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1 Índice Introducción_____________________________________________________________ _____03 Objetivos________________________________________________________________ _____04 Glosario_________________________________________________________________ _____05 MAMPOSTERIA______________________________________________________________ _06 Pared__________________________________________________________________07 Tipos de Paredes________________________________________________________08 Clasificación de la mampostería según sus funciones estructurales__________08-10 Clasificación de la mampostería según sus funciones arquitectónicas________10-12 La mampostería como elemento estructural_________________________________13 Sistemas Estructurales -mampostería Simple______________________________________________14 - mampostería confinada___________________________________________14 -mampostería reforzada_________________________________________15-19 Clasificación de las estructuras de mamposteria___________________________19-21

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1

Índice

Introducción__________________________________________________________________03

Objetivos_____________________________________________________________________04

Glosario______________________________________________________________________05

MAMPOSTERIA_______________________________________________________________06

Pared__________________________________________________________________07

Tipos de Paredes________________________________________________________08

Clasificación de la mampostería según sus funciones estructurales__________08-10

Clasificación de la mampostería según sus funciones arquitectónicas________10-12

La mampostería como elemento estructural_________________________________13

Sistemas Estructurales

-mampostería Simple______________________________________________14

- mampostería confinada___________________________________________14

-mampostería reforzada_________________________________________15-19

Clasificación de las estructuras de mamposteria___________________________19-21

Componentes de Muros________________________________________________20-28

Ensayos a muros de Mamposteriá_______________________________________27-29

Conclusiones_________________________________________________________________30

Recomendaciones_____________________________________________________________31

Bibliografía___________________________________________________________________32

Anexos______________________________________________________________________33

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Introducción

En el presente trabajo, se analizarán varios tipos de sistemas constructivos en

mampostería de bloques de concreto, los cuales vienen a ser sistemas

alternativos al ya existente que es el sistema tradicional de construcción de

viviendas en mampostería.

Lo que se pretende conseguir son sistemas que resulten ser más favorables

económicamente, desde el punto de vista del consumidor (que es al final de

cuentas, quien contrata a los profesionales del área); esto sin que se vea afectada

la seguridad de la vivienda.

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Objetivos

Generales:

Obtener los conocimientos necesarios para saber la importancia de la mampostería en los diversos sistemas constructivos que existen asi como sus diversas funciones, usos y limitantes que presentan.

Específicos

Analizar la importancia de la mampostería desde los inicios de la construcción.

Comprender los diversos usos que se le pueden dar a la mampostería

Identificar los beneficios y limitantes que se tienen al construir con mampostería y mampostería reforzada.

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GLOSARIO

Eslabón

Estribo

Estructura

Grout

Mampostería

Sisa

Armadura que se usa para resistir tensiones de corte y tracción diagonal en un miembro estructural, la forma de este es en C.

Armadura que se usa para resistir tensiones de corte y tracción diagonal en un miembro estructural, este elemento es cerrado.

Son construcciones artificiales, en las cuales todos sus elementos están en equilibrio y reposo, los unos con relación a los otros.

Mezcla de cemento, arena, grava, que es colocada en las celdas de las piezas de mampostería alrededor del acero para contribuir a la resistencia a compresión del muro.

Unidades prefabricadas o re moldeadas de piedra, ladrillo o teja cerámica, hormigón, vidrio, adobe u otros materiales similares, en general, suficientemente pequeñas como para ser manejadas por una sola persona.

Espesor de mortero existente entre las unidades de mampostería, generalmente es de un centímetro

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MAMPOSTERIA

Se llama mampostería al sistema tradicional que consiste en la construcción de muros y paramentos, para diversos fines, mediante la colocación manual de elementos que pueden ser, por ejemplo:

ladrillos bloques de cemento prefabricados piedras, talladas en formas regulares o

noEste sistema permite una reducción en los desperdicios de los materiales empleados y genera fachadas portantes; es apta para construcciones en alturas grandes. La mayor parte de la construcción es estructural.En la actualidad, para unir las piezas se utiliza generalmente una argamasa o mortero de cemento y arena con la adición de una cantidad conveniente de agua. Antiguamente se utilizaba también el barro, al cual se le añadían otros elementos naturales como paja, y en algunas zonas rurales excrementos de vaca y caballo.En algunos casos es conveniente construir el muro sin utilizar mortero, denominándose a los muros así resultantes "muros secos" o "de cuerda seca".

Cuando el elemento que conforma el muro es un sillar, a la fábrica resultante se le denomina sillería a hueso, en la que los sillares se colocan en seco sin material que se interponga entre ellos.

Cuando el elemento que conforma el muro es un mampuesto, a la fabrica se le denomina Mampostería en seco, en la que se colocan los mampuestos sin mortero que los una, y a lo sumo se acuñan con ripios.

En su construcción, se utilizarán materiales de la mejor calidad y sus muestras y fuentes de abastecimiento serán sometidas previamente a la aprobación del Interventor.

