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2015 01-acevedo-uribe

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Análisis técnico-económico entre albañilería tradicional y albañilería de bloques de hormigón con agregado de film alveolar como aislante térmico

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  1. 1. UNIVERSIDAD CENTRAL DE CHILE FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE OBRAS CIVILES Y CONSTRUCCIÓN ANÁLISIS TÉCNICO-ECONÓMICO ENTRE ALBAÑILERÍA TRADICIONAL Y ALBAÑILERÍA DE BLOQUES DE HORMIGÓN CON AGREGADO DE FILM ALVEOLAR COMO AISLANTE TÉRMICO. MEMORIA PARA OPTAR AL TÍTULO DE INGENIERO CONSTRUCTOR PROFESOR GUÍA: JAIME ARRIAGADA ARAYA PROFESORES INFORMANTES: RAFAEL CEPEDA HUGO TAPIA NARANJO FERNANDO ACEVEDO TORRES CRISTIAN URIBE ROMO SEPTIEMBRE 2015 SANTIAGO – CHILE
  2. 2. I DEDICATORIA “Dedicado a mi familia, y pareja por el apoyo en esta etapa de mi vida.” Cristian Uribe. “A mis Padres, por su amor, trabajo y sacrificio. Gracias por permitirme lograr mis objetivos.” Fernando Acevedo.
  3. 3. II AGRADECIMIENTOS Agradecemos a los funcionarios del Laboratorio de Ensayo de Materiales de la Universidad Central de Chile, por apoyo brindado para la realización de este trabajo. A los profesores, que nos transmitieron sus conocimientos durante todos estos años. A nuestras familias, por el apoyo brindado a lo largo de esta etapa. A nuestras parejas, por su compañía y apoyo incondicional. A nuestros compañeros y amigos.
  4. 4. III RESUMEN En el presente trabajo para optar al título de Ingeniero Constructor, se realizó un análisis comparativo entre albañilería de ladrillo como método tradicional y albañilería con bloques de hormigón con adición de Film Alveolar (plástico con burbujas). Con la intención de mejorar la aislación térmica a través de la conductividad entregada por los nuevos bloques, disminuyendo los costos de calefacción de la vivienda. Además de disminuir los costos de construcción con respecto a la aislación térmica. Además de los puntos ya antes mencionados, se consideró en el análisis otros factores, tales como: resistencia a la compresión, absorción de agua y aislación térmica entre otros. Se obtuvieron resultados positivos en todos los aspectos, se logró elaborar un prototipo que cumpliera con las expectativas, resultó tener mejores características aislantes que el ladrillo tradicional, su valor es más elevado pero se podría reducir, fabricándolo industrialmente.
  5. 5. IV ABSTRACT In the present work to obtain the title of Construction Engineer, we was performed a comparative analysis, was conducted between of brick masonry as a traditional method and concrete masonry blocks with addition of Alveolar Film (bubble wrap). With the intention of improving the thermal insulation through the conductivity provided by the new blocks, reducing heating costs of housing. Besides reducing construction costs with respect to thermal insulation. In the points already mentioned above, it was considered in the analysis other factors, like: compressive strength, water absorption, thermal insulation, among others. We were obtained positive results in all aspects, it was possible make a prototype that met with the expectations, have resulted, best characteristic insulating than traditional brick, its value is higher but it could reduce manufacturing it industrially.
  6. 6. 1 ÍNDICE Pág. DEDICATORIA.................................................................................................................................. I AGRADECIMIENTOS ....................................................................................................................... II RESUMEN...................................................................................................................................... III ABSTRACT...................................................................................................................................... IV ÍNDICE ............................................................................................................................................ 1 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES......................................................................................................... 4 ÍNDICE DE TABLAS...................................................................................................................... 6 ÍNDICE DE GRÁFICOS.................................................................................................................. 7 INTRODUCCIÓN.............................................................................................................................. 8 OBJETIVOS.................................................................................................................................... 10 Objetivo general....................................................................................................................... 10 Objetivos específicos. .............................................................................................................. 10 CAPÍTULO I “GENERALIDADES Y CONCEPTOS TÉRMICOS”. ......................................................... 11 1.1 Normativas térmicas.......................................................................................................... 11 1.2 Normativa en chile............................................................................................................. 14 1.3 Confort térmico.................................................................................................................. 15 1.4 Aislación térmica................................................................................................................ 15 1.5 Transferencia de calor........................................................................................................ 17 1.6 Convección......................................................................................................................... 17 1.7 Radiación............................................................................................................................ 19 1.8 Conductividad Térmica (λ) ................................................................................................. 20 1.9 Resistencia térmica............................................................................................................ 21 1.9.1 Resistencia térmica de los materiales......................................................................... 21 CAPÍTULO II “ALBAÑILERÍA TRADICIONAL”.................................................................................. 22 2.1 Evolución de la albañilería en Chile ................................................................................... 22 2.2 Albañilería.......................................................................................................................... 24 2.3 Albañilería de adobes......................................................................................................... 25 2.4- Albañilería Confinada........................................................................................................ 27
  7. 7. 2 Pág. 2.4.1 Normativa. .................................................................................................................. 29 2.5 Albañilería de bloques de hormigón.................................................................................. 30 CAPÍTULO III “CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES”............................................................. 34 3.1 Sistema tradicional: “Albañilería confinada de ladrillo”.................................................... 34 3.1.1 Ladrillos...................................................................................................................... 34 3.1.2 Geometría del ladrillo. ................................................................................................ 35 3.1.3 Proceso de producción de un ladrillo. ........................................................................ 36 3.1.4 Almacenamiento de ladrillos. ..................................................................................... 40 3.1.5 Clasificación de los ladrillos. ....................................................................................... 40 3.2 Calidad................................................................................................................................ 47 3.3 Mortero de junta................................................................................................................ 48 3.4 Cemento............................................................................................................................. 51 3.4.1 Almacenamiento del cemento.................................................................................... 52 3.5 Áridos........................................................................................................................... 53 3.5.1 Almacenamiento......................................................................................................... 55 3.6 Agua. ............................................................................................................................ 55 3.6.1 Requisitos.................................................................................................................... 55 CAPÍTULO IV “CONFECCIÓN DE BLOQUES DE HORMIGÓN CON FILM ALVEOLAR”..................... 57 4.1 Elaboración de bloques de hormigón con film alveolar. ................................................... 57 4.1.1 Cemento...................................................................................................................... 57 4.1.2 Agua. ........................................................................................................................... 59 4.1.3 Film Alveolar. .............................................................................................................. 59 4.2 Dosificación........................................................................................................................ 60 4.3 Procedimiento.................................................................................................................... 63 CAPÍTULO V “ENSAYOS EN BLOQUES DE HORMIGÓN CON FILM ALVEOLAR” ............................ 72 5.1 Resistencia a la compresión............................................................................................... 72 5.1.1 Procedimiento de ensayo ........................................................................................... 74 5.2 Absorción de agua.............................................................................................................. 75 5.3 Aislación Térmica ............................................................................................................... 78 CAPÍTULO VI “ENSAYOS, RESULTADOS Y COMPARACIONES”...................................................... 83
  8. 8. 3 Pág. 6.1 Peso.................................................................................................................................... 83 6.2 Densidades......................................................................................................................... 85 6.3 Resistencia a la compresión............................................................................................... 86 6.4 Absorción de agua.............................................................................................................. 89 6.4.1 Cálculo de absorción de agua bloque con 30% agregado de film alveolar................. 89 6.4.2 Cálculo de absorción de agua ladrillo fiscal. ............................................................... 90 6.5 Aislación Térmica. .............................................................................................................. 92 CAPÍTULO VII “ANÁLISIS DE COSTOS”.......................................................................................... 96 7.1 Costo Bloque con 30% de agregado de film alveolar. ....................................................... 96 7.2 Costo por metro cuadrado de albañilería.......................................................................... 97 CAPÍTULO VIII “CONCLUSIONES”. ................................................................................................ 98 BIBLIOGRAFÍA............................................................................................................................. 102
  9. 9. 4 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES Pág. Fig. 1 Fabricación bloque de adobe.................................................................. 25 Fig. 2 Bloque de adobe..................................................................................... 26 Fig. 3 Albañilería Confinada............................................................................. 28 Fig. 4 Albañilería tipo soga. .............................................................................. 31 Fig. 5 Albañilería tipo tizón............................................................................... 32 Fig. 6 Albañilería tipo pandereta. ..................................................................... 33 Fig. 7 Albañilería tipo sardinel........................................................................... 33 Fig. 8 Nomenclatura de las caras y aristas de un ladrillo.................................. 36 Fig. 9 Diagrama fabricación de ladrillos. ........................................................... 39 Fig. 10 Ladrillo macizo MqM. ............................................................................ 41 Fig. 11 Ladrillo perforado MqP.......................................................................... 42 Fig. 12 Ladrillo hueco MqH. .............................................................................. 43 Fig. 13 Escurrimiento en mesa de sacudidas ................................................... 49 Fig. 14 Cono reducido....................................................................................... 50 Fig. 15 Dosificación volumétrica, mortero con 50% de film alveolar. ................ 61 Fig. 16 Bloque con 50% de agregado film alveolar dañado al desmoldar. ....... 62 Fig. 17 Dimensiones del bloque........................................................................ 63 Fig. 18 Moldaje. ................................................................................................ 64 Fig. 19 Corte de Film Alveolar con guillotina..................................................... 65
  10. 10. 5 Pág. Fig. 20 Mezclado, mezcla experimental............................................................ 66 Fig. 21 Mezcla Experimental del Hormigón. ..................................................... 67 Fig. 22 Mezclado en betonera........................................................................... 68 Fig. 23 Aplicación de Desmoldante y Hormigonado. ........................................ 69 Fig. 24 Moldaje Hormigonado........................................................................... 69 Fig. 25 Desmoldaje de los bloques................................................................... 70 Fig. 26 Bloque Final.......................................................................................... 71 Fig. 27 Ensayo Resistencia a la compresión. ................................................... 73 Fig. 28 Probeta luego de ser sometida a ensayo de compresión. ................... 73 Fig. 29 Bloques en horno, ensayo de absorción............................................... 76 Fig. 30 Bloque sumergido en agua, ensayo de absorción. ............................... 77 Fig. 31 Esquema Ensayo resistencia térmica. .................................................. 79 Fig. 32 Construcción muro con bloques de film alveolar................................... 80 Fig. 33 Construcción muro con ladrillo fiscal..................................................... 80 Fig. 34 Instalación tableros laterales, con aislación de espuma expansiva. .... 81 Fig. 35 Instalación sensor de temperatura, ambos lados del muro................... 81 Fig. 36 Termómetro digital con sensores de temperatura................................ 82 Fig. 37 Ensayo Aislación térmica...................................................................... 82
  11. 11. 6 ÍNDICE DE TABLAS Pág. Tabla 1: Clasificación de los ladrillos Hechos a Máquina. ............................... 43 Tabla 2: Clasificación por Grados.................................................................... 44 Tabla 3: Criterios de forma y terminación. ....................................................... 46 Tabla 4: Granulometría de la arena. ................................................................ 53 Tabla 5: Requisitos químicos básicos.............................................................. 56 Tabla 6: Clasificación del Cemento según su composición. ............................ 58 Tabla 7: Clasificación del Cemento según su resistencia. ............................... 58 Tabla 8: Tolerancias Geométricas, ladrillo artesanal. ...................................... 63 Tabla 9: Descripción técnica marco de compresión......................................... 72 Tabla 10 Descripción técnica Esfufa/Horno. .................................................... 75 Tabla 11: Resultados ensayo compresión Prototipo 1. Bloque con 30% de film alveolar. ............................................................................................................ 86 Tabla 12: Resultados ensayo compresión Prototipo 2, bloque con 40% de film alveolar. ............................................................................................................ 87 Tabla 13: Precio bloque con agregado de film alveolar. .................................. 96 Tabla 14: Costo por metro cuadrado de ladrillo tipo fiscal (28 x 14 x 5 cm)..... 97 Tabla 15: Costo por metro cuadrado de bloques con agregado de film alveolar (28 x 14 x 5 cm). ............................................................................................... 97
  12. 12. 7 ÍNDICE DE GRÁFICOS Pág. Gráfico 1 Pesos Unitarios Sistemas de Albañilería. ................................................83 Gráfico 2 Densidades Sistemas de Albañilería........................................................85 Gráfico 3 Resistencia a la compresión Sistemas de Albañilería. ..........................87 Gráfico 4 Absorción de agua Sistemas de Albañilería.............................................91
  13. 13. 8 INTRODUCCIÓN Desde los inicios de la construcción el ladrillo es uno de los materiales más primitivos utilizados por el hombre y constituye uno de los capítulos elementales para la construcción y arquitectura. Su descubrimiento a lo mejor fue por azar, cuando los agricultores del neolítico hace 11.000 años, lo utilizaron para edificar, ya que existía escases de madera y piedras. En Chile, el ladrillo es uno de los materiales de construcción más utilizados y preferidos por las personas para sus viviendas, debido a su fácil manejo e instalación. Cada año, se construyen cerca de 100.000 viviendas, siendo más de un 40% construidas con muros de albañilería. Teniendo en consideración la deficiente aislación térmica de gran parte del parque de viviendas en Chile. Existe una necesidad de crear modificaciones a los sistemas constructivos más utilizados en el país. En particular a la construcción en albañilería de ladrillo cerámico, que no se encuentra preparada para enfrentar una reglamentación térmica, ya que los estándares de calidad térmica de los ladrillos en nuestro país, son insuficientes para atender las exigencias reglamentarias en gran parte del territorio nacional, situación que afecta en Chile actualmente la competitividad de la industria del ladrillo.
