UNIVERSIDAD PERUANA UNION

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1 UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA E.A.P: INGENIERIA CIVIL Tecnología de materiales INFORME Nro.06 determinación de propiedades físicas y mecánicas de la unidad de albañilería PRESENTADO POR: Sujei Ñaupa Mamani DOCENTE: Bach. Isaí ticona cutipa CICLO: IV B JULIACA, 07 DE MAYO DEL 2015

2 I. INTRODUCCION En el presente trabajo de investigación, el principal interés se encuentra en la necesidad de conocer los resultados de los ensayos que se realizan a las diferentes unidades de albañilería, del comportamiento de estas unidades en los muros de mampostería de diferentes tipos. Esto debido a la creciente utilización de éste sistema, principalmente el caso de la vivienda de interés social. El uso de estas unidades de albañilería en los diferentes sistemas, representa una solución económica para el problema de la vivienda en nuestra región, frente a otrasalternativas, más caras y sofisticadas, como las basadas en elementos prefabricados. La manera como se han utilizado las unidades de albañilería para la construcción de edificaciones se ha caracterizado por carecer de conceptos básicos, tanto en sus propiedades físicas como mecánicas, que son indispensables para el buen funcionamiento de dichas edificaciones ante las diversas solicitaciones quedaba soportar. Conocer las propiedades de las unidades es necesario básicamente para tener una idea sobre la resistencia de la albañilería, así como de su durabilidad ante el intemperismo. Sin embargo, no puede afirmarse que la mejor unidad proporcione necesariamente la mejor albañilería.

3 Contenido pag I. INTRODUCCION... 2 II. NORMA TECNICA PERUANA NTP III. Objetivos... 7 a) Objetivos generales... 7 b) Objetivos específicos... 7 IV. MARCO TEORICO a) Ladrillos... 8 b) DEFINICIONES... Error! Marcador no definido. c) Unidades de albañilería... 8 d) tipos:... 8 e) forma f) clasificación: clasificación para fines estructurales según fabricante g) de acuerdo a la cocción h) por la posición de los huecos i) propiedades mecánicas j) calidad de las unidades de albañilería k) muestreo l) Alabeo V. Materiales VI. Equipos y herramientas (variación dimensional y alabeo) VII. Equipos y herramientas (absorción) VIII. Procedimiento recomendado IX. PRESENTACIÓN DE DATOS X. Memoria de cálculo XI. Análisis e interpretación de resultados XII. CONCLUSIONES XIII. Recomendaciones XIV. Referencia XV. Anexos... 23

4 II. NORMA TECNICA PERUANA NTP

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6 NORMA E.070 ALBAÑILERÍA CARACTERISTICAS GENERALES. 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 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. Estas unidades pueden ser sólidas, huecas, alveolares o tubulares y podrán ser fabricadas de manera artesanal o industrial. 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

7 III. Objetivos a) Objetivos generales Determinar la absorción unidades de albañilería. Determinar la compresión de las unidades de albañilería b) Objetivos específicos Determinar el alabeo dimensional de las unidades de albañilería Conocer mejor las normas técnicas. Conocer la importancia de cada una de las unidades de construcción

8 a) Ladrillos IV. MARCO TEORICO b) Unidades de albañilería 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. Las unidades de albañilería a las que se refiere la norma son ladrillos y bloques en cuya elaboración se utiliza arcilla, sílice-cal o concreto, como materia prima. Estas unidades pueden ser sólidas, huecas, alveolares o tubulares y podrán ser fabricadas de manera artesanal o industrial. 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. c) TIPOS: Unidad de Albañilería. Ladrillos y bloques de arcilla cocida, de concreto o de sílice-cal. Pueden ser sólida, hueca, alveolar y/ó tubular. a) Unidad de Albañilería Sólida (o Maciza) Unidad de Albañilería cuya sección transversal en cualquier plano paralelo a la superficie de asiento tiene un área igual o mayor que el 70% del área bruta en el mismo plano. Macizos corrientes, que se emplean para toda clase de muros. En el mercado los hay de varias dimensiones, como se verá más adelante. Ladrillón, denominado también bomba, king-kong, etc. Empleado en muros de relleno, en aquellos que no van a soportar cargas apreciables. b) Unidad de Albañilería Hueca.

