Universidad de Sonora Departamento de Ingeniería Civil y Minas Proporcionamiento de mezclas de morteros de peso normal y ligeros PRESENTADO POR: M.I. MANUEL RAMÓN RAMIREZ CELAYA Hermosillo, Sonora Mayo del 2014
Materiales componentes de los morteros A diferencia de una mezcla de concreto hidráulico, los morteros no incluyen gravas. Los usos principales en la construcción consiste en aplanados de muros, unión de piezas de mampostería y sobretechos.
Consistencia: Propiedades del mortero fresco H 2 O Fluidez (%) Cono de penetración(%) Sangrado Retención de agua: La prueba determina la capacidad del mortero para retener el agua de mezclado como parte integral de la masa cuando es sometida a una fuerza de succión que trata de separarla del resto de los materiales. Permanencia: es la capacidad del mortero de mantener su plasticidad atraves del tiempo.
Propiedades del mortero fresco Trabajabilidad Cohesión Contenido de aire Masa Unitaria Tiempos de fraguado
Propiedades del mortero en estado endurecido Resistencia a compresión Contracción Adherencia Permeabilidad Retracción Durabilidad
Proporcionamiento de morteros Representa la relación entre los componentes de un mortero. Un mortero puede especificarse por la proporción de sus componentes o por su resistencia a compresión. Morteros especificados por su proporción Puede expresarse en Peso o en Volumen. Se designa mediante la nomenclatura: C : Ca : A : W donde: C: Cemento Hidráulico Ca: Cal hidráulica A: Arena W: Agua
Morteros especificados por su proporción 1 : 1 : 4 : 2 Representa 1 parte de cemento, 1 de cal, 4 de arena y 2 de agua. 1 : 4 Representa 4 partes de arena por cada parte de cemento Por su resistencia (MPa) los morteros de albañilería pueden ser: (UNE-EN 998-2): M2.5, M5, M7.5, M10, M15, M20
MATERIALES ADICIONANTES EN LOS MORTEROS Uno de los materiales adicionantes más utilizados en los morteros es la Cal hidráulica. La cal en los morteros de albañilería funciona como plastificante logrando muy buena trabajabilidad, mayor retención de agua y menores agrietamientos, pero reduciendo drásticamente su resistencia. El uso de la cal en los morteros reduce la retracción; En general, cuanto menor es la cantidad de pasta y de agua, menor es la retracción
PROPORCIONAMIENTO DE MORTEROS El contenido de agua utilizado en los morteros depende de la consistencia buscada y de los materiales utilizados. El agregado usado en los morteros es la arena, de acuerdo a esto podemos decir que un mortero presenta un tamaño máximo de partícula de 4.75 mm, condicionado a un retenido no mayor del 10 % en la malla No. 4, cantidad suficiente para considerarse todavía como contaminación de gravas en la arena. Por otra parte si tomamos como hipótesis verdadera que una consistencia de rev = 10+/- 2.5 cm en un concreto hidráulico equivale aproximadamente a una fluidez del 105 +/- 5% en los morteros y tomando como referencia la tabla siguiente de ACI 211:
PROPORCIONAMIENTO DE MORTEROS Entonces podemos decir que para un mortero con una arena de buena distribución granulométrica y un retenido en la malla No. 4 no mayor a 10%, la cantidad de agua estimada para una fluidez del 105 +/- 5 % será de: Y = 27.3 X 4.75 + 120 = 250 kg/m3 con un contenido de aire atrapado del Y = 0.91 X 4.75-0.7 = 3.6 % aproximadamente.
