jueves, 27 de mayo de 2010

Morteros y Concretos

El mortero es un material artificial proveniente de la mezcla de un elemento aglutinante (cemento, cal), con arena y agua. Se utiliza para unir elementos tales como piedra, ladrillo, bloques, etc., o para recubrir muros. No sirve como elemento resistente.

El concreto u hormigón es una mezcla de cemento, arena y piedra, los cuales, debidamente combinados con agua, adquieren una característica líquida que permite su fácil manejo. Esta mezcla se endurece con el tiempo, adquiriendo consistencia de roca; resistente al agua, al fuego y a fuerzas de compresión. A veces se le añade al concreto aditivos especiales para cambiar sus propiedades.

El hormigón puede usarse solo y recibe el nombre de concreto simple o unido a una armadura de hierro y en este caso se llama concreto armado. Cuando el concreto simple se trabaja además con piedras media songa, produce el llamado concreto ciclópeo, utilizado en cimientos.

Características de sus componentes:

Cemento
Es el material hidráulico aglutinante que tiene la propiedad de endurecerse muy rápidamente cuando se lo mezcla con el agua.

Arena
La arena es un árido fino. Su procedencia puede ser: río, mar, cantera. Químicamente se divide en: Silíceas y calizas. Las silíceas proceden de la disgregación de rocas silíceas y las calizas de la descomposición de rocas calizas o conchas marinas. La calidad de la arena para la formación de morteros y concretos es supremamente importante; conviene que las arenas sean limpias silíceas. Las calizas no deben ser empleadas sobre todo para confeccionar concreto armado.

Las impurezas son perjudiciales porque disminuyen la resistencia y retardan el fraguado (fenómeno químico que consiste en el endurecimiento de las cales y cementos, sin que puedan ablandarse nuevamente). Las impurezas mas frecuentes son: Arcilla, limo y materia orgánica. Para comprobar la pureza de una arena, de un modo sencillo, se toma un puñado y se aprieta entre los dedos, abrir la mano no debe quedar barro ni arcilla adheridos a ella.
La mejor arena para construcción es aquella que está formada por una mezcla de arena gruesa y fina.

Agregados gruesos

Son el triturado, la grava y la gravilla. El triturado que se usa para concreto es de 3x3x3 cm. hasta 5x5x5 cm. La grava tiene un tamaño comprendido éntrelos y 10 cm. y la gravilla de 5 a 30 mm.

Los agregados gruesos deben estar libres de materia orgánica y arcilla; proceder de rocas inactivas que no ataquen el cemento ni sean alterables por la acción de agentes atmosféricos. La presencia del yeso es altamente perjudicial. Además deben tener superficie áspera o rugosa y poca porosidad.

Agua

El agua para hacer morteros y hormigones debe ser limpia; se desecharán: procedentes de industrias que llevan ácidos en disolución; tampoco se emplearan las aguas ferruginosas, ni las que contengan yeso y sal. Las aguas salinas provocan al secarse floraciones salinas que deterioran el concreto y el mortero.

Mortero

El más usado es el confeccionado con cemento portland; se obtiene de la mezcla de Clinker en polvo y el yeso. El Clinker es el resultado de la mezcla de arcilla y piedra caliza en ciertas proporciones sometidas a elevadas temperaturas; es el de mejor calidad y mayor resistencia. Durante el fraguado y el endurecimiento hay que protegerlo del calor y la deshidratación excesiva, para ello cuando se construye se mojan los ladrillos y se riegan los muros.

Dosificación del Mortero

Cuando se prepara mortero es conveniente amasarlo con una mínima cantidad de agua (que quede manejable) ya que el exceso de ésta hace que su resistencia disminuya. La dosificación del mortero se hace indicando el volumen de componente, así: 1:1 ó 1:2 ó 1:4, etc. El primer número siempre indica el volumen de cemento y el segundo el de arena. También se expresa indicando la cantidad de aglomerante que entra en un metro cúbico; por ejemplo, al mortero 1:4 le corresponde una dosificación de 362.5 kilos de cemento o 7.25 bultos (bulto de 50 kilos) y 1.16 m de arena.

Para preparar morteros utilice la siguiente tabla que, de acuerdo a la mezcla seleccionada, le indica la cantidad de cemento y arena necesarios para un metro cúbico.


