Universidad Austral de Chile

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1 Universidad Austral de Chile Facultad de Ciencias de la Ingeniería Escuela de Construcción Civil ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE MORTERO DE JUNTA PARA ALBAÑILERÍA FABRICADO EN OBRA Y MORTERO PREMEZCLADO HÚMEDO PARA ALBAÑILERÍA Tesis para optar al título de: Ingeniero Constructor Profesor Guía: Sr. Gustavo Lacrampe Holtheuer Ingeniero Constructor Constructor Civil, especialidad Obras Civiles JUAN PABLO DE LA SOTTA MONREAL VALDIVIA - CHILE 2010

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3 A mí amada esposa que siempre me empuja a dar lo mejor de mí. A mis hijos mi fuente de inspiración. A mi familia que siempre ha estado conmigo. Y en especial a mi padre Esto es para ti.

4 INDICE CAPITULO I: Aspectos Generales Introducción Objetivos Objetivo General Objetivos Específicos Alcances y Limitaciones Estructuras de la tesis...3 CAPITULO II: Antecedentes Glosario Propiedades Propiedades del mortero en estado fresco Trabajabilidad Retentividad Contenido de Aire Propiedades del mortero en estado endurecido Resistencia a la Compresión Adherencia Variaciones de Volumen Permeabilidad al agua Durabilidad Requisitos de los materiales componentes Cemento Cales Arena Agua Aditivos Requisitos según usos Requisitos granulométricos de la arena Requisitos de consistencia Requisitos de resistencia mecánica Requisitos de retentividad Requisitos de contenido de aire Requisitos de adherencia Requisitos de contracción...18

5 2.4.8 Requisitos de durabilidad Clasificación Clasificación por grados de resistencia a compresión Clasificación por tipos de consistencia Clasificación por tipos de retentividad...21 CAPITULO III: Análisis Comparativo Mortero de junta para albañilería fabricado en obra Requisitos Materiales Fabricación Distribución Colocación Perdidas Mortero premezclado en húmedo Requisitos Materiales Fabricación Distribución Colocación Perdidas Comparación técnica Requisitos de los materiales componentes Requisitos de los morteros según su uso Resistencia mecánica Consistencia Retentividad Adherencia Contenido de aire Durabilidad Contracción Comparación Económica Dosificación Determinación de costos...50 CAPITULO IV: Conclusiones...53 ANEXOS...54 BIBLIOGRAFIA...59

6 RESUMEN En el país, en la actualidad la albañilería es el 2 material mas usado en la construcción de viviendas. Según el Instituto Nacional de estadísticas, la albañilería se uso como material predominante de muros en un 37% de las viviendas construidas el año Si se considera que el mortero de junta ocupa alrededor de un 15% del volumen total de un muro de albañilería, desempeñando un papel crucial en su funcionamiento estructural, debido a que es el responsable de mantener unidas monolíticamente las unidades de albañilería y que generalmente es más costoso un volumen de mortero que el mismo volumen de cualquier tipo de unidad (especialmente bloques), resulta necesario identificar si el mortero de junta para albañilería fabricado en obra presenta una mejor calidad y precio que el mortero prefabricado húmedo para albañilería. SUMMARY In Chile masonry is the second most common material used for the construction of housings these days. According to the National Institute of Statistics, masonry was the predominant building material for 37% of the houses built during If we consider that the joint mortar occupies around 15% of the total volume of a masonry wall, performing a crucial role in its structural functioning, since it is responsible for maintaining together the masonry units in a monolithic way and the fact that often it is more expensive a volume of the mortar than the same volume of any other unit (especially boulders), it results necessary to identify if the joint mortar for masonry manufactured at the building site presents a better quality and price compared to the pre manufactured humid mortar for masonry.

7 1 CAPITULO I: Aspectos Generales 1.1 Introducción El mortero es un material de construcción constituido básicamente por una mezcla de cemento, árido fino y eventualmente otro material conglomerante que, con adición de agua, reacciona y adquiere resistencia. También puede estar compuesto por aditivos que mejoren sus propiedades tanto en estado fresco como endurecido. Los morteros de junta, también conocidos como morteros de albañilería, tienen un amplio uso en la construcción de obras de ingeniería, especialmente en la edificación, donde generalmente se utilizan muros de albañilería como elementos soportantes. A pesar de que tanto en el país, como en el mundo, existen numerosas investigaciones acerca de los morteros de junta y más aun sobre la albañilería como sistema de construcción, existe un escaso conocimiento sobre las propiedades de este material. Se supone frecuentemente en forma errónea que teniendo un adecuado conocimiento y practica para hormigones, ello también sirve para morteros. En realidad, los morteros difieren de los hormigones en muchos tópicos, principalmente en consistencia en obra, en los métodos de colocación y en el ambiente de curado. Por esto resulta necesario identificar sus propiedades para poder así determinar si los morteros de junta de albañilería fabricados en obra o los de tipo industrial, cumplen con lo establecido en las normas nacionales y cuales de ellos presentan una mayor ventaja tanto constructiva como económica.

8 2 1.2 Objetivos Objetivo General El principal objetivo de este trabajo es analizar las diferencias que existen en calidad y costos entre los morteros de junta para albañilería fabricados en obra y los provenientes de una central hormigonera Objetivos Específicos Identificar las propiedades de los morteros de junta para albañilería tanto en estado fresco como endurecido, para lograr una concepción general de este. Presentar los requisitos que deben cumplir los morteros de junta para albañilería bajo la óptica de la de las normas NCh2256/1, NCh1928 y NCh2132. Analizar las variables correspondientes a la utilización de morteros de junta para albañilería fabricados en obra y en central hormigonera. (Materiales componentes, fabricación, distribución, colocación y perdidas.) Realizar una comparación técnica y económica entre el mortero de junta para albañilería fabricado en obra, para lo cual se utilizaran los datos del Estudio de los morteros de junta, según NCh2256/1, bajo la óptica de la adherencia de Hugo Barrera Ing. Civil, profesor del departamento de ingeniería OO.CC. Universidad de Santiago de Chile, el cual demuestra la posibilidad de realizar morteros de junta en obra, mediante la elaboración de mezclas de prueba con distintos tipos de materiales y un mortero premezclado húmedo el cual identificaremos como Pegamix Ladrillo, según los antecedentes presentados por Lafarge Hormigones S.A.