  14. 14. 9 Debido a esto, estudiaremos la factibilidad de crear un bloque de hormigón que nos permita la misma trabajabilidad que la de un ladrillo tradicional, y si es posible mejorarla. Además de modificar sus propiedades, con la intención de aumentar sus propiedades de aislación térmica mediante la implementación de film alveolar en la mezcla, como material innovador a un bajo costo. Se utilizará film alveolar dentro del bloque con la intención de aumentar la trayectoria térmica, además de incorporar aire por medio de las burbujas con el fin de modificar la conductividad térmica del material. En el estudio se desarrollará paso a paso la fabricación del nuevo bloque de hormigón para luego analizar los costos de la implementación de éstos en un muro de albañilería confinada y sus beneficios.
  15. 15. 10 OBJETIVOS Objetivo general. Evaluar la factibilidad técnica y económica de emplear film alveolar en bloques de hormigón en comparación a la albañilería tradicional, a partir de ensayos técnicos en base a la Normativa Chilena actual, para posibles usos en proyectos habitacionales. Objetivos específicos.  Determinar la dosificación adecuada para generar prototipos factibles, con respecto al marco legal vigente, comprobando las características de aislación térmica y mecánicas que poseen estos nuevos bloques, a través de ensayos comparativos basados en normas o similares.  Comparar empíricamente los resultados obtenidos en bloques con film alveolar, con los obtenidos de bloques de hormigón tradicional.  Evaluar la factibilidad económica de fabricación de un muro divisor de una vivienda, construida con bloques de hormigón con film alveolar y su capacidad de aislación térmica en comparación a una realizada de manera tradicional.
  16. 16. 11 CAPÍTULO I “GENERALIDADES Y CONCEPTOS TÉRMICOS”. En este capítulo se introducirá al tema, junto a las normativas que se utilizarán durante el proyecto, además de la necesidad de disminuir los requerimientos energéticos en la calefacción de viviendas. 1.1 Normativas térmicas “La necesidad de protegerse de los elementos hostiles para el cómodo desarrollo de la vida humana ha sido un problema permanente que ha tenido que enfrentar la humanidad desde sus orígenes. Por lo que el confort térmico en las construcciones siempre ha sido un requerimiento fundamental en las construcciones. Después de la crisis energética de los años 70, los países desarrollados pusieron de manifiesto la necesidad de estudiar los edificios desde el punto de vista térmico, incorporando aislación térmica para conseguir el mayor ahorro posible de energía en vista de su creciente costo y dada su dependencia de provisión foránea de petróleo, a raíz de lo cual los materiales aislantes térmicos comenzaron a jugar un rol preponderante y masivo para reducir la demanda energética.
  17. 17. 12 La transmisión del calor dentro y fuera de una edificación o sus partes puede disminuirse sustancialmente mediante materiales que resistan el flujo de calor o mediante un tipo de construcción que logre ese propósito. Algunos materiales estructurales, como la madera y el concreto ligero, tienen también buenas propiedades de aislamiento. Con el pasar del tiempo se han desarrollado muchos tipos de estudios que buscan nuevas maneras de cobijar del frio las viviendas, por lo que van apareciendo nuevos materiales para lograr de mejor manera este objetivo.” 1 Como consecuencia de esto, con el paso del tiempo los países cuentan con normativas y regulaciones, que aumentan su grado de exigencia implementándose de forma exitosa. Debido a esto, Chile tuvo la necesidad de integrar una reglamentación térmica en el año 1994, mediante el Ministerio de Vivienda y Urbanismo. Con el objetivo de mejorar la calidad de la población mediante un mejor confort térmico, con sus beneficios, como lo son el mejoramiento en la habitabilidad, ayudando al cuidado de la salud. Además, optimizar el consumo de energía destinado a la calefacción y refrigeración de los hogares. Para llevar a cabo los objetivos señalados, se ha definido una estrategia de reglamentación, sobre la base de considerar las siguientes tres acciones secuénciales: 1 Manual de Aplicación de la Reglamentación Térmica, MINVU, 2006.
  18. 18. 13 1. Disminuir al máximo las demandas de energía. 2. Utilizar y optimizar las ganancias internas y externas. 3. En el caso de requerir calefaccionar o refrigerar, utilizar sistemas no contaminantes, eficientes y de bajo costo. Siendo Chile el primer país de Latinoamérica que ha agregado en se reglamentación de construcción exigencias de acondicionamiento térmico para todas las viviendas.
  19. 19. 14 1.2 Normativa en Chile Desde Mayo del año 2000 empezaron a regir en Chile, las primeras disposiciones sobre aislación térmica de edificios, incorporadas en el artículo 4.1.10 de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción. Estas disposiciones se refieren a exigencias de acondicionamiento térmico para el complejo de techumbre de la vivienda fijando valores máximos de transmitancia térmica “U” o mínimos de resistencia “R” para las techumbres en las siete zonas climáticas en que para efectos de diseño arquitectónico se divide nuestro país. En nuestro país el marco normativo que rige los estándares desde el punto de vista del confort térmico en la construcción presenta deficiencias desde el punto de vista de la calidad. Con la nueva entrada en vigencia de la 2da etapa de la reglamentación térmica se busca mejorar los estándares de calidad, sin embargo estos esfuerzos por reformular y actualizar las antiguas normativas, es solo el comienzo para avanzar hacia un escenario mucho más reglamentado, con disposiciones que aseguren la calidad y seguridad de la construcción.
  20. 20. 15 1.3 Confort térmico El Confort según la RAE2, se define como la sensación de satisfacción, bienestar o comodidades que experimenta el ser humano en un ambiente determinado. El confort térmico resulta de la combinación de una serie de factores que producen esta sensación de placer dentro de un recinto, entre los cuales tenemos la temperatura del aire, humedad ambiental y la velocidad del aire. El tipo de recinto debe ser aquel que asegure a la persona un ambiente agradable, brinde seguridad y comodidad ante las diversas condiciones climáticas a las que se verán afectadas. 1.4 Aislación térmica Se define aislación térmica como la barrera que presentan los diferentes materiales al paso de calor. En cualquier construcción no se puede hablar de una barrera perfecta, ya que no existen los espacios herméticos interiores, debidos a rendijas en puertas y ventanas, batientes, etc., y debido a que no hay un material que impida en un 100% el paso de calor, a lo más, podrá retardarlo o moderar su efecto. 2 Real Academia Española.
  21. 21. 16 La resistencia de un material al paso de calor dependerá del espesor de este y de una propiedad intrínseca del material llamada conductividad térmica. Mientras mayor sea su conductividad, menor será la resistencia al paso de calor. Los objetivos de la aislación térmica son el brindar un ambiente agradable para la vida humana y para el desarrollo de actividades y obtener una economía en el consumo de energía necesaria para mantener un ambiente agradable. Estos objetivos son afectados o condicionados por: - El medio climático que rodea a la vivienda. - El ser humano y sus características fisiológicas especiales. Los hábitos y construcción que separan el ambiente interior y exterior de la vivienda. Una mala o deficiente aislación térmica, produce en época de invierno pérdidas indebidas de calor desde el interior de la vivienda, y en verano la penetración exagerada de calor desde el exterior, produciéndose efectos perjudiciales para la salud de los moradores y el deterioro de las construcciones. Otra consecuencia de una mala aislación térmica en los muros envolventes de una edificación, es el aumento de condensación superficial por la cara interior de este, disminuyendo su durabilidad, desmejorando su aspecto y obligando a reparaciones no presupuestadas.
  22. 22. 17 1.5 Transferencia de calor Para que exista flujo térmico entre dos elementos, se supone que debe existir dos o más superficies entre las cuales exista una diferencia de temperatura, de esta manera se produce un flujo a través del material por desplazamiento del calor desde la superficie con mayor temperatura hacia la superficie o lado de menor temperatura, esta transferencia de calor se produce hasta que se alcanza el equilibrio de temperatura entre ambos ambientes. Cabe mencionar que la cantidad de calor transmitida está directamente relacionada con las propiedades térmicas del elemento en estudio, en este caso del muro o solución constructiva analizada. Existen tres mecanismos o procesos en los cuales se desarrolla la transmisión de calor, estos mecanismos son: radiación, convección y conducción. Cabe mencionar que en muchas ocasiones estos mecanismos interactúan en forma simultánea. 1.6 Convección Es un proceso en el cual la transferencia de calor es por acción combinada entre conducción de calor, almacenamiento de energía y movimiento de mezcla, utiliza como medio a algún fluido, como lo puede ser el aire o el agua.