9 Unidad de Albañilería cuya sección transversal en cualquier plano paralelo a la superficie de asiento tiene un área equivalente menor que el 70% del área bruta en el mismo plano. Utilizados para muros en pisos altos, a fin de disminuir los pesos; usados también en los techos de concreto armado del tipo llamado techo aligerado. c) Unidad de Albañilería Alveolar Unidad de Albañilería Sólida o Hueca con alvéolos o celdas de tamaño suficiente como para alojar el refuerzo vertical. Estas unidades son empleadas en la construcción de los muros armados. d) Unidad de Albañilería Tubular (o Pandereta) Unidad de Albañilería con huecos paralelos a la superficie de asiento, empleados para aligerar el peso de los muros. e) Unidad de Albañilería Apilable Es la unidad de Albañilería alveolar que se asienta sin mortero f) Pasteleros Usados como revestimiento, o para impermeabilizar azoteos, y para pisos rústicos y de poco tráfico.

10 d) FORMA En cuanto a su forma se fabrican ladrillos: macizos o huecos, con aspecto de cuñas ó adovelados para emplearlos en la construcción de arcos; y también con una de las cabezas biseladas, para utilizarse en la construcción de parámetros curvos, y especialmente en la de conductos de agua, tales como alcantarillas, etc. e) CLASIFICACIÓN: CLASIFICACIÓN PARA FINES ESTRUCTURALES Para efectos del diseño estructural, las unidades de albañilería tendrán las características indicadas en la Tabla 1. SEGÚN FABRICANTE

11 f) DE ACUERDO A LA COCCIÓN De acuerdo con la manera como se ha conducido la cocción. Los ladrillos se llaman pintones, cuando han quedado crudos, y recabados, si la quema ha sido excesiva. g) POR LA POSICIÓN DE LOS HUECOS Actualmente la Industria Cerámica suministra al mercado bloques huecos para paredes que se pueden clasificar en dos grupos, según si en su posición normal de uso, estos huecos o tubos quedan horizontales o verticales. También se fabrican con varias resistencias según sean para muros portantes o tabiques de cerramiento. Por lo general sus caras son texturadas para asegurar una buena adherencia del revoque. Los ladrillos cerámicos huecos de cerramiento y portantes se fabrican en varias medidas y permiten adaptarse a cualquier proyecto y modulación. La altura, el largo y el modelo (Cantidad de agujeros) cambian según el fabricante

12 h) PROPIEDADES MECÁNICAS La resistencia de los ladrillos es siempre mucho mayor que la de los morteros con los cuales se les asienta. La resistencia a la comprensión es de 240 kg/cm2, la cual puede llegar al doble en los ladrillos macizos prensados, y bien quemados. Un coeficiente de trabajo para albañilería de ladrillos muy aceptado entre nosotros, es el de 10 kg/cm2. La densidad de los ladrillos varía entre 1.6 a 2.5; generalmente se prescribe densidad 2.0 para ladrillos que se van a usar en buena albañilería. La densidad del polvo de ladrillo varía entre 2.5 a 2.9. i) CALIDAD DE LAS UNIDADES DE ALBAÑILERÍA

13 j) MUESTREO 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 y La resistencia característica a compresión axial de la unidad de albañilería (fb ) se obtendrá restando una desviación estándar al valor promedio de la muestra. k) Alabeo Es la deformación curvilínea de la superficie de un ladrillo o pieza refractaria, que se origina durante su fabricación. Es un defecto que tiene el ladrillo de presentar una deformación superficial en sus caras; el alabeo se presenta como concavidad o como convexidad.

14 V. Materiales Unidades de albañilería, dos unidades. VI. Equipos y herramientas (variación dimensional y alabeo) Una regla graduada al milímetro, de preferencia de acero inoxidable, de 300 mm de longitud a un calibrador de mordazas paralelas provistas de una escala graduada entre 10mm y 300mm y con divisiones correspondientes a 1mm. Muestra, estará constituida por ladrillos secos enteros, obtenidos según la norma técnica N VII. Equipos y herramientas (absorción) Balanza con capacidad no menor de 2kg y que permita efectuar pesadas con una VIII. presión de 0.5 g. Recipiente de agua que puedan contener las muestras completamente sumergidas. Horno con calibre circular de aire que permita contener una temperatura c. La muestra estará constituido por ladrillos secos enteros, obtenidos según la norma técnica peruana N Procedimiento recomendado Determinación del peso Secado, secar los especímenes en un horno de c, por lo menos de 24 horas y hasta que dos pesadas sucesivas en un intervalo de 2 horas muestren un incremento o perdida no mayor del 0.2%. Enfriamiento, después del secado se enfriaran los especímenes en una cámara a c, con una humedad relativa entre 30% y 70% las unidades se almacenaran separadas (no apiladas), libres de la corriente de aire, por un periodo de 4 horas como mínimo, hasta que la superficie de la temperatura defiera en 2.8 de la temperatura de la cámara de enfriamiento,no se deberá usar especímenes muy calientes; para cualquier prueba se requieren unidades secas. Determinación del peso, se determina el peso de 5 especímenes, como mínimo, entero y seco. La balanza a utilizar tendrá una capacidad no menor de 3000 g y una aproximación a 0.1 g.