9 3 1.3 Alcances y Limitaciones El presente estudio esta orientado principalmente a la comparación entre el mortero de junta para albañilería fabricado en obra y en central hormigonera, por lo cual, los morteros de revestimientos continuos, morteros de junta de revestimientos discontinuos y morteros de sobrelosas, quedan fuera del alcance del presente trabajo. Además no se pretende determinar cual es la mejor dosificación para los morteros de junta para albañilería ya que para el análisis se utilizara lo más común en una obra. Por otra parte, para realizar la comparación con un mortero de junta para albañilería de tipo industrial se utilizara el producto Pegamix Ladrillo (mortero premezclado húmedo) de Lafarge Hormigones S.A. La cual se reserva el derecho de Propiedad Intelectual en la dosificación utilizada para su producto. 1.4 Estructuras de la tesis El presente trabajo esta estructurado en 4 capítulos en los cuales se presenta primero a modo de antecedente un glosario de los principales términos usados durante el estudio. Posteriormente se hace referencia a las propiedades del mortero de junta para albañilería, junto con los requisitos de sus materiales componentes y los correspondientes según su uso, los cuales nos servirán de base para comprender los aspectos más relevantes del estudio. En tercera parte se realizara un análisis técnico y económico sobre las diferencias que presenta trabajar con un mortero de junta para albañilería fabricado en obra y uno de procedencia industrial que en este caso es un mortero premezclado húmedo. Para finalizar se presentaran las conclusiones que se obtuvieron en el presente estudio.

10 4 CAPITULO II: Antecedentes 2.1 Glosario Mortero: mezcla constituida por cemento, arena y eventualmente otro material conglomerante que con adición de agua reacciona y adquiere resistencia. Mortero de junta: mortero que se emplea para unir monolíticamente las unidades de albañilería de piedras, ladrillos o bloques de hormigón. Mortero de relleno: mortero que se emplea para llenar los huecos de la unidad de albañilería definido en NCh1928. Conglomerante: producto que al reaccionar químicamente con agua, generalmente en forma estable e irreversible, endurece y adquiere resistencia (por ejemplo: cemento hidráulico, cemento de albañilería, cales hidráulicas). Aglomerante: producto que en presencia de agua une mediante cambios físicos, generalmente en forma reversible (por ejemplo: material arcilloso, cales hidratadas). Central de mortero: planta en la cual se miden, pesan y mezclan los componentes del mortero en seco o en húmedo. Mortero industrial: mortero premezclado en una central de mortero. Mortero premezclado en seco (predosificado): mortero dosificado y mezclado en seco y al que el agua se le añade en el momento de su uso. Mortero premezclado en húmedo: mortero dosificado en una central de mortero, mezclado en la misma central o en un camión mezclador, transportado a un lugar predeterminado y entregado en el sitio de descarga. Cemento de albañilería: conglomerante hidráulico para uso sólo en morteros de albañilería, conteniendo uno o más de los siguientes materiales: cemento pórtland, cemento pórtland puzolánico, cemento pórtland siderúrgico, cemento pórtland con cenizas volantes, cemento puzolánico, cemento siderúrgico, cemento de cenizas volantes, cal hidráulica y, adicionalmente, puede contener uno o más materiales tales como: cal hidratada, caliza, tiza, conchas marinas, talco, escoria o arcilla. Cal: producto obtenido por descomposición térmica (calcinación) de minerales calcáreos. Cal viva: cal compuesta principalmente de óxido de calcio, libre de agua de hidratación.

11 5 Cal hidratada (cal apagada): cal compuesta principalmente de hidróxido de calcio obtenido de cal viva combinada con agua suficiente para obtener un polvo seco hidratado. Cal aérea hidratada: cal compuesta principalmente de hidróxido de calcio que en presencia de humedad endurece lentamente al aire por la acción del anhídrido carbónico atmosférico. Cal hidráulica: producto cementicio compuesto de cal hidratada y cantidades apropiadas de compuestos hidráulicos sílico-aluminosos cálcicos que aseguren su endurecimiento bajo agua. Cal hidráulica natural: cal hidráulica en la que predominan los productos de la calcinación de calizas arcillosas. Cal hidráulica artificial: cal hidráulica obtenida por mezclado de hidróxido cálcico con compuestos adecuados. Aditivo: material activo agregado al mortero en pequeñas cantidades para modificar alguna de sus propiedades por acción física, química o físico-química. Adición: material activo agregado en cantidades considerables para modificar alguna de las propiedades del mortero por acción física, química o físicoquímica. Consistencia: grado de fluidez del mortero fresco que depende fundamentalmente de la fase líquida y del contenido y características de los componentes sólidos y que se mide como Extendido en la Mesa de Sacudidas según NCh2257/1. Consistencia normal del mortero: extendido de 210 mm +/- 5 mm según NCh2256/1. Retentividad: capacidad del mortero de retener el agua de amasado ante solicitaciones externas de absorción o succión. Retentividad normal: retentividad de un mortero de consistencia normal determinada según NCh2259. Absorbencia: acción de ejercer atracción de una sustancia sólida sobre un fluido con el que está en contacto, de modo que las moléculas de éste penetren en ella.

