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ENSAYO DE COMPRESIÓN DE LADRILLOS

Andrés Arias Luna-1097140205 Juan José Henao Marín-1004915594 Juan Andrés González Higuita-1094968025 Miguel Ángel Muñoz González-1094929926 Santiago Zapata Agudelo-1094955965

REVISADO POR: William Valencia Mina MSC en ingeniería estructural Titular de la asignatura de Resistencia de Materiales

FACULTAD DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD DEL QUINDÍO ARMENIA – 05/04/2018

LABORATORIO DE ESTRUCTURAS Ensayo de comprensión de Ladrillos.

CONTENIDO 1 2

3

4

INTRODUCCIÓN................................................................................................4 OBJETIVOS........................................................................................................4 2.1

OBJETIVO GENERAL..................................................................................4

2.2

OBJETIVOS ESPECÍFICOS........................................................................4

NORMA RELACIONADA....................................................................................4 3.1

NTC 4205-1..................................................................................................4

3.2

NTC 4205-2..................................................................................................5

3.3

NTC 4017.....................................................................................................7

MARCO TEÓRICO.............................................................................................8 4.1 HISTORIA.....................................................................................................8 4.2

FABRICACIÓN.............................................................................................9

4.3

TIPOS Y USOS..........................................................................................10

4.3.1

TIPOS DE LADRILLOS.......................................................................10

4.3.2

TIPOS DE MAMPOSTERÍA................................................................14

4.3.3

COMO SE COMPONEN LOS LADRILLOS........................................17

4.3.4

EJEMPLOS DE USO...........................................................................18

..............................................................................................................................20 4.4 5

INSTALACIÓN EN OBRA...........................................................................20

RECURSOS, MATERIALES Y EQUÍPOS PARA EL LABORATORIO.............23 5.1 RECURSOS...............................................................................................23 5.1.1

MÁQUINA DE COMPRESIÓN.............................................................23

5.1.2

METRO................................................................................................24

5.1.3

GRAMERA...........................................................................................25

5.2

MATERIALES.............................................................................................25

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5.2.1 6 7

LADRILLO............................................................................................25

PROCEDIMIENTO...........................................................................................26 CÁLCULOS......................................................................................................27

8 ANÁLISIS DE RESULTADOS..........................................................................28 9 CONCLUSIONES.............................................................................................29 10 BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................30

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1

INTRODUCCIÓN

2 OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL 2.2

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

3 NORMA RELACIONADA 3.1 NTC 4205-1 Denominada “Unidades de mampostería de arcilla cocida. Ladrillos y bloques cerámicos. Parte 1: Mampostería estructural”. Esta norma se usa para clasificar un lote de ladrillos según su uso para mampostería estructural. Establece los requisitos que deben cumplir en los ensayos de resistencia a la compresión (Tabla 3), absorción de agua (Tabla 2), y tasa inicial de absorción (Tabla 4). Explica el método de rotulado, numero mínimo de celdas o perforaciones teniendo en cuenta el tipo de ladrillo, tolerancia, entre otros numerales. Las siguientes imágenes son las tablas que proporciona la norma con los parámetros mínimos que deben presentar las unidades de mampostería.

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3.2

NTC 4205-2

Denominada “Unidades de mampostería de arcilla cocida. Ladrillos y bloques cerámicos. Parte 1: Mampostería no estructural”. Describe como se clasifican los ladrillos usados en mampostería no estructural, tipos de unidades y clases. Al igual que la primera parte de la norma explica el método para rotular correctamente los especímenes. Los criterios para aceptar o rechazar un lote de ladrillos se basan en las propiedades físicas absorción de agua y resistencia a la compresión principalmente. Define el numero mínimo de celdas, paredes y perforaciones, tolerancia, los límites de defectos superficiales junto con otros numerales de parámetros a tener en cuenta. Esta norma solo contiene dos tablas de las cuales FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL 5

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una muestra los requisitos sobre propiedades físicas y la otra numero de celdas en dirección del ancho del muro.