Cuando se construyan muros estructurales se atenderán además las normas especiales de diseño. Los muros se ejecutarán de acuerdo con los diseños, secciones, longitudes y espesores mostrados en los planos o con las instrucciones u órdenes del Interventor. Antes de iniciar su construcción se harán los trazos iniciales teniendo especial cuidado en demarcar los vanos para puertas y ventanas y considerando además detalles como revoques, enchapados, incrustaciones, rejas u otras. Las hiladas se pegarán niveladas, con espesores de mezclas uniformes y resanadas antes de fraguar la mezcla, cuidándose en enrasar con hilada completa cuando se trata de muros interiores entre dos losas. Todos los ladrillos se humedecerán hasta la saturación antes de su colocación, reservando los que absorban mucha agua para interiores. La cara más importante en todo

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muro será aquélla por la cual se coloquen, aplomen, hilen o nivelen las piezas (ladrillo o bloque) utilizando pegas de mortero horizontales y verticales uniformes; de un espesor aproximado de 1.5 centímetros. La traba indicada en los planos es requisito indispensable para su aceptación o disposición ornamental. Las canchas para las instalaciones eléctricas, sanitarias u otras, solo podrán ejecutarse tres (3) días después de terminados los muros

PARED

Una pared es una estructura sólida vertical que protege o define un espacio. En la construcción, las paredes se utilizan como elementos para delimitar o dividir espacios. Éstas pueden construirse con muy diversos materiales. Sin embargo, actualmente los materiales más empleados son el ladrillo y el cartón yeso, siendo menos frecuentes la madera y sus derivados. Si bien en determinadas zonas del planeta menos desarrolladas aún siguen empleándose técnicas ancestrales como las paredes de piedra, adobe o tapial. En climas más benignos, las paredes pueden adoptar aspectos más ligeros, y estar conformadas por todo tipo de plantas (como la caña de bambú).

El caso de los cerramientos textiles, como los de las carpas o las tiendas de campaña, supondría el límite del concepto "pared", pues aunque seguirían cumpliendo las funciones de separación y protección, carecerían de la cualidad de rigidez inherente al concepto de pared.

Si la pared sólo cumple la finalidad de división, normalmente se emplea ladrillo cerámico, bien macizo (en caso de fachadas) o hueco (en particiones interiores). En la actualidad, para divisiones interiores no estructurales se emplea con mucha frecuencia también el cartón yeso, en forma de placas o paneles anclados a un armazón interior, que puede ser de listones de madera (caso de las Balloon frame

norteamericanas) o más comúnmente de perfiles plegados de acero. También es posible sustituir la placa de cartones yeso por planchas de madera o de algún derivado de la madera, como taleros de partículas, aglomerados, OSB, etc. Si la pared tiene función estructural se denomina pared maestra, muro portante o muro de carga. Las paredes o muros de hormigón casi nunca son sólo un elemento delimitador, sino que comúnmente son también estructurales, soportando vigas,

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forjados o placas. También pueden hacerse paredes o muros portantes de bloques de hormigón o de ladrillo macizo, colocados con distintos aparejos, si bien existen paredes o muros de carga de muchos otros materiales.Las paredes suelen tener tratamientos superficiales de acabado. Las de ladrillo se revisten con morteros de cemento, cal o yeso, que posteriormente se pintan. Las paredes de cartón yeso sólo necesitan pintura, mientras que las de madera normalmente se protegen con barnices o lasures.

Tipos de paredes

Se pueden distinguir los siguientes tipos de paredes: Pared colgante. La que está fuera de plomos o que se inclina de su parte

superior. Pared de fábrica. La que está hecha con ladrillo o piedra labrada o sin

labrar y mezcla de cal y arena. Pared escarpada. La que tiene mayor grueso por la parte inferior que por la

superior, de suerte que vaya éste continuamente disminuyéndose al paso que sube la pared.

Pared maestra. Cualquiera de las principales y más gruesas que mantienen y sostienen el edificio.

Pared mediana o medianera. La común a dos casas.

TIPOS DE ESTRUCTURAS

A continuación se presenta una clasificación de la mampostería como conjunto, según sus funciones estructurales y arquitectónicas.

Clasificación según sus funciones estructurales

La función estructural está ligada a la capacidad del muro para soportar o no carga, diferente a la de su propio peso, por lo cual se tendrán los siguientes tipos de mampostería:

No portante

Es aquella cuya función principal es la de conformar muros que sirvan para dividir espacios, sin tener una función expresa o tácita de soportar techos o niveles superiores. Este tipo de mampostería conforma las particiones o fachadas en edificios con sistemas portantes en pórticos de concreto, acero o, incluso, madera.

En muros exteriores

Las condiciones de exposición en fachadas, fundaciones, etc., donde puede haber presencia de agua al menos por un lado del muro, sea este portante o no, conlleva la necesidad de unidades de baja permeabilidad y absorción con el fin de impedir la entrada de agua a través del muro. Por supuesto, este fenómeno se ve muy

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reducido cuando el muro es protegido, adicionalmente, por medio de revoques, pinturas, hidrófugos, etc. Desde el punto de vista de la resistencia, no se presenta como factor crítico, siempre y cuando soporte la intemperie y sea estable con el tiempo.

En muros interiores

En muros interiores o particiones, las condiciones son las mínimas, pues se entiende que ni desde el punto de vista de cargas ni desde el hidráulico o térmico se van a presentar solicitaciones importantes. En estas condiciones merece un cuidado especial la uniformidad y estabilidad dimensional de las unidades, con el fin de reducir la cantidad de materiales de acabado y evitar la fisuración de los muros por separación de las unidades y el mortero.

