I

SENACYT Secretaria Nacional

de Ciencia y Tecnobgia

CENTRO DE INVESTIGACIONES DE INGENIERIA - CII UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERIA

1 .. INFORME FLNAL

Investigador Principal: Dr. Ing. Edgar Virgilio Ayala Zapata

Investigador Asociado: Ing. Francisco Javier Quiñónez de la Cruz

Auxiliares de Investigación: David Estuardo Ortega Valvert Julio Oswaldo Pirir Quelex

GUATEMALA, 30 DE AGOSTO DE 2002

INDICE GENERAL

1. INTRODUCCI~N

n. ANTECEDENTES

111. OBJETIVOS

rv. METODOLOGÍA

V. RESULTADOS Y ANALISIS

VII. CONCLUSIONES

VIII. RECOMENDACIONES

E. BIBLIOGRAF~

ANEXO 1

ANEXO 11

ANEXO 111

ANEXO IV

ANEXO V

PAGINA

1

2

4

5

30

46

48

49

54

59

61

64

72

INDICE DE TABLAS

TABLA No. 1 TABLA No. 2 TABLA No. 3 TABLA No. 4 TABLA No. 5 TABLA No. 6 TABLA No. 7 TABLA No.8 TABLA No. 9 TABLA No. 10 TABLA No. 11 TABLA No. 12 TABLA No. 13 TABLA No. 14 TABLA No. 15 TABLA No. 16 TABLA No. 17 TABLA No. 18 TABLA No. 19 TABLA No.' 20 TABLA No. 21 TABLA No. 22 TABLA No. 23

Pág. 4 9 9 9 22 23 25 25 30 32 34 34 36 37 39 40 41 4 1 43 44 61 62 63

INDICE DE FOTOS

FOTO No. 1 FOTO No. 2 FOTO No. 3 FOTO No. 4 FOTO No. 5 FOTO No. 6 FOTO No. 7 FOTO No. 8 FOTO No. 9 FOTO No. 10 FOTO No. 11 FOTO No. 12 FOTO No. 13 FOTO No. 14

INDICE DE FIGURAS

FIGURA No. 1 FIGURA No. 2 FIGURA No. 3

Pág. 7 10 13 14 15 17 17 20 20 2 1 24 26 29 29

Pág. 6 16 28

iii

DOCUMENTO FINAL

El propósito de ésta investigación es profundizsr en el conocimiento de los materiales que conforman el adobe, su comportamiento al ser sometido a cargas de flexión y compresión, su comportamiento en el ensayo de absorción, las técnicas de la fabricacibn del adobe, así como la construcción de muros reforzados con caña de castilla, todo esto va encaminado a tecnificar la construcción de viviendas con adobe, para que soporten fenómenos naturales como los sismos.

Durante el desarrollo de este proyecto de investigación se obtuvo resultados satisfactorios entre ellos podemos mencionar que se evaluaron inicialmente los adobes hechos en el campo, específicamente en el municipio de Salamá del d e p m e n t o de Baja Verapaz y adobes fabricados en condiciones controladas en el laboratorio utilizando materiales originarios de Villa Nueva; también se analizaron las propiedades fisicas y mecánicas de los adobes, se seleccionaron los metodos de ensayo de los morteros de unión de los adobes, para determinar el sistema constructivo que se puede desarrollar. Se definió la metodología de fabricación de adobes en el laboratorio, los cuales fueron utilizados en la construcción de muros. Finalmente se identificaron y seleccionaron los refuerzos de los muros y se identifid y analizaron los sistemas constructivos de muros construidos con adobe, y se definió el mecanismo de evaluación del comportamiento de los muros de adobe reforzados con caña de castilla y sin refuerzo sometidos a carga lateral. Se presentan los resultados obtenidos y su anhíisis respectivo.

Los métodos constructivos que se estudiaron en éste proyecto aportan conocimiento de alternativas constructivas económicas y eficientes para disminuir el déficit habitacional en Guatemala, éstos métodos constructivos consisten en fabricar viviendas de adobe con refuerzo de caña de castilla, pero para llevar a cabo este proceso es necesario elegir los materiales más adecuados para la fabricación de adobes con sus respectivos morteros y determinar el refuerzo necesario para que sean viviendas antisísrnicas, pero todo este proceso se lleva a cabo por medio de ensayos a los adobes, morteros y muros reforzados

Este proyecto permite aportar conocimientos a las comunidades que utilizan el adobe como material de constniccibn, generando opciones de transferencia de tecnología. Así mismo se presenta un alternativa metodológica en la utilización del adobe para mejorar la calidad de la construcción de viviendas con éste material.

Esta investigación se realizó en la Sección de Tecnología de Materiales y Sistemas Constructivos del Centro de investigaciones de Ingeniería, donde se contó con la permanente colaboración para la realización de la investigación del Ing. Mario Corzo, Ing. Inf. Luis Palencia, Ing. Inf Ornar Medrano, los técnicos Fabio Sánchez, Carlos Garrido y Bernardo Fuentes, así como el incondicional apoyo del Sr. Carlos Yaque.

Así mismo se tuvo la estrecha colaboración del Ing. Inf. Byron Orozco, quien tuvo a bien mantener en perfecto estado la maquinaria y equipo utilizado durante la investigación.

Este proyecto forma parte de las líneas de investigación en Materiales de Construcción, Sistemas y Mktodos Constructivos definidas por la Comisión de Construcción del CONCYT.

Este proyecto contribuye aportando nuevos conocimientos al programa de investigación en construcciones de adobe, sin embargo, para no dejar incompleto el conocimiento que se ha ido generando, se hace necesario el financiamiento de más investigaciones en el tema, orientándolas en la dirección de evaluar una propuesta de vivienda terminada que sea construida con adobe. De esta manera se podrá realizar la transferencia tecnológica necesaria, para que los conocimientos generados sean aplicables en la construcción de viviendas de adobe por los sectores de la población que utilicen éste material.