Tanto la primera como la segunda parte de la NTC 4205 permiten que el lote de ladrillos sea aceptado para mampostería estructural y no estructural en conjunto, promediando

los

resultados

obtenidos

al

ensayar

individualmente

cada

espécimen.

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3.3

NTC 4017

Se titula “Métodos para muestreo y ensayos de unidades de mampostería y otros productos de arcilla”. En esta norma se establecen los procedimientos a seguir para obtener los resultados de las diferentes pruebas de propiedades físicas que se necesitan conocer para clasificar las unidades de mampostería según su uso (estructural, no estructural, fachadas) acogiéndose a la normativa. Se explican ensayos de módulo de rotura, resistencia a la compresión, absorción de agua, coeficiente de saturación, efecto de congelamiento y descongelamiento, expansión por humedad, etc. Muestra como tomar correctamente las mediciones de las dimensiones y menciona que ensayos son aplicables a que tipos de ladrillos. Además de explicar los procedimientos explica los cálculos relacionados.

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4 MARCO TEÓRICO 4.1 HISTORIA Para poder llegar al origen de los ladrillos como elemento estructural se debe remontar a la historia de la humanidad en los miles de años antes de Cristo, se ha encontrado que los primeros intentos de conformación de estructuras usando bloques de materiales sólidos relativamente pequeños están desde finales de la edad de piedra, más específicamente en el Neolítico, donde estos materiales se moldeaban con las manos, se apilaban sistemáticamente y se cubrían con lodo para darle algún tipo de resistencia. Continuando en la historia, se encuentran los primeros avances en la fabricación de los ladrillos bajo la cultura de los antiguos egipcios en donde usan por primera vez moldes rectangulares de madera para fundir lodos combinados con paja seca para generar el material y luego se secaban al sol para conseguir un ladrillo compacto, aunque debido a sus componentes, se comportaba como un elemento sumamente frágil luego de hacer contacto con el agua. Fue hasta la antigua Mesopotamia en el año 3000 a.C que se descubrió el horneado de arcillas con el fin de petrificar las partículas del material junto con el agua y la arena para lograr la rigidez del ladrillo. Luego de este suceso se forjaron a través de la historia un sin número de estructuras y monumentos megalíticos a base del ladrillo horneado usando como morteros de pega materiales no arcillosos como cal, yeso y el betún. Aunque ya con estos sucesos se dio un salto en materia tecnológica en la historia de la humanidad fue hasta la aparición del imperio romano en donde se revolucionó la construcción y se maximizó el potencial del ladrillo usando una mezcla de ceniza volcánica con argamasa (mezcla de cal o cemento, arena) la cual se endurecía luego de hacer contacto con el agua, en otras palabras, se podría decir que fueron los primeros en usar el cemento como mortero para la solidificación de sus estructuras. En la edad media, a sabiendas de las propiedades de los materiales para la construcción de estructuras, se pensó en el ámbito estético de las mismas y con FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL 8

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ellas un sin número de nuevas formas y tamaños del ladrillo aparecieron para embellecer edificaciones vanguardistas, es allí donde nace la Terracota. Desde ese punto y hasta esta actualidad; la humanidad ha envuelto sus desarrollos estructurales principales y el progreso de las grandes civilizaciones en torno a la mampostería en ladrillo combinándole con una cadena de nuevos materiales aptos para la solidificación de los morteros y con un conjunto de nuevas técnicas de pegado para cumplir su función principal, resguardar los bienes de las personas. 4.2