12 6 2.2 Propiedades Funciones del mortero de junta La función principal del mortero de junta es actuar como agente de vinculación o adherencia que integre a las unidades de albañilería, permitiendo que trabajen en forma monolítica, ayudando a un adecuado comportamiento estructural de los muros y en general de las albañilerías de las cuales forma parte. Sin embargo, esa no es su única función. Además, deben acomodar variaciones dimensiónales y características físicas de las unidades, deben lograr un efecto sellante entre estas, impidiendo el paso tanto del agua como del aire. Finalmente, el mortero de junta debe proporcionar resultados estéticos satisfactorios en albañilerías que requieran dejar las unidades expuestas. Los morteros de junta presentan dos conjuntos de propiedades importantes, unas correspondientes al mortero fresco y otras correspondientes al mortero endurecido Propiedades del mortero en estado fresco En su estado fresco el mortero presenta una serie de propiedades que requieren de un acabado conocimiento, dado que ellas, además de regular el comportamiento del mortero en ese estado, son de gran importancia e incidencia en las propiedades y características en su estado endurecido Trabajabilidad La trabajabilidad es la propiedad más importante del mortero de junta en estado fresco, en virtud de la influencia que ella ejerce sobre otras propiedades del mismo, tanto en estado fresco como endurecido. Esta resulta difícil de definir, debido a que es una combinación de cierto número de propiedades interrelacionadas. Se considera que las que tienen mayor incidencia en la trabajabilidad son: consistencia, fluidez, capacidad de retención de agua y tiempo de fraguado. La consistencia es el grado de fluidez del mortero fresco que depende fundamentalmente de la fase liquida y del contenido y características de los componentes sólidos. Para su determinación existen diversos métodos, sin embargo, el más conocido y utilizado corresponde al extendido en la Mesa de Sacudidas, ensayo descrito en la NCh2257/1. Debido a que este ensayo no siempre se puede

13 7 realizar en terreno, se han normalizado otros procedimientos, dentro de los que destaca el del Asentamiento del Cono de Abrams, para el cual se utiliza un cono reducido. (Barrera, 2002) Dentro de los principales factores que pueden afectar la consistencia y, por lo tanto, la trabajabilidad del mortero, destacan los siguientes: Características de la arena (granulometría y forma de las partículas). Contenido de cemento utilizado. Contenido de cal utilizado. Cantidad de aire en la mezcla. Cantidad de agua adicionada a la mezcla. Uso de aditivos. Intensidad y tiempo de mezclado Retentividad La retentividad o poder de retención de agua es la capacidad del mortero de retener el agua de amasado ante solicitaciones externas de absorción o succión por parte de las unidades de albañilería. Esto permite que el mortero mantenga su plasticidad para que las unidades puedan ser cuidadosamente alineadas y niveladas sin romper el enlace, lo que hace que esta propiedad esté íntimamente relacionada con la trabajabilidad, y por lo tanto sea uno de los factores de mayor incidencia en la adherencia entre mortero y unidades. (Barrera, 2002) Para la determinación de la retentividad es necesaria la utilización de un equipo, el cual consta de un aspirador de agua por vació y un equipo regulador de presión. Dada la dificultad de realizar este ensayo en terreno, en muchos casos, se reemplaza por la determinación de la exudación, la que resulta de fácil obtención en obra. (Barrera, 2002)

14 Contenido de Aire El contenido de aire del mortero es una propiedad de gran importancia que permite explicar, en muchos casos, el comportamiento que tenga este tanto en su estado fresco como endurecido. Esto justifica que en la fabricación de morteros se tenga un control especial sobre esta propiedad. El aire ocluido en un mortero, puede producirse por efectos mecánicos o por medio de la aplicación de aditivos incorporadores de aire. A medida que aumenta el contenido en aire, mejora la trabajabilidad y la resistencia a los ciclos hielo-deshielo. De forma contraria, disminuye la resistencia mecánica, la adherencia y la impermeabilidad. La forma más usual y simple de determinar el contenido de aire en los morteros, es por medio de un aerímetro, que registra directamente el contenido de aire como porcentaje del volumen de mortero. (Barrera, 2002)

15 Propiedades del mortero en estado endurecido Resistencia a la Compresión La resistencia a la compresión generalmente se usa como el principal criterio para seleccionar el tipo de mortero a utilizar en una estructura de albañilería, ya que es fácil de medir y puede relacionarse con otras propiedades como la adherencia y la durabilidad. (Faundez y Luna, 2002). Sin embargo, esta propiedad no representa en la forma mas adecuada la función principal de un mortero de junta, que es servir de unión entre las unidades, de tal manera que la albañilería trabaje como un elemento estructural integral. La resistencia a la compresión del mortero depende en gran parte del tipo y cantidad del material cementante y de la relación agua/cemento o agua/conglomerante utilizado al prepararlo: aumentara con un incremento del contenido de cemento y disminuirá con un aumento de la inclusión de aire, del contenido de cal, o del contenido de agua. (Faundez y Luna, 2002). Aunque la resistencia a la compresión de los muros puede incrementarse utilizando un mortero más resistente, el aumento no es proporcional a la resistencia a la compresión del mortero. Por lo tanto, su importancia podría ser a veces sobre valorada respecto a otras propiedades, pues se sabe que una mejoría en ella no produce aumentos proporcionales en la resistencia a la compresión de los muros. A modo de ejemplo, pruebas de laboratorio han demostrado que la resistencia a la compresión de muros de albañilería aumenta solo un 10% cuando la resistencia del mortero aumenta en un 130% (Faundez y Luna, 2002).

