Dosificaci_n de Morteros.

Dosificación De Morteros.

Autor: Juan Miguel Fernández T.

Dosificación de Morteros. La dosificación de morteros se puede realizar según proporciones y por especificaciones. Un aspecto importante relativo a la dosificación de los morteros, el cual, además se relaciona con su empleo y control de calidad en obra, es el sistema mediante el cual se especifica la dosificación. a) Especificación por proporciones. Las proporciones, dadas por el arquitecto, ingeniero o calculista, en que deben mezclarse los materiales “cemento: cal: arena”, las que pueden estar dadas en peso o volumen, En este caso es responsabilidad del constructor que los materiales y los procedimientos de fabricación y puesta en obra del mortero sean adecuados. Al usar este sistema de especificación, el procedimiento para calcular la dosificación del mortero consiste en una operación algebraica que permite pasar de las proporciones impuestas a cantidades por metro cúbico de mortero o por saco de cemento. b) Especificación por requisitos. Los profesionales a cargo del proyecto especifican los requisitos o propiedades que debe cumplir el mortero y es responsabilidad del Constructor, además de asegurar la calidad de los materiales y de los procedimientos de fabricación y puesta en obra del mortero, establecer la dosificación adecuada para cumplir los requisitos impuestos. En general, este sistema de especificación se utiliza cuando los morteros tienen una función estructural, como por ejemplo para el mortero de junta de albañilerías o en morteros de relleno (grout), y el requisito que se exige habitualmente es el de la resistencia a la compresión, aunque también pueden imponerse otras

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condiciones como retentividad, contenido de aire, impermeabilidad, uso de aditivos, dosis mínima de cemento, etc.

Conceptos Básicos para la Dosificación. - Características del árido fino. El hecho que los morteros estén habitualmente compuestos por un solo árido fino (arena), trae como consecuencia que algunas de sus principales condiciones quedan definidas en una alta proporción por las propiedades de dicho árido: 

La granulometría del árido único condiciona en forma importante la consistencia del mortero, puesto que no es posible efectuar los ajustes granulométricos que permite la existencia de varios áridos. Ello hace necesario en algunas ocasiones el empleo de adiciones con un alto contenido de granos finos, tal como la cal hidráulica, para controlar esta característica.



El contenido de huecos del árido condiciona la resistencia del mortero, pues el mortero no resulta compacto si la suma de volúmenes absolutos de cemento y agua no rellenan dichos huecos.

Estos antecedentes deben estar siempre presentes al efectuar la dosificación de un mortero. - Cantidad de agua del mortero. En general, tanto si el mortero se dosifica para cumplir por proporciones o requisitos, la cantidad de agua queda definida por la trabajabilidad que se debe tener para ser colocado en obra de acuerdo con el uso al que está destinado. En obras de un nivel tecnológico medio o bajo, este importante aspecto muchas veces queda a criterio del albañil, puesto que este recibe los materiales (cemento, arena y cal) por separado o mezcladas en seco y va agregando el agua a medida que lo va necesitando.

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Autor: Juan Miguel Fernández T.

D eterm in ació n d e la d o s is d e ag u a y aire (l /m 3) d e u n m o rtero

% de cal

F luidez B aja M edia A lta M uy A lta

F luidez B aja M edia A lta M uy A lta

F luidez B aja M edia A lta M uy A lta

M F = 3.20 < 25 25 - 50 > 50

M F = 2.70 < 25 25 - 50 > 50

M F = 2.20 < 25 25 - 50 > 50

M F = 1.80 < 25 25 - 50 > 50

H

260 270 290 310

270 280 300 320

AR E N A TAM AÑ O D osis de 280 285 290 290 295 300 310 315 320 330 335 340

M Á X IM O 5 m m agua y aire (l/m 3) 310 315 320 320 325 330 340 345 350 360 365 370

350 360 380 400

355 365 385 405

360 370 390 410

30 30 40 40

305 315 335 355

AR E N A TAM AÑ O M Á X IM O 2.5 m m D osis de agua y aire (l/m 3) 315 320 325 345 350 355 325 330 335 365 370 375 345 350 355 375 380 385 365 370 375 395 400 405