IL ANTECEDENTES

Desde los inicios de la humanidad ya los primeros hombres construían con tierra, formando con eiia paredes protectoras para cerrar las entradas de sus cavernas. La tierra ha sido un material de construcción usado en todos los lugares y ea todos los tiempos. Los hombres se familiarizaron con sus características y aprendieron a mejorarlas agregándole algunas fibras vegetdes, o a intercalar algunas ramas como refuerzos para consolidar sus resistencias. Una variedad del uso de la tierra en combinación con otros materiales, principalmente de origen vegetal, son las construcciones de bajareque. Luego, ya tratados por el fuego, aparecen los ladrillos, material inmejorable para su uso en diferentes tipos de construcción.

Desde un punto de vista arquitectónico, o más bien ecológico, la vivienda popular, debe ser autóctona, para que la vivienda tenga éstas cualidades deben de usarse los materiales naturales que se tienen en el lugar, como por ejemplo, los esquimales construyen sus iglúes con bloques de hielo, los bosquimanos hacen sus ranchos con ramas de material vegetal liviano, los habitantes de los desiertos construyen con tierra, los nómadas hacen sus casas con material obtenido de la lana de sus ovejas, los colonos norteamericanos usaron los troncos de los bosques.

La vivienda popular debe tener ciertos de los siguientes requisitos:

+ Debe ser construida con mktodos sencillos fáciles de entender. La familia, niños mujeres, ancianos deben poder cooperar en su constmcción. Nada de tecnicismos ni herramientas ni complejidades mecánicas.

+ Debe ser posible repararla por las mismas personas que la construyeron. Usando las mismas técnicas simples usadas en su construcción.

+ El mantenimiento y reparación debe poder hacerse usando los mismos materiales.

+ Debe proteger eficazmente de la intemperie a sus habitantes.

+ Ofrecer comodidad a sus habitantes de manera durable.

+ Deben ser seguras, brindando protección a sus moradores de animales, clima, y fenómenos naturales.

Para no alargar esta lista no se mencionan características como conocimiento, bajo costo, economía de materiales, de mano de obra, incorporados como requisitos básicos en el haber social, lo mismo que su aceptación por la cultura local.

Todas esas caracteristicas las presentan con &o sumo las construcciones con tierra, de hecho las casas de adobe se funden en el paisaje de manera armónica, no presentan discrepancia con el ambiente y tradicionalmente han sido bien aceptadas por las sociedades que las usan.

En los tiempos modernos se ha reemplazado la tierra por otros materiales como el vidrio, el hierro y el concreto, en especial para las construcciones urbanas, quedando las construcciones de t i m sobretodo para las viviendas d e s y casos especiales de viviendas de alto costo, principalmente en los países del llamado tercer mundo. En una economía altamente tecnificada como la que se vive hoy, es natural que así suceda con las construcciones urbanas en donde los edificios de altura son más numerosos y el espacio se usa más intensivamente.

Durante muchos años se han realizado investigaciones que han aportado conocimientos valiosos y han generado tecnología que ha permitido mejorar las construcciones con adobe, entre ellas podemos mencionar algunos aspectos que han sido investigados, como son los materiales básicos, sus mezclas, cantidad de agua óptima, métodos de fabricación y curado, morteros de unión, refuerzos de muros, sistemas constructivos, revestimientos, pisos, techos, métodos de ensayo, comportamiento ante cargas estaticas y dinámicas, adherencia con materiales diversos, etc.

Alrededor del mundo existen investigaciones que se encuentran generando información científico-tecnológica, desarrollada en numerosos países como Francia, Alemania, Estados Unidos, Australia, donde se encuentran grupos de académicos generando conocimiento, analizando información y actualizando tecnologías relacionadas con las construcciones de adobe y con otras manifestaciones constructivas de la tierra. En el anexo 11 se mencionan algunas universidades y centros de investigación que desarrollan proyectos de investigación en construcciones con tierra en la actualidad.

El desarrollo investigativo ha sido diferente de acuerdo a la importancia que tienen las construcciones de adobe dentro de cada situación nacional, sea ésta por razones culturales, climáticas, económicas o de otro tipo.

En Guatemala existen estadísticas proporcionadas por los censos habitacionales sobre los matetiales de construcción utilizados en las viviendas a nivel nacional, las cuales se muestran a continuación.

TABLA No. 1 Locales de Habitación Particulares

Censo realizado en abril-mayo 1994 por el Instituto Nacional de Estadística.

AREA URBANA AREA RURAL

Durante la búsqueda bibliográfica se encontraron una cantidad elevada de investigaciones, documentos, videos, diapositivas que se han documentado sobre el tema de las construcciones con adobe. En la bibliografia que aparece al final de éste informe se adjunta una parte de la bibliografia identificada a lo largo de éste trabajo de investigación.

IiI. OBJETIVOS

Objetivo Principal:

- Realizar una evaluación de la construcción de los muros de adobe y comportamiento de los muros reforzados sometidos a carga lateral..

Objetivos específicos:

- Defínir metodología de fabricación de adobes en el laboratorio - Evaluar características fisicas y propiedades mecánicas de los adobes - Evaluar propiedades mecánicas de morteros de unión de los adobes - Identificar refiierzos de los muros - Evaluar el sistema constructivo de muros construidos con adobe - Evaluar el comportamiento de los muros de adobe sometidos a carga lateral

IV. METODOLOGIA

La metodología utilizada en la investigación se describe a continuación, la cual contiene información del trabajo realizado en el campo, de laboratorio y de oficina.

Búsqueda y análisis de bibliografía

Se consultaron diferentes tipos de bibliografia para tener un buen criterio, referente a la fabricación del adobe, manuales, ensayos a realizar, fabricación de prismas y construcción de muros. Esta bibliografia se obtuvo de fuentes tales como tesis, congresos, seminarios, publicaciones de comités técnicos, universidades, instituciones de investigación, libros, documentos técnicos, etc. Se llevó a cabo la clasificación de la bibliografia existente en esta área con el fin de obtener un mejor desempeflo respecto a consultas de cualquier tipo de bibliografia referente a adobe.

Planificación del cronograma de actividades del proyecto:

Se procedió a planificar actividades, tiempos y fechas que se llevaron a cabo en el proyecto, haciendo esto en una metodología de trabajo semana-mes para un lapso de los 12 meses de duración del proyecto.

