado del recipiente. Además hay que tener presente que el mortero resultante no es igual a la suma de los volúmenes aparentes de los componentes porque se rellenan los huecos con la pasta del aglomerante, teniendo que hallar el rendimiento, que es igual a la relación entre el volumen aparente del mortero resultante y la suma de los volúmenes aparentes de los componentes: R =Va 1+a+w y llamado Da, de,da,dw, a las densidades aparentes del mortero, aglomerante, arena y agua, tendremos: R= i,de+ada+wd (i+a+w) Da Conocido el rendimiento, se podrá determinar la dosificación por las fórmulas siguientes: Sea un mortero i:a:w; los volúmenes de los componentes para 1m3 serán:

1 Aglomerante= (1 + a + w) × R

156

Árido...=

a (1 + a + w) × R

w Aguas..........= (1 + a + w) × R Ejemplo.- Cantidades de cemento, arena y agua necesarias para preparar 1 m3 de mortero en la proporción 1:3:0,5 con un rendimiento igual a 0,8:

Cemento =

1 (1 + 3 + 0,5) × 0,8 Arena................. = 3x0,28 = 0,840 Agua.................. = 0,5x0,28=0,840

Dosificación en peso.-

El valor exacto de materiales necesarios para

prepara 1m3 de mortero se calcula determinando la densidad aparente del mortero fresco, para lo cual se pesan probetas del mortero recién preparado, pesando los componentes, y sea G el peso de 1 m3 y la relación de mezcla de los componentes sea I:K:w y se precisaron las cantidades siguientes para obtener 1 m3 de mortero solidificado, según Lenhar:

Aglomerante

Z=

G 1+ h + w

= Kg/m3

Áridos.............. = Zk Agua................ = Zw Si se desea expresar en litros por metro cúbico de mortero terminado y asentado, se sigue el mismo procedimiento, que es muy exacto, y se dividen los valores hallados por las densidades aparentes de cada cuerpo. Ejemplo: Sea un mortero de la relación i:6:0,52 en peso y la densidad aparente del mortero fresco sea 2:300 Kg./m3.

157

Aglomerante

Z=

2.320 G = 1 + h + w 1 + 6 + 0,52 Kg/m3

Árido............=Zx6,0 = 308,5x6,0 = I.851 Agua............ =Zx0,52 = 308,5 x0,52 = 160 y su volumen:

Aglomerante =

308.5 = 246,1 1,25 Arido........... =

1,851 = 1,088 1,7

Agua.......... =

1,851 = 1,088 1,7

El peso por metro cúbico, cuando sea compacto del todo, será:

1000 × (1 + k + w) G= a y las cantidades de materiales:

G= Aglomerante

1000 × (1) a Árido............

Agua.............. W =

1000 × ( w) a

158

K=

1000 × (k ) a

6. POROSIDAD Y PERMEABILIDAD La porosidad se define como los huecos o vacios existentes en un mortero y que pueden llenarse de un líquido que penetre por capilaridad o presión. La permeabilidad consiste en dejarse atravesar o filtrar por los líquidos a presión. Aunque estas dos propiedades parecen la misma y se han confundido durante mucho tiempo, no son iguales, pues es sabido que los morteros hechos con arena fina son muy porosos, pero poco permeables, y lo mismo le sucede al hormigón celular al estar constituido por multitud de poros sin comunicación entre si, sucediendo todo lo contrario en los morteros corrientes. En la práctica, un mortero muy compacto es poco poroso, y se busca la impermeabilidad aumentando la compacidad y aunque teóricamente ningún mortero u hormigón son rigurosamente impermeables, se puede comprobar en los ensayos de filtración que con el tiempo lo son, explicándose porque la pasta de cemento se corta como un coloide, hinchándose con la humedad, disminuyendo el volumen de los poros y de las fisuras.

159

CAPÍTULO 12 MORTEROS DE NUEVA TECNOLOGÍA 1. DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN Dentro de la gama de morteros llamamos morteros técnicos a aquellos morteros preparados en fábrica, predosificados, deseñados para adaptarse perfectamente a una función específica, consiguiendo unas resistencias determinadas y constantes, los espesores de trabajo necesarios y una mejor adherencia al soporte. Gracias a su formulación estudiada se consigue con ello un trabajo más cómodo, más homogéneo y unas prestaciones imposibles de conseguir con un mortero fabricado a pie de obra. Dentro de la gama de morteros técnicos distinguimos tres grandes grupos según su composición:

1.1 Monocomponentes. Morteros hidrái;ocp-poliméricos en polvo. Se amasan con una cantidad de agua especificada en el saco y ficha técnica.

Gracias a los aditivos

incorporados conseguimos una trabajabilidad y una respuesta inmejorable.

1.2 Bicomponentes. Morteros hidráulicos-poliméricos compuestos por una parte en polvo (cemento+áridos+aditivos) y una parte líquida (resina en dispersión). Vienen predosificados para darnos la mejor respuesta en su función.

1.3 Expoxi. Morteros formados por un ligante bicomponente (base epoxi+reactor animal) con aditivos y cargas.

Vienen predosificados en dos o tres

componentes, según el árido esté incorporado en la base o el reactor o aparte. Además de según su composición química clasificaremos a los morteros técnicos según su uso y los agruparemos para trabajos de reparación constituyendo sistemas conjuntos.

160

2. VENTAJAS DE LOS MORTEROS TÉCNICOS Delante de un trabajo de reparación, rehabilitación o como acabados en obras nuevas los morteros técnicos nos aportan múltiples ventajas: VENTAJAS –DESVENTAJAS COMPUESTOS POIMERICOS-EPOXI Morteros Base

Ventajas

Desventajas

Recomendación

HIDRÁLICA

Módulo de elasticidad similar al del hormigón.

Menores resistencias mecánicas y químicas

Rellenos entre 10-20 mm

Coeficiente de dilatación similar al hormigón. Precio por Kg. (o litro) menor

Menor rapidez de fraguado y endurecimiento Mayor retracción menores gruesos

Superficies extensas y continuas. Necesidad de respiración del soporte. Ver exigencias mecánicas y químicas requeridas.

Requieren un proceso de curado. EPOXIDICA

Mayores resistencias mecánicas y químicas Mayor rapidez de fraguado y endurecimiento Mayores espesores de relleno sin necesidad de curado

Módulo de elasticidad diferente al hormigón Coeficiente de dilatación diferente al hormigón Mayor precio por Kg. (o litro)

Necesidad de altas resistencias mecánicas en pocas horas. Rápida puesta en servicio Espesores superiores a 40 mm. Exigencias mecánicas y químicas muy altas.

3. IMPRIMACIONES – PUENTES DE ADHERENCIA.

3.1 Soportes. Para conseguir los resultados esperados y dadas las características técnicas de los morteros que empleamos, los soportes sobre los que se aplicarán morteros técnicos deben cumplir los siguientes requisitos: •

superficie no arenosa y suficientemente compacta

•

superficie no fisurada ni agrietada

•

superficie seca y endurecida (soportes nuevos) 161

•

superficie nivelada y acotada (horizontal)

•

suficientemente lisa y dura en relación con el mortero a colocar, (resistencia mecánica acorde con la del mortero técnico)

•

limpia, sin restos de grasa, aceite, yeso... producto que determina el fracaso o el éxito del trabajo realizado.

3.2 Imprimaciones Para mejorar la adherencia de los morteros técnicos a los soportes se emplean productos que mejoran el contacto y anclaje entre el mortero y el soporte, llamados imprimaciones o puentes de adherencia. Estos productos se presentan en forma líquida, sólida o en dos componentes. En algunos casos además de mejorar la adherencia entre mortero y soporte, pueden ofrecer una protección anticorrosiva cuando hay armaduras o elementos metálicos para recubrir con el mortero.

