Mamposteria Materiales y Sistemas

Materiales y Normas para materiales y sistemas de mampostería Material de clase

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INTRODUCCIÓN A raíz de la promulgación de la ley 1400 de las normas Sismo-resistentes NSR-98, se han venido construyendo en el país edificios altos con sistemas estructurales más rígidos, de tal manera que su desplazamiento lateral durante un evento sísmico sea muy bajo y no presente daños en los acabados. La Mampostería estructural es un sistema constructivo que hace parte del sistema denominado “Muros de carga”, y como tal puede cumplir de manera apropiada la función de rigidizar los edificios altos para que se mantengan en los límites de desplazamiento lateral durante los movimientos sísmicos. ING LIGIA MARIA VELEZ MORENO

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DEFINICION, TIPOS Y USOS DE LA MAMPOSTERIA ESTRUCTURAL La mampostería estructural es un sistema estructural clasificado por las normas sismo-resistentes dentro del sistema de muros de carga. Este sistema se diferencia del sistema de pórticos por el tipo de elementos verticales utilizado, los cuales son elementos muro y tienen una dimensión muy delgada o espesor y las otras dos dimensiones geométricas mucho más grandes.

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La mampostería está compuesta de unidades (ladrillos y/o bloques), las cuales son colocadas y pegadas con mortero de pega para conformar el muro. Las unidades pueden ser macizas, de perforación vertical y de perforación horizontal. Las unidades de perforación vertical son las más utilizadas, ya que permiten la colocación de barras de refuerzo a través de ellas las cuales son fijadas al muro mediante mortero de relleno (grout). Las unidades pueden ser de arcilla cocida, de concreto y de sílice-cal; siendo las de arcilla cocida las más comúnmente utilizadas. ING LIGIA MARIA VELEZ MORENO

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Tipos de Mampostería La mampostería se clasifica según sea la forma de reforzarla, así:

1. Mampostería reforzada totalmente inyectada Es aquélla que tiene todas las celdas inyectadas de mortero de relleno o grout y el refuerzo vertical es colocado en dichas celdas con espaciamientos menores a 1.20m

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2.

Mampostería

reforzada inyectada

parcialmente

Es similar a la anterior con la diferencia de que no todas las celdas de las unidades van inyectadas. Todas las celdas donde se coloca refuerzo van inyectadas. 3. Mampostería parcialmente reforzada. Se diferencia de la anterior en la cantidad de refuerzo colocado, el cual es aproximadamente la mitad y es espaciado hasta un máximo de 2.40m. ING LIGIA MARIA VELEZ MORENO

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En la figura 1 se pueden apreciar estos tres tipos de mampostería.

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Mampostería de muros confinados Los muros confinados es un tipo de mampostería donde el refuerzo no es colocado interiormente, es decir dentro de las celdas de las unidades, sino que se refuerza el muro perimetralmente mediante vigas y columnas de concreto reforzado, las cuales son fundidas (vaciadas) posteriormente de la construcción del muro para que éste quede confinado adecuadamente. En la figura 2 se muestra este tipo de mampostería.

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Mampostería de cavidad reforzada Este tipo de mampostería consiste en 2 o más muros de mampostería que se colocan de forma paralela dejando una cavidad entre ellos la cual es inyectada con mortero o concreto líquido. El refuerzo es colocado dentro de la cavidad inyectada. Los muros de mampostería van anclados al concreto inyectado mediante conectores especiales.

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Un detalle de este tipo de mampostería se muestra en la figura 3.

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Mampostería no reforzada Es aquélla mampostería que no se refuerza y la cual se permite utilizar estructuralmente en viviendas de uno y dos pisos en zonas de Amenaza sísmica baja o como elementos no estructurales (muros divisorios) en cualquier tipo de zona sísmica. Usos de la mampostería estructural En la tabla No.1 se resumen los uso permitidos para los diferentes tipos de mampostería estructural descritos por las normas sismo-resistentes NSR-98. ING LIGIA MARIA VELEZ MORENO

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Tabla No.1. Usos de la mampostería estructural TIPO ZONAS DE AMENAZA SISMICA Ro Alta Media Baja . MRTI 4.5 45 m 60 m No límite Mampostería reforzada totalmente inyectada MRPI 3.5 30 m 40 m No límite Mampostería reforzada parcialmente inyectada MPR 2.5 2 pisos12 m No límite Mampostería parcialmente reforzada MNR 1.0 No No 2 pisos Mampostería no reforzada MMC 1.5 15 m 18 m 21 m Mampostería de muros confinados MCR 4.0 45 m 60 m No límite Mampostería de cavidad reforzada