16 Adherencia La adherencia es la propiedad más importante del mortero de junta de albañilería en estado endurecido. Es también la más inconstante e impredecible. El mortero tiene que desarrollar suficiente adherencia con las unidades para resistir los esfuerzos de tracción producidos por: las cargas de la estructura, del terreno, sísmicas y del viento; los cambios de volumen de las unidades y los cambios de temperatura. En cuanto a los esfuerzos que debe resistir un muro de albañilería, los más significativos, dada las características sísmicas de este país, corresponden a los esfuerzos horizontales, los cuales provocan fallas donde generalmente la resistencia al cizalle es menor, es decir, la interfase mortero-unidad. También, la impermeabilidad de la albañilería, depende de esta propiedad. La adherencia proviene del anclaje de cristales de cemento hidratado en los poros de las unidades, es decir, es de naturaleza exclusivamente mecánica, mas que química o molecular. Esta propiedad depende principalmente de los siguientes factores: Interacción hídrica entre el mortero y la unidad. Trabajabilidad del mortero. Retentividad del mortero. Componentes del mortero, por ejemplo, tipo y cantidad de materiales aglomerante y contenido de aire. Características de las unidades, esto es: succión, contenido y estructura de poros capilares, textura de la superficie de la cara de asiento y contenido de humedad. Calidad del proceso constructivo: tiempo de interrupción, acabado y presión aplicada a la capa de mortero durante la colocación de las unidades. Condiciones de curado, por ejemplo, temperatura, humedad relativa y viento. Otro aspecto de gran importancia en la adherencia corresponde a su durabilidad, ya que la adherencia es una propiedad que con el tiempo se va perdiendo, producto, principalmente, de deformaciones diferenciales que se producen en los distintos materiales que conforman las albañilerías. (Barrera, 2002)

17 Variaciones de Volumen El mortero experimenta variaciones de volumen, dilataciones o contracciones, durante toda su vida útil por causas físico-químicas. El tipo y magnitud de estas variaciones esta afectada en forma importante por las condiciones ambientales de humedad y temperatura existentes, y también por los componentes presentes en la atmósfera. Se pueden distinguir tres tipos de variaciones de volumen que afectan al mortero: la que se deriva de las condiciones de humedad se denomina retracción hidráulica, la que tiene por causa la temperatura, retracción térmica y la originada por la composición atmosférica (especialmente el anhídrido carbónico) denominada retracción por carbonatacion. Dadas las características de confinamiento y espesor en que se coloca el mortero de junta para albañilería, solo se considera la retracción hidráulica, dado que es la más común. La retracción hidráulica en los morteros de junta no representa un problema de cuidado, a diferencia de lo que sucede con el hormigón, debido principalmente a que los espesores y las superficies en las que se coloca el mortero no permiten que se originen cambios de volumen significativos. (Barrera, 2002) Permeabilidad al agua La permeabilidad es aquella propiedad del mortero que permite el paso de agua o de otro fluido, a través de su estructura interna. El agua puede incorporarse en la masa del mortero, y en general en las albañilerías, por medio de dos mecanismos o procesos diferentes: presión hidrostática y capilaridad. En el primero, el agua tiende a atravesar la masa del mortero, escurriendo a través de las discontinuidades que este posee en su interior en forma de fisuras o poros intercomunicados. En la capilaridad, el desplazamiento del agua se produce debido a la existencia de micro fisuras de tamaño capilar, que permite la ascensión del agua por efecto de su tensión superficial. Lo que nos lleva a concluir que los aportes derivados de la permeabilidad por presión hidrostática son significativamente mayores que los producidos por capilaridad. (Faundez y Luna, 2002) Sin embargo, y pese a lo anteriormente expuesto, en la gran mayoría de los casos el mortero (en su estructura) es prácticamente impermeable en comparación con la permeabilidad que se produce en algunos tipos de unidades de albañilería y en la interfase de estas con el mortero.

18 Durabilidad La durabilidad del mortero se refiere a la capacidad que tiene este de mantener substancialmente sus características originales que permiten su uso, como son su apariencia original, su resistencia y solidez, principalmente frente a la acción del interperismo. Aunque las condiciones ambientales extremas y la utilización de materiales defectuosos pueden contribuir al deterioro de las juntas, la principal destrucción puede ser originada por el agua que penetra en los muros para después congelarse. Los principales factores que influyen en la durabilidad son: Eflorescencias. Efecto de la congelación. Permeabilidad. Los morteros de alta resistencia a la compresión por lo general tienen buena durabilidad; sin embargo, el uso de agentes inclusores de aire proporciona una buena protección al mortero a los ciclos congelamiento-deshielo. Las juntas que se han deteriorado a causa del fenómeno mencionado presentan un problema de mantenimiento que generalmente requiere del calafateado para su reparación. (Barrera, 2002)

19 Requisitos de los materiales componentes Cemento Debe cumplir con NCh148. En caso de utilizarse cemento de albañilería, éste debe cumplir con los requisitos establecidos en ASTM C 91. Se debe considerar el cumplimiento de ASTM C 91 mientras no exista norma chilena o de MERCOSUR sobre cementos de albañilería. (NCh2256/1, 2002) Cales Estas deben cumplir con los requisitos establecidos en las normas NCh1928 albañilería Armada Requisitos para el diseño y calculo y NCh2123 albañilería Confinada Requisitos para el diseño y calculo. Para los efectos de estas normas sólo se acepta el uso de cales aéreas hidratadas e hidráulicas hidratadas, que cumplan los requisitos químicos y físicos establecidos en las normas antes mencionadas Arena Debe cumplir con lo establecido en NCh163, con la excepción de la composición granulométrica, para lo cual se establecen los criterios siguientes: (NCh2256/1, 2002) Criterio de cumplimiento de requisitos granulométricos por comportamiento del mortero La arena disponible se puede emplear, cualquiera que sea su granulometría, sí se demuestra, mediante ensayos de laboratorio, que el mortero fabricado con ella cumple con todos los requisitos exigidos en el proyecto. Los ensayos de verificación de los requisitos se deben realizar según lo establecido en NCh2260. Criterio de cumplimiento de bandas granulométricas Cuando la arena disponible cumpla con las bandas granulométricas de la Tabla 1 que corresponda según el mortero a fabricar, éstas se pueden utilizar sin requerir ensayos previos de comportamiento.