CBlculo de materiales y presupuesto para la construcción de la nueva bodega

La bodega será útil para almacenar y guardar adobes, se calcularon y compraron los materiales que se requieren para la construcción de la bodega, entre ellos están los siguientes: costaneras de 2"*4"*20', láminas de 9' calibre 28 legítimo, láminas de 12' calibre 28 legftimo, tornillos W*1 %" con empaque y arandelas, electrodo 118 punto café, pintura anticorrosivo, thiner, brocha de cerda 3", hojas de sierra, canales, tubo PVC de 0 3" BAP, codo de 0 3", broca 3/16 de alta velocidad, cemento tipo Pórtland tipo 1 (MP), arena de río y piedrín.

Desocupación de antigua bodega y desarme de la misma que se utilizara como Area de trabajo:

Se procedió a desocupar la antigua bodega con el fin de poder utilizar esa área para realizar el trabajo que el proyecto requiera, así también se llevo a cabo la demolición de la misma para así construir una ambiente mas apto para el desarrollo del proyecto.

Nivelación y construcción de bodega:

Después de desalojar, limpiar y movilizar a otro lugar los materiales que se encontraban en el área, se desarmó la vieja bodega existente, posteriormente se procedió a trazar y nivelar el terreno para la nueva bodega, seguidamente se colocaron parales, se colocó la estructura del techo y se procedió a la fundición de la losa.

Selección de materiales a utilizar

La investigación se desarrolló utilizando materiales de dos lugares seleccionados, uno de ellos corresponde a Salamá, donde se había realizado una evaluación de viviendas de adobe construidas después del terremoto y el otro lugar fue seleccionado finalmente cercano al laboratorio, localizado en el municipio de Villa Nueva

Anhlisis de sueios de varios municipios

Se analizaron varios suelos de diferentes municipios del país, caractehizhndolos, los resultados obtenidos de los ensayos de laboratorio se adjuntan en el anexo VI.

Trabajo desarmllado en Salamh:

Se procedió a definir fechas y llenar papelería respectiva para realizar este viaje, el cual sirvió para recolectar muestras de material, reconocimiento de métodos constructivos empleados en el campo.

Además se realizb la identificación de los posibles bancos de materiales que sean los más apropiados para la fabricación de adobes, se recomó diversos lugares, en cada lugar se estuvo observando la calidad del suelo realizando para ello:

P Prueba de sacudimiento: consiste en mojar (humedecer) el suelo y luego sacudirlo en las manos para determinar de cuanto es su plasticidad y cohesión.

P Prueba de resiliencia: consiste en hacer cilindros de 3 rnrn de dihnetro, con el suelo humedecido.

Banco de Puente Materiales

Estancia Iglesia La Estancia

FIGURA No. 1

Ubicación del banco de materiales de Salamá

Se procedió a la selección del banco de material que reunía las características necesarias y más apropiadas de acuerdo a lo requerido para adobes, del cual se extmjeron muestras de suelo para poder ser analizadas en el laboratorio.

El banco de material seleccionado se encuentra localizado a medio kilómetro del Puente La Estancia que esta sobre la carretera que conduce de la ciudad capital a la entrada principal a Salamá.

Durante la investigación se realizaron visitas a varias localidades cercanas al municipio de Salamá, para observar diversas construcciones hechas de adobe.

En las visitas realizadas se recopilaron datos de los habitantes de Salamá, acerca de los métodos de fabricación de adobe, su comportamiento y sobre los sistemas constructivos que se utilizan en el campo. Se obtuvo información sobre diversas experiencias de los habitantes del lugar, de aquellos quienes viven en constmcciones de adobe. Se realizó la contratación y cotización de transporte del material de S a l a d hacia la Universidad para la realización de los ensayos respectivos.

FOTO No. 1

Materiales y adobes fabricados en Salamh

Definición de Métodos Constructivos del Adobe

En base a investigaciones anteriores y a experiencias vividas, se definió el metodo de fabricación para la elaboración de los adobes, así corno también los elementos constmctivos que se realizarán para alcanzar los objetivos de dicho proyecto, los cuales se describen posteriormente en forma detallada en kste trabajo de investigación.

Cuantificación de materiales que se necesitan:

Se realizó la cuantificación de materiales necesarios para la elaboración de los adobes que se utilizarán para las pruebas y construcción de los elementos que se ensayaron en kste proyecto y por consecuencia cada uno de los materiales para fabricarlos, también se procedió a formular el presupuesto o costos de dichos materiales.

Definición de las dimensiones del adobe

El adobe que se realizó en el laboratorio tiene una dimensión de 8*38*38 cm., y es de forma cuadrada porque su relación 4 a 1 permite un traslape horizontal en proporción de 2 a 1, lo cual brinda seguridad ante el efecto de corte producido por los mismos, ademhs es más manejable para su colocación en obra. Los adobes que se transporten de Salamá tienen las dimensiones siguientes, las cuales son de 38cms x 38 a s . x 8 cms. El peso promedio de cada adobe es de 42.25 lbs.

Almacenaje de material de Salamá

Se almacenó el material traído desde Salamá para su futura utilización, protegiéndolo del agua y se conservó en un lugar adecuado.

Definición de las mezclas a utilizar.

Se definieron las mezclas para la fabricación de Adobes manuales y compactados con el material de Salamá. Los suelos utilizados para la fabricación de estos adobes fueron transportados desde Salamá, con este material se elaboraron 5 mezclas con el proceso de fabricación manual y 5 mezclas con el proceso de fabricación mechico. La información de los datos de las mezclas se encuentran en la tabla No. 2 y No. 3. Posteriormente se fabricaron más adobes con material de Salamá, utilizando cal como estabilizante, los cuales aparecen en la tabla No. 4.

TABLA No. 2 Adobes fabricados manualmente, con fibras, fundidos

TABLA No. 3. Adobes fabricados mecánicamente (apisonados), sin fibras.

Mezcla 1 2 3 4 5

Nota: La admixtura es una mezcla de un 80% de ceniza volcánica molida por un tiempo determinado hasta encontrar su fineza optima, con un 20% de cal.

No. De unidades 7 adobes 6 adobes 6 adobes 6 adobes 6 adobes

~ - a c l a 6 7 8 9 1 O -

TABLA No. 4.

