ENSAYE A COMPRESIÓN DIAGONAL DE MURETES DE MAMPOSTERIA ELABORADOS CON PIEZAS UTILIZADAS EN LA ZONA CONURBADA COLIMA-VILLA DE ALVAREZ Eva Paulina Sánchez Sánchez 1, Luis Rincón Aguilar 2, Ramiro Licea Panduro 3 y Agustín Orduña Bustamante 4 RESUMEN Este documento reporta los resultados de las características mecánicas que presentan muretes de mampostería ensayados a compresión diagonal, elaborados con piezas utilizadas para la construcción en la zona urbana de Colima y Villa de Álvarez. Las piezas utilizadas en los ensayes fueron ladrillo de barro rojo recocido y tabicón, y se unieron con mortero de cemento de albañilería y arena, conforme a la práctica local. Los resultados arrojan valores de resistencia a cortante relativamente bajos para las mamposterías de ladrillo y valores aceptables para la mampostería de tabicón. ABSTRACT This document presents experimental results about the mechanical characteristics of specimens tested at diagonal compression and made with masonry pieces commonly used in construction at the urban zone of Colima and Villa de Álvarez. The masonry pieces used in this work were clay brick and concrete block, laid with lime-sand mortar, according to the local practice. Results show that the shear strength of the clay brick masonries is relatively low, whereas that of concrete block masonry is acceptable. INTRODUCCIÓN En México, la mampostería está fuertemente arraigada como material de construcción para la vivienda. Su uso tiene una larga y destacada trayectoria histórica, de lo cual todavía permanecen extraordinarias muestras en pie, como las grandes pirámides y edificios prehispánicos. Con frecuencia, la mampostería se considera como un material estructural secundario respecto al concreto y al acero, lo que ha traído como consecuencia que se le reste importancia al considerarla objeto de estudios rigurosos y cálculos ingenieriles, en comparación con los otros dos materiales. Las propiedades mecánicas de la mampostería varían a lo largo del país y en Colima no se cuenta con estudios suficientes sobre las piezas y mamposterías utilizadas en la región, por lo que se utilizan los valores 1 Estudiante de la Maestría en Ingeniería, Universidad de Colima, Facultad de Ingeniería Civil, Km 9 Carretera Colima-Coquimatlán, Coquimatlán, Colima, México, C.P. 28400, Tel. y fax: (312) 31 6 11 67; correo electrónico essanchez@ucol.mx. 2 Técnico del Laboratorio de Materiales, Universidad de Colima, Facultad de Ingeniería Civil, Km 9 Carretera Colima-Coquimatlán, Coquimatlán, Colima, México, C.P. 28400, Tel. y fax: (312) 31 6 11 67; correo electrónico: rincon_zr@hotmail.com 3 Profesor Investigador de Tiempo completo, Universidad de Colima, Facultad de Ingeniería Civil, Km 9 Carretera Colima-Coquimatlán, Coquimatlán, Colima, México, C.P. 28400, Tel. y fax: (312) 31 6 11 67; correo electrónico rlicea@ucol.mx. 4 Profesor Investigador de Tiempo completo, Universidad de Colima, Facultad de Ingeniería Civil, Km 9 Carretera Colima-Coquimatlán, Coquimatlán, Colima, México, C.P. 28400, Tel. y fax: (312) 31 6 11 67; correo electrónico aord@ucol.mx.