Dosificación y usos mas corrientes del mortero

Según la dosificación, los morteros pueden ser:

Pobres: Tienen baja cantidad de cemento; se emplean en obras que no exigen gran resistencia ni impermeabilidad. (1:6. 1:8, 1:10, 1:12).
Ordinarios: Dosificación media (1:4 y 1:5).
Ricos: Contienen dosificación alta de cemento; se emplean en obras que requieran ser impermeables o de gran resistencia (1:1, 1:2 y 1:3). Para calcular el consumo de mortero en pañetes se puede hacer uso de la siguiente tabla:


Concreto

La resistencia mecánica del concreto depende de varios factores:

• Calidad y dosificación del cemento.
• Resistencia y limpieza de cada uno de los agregados.
• Cantidad y calidad del agua
• Granulometna de los agregados.
• Condiciones de temperatura y humedad durante los procesos de fraguado y endurecimiento.
• Método de puesta en obra (acomodación de la mezcla a la formaleta)
• Acción que ejerce los aditivos, que pueden subir o bajar la resistencia
• Edad del concreto

El concreto es más resistente mientras más compacto sea el conjunto. Es de singular importancia conocer la dureza o resistencia y otras propiedades de los agregados ya que un concreto que esté hecho, por ejemplo, de piedra arenisca muy débil, no podrá lograr nunca alta resistencia.

Hay varios agentes químicos y físicos que perjudican la resistencia de una mezcla y pueden a la larga descomponer el concreto. Entre otros, están los ácidos, álcalis, aceites y grasas, petróleo y derivados y como factor curioso la presencia de azúcar puede llegar a no permitir el fraguado; la materia orgánica en el agua o en la arena es muy perjudicial.

Los tamaños de los agregados asimilados a dimensiones de diámetro o lados de aristas de los triturados, deben tener una composición granulométrica tal, que haya de todos los tamaños de partículas que varíen de 0.15 a 5 mm. para los agregados finos y de 16 a 30 mm. en los agregados gruesos.

Es importante anotar que tanto la granulometría como la resistencia de los agregados, definen en forma muy variada la resistencia final de la mezcla.

La relación agua-cemento es otro factor decisivo en la resistencia del material; Desdichadamente las mezclas hechas en obra, este factor es frecuentemente descuidado.

Esta relación se puede apreciar en la siguiente gráfica:



Las condiciones de fraguado están relacionadas con la humedad, la temperatura y algunos otros factores. Es necesario mantener la mezcla húmeda; los primeros días debe hacérsele el curado rodándole agua o tapándola con papeles húmedos para evitar la deshidratación acelerada que ocasiona agrietamiento.

La mezcla debe adaptarse completamente a la formaleta; debe tomar contacto con todas las varillas para que se produzca la adherencia y deben secarse todas las burbujas de aire que se producen al vaciar la mezcla a la formaleta. Este proceso puede hacerse manualmente mediante una varilla.

La edad del concreto se empieza a medir desde el momento en que se mezcla el agua con los demás componentes. Para que el concreto adquiera resistencia, se necesita que transcurra el tiempo. El endurecimiento es progresivo. Se distinguen dos etapas

a. Tiempo de fraguado inicial: 45 a 60 minutos
b. Fraguado final: no mayor a 10 horas

Luego sigue el tiempo indefinido de endurecimiento que aumenta a lo largo de los años sin embargo, se caracterizan las resistencias a los 7, 14 y 28 días. Puede apreciarse aumento de resistencia en el siguiente cuadro:

EDAD RESISTENCIA (kg/cm2)
7 días 1
28 días 1.33
3 meses 1.65
6 meses 2
1 año 2.3
2 años 2.66

El proceso de fraguado conlleva una disminución de volumen y se conoce con el nombre de retracción por fraguado.

El uso de aditivos que se agregan al concreto puede variar muchas de sus propiedades.

Los aditivos más usados son:

• Impermeabilizantes
• Aceleradores de fraguado
• Retardadores de fraguado
• Inclusores de aire
• Plastificantes

Dosificación del concreto

La dosificación se da en volumen de cada uno de los elementos que lo conforman. Un hormigón 1:2:4 significa que en su composición entra un volumen de cemento, 2 de arena y 4 de gravilla.


Nota:: Cuando fabrique hormigón para cualquier obra tenga siempre en cuenta las siguientes recomendaciones:

• No use cemento que haya tenido contacto con la humedad o esté pasado (tenga grumos).
• No emplee arena arcillosa o muy fina.
• Para hacer un buen concreto mezcle los materiales en seco hasta lograr un color uniforme (dé por lo menos 2 volteos a la mezcla) y luego agregue el agua.
• Prepare el concreto únicamente con el agua necesaria para que éste quede manejable y por ningún motivo agregue agua durante el proceso de fundido porque su resistencia disminuye.
• Mantenga húmedo el concreto durante las etapas de fraguado y endurecimiento.
• Aplique algún producto desencofrante (aceite quemado, poca cantidad) a la formaleta metálica o de madera que usará para vaciar la mezcla, con el fin de facilitar el desencofrado y reducir el tiempo de limpieza de dichos moldes.