DiseÍio de mezclas para la fabricación de adobes compactados

YO O 3 5 3 5

No. De unidades 6 adobes 6 adobes 6 adobes 6 adobes 6 adobes

Estabilízante Cal Cal Cal

Admixtura Admixtura

% O 3 5 3 5

Agregado Pino Pino Pino Pino

1

Pino

Estabilizante Cal Cal Cal

Adrnixtura A@nixtura

Agregado 50% de arena blanca 50% de arena blanca 50% de arena blanca 50% de arena blanca 50% de arena blanca

FOTO No. 2

Adobes fabricados en laboratorio

Fabricacibn de los adobes

El sitio de fabricación y moldeo de los adobes tuvo que ubicarse lo más cerca posible de ima fuente de suficiente abastecimiento de agua, además se seleccionó un área plana y libre de vegetación, y cubierta constantemente con una capa de arena para evitar que el adobe se adhiera a dicha superñcie, el lugar se encuentra bajo sombra. Por cada muestra anteriormente definida, se utilizó por cada adobe 42 libras de material por lo tanto cada mezcla requería de 250 libras de material para fabricar 6 adobes de cada una.

Fabricación Manual

La fabricación manual de los adobes se hizo mezclando la tierra, el agua y el estabilizante con palas, azadones, pisando y caminando hasta lograr que la mezcla tenga una distribución uniforme luego se dejó reposar por 24 horas con abundante agua, despues de transcurrido este tiempo se procede al moldeo de adobes por este sistema, se utilizqn moldes de madera, sin fondo, vaciando la mezcla, apelmazándola y acomodándola con las manos. Luego, con una regla se le quita el exceso de mezcla Los moldes de madera deben ser de madera de buena calidad, protegidos con un suncho ' metáiico en su parte superior y si es posible forrados interiormente con metal, formica o algún otro material pulido con el fin de mejorar el acabado del adobe. Los moldes deben mantenerse limpios, quitándoles las mezclas que se les queda adherida y se procede a rociarlos con arena o bien echándoles aceite en los lados interiores para facilitar el desmolde.

Fabricación Mecánica

El proceso de fabricación de los adobes compactados con las mezclas antes definidas, ha sido el siguiente:

1. Se procedió a cernir el material (arena y material de Salamá) 2. Se realizó la mezcla en porcentajes definidos. 3. Se humedeció la mezcla del material hasta obtener la humedad óptima. 4. Se colocó 1 capa de material en el molde y se le proporcionaron 35

golpes con el apisonador, y luego se repitió la operación para la segunda capa.

Se definió el número de golpes por cada capa de suelo para la fabricación de adobes compactados, haciendo una analogía con ensayo de suelo denominado Proctor , ya que en este ensayo se toma en cuenta los factores de área, peso, altura, número de golpes por capa.

El material utilizado para la fabricación de los adobes fue medido en volumen, con una unidad de un cubo de 40 decímetros cúbicos con respecto al cual fue calculado el porcentaje de cada material, por cada 160 decímetros cúbicos se fabricaban 6 adobes.

Se procedió a tamizar el material para separar los grumos mayores que causan una mala granulometría, se tamizó aproximadamente cuatro metros cúbicos de material para luego proceder a la elaboración de las mezclas.

Teniendo la mezcla lista se vacía en los moldes, compactándolos en capas de '/z de su altura con un mazo de 20 x 20 cm., proporcionándole 40 golpes a cada capa. En este tipo de fabricación la ventaja es el tiempo de secado es más rápido que la fabricación manual, pero su desventaja es que el proceso de fabricación es mucho más lento que el manual.

Secado de los adobes

El secado de los adobes se hizo bajo techo y por etapas; la primera consiste en dejar los adobes sobre el suelo (tal como se elaboraron) durante 3 a 4 días, luego son levantados y colocados de canto para obtener un secado mirs uniforme. También se cort6 un pedazo de adobe de cada muestra para poder observar el proceso de secado interno en periodos de 7,14,21 y 28 días.

Ensavos realizados en los adobes

Ensayo a flexión y compresión

La descripción de los ensayos se encuentra en el anexo IV. Los resultados de los ensayos se encuentran descritos en la tabla No. 9 y No. 10.

Identificación de morteros para los adobes de Salamh.

Esto consiste en tener la mezcla optirna para la adherencia que debe tener el mortero con el adobe; en base a estudios anteriores se determinaron 3 posibles mezclas las cuales definiremos a continuación:

M1 = Solo material de Salamh M2 = Cal + Material de Salamh. En proporción 1:4 M3 = Admixtura + Material de Saiamá. En proporción 1 :4

Disefio de prismas.

Se disefíaron prismas que cumplan con las siguientes especificaciones: hacer un tamaño adecuado para un fácil manipuleo, para que se puedan utilizar sin dificultad en la mhquina de ensayo y que sea posible medir en ellos las deformaciones que sufien. Es recomendable que la altura sea el doble que la base 6 en su defecto, dentro del rango de 1 .S a 2, y de un largo no menor de una y media unidades, tomando un mínimo de una unidad.

Constmcci6n de prismas:

Para nuestro caso se utiliz6 una sola unidad de base de 38 cms. Y una altura de 67cms. El espesor de la sisa fue de 2 cms. Para el ensayo de compresión se fabricaron 9 muretes 6 prismas, 3 para cada mezcla, este ensayo se realiza para determinar el esfuerzo de ruptura a compresión de prismas de adobe.

Para el ensayo de corte se fabricaron 9 muretes, 3 para cada mezcla, estos prismas permiten conocer el comportamiento de muros bajos efecto de carga lateral, es muy importante la relación que el ensayo de adherencia guarda con el ensayo de corte ya que los resultados del ensayo de adherencia sirven como parámetros referenciaies para el ensayo de corte.

Para el ensayo de adherencia también se fabricaron 9 prismas, 3 para cada mezcla, en estos prismas la fabricación es diferente ya que se coloca un adobe entero en la parte superior e inferior y 2 mitades en la parte de en medio con una separación de 5 cms. Y se aplica carga horizontal en las dos mitades.