XVII Congreso Nacional de Ingeniería Estructural León, Guanajuato 2010. propuestos por el Reglamento de Construcciones del Distrito Federal (Gobierno del Distrito Federal, 2004a y b) para realizar análisis y diseños estructurales. El objetivo de este trabajo es determinar las características mecánicas de mamposterías de piezas utilizadas en la zona conurbada de Colima y Villa de Álvarez, al someterlas a la prueba de compresión diagonal. Las piezas seleccionadas fueron ladrillo de barro rojo recocido de 5x14x28 cm, de 10x14x28 cm y tabicón de 10x14x28 cm. Se eligieron tres proveedores por tipo de pieza y se obtuvieron tres muestras de cada uno, de diferentes producciones. Con cada muestra se construyó un lote de diez muretes. Para la elaboración de los muretes se utilizó mortero 1:3 en cemento de albañilería y arena, que no se encuentra dentro de la clasificación establecida en Gobierno del Distrito Federal (2004b); sin embargo, es de uso común en la zona de estudio. Para la elaboración y procedimiento de ensaye de los muretes se siguió la norma ONNCCE (2002 b). Con los datos obtenidos se calcularon la resistencia a compresión diagonal para fines de diseño y el módulo de rigidez a cortante por tipo de pieza. ANTECEDENTES Dentro del mismo proyecto de investigación, y de forma previa a este trabajo, se llevó a cabo una campaña experimental sobre las mismas piezas y mamposterías seleccionadas para este estudio. Los resultados reportados son dimensiones, absorción, resistencia a compresión y peso volumétrico de las piezas, así como la adherencia y la resistencia a compresión axial de las mamposterías (Cárdenas et al., 2009). Los resultados obtenidos en la campaña experimental se resumen en los siguientes puntos PARA LAS PIEZAS 1) Las dimensiones de las piezas no cumplen con la norma ONNCCE (1997) a) Los tabicones no cumplen con la regularidad en dimensiones, la diferencia máxima en el largo es de 3.9 mm, en el ancho es de 4.7 mm y en la altura es de 3.9 mm, mientras que las tolerancias para el largo y ancho son de 2 mm, y para la altura 3 mm. Se observa que el error en el largo siempre es en exceso, mientras que en la altura las piezas siempre están escasas. b) De acuerdo con la Norma, la tolerancia en las dimensiones de los ladrillos es del 4% respecto a la dimensión nominal, la cual se excede en el largo, ancho y altura de las piezas de 5x14x28 cm (medidas nominales). Las piezas de 10x14x28cm cumplen con la tolerancia para el largo y ancho que marca la Norma pero no con la tolerancia para la altura; las tres dimensiones siempre están escasas respecto al valor nominal. 2) Los valores de absorción obtenidos exceden los 20% y 21% establecidos por la norma ONNCCE (1997), para el tabicón y el ladrillo, respectivamente. Para los ladrillos de 5x14x28 cm el valor promedio es de 25.3%, para los ladrillos de 10x14x28 cm es de 25.2% y para el tabicón es de 26.25%; por lo que las tres piezas tienen absorciones mayores que las permitidas. 3) La norma (ONNCCE, 1997) recomienda resistencias mínimas en compresión de 9.8 MPa para tabicones y 5.9 MPa para ladrillo recocido. Para el ladrillo de 5x14x28 cm se obtuvo un valor promedio de 12.18 MPa y para el ladrillo de 10x14x28 cm uno de 8.30 MPa, ambos valores son muy superiores a lo exigido por la norma. En el caso del tabicón, el valor promedio obtenido es de 6.8MPa, lo que indica que esta pieza no cumple con la norma en este aspecto. 4) Las Normas Técnicas de Mampostería (Gobierno del Distrito Federal, 2004b) exigen un peso volumétrico mínimo para las piezas de mampostería. Para los tabicones el límite inferior es de 15 kn/m 3 y para ladrillo de barro rojo recocido de 13 kn/m 3. Para los tabicones el valor promedio obtenido es de 11.96 kn/m 3, que es menor al recomendado. En el caso del ladrillo de 5x14x28 cm el