PROPORCIONAMIENTO DE MORTEROS POR MASA También podemos determinar en el laboratorio experimentalmente que un mortero de peso normal presenta una masa unitaria de aproximadamente 2,180 kg/m 3 y retomando que requiere 250 kg/m 3 para obtener la fluidez del 105 +/- 5%. Entonces, si deseamos obtener un mortero con proporción en peso de 1C: 4Ar, entonces: Arena+ Cemento = 2180 kg/m 3 250 kg/m 3 = 1930 kg/m 3 Cemento = (1930/5) X 1 = 386 kg/m 3 Arena= (1930/5) X 4 = 1544 kg/m 3 Agua corregida por absorción: 273 kg/m 3
PROPORCIONAMIENTO DE MORTEROS POR VOLUMEN ABSOLUTO Material Densidad (g/cm 3 ) Cemento CPC 30 R 3.00 Absorción (%) Arena 2.57 1.5 Datos de diseño Agua 250 kg/m 3 Aire atrapado 3.6 % Si deseamos obtener un mortero con proporción en volumen absoluto de 1C: 4Ar, entonces: Arena+ Cemento = 1000 lts [Va+Vw] = 1000-[36+250] = 714 lts Cemento = (714/5) X 1 = 142.8 lts = 428 kg/m 3 Arena= (714/5) X 4 = 571.2 lts = 1,468 kg/m 3 Agua corregida por absorción: 271 kg/m 3
MORTEROS ALIGERADOS Presentan una baja densidad y alta absorción. La arena se sustituye total o parcialmente por materiales ligeros como: Agregados ligeros Perlita sintética o mineral Agentes espumantes (Materiales orgánicos) Otros productos aligerantes (corcho, papel, caucho, etc) Presentan bajas resistencias mecánicas. Presentan menor conductividad térmica respecto a un mortero convencional. Principalmente se usan como pastas niveladoras en azoteas, material de aislamiento térmico/acústico y recubrimiento de muros.
MORTEROS ALIGERADOS CON PERLITA Para determinar la cantidad de material ligero que sustituye al agregado fino, determinamos el volumen absoluto que ocupa la arena en la mezcla y la sustituimos por perlita. Ejemplo: Determine el proporcionamiento para un mortero 1C: 4Ar en peso incluyendo la sustitución parcial de perlita por el 10 % del volumen absoluto de la arena. Material Densidad (g/cm 3 ) Cemento CPC 30 R 3.00 Absorción (%) Arena 2.57 1.5 Perlita 0.34 6.8 Datos de diseño Agua 250 kg/m 3 Aire atrapado 3.6 % La mezcla de control sin sustitución de agregado queda como: Arena+ Cemento = 2180 kg/m 3 250 kg/m 3 = 1930 kg/m 3 Cemento = (1930/5) X 1 = 386 kg/m 3 Arena= (1930/5) X 4 = 1544 kg/m 3 Agua corregida por absorción: 273 kg/m 3
MORTEROS ALIGERADOS CON PERLITA La sustitución parcial de perlita por el 10 % del volumen absoluto de la arena sería como: Volumen absoluto que ocupa el agregado = 1544 kg/2.57 kg/dm 3 = 600.78 lts Volumen de arena = 0.90 X 600.78 lts = 540.7 lts X 2.57 kg/dm 3 = 1,390 kg/m 3 Volumen de Perlita = 0.10 X 600.78 lts = 60.078 lts X 0.34 kg/dm 3 = 20 kg/m 3 Cemento = 386 kg/m 3 Arena = 1390 kg/m 3 Perlita = 20 kg/m 3 Agua corregida por absorción: 272 kg/m 3 M.U.T. = 2,068 kg/m 3
MORTEROS ALIGERADOS CON PERLITA En la siguiente tabla se presentan los datos obtenidos en el laboratorio en un estudio de sustitución parcial de perlita por arena para un mortero 1C:4Ar en peso: Sustitución de arena por perlita (% del volumen absoluto) f c (kg/cm2) 7 días de edad f c (kg/cm2) 28 días de edad Masa Unitaria Real (kg/m 3 ) 0 142 226 2184 20 130 181 2108 40 128 164 2030 60 88 156 1925 80 65 140 1692 100 38 103 1411
EJERCICIO MORTEROS ALIGERADOS CON PERLITA Determine el proporcionamiento de un mortero cemento-arena 1:4 en peso, para usarse en aplanados de muros. Una vez elaborada la mezcla de prueba en el laboratorio en un volumen de 2 litros se utilizaron 35 ml adicionales de agua para obtener la fluidez del 105 %, además se determinó una masa unitaria en estado fresco de 2, 170 kg/m 3. Haga las correcciones necesarias para obtener un rendimiento volumétrico de 1.000 y la fluidez del 105 %. b) Utilizando perlita para aligerar la masa volumétrica de la mezcla cuál es el menor valor esperado en la masa volumétrica de la mezcla en estado fresco? Material Densidad (g/cm 3 ) Cemento CPC 30 R 3.00 Absorción (%) Humedad (%) Arena 2.575 1.5 0.0 Perlita 0.34 6.8 0.0 Considere una cantidad de agua de mezclado de proyecto de 250 kg/m 3 para alcanzar la fluidez de 105 % y una Masa Unitaria de proyecto de 2,180 kg/m 3.