Esto se debe a que una f u a a horizontal en un muro es normalmente ocasionada por el viento o por sismo, a la cual se contrapone una fiierza resistente 6 fuerza de corte. Esta fuerza se origina por la adherencia a la ficción existente entre el mortero y el adobe.

FOTO No. 3

Prismas para ensayo de morteros

Ensayos de prismas para determinar las características de los

morteros de Salami

Los resultados de los ensayos de los prismas se encuentran dentro del INFORME '

TECNICO No. E-08-2002 , realizado por el Ing. Mario Corzo.

Caracterización de la caria de castilia

La caña que se utilizo en la presente investigación fue obtenida en Villa Nueva, Guatemala.

Género: A m d o Especie: Dónax, muy común en cualquier parte del país. Nombre com6n: Camizo, Vara de Cohete, Cafia de Veral, Caña de Castilla. Distribución: Zonas calientes del Viejo Mundo, introducido en las zonas

cálidas de América. Hábita t: Guatemala: cultivado en lugares húmedos, sembrado a la orilla de

los caminos para consolidar taludes.

ORGANOGRAFIA

Planta: Perenne Tallos: 4 - 5m de alto, caña hueca. Lim bos: Alargados, planos con los bordes escabros. Florescencia: No florece en Guatemala. Panicula: Terminales, plumosas, 30-60 cm. densamente florida. Espiguillas: Multifloras, las flores sucesivamente más pequeñas, la raquilla

quebradiza, arriba de las glumas y entre las flores.

Análisis efectuado por la Facultad de Agronomía de la Universidad de San Carlos de Guatemala

FOTO No. 4

Caña de castüla a utilizar como refueno

Perforación de adobes de Salamá

Esta perforación fue necesaria para introducir en los mismos las cañas de castilla, se perforaron 50 adobes de Salamá. Estas perforaciones se hacen al centro del adobe, a base de un cincel y un baneno cuya broca era de 5 cms. de diámetro, teniendo cuidado de no fisurarlos.

FIGURA No. 2 Detalle dd armado dd muro refonado con caaa

Refuerzo vertical va colocado a/c 2 unidades. Refuerzo horizontal va colocado el primero a la primera hilada, los demás estarán colocados a/c 5 hiladas.

Las dimensiones del muro son las siguientes: Altura = 2.40 m (22 hiladas) Largo = 3.00 m (7.5 adobes)

En la construcción de los muros se siguieron los siguientes pasos:

i. Para 1a.colocación del refuerzo vertical , previamente se abrieron agujeros de 5 cm de diámetro aproximadamente, a los adobes que fueran necesarios, el agujero se abrió aproximadamente a1 centro del adobe.

ii. Se procedió al levantado de los muros utilizando adobes de Salamá. Se utilizó una sisa de aproximadamente 2,s cm, ajustándose al tamafio requerido para

... colocar las d í a s de refuem horizontal. ui. El refuerzo horizontal se colocó entre sisa, uniéndose en los traslapes con el

refuerm vertical con alambre de amarre. iv. Por ultimo, se cubrió el muro con nylon para evitar que se humedeciera por

efecto de la lluvia, ya que se construyeron durante la época lluviosa.

Los muros sin refuerm, son mucho más sencillos que los que tienen refuerzo ya que estos se levantan de la manera tradicional solo teniendo cuidado en dejarle su sisa de 2 crns., e ir plomeando cada lado del muro. Las dimensiones de estos muros son las mismas que los muros que llevan refuerzo.

FOTO No. 6

Elaboracihn de la mezcla de mortero a utilizar

-

FOTO No. 7

Colocacidn de adobes en el muro

Curado de los muros

El proceso de curado del muro se realizó cubriendo el muro por medio de nylon, que cubría el muro en su totalidad, para que no fuera absorbiendo humedad por efecto del clima, específicamente de la lluvia y también se logró evitar que tuviera un secado rápido provocado pos los rayos solares, se tuvo un secado lento durante 21 días, después del cual se procedió a realizar el ensayo de carga lateral.

Ensayo de corte de muros de Salama a escala natural

El ensayo de los muros con refuerzo y sin refuerzo del municipio de Salamá se realizaron de la misma manera, y en ambos se utilizaron los adobes hechos manualmente en el campo.

La descripción detallada del ensayo de carga lateral que se realizó a los muros, se encuentra en el anexo IV.

Los resultados de los ensayos de los muros se encuentran descritos en forma detallada en Informes técnicos del área de estructuras del Ceníro de Investigaciones de Ingeniería.

Procedimiento de construcción y ensayo de muro sin refuerzo: Se construyó un muro de adobe a escala natural, para ensayo en el Centro de Investigaciones de Ingeniería.

El muro está constituido de la manera siguiente: a) bloque a base de arcilla originaria de Salamá, de 380 rnrn X 380 mm X 80 mm; b) sin refuerzo vertical ni horizontal; c) los cuales se unen mediante una mezcla arcillosa del mismo lugar. Los bloques se unen con una mezcla arcillosa formando una sisa de aproximadamente 25 mm de espesor, por el sistema de sisas intercaladas. Las dimensiones del muro son: largos de 2970 milímetros y 2400 milímetros alto.

Descripción del muro

Muestra Ancho, m. Espesor, m. Alto, m.

Procedimiento de ensavo

El procedimiento de ensayo, fundamentalmente consiste en la aplicación de carga horizontal progresiva en uno de los extremos superiores del muro, midiendo la deformación producida en dos puntos del muro en el extremo opuesto a la aplicación de la carga, uno en la parte superior y el otro a la mitad de la altura; simultáneamente se tomaron lecturas en el extremo inferior de la aplicación de carga, con la finalidad de determinar la magnitud del volteo longitudinal del muro. A cada rango de aplicación de carga se procedía a la toma de lecturas y la

observación de las condiciones del muro; contando con el personal siguiente: uno para la aplicación de carga, tres para toma de lecturas, tres para observación del comportamiento del muro (uno en cada lado y el tercero en el punto de aplicación de la carga).

Adicionalmente, como inquietud de conocer el comportamiento del elemento que forman el muro, se prepararon seis probetas para ensayos a compresión.