Las imprimaciones

antioxiantes deben recubrir completamente la armadura (o elemento metálico a proteger) para evitar su oxidación. Estas mismas imprimaciones nos sirven como puentes de adherencia entre el soporte de hormigón, el metal y el mortero técnico. Las imprimaciones epoxi además de recubrir completamente la armadura frenan el paso de cloruros evitando la aparición de reacciones de oxidación. a) Imprimaciones epoxi de dos componentes. Está diseñada específicamente para la unión de hormigón nuevo a hormigón viejo con una excelente adherencia incluso en superficies húmedas. Su tiempo abierto de 7 horas (20oC) nos da un amplio margen de trabajabilidad. b) Imprimación en base dispersión de resinas. Útil en casos de soportes bien saneados o nuevos, como antipolvo o consolidante superficial. Mejora la adherencia de morteros hidráulicos. c) Imprimación epoxi antioxidante.

162

Aísla a las armaduras del aire y de la humedad evitando su oxidación. Sirve como protección antioxidante y a la vez como puente de adherencia tanto para morteros epoxi como para morteros hidráulicos. En el caso de que no pueda aplicarse el mortero durante su tiempo abierto de adherencia debe espolvorearse con áridos para facilitar el posterior anclaje. d) Imprimación polimérica pasivante. Además de aislar la armadura del contacto con aire y humedad, actúa como inhibidora de las reacciones de xodación.

Puede emplearse como

puente de adherencia para morteros hidráulico-poliméricos.

Se aplica

mezclada con cemento en forma de lechada de aspecto cremoso. e) Imprimación mortero epoxi. Cualquier ligante epoxi puede servirnos de imprimación antes de aplicar su mortero. 4. MORTEROS PARA RECRECIDOS VERTICALES.

4.1 Definición-Función. En el proceso de reparación de hormigón es necesario emplear un mortero que nos permita recuperar los volúmenes degradados para: •

recuperar el aspecto estético de la zona a reparar

•

recuperar elementos resistentes

•

proteger la armadura y el interior del hormigón de compuestos contaminantes A los morteros que se emplean para aplicaciones en vertical en gruesos

considerables para sustituir hormigón o mortero degradado los llamamos morteros de reparación. Para estos trabajos podemos emplear mortero u hormigón, pero lo más habitual es utilizar un mortero de reparación que esté específicamente diseñado para el trabajo a desarrollar. Nos aportaran mayores resistencias que un hormigón o mortero fabricado en obra y una mejor trabajabilidad en el momento de aplicarlos en vertical. 163

4.2 Morteros para recrecidos verticales. 4.2.1

Monocomponente reparación rápida no resistente.

Mortero monocomponente de reparación y recrecido de endurecimiento rápido para elementos de pocas solicitaciones mecánicas como comisas o elementos decorativos en una fachada. 4.2.2

Monocomponente proyectable hasta 40 mm.

Mortero monocomponente especialmente diseñado para su aplicación mecánica aunque se aplica también a mano en grandes espesores. Resistencia media. 4.2.3

Bicomponente para reparación resistente.

Mortero bicomponente tixotrópico especialmente indicado para reparación de elementos estructurales de hormigón. 4.2.4

Epoxi para reparación resistente.

Mortero epoxi tricomponente para trabajos de reparación en estructuras de hormigón. Permite la aplicación a llana en vertical en proporciones de ligante/carga: 3/1 p.v. 4.2.5

Epoxi para morteros de alta resistencia fluencia.

Ligante epoxi que mezclado con árido siliceo nos da un mortero para reparación de estructuras de hormigón con alta resistencia a fluencia. 5. MORTEROS PARA PAVIMENTOS (RECRECIDOS HORIZONTALES).

5.1 Consideraciones generales

En el caso de reparaciones o construcciones en zonas horizontales, habitualmente pavimentos, nos encontramos con un tipo de morteros preparados distintos a los anteriormente vistos, en los cuales la importancia radica en: •

su extensibilidad 164

•

sus resistencias mecánicas

•

su resistencias a la abrasión a este tipo de morteros que nivelan un suelo y se emplean en pavimentos

acostumbramos a llamarlos morteros autonivelantes i por si solos compensan los desperfectos de planimetría del soporte, o morteros de pavimentos si no lo hacen. En el momento de proceder a la ejecución de un pavimento, ya sea en una reparación o en una obra nueva, debemos tener en cuenta dos factores muy importantes: •

el estado del soporte nuevo o viejo

•

las prestaciones que le exigiremos al pavimento. El tratamiento que daremos al trabajo será distinto según estemos

hablando de una reparación o de un recrecido-acabado sobre soporte nuevo. Dentro del tratamiento de pavimentos debemos distinguir entre los productos utilizados en la reparación y los productos utilizados en la nivelación, así como los acabados superficiales del pavimento. Es muy importante proceder a la preparación y reparación del soporte (nuevo o viejo) de manera conveniente si queremos tener éxito en la colocación de un pavimento Una vez preparado el soporte y antes de escoger debemos responder a las siguientes preguntas: La solución que vamos escoger •

qué espesor vamos a recrecer?

•

es el soporte actual plano o debemos nivelarlo?

•

que tiempo hay disponible entre la aplicación y la entrada en servicio?

•

necesitamos darle algún acabado?

•

el acabado es, para su protección o por estética?

165

•

qué tipo de tráfico va a soportar? (tráfico peatonal-carretillas-intensomoderado-débil)

•

a partir de la pregunta anterior: qué resistencias mecánicas se exigen?

•

qué tipo de productos estarán en contacto con el suelo?

•

a partir de la pregunta anterior: qué resistencias químicas se exigen? Todas estas informaciones son necesarias antes de proceder a la

elección del pavimento, para poder presentar una oferta lo más ajustada posible y lo más duradera.

5.2 Productos para pavimentos Reparación-Preparación del soporte. 5.2.1

Epoxi para reparación de coqueras (cucarachas)

Preparando una mezcla ligante/áridos: 1/1 en volumen se obtiene un mortero fluido autonivelante ideal para la reparación de desconches y coqueras en pavimentos. 5.2.2

Monocomponente de endurecimiento rápido.

Reparación de pavimentos de tráfico moderado cuando es necesaria una rápida puesta en servicio. 6. MORTEROS DE ACABADO SUPERFICIAL

6.1 Definición-Función. A los morteros empleados como en gruesos inferiores a 5 mm para dar un aspecto regular y liso a la superficie reparada les denominamos morteros de acabado.

En estos morteros tiene mucha importancia la aplicabilidad, ya que deben permitirnos dejar una superficie lo más lisa posible con el menor esfuerzo, también se tiene muy en cuenta su resistencia la abrasión y al impacto siendo en este caso de menor importancia las otras resistencias mecánicas ya que no están diseñados para ser elementos de soporte. 166

En todo caso este tipo de morteros se emplean para mejorar el aspecto estético de la reparación.

6.2 Productos para acabado (Gama Morteros) 6.2.1

Monocomponente tixotrópico de acabado

Se aplica en gruesos de hasta 3 mm en forma de pasta tixotrópica para regularizar superficies de hormigón. 6.2.2

Bicomponente tixotrópico gris de acabado.

Se aplica en gruesos de hasta 3 mm en forma de pasta tixotrópica para regularizar superficies de hormigón, obteniendo un acabado liso, sin fisuras y de alta resistencia al impacto. 6.2.3

Bicomponente tixotrópico blanco de acabado.

Se aplica en gruesos de hasta 3 mm en forma de pasta tixotrópica para regularizar superficies de hormigón, obteniendo un acabado liso, sin fisuras y de alta resistencia al impacto. 7. MORTEROS DE IMPERMEABILIZACIÓN

7.1 Definición-Función. En el momento de reparar un hormigón que va a estar sometido a humedad procederemos de la manera ya comentada: •

estudio y saneado del soporte

•

aplicación de la imprimación (antioxidante o puente de adherencia)

•

repación de fisuras y coqueras

•

recrecido/nivelación

•

mortero de acabado Es en el mortero de acabado donde diferenciamos el trabajo, ya que en

estos casos emplearemos unos productos que vienen marcados por dos conceptos: •

son hidrófugos 167

•

son flexibles en mayor o menor grado estas dos propiedades les permiten ser clasificados como morteros

impermeabilizantes. Su flexibilidad les permite absorber las fisuras o microfisuras producidas en el hormigón soporte, impidiendo así pequeñas aberturas que permitirán la fácil entrada de agua.