FABRICACIÓN

Hoy en día el proceso de fabricación de ladrillos se ha sistematizado tanto que el único contacto humano que posee en su fase de gestación es el que hace el operario de la retroexcavadora cuando recoge las toneladas de arcilla necesaria para la fabricación de los ladrillos. En primera instancia, como ya se dijo, se recogen toneladas de arcilla natural en canteras aptas para la extracción y se transportan hasta las fábricas para empezar el proceso, se vierte el material en unos depósitos con trituradores para volver polvo las partículas de arcilla y luego se le suministra una cantidad de aditivos químicos a la materia para obtener su composición, como por ejemplo el Hierro el cual le da el color rojizo al ladrillo y el Bario que evita que el ladrillo se decolore por el calor, fuera de esto al polvo de arcilla se le agrega Pizarra pulverizada, siendo esta una roca sedimentaria, la cual le da homogeneidad al compuesto y evita que se contraiga dentro del horno cuando empiece el proceso de horneado. Por lo general la adición a la combinación de Arcilla y Pizarra se hace en partes iguales. En un depósito siguiente se le agrega al compuesto agua en pequeñas cantidades para lograr que el amalgamado quede lo más denso posible y así garantizar la óptima resistencia del ladrillo. Siendo ya un lodo esta mezcla, se pasa el material a una máquina extrusora que compacta todo el material y se le aplica presión para liberar por una boquilla moldeadora columnas de más de 3 metros de largo.

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Teniendo las columnas, se pasan por unas cuchillas con medidas estandarizadas para así darle la forma final al ladrillo, aunque en forma blanda. Luego se disponen los ladrillos en vagonetas transportadoras para llevarlas a los depósitos calificados, los cuales emiten calor hasta 120 C y garantizan el secado de las partículas de agua dentro de la composición de los especímenes. Este proceso dura 2 días. Ya secos pasan en la vagoneta transportadora hasta el horno durante 30 minutos y se eleva la temperatura del mismo a 1000 C generando que las partículas de Arcilla y Pizarra se fusionen hasta que quede una masa homogénea. En este último proceso, el ladrillo pierde el 50% de su peso total. 4.3

TIPOS Y USOS

Los ladrillos son utilizados en la industria de la construcción en gran variedad de aplicaciones a continuación se explicara más concretamente que tipos existen y que usos se le pueden dar. 4.3.1 TIPOS DE LADRILLOS Para hablar de los tipos de ladrillos que existen, primero se debe saber qué características tiene este elemento basados en su geometría. (Ver Figura 1).

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Figura 1: Partes de un Ladrillo Fuente: http://www.proyectistas.com/ladrillos.htm

Viendo las aristas del ladrillo se tiene entonces que la Soga corresponde a la arista mayor, el Tizón a la arista media y el Grueso a la arista menor. Por otro lado, si se fija la vista sobre las caras se tiene que la Tabla es la cara mayor, el Canto es la cara media y la Testa la cara menor. Conociendo ya estas características se procede a definir cada tipo de ladrillo, en donde se conoce que las denominaciones del mismo se hacen según su forma, su fabricación y su grado de cocción. 

Clasificación según su forma

-

Ladrillos macizos: Es la forma común del ladrillo (Ver Figura 2). Como su nombre lo indica, es un elemento macizo y por lo tanto de bastante densidad. Generalmente se emplea en elementos de mampostería que están sometidos a humedad o a gran peso. El ladrillo macizo común, es producido en forma rudimentaria en molde de madera (gaveras). Al ser quemado, su apariencia es rustica. Se utiliza en elementos de mampostería que generalmente se revocan o pañetan.

Figura 2: Ladrillo Macizo Fuente: http://www.proyectistas.com/ladrillos.htm

-

Ladrillos perforados. Son unas piezas en forma de paralelepípedos iguales en dimensiones al ladrillo macizo, en la que existen perforaciones paralelas a una de las aristas de un volumen total al 5% y no mayor del

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33% del total aparente tal como se muestra en la Figura 3. Se le llama también ladrillo tolete aligerado. Sus caras son lisas y de buen acabado. Los hay de uno, dos, tres o más huecos.