15 Resistencia a la compresión Se ensayaran medias unidades secas de ancho y altura equivalentes a las unidades original y longitud igual a la media unidad +- 25mm. Si la capacidad de la resistencia del espécimen excede a la capacidad de la maquina, se podrán ensayar piezas menores, con altura y espesor de la unidad original y de longitud no menor de ¼ de la longitud total de la unidad, y con un área de sección horizontal bruta no menor de 90 cm2. Eventualmente se podrá utilizar para el ensayo de compresión, unidades enteras cuyo caso deberá efectuarse la corrección en el valor promedio de resistencia, mediante un coeficiente que responde a la correlación obtenida en investigaciones de laboratorio. Estos coeficientes se detallan en os siguientes. Rue=0.92*Rmu Donde: Rue: resistencia a la compresión de una unidad entera. Rmu: resistencia a la compresión en media unidad. Variación de dimensiones Se mide en cada espécimen el largo, ancho y alto, con la precisión de 1mm. Cada medida se obtiene como promedio de las 4 medidas entre los puntos medidos de los bordes terminales de cada cara. Absorción Se calienta los especímenes en el horno entre 110 c y 115 c y se pesan luego de enfriarlos a temperatura ambiente. E repite el tratamiento hasta que no se tenga variación en el peso. Nota. Para enfriar los especímenes se recomienda colocarlos sin amontonarlos en un espacio abierto con libre circulación de aire manteniéndolos a temperatura ambiente durante 4 horas.

16 Se introducen los especímenes secos en un recipiente lleno de agua destilado, manteniéndolos completamente sumergidos durante 24 horas, asegurando que la temperatura del baño este comprendida entre 15 c y 30 c. transcurrido el lapso indicado, se retiran los especímenes del baño, secando el agua superficial con un trapo húmedo y se pesan. Los especímenes deben pesar dentro de los 5 min a partir del instante que se extraen del recipiente. Medida de cambio de longitud Marcar el espécimen para su identificación y medir con aproximación de mm en un ambiente controlado y hacer medidas subsecuentes en el mismo ambiente controlado, a c-+5% de humedad relativa. Registrar la temperatura a humedad relativa. Colocar una marca referencial al espécimen para su orientación en el dispositivo de medida. Cuando se haya ensayado más de un espécimen, calcular y reportar el promedio de cambio de longitud de todos los especímenes del ensayo, con aproximación a mm. El reporte debe incluir los registros individuales así como el registro de temperatura y humedad relativa del laboratorio. Medida de alabeo Superficies cóncavas, en los casos en que la distorsión a ser medida corresponde a una superficie cóncava, se coloca la varilla del borde recto longitudinal o diagonal a lo largo de la superficie de ser medida adoptándose la ubicación de la mayor desviación de la línea recta. Escoger la distancia mayor de la superficie de espécimen a la varilla del borde recto. Usando la regla de acero o cuña medir esta distancia con una aproximación de 1mm y registrarla como la distorsión cóncava del borde. Bordes cóncavos, cuando la distorsión a ser medida es la de un borde y es cóncava, colocar varillas de borde recto entre los extremos del borde cóncavo a ser medido.

17 IX. PRESENTACIÓN DE DATOS Resistencia a la compresión C=W/A. (1) Donde: C: resistencia a la compresión del espécimen. W: máxima carga en N, indicado por la maquina de ensayo. A: promedio de área bruta de las superficies de contacto superior e interior del espécimen o mm2. Absorción Absorción %=100(Ws-Wd)/Wd Donde: Wd: peso seco del espécimen. Ws: peso del espécimen saturado, después de la sumersión en agua fría. Tenemos los siguientes datos MUESTRA ANCHO (cm) LARGO (cm) ALTO (cm) PESO (SECO) R R PESO alabeo SATURADO X. Memoria de cálculo Hallaremos el porcentaje de absorción de cada una de las muestras con las siguiente formula. Absorción %=100(Ws-Wd)/Wd

18 Para el primer ensayo tenemos. 100( )/3.049=10.76% 100( )/3.156=16.73% espécimen PESO(Kg) absorción alabeo seco 24 hor. R % o.2 R % 0.1 promedio 13.75% Hallamos la resistencia a la compresión. C=W/A. (1) Donde: C: resistencia a la compresión del espécimen. W: máxima carga en N, indicado por la maquina de ensayo. A: promedio de área bruta de las superficies de contacto superior e interior del espécimen o mm2. W=510 A1= W2=1130 A2= Reemplazando muestra a) (510/327.76)=1.56 b) (1130/344.04)=3.28 ancho cm ap largo cm ip área cm2 Wseco (kg) Wsuccion (kg) compresión resistencia a la compresión del espécimen R R