Ro: Factor de reducción de fuerzas por ductilidad ING LIGIA MARIA VELEZ MORENO

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NSR-98 NSR-98 Unidades de mampostería • Arcilla • Concreto • Sílico Calcáreas Según el material • P. Vertical (PV) • P. Horizontal (PH) • Macizas (M) Según las perforaciones ING LIGIA MARIA VELEZ MORENO

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TIPOS DE ARCILLA TIPOS DE ARCILLA • Calcáreas – 15% de carbonato de calcio – Queman amarillo • No calcáreas (silicato de alúmina) – 2 a 10 % de óxidos de hierro y feldespatos – Queman rojo

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Distinguir ladrillos de calidad Deben garantizar un buen aislamiento térmico, ser resistentes al agua y limitar el paso de ruido Los ladrillos son la base de la construcción. El material más empleado dadas sus posibilidades de aislamiento térmico y acústico Criterios de calidad Los ladrillos deben garantizar un buen aislamiento térmico de la vivienda. En fachadas, los ladrillos con perforaciones deben retener el aire en los huecos o bien rellenarse con un material aislante que garantice protección frente a la temperatura externa. Por su parte, cuando se emplean en tabiques y muros interiores, es importante que realicen un buen aislamiento acústico para reducir los ruidos procedentes de las viviendas vecinas. Si se dan estas dos características, la vivienda gana en tranquilidad y se ahorra energía, tanto en calefacción como en aire acondicionado. En este sentido, los ladrillos hidrofugados reducen considerablemente la succión de las piezas y producen un efecto repelente del agua de lluvia. Cuando salen del horno, estos ladrillos se sumergen en una solución acuosa de derivados de siliciona que penetra en cada pieza. Este tratamiento consigue que las gotas de lluvia resbalen sobre la superficie, lo que mejora el estado de conservación de los ladrillos y les hace menos vulnerables al paso del tiempo. ING LIGIA MARIA VELEZ MORENO

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Pero además, los ladrillos deben resistir tormentas, heladas y cualquier inclemencia meteorológica. En caso contrario, se corre el riesgo de que se deterioren y se produzcan desprendimientos, exfoliaciones o roturas debido a la presión que se origina en cada pieza cuando se filtra agua. Si ésta se solidifica y aumenta de volumen, puede producir grietas en el ladrillo hasta romperse. Una manera de evitar este problema es revestir los ladrillos o utilizar piezas ya revestidas. La expansión por humedad ambiental puede provocar la aparición de grietas y fisuras

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Otra consecuencia de la humedad es la expansión, que aumenta las dimensiones de los ladrillos debido a la captación de la humedad ambiental. La expansión por humedad puede provocar también la aparición de grietas y fisuras verticales y horizontales. Esta situación, según la Asociación Española de Fabricantes de Ladrillos y Tejas de Arcilla Cocida (Hispalyt), se puede dar "tanto en los muros de carga como en cerramientos". En el grosor y origen de las grietas influyen la naturaleza del ladrillo y su disposición constructiva.

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Ladrillo cara vista El uso más frecuente del ladrillo cara vista es el que se realiza en cerramientos exteriores. Son habituales las fachadas con este tipo de material, ya que es muy resistente al agua, con una gran capacidad de absorción y compresión. Este ladrillo se puede encontrar con perforaciones en la tabla o macizo. Estos últimos pueden tener también perforaciones, pero su volumen no alcanza el 10%. Además, existe ladrillo cara vista de tejar o manual, que se fabrica artesanalmente y se utiliza por su aspecto estético; de baja succión; hidrofugados, con una mayor impermeabilidad al agua en estado líquido; y ladrillos clínker y gresificados, fabricados con arcillas especiales que logran una absorción de agua por debajo del 6% y son más resistentes que el ladrillo cerámico normal.