Procedimiento de construcción y ensayo de muro con refuerzo:

Se construyó un muro de adobe a escala natural, para ensayo en el Centro de investigaciones de Ingeniería. El muro está constituido de la manera siguiente: a) bloque de arcilla originaria de Salarni, de 380 mm X 380 mm X 80 mm; b) con refuao vertical y horizontal; este refuerzo es de caña de castilla; c) los cuales se unen con una mezcla arcillosa del mismo lugar, formando una sisa intercalada de aproximadamente 25 mm de espesor. Las dimensiones del muro son: largos de 3000 milímetros y 2400 milímetros alto.

Descrivción del muro

Muestra Ancho, m. Espesor, m. Alto, m.

Procedimiento de ensavo

El procedimiento de ensayo, fundamentalmente consiste en la aplicación de carga horizontal progresiva en uno de los extremos superiores del muro, midiendo la deformación producida en dos puntos del muro en el extremo opuesto a la aplicación de la carga, uno en la parte superior y el otro a la mitad de la altura; simulheamente se tomaron lecturas en el extremo inferior de la aplicación de carga, con la finalidad de determinar la magnitud del volteo longitudiaal del muro. A cada rango de aplicación de carga se procedía a la toma de lecturas y la observación de las condiciones del muro; contando con el personal siguiente: uno para la aplicación de carga, tres para toma de lecturas, tres para observación del comportamiento del muro (uno en cada lado y el tercero en el punto de aplicación de la carga).

Adicionalmente, como inquietud de conocer el comportamiento del elemento que forman el muro, se prepararon probetas, con diferentes morteros, para ensayos de adherencia y ficción.

FOTO No. 8

Ensayo de muro aplicanda carga lateral

FOTO No. 9

Vista superior de la aplicación de la carga lateral

CC.

FOTO No. 10 1 1

Vista de los muros ensayados i

- ...<: 7 .

Visita a bancos de materiales ppppp------

-------

Se visisito fitintos bancos de materiales (Barcenas-Villa Nueva , San Miguel Petapa) para la selección del material que se utilizará para la fabricación de adobes.

Identificación de materiales de varios municipios

Se procedió a la identificación de suelos de diferentes municipios, los cuales aparecen a continuación, la descripción de los municipios estudiados se encuentra en la tabla No. 5.

TABLA No. 5 Municipios donde se analizaron suelos

a Cuantificación de materiales

Se ilevó a cabo la cuantificación de los materiales necesarios para la elaboración de los adobes que se utilizarán para las pruebas y la construcción de los elementos que se ensayarán en el proyecto de investigación, tambidn se procedió a formular el presupuesto o costos de dichos materiales.

Definición de las dimensiones del adobe

El adobe que se fabricó en la investigación tiene una dimensión de 8*38*38 cm, es de forma cuadrada por que su relación 4 a 1 permite un traslape horizontal en proporción 2 a 1, lo cual brinda seguridad ante el efecto de corte producido por los mismos, además es mas manejable es decir facilita su colocación en obra.

Pruebas de laboratorio a 10s distintos materiales seleccionados:

Se identificaron los materiales de los distintos bancos visitados y se procedió a hacerles sus pruebas respectivas (equivalente de arena, Limites de Atterberg y granulometría) de las muestras que fueron traídas y la descripción de los ensayos realizados aparecen en el anexo IV.

Almacenaje de material

Se almacenó el material traído desde el banco de materiales para su futura utilización.

Definición de mezclas

Se procedió a la fabricación de Adobes manuales y compactados con el material de Villa Nueva El suelo utilizado en la fabricación de estos adobes fue transportado desde Villa Nueva, con éste material se elaboraron mezclas con el proceso de fabricación mecánica. La información de las mezclas se encuentra en la tabla No. 6.

TABLA No. 6

Mezclas para la fabricación de adobes compactados

Producción de adobes compactados

En este caso se hizo la mezcla con una cantidad de agua optima que resulta a través de un ensayo llamado proctor, teniendo la mezcla lista se vacía en los moldes, compactándolos en capas de !4 de su altura con un mazo de 20 x 20 cm. dándole 40 golpes a cada capa. En este tipo de fabricación la ventaja es el tiempo de secado que es más nipido que el del adobe fundido, pero su desventaja es que el proceso de fabricación es mucho mas lento que el adobe fundido. Es necesario recalcar que antes de la fabricación de esto adobes se debe cernir material es decir pasarlo por un tamiz para que mantenga una granulometría homogénea, para luego transportarlo al lugar donde debe hacer la proporción del material para luego ser mezclado. El peso promedio de cada adobe es de 36.7 lbs.

FOTO No. 11

Adobes compactados utilizando materiales provenientes de Villa Nueva

Secado de los adobes

Se llevó a cabo bajo techo y por etapas; la primera consiste en dejar los adobes sobre el suelo (tal como se elaboraron) durante 3 a 4 días, luego son levantados y colocados de canto para obtener un secado mas uniforme.

Ensayos realizados en adobes

Absorcidn capilar

El ensayo de absorcibn se encuentra descrito en el anexo IV. Ver resultados del ensayo de absorción de los adobes seleccionados para la construcción 1 de los muros en la tabla No. 18.

TABLA No. 7

Nuevas mezclas para la fabricación de adobes compactados.

En la Tabla No. 16 se encuentran los resultados del ensayo a flexión de adobes compactados utilizando Cstas mezclas.

TABLA No. 8 Últimas mezclas que se utilizaron para la fabricación de adobes

compactados.

Nota: en el cuadro anterior acerca de mezcla para material para fabricación de adobes, se realizó para un volumen de 0.058 metros3.

En la Tabla No. 17 se encuentran los resultados del ensayo a flexión de adobes compactados de las mezclas que aparecen en la Tabla No. 7.

En la Tabla No. 18 se encuentran los resultados de ensayos a flexión y compresión de adobes fabricados con la mezcla No. 111

Producción de adobes compactados

Se fabricaron alrededor de 1,300 adobes, trabajo que llevo a cabo un tiempo de 7 semanas, con un promedio de fabricación de 40 adobes diarios.

Estos adobes fueron fabricados en el laboratorio y se hicieron con ésta mezcla No. 111.