valor promedio es de 16.17 kn/m 3 y el del ladrillo de 10x14x28 cm es de 15.99 kn/m 3, ambos son superiores a los exigidos por las normas. PARA LA MAMPOSTERÍA 1) Se reporta una adherencia promedio de 0.39 MPa para las probetas elaboradas con tabicón. Este es un valor normal, al menos respecto de los valores mostrados en Fundación ICA (2002). En las probetas elaboradas para medir la adherencia entre ladrillos y mortero de cemento de albañilería y arena, se observó que muchas de ellas se deshacían al momento de manipularlas para ensayarlas. Esto se interpretó como una adherencia nula en las probetas que se deshicieron. Con esta interpretación del comportamiento de las probetas, el promedio de resistencia por adherencia de los ladrillos de 5x14x28 cm es de 0.14 MPa y para los ladrillos de 10x14x28 cm de 0.06 MPa. Ambos valores son muy bajos. 2) En Gobierno del Distrito Federal (2004b) se recomienda usar 1.5 MPa como valor mínimo de resistencia de diseño a compresión de mamposterías, tanto de tabicón como de ladrillo y mortero tipo III. El valor obtenido para el tabicón a partir de los ensayes fue 1.41 MPa. Este valor es ligeramente menor al recomendado por la norma. Para el caso de ladrillo de 5x14x28, se obtuvo un valor de diseño de 2.27 MPa y para las pilas de ladrillo de 10x14x28, el valor de diseño 2.08 MPa. Para ambos tipos de ladrillos, la resistencia de diseño es superior a la recomendada por la norma para mamposterías hechas con mortero tipo III. 3) Respecto de las pilas de ladrillo de 5x14x28, el módulo de Young promedio es de Em=611 MPa, mientras que para los ladrillos de 10x14x28 es Em=430 MPa. La relación Em/fm* es, para los ladrillos de 5x14x28 de 269 y para los ladrillos de 10x14x28 de 206, en ambos casos significativamente menor que el valor de 600 propuesto en la ecuación 2.7 de las Normas Técnicas de Mampostería (Gobierno del Distrito Federal, 2004b). Para el tabicón, el módulo de Young promedio es de E m =1856 MPa, con una relación Em/fm*=1316, significativamente mayor al valor de 800 propuesto por las Normas. METODOLOGÍA Para las pruebas de laboratorio realizadas en este trabajo se seleccionaron el tabicón de cemento-jal-arena y los ladrillos de barro rojo recocido con dimensiones (alto, ancho y largo) de 5x14x28 cm y de 10x14x28 cm, ya que son las piezas que tienen mayor demanda por los constructores de vivienda de interés social de la región. Las dimensiones de las piezas mencionadas son nominales y se utilizan únicamente como identificación. Se investigó la procedencia de la mayoría de las piezas antes mencionadas con la finalidad de detectar qué bloqueras y obradores son los que surten la mayor cantidad de ellas en la zona. Conociendo esta información, se eligieron las tres bloqueras que proveen la mayoría del tabicón, que son Mayo3, Rampe y Precolados Colimán. En el caso de los obradores, la información sólo sirvió para localizar las tres localidades de donde se adquieren la mayoría de las piezas de barro rojo recocido. Con estos datos se eligió un obrador al azar de cada una de ellas. De esta forma se eligieron un obrador de Comala, uno de Armería y otro de El Espinal, los tres en el Estado de Colima. De cada bloquera se obtuvieron tres muestras de piezas, cada una de ellas correspondiente a diferente día de producción. Mientras que de los obradores se adquirieron, de cada uno, tres muestras de piezas de 5x14x28 cm y tres muestras de 10x14x28 cm, perteneciente cada una de ellas a producciones diferentes. Finalmente, se construyeron lotes de diez muretes con cada una de las muestras. El instrumento utilizado para la obtención de datos consiste en pruebas realizadas en el Laboratorio de Materiales de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad de Colima. El formato elaborado para la recolección de datos durante la prueba de compresión diagonal consta de dos partes. En la primera se registran datos del murete de forma previa al ensaye, como el tipo de pieza con que se construyó, las dimensiones originales del murete (alto, largo y ancho) tomadas en dos puntos diferentes para obtener