Portante

La mampostería portante impone, adicionalmente a las características enunciadas anteriormente, de acuerdo al tipo de exposición, la necesidad de una resistencia superior en los elementos, suficiente para soportar las cargas que debe soportar, o que tengan una resistencia tal que se diseñe la estructura para ella. Esto en cuanto a las unidades, pero como conjunto, aparece la participación del refuerzo, lo que le ha dado la dimensión que posee la mampostería en la actualidad, dentro de los sistemas estructurales.

Según el refuerzo

La presencia del refuerzo en la mampostería determinó su liberación, como sistema estructural, de las ataduras de las resistencias a la compresión, tracción y cortante.

No reforzada (tradicional o simple)

Aunque se hable de mampostería portante, durante mucho tiempo se utilizó mampostería sin refuerzo, de la misma manera como se había venido utilizando la mampostería de arcilla. Esto ya no es posible a la luz de los códigos de estructuras modernos, pero se cuenta en el medio con un sinnúmero de obras ejecutadas de esta manera durante la década de los años 50 y 60; y aún hoy en día con algunas, que dada su magnitud o por no estar bajo los controles de las entidades encargadas de realizarlos, se continúan realizando de este modo.

Reforzada (estructural)

La mampostería estructural reforzada ha hecho posible extender el concepto histórico de la mampostería a estructuras de paredes mucho más delgadas y con alturas de hasta 20 pisos, nivel hasta el que se considera económicamente factible construir edificios de mampostería de concreto. En nuestro medio, si bien se han logrado estructuras de hasta unos 14 pisos, predomina la utilización de la

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mampostería estructural para viviendas de uno y dos niveles y para multifamiliares de 5 pisos, conformando unidades de gran tamaño.

Según el material

Como en otros campos, el concreto compite con la arcilla en el de la mampostería estructural.

Todo concreto

La mampostería estructural “todo concreto” es, antes que una alternativa, una verdadera posibilidad térmica por permitir realizar todo el edificio de manera modular y utilizando un número muy limitado de recursos, en cuanto a materiales, todos ellos fundamentados en el uso del cemento (morteros de inyección, morteros de pega, bloques de concreto, losas de concreto, etc.).

Combinada con otros materiales

A pesar de lo anterior, la mampostería de concreto debe competir técnica y económicamente con la de arcilla, en aquellos lugares, donde están disponibles ambas alternativas.Pero la competencia no es excluyente, sino que en muchos lugares donde se ha tenido tradicionalmente una arquitectura con fachadas de arcilla, se conserva este material en la fachada y se construye el interior en mampostería de concreto, aportando ambos su función estructural.

Clasificación según sus funciones arquitectónicas

Los numerales anteriores han hecho referencia a la función estructural de la mampostería de concreto, la cual puede estar o no ligada a su función arquitectónica de acuerdo tan sólo a la forma física que se le haya dado a las unidades.

Sencilla

Se plantea entonces la posibilidad de tener una mampostería sencilla, elaborada con unidades planas lisas, cuya principal virtud sería la uniformidad total en color, textura y proceso constructivo, para conformar paredes que deben lucirse por sí mismas, sin más atributos desde el punto de vista arquitectónico.

Con acabados no estructural

Cuando las unidades se producen con algún tipo de acabados tradicionales y/o especiales, se abre todo un universo de combinaciones disponibles para el diseñador, que puede aprovechar para sacar el máximo provecho posible del sistema, tanto desde el punto de vista estructural como desde el arquitectónico.

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Unidades con acabados estructurales

Al considerar los acabados se plantea la posibilidad de tener el acabado integrado a la unidad portante o estructural, lo que reduce considerablemente el costo de construcción del muro de fachada. Pero esto implica tener unos cuidados necesarios para asegurar su estanqueidad y calidad estética al mismo tiempo.

Según su empleo en el edificio

Cuando en un medio aparece la mampostería de concreto como un sistema nuevo, disponible para que tanto los ingenieros estructurales como los arquitectos hagan uso de ellos, casi siempre es acogido más fácilmente por los primeros que por los segundos, a pesar de que para ambos profesionales implica aprender a utilizarlo de manera diferente a la de cualquier otro material.

Por escala

A este respecto se hace mención de la utilización de la mampostería de concreto como material de fachada, según el diseño elaborado por el arquitecto. El porcentaje del área de esta, recubierto con elementos de concreto, bien sean unidades portantes o fachaletas, evoluciona muy comúnmente de ciertos detalles o formas, como balcones, antepechos en ventanas, muros de basamentos, etc., hasta recubrir completamente el edificio, pasando por una etapa intermedia de grandes muros en mampostería que contrastan con acentos en otros materiales. En estos casos aparece un fenómeno interesante y es que cuando se tienen superficies muy grandes, la unidad pierde su identidad y se convierte sólo en una textura para la gran superficie, especialmente si la mampostería fue muy bien ejecutada y los materiales son muy uniformes. A este fenómeno contribuye el hecho de pintar la mampostería, lo que le da todavía mayor uniformidad.

Acabado integrado al muro de fachada

Ya se hizo mención de la posibilidad de integrar el acabado al muro de fachada por medio del empleo de bloques con acabados. Sin embargo, esto implica tener unos controles mucho más estrictos en la construcción, tanto en el alineamiento de los muros y bordes de losas como en el aseo de ésta y en la correcta ejecución de las juntas de dilatación entre pisos, porque este tipo de fachada es intocable.Cualquier desalineamiento o error en la modulación será altamente visible.

