Control de Calidad Ladrillo

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

TECNOLOGIA DE MATERIALES

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

UNIDADES DE ALBAÑILERIA

LABORATORIO DE UNIDADES DE ALBAÑILERIA CONTROL DE CALIDAD DE LADRILLO

OBJETIVO GENERAL 

Determinar el tipo de ladrillo correspondiente correspondiente a la muestra mediante mediante los ensayos de variaciones dimensionales, resistencia a la compresión y alabeo de acuerdo a la norma E-070 de albañilería.

OBJETIVOS ESPECIFICOS 

Determinar la tipología del ladrillo analizado.



Comparar las especificaciones técnicas del ladrillo obtenidas mediante los ensayos en laboratorio, con las especificadas por el fabricante.

SECCION I

1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGIA DE MATERIALES UNIDADES DE ALBAÑILERIA

COMPONENTES DE LA ALBAÑILERÍA (N.T.P E-070) Artículo 5. UNIDAD DE ALBAÑILERÍA 5.1

CARACTERÍSTICAS GENERALES a) Se denomina ladrillo a aquella unidad cuya dimensión y peso permite que sea manipulada con una sola mano. Se denomina bloque a aquella unidad que por su dimensión y peso requiere de las dos manos para su manipuleo. b) Las unidades de albañilería a las que se refiere esta norma son ladrillos y bloques en cuya elaboración se utiliza arcilla, sílice-cal o concreto, como materia prima. c) Estas unidades pueden ser sólidas, huecas, alveolares o tubulares y podrán ser fabricadas de manera artesanal o industrial. d) Las unidades de albañilería de concreto serán utilizadas después de lograr su resistencia especificada y su estabilidad volumétrica. Para el caso de unidades curadas con agua, el plazo mínimo para ser utilizadas será de 28 días, que se comprobará de acuerdo a la NTP 399.602.

Comentario Debe remarcarse que las unidades de concreto (ladrillos y bloques) se contraen al secarse luego de su fabricación, por tanto, para que no se originen fisuras en los muros, estas unidades deben estar secas al momento de asentarlas.

5.2

CLASIFICACIÓN PARA FINES ESTRUCTURALES

Para efectos del diseño estructural, las unidades de albañilería tendrán las características indicadas en la Tabla 1.

Comentario La mayor variación de dimensiones y el mayor alabeo (Fig.3.1) de las unidades, conducen a un mayor grosor de las juntas de mortero (por encima del valor nominal de 10 mm), lo que trae por consecuencia, una reducción significativa de la resistencia a compresión y a fuerza cortante en la albañilería. Por ello, para clasificar a la unidad con fines estructurales, debe emplearse los resultados más desfavorables de los ensayos indicados en la Tabla 1. Por ejemplo, si mediante los ensayos de variación dimensional y alabeo un ladrillo clasificó como clase IV, mientras que por el ensayo de compresión clasificó como clase V, entonces ese ladrillo será clase IV.

SECCION I

Fig.3.1

2

TECNOLOGIA DE MATERIALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

UNIDADES DE ALBAÑILERIA

La prueba de compresión (Fig.3.2) proporciona una medida cualitativa de las unidades. Una unidad de poca altura tendrá más resistencia que otra de mayor altura, pese a que ambas hayan sido fabricadas en simultáneo. Por ello, INDECOPI (Norma NTP), entidad encargada de velar por la calidad de los productos, clasifica a las unidades desde el punto de vista cualitativo (en base a la resistencia a compresión), sin contemplar el producto final que es la albañilería. En el cálculo de la resistencia a compresión antiguamente (Norma E.070 de 1982) se trabajaba con el área neta de la unidad, ello daba cabida a que las fábricas produzcan ladrillos con grandes perforaciones (Fig.2.27), lo cual elevaba la resistencia a compresión. Actualmente, la resistencia se calcula con el área bruta, con lo cual esas unidades clasifican en un rango inferior. Cabe remarcar que las unidades huecas son muy frágiles (Fig.1.12). TABLA CLASE DE UNIDAD DE ALBAÑILERIA PARA FINES ESTRUCTURALES RESISTENCIA CLASE VARIACIÓN DE LA ALABEO CARACTERÍSTI DIMENSION (máximo CA A (máxima en porcentaje) en mm) COMPRESIÓN ´ mínimo en f b

Ladrillo I Ladrillo II Ladrillo III Ladrillo IV Ladrillo V Bloque P Bloque NP

SECCION I

Hasta Hasta 100 mm 150 mm ±8 ±6 ±7 ±6 ±5 ±4 ±4 ±3 ±3 ±2 ±4 ±3 ±7 ±6

Más de 150 mm ±4 ±4 ±3 ±2 ±1 ±2 ±4

10 8 6 4 2 4 8

MPa

(kg/cm2 ) sobre área bruta 4,9 (50) 6,9 (70) 9,3 (95) 12,7 (130) 17,6 (180) 4,9 (50) 2,0 (20)