385 405 415 435

390 410 420 440

395 415 425 445

40 40 50 50

345 355 375 395

AR E N A T AM AÑ O M ÁX IM O 1.25 m m D osis de agua y aire (l/m 3) 355 360 365 385 390 395 365 370 375 395 400 405 385 390 395 415 420 425 405 410 415 435 440 445

425 435 455 475

430 440 460 480

435 445 465 485

50 50 60 60

295 305 325 345

335 345 365 385

265 275 295 315

300 310 330 350

340 350 370 390

M F = m ódulo de finura de la arena H = contenido m ínim o de aire para un m ortero com pacto

En una obra con mejor calidad de construcción, el mortero se prepara en forma centralizada, mezclando los materiales, incluso el agua, en un equipo mecánico, para distribuirse posteriormente a los albañiles totalmente preparado. En este caso, la cantidad de agua a agregar puede estimarse a partir de la fluidez necesaria para el mortero (medida en la mesa de sacudidas o mediante el asentamiento de cono de Abrams), de las características de la arena (tamaño máximo y módulo de finura) y de la proporción de cal que incluye la mezcla.

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Ecuación básica para la dosificación de morteros. Para determinar la dosificación de un mortero debe partirse de la relación básica que establece que la suma de los volúmenes absolutos de sus componentes, conforman el volumen total del mortero, lo que se expresa de la siguiente forma: C K F + + + A + H = 1000 γc γk γf

Esta ecuación se expresa en litros. En la cual las letras empleadas simbolizan: C

= dosis de cemento por m3 de mortero

(kg.)

γ c

= peso específico real del cemento

(kg./l)

K

= dosis de cal por m3 de mortero

(kg.)

γ k

= peso específico real de la cal

(kg./l)

F

= dosis de arena por m3 de mortero

(kg.)

γ f

= peso específico real de la arena

(kg./l)

A

= dosis de agua libre por m3 de mortero

(l)

H

= contenido de aire por m3 de mortero

(l)

En la expresión anterior se ha supuesto que el cálculo se efectúa para un metro cúbico de mortero, por lo que las dosis están expresadas en kilogramos y los pesos específicos reales en kg./l, pero ella es aplicable para cantidades expresadas en peso en cualquier unidad y con los pesos específicos en unidades consistentes con dichos pesos. Para su aplicación, en estricto rigor es necesario determinar los pesos específicos reales de los materiales mediante ensayos de laboratorio. Sin embargo, en caso de no disponerse de esos ensayos.

Dosificación de morteros especificados por proporciones

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Proporciones especificadas en peso. A. Cálculo de las cantidades correspondientes a la Dosificación. Habitualmente la dosificación se expresa de la siguiente forma: Cemento : cal : arena = 1 : k : f en la cual los símbolos representan: k = la proporción en peso de cal en relación con el cemento f = la proporción en peso de arena en relación con el cemento y, en consecuencia, si C, K y F son las cantidades en peso por metro cúbico de mortero, se obtendrá igualmente: K = kC

(2)

F = fC

(3)

Basándose en estos términos, la relación básica establecida podrá escribirse en la siguiente forma: C

γc

+

K

γk

+

F

γf

+ A + H = 1000

De donde se deduce:

C=

1000 − A − H 1 k f + + γc γk γf

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Para determinar el valor de C, es necesario previamente extraer los valores de A de H de la tabla anterior, lo cual implica definir la fluidez que se desea otorgar al mortero y conocer las características de la arena. Una vez determinada C, se podrán establecer los valores de las dosis de cal y arena de acuerdo a las expresiones (2) y (3). B. Correcciones a la dosificación. El cálculo de la dosificación del mortero considera la arena en su estado saturado con superficie seca. Sin embargo, en la obra este material se encuentra generalmente con un mayor contenido de humedad, compuesta por la cantidad absorbida en el interior de los granos de la arena, que corresponde al contenido de humedad del estado saturado con superficie seca, y por agua libre. La cual unida a la adicionada en la mezcladora, constituyen la dosis de agua necesaria para dar trabajabilidad a la mezcla y para la hidratación del cemento. En estas condiciones, al emplear arena con humedad libre y pesar la cantidad calculada para la dosificación, deben efectuarse dos correcciones: 

La cantidad de agua que se agregue a la mezcla, determinada de acuerdo a tabla, debe ser disminuida en una cantidad igual al agua libre que aporta la arena húmeda.