Por otro lado sus características de hidrófugos les

permiten repeler el agua aunque dejan pasar el vapor evitando así condensaciones y humedad ambiental. Este tipo de morteros empleados en el tratamiento de zonas en contacto con humedad: piscinas, depósitos, sótanos, cajas de ascensor... se denominan impermeabilizantes. Debemos tener siempre en cuenta que se trata de morteros hidráulicos, que son por definición y que por lo tanto nunca actuaran como una lámina asfáltica o como un corte físico de la humedad, sino que simplemente evitan que la entrada de agua y las filtraciones sean excesivas.

7.2 Productos para impermeabilización 7.2.1

Monocomponente de acabado hidrófugo

Revestimiento de acabado decorativo que resulta impermeable al agua y permeable al vapor de agua. Se aplica en gruesos de 3 mm a llana o a brocha, según el agua de amasado que empleemos. Sólo absorbe microfisuras y por lo tanto no debe aplicarse en superficies sujetas a tensiones o movimientos. Atoxico. Sin certificado.

7.2.2

Bicomponente flexible de acabado hidrófugo

Revestimiento decorativo impermeable al agua y permeable al vapor de agua. Es flexible, aplicado con malla absorbe fisuras de hasta 1 mm. Se aplica principalmente en revestimientos sujetos a movimientos. Atoxico.

168

7.2.3 Sin

Monocomponente para corte de vías de agua ser

un

revestimiento

impermeabilizante

es

un

mortero

de

hidrofugación. Nos permite cortar de forma instantánea vías de agua sin más que aplicar el mismo polvo contra la vía abierta y esperar unos segundos. No es un mortero de reparación definitiva ya que alcanza pocas resistencias y no es trabajable, pero nos permite preparar las superficies para la recepción del acabado final con Stop Morter. 8. MORTEROS PARA ANCLAJES

8.1 Definición-Función Dentro de los morteros técnicos encontramos un grupo de productos que se emplean para fijar cualquier tipo de elemento en un soporte, son los llamados morteros de anclaje. Las características de estos productos: •

pueden ser fluidos para trabajar por colada

•

pueden ser tixotrópicos para trabajos en fachadas

•

deben ofrecer unas resistencias características según el tipo de anclaje

•

no deben presentar fenómeno de retracción Podemos consideraros como productos adhesivos, ya que su función es

facilitar la unión entre elementos de hormigón o entre hormigón y metal. Además de su función de anclaje se emplean también para el refuerzo de estructuras de hormigón al unir pletinas a forjados y columnas. 9. INYECCIONES

9.1 Definición-Función En cualquier de los casos de reparación vistos hasta este punto: •

reparaciones de hormigón en vertical

•

recrecidos de hormigón

•

reparaciones de pavimentos

•

realización de nuevos pavimentos

169

•

tratamiento de zonas húmedas

•

anclaje de elementos en soportes de hormigón podemos encontrarnos una problemática como las fisuras (monográfico

en preparación) disponemos de un producto específico para el tratamiento de fisuras. El primer punto a controlar es que debe tratarse de fisuras muertas, es decir fisuras producidas por cualquier motivo pero que ya no siguen abriéndose.

En el caso de que las fisuras sean vivas, es decir sigan

aumentando de abertura o tamaño, debemos recurrir para su tratamiento con masillas elásticas. Las fisuras muertas en cambio podemos tratarlas con EPOXI I.

9.2 Productos para la inyección de fisuras Epoxi fluidos para la inyección y relleno de fisuras muertas. Bicomponente epoxi de alta fluidez para trabajos por encima de 10 oC. Relleno de fisuras sin movimiento por inyección. Asegura la estanqueidad y continuidad del hormigón una vez solucionado el problema que causó la fisura. 9.2.1

Explicación que son las resinas epoxidicas

Las resinas epóxicas o poliepóxicas como también se les llama es el grupo o familia más importante de los materiales plásticos que se utiliza en esta función en la construcción. Recibe el nombre por el oxigeno fijado lateralmente a la cadena obtenida a la reacción de su polialcohol con el epiclorhidrico dando la estructura: (0-R-0-CH2-CH-CH2) Se presentan en forma comercial actualmente como compuestos de dos partes, o sea, que se tienen dos líquidos: la resina y el endurecedor, los cuales mezclados en proporciones adecuadas reaccionan y endurecen. Con las resinas epóxicos se pueden pegar materiales pétreos como mármol y granito, productos cerámicos como loza y porcelana, hormigón, vidrio y metales entre si y con los otros de los aquí enunciados. Las propiedades que tienen son: 170

•

Adhesión a diversos materiales de construcción

•

Altas resistencias mecánicas (comprensión, tracción, etcétera)

•

Buena resistencia al golpe y al punzonado.

•

Dureza superficial y resistencia a la fricción

•

Poca retracción al endurecer.

•

Estabilidad a la acción química y el envejecimiento y a la influencia climática.

•

Temperatura de servicio relativamente baja

•

Combustibilidad.

•

Costo muy alto. Con las resinas epóxicas se pueden lograr prácticamente todas las

propiedades que se deseen, pero esto no quiere decir que se pueden usar para todo, cualquier resina epóxica. Los sistemas ofrecidos por las diversas empresas elaboradoras, tienen propiedades muy definidas o específicas, lo que no permite un uso de carácter universal, pero por otra parte, cada vez hay un surtido mayor de formulaciones que permiten al usuario encontrar la que necesita o solicitarla del fabricante, que aplicando modificaciones puede lograr propiedades especiales muy diferentes. Con las epóxicas se pueden hacer morteros y hormigones que se han utilizado para el bacheo de puentes de mucho tráfico, y pistas de aviación donde la rapidez del endurecimiento compensa el alto costo; en la reparación de estructuras de hormigón en puentes y edificaciones; para fijar anclajes en pisos, muros y columnas de hormigón ya duro; para fijar arena o gravilla muy fina a la superficie de pavimentos viejos de hormigón, como material antirresbalable. Uno de los usos más extendidos de las epóxicas es como pegamento para la reparación de elementos estructurales de hormigón o piedra por medio de la inyección en las grietas del elemento dañado.

171

También se utiliza para pegar piezas de hormigón entre sí y pegarle insertos de metal. Los usos de las epóxicas por su función de pegamento son muy extensos y se salen de la consideración de material aglomerante de este capítulo, por ejemplo, como pintura selladora, resistente a los ácidos, y otros más.

172

GLOSARIO ----A ----

Áridos Son gravas y/o arenas y/o piedras trituradas o chancadas, que se extraen de canteras y se usan para dar al concreto el volumen necesario (representan entre el 62% y 78% de un m3 de concreto) e incrementar su resistencia contra acciones mecánicas. Arcilla Tierra natural relativamente suave, altamente plástica al ser mezclada con agua, y que, por su abundante cantidad de silicatos, es la segunda materia prima en importancia para la elaboración del cemento. Son clasificadas según su grado de plasticidad, por su origen y por su comportamiento al ser sometidas a altas temperaturas.

---- B ---Blaine Parámetro que define la finura del cemento en términos de cm2 por cada gramo de ese material. Ejemplo: un blaine de 3000 cm2 /gr. significa que la suma de las superficies de todas las partículas de un gramo de esta muestra pueden cubrir un área de 0.30 m2.