20 14 El cumplimiento de este requisito se debe controlar solamente cuando no se hayan realizado mezclas de prueba para verificar el comportamiento de la arena en el mortero. Por otro lado la norma NCh1928 indica que se debe cumplir la granulometría para el tamaño máximo de 2.5 mm de la Tabla 1. En el caso que una arena no cumpla con los límites granulométricos especificados en esta tabla, se puede hacer uso de ella en un mortero si se demuestra en ensayos previos que este cumple con los requisitos de resistencia a la compresión y retención de agua establecidos en la norma. Tabla 1 - Bandas granulométricas de las arenas, según D n según NCh2256/1 % Acumulado que pasa, en peso Abertura de Tamices según NCh165 mm Tamaño máximo nominal, D n, mm 5 2,5 1, , , , , , Modulo de Finura 3,38-2,15 2, 83-1,75 2,38-1,4 Retenido entre tamices 0, 315 y 0, 160 mm - <25 <25 % retenido entre dos tamices sucesivos <45 <45 <45 Fuente: NCh2256/1

21 Agua Debe cumplir con NCh1498. (NCh2256/1, 2002) Aditivos Si el aditivo a utilizar corresponde a uno de los tipos indicados en NCh2182, debe cumplir con los requisitos indicados en esa norma. Al utilizar cualquier otro aditivo, se debe comprobar que no afecta los requisitos del mortero según su uso. Para un mejor uso es recomendable que se sigan las instrucciones e informaciones proporcionadas por el fabricante. En algunos casos puede resultar adecuado complementar con la realización de mezclas de referencia confeccionadas según NCh2260. (NCh2256/1, 2002) 2.4 Requisitos según usos Requisitos granulométricos de la arena La norma NCh2256/1 indica que la arena debe tener un tamaño máximo nominal, D n que sea menor o igual a 1/3 del espesor de la junta (tendel y llaga). El cumplimiento de este requisito se debe controlar solamente cuando no se hayan realizados mezclas de prueba para verificar el comportamiento de la arena en el mortero.

22 Requisitos de consistencia La norma NCh2256/1 establece como requisito para los morteros de junta de albañilería, una consistencia comprendida entre 180 mm y 220 mm, determinada como extendido de la Mesa de Sacudidas de acuerdo al procedimiento establecido en la NCh2257/1. Por otro lado, de acuerdo al tipo de unidades que se empleen y su estado de humedad, fija los intervalos de consistencia para el control en obra que se muestran en tabla 2. Tabla 2 - Control de consistencia del mortero en obra según NCh2256/1. Unidad de albañilería Mesa de Cono Tipo Estado de Humedad Sacudidas, mm reducido, mm Ladrillos cerámicos Húmedo Bloques de hormigón Natural Fuente: NCh2256/1

23 Requisitos de resistencia mecánica La norma NCh2256/1 establece requisitos de resistencia a la compresión de acuerdo al tipo de albañilería. Es así, como para la albañilería armada, la resistencia mínima a la compresión debe ser 10 MPa, según la Norma NCh1928. Para la albañilería Confinada la Norma NCh2123 establece que el valor mínimo de la resistencia especificada debe ser el que corresponda a la resistencia de la unidad que se emplee en la albañilería, la cual, en ningún caso debe ser menor que 5 MPa, si las unidades utilizadas son hechas a mano y 10 MPa si las unidades son hechas a maquina. Los requisitos antes señalados, están referidos a ensayos de compresión a probetas Rilem. La norma NCh1928 acepta que el mortero no se someta a ensayos para satisfacer los requisitos de resistencia a la compresión y retención de agua cuando su dosificación en peso sea 1:0,22:4 (cemento: cal: arena) y use una cantidad de agua tal que el asentamiento medido según NCh1019 sea menor o igual a 18 cm, ciñéndose en cuanto a la calidad de los materiales, a los requisitos establecidos en NCh2256/1. El uso de cal se debe limitar a cales aéreas que cumplen con las propiedades indicadas en Tablas A.2 y A.3 de la norma. (NCh1928, 2003) Requisitos de retentividad La retentividad mínima que debe presentar un mortero de junta queda establecida en las normas NCh1928 y NCh2256/1. La primera de ellas permite una retentividad superior o igual a 70% para morteros utilizados en albañilerías armadas, mientras que la segunda norma establece que cualquier otro mortero de junta debe tener Grado 3 como retentividad mínima, es decir, entre 50% y 60%. No obstante lo anterior, la retentividad de los morteros de junta debe tener limites máximos tolerables, ya que si entran en contacto un mortero de alta retentividad con unidades de albañilería de baja absorción, estas ultimas podrían prácticamente flotar sobre el mortero. (Barrera, 2002)

24 Requisitos de contenido de aire La norma NCh2256/1 no establece la cantidad máxima de aire incorporado permisible en los morteros de junta de albañilería. Sin embargo la norma ASTM C 270 establece contenidos máximos de aire de hasta un 20% para algunos tipos de mortero. (Barrera, 2002) Requisitos de adherencia Los morteros de junta de albañilería con unidades confeccionadas a máquina deben tener una adherencia mínima a los 28 días de 0,20 MPa y de 0,15 MPa con las unidades confeccionadas a mano, determinadas sobre sus áreas netas según NCh2258/1 y NCh2258/2, la que corresponda. (NCh2256/1, 2002) Requisitos de contracción De acuerdo a las condiciones de ejecución de la albañilería y de exposición durante su vida útil, el proyectista puede establecer requisitos de contracción del mortero de junta y establecer la realización de ensayos según NCh2281/1. En aquellos casos en que resulte difícil fijar el máximo cambio de longitud, el comité de morteros, recomienda utilizar dosis de conglomerante que no superen los 600 kg/m 3. (NCh2256/1, 2002)