19 XI. Análisis e interpretación de resultados. se considera que es una buena medida, establecida en la norma SENCICO 2004, la de establecer como criterio de aceptación de las unidades de albañilería industriales, un Coeficiente de Variación igual o menor a 20%; reduciendo así en 10% el criterio de aceptación establecido en la norma anterior ININVI También establecida en las normas técnicas si la resistencia a la compresión es menor que 270 la cual posee bajas resistencias y durabilidad las cuales no son aptas para construcción en albañilería en uso general. Según la norma E.070-albañileria 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

20 XII. CONCLUSIONES Se puede concluir que el ladrillo utilizado para el ensayo pertenece a ladrillo de tipo III, la cual tiene resistencia y durabilidad media.aptos para construcciones de albañilería de uso general, en el ensayo se obtuvieron las siguientes resistencias a la compresión de 1.56 y Si la muestra presentase más de 20% de dispersión en los resultados (coeficiente devariación), para unidades producidas industrialmente, o 40 % para unidadesprod ucidas artesanalmente, se ensayará otra muestra y de persistir esa dispersión de resultados, se rechazará el lote. al existir mayor alabeo (concavidad o convexidad) delladrillo, esto conduce a un mayor espesor de la junta; de manera que sedisminuye la adherencia con el mortero al formarse vacíos en las zonas más alabeadas; inclusive podemos afirmar que se puede producir fallas de tracción por flexión en la unidad. La norma nacional NTP (INDECOPI 2003) al igual que la norma extranjera ACI y la colombiana NSR 98, utilizan los factores Cce especificados por la norma ASTM C1314, 2003, en tanto que los coeficientes Cce de la norma E.070 (SENCICO 2004) se asemejan más a los de la norma mexicana UNAM, Conocer las propiedades de las unidades es necesario básicamente para tener una idea sobre la resistencia de la albañilería, así como de su durabilidad ante el intemperismo. Sin embargo, no puede afirmarse que la mejor unidad proporcione necesariamente la mejor albañilería

21 XIII. Recomendaciones Realizar análisis mineralógico de la materia prima arcilla para la elaboración de ladrillos de alta calidad como un estudio de investigación complementario al presente. Realizar análisis de la influencia del porcentaje de vacíos en la resistencia a la unidad, en contraste con las Normas Peruanas como un estudio complementario al presente. Realizar control de calidad a cada lote de ladrillos llegado a obra. Los coeficientes de corrección de ƒ m por esbeltez deben ser lo especificados por la norma E.070 (SENCICO 2004), pero que solo se permita relaciones altura entre espesor del prisma (esbeltez) mayores o iguales a 3 y menores que 5, esto debido principalmente a: La forma de falla de las pilas con esbelteces menores que 3 es por trituración del ladrillo y no por tracción lateral, que es la falla ideal de la albañilería. En los especímenes de poca esbeltez los cabezales de la máquina de ensayo influyen en toda la altura del prisma, reduciendo su deformación lateral con lo cual se incrementa la resistencia de la albañilería, a diferencia de las pilas con mayor esbeltez, donde el tercio central de la altura de la pila no tiene restricciones para deformarse lateralmente, salvo la que proporciona la misma albañilería.

22 XIV. Referencia Gallegos H. (1991, Agosto). Albañilería estructural. Segunda edición. Fondo Editorial Pontificia Universidad Católica del Perú. Norma E.070, RNE- 2009, Lima Perú Apuntes de Albañilería Estructural. Primera parte. Maximiliano Astroza I.2007 Santiago de Chile Construcciones de albañilería, Ángel San Bartolomé, Pontificia Universidad Católica del Perú ACI 530.1, Building Code Requirements for Masonry Structures Reported by the Masonry Standards Joint Committee. ASTM C1314, Standard Test Method for Constructing and Testing Masonry Prisms Used to Determine Compliance with Specified Compressive Strength of Masonry. INDECOPI, NTP Unidades de Albañilería. Método de Muestreo y Ensayo de Ladrillos de Arcilla Usados en Albañilería. Perú.

23 XV. Anexos Imagen Nro1 promediar los lados de los ladrillos.

24 Imagen Nro.3 maquina de compresión Imagen Nro.4 unidad de albañilería después de la compresión.

25 IMAGEN NRO.5 segunda unidad de albañilería después de la compresión. IMAGEN NRO.6 antes de someten el ladrillo a la compresión.