XVII Congreso Nacional de Ingeniería Estructural León, Guanajuato 2010. posteriormente un promedio, longitudes de sus diagonales y fecha en que se realiza el ensaye. La segunda parte del registro, que se llena durante el ensaye del murete, consta de cuatro columnas: tiempo (en segundos), presión del aceite del gato de la prensa (en kg/cm 2 ), lectura del micrómetro vertical (con aproximación 0.001pulgada) y lectura del micrómetro horizontal (con aproximación 0.001 pulgada ). El procedimiento que se siguió para la construcción de los muretes, la realización de las pruebas de laboratorio y el procesamiento de datos es el que señala ONNCCE (2002b). La primera etapa consistió en la construcción de los muretes de mampostería que serían sometidos a la prueba de resistencia a compresión diagonal. Los muretes tenían una longitud aproximada de 45 cm (una vez y media la longitud de la pieza más la junta de mortero) y altura de 45 cm aproximadamente. Esta altura se obtuvo con 7 hiladas para las piezas de 5 cm y con 4 hiladas para las piezas de 10 cm, más las juntas de mortero necesarias con espesores de 1 a 2 cm. El siguiente paso consistió en marcar los muretes con una clave para identificación. Esta clave está formada por cuatro elementos: una letra que indican el proveedor (A=Armería, C=Comala, E=El Espinal, M=Mayo3, P=Precolados Colimán y R=Rampe), un número (1, 2 ó 3) que señala a qué muestra pertenecen, un guión y por último un número (entre 1 y 10) que corresponde al número del murete dentro del la muestra. Asimismo, se marcaron las diagonales de los muretes para utilizarlas como referencia para nivelarlos y colocarles los cabezales de distribución de carga en las esquinas donde iba a ser aplicada la carga. En la segunda etapa, el ensaye de los muretes, se sometió a cada uno de ellos a una carga de compresión a lo largo de su diagonal, con incremento constante y mediante una prensa manual de 50 toneladas, marca Enerpac (Figura 1). Una vez colocado el murete dentro de la prensa y nivelado con la ayuda de niveles de mano y sus diagonales, se le colocaron los micrómetros, uno en cada cara del murete, para medir el acortamiento y el alargamiento de sus diagonales durante la prueba (Figura 2). Durante la aplicación de carga se registraron las lecturas en ambos micrómetros y la presión aplicada en el gato de la prensa cada 15 segundos. Figura 1 Aplicación manual de la carga al murete dentro de la prensa (a) Figura 2 Murete con micrómetros para medir (a) la deformación horizontal en una cara y (b) la deformación vertical en otra cara (b)
El procesamiento de datos, la última etapa, inició con en el ingreso de la información obtenida durante los ensayes, que se anotaron en una libreta, en hojas de cálculo, para su análisis y procesamiento. En esta etapa se calcularon las resistencias a compresión diagonal de cada murete y su módulo de rigidez a cortante. Así mismo, se calculó el esfuerzo resistente de cada probeta,, y la resistencia de diseño,. El valor del esfuerzo resistente de cada probeta se calculó dividiendo la carga máxima aplicada entre el área de la diagonal. La ec. 1 se empleó para el cálculo de la resistencia a compresión diagonal para fines de diseño. 1 2.5 1 En donde es la media de los esfuerzos resistentes de los muretes ensayados y es el coeficiente de variación de los esfuerzos resistentes de los muretes ensayados, que no se tomará menor que 0,20 (Gobierno del Distrito Federal, 2004b). Asimismo, la ec. 2 se usó para calcular el módulo de rigidez a cortante, (ONNCCE 2002b). 0.00005 2 Aquí es el esfuerzo cortante correspondiente a 0.00005 de deformación angular; es el esfuerzo cortante correspondiente al 40% de la carga máxima y es la deformación angular producida por el esfuerzo. Las deformaciones angulares se calcularon con la ec. 3. En donde es la deformación de la diagonal a compresión (ec. 4) y es la deformación de la diagonal a tensión (ec. 5) 3 4 5 Aquí y son el acortamiento y alargamiento, respectivamente medidos sobre las longitudes calibradas de las diagonales correspondientes; y son las longitudes calibradas, medidas entre apoyos de micrómetros antes de la prueba, de las diagonales a compresión y tensión, respectivamente (Figura 3). Figura 3 Esquema que representa las longitudes calibradas y la colocación correcta de los micrómetros (ONNCCE, 2002b) RESULTADOS Durante la campaña experimental se perdieron un número significativo de muretes de ladrillo de barro rojo recocido debido al desprendimiento de piezas durante su manipulación previa al ensaye. Esto seguramente