  23. 23. 18 La transferencia de energía por convección, desde una superficie cuya temperatura es superior a la del fluido que la rodea, se realiza en varias etapas. Primero, el calor fluirá por conducción desde la superficie hacia las partículas adyacentes del fluido, la energía así transferida servirá para incrementar la temperatura y la energía interna de esas partículas. Entonces, las partículas del fluido se moverán hacia una región de este con temperatura más baja, donde se mezclarán y transferirán una parte de su energía a otras partículas. El flujo, en este caso, es de fluido y de energía, realmente la energía es almacenada en las partículas del fluido y transportada como resultado del movimiento de masa. Para su operación este mecanismo no depende únicamente de la diferencia de temperatura y, por lo tanto, no está estrictamente de acuerdo con la definición de transferencia del calor. Sin embargo, el efecto neto es un transporte de energía y, puesto que éste ocurre en la dirección de un gradiente de temperatura, está clasificado como un modo de transferencia de calor y conocido como flujo de calor por convección. La transferencia de calor por convección se clasifica, de acuerdo con la forma de inducir el flujo en convección libre y convección forzada. Cuando el movimiento de mezclado tiene lugar exclusivamente como resultado de la diferencia de densidades causado por los gradientes de temperatura, se habla de convección natural o convección libre. Cuando el movimiento de mezclado es inducido por algún agente externo, tal como una bomba o un agitador, el proceso se conoce como convección forzada. La eficiencia de la transferencia de calor
  24. 24. 19 por convección depende básicamente del movimiento de mezclado del fluido, como consecuencia, un estudio de la transferencia de calor por convección se basa en el conocimiento de las características del flujo. 1.7 Radiación Es un proceso en el cual el flujo de calor va desde un cuerpo de alta temperatura a otro con baja temperatura, se puede producir este efecto hasta cuando los dos cuerpos están separados por un espacio que incluso puede ser el vacío. El concepto se aplica generalmente a todas las clases de fenómenos de ondas electromagnéticas, pero en la transferencia de calor se utilizan principalmente los fenómenos que son resultados de la temperatura y por medio de los cuales se establece un transporte de energía a través de un medio transparente o a través del espacio. La energía transmitida en esta forma recibe el nombre de calor radiante.
  25. 25. 20 1.8 Conductividad Térmica (λ) Cantidad de calor que en condiciones estacionarias pasa en la unidad de tiempo a través de la unidad de área de una muestra de material homogéneo de extensión infinita, de caras planas y paralelas y de espesor unitario, cuando se establece una diferencia de temperatura unitaria entre sus caras. Se determina experimentalmente según la norma NCh 850of 83 y NCh 851of 83. Es el inverso de la resistencia térmica, se le llama comúnmente Conductividad Térmica. En Chile la conductancia térmica se mide en (W/m2 ºC). El valor "λ" de una pared depende de la conductividad térmica de las diversas capas que la constituyen, juntamente con los coeficientes de transmisión de calor de las superficies de contacto sólido/aire (capa límite) de la pared. Este valor se puede obtener teóricamente como el inverso de la suma de las resistencias que se oponen al flujo de calor. Con respecto a la conductividad térmica, se puede señalar que la conductividad del aire completamente quieto es mucho más baja que la de cualquier material sólido, rasgo dominante en los materiales aislantes de alto vacío, que no llegan a alcanzar la conductividad del aire, ya que en el interior de sus fibras se produce una micro convección. Otro punto interesante de tener en cuenta es que la conductividad del agua es tal, que hace que los materiales húmedos sean menos aislantes que los materiales secos.
  26. 26. 21 1.9 Resistencia térmica 1.9.1 Resistencia térmica de los materiales Se puede definir como la oposición al paso de calor que presenta un material o elemento de construcción, de espesor “e”, bajo condiciones unitarias de superficie y de diferencia de temperatura. [NCh 849, Of 2001]. Se determina mediante la siguiente ecuación: R = e/ λ Donde, “e” corresponde al espesor del material y “λ” a la conductividad térmica de este. Debe tenerse en cuenta que la resistencia térmica es afectada por los siguientes factores: - Densidad del material. - Temperatura. - Contenido humedad. La unidad de medida de la resistencia térmica según normas Nch. 849 of. 87 y Nch. 853 of. 91 es: ( m² x K) / W.
  27. 27. 22 CAPÍTULO II “ALBAÑILERÍA CONFINADA TRADICIONAL”. En este capítulo se explicará lo que es la albañilería tradicional y como las normas la regulan. 2.1 Evolución de la albañilería en Chile “Durante la segunda mitad del siglo XX, la albañilería experimenta un desarrollo importante al introducirse el uso de diferentes modalidades de refuerzo con el propósito de evitar el colapso de los edificios apoyándose en un diseño racional, al cual han contribuidos, entre otros: la redacción de ordenandos de construcción y de normas de diseño y cálculo de albañilería y de diseño sísmico de edificios. Además, ha contribuido al desarrollo de la industria siderúrgica, la especialización en la enseñanza de la Ingeniería Civil y de Arquitectura, las investigaciones experimentales y teóricas desarrolladas por los académicos de las universidades nacionales. Actualmente, los edificios de albañilería con diferentes modalidades de refuerzos representan el inventario más abundante de construcciones en Chile y por lo tanto es el tipo de construcción más expuesto a los efectos de los sismos. Normalmente, los edificios de albañilería se han estructurado con muros
  28. 28. 23 distribuidos en ambas direcciones de la planta formando una estructura normalmente regular con uno o dos ejes de simetría. Las plantas de estos edificios son de forma rectangular cuadrada y los sistemas de piso son losas de hormigón armado con un espesor que varía entre los 100 y 120 mm. La altura de piso de estas edificaciones varía entre 2.20 y 2.30 m. independiente del número de pisos y por la buena calidad de los suelos, en la mayoría de los casos se usan fundaciones corridas de hormigón sin refuerzos bajo los muros, refuerzo que solamente se usa cuando el suelo tiene reducida capacidad de soporte. La unidad de albañilería más utilizada en la construcción de los muros es el ladrillo cerámico. En las primeras seis décadas del siglo XX su fabricación se hizo a mano, obteniéndose unidades de baja resistencia y elevada absorción, lo que obligaba a sumergirlas en agua antes de colocarlas. En las últimas cuatro décadas se ha popularizado el uso de ladrillos cerámicos del tipo hueco y perforada (tipo rejilla) y de bloques huecos de hormigón hechos a máquina, siendo el ladrillo cerámico la unidad de mayor uso en los edificios de albañilería que se construyen actualmente en la ciudad de Santiago”3 3 Diseño de albañilería Estructural Primera parte, M. Astroza, 2009.
  29. 29. 24 2.2 Albañilería. La definición de albañilería la podemos obtener de la norma chilena NCh1928. Se define a albañilería como un material estructural que se obtiene con unidades de ladrillos cerámicos ordenados en hiladas según un aparejo prefijado y unidas con mortero. El comportamiento de ésta depende de tres factores principales. A. Propiedades físico – mecánicas de la unidad: resistencia de compresión, absorción de agua, resistencia térmica y reducción acústica. B. Propiedades físico – mecánicas del mortero: resistencia de compresión, adherencia a cizalle y resistencia térmica. C. Calidad de mano de obra: materiales certificados y la correcta ejecución en obra es uno de los principales factores para el correcto comportamiento de ésta. En chile el ladrillo más utilizado en la construcción son los perforados de arcilla, fabricados mediante un proceso industrial.
  30. 30. 25 2.3 Albañilería de adobes. La albañilería de adobe se conforma bloque elaborado con una masa de arcilla y algún tipo de aditivo, éste es secado al sol. Se caracteriza por ser un material que se emplea sin cocido previo. Este sistema de construcción en albañilería es utilizado hace ya bastantes décadas en distintos lugares geográficos. Fig. 1 Fabricación bloque de adobe Fuente: Small-Scale Manufacture of Stabilised Soil Blocks, 1987.
  31. 31. 26 Fig. 2 Bloque de adobe. Fuente: http://www.eoi.es/wiki/index.php/Sistemas_y_soluciones_constructivas._ Materiales_en_Ecomateriales_y_construcci%C3%B3n_sostenible Características: Para realizar la mezcla se necesita de suelos arcillosos y agua, que se vierte en moldes, los que se dejan secar al sol. Esta mezcla por si sola se agrieta al secar, por lo que se agrega paja y otros materiales de las mismas características a la mezcla para que sirvan como armadura. El dimensionamiento de los bloques no es un tema importante, cada albañil lo realiza de la manera que más le acomode y sea fácil de transportar. Es normal obtener muros robustos que entregan gran aislación térmica a la vivienda.
  32. 32. 27 En tiempos de lluvia, generalmente puede perder adherencia lo que provoca pérdidas de material, requiriendo un mantenimiento constante con capas de la misma mezcla de material arcilloso con agua. No es una buena solución aplicar mortero de cemento, debido a que la capa resultante tiene poco permeabilidad al vapor de agua, lo que provoca humedad interior. Actualmente los bloques de adobe se fabrican de forma más exacta con dosificaciones que rodean un 80% de arena y un 20% de arcilla, sin otro agregado como lo era la paja. 2.4- Albañilería Confinada. Un ladrillo es una pieza cerámica, generalmente el diseño es un paralelepípedo rectangular, obtenida por moldeo, secado y cocción a altas temperaturas de una pasta arcillosa, cuyas dimensiones suelen ser 28 x 14 x 5 cm. La albañilería confinada como sistema constructivo está formada por marcos de hormigón armado (Pilares y cadenas) que amarran paños de ladrillos
  33. 33. 28 de arcilla cocida. Se emplea normalmente para la edificación de viviendas y muros perimetrales. Fig. 3 Albañilería Confinada Fuente: Manual del albañil de ladrillos ceramicos, Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile, 2010 Características: El ladrillo permite la construcción de muros y estructuras semejantes, entregando buenas características estructurales, junto con aislación térmica y acústica. Estas características constituyen al ladrillo como uno de los principales recursos utilizados en la construcción, principalmente en viviendas en nuestro país.
  34. 34. 29 En lo que pertenece a habitabilidad y seguridad, las albañilerías de ladrillo proporcionan características adecuadas de aislación térmica, aislación acústica y resistencia al fuego. Sin embargo, su habitabilidad puede verse afectada por el manejo de la humedad, que constituye alrededor del 65% de las causas de reclamo de los usuarios de viviendas de albañilería. 2.4.1 Normativa. El diseño estructural del ladrillo está cubierto por la normalización existente en Chile, para definir las cargas actuantes, incluidas las sísmicas, y para el dimensionamiento. Todo esto en las normas:  NCh 167 Construcción – Ladrillos cerámicos – Ensayos.  NCh 168 Construcción – Ladrillos cerámicos – Verificación dimensional y geométrica.  NCh 169 Construcción – Ladrillos cerámicos – Clasificación y requisitos.  NCh 791 Construcción – Ladrillos cerámicos - Definiciones  NCh 2123 Albañilería confinada - Requisitos para el diseño y cálculo
  35. 35. 30 2.5 Albañilería de bloques de hormigón. La albañilería de bloques de hormigón se conforma por elementos prefabricados, que se utilizan para la construcción de muros de albañilería mediante mortero. Estos bloques son huecos, lo que permite la utilización de barras de acero en el interior, de esta forma se crea albañilería armada. Características: Los bloques de hormigón prefabricado han logrado una gran masificación en la industria de la construcción. El sistema constructivo de albañilería armada utilizando bloques de hormigón con el paso del tiempo ha demostrado una buena capacidad de resistencia sísmica. Esto, más su facilidad de uso tanto en soluciones constructivas simples como estructurales. Este sistema constructivo aporta excelentes propiedades de aislación térmica y acústica, las que se complementan con una resistencia al fuego aceptable y una baja absorción de humedad.