Suelo - cemento

El suelo-cemento es un material compuesto por tierra o suelo natural pulverizado, cemento y agua. El efecto del cemento con esta mezcla es reducir materialmente su contracción y aumentar su resistencia y duración.

Aunque casi toda clase de tierra, siempre que esté razonablemente libre de materia orgánica, servirá para hacer bloques o baldosas, los suelos ideales para obtener un buen suelo-cemento son los formados por un 70% de arena, 5 a 10% de arcilla y 20 a 30% de limos.

Cómo probar la tierra (CINVA-RAM, Metalibec, 1980)

Existe una prueba sencilla de realizar para saber si la tierra que se ha conseguido para hacer suelo-cemento es la apropiada. (Ver figura 11).
a. En un vaso o frasco de boca ancha se hecha tierra hasta un tercio de su capacidad.
b. Se agrega agua hasta llenar dos tercios del recipiente.
c. Se tapa y se agita vigorosamente hasta cuando el contenido de tierra esté en suspensión.
d. Se deja sentar la tierra (30 minutos aproximadamente) hasta cuando se puedan apreciar las distintas capas de cada clase de partículas.

La mejor tierra será la que contenga no menos de una tercera parte del frasco de partículas gruesas, ni más de las dos terceras partes de partículas sólidas.

No sirve la tierra que esté formada por partículas de un solo tamaño. Sin embargo, se puede agregar arena para que la tierra con exceso de partículas finas resulte adecuada.




Proceso de prueba de la tierra
Preparación de la tierra

La tierra seleccionada debe desmenuzarse y cernirse en una zaranda con huecos de 1/4" (6.3 milímetros) aproximadamente; luego, completamente en seco, se mezcla con el cemento hasta que el material tenga un color uniforme. La cantidad de cemento varía dependiendo del uso que se le dé a la mezcla y la cantidad de arena que contenga el suelo. Para determinar la cantidad de arena se toma un frasco dentro del cual se hecha una muestra de tierra de 4 dedos. Se llena de agua hasta el arranque del cuello y se agita invirtiendo el frasco, se deja en reposo y al poco tiempo la arena habrá quedado en el fondo. Una vez conocida la proporción de arena se hace la mezcla según la siguiente tabla:


CONTENIDO
ARENA EN EL FRASCO PARTES DE
CEMENTO TIERRA
1 dedo 1 6-8
2 dedos 1 9- 11
3 dedos 1 12- 14
4 dedos 1 15- 16

Proporciones
Fuente: Manual de saneamiento vivienda, 1965

A la mezcla de suelo-cemento se le agrega agua en poca cantidad. El contenido de humedad es uno de los requisitos más importantes para obtener un material adecuado. Una prueba sencilla para determinarla consiste en tomar una muestra y apretarla; si esta no se adhiere a la mano y puede dividirse en 2 partes sin desmoronarse, quiere decir que es la mezcla correcta.

Este tipo de material se utiliza para hacer bloques para muros, tabletas para pisos, bloque acanalado para conducción de aguas; productos que se obtienen cuando se trabaja la mezcla en la máquina portátil Cinva-ram.



Máquina portátil cinva-ram

También se pueden construir pisos con suelo-cemento, empleando las mismas técnicas generales para hacer pisos en concretos. Para ello hay que construir una base de sustentación bien compactada en recebo o con mezcla de tierras sin estabilizar de 4.5 cm. Máximo; en la forma suelta, habrá que tener 8 cm. de espesor máximo antes de compactarla con apisonador que pese de 7 a 9 kg.

Luego va la capa de acabado de 4.0 cm de espesor (en forma suelta 7.5 cm); con mezcla 1:9 se pueden obtener buenos resultados y con piedras de menos de 6 mm de diámetro, ya que las piedras más grandes tienen la tendencia a desincrustarse dejando agujeros que deterioran el piso.

El piso se construye en secciones de 1.8 m. Aproximadamente, utilizando separadores (tabla).

La mezcla que se prepare debe ser únicamente la que se vaya a utilizar en el término de una hora (aproximadamente 70 paladas). Antes de colocar la capa de acabado debe humedecerse la superficie por completo; después de acabado el piso debe hacerse el curado (mantenerse húmedo) durante 3 a 7 días, según condiciones locales.

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