XVII Congreso Nacional de Ingeniería Estructural León, Guanajuato 2010. tuvo su origen en la baja adherencia entre piezas y mortero (Cárdenas et al., 2009). Esto ocasionó, a su vez, que no se pudieron conservar las cantidades originales de lotes ni de muretes de ladrillo rojo. Para la realización de los cálculos se eliminaron de la muestra los muretes no ensayados. Este proceder implica suponer que los muretes no ensayados habrían tenido un comportamiento similar al resto. Sin embargo, todos los especímenes se manejaron de la misma forma (de hecho algunos desprendimientos ocurrieron con el murete ya montado en la prensa), por lo tanto es razonable suponer que aquellos no ensayados tenían una resistencia menor que los que sí soportaron el manejo. Por esta razón, los resultados para mamposterías de ladrillo rojo deben tomarse con cautela. En las tablas 1 a 3 se presentan los resultados obtenidos por cada muestra de piezas y los valores promedio correspondientes con cada proveedor. Las tablas están formadas por cinco columnas, en la primera se señala el proveedor de la pieza, en la segunda aparece el número de muestra, en la tercera la cantidad de muretes ensayados de cada muestra, en la cuarta están los valores promedio de módulo de rigidez y en la quinta los valores promedio del esfuerzo máximo soportado por los muretes. Se incluye el número de muretes ensayados para enfatizar que no se pudieron ensayar todos los especímenes de ladrillo. El caso más crítico es el de la muestra 1 del proveedor C de ladrillo de 10x14x28 cm, Tabla 2, de la que no se pudo ensayar ningún murete. Tabla 1 Promedios por muestra y proveedor del tabique de barro rojo recocido de 5x14x28 cm Proveedor A C E Muestra Núm. de muretes ensayados G m (MPa) v m (MPa) 1 9 599 0.47 2 10 741 0.72 3 6 427 0.55 Promedio 589 0.58 1 10 365 0.33 2 6 694 0.38 3 10 402 0.38 Promedio 487 0.36 1 8 535 0.37 2 10 509 0.38 3 9 486 0.34 Promedio 510 0.37 Tabla 2 Promedios por muestra y proveedor del tabique de barro rojo recocido de 10x14x28 cm Proveedor A C E Muestra Núm. de muretes ensayados G m (MPa) v m (MPa) 1 10 405 0.35 2 10 424 0.37 3 8 869 0.46 Promedio 566 0.40 1 0 - - 2 9 1012 0.24 3 10 281 0.31 Promedio 647 0.28 1 8 503 0.41 2 8 292 0.37 3 6 248 0.29 Promedio 348 0.36
Tabla 3 Promedios por muestra y proveedor del tabicón Proveedor M P R Muestra Núm. de muretes ensayados G m (MPa) v m (MPa) 1 10 1825 0.69 2 10 2515 0.55 3 10 1384 0.46 Promedio 1908 0.57 1 10 1417 0.42 2 10 968 0.36 3 10 1312 0.27 Promedio 1232 0.35 1 10 2083 0.37 2 10 884 0.34 3 10 1497 0.40 Promedio 1488 0.37 En la tabla 4 se presentan los valores promedio de módulo de rigidez y esfuerzo máximo para cada tipo de pieza. Por último, en la tabla 5, aparecen los resultados del cálculo de la resistencia a compresión diagonal para fines de diseño de mamposterías de cada tipo de pieza, según los datos obtenidos en los ensayes por proveedor (Tablas 1 a 3) y los datos obtenidos por tipo de pieza (Tabla 4). En esta tabla se señala, en la primera y segunda columna el tipo de pieza y el proveedor, respectivamente, en la tercera columna el valor del coeficiente de variación de las resistencias presentado por cada grupo y en la cuarta columna las resistencias con fines de diseño. Tabla 4 Valores promedio obtenidos para cada tipo de pieza ensayada Pieza Proveedor G m (MPa) v m (MPa) Tabique de barro rojo recocido 5x14x28 cm Tabique de barro rojo recocido 10x14x28 cm Tabicón A 589 0.58 C 487 0.36 E 510 0.37 Promedio 529 0.44 A 566 0.40 C 647 0.28 E 348 0.36 Promedio 520 0.34 M 1908 0.57 P 1232 0.35 R 1488 0.37 Promedio 1543 0.43 DISCUSIÓN DE RESULTADOS Las tablas de resultados presentan importantes variaciones tanto en las resistencias como en los módulos de rigidez al cortante. Esta variabilidad de resultados es un hecho ya conocido en ensayes de mamposterías y se debe a varios factores. Un factor importante tiene su origen en las diferencias que existen en los materiales y métodos de producción de piezas utilizados por cada uno de los proveedores. Otro factor está en el hecho que las piezas se producen de manera artesanal y, generalmente, se tiene muy poco control de calidad durante el proceso.