25 Requisitos de durabilidad En caso que el mortero de junta no quede protegido de alguna condición de exposición, debe cumplir con los requisitos de la Tabla 3. (NCh2256/1, 2002) Tabla 3 Requisitos de durabilidad según NCh2256/1. Grados de exposición Severo Moderado Débil Condiciones de la exposición Elevada saturación por humedad con ciclos de congelación y deshielo Humedad y ciclos de congelación y deshielo Humedad con eventual presencia de ciclos de congelación y deshielo Requisitos Conglomerante Aire Kg/m 3, mínimo 1) Incorporado 2) 450 Si 3) 400 Si 3) Despreciable Humedad eventual - - 1) El conglomerante considera cemento, cemento mas cal hidráulica o cemento mas otras adiciones. Para cumplir con los requisitos mínimos es recomendable el empleo de aditivos que permita al mismo tiempo la incorporación de aire y la reducción del agua libre. 2) Cuando se utilice aditivos incorporador de aire, se deben realizar mezclas de prueba según NCh2260 para verificar su resistencia a congelación y deshielo según NCh ) El contenido de aire a utilizar en el mortero, de permitir alcanzar todos los requisitos según su uso. 4) Cuando se determine el comportamiento del mortero en ambientes agresivos, mediante la realización de los ensayos establecidos en NCh2185, NCh2221, NCh2262, NCh2456 y NCh2457, las dosis mínimas de conglomerantes y el uso de incorporadores de aire se pueden omitir. Fuente: NCh2256/1

26 Clasificación La norma NCh2256/1 clasifica los morteros por grados de resistencia a compresión, por tipos de consistencia, por retentividad y por otras características Clasificación por grados de resistencia a compresión Los morteros se clasifican con respecto a su resistencia especificada a compresión, f p, medida en los trozos resultantes del ensayo por flexión a la edad de 28 días de la probeta de 40 mm x 40 mm x 160 mm (RILEM), como se indica en Tabla 4 (NCh2256/1, 2002) Tabla 4 - Grados de morteros según la resistencia especificada f m de compresión a 28 días según NCh2256/1 Grado del mortero Mpa M 0,5 0,5 M 2,5 2,5 M 5,0 5,0 M 7,5 7,5 M 10,0 10,0 M 12,5 12,5 M 15,0 15,0 M 20,0 20,0 M 25,0 25,0 M 30,0 30,0 Fuente: NCh2256/1

27 Clasificación por tipos de consistencia Los morteros se clasifican en los tipos de consistencia que muestra Tabla 5, determinados en el laboratorio según el ensayo de extendido en la mesa de sacudidas, establecido en NCh2257/1. (NCh2256/1, 2002) Tabla 5 - Clasificación de morteros por consistencia según NCh2256/1. Tipos Extendido, mm 1) Seca < 150 2) Plástica ) Fluida > 240 Fuente: NCh2256/ Clasificación por tipos de retentividad Los morteros se clasifican por tipos de retentividad como se indica en Tabla 6 y según el ensayo establecido en NCh2259. (NCh2256/1, 2002) Tabla 6 - Clasificación de morteros por retentividad según NCh2256/1 Grado % de Retentividad 1 > < 50 Fuente: NCh2256/

28 22 CAPITULO III: Análisis Comparativo 3.1 Mortero de junta para albañilería fabricado en obra Requisitos Los morteros para junta de albañilería fabricados en obra deben cumplir los requisitos de sus materiales componentes y los requisitos según su uso, establecidos en las normas NCh2256/1, NCh1928 y NCh2123, expuestos en el presente trabajo anteriormente. De los requisitos de los materiales componentes el mas relevante es el que debe cumplir la arena, debido a su variada procedencia y proceso productivo es posible encontrar diversos tipos de este material, pudiendo alguno quedar fuera de la normativa vigente, siendo dentro de esta lo mas importante su composición granulométrica que debe ser verificada a través del criterio de requisitos granulométricos por comportamiento del mortero o el criterio de cumplimiento de bandas granulométricas. Otro material importante es el agua, ya que si no es potable, se deberán realizar análisis para garantizar el cumplimiento de la norma NCh1498. Para los otros materiales como el cemento, cal y aditivos, el cumplimiento de sus requisitos esta garantizado por el fabricante, por lo que no reviste problema para este análisis. En el caso de los requisitos según su uso se deberán realizar los ensayos correspondientes para verificar el cumplimiento de las exigencia del proyecto y las normas vigentes, los cuales son: (NCh2256/1, 2002) Cumplimiento de las bandas granulométricas solo cuando no se hayan realizado mezclas de prueba. Resistencia mecánica cada 20 m3. Consistencia cada 20 m3. Retentividad cada 20 m 3. Adherencia su valor potencial se debe verificar antes del inicio de la obra y ante cualquier modificación de la dosificación o de las unidades de albañilería. Contracción. Durabilidad.

29 Materiales Al fabricar un mortero de junta de albañilería en obra debemos considerar algunos factores involucrados al uso de ellos en obra, los cuales son: Almacenamiento de cemento. Almacenamiento de arena. Coordinación de los materiales con los proveedores. Distribución de los materiales al punto de fabricación del mortero. Lo que se traduce en costos de bodega por almacenamiento y logística de adquisición de materiales, perdida de espacio y desorden por el acopio de arena y costos por la distribución de estos al interior de la obra. Por otra parte se debe cumplir con los requisitos a los materiales expuestos anteriormente, lo que implica en el caso de la arena que se deben tomar muestras con una frecuencia mínima de una vez a la semana o cada 60 m3 de mortero fabricado, el que sea menor. El período o el volumen fabricado, el que sea menor, pueden aumentar al doble cuando el proveedor de la arena entregue certificados de ensayo realizados por un laboratorio reconocido por el propietario de la obra. En cada control, la arena debe ser sometida a lo menos a la determinación del contenido de materia orgánica, del contenido de finos por lavado y su granulometría. (NCh2256/1, 2002)