3

TECNOLOGIA DE MATERIALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

5.3

UNIDADES DE ALBAÑILERIA

LIMITACIONES EN SU APLICACIÓN

El uso o aplicación de las unidades de albañilería estará condicionado a lo indicado en la Tabla 2. Las zonas sísmicas son las indicadas en la NTE E.030 Diseño Sismorresistente. TABLA 2 LIMITACIONES EN EL USO DE LA UNIDAD DE ALBAÑILERÍA PARA FINES ESTRUCTURALES ZONA SÍSMICA 2 Y 3 ZONA SÍSMICA 1 Muro portante en Muro portante en Muro portante en TIPO edificios de 4 pisos a edificios de 1 a 3 todo edificio más pisos Sólido No  Artesanal * Sí, hasta dos pisos Sí Sólido Industrial

Sí

Sí

Sí

Sí

Sí Sí Celdas parcialmente rellenas con grout

 Alveolar

Celdas totalmente rellenas con grout

Celdas parcialmente rellenas con grout

Hueca

No

No

Sí

Tubular

No

No

Sí, hasta 2 pisos

*Las limitaciones indicadas establecen condiciones mínimas que pueden ser exceptuadas con el respaldo de un informe y memoria de cálculo sustentada por un ingeniero civil. Comentario Dependiendo de la densidad de muros que presente la edificación, es posible que su comportamiento ante sismos severos sea en el rango elástico, con lo cual, se puede utilizar unidades huecas en los muros confinados o muros de albañilería parcialmente rellena, incluso en la zona sísmica 3, ya que las unidades huecas se trituran después de la fractura diagonal, o por flexo-compresión, pero ello deberá ser respaldado por una memoria de cálculo estructural. En la Fig.3.3 puede apreciarse la trituración de ladrillos artesanales de arcilla, mientras que en la Fig.1.12 aparece la trituración de ladrillos tubulares (pandereta) ante el sismo de Pisco del 2007; en ambos casos los edificios fueron de 3 pisos incumpliéndose la tabla 2.

SECCION I

4

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

5.4

TECNOLOGIA DE MATERIALES UNIDADES DE ALBAÑILERIA

PRUEBAS a) Muestreo.- El muestreo será efectuado a pie de obra. Por cada lote compuesto por hasta 50 millares de unidades se seleccionará al azar una muestra de 10 unidades, sobre las que se efectuarán las pruebas de variación de dimensiones y de alabeo. Cinco de estas unidades se ensayarán a compresión y las otras cinco a absorción.

b) Resistencia a la Compresión.-.   Para la determinación de la resistencia a la compresión de las unidades de albañilería, se efectuará los ensayos de laboratorio correspondientes, de acuerdo a lo indicado en las Normas NTP 399.613 y 339.604. La resistencia característica a compresión axial de la unidad de albañilería (f'b) se obtendrá restando una desviación estándar al valor promedio de la muestra. La prueba de compresión proporciona una medida cualitativa de las unidades. Una unidad de poca altura tendrá más resistencia que otra de mayor altura, pese a que ambas hayan sido fabricadas en simultáneo.

c) Variación Dimensional.-   Para la determinación de la variación dimensional de las unidades de albañilería, se seguirá el procedimiento indicado en las Normas NTP 399.613 y 399.604. SECCION I

5

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGIA DE MATERIALES UNIDADES DE ALBAÑILERIA

d)  Alabeo.- Para la determinación del alabeo de las unidades de albañilería se seguirá el procedimiento indicada en la Norma NTP 399.613

e)  Absorción.- Los ensayos de absorción se harán de acuerdo a lo indicado en las Normas NTP 399.604 y 399.613. La succión de las unidades al instante de asentarlas, debe estar comprendida entre 10 a 20 gr/200 cm2-min. Para concreto y sílico-calcáreo: pasar una brocha húmeda sobre las caras de asentado o rociarlas. Para arcilla: de acuerdo a las condiciones climatológicas donde se encuentra ubicadas la obra, regarlas durante media hora, entre 10 y 15 horas antes de asentarlas. Para determinar la resistencia a la compresión, absorción y variación de dimensiones, se seleccionarán 6 unidades de cada lote de 10 000 unidades o menos y 12 unidades de cada lote de más de 10 000 y menos de 100 000 unidades. Para lotes de más de 100 000 unidades, se seleccionarán 6 unidades por cada 50 000 unidades o fracción. Las muestras se marcaran de manera que puedan ser identificadas en cualquier momento. Las marcas no deben ser mayores del 5% del área superficial del espécimen.