XVII Congreso Nacional de Ingeniería Estructural León, Guanajuato 2010. Tabla 5 Resistencias a compresión diagonal para fines de diseño por proveedor y por tipo de pieza Pieza Proveedor Coeficiente de variación v m *(MPa) Tabique de barro rojo recocido de 5x14x28 cm Tabique de barro rojo recocido de 10x14x28 cm Tabicón Proveedor A 0.24 0.36 Proveedor C 0.22 0.23 Proveedor E 0.23 0.23 Pieza 0.34 0.24 Proveedor A 0.26 0.24 Proveedor C 0.30 0.16 Proveedor E 0.27 0.22 Pieza 0.31 0.19 Proveedor M 0.29 0.33 Proveedor P 0.26 0.21 Proveedor R 0.25 0.23 Pieza 0.36 0.23 A este fenómeno de las variaciones importantes de resultados contribuyen, de igual manera, otros factores que tienen que ver con el proceso de construcción de los muretes. Dentro de estos factores se encuentra el cuidado por parte del albañil durante su elaboración. Aquí es importante mencionar que, aunque se estuvo vigilando el trabajo del albañil, se dejó que hiciera los especímenes con la técnica que él usa regularmente. Esta estrategia tubo la finalidad de obtener muestras lo más cercano posible a las mamposterías de la zona de estudio. Otro factor dentro de este grupo está relacionado con la precaución con que se hayan transportado los muretes del lugar donde se construyeron a la mesa de cabeceo y de ahí al lugar de prueba. Finalmente, está el tiempo y las condiciones en que estuvieron almacenados los muretes mientras no se realizaban las pruebas. En este aspecto es importante mencionar que los muretes se construyeron al aire libre y así permanecieron hasta un día o dos antes de su ensaye. El motivo principal para proceder de esta forma está en el hecho que no se dispone de espacio suficiente bajo techo para almacenar todos los especímenes, y menos aún, de espacios con condiciones controladas de humedad y temperatura. Adicionalmente, como ya se mencionó antes, de esta forma se pretendió obtener muestras lo más parecidas posible a las mamposterías reales de esta zona. RESISTENCIA A COMPRESIÓN DIAGONAL PARA FINES DE DISEÑO Ladrillo de barro rojo recocido Para mamposterías de tabique de barro recocido, independientemente de sus dimensiones y hechas con morteros tipos II y III, Gobierno del Distrito Federal (2004b) propone un valor de resistencia a compresión diagonal para fines de diseño de 0.3 MPa. El resultado de los ensayes de la mampostería de ladrillo de barro rojo recocido de 5x14x28 es un 20% menor que el de las Normas y, en el caso de la mampostería de ladrillo de barro rojo recocido de 10x14x28, es un 36.6% menor. Esto es doblemente preocupante, primero porque los valores reportados en la Tabla 5 probablemente son mayores a los reales, debido a que no fue posible ensayar todos los especímenes fabricados, precisamente por los problemas de falta de adherencia que ya se mencionaron. En segundo lugar, es preocupante porque en Colima se diseña con los valores recomendados en Gobierno del Distrito Federal (2004b) y esto implica que la vulnerabilidad sísmica del parque construido en esta zona está creciendo día con día. Para la pieza de barro rojo recocido de 5x14x28 existe una variación de 57% entre el valor calculado para el proveedor A y el valor de los proveedores C y E, estos últimos tienen el mismo valor de diseño y menor que el del primero. Para los proveedores de la pieza de barro rojo recocido de 10x14x28, los tres obtuvieron valores diferentes. Si se toma como base el más bajo, perteneciente al proveedor C, el proveedor A excede su valor en un 50 %, y el proveedor E lo excede en un 37.5%. En ambos casos, se observa fácilmente que el