Fachaleta completa del muro de fachada

La fachaleta de mampostería, por el contrario, ofrece la posibilidad de corregir defectos, desalineamientos o adiciones a un muro o fachada, haciendo uniforme su apariencia externa.

Construcción nueva

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La fachaleta en construcción nueva posee un costo bastante elevado, pues requiere levantar la estructura portante, el muro de cerramiento (los cuales pueden ser uno solo en la mampostería estructural), disponer de las fijaciones y colocar el mortero de adherencia, que la hace casi siempre, más costosa que la alternativa con bloque con acabado incorporado o los muros lisos revocados y pintados.

Construcción existente

En reformas la situación es diferente porque simplemente compite con otros recubrimientos y es muy económica cuando se han hecho alteraciones al paramento y es necesario uniformar su superficie, lo que resulta muy costoso con otros rellenos de mortero y concreto para tener que revocar luego y recubrirlos con otros acabados.

Combinada con otros materiales

Es muy frecuente que, en función del estilo arquitectónico imperante o que se quiera respetar, de los materiales disponibles (entre ellos, diferentes posibilidades de unidades y fachaleta de concreto) y de la capacitación de la mano de obra, se utilice la combinación de elementos de mampostería de concreto con otros de arcilla y con material complementario para detalles como azulejos de cerámica, superficies lisas revocadas (pintadas o no), superficies de vidrio, etc. De la eficiencia en combinar estos recursos disponibles depende en buen grado la aceptación de la mampostería de concreto como material de fachada.

Por imagen

Cada material posee una calidad intrínseca que se transmite a quien lo observa y le imprime carácter a la edificación. De la misma manera como se ha asignado a la ligera la frialdad al concreto, se le ha calificado de cálido a la arcilla cocida, de impersonal al vidrio espejo y de industrial al metal. Sin embargo, se ha observado que la mampostería de concreto ha ido haciendo campo en lugares específicos:

De seguridad

La construcción en concreto, en general, infunde un sentido de fortaleza especial, lo que unido a su resistencia real, permite diseñar estructuras resistentes y seguras al ataque, aun con explosivos. Este carácter no le es esquivo a la mampostería de concreto que, dada la multiplicidad de acabados y ante la posibilidad de rellenar y reforzar las celdas, permite construir estructuras que no sólo parezcan sino que sean verdaderamente resistentes, brindando tanto psicológica como realmente seguridad según los parámetros de diseño empleados.

Estilo arquitectónico

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La realidad, después de todo el recorrido efectuado por las múltiples posibilidades que ofrece la mampostería de concreto es que ésta devuelve en imagen y calidad, la dedicación que los diseñadores hayan tenido para con ella. Para corroborar esto, sólo es necesario recorrer cualquier ciudad, o texto al respecto, y apreciar cuán diferentes pueden ser diversas obras realizadas con el mismo material, que puede dar una imagen de modernidad o incorporarse dentro de un contexto histórico, reflejar economía y coherencia o derroche de imaginación y forma, en construcciones de bajo costo o en aquellas de primera categoría, en espacios públicos o en la intimidad del hogar; pero siempre mostrando unos de los “múltiples rostros de la mampostería de concreto”.

La mampostería como elemento estructural

Las estructuras de mampostería en su vida útil pueden estar sometidas a las siguientes solicitaciones:

Carga axial o vertical, debida al peso de la losa, las cargas vivas y al peso propio de la mampostería.

Fuerzas cortantes y momentos flexionantes, debidas a las fuerzas de inercia durante un sismo.

Empujes normales al plano del muro, causados por viento, agua o tierra, así como las fuerzas de inercia por sismos que actúan en dirección normal al plano del muro.

Falla ante carga axial

Esta falla depende de la interacción de piezas y mortero: las piezas restringen las deformaciones transversales del mortero induciendo en éste, esfuerzos de compresión en el plano transversal.

En las piezas se introducen esfuerzos de tensión que disminuyen su resistencia. Es inusual que se presente este tipo de falla, y puede ser causada por piezas de mala calidad o porque éstas han perdido capacidad de carga por intemperismo.

Falla por flexión

Se produce cuando se alcanza el esfuerzo resistente en tensión (del orden de 1 a 2 kg/cm²). Es grave cuando no existe en la mampostería acero de refuerzo, ya que éste toma los esfuerzos de tensión. Se identifica mediante grietas horizontales en los extremos de los muros, que se van haciendo más grandes en la parte inferior.

Falla por cortante

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Hay dos tipos: Falla por cortante, cuando la grieta es diagonal y corre sólo a través de las juntas de mortero; y la Falla por tensión diagonal, cuando la grieta es casi recta, rompiendo las piezas. La mayoría de estas fallas se deben a que no se cuida el diseño en la estructura.

Comportamiento de la mampostería

Si la mampostería presenta una pérdida de rigidez y resistencia rápida, la falla se presenta por cortante o por tensión diagonal; es una falla de tipo frágil. Si la pérdida de rigidez y resistencia es gradual, la falla se presenta por flexión y es de tipo dúctil.

Antes del agrietamiento el muro se comporta de manera elástica lineal; al momento de agrietarse su comportamiento depende sólo de la cantidad y disposición del acero de refuerzo. Cuando existe poco refuerzo, el elemento tiene poca capacidad de disipar la energía y se presenta la falla frágil; pero, al tener refuerzo suficiente, el muro es capaz de soportar altos niveles de carga con grandes deformaciones.