---- C ---Cal libre ú óxido cálcico (CaO) Material que normalmente se encuentra en baja proporción en el clinker (cal no combinada). En concentraciones superiores probablemente a un 2%, puede ser peligrosa debido a que en presencia de agua o de sustancias ácidas forma sales de calcio, las que provocan expansiones, agrietamientos y desmoronamientos del concreto. 173

Calcinación Proceso al que se somete a la materia prima del cemento dentro de hornos, exponiéndola a temperaturas de hasta 1,500 grados centígrados, proceso luego del cuál se obtiene el material llamado clinker. Caliza (limestones) Piedra dura, muy abundante en la naturaleza y rica en calcio. Es la materia prima más importante para la fabricación del cemento. Las más apropiadas son aquellas que tienen un 90% de carbonato cálcico y pequeños porcentajes de alúmina, óxido de fierro, carbonato de magnesio, azufre y determinados álcalis. Calor de hidratación Es el calor liberado por las reacciones que se producen en el cemento por acción del agua. En cementos normales es de 85 a 100 cal/gr. Es un factor a tomar en cuenta en trabajos masivos de concreto. Capacidad instalada Significa la capacidad teórica de producción anual de una planta, en tanto que Capacidad Efectiva se refiere a la capacidad óptima real de producción anual de una planta, que puede ser de 10% a 20% inferior a la capacidad instalada. Cementante Cualquier producto que tenga la capacidad de unir piezas entre si mismas, por ejemplo, el cemento portland, el asfalto, las resinas, etc. Cemento de bajo álcali Cemento cuyo contenido de álcalis (óxidos de sodio y potasio), no sobrepasan un 0.6% expresados como Na2O. Este cemento debe usarse cuando los agregados para el concreto: arena y grava, sean potencialmente reactivos con los álcalis del cemento, causando el deterioro de la obra. Cemento blanco Es un cemento portland que difiere del cemento gris exclusivamente por su color. Es fabricado con materias primas de alta calidad que contengan 174

cantidades mínimas de oxido de hierro y manganeso, sustancias que dan el color al cemento gris. Cemento de albañilería Cementos muy trabajables utilizados para la preparación de morteros de albañilería; se fabrican a partir de clinker de cemento portland, caliza, yeso y agentes incorporadores de aire. Cemento de escoria de alto horno Cemento elaborado con clinker portland y escoria de altos hornos granulada y cal hidratada; está diseñado para obras donde se requiera una alta resistencia a agresiones químicas empleándose además en las construcciones de concreto en general. El porcentaje mínimo de escoria es de 60% en peso. Cemento expansivo Son aquellos cementos diseñados para expandir un pequeño volumen durante los primeros días de hidratación, y poder así compensar los efectos de la contracción por secado. Cemento hidráulico Cualquier cemento, que fragua y se endurece con agua debido a la reacción química entre el agua y el cemento. Cementos para inyectar Cementos portland complementados con arena fina, bentonitas y aditivos retardantes, y suele ser empleado para inyectar fisuras muy delgadas a alta presión. Cemento para pozos petroleros Cemento producido con clinker portland y es empleado para construir pozos petroleros; generalmente tiene un fraguado lento y debe ser manejable a temperaturas y presiones elevadas. Se produce en las clases de la "a" hasta "j". Cada clase es aplicable a cierto rango de profundidad, agresión química o presión. Cemento portland

175

Es un agente aglutinante hidráulico con una composición por peso de no menos de 95% de Clinker y de cero a cinco por ciento de un componente menor, generalmente sulfato de calcio (yeso); se admite la adición eventual de otros productos siempre que no excedan el 1% en peso del total. Puede fraguar y endurecer bajo el agua y al mezclarse con agregados y agua produce concretos o morteros. Cemento puzolánico Cemento producido con clinker portland y puzolana, con la adición eventual de sulfato de calcio, lo que contribuye a aumentar las resistencias mecánicas tardías, así como la resistencia a ataques químicos. Cemento volantes (fly ash) Cemento producido con clinker portland y puzolana artificial denominada ceniza volante (fly ash), que no es sino un subproducto de la combustión del carbón. La cantidad de ceniza utilizada puede variar entre menos del 5% a más del 40%. Clinker Clinker es un producto intermedio en el proceso de elaboración de cemento. Una fuente de cal como las calizas, una fuente de sílice y alumina como las arcillas y una fuente de óxido de hierro se mezclan apropiadamente, se muele finamente y se calcinan en un horno a 1,500 grados centígrados, obteniéndose el denominado clinker de cemento portland.

---- E ---Escoria de altos hornos Producto no metálico que se desarrolla en una condición de fundición simultánea con hierro en un alto horno para la producción de acero.

---- F ---Fineza del cemento 176

Tamaño de las partículas del cemento, siendo la parte más activa del cemento la que posee un diámetro menor de 10 a 15 micrones. La importancia de la fineza en un cemento radica en la influencia que puede tener sobre la velocidad de hidratación, la resistencia inicial y el calor generado.

---- H ---Harina cruda Polvo constituido de partículas muy finas, de una mezcla de caliza, arcilla, etc., convenientemente proporcionadas. Bajo estas condiciones, esta harina esta lista para la producción de clinker, mediante su cocción en el horno. Horno para producción de cemento (kiln) En la actualidad los hornos giratorios son casi los únicos usados; son cilindros de placas de acero revestidos interiormente con materiales refractarios de diámetros entre 1.80 y 4.50 mt y con largos entre 30 y 100 metros. Se colocan en posición semi horizontal, y cuando giran lentamente la materia prima en su interior se desplaza de un extremo a otro recibiendo en forma gradual temperaturas más elevadas hasta alcanzar los 1,500 grados centígrados, lo que produce su calcinación. Humo de sílice (sílica fume) Conocida también como microsílica, es una puzolana artificial que se presenta como polvo de tamaño ultrafino (su diámetro es un centésimo del correspondiente al cemento), de color gris claro a oscuro, que se obtiene como subproducto de la manufactura del silicio o de las aleaciones de ferrosilicio. Su peso volumétrico sin compactar es de 250 a 300 Kg./m3. Al combinarse con superplastificantes incrementan la resistencia y durabilidad y a la vez disminuyen la permeabilidad de las mezclas.

---- M ---Molino

177

Equipo cilíndrico, giratorio, de acero en cuyo interior se aloja una carga de bolas metálicas de diferentes diámetros que muelen las materias primas, ya dosificadas.

---- P ---Pallet ó parihuela Tarima o plataforma de madera, a poca altura del suelo que nos permite almacenar el cemento de manera adecuada y además transportarlo mediante montacargas. Puzolana Material natural o artificial amorfo, silicoso, capaz de reaccionar con la cal que libera el cemento durante su hidratación para mejorar las propiedades del concreto. La puzolana más popular es la piedra pómez.

---- T ---Tamiz Instrumento similar a una coladera, que se usa para separar las partículas gruesas de las finas, que integran un conjunto o una mezcla.

---- V ---Vicat (llamado también aguja Vicat) Aparato de pruebas para evaluar los tiempos de fraguado: inicial, final y falso de los cementos.

---- Y ---178

Yeso Piedra natural, muy suave, de color blanco y rica en sulfatos de calcio que, en pequeña proporción, se adiciona en la fabricación del cemento. Actúa como retardador del fraguado.