La cantidad de arena debe aumentarse en la misma cantidad en peso que el agua libre aportada.

Proporciones especificadas en volumen. El empleo de proporciones especificadas en volumen parte de la base que la medición de las cantidades de los materiales que intervienen en la composición del mortero se efectuará también en volumen.

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La especificación en volumen presupone que los materiales sólidos tendrán un determinado grado de humedad y compactación, situación no siempre acorde con la realidad de las obras, por lo que este sistema presenta un alto grado de indeterminación, por lo que no conviene su empleo indiscriminado. En todo caso, si se utiliza la dosificación en volumen, se recomienda que ella se defina considerando la arena en estado saturado con superficie seca y compactación media. De acuerdo con las variaciones que experimenten la humedad y el esponjamiento en la obra, se efectuarán las correcciones necesarias a los volúmenes de agua y arena. Por lo tanto, si 1 : k’ : f’ son las proporciones en volumen de cemento, la cal y la arena, ello significa que por cada unidad de cemento, medida en un recipiente de volumen conocido, deben agregarse k’ unidades de volumen de cal y f’ unidades de volumen de arena saturada con superficie seca y con compactación media. Para efectos prácticos y cálculos aproximados, pueden considerarse las densidades aparentes de los materiales sólidos que intervienen en la composición del mortero. Material

Densidad aparente

Condición del material

Cemento

dc = 1,20 kg/l

En la bolsa

Cal Arena

dk = 0,65 kg/l df = 1,70 kg/l

En la bolsa Saturada superficie seca, compactación media

Material

Pesoespecífico

Cemento Cal Arena

pc 3.00 kg/l pk 2.45 kg/l pf 2.65 kg/l

Nota: el peso específico de la arena se supone en estadosaturado superficialmente seca.

De esta manera, si la dosificación del mortero está expresada mediante la relación cemento : cal : arena = 1 : k’ : f’, las cantidades por metro cúbico de mortero podrán calcularse a partir de la fórmula (1) indicada anteriormente en la siguiente forma:

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Cρc Kρk Fρf + + + A + H = 1000 γc γk γf

en la cual C’, K’ y F’ son los volúmenes aparentes en litros de cemento, cal y arena correspondientes a un metro cúbico de mortero, ρ c, ρ k y ρ f las densidades aparentes y pc, pk y pf los pesos específicos reales respectivos. Por otra parte, se tendrá: K’ = k’ x C’ (6) F’ = f’ x C’

(7)

Entonces: C=

1000 − A − H

ρc kρk fρf + + γc γk γf

Y a partir del cual pueden calcularse mediante (6) y (7) los volúmenes de cal y arena por metro cúbico de mortero. Si se desea expresar estas cantidades en la proporción correspondiente al volumen de un saco de cemento, deben multiplicarse los volúmenes por metro cúbico obtenidos por el factor: 42,5 @= C’ x dc Y el volumen V’ de mortero preparado será

V’ = @ x 1000 (litros)

Dado que la arena normalmente contiene en obra una humedad mayor que la correspondiente al estado saturado superficialmente seca, y a que esa humedad produce esponjamiento, los valores obtenidos de las fórmulas anteriores deben corregirse de la siguiente forma:

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Sean: h=

la mayor humedad con respecto al estado saturado con superficie seca, o humedad libre, que contiene la arena, expresada en forma decimal,

e=



esponjamiento de la arena para la humedad h, expresado en forma decimal, Corrección del volumen de arena. El volumen de arena obtenido de las fórmulas anteriores (F’) debe corregirse en la siguiente forma para considerar su esponjamiento: - Volumen de arena húmeda:



F’’ = F’ (1 + e)

Corrección de la cantidad de agua. El agua por agregar a la mezcla deberá disminuirse en la cantidad de agua libre contenida en la arena: - cantidad de agua por agregar: A’’ = A –h F’ df

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