Sistemas estructurales

Se clasifican en tres grupos: 

Mampostería simple, confinada y reforzada interiormente.

Mampostería simple

Construidas con piezas macizas de tipo artesanal que no cuentan con ningún refuerzo ya sea interior o perimetral. Los tipos de falla más reportados son: 

— Agrietamiento vertical en las esquinas, en unión de muros perpendiculares.— Agrietamiento inclinado, por los esfuerzos de tensión diagonal en las piezas. — Concentración de grietas en las aberturas.— Colapso de muros largos.— Caída del sistema de techumbre.

Mampostería confinada

Es el tipo de sistema constructivo más empleado para vivienda en México. Está basado en muros de carga hechos con piezas macizas o huecas, confinados en todo su perímetro por elementos de concreto reforzado (dalas y castillos), que forman un marco confinante.

Antes del agrietamiento diagonal, el comportamiento de la mampostería confinada no depende de las características del marco confinante; después de este agrietamiento, la posible reserva de carga y ductilidad de la estructura sí

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dependen de él, especialmente la resistencia en cortante de las esquinas.Si la resistencia al cortante es baja, la grieta diagonal se prolonga muy rápido sin aumento en la carga, mientras que si la esquina es resistente, se tiene un incremento en la carga hasta la falla por aplastamiento local, evitando el tipo de falla frágil. Este marco confinante proporciona esa capacidad de deformación, una liga efectiva con los elementos adyacentes, tanto muros como sistemas de piso y entrepiso.

El agrietamiento puede originarse ya sea por hundimientos diferenciales en el terreno, el uso de materiales de baja calidad o intemperizados, o la ausencia de confinamiento adecuado; por lo que es importante que los muros cumplan los requisitos para mampostería confinada de las Normas Técnicas Complementarias. Los requisitos que la propuesta de Normas Técnicas Complementarias establece para la Mampostería Confinada están en las figuras 1, 2, 3 y 4.

Mampostería reforzada interiormente

Estos muros están construidos con piezas huecas reforzados en su interior con barras de acero de alta resistencia y diámetros pequeños. Se colocan de forma vertical dentro de las celdas y en juntas horizontales de mortero. Su uso ha estado limitado por las dificultades que presenta este tipo de sistema en su construcción, la falta de control de calidad y el uso tradicional de la mampostería confinada. Para garantizar la correcta colocación del refuerzo y el llenado de los huecos, la supervisión durante su construcción tiene que ser más elaborada y detallada. Los requisitos que la propuesta de Normas Técnicas Complementarias establece para la Mampostería Confinada están en las figuras 5 a 8. Acero de refuerzo en mampostería. Las Normas Técnicas Complementarias para el Diseño y Construcción de Estructuras de Mampostería son claras respecto a las condiciones del detallado del refuerzo. “El refuerzo que se emplee en castillos, dalas, elementos colocados en el interior del muro y/o en el exterior del muro, estará constituido por barras corrugadas, por malla de acero, por alambres corrugados laminados en frío, o por armaduras soldadas por resistencia eléctrica de alambre de acero para castillos y dalas, que cumplan con las Normas correspondientes. Se admitirá el uso de barras lisas, únicamente en estribos y en los alambres de las mallas electrosoldadas o en conectores.”

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 Refuerzo horizontal en juntas de mortero

Este refuerzo ayuda a repartir mejor la fuerza cortante evitando su concentración en los extremos y evita que al presentarse las grietas en los muros éstas se abran ya que soporta parte de esta fuerza. Las Normas Técnicas Complementarias mencionan que: “El refuerzo horizontal colocado en juntas de mortero deberá ser continuo a lo largo del muro, entre dos castillos si se trata de mampostería confinada, o entre dos celdas rellenas y reforzadas con barras verticales en muros reforzados interiormente. Si se requiere, se podrán anclar dos o más barras o alambres en el mismo castillo o celda que refuercen muros colineales o transversales. No se admitirá el traslape de alambres o barras de refuerzo horizontal en ningún tramo”.

Es importante resaltar que la nueva propuesta de las Normas Técnicas Complementarias de Mampostería, en el punto 5.4.3.1 (tipos de acero de refuerzo) no permiten el uso de la malla electrosoldada tipo “escalerilla” como refuerzo horizontal, ya que estudios recientes muestran que este tipo de refuerzo horizontal provoca en el punto del electrosoldado una falla frágil que deriva en un mal desempeño del muro ante cargas horizontales producidas por sismo.

Refuerzo de muros por cortante

La nueva propuesta para las Normas Técnicas Complementarias, en el punto 5.4.1 menciona que para mejorar el desempeño estructural de muros y aumentar de manera considerable su resistencia a fuerzas cortantes, se recomienda usar la malla electrosoldada en una o ambas caras. En el punto 5.4.1.1 menciona que la malla electrosoldada deberá ser anclada a la mampostería y recubierta por una

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capa de mortero. Este tipo de refuerzo es aceptado para resistir la totalidad de la carga lateral cuando la carga vertical sobre el muro sea de tensión. Esta solución es factible para la reparación de muros.