179

ANEXO RESEÑA HISTÓRICA 12,000 AC

Las reacciones entre la piedra caliza y el aceite de esquistos

durante una combustión espontánea ocurrida en Israel formaron depósitos naturales de compuestos cementicios. Estos depósitos fueron detallados por geólogos israelíes a lo largo de las décadas de 1960 y 1970. 6,500 AC

Un molde de concreto que data del año 6,500 AC fue descubierto

recientemente por arqueólogos en Siria (la imagen corresponde a una ciudad abandonada en el norte de Siria). 5,600 AC

Concretos tempranos han sido descubiertos en Europa a lo largo

del recorrido del Río Danubio en Yugoslavia. Cazadores y pescadores mezclaron limos, arena, grava y agua para construir pisos para sus chozas. 3,000 AC

En China se utilizaron materiales cementicios para mantener

unidos

los

troncos

de

bambú

con

los

que

construían

sus

embarcaciones y también la Gran Muralla. Su uso se generalizó en la Provincia de Gansu , al nordeste de China. Como lo describen: "era un material de color verde-plomizo oscuro y era usado para construir pisos cuando se mezclaba con arena, trozos de hueso, pedazos rotos de cerámica y agua". 2,500 AC

Los Egipcios usaron barro mezclado con paja para construir

bloquetas. También adelantaron en trabajar con morteros de yeso y limo como agente de unión de los bloques de piedra con los que construyeron las pirámides. 800 AC En Grecia, Creta y Chipre usaron morteros de limo que fueron mucho más resistentes que los usados posteriormente por los Romanos. 600 AC Los Griegos descubrieron una puzzolana natural el la Isla Santorini que desarrollaba propiedades hidráulicas cuando se mezclaba con limo. Esto hizo posible producir concretos que podían fraguar bajo el agua tanto como en la intemperie. 180

400 AC - 200 DC

Petra (del Griego: Ciudad de Piedra), ancestral ciudad

Arabe al sudeste de lo que ahora es Jordania. Fue prácticamente labrada en la roca. El explorador Suizo Johann Burckhardt la redescubrió en 1812. Es una impresionante fortaleza que brilla por la belleza y magnificencia de sus monumentos. Los que más resaltan son el templo de Khaznet Firaoun también conocido como el Tesoro de los Faraones y un teatro semicircular con capacidad para cerca de 3,000 espectadores. Los restos de Petra son un elocuente testimonio del poder y abundancia de una cultura. 300 AC En Babilonia y Siria se usaron mezclas bituminosas para unir piedras y bloques de ladrillo 300 AC-476 DC

Los Romanos usaron cemento puzzolánico, denominado

así por ser obtenido cerca de Pozzuoli, Italia, cerca al Monte Vesuvio para construir la Vía Appia, los Baños Romanos, El Coliseo y Panteón de Roma y el Acueducto de Pont du Gard en el Sur de Francia. Ellos usaron limo y materiales cementicios. Plinio reportó una mezcla de 1 parte de limo por 4 partes de arena. Vitruvius reportó una mezcla de 2 partes de puzzolana por 1 parte de limo; grasa animal, leche y sangre también fueron usadas en las mezclas. Estas sustancias añadidas a las mezclas incrementan sus propiedades, tanto así que subsisten hasta nuestros días 193 AC El Pórtico de Aemelia fue construido con piedras trabadas unidas con mortero cementicio 25 AC Herodes el Grande mandó construir un puerto en Cesárea. Para la construcción de los rompeolas se utilizó concreto hidráulico para unir las rocas. Cesárea está localizada a mitad de camino entre Tel Aviv y Haifa. 80 DC Los ingenieros del ejército Romano construyeron acueductos para servir a las mayores ciudades del imperio. En la figura aparece una parte del acueducto de 56 millas construido entre las ciudades de Eiffel y Cologne; las dimensiones interiores aproximadas son de 110 cm. de alto por 77 cm. de ancho, con paredes de 38 cm. de espesor. 181

82 DC El Coliseo Romano es construido usando el denominado "Concreto Romano" en grandes cantidades. 128 DC Se termina de construir el Panteón Romano. El domo tiene 43 mt de diámetro, y fue construido utilizando agregados que variaban en densidad; desde roca basáltica en las cimentaciones hasta desechos volcánicos, incluida piedra pómez, en las paredes y remates superiores. Luego del año 476 DC, es decir, luego de la caída del Imperio Romano decayó el uso del concreto y durante los siguientes 1200 años se utilizaron concretos preparados en base a mezclas con limo. 700 DC Los Sajones construyeron "mezcladores de hormigon" a manera de recipientes tallados en roca. Una viga con elementos de sujeción y paletas efectuaban el mezclado girando alrededor de un eje central, tal como se observa en el gráfico. 1678

Joseph Moxon escribió acerca del calor interno que se producía al añadir agua a las mezclas secas en las que se utilizaban materiales cementicios; conocido ahora como calor de hidratación.

1756

El ingeniero Inglés John Smeaton redescubrió el cemento hidráulico a través de pruebas con mezclas utilizando aguas dulces y saladas. Descubrió que las mezclas endurecían bajo el agua si se trabajaban con cementos producidos de piedra caliza con altos contenidos de arcilla. Este investigador marcó "el antes y el después" cuando mezcló una piedra caliza del sur de Gales con puzzolana italiana obtenida en la localidad de Civitavecchia. Con ésta combinación Smeaton produjo el primer cemento de alta calidad desde la caída del Imperio Romano.

1779

John Smeaton usó sus conocimientos para empezar a construir la primera estructura de concreto desde la época de los antiguos Romanos: el faro Eddystone en Cornwall, Inglaterra, obra que terminó en 1793. En el mismo año de 1779 Bry Higgins patentó su propio cemento hidráulico.

1780

Bry Higgins publicó "Experimentos y Observaciones hechas con miras a mejorar el arte de mezclar y aplicar cementos calcáreos". 182

1796

James Parker, de Inglaterra patentó un cemento hidráulico natural, el que obtenía por calcinación de piedra caliza con impurezas y con arcilla. Este producto se llamó cemento Parker o Cemento Romano.

1802

En Francia se usó un procedimiento similar al que originó el Cemento Romano.

1810

Edgar Dobbs patentó un mortero hidráulico aunque fue de muy pobre calidad debido a fallas en el proceso de quemado.

1812-1813

Louis Vicat de Francia preparó un cemento hidráulico artificial de

limo calcinando mezclas de piedra caliza y arcilla. 1818

Maurice St. Leger presentó patentes de cementos hidráulicos. Este cemento natural fue producido en USA era similar al preparado por John Smeaton. En el mismo año, el ingeniero americano Canvass White encontró grandes depósitos de roca en el Condado Madison, Nueva York, que servían para producir cemento hidráulico después de un pequeño proceso.

1820-1821

John Tickell y Abraham Chambers patentaron su propio cemento

hidráulico. 1822

El inglés James Frost preparó un cemento hidráulico de buena calidad al que denominó Cemento Británico.

1824

Joseph Aspdin, albañil inglés de la ciudad de Leeds patentó lo que él denominó "cemento Portland" calcinando materiales obtenidos en la isla de Portland.

1825

En la construcción del canal Erie, en los Estados Unidos, la demanda de cemento fue muy alta. la obra se abasteció con un "limo hidráulico" encontrado en los condados de Madison, Cayuga y Onondaga, en Nueva York.

1828

I.K. Brunel es acreditado como el primer ingeniero que aplicó el cemento portland en una obra de ingeniería; lo usó para sellar un falla en el túnel Thames.

1830

En Canadá se produjo la primera fabricación masiva de cemento.

183

1836

En Alemania se llevaron a cabo las primeras pruebas sistemáticas para evaluar la resistencia a la tensión y compresión de los productos preparados con cemento.

1843

J.M. Mauder, Son & Co. obtuvo la primera licencia para la producción industrial de cemento portland.

1848

Jean Louis Lambot fue el primero en usar refuerzo en el concreto. Construyó varios botes pequeños de concreto reforzados con una malla hecha de alambres trenzados.

1849

Pettenkofer & Fuches realizaron las primeras pruebas químicas del cemento portland.

1850's Aparecieron los primeros caminos de concreto en Austria y luego en Inglaterra (1865). En Francia, entre 1950 y 1980, el constructor Francois Coignet fue el responsable de masificar el uso del concreto para la edificación. 1854

El Inglés William B. Wilkinson, construyó una pequeña cabaña de dos niveles; reforzó el concreto de los pisos y techos con alambres de acero trenzados. Esta edificación se reconoce como la primera de concreto armado.

1859-1867

Se utilizó cemento portland en la construcción del sistema de

alcantarillas de desagüe de la ciudad de Londres. 1860

Se inicia la era moderna del cemento portland a través de composiciones más resistentes.