proveedor A elabora piezas, que por sus características, tienen un mejor comportamiento dentro de la mampostería que las piezas de los otros dos proveedores. Tabicón El valor de resistencia a compresión diagonal para fines de diseño, propuesto en Gobierno del Distrito Federal (2004b), para mamposterías de tabique de concreto o tabicón con morteros tipo II o III, es de 0.2 MPa, mientras que el valor calculado con los datos de los ensayes a las piezas de la región es de 0.23 MPa. Al comparar estos datos tenemos que la mampostería de piezas de la zona de Colima exceden en un 15% al valor recomendado por la Norma. Este resultado indica que el diseño sísmico de estructuras de mampostería de tabicón en Colima se realiza con una resistencia de diseño adecuada. Sin embargo, no hay que perder de vista que este tipo de mampostería tiene una resistencia a compresión axial escasa, respecto de la Norma (Cárdenas et al. 2009). Respecto al valor calculado de la resistencia de diseño para cada uno de los proveedores, se tiene que el proveedor P presenta el valor menor. Los valores calculados para el proveedor R y M exceden al primero en 10% y 57%, respectivamente. Por otro lado, los tres proveedores exceden el valor propuesto por Gobierno del distrito Federal (2004b). MÓDULO DE RIGIDEZ A CORTANTE El módulo de rigidez a cortante de cada murete se obtuvo con la ecuación 2, y es el valor que indica la pendiente que presenta la curva esfuerzo-deformación en la parte inicial durante el ensaye a compresión diagonal de cada murete. Los resultados obtenidos para el módulo de rigidez a cortante presentan variaciones importantes, como ya se mencionó antes. A las fuentes de variabilidad ya mencionadas arriba, se agregan en este caso otras. Una se relaciona con que la aproximación con la que se pueden fijar los valores del módulo de cortante es muy pobre, ya que en la parte de la curva de donde se toman los datos para su cálculo, la deformación es muy pequeña y hay pocos datos a tomar en cuenta. A esto se agrega que en las mediciones tomadas durante los ensayes se presentan errores de apreciación y falta de sincronía en las lecturas, aún cuando se haya tenido el máximo cuidado en minimizarlos. Asimismo, debido a que la carga que se controlaba de forma manual, hubo pequeñas variaciones en la velocidad de su aplicación entre distintos especímenes, incluso para un mismo murete, y aunque ninguna de esas variaciones fue apreciable, se debe tomar en cuenta que existieron. En las Normas Técnicas de Mampostería (Gobierno del Distrito Federal, 2004b), se propone que para obtener el valor del módulo de rigidez a cortante sin realizar pruebas de laboratorio, se tome en cuenta que su valor equivale al 40 % del valor del módulo de elasticidad de la mampostería estimado a partir de su resistencia a compresión. Tomando como base los valores obtenidos en las pruebas de compresión de pilas elaboradas con las mismas piezas, los módulos de rigidez a cortante serían los siguientes: para el ladrillo de barro rojo recocido de 5x14x28 un valor de 545 MPa, para las piezas de 10x14x28 el valor de 500 MPa y para el tabicón de 451 MPa. Si se comparan estos valores con los valores obtenidos de los ensayes de laboratorio se tiene que, para la pieza de 5x14x28 el valor promedio de 529 MPa, que varía en un 3% respecto al valor calculado con las Normas. En el caso de las piezas de 10x14x28 el valor resultado de los ensayes es de 520 MPa y varía en un 4% en relación con el valor propuesto. Por último, en el caso del tabicón, el valor que resulta de la recomendación de las Normas es 70% menor que el valor obtenido con los ensayes de 1543 MPa. Esto parece indicar que la recomendación de la Norma es muy precisa para mamposterías de ladrillo, pero subestima mucho el módulo de rigidez a cortante en el caso de mampostería de tabicón. Al comparar los valores promedio de los módulos de rigidez a cortante calculados para cada proveedor, se observa que en el caso del ladrillo de 5x14x28 el máximo valor se obtuvo para el proveedor A (tabla 4). Los valores calculados para los proveedores C y E representan el 83% y el 87% del valor del proveedor A, respectivamente. En el caso del ladrillo de 10x14x28 el valor mayor se obtiene para el proveedor C. El valor calculado para este proveedor excede el valor de proveedor A en un 14% y al proveedor E en un 86%. Para el tabicón, el valor obtenido del proveedor M es el mayor. Mientras que para el proveedor P el valor calculado representa el 64.5% del valor del proveedor M, y el valor del proveedor R representa el 78% del primero.