Aceros de refuerzo de alta resistencia

Existen productos en el mercado que aunque bien no son nuevos, son vanguardistas y cumplen los requisitos mencionados tanto en los reglamentos como en las Normas Técnicas Complementarias.Estos productos elaborados con aceros con límites de fluencia entre 5,000 y 6,000 kg/cm2, son los llamados de “alta resistencia”, que tienen la ventaja de que sus características están controladas en un proceso de fabricación y que sus propiedades son uniformes y que cumplen con las Normas de Calidad.

Entre estos productos están:

Varilla G-60, “alta resistencia”

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Esta varilla debe reemplazar al uso de la malla electrosoldada tipo “escalerilla” como refuerzo horizontal en muros de mampostería, para que el comportamiento del muro ante fuerzas cortantes sea mucho más eficientes, y se evite la falla frágil. El uso de esta varilla como refuerzo vertical permite que los diámetros de estas varillas sean menores y por consiguiente el concreto pueda llenar los huecos de refuerzo, formando castillos interiores más eficientes que soportan las fuerzas de tensión provocadas por los momentos de volteo.

Armaduras electrosoldadas

Los reglamentos hablan de dalas y castillos y que con su uso en las construcciones de mampostería, se puede aumentar la resistencia del muro ante fuerzas cortantes, ya que su función no es soportar cargas en condiciones normales, sino mantener los elementos unidos; una vez agrietada la mampostería, el refuerzo en estos elementos evita la falla frágil, soportando esfuerzos por flexión y por cortante. El refuerzo de estos elementos puede ser solucionado con armaduras electrosoldadas de alta resistencia, llamados “castillos electrosoldados”.

El Dr. Óscar Hernández Basilio —con base en sus estudios de 1987— recomienda el uso de los estribos de varillas de diámetros pequeños y alta resistencia en lugar de los estribos formados por alambrón ya que permiten confinar mejor al concreto, aun para altos niveles de fuerza cortante, ya que son capaces de soportar mayores esfuerzos que los elaborados con alambrón.

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Malla electrosoldada

La de alta resistencia puede usarse como refuerzo en muros cuando se necesite aumentar la resistencia a fuerzas cortantes de muros.

Clasificación de las estructuras de mampostería

Según su destinoGrupo R (residencial) división 3 (viviendas y albergues); residencias de congregaciones (cada una con capacidad para 10 personas o menos) (para una clasificación de resistencia al fuego); sección 310.1 UBC 97.

Categoría 4 (estructuras para destinos estándar) la cual utilizamos para el cálculo del factor de importancia sísmica; en la tabla 16-k UBC 97 (por el método de diseño simplificado).

Edificaciones resistentes al fuegoLos elementos estructurales de acero, fierro, hormigón y mampostería en edificaciones resistentes al fuego son considerados del tipo I. sección 602 UBC 97.

Los muros y tabiques permanentes deben ser de construcción incombustible resistente al fuego, con excepción de los tabiques permanentes sin carga de

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construcción con resistencia al fuego de una o de dos horas que no formen parte de un cerramiento de recinto, los cuales puedan tener madera ignifuga en su sistema.

Períodos de resistencia al fuego de muros y tabiquesUnidades de mampostería de hormigón con escoria o piedra pómez expandida, tabla 7-B UBC 97, con un espesor terminado mínimo cara a cara (pulgadas):

Requisitos para muros exteriores y protección de aberturas, basados en la ubicación en la propiedad

Tabla 5-A UBC 97.

COMPONENTES DE MUROS

Cemento

En 1824 Joseph Aspdin, un albañil inglés, recibió una patente para cemento conocido hoy como Cemento Pórtland. Este descubrimiento destacable ha abierto la puerta a la creación del concreto moderno Normalmente, alrededor del 7 a 14% del total de volumen de concreto consiste en cemento. Este componente, en volumen, es el menor de todos, sin embargo, es el más costoso y crítico. Debido a que los dos requerimientos (resistencia y durabilidad) son dependientes del tipo y calidad de pasta usada, para lo cual están disponibles diferentes tipos de cemento.

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Tipos de cementos

Cementos hidráulicos

1. cemento portland:

Los cementos Pórtland son cementos hidráulicos compuestos principalmente de silicatos de calcio hidráulicos. Los cementos hidráulicos fraguan y endurecen al reaccionar químicamente con el agua. Durante esta reacción, llamada hidratación, el cemento se combina con agua para formar una pasta de aspecto similar a una roca.

Cuando la pasta (cemento y agua) se agrega a los agregados (arena y grava, piedra triturada u otro material granular) actúa como adhesivo y une a todas las partículas de agregado para formar así el concreto, el material de construcción más versátil y de mayor uso en el mundo. Existen diferentes tipos de cemento Pórtland, para satisfacer las diferentes necesidades químicas y físicas para propósitos específicos. La norma ASTM C-150 “Especificación Estándar para Cemento Pórtland”, especifica ocho tipos de cementos Pórtland:

Tipo I: NormalTipo IA: Normal, inclusor de aireTipo II: De resistencia moderada a los sulfatosTipo IIA: De resistencia moderada a los sulfatos, inclusor de aireTipo III: De alta resistencia a edad tempranaTipo IIIA: De alta resistencia a edad temprana, inclusor de aireTipo IV: De bajo calor de hidrataciónTipo V: De resistencia elevada a los sulfatos

2. cementos mezclados:

El reciente interés en la conservación de energía ha impulsado el uso de materiales secundarios en el concreto de cemento Pórtland. Los cementos hidráulicos mezclados se producen al mezclar de manera íntima y uniforme dos tipos de materiales finos. Los principales materiales de mezclado son el cemento Pórtland, escorias de alto horno molidas, cenizas volantes y otras puzolanas, cal hidratada y combinaciones previamente mezcladas de cemento con estos materiales.