1862

La compañía inglesa Blake Stonebreaker introduce al mercado las primeras chancadoras de clinker.

1868

Se envió el primer cargamento de cemento portland a los EEUU.

1871

David O. Saylor estableció la primera planta de producción de cemento portland en los EEUU. Entre 1871 y 1875 William E. Ward construyó el primer edificio de altura en concreto reforzado en Port Chester, Nueva York, según el diseño del arquitecto Robert Mook.

184

1880

El inglés J. Grant mostró la importancia de utilizar las partes más densas y pesadas del clinker. Los ingredientes claves fueron estudiados químicamente al detalle.

1884

Ernest L. Ransom patentó un sistema de refuerzo basado en varillas cuadradas de acero retorcidas para ayudar a desarrollar una mejor adherencia entre el concreto y el refuerzo.

1885

F. Ransome patentó un horno ligeramente inclinado el que al rotar permitía que el material se moviera gradualmente de un extremo a otro.

1886

El primer horno rotatorio fue introducido en Inglaterra para reemplazar a los de diseño vertical.

1887

El francés Henri Le Chatelier estableció proporciones en los materiales de producción del cemento portland. El denominó a los componentes: Alite (silicato tricálcico), Belite (silicato dicálcico) y Celite (aluminoferrita tetracálcica). El propuso que el endurecimiento es causado por la formación de cristales producidos por las reacciones químicas entre el cemento y el agua.

1889

Gyozo Mihailich construye en la Villa de Solt, Hungría, primer puente de arco con concreto reforzado; estaba constituido por dos tramos de 5 mt cada uno.

1890

En EEUU se añade yeso durante la trituración del clinker para que actúe a manera de retardante. Los hornos verticales se reemplazaron por horizontales rotatorios y se usaron molinos de bola para triturar el cemento.

1891

George Bartholomew construyó la primera calzada en la ciudad de Bellefontaine, EEUU; existe hasta nuestros días.

1892

Francois Hennebique patentó un sistema constructivo de concreto reforzado usado en la edificación que aparece en le figura; nótese los dos cantilevers que se intersecan y soportan la carga de 200 ton de la torre. Hennebique fue responsable de la difusión del uso del concreto armado.

185

1893

William Michaelis demostró que los metasilicatos hidratados forman una masa gelatinosa que se deshidrata mientras el concreto se endurece.

1900

Las pruebas básicas al cemento fueron estandarizadas.

1901

Arthur Henry Simons diseño una abrazadera de sujección para encofrados de columnas.

1902

Thomas Edison fue el pionero del desarrollo de los hornos rotatorios. En este año, August Perret diseño y construyó un edificio de departamentos en París al que él solía llamar "el sistema trabado de concreto reforzado"; influenció la construcción en concreto por décadas.

1903

Con la construcción del teatro de los Campos Elíseos August Perret hizo del concreto un material de amplia aceptación.

1904

El edificio Ingalls fue el primer rascacielos que se edificó; fue construido en la ciudad de Cincinatti en 1904; en su construcción se usó el sistema de reforzamiento Ransome.

1905

Frank lloyd Wright empieza con la construcción del templo Unity en Oak Park, Illinois. Los trabajos duraron tres años en completarse. Wrigth diseño esta masiva estructura de manera que las formas que se fabricaron pudieran usarse múltiple veces.

1908

Thomas Alva Edison patentó un sistema de prefabricación con moldes metálicos para la construcción de viviendas monolíticas, de manera que las paredes, pisos, techo, escaleras y conductos sanitarios y eléctricos estuvieran listos en una sola etapa de vaceado. Edison construyó 11 casas de este tipo en Unión Nueva Jersey, llegando a vaciar cada una en un solo día. Estas casas están en uso hasta el día de hoy.

1913

Se patentó la primera bomba de concreto lo que permitió facilitar enormemente los procesos de vaciado.

1916

Se creó la Portland Cement Association en EEUU.

186

1917

El US Bureau of Standars (Agencia Americana de los Estándares) y the American Society for testing Materials (Sociedad Americana para la Prueba de Materiales) establecieron la fórmula estándar del cemento portland.

1919

Meis van der Rohe propone diversos diseños de rascacielos de concreto armado.

1922

Se construyó el Edificio de Las Artes Médicas en la ciudad de Dallas; hasta el año 1992 fue el edificio de concreto más alto construido. En la figura aparece Notre Dame du Raincy, construida en la ciudad de Raincy, en Francia por Auguste Perret en el mismo año

187

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y

y

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los

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Direccion

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desarrollo

tecnico

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construccion 1981.Cuba •

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y

mantenimiento

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Sequeia

R.

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dosificaciones.2008.Cuba

191

de

materiales

para

diferentes

INDICE PRÓLOGO................................................................................................. 1 CAPITULO 1 PROPIEDADES ESENCIALES DE LOS MATERIALES DE CONSTRUCCION. ............................................................................................. 2 1.

MASA ESPECÍFICA O PESO ESPECÍFICO................................... 2

2.

MASA VOLUMETRICA O PESO UNITARIO................................... 3

3.

COMPACIDAD. ............................................................................... 4

4.

POROSIDAD. .................................................................................. 5

5.

ABSORCIÓN DE AGUA. ................................................................. 6

6.

LIBERACIÓN DE AGUA.................................................................. 8

7.

PERMEABILIDAD. .......................................................................... 9

8.

RESISTENCIA AL FRIO.................................................................. 9

9.

CONDUCCIÓN.............................................................................. 11

10. CALOR ESPECÍFICO.................................................................... 14 11. RESISTENCIA AL FUEGO............................................................ 16 12. RESISTENCIA AL CALOR ............................................................ 17 13. ESTABILIDAD QUIMICA. .............................................................. 17 14. RESISTENCIA MECÁNICA........................................................... 18 15. DUREZA........................................................................................ 23 16. ABRASIVIDAD. ............................................................................. 25 17. RESISTENCIA AL CHOQUE......................................................... 26 18. ELASTICIDAD. .............................................................................. 26 CAPÍTULO 2 ALGUNOS TEMAS SOBRE MORTEROS ......................... 27 1.

DEFINICIÓN.................................................................................. 27

2.

CLASIFICACIÓN DE LOS MORTEROS Y PASTAS ..................... 27

3.

EMPLEO DE PASTA Y MORTEROS ............................................ 27 192

3.1 usados.

Pastas y morteros; adherentes y materiales inertes más 27

4.

FUNCIONES QUE DESEMPEÑAN LOS COMPONENTES.......... 28

5.

CUALIDADES QUE DEBEN REUNIR LOS MORTEROS EN

GENERAL..................................................................................................... 29 6.

FACTORES DETERMINANTES EN LAS PROPIEDADES DE LOS

MATERIALES ............................................................................................... 29 7.

8.

PROPIEDADES DE LOS MORTEROS. ........................................ 30 7.1

Adherencia ............................................................................ 30

7.2

Laborabilidad. ........................................................................ 31

7.3

Durabilidad ............................................................................ 33

PRECAUCIONES.......................................................................... 34 8.1

Precauciones para evitar la descomposición de los morteros

por el agua de mar .................................................................................... 34 8.2

Precauciones para el empleo de morteros en terrenos yesosos

37 8.3 agresivas 9.