SECCION I

6

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

TECNOLOGIA DE MATERIALES

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

UNIDADES DE ALBAÑILERIA

EQUIPO UTILIZADO 





una cinta métrica.

Una regla metálica Con la cual se realizara las mediciones de largo, ancho y altura del ladrillo.



Nivel de mano



Badilejo



2 cuñas milimétricas

Máquina de ensayo a la compresión

SECCION I

7

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGIA DE MATERIALES UNIDADES DE ALBAÑILERIA

PROCEDIMIENTO MEDIDA DE LONGITUD, ANCHO Y ALTURA 1) Se toman 4 datos de cada una de las medidas de largo, ancho y altura del ladrillo, una en cada una de sus cuatro caras del ladrillo.

SECCION I

8

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGIA DE MATERIALES UNIDADES DE ALBAÑILERIA

2) Se calcula el promedio de las medidas de largo, ancho y altura de los cuatro ladrillos y se procede a calcular la variación existente mediante las siguiente formulas, posteriormente se procede a clasificar el tipo de ladrillo de acuerdo a su variación dimensional.

  L1  L2  L3  L4   4     A  A2  A3  A4   A p   1  4    V  V2  V3  V4   V  p   1  4    Le  L p VD( L)  x100%

 L p  

2

VD( A)  VD(h) 

 Ae  Ap 2 he  hp 2

x100%

x100%

Dónde:  Le = Largo especificado  Ae = Ancho especificado V e = altura especificado  L p = Largo promedio  A p = Ancho promedio V  p = altura promedio

VD( L) = Variación del largo del ladrillo VD( A) = variación del ancho del ladrillo VD(h) = variación de la altura del ladrillo

SECCION I

9

TECNOLOGIA DE MATERIALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

UNIDADES DE ALBAÑILERIA

Cálculos y resultados Los ladrillos ensayados tuvieron las siguientes longitudes especificadas.  Le  230 mm  Ae  130 mm Ve  9 mm

Los datos para el primer ladrillo fueron: Cuadro de medida para el cálculo de la longitud promedio del ladrillo  L p ( mm )  L2 (mm)  L3 (mm)  L4 (mm) Ladrillo Nº  L1 (mm) 1 229 231 228 229 229,25 2 228 229 229 230 229 3 230 229 227 229 228,75 4 228 230 229 228 228,75 5 231 230 230 229 230 Longitud Promedio 229,15 total Cuadro de medida para el cálculo del ancho promedio del ladrillo  A p ( mm )  A2 (mm)  A3 (mm)  A4 (mm) Ladrillo Nº  A1 (mm) 1 130 129 129 129 129,25 2 129 129 130 130 129,5 3 128 129 130 129 129 4 129 129 129 128 128,75 5 129 130 129 130 129,5 129,2  Ancho Promedio total

Cuadro de medida para el cálculo de la altura promedio del ladrillo h p (mm) h2 (mm) h3 (mm) h4 (mm) Ladrillo Nº h1 ( mm) 1 90 91 90 90 90,25 2 89 90 90 89 89,5 3 90 90 89 90 89,75 4 90 90 91 91 90,5 5 88 89 88 89 88,5 89,7  Altura Promedio total

SECCION I

10

TECNOLOGIA DE MATERIALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

UNIDADES DE ALBAÑILERIA

Con lo cual obtenemos las siguientes variaciones dimensionales VD( L )  VD( A)  VD(h) 

230  229.15 230 130  129.2 130 90  89.7 90

x100%

x100%

x100%

 0.37%  0.62%  0.33%

ALABEO 1) Se colocó la superficie de asiento rugosa de los ladrillos sobre una superficie plana 2) sobre la cara superior se coloca la regla metálica uniendo los extremos diagonalmente opuestos de la unidad. 3) Si la unidad es cóncava se coloca la cuña milimétrica en el centro del ladrillo hasta que roce con la regla metálica y se registra la lectura. Si le unidad es convexa se coloca una cuña en cada extremo hasta que roce con la regla metálica y se registra la lectura.

Los datos obtenidos en nuestro caso fueron: Ladrillo Nº ALABEO (mm) 1 2 2 1 3 2 4 1 5 1.5 promedio 1,5 Para las unidades analizadas:  Alabeo = 1.5mm

SECCION I

11

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGIA DE MATERIALES UNIDADES DE ALBAÑILERIA

ENSAYO DE COMPRESIÓN Procedimiento 1) En un recipiente se mezcla el cemento y yeso en una proporción de 2 a 1 respectivamente, con una cantidad de agua adecuada para una buena trabajabilidad.