Figura 3: Ladrillo Perforado o Aligerado Fuente: http://www.proyectistas.com/ladrillos.htm

-

Ladrillos huecos: Son unas piezas en forma de paralelepípedos en los que existen perforaciones (huecos) paralelos a cualquiera de las aristas, de un volumen total superior al 33% del total aparente. El ladrillo hueco lo fabrican en varios tamaños y la característica más importante es que puede tener huecos longitudinal o verticalmente. Estos lo hacen más liviano. Se pueden encontrar dos tipos de ladrillos huecos, el hueco sencillo como lo muestra la Figura 4 y el ladrillo hueco doble tal como se ve en la Figura 5. Cabe aclarar que estos huecos dan una ventaja en cuanto a mano de obra, ya que se logra mayor rendimiento al usarlo.

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Figura 4 (Izquierda)-Figura 5 (Derecha): Ladrillo hueco sencillo y Ladrillo hueco Doble Fuente: http://www.proyectistas.com/ladrillos.htm

-

Ladrillo tablón: Tiene forma de ladrillo hueco pero más delgado con ranuras a lo largo de los huecos que permite separarlo en dos partes. Cada una de estas partes tiene forma de baldosa y se utiliza en enchapes para pisos. Se fabrica en varios tamaños, de forma cuadrada y rectangular.

Figura 6: Ladrillo Tablón. Fuente: http://www.proyectistas.com/ladrillos.htm



Clasificación según su fabricación

-

Ladrillo macizo semi-prensado: Tiene la misma forma que el ladrillo macizo común. El proceso de fabricación de este tipo de ladrillo es más exigente. Al moldearlo se utilizan gaveras de mejor acabado. Después de quemado, sale una cabeza y un paramento de buen acabado y las otras caras un poco rusticas. Se utilizan a la vista en muros u otros elementos que no necesitan un acabado perfecto.

-

Ladrillo macizo prensado: También tiene la forma que el ladrillo macizo. Se fabrica con un proceso especial en moldeo metálico, independiente para

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cada ladrillo, o se cortan a máquina. Para este tipo de ladrillo se utiliza material de buena calidad. El proceso de molde se realiza mecánicamente para obtener mayor compactación y evitar porosidad. Su quemado se efectúa en hornos de producción continua que reparten uniformemente el calor, permitiendo así un mejor conocimiento de cada ladrillo. Con este proceso se obtiene un material de buena textura y acabado. Se utiliza en mampostería decorativa o a la vista. -

Ladrillo de mesa: Es el fabricado a mano sobre superficies lizas y cocido en horno fijo. Se considera el proceso más artesanal de forjado de ladrillos.

-

Ladrillo mecánico: Es el construido en fábrica mediante medios mecánicos. Este proceso no conlleva al uso de mano de obra humana, todo se realiza con maquinaria sistematizada.



Clasificación según su cocción

-

Ladrillo portero o ladrillo pardo: Esta poco cocido, presenta poca resistencia, absorbe mucha agua y tiene un color pardo.

-

Ladrillo recocho: Esta bien cocido, casi no absorbe agua y tiene una buena resistencia.

-

Ladrillo santo: Esta muy cocido, tiene bastante resistencia y no absorbe el agua. Este tipo de ladrillo se usa para la construcción de fachadas y estructuras exteriores.

4.3.2 TIPOS DE MAMPOSTERÍA Antes de definir las clasificaciones, es pertinente agregar que la Mampostería tiene como definición la construcción de elementos estructurales para fines FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL 14

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humanos específicos superponiendo unidades de algún material con la mano, por eso su nombre; Mam (mano) posteria (puesto). -

Mampostería Simple: Son muros armados dentro de una construcción sin algún tipo de refuerzo y sirven única y exclusivamente para cumplir con la labor de dividir espacios y en algunos casos, para ser la fachada de casas o edificios. En materia de ingeniería, los esfuerzos predominantes sobre estos muros serían las cargas que aportan las vigas sobre el muro volviéndolo así muy susceptible a fallar por cargas perpendiculares a las que está sometido. La norma Colombiana de Diseño y Construcción Sismo Resistente

NSR-10

de

forma

explícita

prohíbe

la

ejecución

de

construcciones de cualquier índole usando este tipo de muro en zonas de amenaza sísmica alta. En el ejercicio constructivo por lo general primero se funde el esqueleto d...