  36. 36. 31 2.5 Tipos de aparejo Se puede construir muros con los ladrillos dispuestos en diferentes orientaciones. Esto depende del uso que se le quiera dar al muro. 2.5.1 De soga El ladrillo va puesto sobre su cara y su canto tiene, en la hilada, la misma dirección del muro. La traba puede ser a la mitad del ladrillo o a un tercio de él. Es la forma de colocación más usada. Fig. 4 Albañilería tipo soga. Fuente: Manual del albañil de ladrillos ceramicos, Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile, 2010
  37. 37. 32 2.5.2 Tizón o de cabeza El ladrillo va puesto sobre su cara y su cabeza, en la hilada, tiene la misma dirección del muro. Su mayor dimensión es perpendicular al muro. Permite obtener muros de mayor espesor. Fig. 5 Albañilería tipo tizón. Fuente: Manual del albañil de ladrillos ceramicos, Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile, 2010 2.5.3 Pandereta o panderete Colocado sobre su canto, y su cara, en la hilada, tiene la misma dirección del muro. Se utiliza en cierres perimetrales de terrenos y como tabique en interiores.
  38. 38. 33 Fig. 6 Albañilería tipo pandereta. Fuente: Manual del albañil de ladrillos ceramicos, Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile, 2010 2.5.4 Sardinel Van colocados de canto y su cabeza, en la hilada, tiene la misma dirección del muro. Su mayor dimensión es perpendicular al muro. Permite obtener muros de mayor espesor (gradas de escaleras, bordes de terrazas y dinteles). Fig. 7 Albañilería tipo sardinel. Fuente: Manual del albañil de ladrillos ceramicos, Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile, 2010.
  39. 39. 34 CAPÍTULO III “CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES”. En este capítulo se hará referencia a todos los materiales que se utilizarán en ambos sistemas constructivos, que serán comparados más adelante. 3.1 Sistema tradicional: “Albañilería confinada de ladrillo”. La albañilería reforzada o confinada está conformada por paños de albañilería tradicional o simple enmarcada en sus bordes por elementos de hormigón armado, tales como cadenas y pilares en donde el conjunto solidario de estos elementos le otorga a este tipo albañilería propiedades estructurales de muy buena calidad y resistencia. 3.1.1 Ladrillos. El ladrillo es una pieza de construcción, generalmente cerámica y con forma octaédrica, posee unas dimensiones que permiten que se pueda colocar con una sola mano por parte de un jornal. Se obtiene por moldeo, secado y cocción a altas temperaturas de una pasta arcillosa.
  40. 40. 35 La arcilla con las que se producen es un material sedimentario de partículas muy pequeñas de silicatos hidratados de alúmina. Además de otros minerales como el caolín, la montmorillonita y la illita. 3.1.2 Geometría del ladrillo. Su forma es la de un prisma rectangular, en el que sus diferentes dimensiones reciben el nombre de soga, tizón y grueso, siendo la soga su dimensión mayor. Asimismo, las diferentes caras del ladrillo reciben el nombre de tabla, canto y testa (la tabla es la mayor). Por lo general, la soga es del doble de longitud que el tizón o, más exactamente, dos tizones más en una junta, lo que permite combinarlos libremente. El grueso, por el contrario, puede no estar modulado. Existen diferentes formatos de ladrillo, por lo general son de un tamaño que permita manejarlo con una mano. En particular, destacan el formato métrico, en el que las dimensiones son 24 × 11,5 × 5,25 / 7 / 3,5 cm (cada dimensión es dos veces la inmediatamente menor, más 1 cm de junta) y el formato catalán de dimensiones 28 × 14 × 5 / 7,5 / 6 cm, y los más normalizados que miden 25 × 12 × 5 cm.
  41. 41. 36 Fig. 8 Nomenclatura de las caras y aristas de un ladrillo. Fuente: NCh 168 of 2001. 3.1.3 Proceso de producción de un ladrillo.4 1. Se procede a la extracción de la materia prima necesaria para la elaboración, luego se transporta en camiones al lugar donde se producirán. La arcilla obtenida es un material sedimentario de partículas muy pequeñas de silicatos hidratados de alúmina, además de otros minerales. 4 www.Ladrillostraiguen.cl
  42. 42. 37 2. Antes de agregar la arcilla al proceso de producción, se somete a ciertos tratamientos de trituración, homogeneización y reposo en el acopio, con el fin de obtener una consistencia adecuada y la uniformidad de las características físicas y químicas. Se le hace un reposo a la intemperie para impedir que las partículas arcillosas se aglomeren, también esta exposición favorece a la degradación de la materia orgánica que pueda estar presente en la materia prima. De esta manera se obtiene un material completamente inerte que no se le facilite la posterior transformación de sus propiedades mecánicas o químicas. 3. Después de la maduración en la zona de acopio, se procese a la fase de pre-elaboración con el fin de purificar y refinar la materia prima. Este es un procedimiento netamente mecánico al que se somete el material. Consiste en el rompe-terrones, para reducir las dimensiones de los terrones. Luego por el eliminador de piedras, desintegrador y laminador refinador. 4. Se deposita la materia prima en silos especiales en un lugar bajo techo, donde este se homogeniza definitivamente tanto en sus características físicas y químicas. 5. Se saca la arcilla de los silos y se transporta a un mezclador humedecedor, donde se le agrega agua para obtener la humedad precisa. 6. El moldeado consiste en pasar la mezcla humedecida de arcilla a través de una boquilla al final de la estructura. La boquilla tiene la forma final de
  43. 43. 38 lo que se quiere producir. Generalmente este paso es en caliente utilizando vapor, ya que el vapor tiene mejor penetración que el agua. 7. El secado es una etapa crítica en el proceso de producción, ya que el resultado en esta etapa nos dará un buen resultado y calidad del material. Se busca eliminar el agua agregada en la etapa del moldeado sin producir fisuras en el producto. 8. Como etapa final en la producción del ladrillo se encuentra la cocción. Esta se realiza en túneles que pueden llegar a medir hasta 120 metros en algunos casos. La temperatura de cocción oscila entre los 900ºC y 1000ºC. Esta es la etapa crucial del proceso con respecto a la resistencia que obtendrá el ladrillo luego de pasar por el túnel.
  44. 44. 39 Diagrama fabricación de ladrillos Fig. 9 Diagrama fabricación de ladrillos. Fuente: http://www.tecnologiaslimpias.org/html/central/369102/369102_ee.htm
  45. 45. 40 3.1.4 Almacenamiento de ladrillos. El almacenamiento es un punto importante dentro del proceso de fabricación de ladrillos, porque debe ser un lugar que los proteja de los elementos como el agua, el sol excesivo o la humedad extrema que podrían en alguna manera mermar su calidad. Antes de embalar los ladrillos se procede a formar paquetes que se apilan sobre pallets, esto facilitara el movimiento de estos por medio de carretillas de horquilla. El proceso consiste en embalar los paquetes por medios de cintas metálicas o de plástico. El objetivo de esto es permitir que el transporte a lugares de almacenaje o transporte se haga de la manera más simple posible por la frágil naturaleza de los ladrillos 3.1.5 Clasificación de los ladrillos. La NCh 169 Of 2001 establece la clasificación y los requisitos que deben cumplir los ladrillos cerámicos de fabricación industrial (hechos a máquina), que se utilizan en la construcción de viviendas, edificios y obras civiles en general. No
  46. 46. 41 se aplica a los ladrillos cerámicos artesanales (hechos a mano), cuya clasificación se detalla en la NCh 2123. Atendiendo a sus propiedades físicas y mecánicas, los ladrillos se clasifican por clases y grados. Adicionalmente, las características asociadas a forma y terminación del ladrillo cerámico dan origen a una clasificación según uso. 3.1.5.1 Clasificación por Clases. • Ladrillos macizos hechos a máquina (MqM): Unidades macizas sin perforaciones ni huecos. Fig. 10 Ladrillo macizo MqM. Fuente: Manual del albañil de ladrillos ceramicos, Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile, 2010.
  47. 47. 42 • Ladrillos perforados hechos a máquina (MqP): Éstos son aquellas unidades hechas a máquina o industrializados que poseen perforaciones y huecos, regularmente distribuidos, cuyo volumen es inferior al 50% del volumen total de arcilla. Son los más utilizados en nuestro país para la confección de albañilerías armada o confinadas. Fig. 11 Ladrillo perforado MqP. Fuente: Manual del albañil de ladrillos ceramicos, Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile, 2010. • Ladrillos huecos hechos a máquina (MqH): Son unidades cerámicas hechas a máquina o industrializadas en las cuales predominan el volumen de huecos por sobre el de arcilla. Se utilizan preferentemente en la confección de tabiques divisorios livianos que no reciben cargas y no son estructurales.
  48. 48. 43 Fig. 12 Ladrillo hueco MqH. Fuente: Manual del albañil de ladrillos ceramicos, Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile, 2010. Tabla 1: Clasificación de los ladrillos Hechos a Máquina. Clasificación de los Ladrillos Hechos a Máquina Por clases Características Grados Por uso Macizos (MqM) Sin perforaciones 1 Perforados (MqP) Inferior a 50% de volumen 2 Cara vista Revestidos Huecos (MqH) 50% o más del volumen bruto 3 Fuente: NCh 169 of 2001.
  49. 49. 44 3.1.5.2 Clasificación por Grados. Los ladrillos se clasifican en grado 1, grado 2 y grado 3 según los requisitos de resistencia a la compresión, adherencia y absorción de agua indicados en la siguiente tabla: Tabla 2: Clasificación por Grados. Requisitos mecánicos Grados de ladrillos cerámicos 1 2 3 Clases de ladrillos cerámicos MqM MqP MqH MqP MqH MqP MqH Resistencia a la compresión, mínima [MPa] 15 15 15 11 11 5 5 Absorción de agua, máxima [%] 14 14 14 16 16 18 18 Adherencia, mínima [MPa] (área neta) 0,4 0,4 0,4 0,35 0,35 0,3 0,25 Fuente: NCh 169 of 2001. Como ejemplo: Un ladrillo cerámico con las siguientes características: - 45% de porcentaje de huecos - Resistencia a la compresión de 16 MPa - Absorción de agua 15% - Adherencia de 0,41 MPa Aplicando la tabla 2 se obtiene un ladrillo de clase MqP, grado 2. a) Según su uso:
  50. 50. 45 Los ladrillos cerámicos deben cumplir además con criterios de forma y terminación detallados en la NCh169.Of2001, las cuales se describen en la Tabla 3; junto con las recomendaciones detalladas en las normas de diseño de albañilería. En esta norma se establece si son ladrillos cara vista (V) o ladrillos para ser revestidos (NV).