2) se distribuye horizontalmente la mezcla en el plástico.

SECCION I

12

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

TECNOLOGIA DE MATERIALES UNIDADES DE ALBAÑILERIA

3) Se capea los ladrillos, es decir se colocan los ladrillos sobre la mezcla y se nivelan transversal y longitudinalmente, Después de un tiempo de 5 a 6 minutos se retira de la mezcla y se realiza el mismo procedimiento para la otra cara del ladrillo.

4) L uego de 3 días procede a realizar el ensayo de compresión a los 5 ladrillos.

SECCION I

13

TECNOLOGIA DE MATERIALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

UNIDADES DE ALBAÑILERIA

CÁLCULOS Y RESULTADOS Llevando los datos a una tabla y calculando el área bruta, y la resistencia a la compresión de cada ladrillo de la muestra. Ladrillo Nº 1 2 3 4 5

 Area Bruta Carga (kg) Resistenci(kg/cm 2) 297,2025 40000 134,58837 297,7 38500 129,324824 295,41 39000 132,019905 297,2025 39700 133,578957 299,65 41200 137,493743 resistencia promedio 133,40116

Largo Ancho 22,95 12,95 22,9 13 22,9 12,9 22,95 12,95 23,05 13

Calculando la desviación estándar



 F 'b  X 



2

 

n 1

36,714697 4

 3.0296

Calculando el coeficiente de variabilidad CV  

 DE .100  f  'b

 2.2711

Calculando la resistencia característica  f 'característica  f 'b  DE   f  'característica  133.40116  3.0296  f 'característica  130.37656 kg / cm 2

SECCION I

14

TECNOLOGIA DE MATERIALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

UNIDADES DE ALBAÑILERIA

PORCENTAJE DE VACÍOS Procedimiento 1) Con ayuda de la regla metálica o huincha se procede a medir el diámetro de los huecos de los ladrillos.

2) Seguidamente se procede a calcular el porcentaje de vacíos mediante la siguiente formula y clasificar el ladrillo de acuerdo a su tipología, es macizo si el porcentaje de vacíos es menor igual a 30% y es hueco o perforado se el porcentaje de vacíos es mayor que el 30%. Cálculos y resultados Realizando el cálculo de % de vacíos de ladrillos sabiendo que el diámetro de cada orificio del ladrillo mide 2.7cm en promedio. Ladrillo Nº Área bruta Área de vacío 1 297,2025 103,06 2 297,7 103,06 2 295,41 103,06 4 297,2025 103,06 5 299,65 103,06 promedio % vacío

% vacío 34,67669 34,61874 34,88711 34,67669 34,39346 34,65054

Calculando el porcentaje de vacíos promedio: %Vacíos =34,65054% Por lo tanto el ladrillo se clasifica como hueco por su tipología. SECCION I

15

TECNOLOGIA DE MATERIALES

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

UNIDADES DE ALBAÑILERIA

Conclusiones Realizando una tabla con los resultados obtenidos. CARACTERÍSTICA VARIACION DE DIMENSIONES

largo ancho alto

 ALABEO RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN PORCENTAJE DE VACIO

RESULTADO 0.37% 0.62% 0.33% 1.5mm 13340116 kg/cm 34,65%

Comparamos los resultados obtenidos, con la tabla de la norma E.070: TABLA CLASE DE UNIDAD DE ALBAÑILERIA PARA FINES ESTRUCTURALES RESISTENCIA ALABEO CARACTERÍSTI CLASE VARIACIÓN DE LA DIMENSION (máximo CA A (máxima en porcentaje) en mm) COMPRESIÓN f'b Mínima en MPa(kg/cm2 ) sobre área bruta Hasta Hasta Más de 100 mm 150 mm 150 mm Ladrillo I 10 4,9 (50) ±8 ±6 ±4 Ladrillo II 8 6,9 (70) ±7 ±6 ±4 Ladrillo III 6 9,3 (95) ±5 ±4 ±3 Ladrillo IV 4 12,7 (130) ±4 ±3 ±2 Ladrillo V 2 17,6 (180) ±3 ±2 ±1 (1) Bloque P 4 4,9 (50) ±4 ±3 ±2 (2) Bloque NP 8 2,0 (20) ±7 ±6 ±4

1. De la comparación de datos es un ladrillo tipo IV. 2. Por su tipología diremos es un ladrillo hueco. 3. Las especificaciones de fábrica coinciden con las de laboratorio en lo que respecta a variación de dimensiones y alabeo pero hay diferencia al clasificar el ladrillo por tipo: el especificado de fábrica es tipo V y el obtenido en laboratorio es tipo IV.

SECCION I

16