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Ladrillos huecos y perforados

Cuando nos proponemos levantar un tabique o un muro, hay dos tipos de ladrillo imprescindibles: los ladrillos huecos y los ladrillos perforados, trabajar con ellos para la ejecución de tabiques y muros cerámicos "supone una garantía de durabilidad y resistencia, tanto mecánica, como a impactos y cargas suspendidas". Los ladrillos, además, tienen un buen comportamiento ante el fuego, de ahí su empleo en la construcción de chimeneas y asaderos o barbacoas (ladrillos refractarios).

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Ladrillos huecos. Son aquellos que tienen perforaciones horizontales en el canto. Se utilizan tanto en albañilería interior como revestida. Hay ladrillo hueco de formato tradicional, con las medidas del métrico o catalán, y ladrillo hueco de gran formato, con una longitud superior a 30 centímetros, un grosor igual o superior a 40 centímetros y una dimensión inferior a 14 centímetros. Además, según el grueso, se distinguen ladrillos huecos sencillos, dobles o triples.

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Ladrillos perforados. Tienen perforaciones verticales en la tabla, de volumen superior al 10 %. Se utilizan en albañilería interior y exterior revestida. Las medidas más habituales son la castellana o métrica y la catalana, con una longitud de 24 y 28 centímetros, respectivamente.

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Piezas especiales Además de las formas tradicionales de los ladrillos, existen piezas con perfiles diferentes para adaptarse a cualquier trabajo. El material cerámico es fácil de moldear y, por ello, resulta sencillo obtener ladrillos de formas diversas. Se emplean moldes especiales para aquellas piezas que forman parte de un arco, rematan muros o se colocan en las esquinas. "Su uso es recomendable, ya que su diseño facilita y mejora el acabado de encuentros complicados y puntos singulares “Su diseño facilita el acabado de encuentros complicados, pero a veces no está contemplado en la normativa vigente .

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Cómo levantar un muro de ladrillo Los muros pueden ser de ladrillo macizo o hueco. Los macizos se emplean, sobre todo, para exteriores, mientras que los segundos son los preferidos para separar espacios cuando los muros no son de carga. A la hora de levantar una pared de ladrillo, lo más importante es alinear correctamente la primera hilada porque es la que marca la estabilidad del tabique. Los muros de ladrillo hueco son más fáciles de levantar que los macizos. Cada ladrillo se coloca sobre mortero y se fija con unos golpecitos en la parte superior. Todos los ladrillos tienen que estar alineados verticalmente. Si uno no lo está, hay que moverlo con cuidado hasta conseguir que quede a la misma altura que el resto, sin sobresalir. Una correcta alineación es más importante cuanto más alto es el muro. Cuando se termina el muro, hay que esperar a que los materiales se asienten antes de revocar la pared, así se elimina el riesgo de aparición de grietas por contracción. El revoco ha de ser de mortero. Además, lo habitual es enlucir posteriormente la pared con mortero de yeso o estuco. La finalidad del yeso es preparar el muro para el revestimiento final: pintura, papel u otro material.

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MATERIA PRIMA-arcilla

La arcilla se mezcla con alrededor de un 33 % de arena y limo para reducir efectos de contracción y agrietamientos en el secado

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MATERIA PRIMA-concreto Cemento, agregados gradados y agua Proporciones: 1 parte de cemento + 1 a 10 partes de agregado

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DENSIDAD (kg/m3) Liviano Mediano Normal < 1680 1680 - 2000 > 1680 UNIDADES DE CONCRETO NTC 4026 (según su peso)

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Propiedades relacionadas con la resistencia estructural Propiedades relacionadas con la resistencia estructural • Resistencia a la compresión • Resistencia a la tracción • Absorción • Tasa inicial de absorción • Variabilidad dimensional • Alabeo • Eflorescencias • Durabilidad ING LIGIA MARIA VELEZ MORENO

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Tasa inicial de absorción • Unidades de Arcilla – Artesanales Muy elevada – Industriales Elevada • Unidades de Concreto – Artesanales Correcta – Industriales Correcta • Unidades sílico- calcáreas – Industriales Correcta

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Durabilidad La durabilidad permite mantener las propiedades de resistencia en el tiempo. Esta asociada a: • Calidad del proceso de elaboración (composición) • Medio ambiente • Resistencia a la compresión • Absorción

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Durabilidad • Unidades de Arcilla – Artesanales Mala – Industriales Buena a excelente • Unidades de Concreto – Artesanales Mala – Industriales Buena a muy buena • Unidades sílico- calcáreas – Industriales Muy buena