  51. 51. 46 Tabla 3: Criterios de forma y terminación. Requisitos Tipo de ladrillo (según su uso) Cara vista (V) Cara para ser revestida (NV) Fisura superficial La fisura se limita en longitud a no más de 1/3 de la dimensión de la cara con respecto a la dirección de la fisura. En los cabezales se acepta la existencia de fisuras superficiales sin importar su longitud. Se acepta en cualquier cara sin importar su longitud. Fisura Pasada No se acepta en caras mayores. Se acepta a lo más una fisura pasada en alguno de los cabezales. Se acepta una fisura pasada en cualquiera de sus caras. Desconchamiento Se aceptan la existencia de a lo más un desconchamiento superficial y, siempre que su diámetro no supere 10 [mm]. Se acepta hasta un desconchamiento por cara, limitando también su diámetro a 10 [mm] como máximo. Eflorescencia Se acepta presencia de eflorescencias, de fácil remoción, cuya extensión se limita por acuerdo entre las partes Saltaduras En ladrillos cerámicos (V) se aceptan saltaduras cuya presencia no afecte la apariencia de las caras vistas. Tolerancia de planeidad ± 4 [mm]. ± 4 [mm]. Tolerancia dimensiones - Largo ± 5 [mm]. ± 5 [mm]. - Ancho ± 3 [mm]. ± 3 [mm]. - Alto ± 3 [mm]. ± 3 [mm]. Fuente: NCh 169 of 2001.
  52. 52. 47 3.2 Calidad. En las Especificaciones Particulares se establecerá la calidad de los ladrillos cerámicos ya sean hechos a máquina o a mano, destinados a ser empleados en albañilerías simples, las que en todo caso se ajustaran a las prescripciones establecidas en NCh 169. El Proveedor certificara características de los ladrillos cerámicos mediante un certificado emitido por un Laboratorio aprobado por la Inspección Técnica, el cual incluirá los valores promedio y desviación típica de los resultados controlados en los treinta días anteriores a la fecha de suministro. Este incluirá los siguientes antecedentes:  Clasificación según NCh 169.  Dimensiones según NCh 168.  Resistencia a la Compresión según NCh 167.  Adherencia según NCh 167.  Absorción según NCh 167. “La Inspección Técnica podrá exigir una verificación de las características de la partida correspondiente al suministro, según las mismas Normas antes señaladas. En el caso de los ladrillos hechos a mano, esta verificación será obligatoria para cada partida como mínimo un control de una muestra representativa, qua incluya por los menos 10 unidades, de la cual se calificará
  53. 53. 48 visualmente su consistencia, regularidad, dimensiones y eventualmente otras características que se estime necesarias para la buena ejecución de la obra”5 3.3 Mortero de junta. El mortero es un compuesto de conglomerantes inorgánicos, áridos y agua, y posibles aditivos que sirven para pegar elementos de construcción tales como ladrillos, piedras, bloques de hormigón, etc. Además, se usa para rellenar los espacios que quedan entre los bloques y para el revestimiento de paredes. Los más comunes son los de cemento y están compuestos por cemento, agregado fino y agua. Generalmente, se utilizan para obras de albañilería, como material de agarre, revestimiento de paredes, etc. En ocasiones, es recomendable utilizar aditivos para mejorar propiedades de consistencia, retención de agua, tiempo de fraguado, etc. Puede ser fabricado en obra o predosificado. Funciones: Producir la adherencia entre las unidades de albañilería, generando traspasos de carga entre ellas. Sellar las juntas entre unidades, asegurando su impermeabilidad al agua y al aire. 5 NCh 169 Construcción – Ladrillos cerámicos – Clasificación y requisitos.
  54. 54. 49 Características: Trabajabilidad: Debe ser tal que se extienda con facilidad y cubra las superficies de las unidades de albañilería. Se puede hacer un ensayo que mide esta característica mediante el escurrimiento en mesa de sacudidas, el que se recomienda sea del orden de 195 - 205 mm, o en obra, a través del cono reducido para medir la consistencia. Fig. 13 Escurrimiento en mesa de sacudidas Fuente: Manual del albañil de ladrillos ceramicos, Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile, 2010.
  55. 55. 50 Fig. 14 Cono reducido. Fuente: Manual del albañil de ladrillos ceramicos, Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile, 2010. Retención de agua (retentividad). Debe poseer una buena retentividad para evitar que el mortero pierda agua en forma excesiva, la cual puede no ser absorbida por las unidades de albañilería, produciéndose una separación entre ladrillo y mortero. Un mortero con buen comportamiento debe tener una retentividad mayor al 70%, que corresponde a grado 1, según norma NCh 2256/01.
  56. 56. 51 Resistencia La resistencia a la compresión de un mortero debe cumplir con la especificación del proyecto o normativa vigente. Volumen estable: Debe ser volumétricamente estable; de lo contrario, el exceso de retracción causa que el mortero se separe de la unidad de albañilería. 3.4 Cemento. Para la realización del mortero de junta se utiliza cemento corriente, sin tener que pasar por una certificación de sus atributos físicos y químicos. Si en la obra el cemento presenta grumos o terrones, superior al 10% de su peso, se tendrá que harnear previamente a su uso, por una malla de abertura aproximada de 0,5mm. Se eliminará el material retenido y aumentara la dosis de cemento. Si el porcentaje de grumos es superior al 15% no se podrá utilizar.
  57. 57. 52 3.4.1 Almacenamiento del cemento. El cemento necesita un manejo y almacenamiento adecuado para obtener una mejor calidad en los concretos y morteros.  El cemento es sensible a la humedad. Si se mantiene seco, mantendrá indefinidamente su calidad.  La humedad relativa dentro del almacén o cobertizo empleado para almacenar los sacos de cemento debe ser la menor posible.  Se deben cerrar todas las grietas y aberturas en techos y paredes.  Los sacos de cemento no deben almacenarse sobre pisos húmedos, sino sobre pallets.  Los sacos se deben apilar juntos para reducir la circulación de aire, pero nunca apilar contra las paredes exteriores.  Los sacos se deben cubrir con mantas o con alguna cubierta impermeable.  Los sacos se deben apilar de manera tal que los primeros sacos en entrar sean los primeros en salir.  El cemento que ha sido almacenado durante períodos prolongados puede sufrir lo que se ha denominado "compactación de bodega".  Se debe evitar sobreponer más de 12 sacos si el período de almacenamiento es menor a 60 días. Si el período es mayor, no se deben sobreponer más de 7 sacos.
  58. 58. 53 3.5Áridos. Debido a que es difícil encontrar áridos que naturalmente cumplan con los límites especificados. Es necesario acudir a la norma NCh163 – Áridos para morteros y hormigones. Que establece los requisitos que deben cumplir los áridos. Especialmente sobre los tamaños máximos y cantidades de material orgánico presentes en este. Tabla 4: Granulometría de la arena. Tamices (mm) % acumulado que pasa 10 100 5 95 - 100 2,5 80 - 100 1,25 50 - 85 0,630 25 - 60 0,315 10 - 30 0,160 2 - 10 Fuente: NCh 163 of 1979.
  59. 59. 54 Los controles a los áridos deben realizarse cada vez que se haga cambio de proveedor y al comienzo de las obras. En obra, se pueden realizar controles simples antes de su recepción: a) La arena no puede contener terrones de arcilla, palos, raíces, basura u otro material extraño. Estos son visibles a simple vista o cuando una fracción de arena se introduce en agua. b) La arena no puede contener material fino o que se torne barroso en contacto con agua. c) La arena no puede tener material en descomposición ni presentar mal olor. d) La arena debe estar compuesta por granos duros y limpios, situación que se puede verificar al apretarla entre los dedos y escuchar un crujido. No puede comenzar a desmenuzarse. e) La distribución de las partículas de arena debe ser continua, vale decir, estar compuesta por diferentes tamaños de granos. No debe estar compuesta por granos de un solo tamaño, ni granos alargados. f) El tamaño de las partículas de arena más grandes no debe superar los 5 mm.
  60. 60. 55 3.5.1 Almacenamiento. Debe realizarse una limpieza del terreno de acopio, para eliminar cualquier cosa que pueda contaminar los áridos como materia orgánica y material suelto. Compactar una pequeña capa del mismo material para luego depositar ya los áridos separados según su origen y evitar que se mezclen entre sí. 3.6Agua. 3.6.1 Requisitos. 1. El agua potable de la red puede emplearse como agua de amasado siempre que no se contamine antes de su uso 2. Se permite el empleo de agua de mar solamente en hormigones simples de resistencia característica a la compresión inferior a 15 MPa (150 kgf/cm2), siempre que no exista otra fuente de agua disponible en la zona. 3. No se permite el empleo de agua que contenga azúcares como sacarosa, glucosa o similares. 4. Pueden emplearse aguas de otro origen o precedencia o cuya calidad se desconozca, siempre que cumplan con los requisitos químicos básicos indicados en la siguiente tabla:
  61. 61. 56 Tabla 5: Requisitos químicos básicos. Requisitos químicos básicos Requisitos químicos Unidad Valores límites Ensayo Valor del pH - 6 a 9,2 NCh413 Sólidos en suspensión mg/l ≤ 2.000 NCh416 Sólidos disueltos mg/l ≤ 15.000 NCh416 Materiales orgánicos (Como oxigeno con sumido) mg/l ≤ 5 anexo B Fuente: NCh 1498 of 2012. 5. En casos particulares pueden establecerse otros requisitos químicos especiales de acuerdo a las exigencias del hormigón o a las características de la obra.
  62. 62. 57 CAPÍTULO IV “CONFECCIÓN DE BLOQUES DE HORMIGÓN CON FILM ALVEOLAR”. En este capítulo se abordará lo que es la confección de los bloques de hormigón con diferentes volúmenes de film alveolar, de manera de observar el comportamiento de este producto en las diferentes propiedades del hormigón, como lo son la resistencia y la docilidad. 4.1 Elaboración de bloques de hormigón con film alveolar. En este apartado se explicará el proceso de confección de los bloques de hormigón con agregado de film alveolar. A continuación mencionaremos los materiales para su elaboración: 4.1.1 Cemento. Conglomerante formado a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua. Según la norma NCh 148, los cementos se clasifican según su composición y resistencia en la forma que se indica en las Tablas siguientes:
  63. 63. 58 Tabla 6: Clasificación del Cemento según su composición. Denominación Proporción de los componentes Clínquer Puzolana Escoria Pórtland 100% - - Pórtland Puzolánico ≥70% ≤30% - Pórtland Sidelúrgico ≥70% - ≤30% Puzolánico 50-70% 30-50% - Sidelúrgico 25-70% - 30-75% Fuente: NCh 168 of 2001. Tabla 7: Clasificación del Cemento según su resistencia. Grado Tiempo de fraguado Resistencias mínimas Compresión Flexión Inicial (min) Final (máx.) 7 días (Kgf/cm²) 28 días (Kgf/cm²) 7 días (Kgf/cm²) 28 dias (Kgf/cm²) Corriente 60 min 12 h 180 250 35 45 Alta Resistencia 45 min 10 h 250 350 45 55 Fuente: NCh 168 of 2001. Para la fabricación de nuestros bloques se utilizará cemento del tipo corriente, para no elevar los costos de fabricación de los bloques, ya que estos al ser usados en albañilería confinada no cumplen una función que exija una resistencia elevada, y tampoco se necesita de un tiempo de fraguado rápido que necesite de un cemento de alta resistencia.