Precauciones a la acción de aguas muy puras y de aguas 37

ACCION DE LA INTERPERIE....................................................... 37

10. OTROS ELEMENTOS DE DESTRUCCIÓN Y PROTECCIÓN CONTRA LOS MISMOS. .............................................................................. 39 11. EFLORESCENCIAS ...................................................................... 40 12. ALGUNAS CONSIDERACIONES SOBRE LOS MORTEROS ...... 40 13. MORTEROS DE CAL Y CEMENTO PÓRTLAND ......................... 42 14. MORTEROS DE CAL GRASA ...................................................... 43 15. MORTEROS MIXTOS O BASTARDOS DE CEMENTO................ 44 16. MORTEROS DE YESO ................................................................. 45 17. ALGUNAS ESPECIFICACIONES EXTRANJERAS ...................... 46 193

18. DESCRIPCIÓN.............................................................................. 47 19. CONTROL DE CALIDAD. REFERENCIAS NORMATIVAS........... 47 20. DURANTE LA EJECUCIÓN .......................................................... 49 21. POSTERIOR A LA EJECUCIÓN ................................................... 49 22. EJECUCIÓN Y COMPLEMENTACIÓN ......................................... 50 23. ESTUDIOS REALIZADOS POR DIFERENTES INVESTIGADORES 52 24. CON ÁRIDOS RECICLADOS (EN MPA)....................................... 53 25. TEORÍA DE SWAIN....................................................................... 54 26. RENDIMIENTOS Y CÁLCULO DE CONSUMO DE MATERIALES DETERMINADOS A PIE DE OBRA.............................................................. 54 27. COMPARACIÓN DEL ASENTAMIENTO EN EL CONO DE ABRAHAM DE UN HORMIGÓN Y UN MORTERO ...................................... 55 28. ALGUNOS TÓPICOS SOBRE LOS CAMBIOS QUE PUEDEN OCURRIR EN LOS MORTEROS. ................................................................ 56 CAPÍTULO 3 CEMENTO PORTLAND..................................................... 58 1.

DEFINICION.................................................................................. 58

2.

FABRICACION DEL CEMENTO PORTLAND............................... 58 2.1

3.

Elaboración del cemento ....................................................... 59

COMPOSICION

QUIMICA

Y

PROPIEDADES

DE

LOS

COMPONENTES MINERALOGICOS Y DE SUS COMPONENTES SIMPLES (ÓXIDOS) ..................................................................................................... 59 3.1 4.

Propiedades de los compuestos mineralógicos..................... 60

PROPIEDADES FISICAS............................................................. 60 4.1

Fraguado ............................................................................... 60

4.2

Endurecimiento...................................................................... 60

4.3

Desprendimiento de calor...................................................... 60

4.4

Variación del volumen ........................................................... 61 194

4.5

Falso fraguado....................................................................... 61

4.6

Hidratación de cemento......................................................... 61

4.7

Resistencia mecánica............................................................ 61

4.8

Adherencia del árido.............................................................. 61

4.9

Fluidez ................................................................................... 62

5.

TIPOS DE CEMENTOS AMERICANOS........................................ 62

6.

CEMENTO PUZOLANICO. ........................................................... 63

CAPÍTULO 4 ARIDOS ............................................................................. 66 1.

PROPIEDADES............................................................................. 66

2.

CLASIFICACION GENERAL ......................................................... 66

3.

MUESTREO .................................................................................. 67

4.

FORMA Y TEXTURA DE LAS PARTICULAS ............................... 68

5.

DENSIDAD .................................................................................... 69 5.1

Peso volumétrico ................................................................... 69

6.

POROSIDAD Y ABSORCIÓN DE LA ARENA............................... 69

7.

CONTENIDO DE HUMEDAD DEL ÁRIDO.................................... 70

8.

ABULTAMIENTO DE LA ARENA .................................................. 70

9.

SUSTANCIAS PERJUDICIALES EN EL ÁRIDO .......................... 70

10. CONTAMINACIÓN SALINA .......................................................... 71 11. PROPIEDADES TÉRMICAS DEL ÁRIDO ..................................... 72 12. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO ................................................... 72 13. METODO PARA CALCULAR EL COEFICIENTE DEL INDICE SUPERFICIA APLICANDO LA TABLA DE MURDOCK................................ 73 CAPÍTULO 5 EL MORTERO COMO RECUBRIMIENTO ........................ 75 1.

INTRODUCCIÓN........................................................................... 75

2.

PLANEAMIENTO DEL PROBLEMA.............................................. 76

195

3.

4.

2.1

Pulverizado del repello grueso. ............................................. 76

2.2

Rajaduras. ............................................................................. 77

2.3

Desprendimiento del repello .................................................. 78

COLOCACION CORRECTO DE UN REPELLO ........................... 79 3.1

Repello quemado .................................................................. 80

3.2

Repello fino............................................................................ 80

3.3

Repello afinado...................................................................... 81

3.4

Repello estiplado ................................................................... 81

3.5

Repello lavado....................................................................... 81

3.6

Repello de cal y arena........................................................... 82

CUIDADOS PREVIOS................................................................... 82 4.1

5.

Cuidados durante el mezclado .............................................. 83

DOSIFICACIONES QUE DEBEN DE SER UTILIZADAS COMO

REFERNCIA Y NO COMO NORMALIZADAS .............................................. 83 CAPÍTULO 6 SOLUCIONES PARA ERRADICAR PISOS DE TIERRA.. 86 1.

INTRODUCCIÓN........................................................................... 86

2.

TIPOS DE ESTRATOS.................................................................. 86

3.

2.1

Estrato natural (prepiso) ........................................................ 86

2.2

Pisos estructurales ................................................................ 87

2.3

Mortero seco.......................................................................... 87

2.4

Cuándo polvorearlo ............................................................... 87

FABRICACION CON DIFERENTES AGLOMERANTES............... 87 3.1

Con aglomerante alternativo.................................................. 88

3.2

Sin aglomerante alternativo. .................................................. 90

4.

MORTEROS SECOS .................................................................... 91

5.

GASTOS POR PULIDO................................................................. 92

196

5.1

Análisis comparativo entre las diferentes soluciones para los

gastos de cemento Portland para 1 m2 en kg........................................... 92 6.

POSIBILIDAD

DE

UTILIZAR

ÁRIDOS

RECICLADOS

DE

ESCOMBROS DE DEMOLICIÓN Y RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN UTILIZANDO CEMENTO PORTLAND. PP 250 ........................................... 94 7.

EXPERIENCIA PRÁCTICA DESARROLLADA CON ÁRIDOS DE

HOLGUÍN ..................................................................................................... 94 8.

CONSUMO DE CEMENTO POR M2 DE PISO............................. 95

9.

CONSIDERACIONES DEL PISO .................................................. 95

CAPÍTULO 7 MORTEROS FLUIDOS O DE DENSIDAD CONTROLADA ......................................................................................................................... 97 1.

INTRODUCCIÓN........................................................................... 97

2.

DEFINICIÓN.................................................................................. 98

3.

COMPOSICIÓN............................................................................. 98

4.

PROPIEDADES............................................................................. 99

5.

FLUIDEZ........................................................................................ 99

6.

FRAGUADO .................................................................................. 99

7.

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN .......................................... 100

8.

VALOR SOPORTE (CBR) ........................................................... 100

9.

AISLACIÓN Y CONDUCTIVIDAD TÉRMICA .............................. 100

10. CONTRACCIÓN POR SECADO ................................................. 100 11. COMPATIBILIDAD CON LOS MATERIALES PLÁSTICOS......... 100 11.1

Preparación y colocación en obra ....................................... 101

12. CONTROL DE CALIDAD............................................................. 101 13. APLICACIONES .......................................................................... 101 13.1

Materiales no estructurales.................................................. 101

13.2

Materiales estructurales ...................................................... 102

197

13.3

Ventajas............................................................................... 103

13.4

Plan de ensayos .................................................................. 104

14. ESTUDIO REALIZADO EN EL LABORATRIO DEL TICONS...... 105 15. RETARDADORES DE FRAGUADO PARA MORTEROS DE LARGA VIDA. ............................................................................................. 106 15.1

Propiedades. ....................................................................... 106

15.2

Uso del retardante. .............................................................. 107

15.3

Tipos de aplicación.............................................................. 107

15.4

Calidad y acabado del hormigón. ........................................ 107

15.5

Descripción del producto. .................................................... 107

15.6

Almacenamiento, Dosis. ...................................................... 108

15.7

Recomendaciones para el uso de los retardantes............... 108

16. USO DE LAS PERLITAS DE POLIESTIRENO EXPANDIDO. ... 109 17. MORTEROS IMPERMEABILIZANTES. ...................................... 110 17.1

Hidrófugos. .......................................................................... 112

17.2

Polvos inertes. ..................................................................... 112

17.3

Polvos activos...................................................................... 112

17.4

Coloides............................................................................... 112

17.5

Hidrocarburos ...................................................................... 113

18. MORTEROS DECORATIVOS..................................................... 113 CAPÍTULO 8 CORROSIÓN DEL ACERO DE REFUERZO EN EL HORMIGÓN ................................................................................................... 114 1.