Determinación de mortero para d levantado de muros de adobe compactado

Este mortero se determinó en base a estudios anteriores realizados en el Centro de Investigacionés de Ingeniería, la tesis donde se efectuó un estudio mas especifico sobre adherencia de morteros de talpetate, fue la del ingeniero civil Edgar Humberto Reyes Trinidad, la cual tiene como título "Parámetros de Fricción y adherencia en albañilería de adobe7', donde se encontró que la mezcla que nos proporcionaba mejores resultados de adherencia, ademb de ser sumamente económica, es la mezcla de cal + talpetate y arena en una proporción de 1 :4, que fue la que se utilizo para el levantado de los muros hechos con adobes compactados (talpetate y cal).

Perforación de adobes compactados para muros con refuerzo

Esta perforación fue necesaria para introducir en los mismos las d í a s de castilla, se perforaron 50 adobes de laboratorio. Estas perforaciones se hacen al centro del adobe, a base de un cincel y un barreno cuya broca era de 5 cms. de dihetro, teniendo cuidado de no fisurarlos.

Rc L.?,. .; $8.'

=A&&'

FOTO No. 12

Adobes perforados para colocar refuerzos

Construcción de muros con adobes compactados

Se construyeron dos muros. Estos son muros ya estabilizados, construidos con adobes hechos en el laboratorio a base de talpetate, arcilla, y cal y con mortero de levantado hecho de talpetate mas arena y cal, como aglomerante. En este grupo tambitn se construyeron dos muros uno sin refuerzo y uno con refuerzo de cafía de castilla

Caracterización de ia caña de castiiia

La caña que se utilizo en la presente investigación fue obtenida en Villa Nueva, Guatemala.

Género: Anindo Especie: Dónax, muy común en cualquier parte del país. Nombre común: Carrim, Vara de Cohete, Caña de Veral, C&a de Castilla. Distribución: Zonas calientes del Viejo Mundo, introducido en las zonas

cálidas de América Hábitat: Guatemala: cultivado en lugares húmedos, sembrado a la orilla de

los caminos para consolidar taludes.

Planta : Perenne Taiios: 4 - 5m de alto, d a hueca. Limbos: Alargados, planos con los bordes escabros. Florescencia: No florece en Guatemala. Panicuia: Terminales, plumosas, 30-60 cm. densamente florida. Espiguillas: Multinoras, las flores sucesivamente mas pequeñas, la raquilla

quebradiza, arriba de las glumas y entre las flores.

Análisis efectuado por la Facultad de Agronomía de la Universidad de San Carlos de Guatemala.

Construcción de muro refonado con caña de castiiia

Para observar el comportamiento de los muros se realizó un sistema de armado para muros sin vanos, el cual fue tomado de estudios realizados anteriormente por el Centro De Investigaciones De Ingenieria, de la tesis titulada "Resistencia a corte, en muros de adobe a escaIa naturaI, reforzados con caña de castilla. Para reforzar los muros , se eligieron d a s de castilla, provenientes del municipio de Vilia Nueva

FIGURA No. 3 Armado de h caíía dentro del muro.

Refuerzo vertical va colocado a/c 2 unidades. Refueno horizontal va colocado el primero a la primera hilada, los demás estarán colocados a/c 5 hiladas. Las dimensiones del muro son las siguientes: Altura = 2.40 m (22 hiladas) Largo = 3 .O0 m (7.5 adobes)

Constmcci6n de los muros

Para la colocación del refuerzo vertical , previamente se abrieron agujeros de 5 cm de diámetro aproximadamente, a los adobes que fueran necesarios, el agujero se abrió aproximadamente al centro del adobe. Se procedió al levantado de los muros utilizando adobes de 8*38*38 cm (espesor, ancho, largo respectivamente). Se utilizó una sisa de aproximadamente 2,5 cm, ajustándose al tamaño requerido para colocar las cafías de refueno horizontal. El refuerzo horizontal se colocó entre sisas, uniéndose en los traslapes con el refuerzo vertical con alambre de amarre. Por ultimo, se cubrió el muro con nylon para evitar que se humedeciera por efecto de la lluvia. Los muros sin refuerzo, son mucho mas sencillos que los que tienen refuerzo ya que estos se levantan de la manera tradicional solo teniendo cuidado en dejarle su sisa de 2 cms., e ir plomeando cada lado del muro. Las dimensiones de estos muros son las mismas a los que llevan refuerzo.

Curado de muro con adobe compactado

El proceso de curado del muro se realizó cubriendo el muro con nylon, que cubría el muro en su totalidad, para que no absorbiera humedad por efecto del clima, específicamente de la lluvia, además para evitar que tuviera un secado rápido provocado por los rayos solares, posteriormente se procedió al ensayo de carga lateral.

Ensayo de corte de muros con adobes compactados Se describe el ensayo de carga lateral en el anexo IV.

FOTO No. 13

Ensayo del muro con refuerzo sometido a carga lateral

.-.--

FOTO No. 14

Ensayo del muro sin refueno sometido a carga iateral

V. RESULTADOS Y ANALISIS DE LOS MISMOS

A continuación se presentan los resultados obtenidos de los ensayos realizados y se analizan, tanto sobre las unidades empleadas, los diferentes tipos de morteros empleados, el sistema constnictivo utilizado y el comportamiento de los muros sometidos a carga lateral.

TABLA No. 9 Resultados de los ensayos a flexión y compresión

Las muestras de la 1 a la 5 fueron fabricadas en el C.I.I., la muestra O es fabricada en Salamá, por gente que se encuentra familiarizada con la fabricación de adobes, actividad que realiza para la comunidad.

*:* Nota: Se puede observar en los resultados que los mejores resultados fueron los adobes construidos en Salamá. Analizando los requerimientos mínimos para adobes podemos concluir que cumplen con ellos. Posteriormente se procedió a evaluar los adobes fkbricados en el laboratorio con materiales de Salamá.

TABLA NO.% 10 Resultados del ensayo a flexión de adobes compactados de Salama

ADOBES: 8 X 38 X 38 (cm) Apoyos a/c 5 cm de los extremos L=28cm

Nota: los adobes de las muestras 7 no aparecen en el cuadro ya que por razones de su consistencia no fue posible ensayarlos, además algunos de los adobes &lo fueron ensayos 2 o 3 unidades ya que los demás se agrietan por tal razón no pudieron ser ensayados.