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Cantidad de materiales y mano de obra Los bloques de concreto deben permanecer secos antes y durante la colocación, para evitar que al perder humedad en la pared se contraigan y causen grietas. Así serán capaces de absorber agua del concreto fluido de relleno para reducir la relación agua/cemento de este concreto. El acero de refuerzo debe cumplir con la norma ASTM A-615, como el empleado en cualquier obra de concreto reforzado. El mortero de pega debe ser del tipo M (175 kg/cm2), S (130 kg/cm2), N (55kg/cm2), según ASTM C270. El concreto de relleno debe ser fluido, con revenimiento de 20 a 25 cm y cumplir resistencia mínima a la compresión de 140 kg/cm2 a los 28 días. Esta resistencia debe medirse en prismas moldeadas sobre los mismos bloques. En paredes de bloques de 12 cm, el tamaño máximo de agregado a usar es de 9 mm. Para bloques de resistencia especial extrafuertes- las características del concreto deben adecuarse.

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Materiales por área de pared

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PRUEBAS Y ENSAYOS SOBRE BLOQUES La resistencia a edad de despacho de los bloques PC es como mínimo 55 kg/cm2 como norma interna. Es decir, más de un 20 % adicional a la norma nacional. Los bloques de Productos de Concreto alcanzan a los 28 días la resistencia de 75-80 kg/cm2, superior a la especificada por ASTM C-90.

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Pruebas internas

Materias primas a) Materias primas A las materias primas (cemento y agregados) se le realizan pruebas periódicas para garantizar que cumplen las normas siguientes: Norma ASTM de agregados para concreto. ASTM C-33: normas y especificaciones de agregados para concretos ASTM C-136: Análisis granulométrico de agregados. ASTM C-128: Peso específico y absorción. ASTM C-566: Humedad total ASTM C-29: Peso unitario Norma oficial de Costa Rica para cemento Portland (MEIC 19872) Tanto los agregados como el cemento son provenientes de nuestras propias fuentes, como factor adicional de garantía de calidad. Son dosificados por peso y con un estricto control de humedad, para garantizar una mezcla de concreto acorde con las exigencias del producto.

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b) Producto terminado En planta, los bloques se ensayan a compresión con una frecuencia diaria, para proceder a trasladarlos a la zona de curado, luego de lo cual son probados de nuevo a compresión para garantizar la resistencia de despacho de acuerdo con las normas.

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Pruebas externas Periódicamente, se debe tener muestras y ensayos bloques PC, y certifica las dimensiones y la resistencia especificada en la "Norma oficial de elementos de mampostería hueca de concreto"(MEIC 6293). Tolerancias La maquinaria y moldes utilizados en la producción de los bloques PC garantizan un control dimensional adecuado, con tolerancias máximas de +/- 2 mm en longitud, ancho y altura. Pesos La producción de los bloques PC garantiza una uniformidad en los pesos de los bloques, de los cuales indicamos en la tabla anterior los valores promedio. Diseño con mampostería Para el diseño de estructuras de mampostería integral, PC pone a su disposición asesoría de aplicación del método ASTM E-447, para obtener el f'm de la mampostería, con base en prismas fabricados con bloques PC. A continuación, puede obtener el texto completo de la norma MEIC 6293 para mampostería de bloques de concreto: Norma MEIC 6293 PDF - 28 Kb

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Dosificación del concreto de relleno

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Cantidad de mano de obra

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Mortero de repello

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MURO DE CONTENCIÓN

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Recomendaciones al Muro de Contención Pueden cortarse barras alternas, a media altura del muro, siempre que la separación de las barras restantes no exceda de 0.40 m. Las dovelas deberán tener el mismo diámetro y separación de las barras “V” y deberán anclarse un mínimo de 30 diámetros en la pared del muro. El mortero empleado para pegar los bloques y el concreto de relleno deberán tener una resistencia mínima de 175 kg/cm2 a los 28 días. El suelo de fundación deberá tener una capacidad soportante permisible mínima de 1 kg/cm2. Los diseños sugeridos en estas tablas se han calculado para un material de relleno granular o granular con visible contenido de arcilla. No deberán usarse para rellenos de arcilla suave, limos orgánicos o arcilla INGlimosa. LIGIA MARIA VELEZ 69 MORENO

Requisitos Sísmicos Norma Mexicana

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