TIPOS DE CORROSIÓN............................................................. 114

2.

TIPOS DE DAÑOS. ..................................................................... 114

3.

2.1

Manifestación de los daños ................................................. 115

2.2

Daños en el hormigón por la corrosión del acero. ............... 115

DEFINICIÓN DEL DIÓXIDO DE CARBONO............................... 116 198

4.

5.

CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA ............................................. 116 4.1

Iones de cloruro................................................................... 117

4.2

Efectos del agua dulce. ....................................................... 118

MÉTODOS DE DETECCIÓN DE LA CORROSIÓN .................... 118 5.1

corrosión:

Opciones

generales

cuando

una

estructura

presenta

118

6.

SISTEMAS QUE INHIBEN LA CORROSIÓN.............................. 119

7.

PROTECCIÓN CATÓDICA ......................................................... 120

8.

INHIBIDORES DE LA CORROSIÓN ........................................... 120 8.1

9.

Clasificación de inhibidores químicos.................................. 121

CAUSAS

DEL

DETERIORO

DE

LOS

MORTEROS

Y

HORMIGONES........................................................................................... 121 9.1

Patología debido a la Humedad en Ambientes Marinos...... 122

9.2

Debido a Humedades en Atmósferas Contaminadas.......... 122

9.3

Patologías debidas a la agresión de los componentes del

mortero u hormigón. ................................................................................ 123 9.4

Debidas a la acción de aguas agresivas. ............................ 124

9.5

Fisuración ............................................................................ 124

9.6

Porosidad ............................................................................ 124

10. CORROSIÓN DE LAS ARMADURAS. ........................................ 124 10.1

Recalinización. .................................................................... 125

10.2

Desalinización. .................................................................... 125

11. TRATAMIENTO PROTECTORES............................................... 126 CAPÍTULO 9 PREPARACIÓN Y PROCEDIMIENTO DE REPARACIÓN ....................................................................................................................... 127 1.

OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ........................................ 127

199

2.

PROCEDIMIENTOS DE PREPARACIÓN DE SUPERFICIES DEL

HORMIGÓN................................................................................................ 128

3.

2.1

Limpieza previa. .................................................................. 128

2.2

Manchas de grasas y aceites. ............................................. 128

2.3

Eflorescencias. .................................................................... 129

2.4

Restos de agentes resinosos. ............................................. 130

2.5

Formaciones orgánicas. ...................................................... 130

2.6

Lechadas y restos cementosos. .......................................... 130

2.7

Restos de pinturas............................................................... 130

PREPARACIÓN POR MEDIOS MECÁNICOS ............................ 131 3.1

Picado. ................................................................................ 131

3.2

Pistola de agujas. ................................................................ 131

3.3

Abujardado. ......................................................................... 132

3.4

Cepillado.............................................................................. 133

3.5

Fresado ............................................................................... 134

3.6

Chorreado de arena seca. ................................................... 134

3.7

Chorro de arena húmedo..................................................... 136

3.8

Chorro de agua.................................................................... 136

3.9

Granallado. .......................................................................... 137

3.10

Decapado térmico. .............................................................. 137

4.

PREPARACIÓN POR PROCEDIMIENTO QUÍMICO. ................. 138

5.

PROCEDIMIENTO PARA PREPARACIÓN DE LAS ARMADURAS

PREVIA A LA APLICACIÓN DEL MATERIAL DE REPARACIÓN.............. 139 6.

PROCEDIMIENTO DE PREPARACIÓN DE ARMADURAS........ 140 6.1

Profundidad de eliminación del hormigón contaminado. ..... 140

6.2

Preparación de la superficie según el agente causante de la

corrosión.

141 200

6.3

Preparación de la superficie según el tipo de ataque. ......... 141

6.4

Ataque localizado con picaduras gruesas ........................... 142

6.5

Ataque localizado con picaduras finas ................................ 142

CAPÍTULO

10

ADHERENCIA

DE

LOS

MORTEROS

DE

RESTAURACIÓN........................................................................................... 143 1.

INTRODUCCIÓN......................................................................... 143

2.

PROPIEDADES Y TIPOLOGIA DE MORTEROS ....................... 143

3.

2.1

Tipo de conglomerante........................................................ 145

2.2

Tipo de árido........................................................................ 146

2.3

Adiciones ............................................................................. 146

2.4

Aditivos ................................................................................ 146

2.5

Fibras .................................................................................. 146

2.6

Guarnecidos ........................................................................ 147

2.7

Revocos tradicionales ......................................................... 147

2.8

Revocos ornamentales ........................................................ 147

ADHERENCIA DE MORTEROS ................................................. 147

CAPÍTULO 11 DISEÑO DE MORTEROS.............................................. 150 1.

2.

MÉTODO EXPERIMENTAL ........................................................ 150 1.1

Ecuación exponencial.......................................................... 150

1.2

Determinación de la proporción Cemento-ARENA (1:n) ..... 150

APLICACIÓN DEL DISEÑO DE MEZCLAS AL ESTUDIO DE

MORTEROS (REALIZADO POR EL MSC ING. JORGE LUÍS ALVAREZ). 153 3.

MÉTODO DE SCHUMANN ......................................................... 154

4.

RENDIMIENTO DE LOS MORTEROS........................................ 155

5.

FÓRMULAS DE DOSIFICACIÓN DE MORTEROS .................... 156

6.

POROSIDAD Y PERMEABILIDAD.............................................. 159

CAPÍTULO 12 MORTEROS DE NUEVA TECNOLOGÍA....................... 160 201

1.

DEFINICIÓN Y CLASIFICACIÓN ................................................ 160 1.1

Monocomponentes. ............................................................. 160

1.2

Bicomponentes.................................................................... 160

1.3

Expoxi.................................................................................. 160

2.

VENTAJAS DE LOS MORTEROS TÉCNICOS........................... 161

3.

IMPRIMACIONES – PUENTES DE ADHERENCIA. ................... 161

4.

5.

3.1

Soportes. ............................................................................. 161

3.2

Imprimaciones ..................................................................... 162

MORTEROS PARA RECRECIDOS VERTICALES. .................... 163 4.1

Definición-Función............................................................... 163

4.2

Morteros para recrecidos verticales..................................... 164

MORTEROS

PARA

PAVIMENTOS

(RECRECIDOS

HORIZONTALES)....................................................................................... 164

6.

7.

8.

5.1

Consideraciones generales ................................................. 164

5.2

Productos para pavimentos ................................................. 166

MORTEROS DE ACABADO SUPERFICIAL ............................... 166 6.1

Definición-Función............................................................... 166

6.2

Productos para acabado (Gama Morteros) ......................... 167

MORTEROS DE IMPERMEABILIZACIÓN .................................. 167 7.1

Definición-Función............................................................... 167

7.2

Productos para impermeabilización..................................... 168

MORTEROS PARA ANCLAJES.................................................. 169 8.1

9.

Definición-Función............................................................... 169

INYECCIONES............................................................................ 169 9.1

Definición-Función............................................................... 169

9.2

Productos para la inyección de fisuras ................................ 170

202

GLOSARIO ............................................................................................ 173 ANEXO RESEÑA HISTÓRICA .............................................................. 180 BIBLIOGRAFIA ...................................................................................... 188

203