30 Fabricación Un factor importante en el proceso de fabricación es la medición de los materiales componentes, ya que tiene que ser lo más fiel respecto al diseño utilizado para confeccionar el mortero. La norma NCh2256/1 considera que la medición de los materiales componentes se debe hacer en peso, no obstante, de ser necesaria la conversión de la proporción en peso a la proporción en volumen, esta se debe hacer considerando las constantes físicas de los materiales en uso en la obra. Tradicionalmente el método mas utilizado es la medición por volumen, ya sea por sacos de cemento, paladas, baldes, carretillas, etc. Para lo cual como indica la norma se deberán determinar constantes físicas de los materiales. Esta metodología presenta algunos inconvenientes ya que al ejecutarse en obra generalmente no se determinan dichas constantes y se utilizan medidas determinadas por el personal de la obra. (Sacos de cemento, paladas de arena y baldes de agua). Lo cual se traduce en dosificaciones mal logradas que eventualmente pude perjudicar la calidad del mortero fabricado. Además de la medición de los materiales debemos considerar el uso de una betonera en buen estado que proporcione un mezclado homogéneo de los materiales y la cantidad necesaria para no retrasar el levante de albañilería Distribución La fabricación del mortero en obra se realiza habitualmente alejada del lugar donde se esta levantando la albañilería, ya que en este lugar los espacios disponibles para tener una betonera, sacos de cemento y arena son muy escasos, por lo que además de la fabricación del mortero se debe considerar su distribución a los puntos de trabajo al interior de la obra. Para esta tarea existen varias alternativas como son carretilla, mini cargadores, dumpers o retroexcavadoras, las que trasladan el mortero desde la betonera hasta recipientes que habitualmente son tambores partidos por la mitad ubicados en el lugar donde se esta levantando la albañilería. Esta tarea implica costos de mano de obra en el caso de utilizar carretillas o costos por arrendamiento de maquinarias, además se deben considerar las pérdidas de material ocurridas durante el trayecto y las que se producen por la adherencia del mortero al medio de transporte.

31 Colocación El mortero fabricado en obra debe cumplir con los requisitos de su uso impuestos por la normativa vigente, en especial con su trabajabilidad. Esta propiedad afecta directamente al proceso de colocación del mortero, ya que si este no presenta una consistencia adecuada afectara la ligación entre la unidad de albañilería y el mortero. Esta consistencia tiene una duración determinada por el tiempo de inicio de fraguado del mortero que habitualmente es de dos horas, en este periodo el albañil puede reacondicionar la mezcla agregando el agua que se pierde producto de la evaporación al aire y por la absorción de arena. (Barrera 2002) Perdidas El uso de mortero de junta de albañilería fabricado en obra implica que durante su proceso productivo y su uso, se produzcan diversas pérdidas que se enumeran a continuación: Perdida de cemento por rompimiento de bolsas. Perdida de arena por contaminación. Perdidas de mortero por derrame durante su distribución. Perdida de mortero por adherencia al medio de transporte. Perdidas de mortero fraguado antes de su colocación. Reparación de canterías previo a recibir pintura.

32 Mortero premezclado en húmedo Requisitos El mortero premezclado húmedo debe cumplir solamente con los requisitos que le correspondan a su uso, de acuerdo a lo establecido en la norma NCh2256/1, las características del mortero a su llegada a obra se deben acordar entre el fabricante y el comprador. A diferencia de los morteros fabricados en obra no se realizara la verificación del cumplimiento de las bandas granulométricas, no obstante, es necesario mantener un control periódico del cumplimiento de los requisitos que corresponden a su uso, ya que habitualmente solo se le da importancia a la resistencia a la compresión y la consistencia dejando de lado otras propiedades. La frecuencia de los ensayos de verificación es igual que para los morteros fabricados en obra Materiales El mortero premezclado húmedo se entrega listo para su uso, por lo cual no se necesitan más materiales que el mismo. Solo se debe solicitar con anticipación al proveedor ya que es un producto de alto estándar técnico Fabricación El mortero premezclado húmedo se entrega listo para su uso.

33 Distribución La distribución del mortero premezclado húmedo se realiza en camiones mezcladores de capacidad máxima de 7 m 3 para lo cual es necesario habilitar accesos adecuados a los lugares de descarga del mortero, en donde se recomienda utilizar bateas totalmente impermeables, cubiertas en su interior con polietileno transparente, además estas deben tener una tapa u otro medio para proteger la mezcla de la acción del viento, temperatura y lluvia, en condición de verano, se debe considerar el uso de arpilleras. Cabe destacar que generalmente estas bateas son provistas por el proveedor del mortero en comodato. Este medio de distribución permite optimizar recursos en obra asociados a las faenas involucradas. El principal problema de utilizar mortero premezclado radica en la habilitación y mantención de accesos adecuados para los camiones mezcladores que traen el mortero, ya que en algunos casos la pavimentación no se realiza al inicio de la obra y debido a las condiciones climáticas de la zona sur es habitual que los accesos se tengan que arreglar mas de una vez para garantizar que el mortero llegue a todos los puntos de la obra Colocación El mortero premezclado usado en el presente análisis tiene una trabajabilidad de 3 a 4 horas, lo que facilita el proceso de colocación al mantener una mezcla homogénea por mas tiempo eliminando así las adiciones de agua al mortero, además el albañil cuenta con la cantidad necesaria de mortero en cada frente de trabajo, lo que se refleja en un aumento de su productividad a través de la eliminación de tiempos muertos por falta de mortero que es una situación frecuente cuando se fabrica en obra. Según datos obtenidos de mediciones en obra utilizando Pegamix Ladrillo se han obtenido rendimiento de hasta 122 m 2 de albañilería por día para una cuadrilla de 4 albañiles más un ayudante.

34 Perdidas El uso de morteros premezclados presenta perdidas en el proceso de colocación (material que cae fuera de la hilada de albañilería), otro tipo de perdidas se producen por problemas de avance de la obra o error en las cubicaciones, ya que solo se debe solicitar el material a utilizar. Además se debe considerar que el costo por reparaciones disminuye notablemente (tendiendo a cero) debido a que la calidad del mortero facilita la alineación de las unidades y la ejecución de las canterías esto debido a su granulometría más fina, lo que permite obtener una superficie adecuada para recibir pintura.