XVII Congreso Nacional de Ingeniería Estructural León, Guanajuato 2010. CONCLUSIONES En el estado de Colima no existen estudios ni documentos suficientes sobre las características mecánicas de las mamposterías utilizadas en la zona conurbada de Colima-Villa de Álvarez para la construcción de viviendas de interés social y otras edificaciones. Por esa razón, este trabajo tuvo como finalidad determinar, a través de ensayes de compresión diagonal, las características mecánicas de muretes de mampostería construidos con los tipos de pieza más utilizados en la zona. Para el caso de tabique de barro recocido, la resistencia de diseño a compresión diagonal de la mampostería de ladrillo de 5x14x28 es 20% menor que el valor propuesto por las Normas de uso común en la zona (Gobierno del Distrito Federal, 2004b). En el caso de la mampostería de ladrillo de 10x14x28 la resistencia de diseño a compresión diagonal es menor en un 36.6% respecto del valor recomendado por la misma Norma. Esto refleja que las mamposterías de piezas de barro rojo recocido utilizadas en la región tienen menor resistencia al esfuerzo de compresión diagonal que la que propone la Norma. No se debe perder de vista que el mortero empleado en esta campaña experimental no cumple con los proporcionamientos que exige la Norma, y es natural que las resistencias sean menores que las sugeridas en ese documento. Sin embargo, el mortero de cemento de albañilería y arena se usa muy frecuentemente en la zona de estudio y se diseña con los parámetros propuestos por Gobierno del Distrito Federal (2004b). En el caso de la mampostería de tabicón, el valor de resistencia a compresión diagonal para fines de diseño obtenido de los ensayes es 15% mayor que el propuesto en las Normas (Gobierno del Distrito Federal, 2004b). Esto indica que el valor usado en el diseño de estructuras de este material en la zona es adecuado. AGRADECIMIENTOS Se agradece el financiamiento de este trabajo por el proyecto del Fondo Sectorial CONACYT-CONAVI Desarrollo de un sistema constructivo para vivienda de interés social en zonas sísmicas, empleando tecnologías innovadoras con clave CONAFOVI-2007-01-66634. Asimismo, se agradece a las siguientes personas por su importante y comprometida labor en el Laboratorio de Materiales de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad de Colima: los técnicos Ing. Alfonso Vázquez Galindo e Ing. Enrique Montaño Cárdenas; los alumnos Mario Cabrera Sandoval, Octavio Rodríguez González, Carlos Tula Larios, Frhavell Maldonado Ávalos y Juan José Castrejón Martínez; y el albañil Isauro Flores García. Finalmente se agradece a la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad de Colima por la disponibilidad de instalaciones, equipo, personal y servicios para la realización de este proyecto. REFERENCIAS Cárdenas S., Licea R. y Orduña A. (2009) Caracterización física y mecánica de piezas y pilas de mampostería utilizadas en la zona conurbada Colima-Villa de Álvarez, XVII Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica, Puebla, Pue. 12 a 14 de noviembre. Fundación ICA (2002) Edificaciones de mampostería para vivienda Fundación ICA A.C. Gobierno del Distrito Federal (2004a) Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal, Gaceta Oficial del Distrito Federal, 29 de enero de 2004. Gobierno del Distrito Federal (2004b) Normas Técnicas Complementarias para diseño y construcción de estructuras de mampostería, Gaceta Oficial del Distrito Federal, Tomo I No. 103-bis, 6 de octubre de 2004.
ONNCCE (1997) Industria de la construcción- concreto-bloques, ladrillos o tabiques y tabicones de concreto para uso estructural- especificaciones y métodos de prueba, NMX-C-404-1997-ONNCCE, ONNCCE. ONNCCE (2002a) Industria de la construcción Determinación de la resistencia a compresión y del módulo de elasticidad de pilas de mampostería de barro y de concreto APNMX-C-415-2002-ONNCCE. ONNCCE (2002b) Industria de la construcción Determinación de la resistencia a compresión diagonal y de la rigidez a cortante de muretes de mampostería de barro y de concreto APNMX-C-416-2002-ONNCCE.