Los cementos hidráulicos mezclados deben cumplir con los requisitos de la norma ASTM C-595 “Especificaciones de Norma para Cementos Hidráulicos Mezclados”, que especifica cinco clases de cementos hidráulicos mezclados:

Cemento Pórtland de Escoria de alto Horno --- Tipo ISCemento Pórtland – Puzolana – Tipo IP y Tipo PCemento de Escoria --- Tipo SCemento Pórtland Modificado con Puzolana --- Tipo I(PM)

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Cemento Pórtland modificado con Escoria --- Tipo I(SM)

3. cementos de albañilería:

Los cementos de albañilería son cementos hidráulicos diseñados para emplearse en morteros para construcciones de mampostería. Se componen de alguno o varios de los siguientes compuestos: cemento Pórtland, cementoPórtland. Los cementos de albañilería deben cubrir los requisitos de la norma ASTM C-91“Especificaciones de Norma para Cementos de Albañilería”, que los clasifica como:

Tipo N: Utilizado para morteros Tipo N, O según ASTM C-270Tipo S: Utilizado para morteros Tipo S según ASTM C-270Tipo M: Utilizado sin adición de otros cementos ni de cal, para morteros Tipo M según ASTM C-270.

4. cementos expansivos:

El cemento expansivo es un cemento hidráulico que se expande ligeramente durante el período de endurecimiento a edad temprana después del fraguado. Debe satisfacer los requisitos de la especificación ASTM C-845 “Especificaciones de Norma para Cementos Hidráulicos Expansivos”, en la cual se le designa como cemento Tipo E1. Comúnmente se reconocen tres variedades de cemento expansivo, mismas que se designan como K, M y S, las cuales se agregan como sufijos al tipo.

OTROS CEMENTOS

1. cementos especiales:Existen tipos especiales de cemento que no están necesariamente incluidos en las especificaciones; algunos de ellos contienen Cemento Pórtland, mencionando a continuación algunos:

Cementos Para pozo petroleroCementos Pórtland Impermeabilizados.Cementos PlásticosCementos de fraguado reguladoCementos con adiciones funcionales

MORTERO

El mortero es una mezcla de un árido fino (arena), un conglomerante (yeso, cal o cemento) y agua. Se utilizan sobre todo como material de unión de las piezas que forman las obras de fábrica, tanto si es cerámica, como de bloques de concreto o de piedra natural.

Propiedades del mortero:a) resistencia:

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b) plasticidad:c) adherencia:d) velocidad de endurecimiento.e) retención de agua:

.TIPOS DE MORTERO:La clasificación del tipo de mortero bajo la especificación de propiedades depende de la resistencia a la compresión, la retención de agua y el contenido de aire.

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Unidades de mampostería

Los bloques de concreto son conglomerados paralepípedos rectangulares, prefabricados con grandes perforaciones en el eje perpendicular al lecho de asiento de la pieza. Las perforaciones no podrán superar los dos tercios de su volumen.

Características de unidades:

Aunque inicialmente los bloques de concreto se fabricaban en bloques macizos, hoy en día se aligeran ya, mediante huecos de diferentes formas. Su uso se ha extendido en los últimos años, por las siguientes ventajas:

Su facilidad de preparación en cualquier lugar. Su excelente adherencia a morteros y concretos. Sus buenas condiciones de aislamiento térmico y acústico. Su posibilidad de refuerzo, en algunos puntos de aplicación de cargas,

mediante relleno de las canales coincidentes. Esto permite, incluso, que puedan ser convenientemente armados.

Materiales:

Los Bloques de concreto son hechos de una mezcla de cemento Pórtland y arena de río o arena pómez, más agua limpia y algunas veces otros constituyentes (agregados para inclusión de aire, pigmentos para coloración, impermeabilizantes, etc.) moldeados en formas especiales, vibrados o a presión mecánica sometidos a procesos de curado en cámaras de humectación.Medidas:

Los tamaños usados más comunes son:

Resistencia:

La resistencia de las unidades, medido sobre el área bruta, no debe ser menor que los valores dados en la siguiente tabla: 12

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Nota: Los bloques de 9 ó 10 Cm de ancho no podrán usarse para propósitos estructurales, sólo podrán emplearse para tabiques o muros divisorios que no soportan carga vertical ni lateral, excepto su propio peso.

Porcentaje de absorción:

Es la cantidad máxima de agua que puede absorber un bloque. Se puede indicar en dos formas:Absorción Máxima AbsolutaAbsorción Máxima en Porcentaje

Normas:

COGUANOR NGO 41-008: Agregados o áridos. Especificaciones para los agregados de baja densidad empleados en bloques de hormigón.COGUANOR NGO 41-054: Bloques huecos de hormigón para Paredes o Muros, y Tabiques. Especificaciones.COGUANOR NGO 41-055: Bloques huecos de hormigón para paredes o muros, y tabiques. Toma de muestras.COGUANOR NGO 41-056 H1: Bloques huecos de hormigón para paredes o muros y tabiques. Determinación de las dimensiones, humedad y absorción de agua.COGUANOR NGO 41-056 H2: Bloques huecos de hormigón para paredes o muros, y tabiques. Determinación de la resistencia a la Compresión.