  64. 64. 59 4.1.2 Agua. Se aplica como hidratante para el cemento, con el propósito de elaborar una pasta que pueda fraguar y endurecer. El agua debe cumplir con los requisitos de calidad o composición química que se establecen en la norma chilena NCh1498. Para el agua potable no es necesario verificar su calidad. 4.1.3 Film Alveolar. El Film alveolar más conocido como “Plástico de burbujas” es un material utilizado comúnmente para embalaje. Está compuesto por dos láminas de polietileno de baja densidad (PEBD) que contienen millares de burbujas de aire. El film utilizado en nuestro proyecto se encuentra en el mercado en rollos de 100 metros de largo por 1 metro de ancho. Con burbujas de 10 mm de diámetro y 4 mm de alto. Con una calidad de 50 gr/m2. Se utilizará este material con el propósito de incorporar el coeficiente de conductividad térmica del aire existente en las burbujas al hormigón. Contrarrestando la conductividad térmica propia del hormigón. De esta forma agregando el film se lograran vacíos dentro del hormigón, lo que permitirá
  65. 65. 60 aumentar la trayectoria térmica dentro del bloque, retardando así la transmisión de temperatura. 4.1.4 Plastocrete BX-350. Es un aditivo reductor de agua con efecto retardador para hormigón. Se utiliza para hormigón premezclado, hormigones bombeados y hormigones fluidos. Reduce el agua de amasado, aumentando las resistencias mecánicas del hormigón. Posee una densidad de 1,17 kg/dm3. Este aditivo es un líquido de color café oscuro Se utilizó con la intención de elaborar un hormigón autocompactante, de gran fluidez y sin segregación, además de una buena terminación en la superficie del bloque. 4.2 Dosificación. Luego de varias experiencias realizadas en laboratorio, se determinó la dosificación adecuada considerando diferentes puntos. Como lo fue la docilidad y trabajabilidad al momento de compactar, junto con el comportamiento de los materiales luego de fraguado el hormigón.
  66. 66. 61 La dosificación se realizó de forma volumétrica ya que no existe un método técnico para dosificar este tipo de hormigón (mortero). Se realizaron probetas con distintos porcentajes de burbujas, los cuales fueron 30%, 40% y 50%, estos valores se asignaron de forma arbitraria y se probaron en mezclas de prueba para ver cómo se comportaban frescas. Se dosificó para cada uno de los porcentajes, de la siguiente manera: se utilizó un mortero patrón de relación 1:4. Con una relación Agua/Cemento de 0,65 y un aditivo reductor de agua Plastocrete BX-350 el cual se diluía en el agua de amasado considerando un 1% del peso del cemento, con la intención de crear un hormigón fluido que no necesitase de mucha compactación, debido a que la compactación facilitaría la segregación del material. En este patrón 1:4 se reemplazó arena por film alveolar, con sus respectivos volúmenes. Siempre respetando la misma cantidad de cemento. + Fig. 15 Dosificación volumétrica, mortero con 50% de film alveolar. Fuente: Elaboración propia.
  67. 67. 62 La dosificación se realizó de esta forma, por recomendación del profesor informante Rafael Cepeda C. En este apartado, se consideró eliminar para futuros cálculos y ensayos, el prototipo con 50% de agregado de film alveolar, ya que no logro gran cohesión entre las partículas, desprendiéndose material al contacto. Como lo muestra la figura 16 a continuación. Fig. 16 Bloque con 50% de agregado film alveolar dañado al desmoldar. Fuente: Elaboración propia.
  68. 68. 63 4.3 Procedimiento. 4.3.1 Dimensionado del bloque Tabla 8: Tolerancias Geométricas, ladrillo artesanal. Tolerancia dimensiones (mm) Largo y ancho ±8 Espesor ± 10 Tolerancia planeidad (mm) ± 10 Fuente: NCh 2123 of 1997. Fig. 17 Dimensiones del bloque. Elaboración Propia. Donde: a = 28 cm, b = 14 cm, c = 5 cm.
  69. 69. 64 4.3.2 Fabricación del Moldaje. El moldaje se fabricó con tableros de terciado de 18 mm de espesor, debido a la resistencia que este tiene y este espesor no dificulta el armado con tornillos. Además de entregar una gran terminación a los bloques y estanqueidad al hormigón fresco. Este material es fabricado con láminas continuas de madera de pino radiata dispuestas con sus fibras en ángulo recto, unidas con adhesivo fenólico resistente a la humedad, de gran solidez estructural. Utilizamos este material ya que es fácil de cortar y atornillar, además de ser un material liviano, de elevada resistencia mecánica y versatilidad, entregando terminaciones limpias en los bloques. Fig. 18 Moldaje. Fuente: Elaboración Propia.
  70. 70. 65 4.3.3 Corte del Film Alveolar Como no existen referencias en la utilización del film en hormigón, se realizó el corte de forma manual buscando la opción más conveniente determinando el tiempo de corte, con un tamaño no mayor a 5 cm2 ya que éste tamaño sería igual al espesor del bloque lo que dificultaría el hormigonado y compactación. Por esta razón se cortaron láminas de 4 x 4 cm2 con guillotina. Con este diseño las burbujas funcionaron de manera adecuada, entregando docilidad y fluidez al hormigón, además de rapidez en el corte de los cuadrados. El film alveolar industrial, se comercializa en rollos de un metro por cien metros de largo. Del cual en un metro cuadrado se obtenían 625 cuadrados. Fig. 19 Corte de Film Alveolar con guillotina. Fuente: Elaboración Propia.
  71. 71. 66 4.3.4 Elaboración mezcla experimental La mezcla experimental se realizó para hacer pruebas de docilidad y compactación, en donde se testeó la compactación con pisón y mediante golpes al moldaje. Obteniendo mejores resultados con la compactación mediantes golpes, ya que el pisón reventaba burbujas de aire en el film. Fig. 20 Mezclado, mezcla experimental. Fuente: Elaboración Propia.
  72. 72. 67 Fig. 21 Mezcla Experimental del Hormigón. Fuente: Elaboración Propia. 4.3.5 Elaboración Mezcla definitiva porcentajes variables. Luego de realizada la mezcla experimental se elaboraron las mezclas definitivas, con contenido de 30%, 40% y 50% de agregado de film alveolar al hormigón fresco.
  73. 73. 68 Fig. 22 Mezclado en betonera. Fuente: Elaboración propia. 4.3.6 Aplicación de Desmoldante y hormigonado. Se aplicó desmoldante para madera, para facilitar la extracción de los bloques ya fraguados, de esta forma evitar posibles rupturas en los bloques. Luego de esto se hormigonó el moldaje.
  74. 74. 69 Fig. 23 Aplicación de Desmoldante y Hormigonado. Fuente: Elaboración propia. Fig. 24 Moldaje Hormigonado. Fuente: Elaboración Propia.
  75. 75. 70 4.3.7 Desmoldaje de los bloques. Se procede a desmoldar los bloques, a los tres días de fraguado, para la reutilización del moldaje. Fig. 25 Desmoldaje de los bloques. Fuente: Elaboración Propia.
  76. 76. 71 Fig. 26 Bloque Final. Fuente: Elaboración propia. El bloque final tiene una buena apariencia, con una terminación limpia, peso aceptable, siendo más ligero que el ladrillo común. Con este prototipo se realizarán los ensayos a continuación.
  77. 77. 72 CAPÍTULO V “ENSAYOS EN BLOQUES DE HORMIGÓN CON FILM ALVEOLAR” En este capítulo se procede a ensayar los bloques confeccionados en el capítulo anterior, los bloques deben cumplir con las dimensiones de diseño, 28 x 14 x 5 cm. con tolerancia como lo indica el Anexo B “Ladrillos cerámicos artesanales” de la Norma NCh2123 Of.2003. que se encuentra en la Tabla 8: Tolerancias Geométricas, ladrillo artesanal. Ensayos a realizar 5.1 Resistencia a la compresión Para realizar este ensayo es necesario una prensa tal como tiene previsto el Laboratorio de estructuras de la Universidad Central de Chile. Para esto se hizo uso de la prensa CONTROLS C-5031. Tabla 9: Descripción técnica marco de compresión. Instrumento Marco de compresión Marca Controls Modelo C-5031 N° de Serie 96072739 Carga Máxima 2650 kN Fuente: Elaboración propia.
  78. 78. 73 Fig. 27 Ensayo Resistencia a la compresión. Fuente: Elaboración propia Fig. 28 Probeta luego de ser sometida a ensayo de compresión. Fuente: Elaboracion propia. Se aprecian fisuras en las caras del bloque, debido a la compresión. No existe desprendimiento de material, ni alteraciones en la geometría del bloque
  79. 79. 74 5.1.1 Procedimiento de ensayo Se posiciona el bloque confeccionado en la máquina de ensayo, limpiando las superficies de apoyo de la prensa, así como las caras de aplicación de la carga del bloque, retirando los elementos sueltos que existan sobre los mismos. La velocidad de carga utilizada es de 100 kPa/s. La resistencia a la compresión se obtiene dividiendo la carga máxima por la superficie media de sus dos caras de apoyo, siendo expresada en MPa, con aproximación a 0,1 MPa. C=W/A Donde: C = Esfuerzo a la compresión, en kg/cm3 W = Carga máxima indicada por la máquina, en kg A = Promedio de las superficies totales de las caras superior e inferior del bloque, en cm2. Como resultado del ensayo se entrega tanto los valores individuales obtenidos por probeta, como su valor promedio, el que representará la resistencia a la compresión del bloque de plástico reciclado.
  80. 80. 75 5.2 Absorción de agua Para realizar este ensayo es necesario un recipiente de inmersión con medidas necesarias para introducción completa del bloque, tal como posee el laboratorio LEMUC. Procedimiento de ensayo Se secan las muestras a ensayar en el horno que dispone el Laboratorio de ensayo de materiales de la Universidad Central de Chile para fines Académicos, a una temperatura constante de 110 ± 5 °C. Por 24 horas. Para así obtener la masa 1. Tabla 10 Descripción técnica Esfufa/Horno. Instrumento Estufa/Horno Marca Controls Modelo D-1402-B N° de Serie 87111637 Rango 0 – 250 °C Fuente: Elaboración propia.
  81. 81. 76 Fig. 29 Bloques en horno, ensayo de absorción. Fuente: Elaboración Propia. Luego Los bloques secos se sumergen en un recipiente con agua potable de temperatura comprendida entre 15°C y 25°C, durante 24horas. A continuación se sacan los bloques del recipiente, dejando estilar durante 5 minutos aproximadamente y luego se les quita el agua superficial visible con un paño húmedo e inmediatamente se pesa, Obteniendo la masa 2.
  82. 82. 77 Fig. 30 Bloque sumergido en agua, ensayo de absorción. Fuente: Elaboración propia. La absorción de cada bloque se calcula con la siguiente formula A= ((M2-M1)/M1) x 100 Donde: A = Absorción de agua, en % m1 = Masa del bloque seco, en kg m2 = Masa del bloque saturado, en kg
  83. 83. 78 5.3 Aislación Térmica Para la realización del ensayo de aislación térmica, no contamos con los elementos necesarios para realizarlos de manera óptima, por lo que realizaremos un ensayo comparativo para obtener la aislación entregada por estos nuevos bloques, como también la de los ladrillos fiscales. 5.1.1 Procedimiento de ensayo Para la elaboración de este ensayo de comparación es necesario fabricar un murete de forma pandereta de 90 x 60 cm, de bloques de hormigón con agregado de film alveolar como también de ladrillos fiscales, los cuales se instalarán en el centro del interior de una estructura de madera de 60 x 90 x 100 cm. Comportándose como un muro separador de ambientes. Quedando determinados dos ambientes de de 0,27 m2. La unión entre los elementos de albañilería y la estructura de madera se realizará con poliuretano expandido en aerosol, para así eliminar cualquier tipo de fisura por donde se pueda transmitir temperatura de un ambiente a otro. En el extremo de un ambiente se ubicará una estufa encendida durante una hora, ubicando un sensor de temperatura en ambos lados del muro, justo en
  84. 84. 79 la misma posición de un bloque. De esta forma, medir la temperatura en ambos lados del bloque al mismo tiempo. Para así comparar cuál de los dos muros tiene mejor resistencia térmica. Fig. 31 Esquema Ensayo resistencia térmica. Fuente: Elaboración propia.