35 Comparación técnica Para realizar la comparación técnica entre un mortero premezclado húmedo el cual identificaremos como Pegamix Ladrillo y un mortero fabricado en obra, se utilizaron los datos presentados por Lafarge Hormigones S.A. para Pegamix Ladrillo y para el mortero en obra los obtenidos por el Estudio de los morteros de junta, según NCh2256/1, bajo la óptica de la adherencia de Hugo Barrera Ing. Civil, profesor del departamento de ingeniería OO.CC. Universidad de Santiago de Chile, el cual demuestra la posibilidad de realizar morteros de junta en obra, mediante la elaboración de mezclas de prueba con distintos tipos de materiales. Cabe destacar que el estudio considero dosificaciones en volumen, lo cual engloba la practica de mayor uso en obras de pequeña y mediana envergadura, donde, la dosificación en peso es difícil de realizar. Las mezclas realizadas en el Estudio de los morteros de junta, según NCh2256/1, bajo la óptica de la adherencia, se confeccionaron con: Cemento Pórtland puzolanico grado corriente (Polpaico Especial). Tres tipos distintos de arenas, D n 5mm Cal hidráulica hidratada de dos distintos fabricantes. Agua potable. Aditivo para la adherencia de morteros y revestimientos Sika Látex. El programa experimental del estudio considera tres grupos de mezclas. El primer grupo (A) corresponde a morteros de cemento y arena. El segundo grupo (B) corresponde a morteros de cemento, cal y arena (la cal utilizada como conglomerante) y el tercer grupo (C) es el de mezclas formadas por cemento, arena y aditivo. Para los cuales se estimaron dosificaciones en volumen con 4 niveles para los grupos A y B de mezclas y 3 niveles para el grupo C. De esta forma, el estudio considero la confección de 23 mezclas. (Barrera, 2002)

36 30 A partir de estos antecedentes se analizaran los requisitos que deben cumplir los morteros según las Normas NCh2256/1, NCh1928 y NCh2123, los cuales son: Requisitos establecidos para sus materiales componentes para los morteros fabricados en obra. Requisitos según su uso: resistencia a compresión, consistencia, retentividad, adherencia, contenido de aire, durabilidad y contracción, para los morteros en obra y Pegamix Ladrillo.

37 Requisitos de los materiales componentes Pegamix Ladrillo La norma NCh2256/1 no exige cumplimiento de este requisito. Mortero en obra De los materiales componentes el cemento, cal, aditivos y agua cumplen con facilidad los parámetros establecidos por NCh2256/1, no así la arena, ya que sus propiedades físicas y composición granulométrica pueden variar dependiendo del proveedor. En la tabla 7 se presentan distintas arenas de Valdivia y Puerto Montt, de las cuales cabe destacar la arena fina del pozo Petromin de Puerto Montt que se encuentran dentro de la banda granulométrica establecida en la NCh2256/1 para el correspondiente tamaño máximo nominal. Tabla 7: Distribución granulométricas de algunas arenas de Valdivia y Pto. Montt Arena fina Petromin, Pto. Montt Tamiz (mm) Tamiz Muestra Banda NCh2256/1, 5 mm 10 3/ N ,5 N ,25 N ,63 N ,315 N ,16 N Fuente: Propia, Informes de áridos realizados por Laboratorio Hormitec.

38 32 Arena Valdicor, Valdivia Tamiz (mm) Tamiz Muestra Banda NCh2256/1, 5 mm 10 3/ N ,5 N ,25 N ,63 N ,315 N ,16 N Fuente: Propia, Informes de áridos realizados por Laboratorio Hormitec. Arena Esperanza, Pto. Montt Tamiz (mm) Tamiz Muestra Banda NCh2256/1, 5 mm 10 3/ N ,5 N ,25 N ,63 N ,315 N ,16 N Fuente: Propia, Informes de áridos realizados por Laboratorio Hormitec. Arena Fina Valdicor, Valdivia Tamiz (mm) Tamiz Muestra Banda NCh2256/1, 5 mm 10 3/ N ,5 N ,25 N ,63 N ,315 N ,16 N Fuente: Propia, Informes de áridos realizados por Laboratorio Hormitec.

39 33 Grafico N 1: Distribución granulométricas de alguna s arenas de Valdivia y Pto. Montt Banda NCh2256/1, 5 mm ARENA FINA PETROMIN, PTO. MONTT ARENA ESPERANZA, PTO. MONTT Banda NCh2256/1, 5 mm ARENA VALDICOR, VALDIVIA ARENA FINA VALDICOR, VALDIVIA Porcentaje que pasa /8 N 4 N 8 N 16 N 30 N 50 N 100 Tamiz Fuente: Propia, Informes de áridos realizados por Laboratorio Hormitec. El cumplimiento de este requisito es de gran importancia, ya que según los datos obtenidos del Estudio de los morteros de junta, según NCh2256/1, bajo la óptica de la adherencia se comprueba que el uso de arenas cuya composición granulométrica se encuentra dentro de la banda que recomienda la NCh2256/1 para el tamaño máximo nominal (D n ) igual a 5 mm, permite la obtención de óptimos resultados para resistencia a la compresión, retentividad y adherencia. Lo anterior permite validar la real importancia de la composición granulométrica como un adecuado parámetro de elección para las arenas.

40 34 Tabla 8: Arenas utilizadas en Estudio de los morteros de junta, según NCh2256/1, bajo la óptica de la adherencia Arena Zona de procedencia Tipo de extracción Arena 1 Rinconada de Maipú Pozo Arena 2 Rió Maipo Banco arenero Arena 3 Puente Alto Pozo Fuente: Estudio de los morteros de junta, según NCh2256/1, bajo la óptica de la adherencia. Tabla 9: Distribución granulométricas de las arenas utilizadas en Estudio de los morteros de junta, según NCh2256/1, bajo la óptica de la adherencia Tamices (mm) Arena 1 Arena 2 Arena 3 % acumulado que pasa ,47 99,75 93,68 2,5 97,33 93,59 67,3 1,25 91,95 78,08 48,12 0,63 78,64 37,04 28,94 0,315 45,65 20,48 15,12 0,16 19,55 7,58 5,69 R 5,73 3,49 3,16 D n (mm) Fuente: Estudio de los morteros de junta, según NCh2256/1, bajo la óptica de la adherencia.