ACERO

Este material se usa en varias formas como: varillas de refuerzo, pernos, clavos, perfiles estructurales, etc. Las barras lisas y corrugadas de acero al carbono son fabricadas por laminación de lingotes, palanquillas y rieles de ferrocarril de sección T, obtenidos por uno de los siguientes procesos: horno de solera abierta, convertidor básico de oxígeno y horno eléctrico.

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Los aceros al carbono, son los que contienen, en poca cantidad, y con carácter de impurezas, algunos entes químicos diferentes del Fe (hierro) y del C (carbono).

Propiedades fisicomecánicas del acero:

Las varillas de acero deberán cumplir los requisitos de la norma COGUANOR NGO 36-011 “Barras de Acero; para Hormigón (Concreto) Armado”, cuyos parámetros determinarán la calidad del material; como:

resistencia a tensión: límite de fluencia: elongación: prueba de doblado: Otros parámetros son importantes, al someter a estudio el acero,

como:Dureza BrinellImpactoResistencia a la CedenciaReducción de ÁreaAdherencia

Tipos de barras de acero:

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Las barras de acero para hormigón armado se suministran en longitudes de 6, 9 y 12 m; sin embargo, las barras de 6.35 mm (un cuarto de pulgada) podrán ser suministradas en rollos.

La resistencia del refuerzo puede ser grado 40, 60 ó 70 (equivalente a 40000, 60000 y 70000 PSI), siendo este último de alta resistencia. El refuerzo grado 33 o comercial no debe usarse para aplicaciones estructurales en vista que no posee ductilidad ni uniformidad. Únicamente para aplicaciones secundarias como aceras, bordillos, etc.

Las varillas de refuerzo grado 40 y/o grado 60 se identifican por números, siendo los más utilizados en el campo de la construcción local de viviendas, las descritas en la siguiente tabla.

Ensayos de muros de mampostería

Ensayo de Compresión

Procedimiento de ensayo:Se coloca el prisma de manera de aplicarle una carga distribuida verticalmente, en los apoyos que permiten mantenerlo adecuadamente nivelado, como se observa en la Figura.

La carga se aplica gradualmente hasta observar la primera falla y el valor de carga en que ocurre colapso. Los prismas se ensayan a 3, 7, 28 y 56 días de edad.

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Esquema de aplicación decarga de ensayo a compresión

Ensayo de adherencia y Fricción

Procedimiento de ensayo:Se coloca el prisma dentro de un marco que permita una adecuada aplicación de cargas laterales y de confinamiento; como se muestra en la Figura. La aplicación de carga de confinamiento se aumenta a partir de la obtención de la falla por adherencia, luego se repite el proceso hasta que se pierda la capacidad de confinamiento (colapso). Los prismas se ensayaron a 3, 7, 28 y 56 días de edad.

Esquema de Aplicación de Cargadel Ensayo de Adherencia y

Fricción

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Ensayo de Corte:

Procedimiento de ensayo:Se coloca el prisma en el marco de carga de manera que esquinas opuestas se encuentren alineadas respecto a la vertical, como se observa en la Figura. La carga se aplica gradualmente hasta observar el tipo de falla y el valor de carga última en la que ocurre colapso. Los prismas se ensayaron a 3, 7, 28 y 56 días de edad.

Esquema de Aplicación de Carga del Ensayo a Corte

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Conclusiones

La mampostería es la unión de bloques o ladrillos de arcilla o de concreto con un mortero para conformar sistemas monolíticos tipo muro, que pueden resistir acciones producidas por las cargas de gravedad o las acciones de sismo o viento.

Entre los ensayos de resistencia que se puedan realizar a los muros de mampostería se pueden mencionar el de resistencia a la deformación por cargas laterales y entre los ensayos no destructivos podemos mencionar el de Martillo esclerométrico.

La mampostería la podemos clasificar de acuerdo a la utilidad que se desea.

En los ensayos practicados en el laboratorio, ha quedado claro que los sistemas alternativos son lo suficientemente resistentes como para soportar las solicitaciones de carga lateral que exigen los códigos de diseño internacionales.

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Recomendaciones

Para fines del laboratorio se recomienda la elaboración de una pared para luego ensayarla y verificar las propiedades mecánicas de los materiales como un conjunto para saber la resistencia que pueden llegar a alcanzar en conjunto.

Es necesario tener un conocimiento general de las normas técnicas a utilizar para realizar los ensayos a los diferentes materiales que se utilizan en la mampostería y así mismo saber aplicar las normas para los diferentes ensayos de mampostería.

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Bibliografía

Páginas de internet consultadas:

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/sedes/manizales/4080020/ Lecciones/Capitulo%203/MAMPOSTERIA%20ESTRUCTURAL.htm

Tesis:Ingeniero: Héctor Giovanny Barreda MoralesTema: validación de los sistemas constructivos a base de bloques de Concreto alternativos y acero de alta resistenciaGuatemala, abril de 2009.

Tesis:Ing. Aldo Mario Iroshi Franco JimenezTema: determinación de la correlación de resistencia entre Muros a

escala natural y prismas de mampostería a esfuerzos de corte y compresión.

Guatemala, noviembre de 2005.

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Anexos

Detalle de muro de mampostería a escala natural