  85. 85. 80 Fig. 32 Construcción muro con bloques de film alveolar. Fuente: Elaboración propia Fig. 33 Construcción muro con ladrillo fiscal. Fuente: Elaboración propia
  86. 86. 81 Fig. 34 Instalación tableros laterales, con aislación de espuma expansiva. Fuente: Elaboración propia Fig. 35 Instalación sensor de temperatura, ambos lados del muro. Fuente: Elaboración propia
  87. 87. 82 Fig. 36 Termómetro digital con sensores de temperatura. Fuente: Elaboracion Propia. Fig. 37 Ensayo Aislación térmica. Fuente: Elaboración propia
  88. 88. 83 CAPÍTULO VI “ENSAYOS, RESULTADOS Y COMPARACIONES”. En este capítulo se confrontan los resultados de las dos soluciones de albañilería, además se analizan los resultados de los ensayos del capítulo anterior, para así comparar los sistemas de albañilería tradicional y el sistema de albañilería con bloques de hormigón con film alveolar, para de esta forma conocer la factibilidad técnico-económica de la utilización de estos nuevos bloques en la construcción. 6.1 Peso Gráfico 1 Pesos Unitarios Sistemas de Albañilería. Fuente: Elaboración Propia. 3200 3138 2670 Ladrillo Fiscal Bloque Film Alveolar 30% Bloque Film Alveolar 40% Grs Pesos Sistemas de Albañileria
  89. 89. 84 En el Grafico 1. Se dan a conocer los pesos obtenidos por cada uno de los sistemas de albañilería, siendo el bloque con 40% de film alveolar él con menor masa, con tal solo 2670 gramos. El problema que presento el bloque con el 40% de Film Alveolar fue que este no cumplió con las resistencias mínimas estipuladas en la Tabla 2: Clasificación por grados de la página 45, esto debido que a la mayor concentración del film disminuyo la cantidad de hormigón, que es el que entrega la resistencia al bloque, por lo que este se descartó a la hora de realizar los ensayos. Este peso más liviano hubiera tenido un impacto directo en los costos de transporte de los bloques en comparación a los de los ladrillos. Ya que permitiría llevar más unidades de bloques por cada traslado del camión. La capacidad del camión se vería restringida por la cantidad de volumen de carga que por peso. Disminuyendo costos al necesitarse menos viajes para el traslado de estos a la faena.
  90. 90. 85 6.2 Densidades Gráfico 2 Densidades Sistemas de Albañilería. Fuente: Elaboración Propia. En el Gráfico 2 podemos ver que la densidad de bloques con film alveolar es menor que la del ladrillo fiscal. Siendo la densidad del bloque con un 30% de agregado de film alveolar un 2% menor a la del ladrillo fiscal. Y la densidad del bloque con un 40% de film alveolar un 17% menor a la del ladrillo fiscal. Estos al estar directamente relacionado con el peso del bloque tendrían los mismos beneficios con relación al trasporte y el problema de la resistencia. Los bloques con 40% de agregado de film alveolar se podrían utilizar para construcciones no soportantes. 1632 1601 1362 Ladrillo Fiscal Bloque Film Alveolar 30% Bloque Film Alveolar 40% Kg/m³ Densidades Sistemas de Albañileria
  91. 91. 86 6.3 Resistencia a la compresión. La resistencia a la compresión se realizó con una gradiente de 100 Kpa/seg, en la prensa CONTROL`S C-5031 de las dependencias del LEMUC Ltda. Se utilizaron 2 prototipos por edad de los bloques para realizar el ensayo. Los resultados obtenidos están detallados en Tabla 10 y 11. Resultados ensayo compresión. Tabla 11: Resultados ensayo compresión Prototipo 1. Bloque con 30% de film alveolar. Film Alveolar Muestra Edad Peso [gr] Largo [cm] Ancho [cm] Alto [cm] Densidad [gr/cmᶾ] Carga [kN] Res. [kgf/cm2] Res. [MPa][días] 30% bloque 1 7 3162 28,1 14,3 5,1 1,54 120,60 43,92 4,30 bloque 2 7 3157 28,2 14,1 5,1 1,56 119,40 43,48 4,26 Prom. 4,28 bloque 3 14 3041 27,9 14,2 5,1 1,52 145,60 53,03 5,20 bloque 4 14 3150 28,1 14,2 5,2 1,52 141,50 51,53 5,05 Prom. 5,12 bloque 5 28 3166 28,0 14,3 5,1 1,55 149,20 54,34 5,32 bloque 6 28 3156 28,1 14,1 5,1 1,56 146,40 53,32 5,23 Prom. 5,27 Fuente: Elaboración propia.
  92. 92. 87 Tabla 12: Resultados ensayo compresión Prototipo 2, bloque con 40% de film alveolar. Film Alveolar Muestra Edad Peso [gr] Largo [cm] Ancho [cm] Alto [cm] Densidad [gr/cmᶾ] Carga [kN] Res. [kgf/cm2] Res. [MPa][días] 40% bloque 7 7 2656 28,1 14,0 5,2 1,30 61,80 22,51 2,21 bloque 8 7 2588 28,0 14,3 5,1 1,27 58,40 21,27 2,08 Prom. 2,14 bloque 9 14 2709 27,9 14,1 5,1 1,36 75,90 27,64 2,71 bloque 10 14 2655 28,2 14,2 5,2 1,27 81,70 29,75 2,92 Prom. 2,81 bloque 11 28 2672 29,1 14,1 5,0 1,30 79,50 28,95 2,84 bloque 12 28 2742 28,2 14,1 5,1 1,35 80,70 29,39 2,88 Prom. 2,86 Fuente: Elaboración propia Gráfico 3 Resistencia a la compresión Sistemas de Albañilería. Fuente: Elaboración Propia. 5,27 2,86 0 1 2 3 4 5 6 Bloque 30% Film Alveolar Bloque 40% Film Alveolar Resistencia(MPa) Resistencia a la compresión Resistencia mínima Ladrillo Resistencia mínima Ladrillo artesanal.
  93. 93. 88 Con los resultados de las tablas anteriores podemos determinar que nuestro bloque de hormigón con un 30% de film alveolar obtuvo una resistencia promedio a los 28 días de 5,27 MPa. Cumpliendo con la resistencia a la que determina la Tabla 2: Clasificación por grados en en la página 45 donde exige 5 MPa para ladrillos grado 3. Como también los ladrillos artesanales con 4 MPa de resistencia mínima a la compresión. El bloque con 40% de agregado de Film Alveolar disminuye la resistencia del bloque a causa de mayores espacios de aire que este deja dentro del hormigón. En este apartado se selecciona el bloque con 30% de film alveolar para los siguientes ensayos y estudios, ya que solo éste cumple con la resistencia mínima exigida.
  94. 94. 89 6.4 Absorción de agua 6.4.1 Cálculo de absorción de agua bloque con 30% agregado de film alveolar. Bloque N°1 m1 = 3152 gr. m2 = 3288 gr. 𝐴 = ( 𝑚2 − 𝑚1 𝑚1 ) 𝑥100 𝐴 = ( 3288 − 3152 3152 ) 𝑥100 𝐴 = 4,31 % Bloque N°2 m1 = 3170 gr. m2 = 3327 gr. 𝐴 = ( 𝑚2 − 𝑚1 𝑚1 ) 𝑥100 𝐴 = ( 3317 − 3170 3170 ) 𝑥100 𝐴 = 4,63 % En Promedio los bloques con film alveolar tuvieron una absorción de un 4,47%.
  95. 95. 90 6.4.2 Cálculo de absorción de agua ladrillo fiscal. Bloque N°1 m1 = 3256 gr. m2 = 3883 gr. 𝐴 = ( 𝑚2 − 𝑚1 𝑚1 ) 𝑥100 𝐴 = ( 3883 − 3256 3256 ) 𝑥100 𝐴 = 19,25 % Bloque N°2 m1 = 3362 gr. m2 = 3999 gr. 𝐴 = ( 𝑚2 − 𝑚1 𝑚1 ) 𝑥100 𝐴 = ( 3999 − 3362 3362 ) 𝑥100 𝐴 = 18,94 % El ladrillo tipo fiscal obtuvo como resultado, un 19,1% de absorción.
  96. 96. 91 Gráfico 4 Absorción de agua Sistemas de Albañilería. Fuente: Elaboración Propia. Por lo que la absorción de agua que tienen los bloques de hormigón con film alveolar absorben en promedio un 4,47 % según la Tabla 10. Clasificación por Grados. Los bloques de clasificación 3, que se asemejan a nuestra comparación, exigen un 18% de absorción como máximo por lo que estamos un 75% por debajo del máximo permitido. Por otra parte, el ladrillo fiscal absorbió un 19,1 % lo que significa que no cumple con los requerimientos mínimos exigidos por la Nch 169 of 2001, siendo nuestro bloque muy impermeable en comparación al ladrillo fiscal. Al tener baja absorción los bloques requerirán de menos agua para su pegado, ya que absorberán menos agua del mortero de pega. Además, se evitaran problemas de eflorescencia en las caras internas del muro. Este punto es súper importante en temas económicos, pensando en la reparación de los muros 4,47 19,1 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Bloque 30% Film Alveolar Ladrillo fiscal %deAbsorción Absorción Sistemas de albañileria
  97. 97. 92 debido al agua. Junto con el ahorro del estuco que se necesita para proteger el ladrillo tradicional. 6.5 Aislación Térmica. Para la realización de este ensayo se elaboró un muro con bloques de hormigón con un 30% de film alveolar y otro muro con ladrillos tipo fiscal, en ambos casos en forma de pandereta, ambos sistemas de albañilería de medidas 28 x 14 x 5 cm. Para la elaboración de este ensayo comparativo se fabricó un murete en forma de pandereta de 90 centímetros de ancho por 60 centímetros de alto, para generar dos pequeños ambientes en los cuales fuera fácil obtener las temperaturas, comportándose como un muro separador de ambientes, tal como indica la Fig. . N°30. La unión entre los elementos de albañilería y la estructura de madera se realizará con poliuretano expandido en aerosol, para así eliminar cualquier tipo de fisura que afecte al ensayo comparativo.
  98. 98. 93 Fig. 33. Diagrama Ensayo resistencia térmica. Fuente: Elaboración propia.
  99. 99. 94 Resultados Muro 1: Bloques de hormigón con agregado de Film Alveolar. Temperatura Ambiental General: 14,5 °C Bloque Lado a: 21,5 °C Bloque Lado b: 54,4 °C Temperatura ambiente a: 19,6 °C. Temperatura ambiente b: sobre 90°C (capacidad máxima sensor). Muro 2: Ladrillo Fiscal. Temperatura Ambiental General: 14,6 °C Bloque Lado a: 35,2 °C Bloque Lado b: 50,6 °C Temperatura ambiente a: 29,3 °C. Temperatura ambiente b: sobre 90°C (capacidad máxima sensor)
  100. 100. 95 Para el muro número 1, fabricado con bloques de hormigón con film alveolar se obtuvo un 39,5% de traspaso de energía, y para el muro 2 fabricado con ladrillo tipo fiscal se obtuvo un 69,6% de traspaso de energía de un ambiente a otro. Con estos datos podemos concluir que el bloque con un 30% de agregado de film alveolar disminuyo el traspaso de calor en un 30,1% en comparación al ladrillo fiscal. Esta disminución de traspaso de calor, se debe a las burbujas de aire existentes en el interior de los bloques, las que crear barreras al flujo térmico. En este aspecto podemos concluir que nuestro bloque cumple con los objetivos ya antes mencionados. De esta forma se puede generar un ahorro considerable, en materia de calefacción como también en refrigeración. Ya que existirá menos traspaso de energía de un medio a otro.
  101. 101. 96 CAPÍTULO VII “ANÁLISIS DE COSTOS” 7.1 Costo Bloque con 30% de agregado de film alveolar. Tabla 13: Precio bloque con agregado de film alveolar. Materiales Forma de venta Precio ($) Cantidad Precio ($) Film Alveolar Metro 240 0,25 60 Cemento Saco 42,5 Kg. 5380 0,025 134,5 Agua mᶾ 350 0,00036 0,12 Arena mᶾ 15680 0,0012 18,8 Plastificante Botella 4,5 L 6790 0,0013 8,8 Subtotal 222,3 Gastos operacionales 44,4 Total $ 267 c/iva Fuente: Elaboración propia. Este cálculo se realizó para la fabricación de un bloque con agregado de film alveolar de forma casera, y con los precios del mercado para público general. De esta forma el valor sería de $267 pesos chilenos. Considerando que el valor del ladrillo fiscal industrializado tiene un valor aproximado de $140 pesos chilenos. Nuestro bloque fabricado de manera artesanal es un 91% más caro que él ladrillo fiscal.
  102. 102. 97 7.2 Costo por metro cuadrado de albañilería. Tabla 14: Costo por metro cuadrado de ladrillo tipo fiscal (28 x 14 x 5 cm). m2 Albañilería Ladrillo Fiscal Und. Mat Cant Mat Costo Unidad $12.045 m2 Ladrillo Fiscal 28 x 14 x 5 Uni 42 140 $5.880 m2 Arena Estuco C/flete 15 km Lit 33 13 $429 m2 Cemento Polpaico Especial Saco 0,3 5380 $1.614 m2 Perdidas % 12 2043 $245 m2 Albañil + 1/2 AYUD. Día 0,115 26130 $3.005 m2 Leyes Sociales % 29 $871 Fuente: Elaboración Propia Tabla 15: Costo por metro cuadrado de bloques con agregado de film alveolar (28 x 14 x 5 cm). m2 Albañilería Bloque Film Alveolar Und. Mat Cant Mat Costo Unidad $17.379 m2 Bloque Film (30%) 28 x 14 x 5 Uni 42 267 $11.214 m2 Arena Estuco C/flete 15 km Lit 33 13 $429 m2 Cemento Polpaico Especial Saco 0,3 5380 $1.614 m2 Perdidas % 12 2043 $245 m2 Albañil + 1/2 AYUD. Día 0,115 26130 $3.005 m2 Leyes Sociales % 29 $871 Fuente: Elaboración Propia. Comparando ambas tablas podemos ver que el valor del metro cuadrado de albañilería construida con bloques de film alveolar, es un 44,03% más elevado que el de la albañilería de ladrillos fiscal. Este valor se puede contrarrestar con un estudio en el gasto de calefacción de un hogar. A largo plazo se podría recuperar el dinero de la inversión inicial.
  103. 103. 98 CAPÍTULO VIII “CONCLUSIONES”. Mediante los estudios realizados a lo largo del proyecto de memoria de título, se comprueba que el film alveolar puede ser aplicado para la fabricación de bloques de hormigón. Para la fabricación de elementos constructivos, como lo es la albañilería armada Este nuevo bloque obtuvo características mecánicas favorables, considerando otros elementos de su tipo, como lo es, su peso, densidad, considerando que está fabricado de hormigón, su peso es similar al de un ladrillo fiscal convencional. Siendo este punto muy importante ya que, tiene las mismas dimensiones de un ladrillo fiscal y características similares, de fácil integración para los albañiles y con la misma trabajabilidad que un ladrillo común. No existe necesidad de crear cursos especiales para la instalación de estos, por ende, este nuevo bloque no involucra más tiempo de lo normal en su instalación. El bloque de hormigón con un 30% de agregado de film alveolar térmicamente es mejor aislante que el ladrillo fiscal, ya que disminuyo el traspaso de calor de un lado a otro en un 30%. Considerando que este ensayo fue de carácter comparativo y no está basado en alguna norma, ya que por nuestros medios no fue posible realizar ensayos certificados. Teniendo en cuenta estos
  104. 104. 99 resultados, un muro de albañilería construido con bloques con un 30% de agregado de film alveolar de 14 centímetros de espesor podrá reducir en mayor cantidad el traspaso de energía ya que existirá una barrera de aire más extensa. Por otra parte, nuestro bloque, en algunas caras es poroso, haciendo parecer que tendrá problemas de permeabilidad, y absorberá agua, pero, técnicamente quedo demostrado que no es así, ya que la utilización de un súper plastificante, pensado en la trabajabilidad en la fabricación del bloque, además de las burbujas de film alveolar al ser fabricadas con polietileno, en conjunto lograron entregar una excelente impermeabilidad al bloque, con resultados inferiores a un 5% de absorción, cumpliendo en este ámbito con lo exigido por la NCh 169 Of 2001. Este resultado, nos permite utilizar este bloque al intemperie sin necesidad de revestirlo, entregando gran impermeabilidad al instante, eliminando costos extras por impermeabilización En el aspecto de resistencia a la compresión este nuevo bloque, entrega una resistencia mucho menor a la exigida a una ladrillo fiscal hecho a máquina, pero si cumple con las exigencias un ladrillo fiscal artesanal, y un ladrillo con clasificación grado 3 cumpliendo con la resistencia necesaria para ser utilizada en la albañilería confinada. Un punto importante es que el bloque, al contener láminas de film alveolar en su interior, luego de ensayarse
  105. 105. 100 Ecológicamente, el film alveolar se fabrica con polietileno nuevo, como también con polietileno reciclado siendo este último una buena alternativa, ya que se convierte un material de desecho en una materia prima, dándole utilidad a un material que como desecho es uno de los grandes contaminantes del medio ambiente, ya que el polietileno es uno de los materiales que tarda más años en degradarse y existe en grandes cantidades en todo el mundo. El bloque de hormigón con agregado de film alveolar no necesita la utilización de hornos de cocción ya que estos fraguan a temperatura ambiente, a diferencia de los ladrillos tradicionales que liberan gases contaminantes en el proceso. Haciendo de nuestros bloques una alternativa más ecológica. El costo de fabricación de este nuevo bloque puede ser un poco elevado en comparación al ladrillo fiscal. Teniendo en cuenta que el costo de nuestro bloque fue calculado con los precios del mercado minorista, siendo un valor de un bloque artesanal, él que si se industrializara podría entrar en competencia con el ladrillo común, siendo el bloque de hormigón con agregado film alveolar una alternativa para la realización de nuevos sistemas constructivos a partir de la combinación hormigón-film alveolar. Queda la interrogante de saber cuál será el periodo de retorno a la inversión de aplicar este nuevo bloque en la construcción de una vivienda, pensando en el ahorro de calefacción de un hogar.
  106. 106. 101 Considerando que estos bloques son parte de un proyecto de investigación, podrían mejorarse fabricando burbujas especialmente desarrolladas, la empresa de plásticos FilmAmerica, que dentro de sus productos fabrican el film alveolar, nos comentaron que pueden fabricar un film especial con las dimensiones que el cliente especifique, pero éste solo se realizaría si se solicitara en grandes cantidades.
  107. 107. 102 BIBLIOGRAFÍA. Astroza, M. (2009). Diseño de albañileria Estructural Primera parte. Santiago: Departamento de Ingeniería Civil, Universidad de Chile-. Eois.es. (20 de Agosto de 2015). Obtenido de http://www.eoi.es/wiki/index.php/Sistemas_y_soluciones_constructivas._Materia les_en_Ecomateriales_y_construcci%C3%B3n_sostenible ICH. (2010). Ceramica santiago. Obtenido de http://www.ceramicasantiago.cl/user/manuales/Manual_del_Albanil.pdf ICH, Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile. (2010). Manual del albañil de ladrillos ceramicos. Santiago. INN. (1979). NCh163 Of 79. Aridos para morteros y hormigones - Requisitos generales. INN. (2001). NCh 169 Of 2001. Ladrillos Cerámicos - Clasificación y Requisitos. INN, 2001. INN. (2012). NCh1498 Of 2012. Hormigón y mortero - Agua de amasado - Clasificación y requisitos. INN. (s.f.). NCh 168 Of 2001. Construcción - Ladrillos cerámicos, Verificación dimensional y geométrica. MINVU. (2006). Ministerio de Vivienda y Urbanismo. Obtenido de Manual de Aplicación de la Reglamentación Térmica: http://www.minvu.cl/opensite_20070417155724.aspx Mortero (Construcción). (1914). Obtenido de http://es.wikipedia.org/wiki/Mortero_%28construcci%C3%B3n%29 Normalización, I. N. (1968). NCh148 Of 68. Cemento – Terminología, clasificación y especificaciones generales. Normalización, I. N. (1997). NCh2123 Of 1997. Albañilería confinada - Requisitos para el diseño y cálculo.
  108. 108. 103 Normalización, I. N. (2001). NCh 167 Of 2001. Construcción - Ladrillos cerámicos - Ensayos. Polpaico. (s.f.). Manual Albañileria. PRINCESA. (2014). PRINCESA. Obtenido de http://www.princesa.cl/panel/archbiblio/8131_PRINCESA_- _Materiales_para_la_ejecucion_de_una_Albanileria.pdf RODRÍGUEZ, G. (2006). Confort térmico. Apuntes del curso Física de la Construcción. . Santiago: Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile. Small-Scale Manufacture of Stabilised Soil Blocks. (1987). En I. L. Office. Obtenido de Small-Scale Manufacture of Stabilised Soil Blocks Tecnologias Limpias. (2014). Obtenido de http://www.tecnologiaslimpias.org/html/central/369102/369102_ee.htm Térmica, A. (s.f.). Arquitectura en Acero. Recuperado el 1 de Diciembre de 2014, de http://www.arquitecturaenacero.org/soluciones-constructivas/42-aislacion- termica Volcán. (26 de Agosto de 2009). Plataforma Arquitectura. Obtenido de http://www.plataformaarquitectura.cl/?p=23364 Wikipedia. (agosto de 2015). Obtenido de https://es.wikipedia.org/wiki/Ladrillo
  109. 109. 104

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