ANÁLISIS SOBRE RESULTADOS DE UNIDADES DE SALAMA

Toda unidad de adobe es sometida a pmebas fisicas y mecánicas en el campo similares a las usadas en el Centro de Investigaciones de Ingeniería.

Entre las pmebas fisicas y mecanicas tenemos:

PRUEBAS FISICAS + Medidas m + vol~men cm3 + Peso Kg. + Densidad gr/m3 + Absorción %

PRUEBAS MECANICAS + Flexión kglcm2 + Compresión kg/cm2

En pmebas de laboratorio se ha logrado comprobar que los adobes cuadrados de dimensiones 38 x 38 x 8 cms, representan el tamaño más ventajoso tanto en su comportamiento estructural, como los detalles de levantado de muros.

Por estudios anteriores a unidades de adobe que ha efectuado el Centro de investigaciones de Ingeniería, se pueden dar valores limites mínimos que permiten comparaciones directas entre las muestras ensayadas y estos valores, de tal forma que se puede apreciar que si la unidad ensayada presenta una resistencia mínima tal, que permita su posterior utilización en el campo.

PRUEBA MECANICA RESISTENCIA MINiMA kg/cm2

FLEXION COMPRES ION

Basados en ésta información se puede analizar que los adobes fabricados en el campo manualmente (fundidos) son adobes con buenas propiedades mecánicas aniba de las mezclas que se fabricaron en el laboratorio, lo cual se debe que el material de Salamh tenía un contenido alto de arcilla que al agregarle cal, disminuye su resistencia, dependiendo en gran parte de la reacción fisicoquímica del suelo con el material estabilizante.

En lo que se refiere al comportamiento del adobe, al ser sometido a esfuerzos de flexión, se observó que el tipo de fdla correspondía a un esfuerzo de tensión pura, y esto producía en los adobes sin fibras una ruptura fiágil, por lo contrario en los adobes que se le colocó fibra (pino) la ruptura era más dúctil, aunque estos perdían su integridad.

En relación a los ensayos de compresión, la forma de la falla fue por aplastamiento en las caras superiores e infen'ores, seguido de grietas verticales, aquí se pudo observar también que los mayores resultados los obtuvieron los adobes sin ningún agregado. Una de las desventajas de estos adobes es su mínima resistencia al agua, esto se debe al alto contenido de materiales finos que posee este material (arcilla), por el contrano los adobes que se les agrego cal, presentaron un aumento considerado en su resistencia al agua.

El contenido desordenado de las fibras influye en la resistencia del adobe, pues su aglomeración permite mayores concentraciones de esfuerzos.

RESULTADOS SOBRE MORTEROS DE UNIÓN CON LOS ADOBES DE SALAMÁ

TABLA No. 11 Resultados del ensayo de compresión de los morteros

A COMPRESI~N PROBETAS DE 370 mm x 370 mm

C A R G A JvíWSTRA ALTO TIPO MORTERO FALLA COLAPSO

1 590 mm ARCILLA(4) + CAL(1) 4500 Kg. 9000 Kg. 2 670 mm ARCILLA(4) + CAL(1) 8500 Kg. 19000 Kg. 3 670 mm ARCILLA(4) + CAL(1) 6000 Kg. 13500 Kg. 4 670 mm ARCILLA 4000 Kg. 1 1500 Kg. 5 690 mm ARCILLA + PUZOLANA 7500 Kg. 18000 Kg. 6 670 mm ARCILLA + PUZOLANA 6000 Kg. 7000 Kg.

TABLA No. 12 Resultados de ensayo de adherencia y fricción de los morteros

PROBETAS DE 320 mm x 380 mm

MUESTRA 1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2

CARGA (Kg.)

ALTO (mm) 290 290 290 290 290 290 290 290

TIPO DE MORTERO

Materialde Salamá ----- Material de Salarná Material de Salamá

Material + cal Material + cal Material + cal

Material + Puzolana Material + mizolana

CONFINA- MIENTO 3445.00 1

3445.00 3445.00 3445.00 3445.00 3445.00 3445.00

LATERAL 1536.00 P

1401.60 1536.00 1459.20 1305.60 998.40 652.80 998.40

PRESION (KgIcm2) CONFINA- MIENTO

250 250 250 250 250 250 250 250

LATERAL 400 365 400 3 80 340 260 170 260

La calidad de un mortero puede asociarse con la adherencia que puede desarrollar entre unidades. En esta área se desarrollaron 3 diferentes morteros estos fueron:

M1 = Sólo maíerial de Salamá M2 = Cal + Material de Salamá. En proporción 1:4 M3 = Admktum + Material de Salamh. En proporción 1 :4

Cada una de éstas se ensayó a compresión, corte y adherencia .

En el ensayo de compresión se observó que trabajan conjuntamente la unidad con el mortero y si se toma en consideración la adherencia con las unidades, se observó más en los morteros que contenían cal y admuctura, los mejores resultados los presento el material de Salamá sin agregados. Las Mlas que presentaron estos prismas fueron inclinadas en la parte superior e infaior y verticales al medio atravesando el adobe y el mortero.

El ensayo de corte fue necesario para conocer el comportamiento de éstos morteros y las unidades al ser sometidos a carga lateral. En estos ensayos se observó poca adherencia entre mortero y adobes, lo que limitó su movilización ai marco de ensayo de carga, sólo fue posible ensayar los que poseían mortero de Salamh sin agregados, y el tipo de falla que presentaron fue por esfuerzo tangencid en las juntas, habiendo desplazamiento a lo largo del mortero, entre las unidades.

En el ensayo de adhetencia y ficción la falla que apareció fue precisamente sobre el mortero, la cual fue por deslizamiento.

El material de Salamá, para los ensayos de fricción y adherencia reportó resultados satisfactorios, mismo que se pudieron comprobar en la practica de la prueba de corte.

Por lo anterior se observó que el mortero que tuvo el mejor comportamiento fue el que se hizo con material de Salamá, al que únicamente se le tuvo que agregar un 20% de arena para evitar las grietas por las contracciones en el secado.

RESULTADOS SOBRE MUROS CON LOS ADOBES DE SALAMÁ

TABLA No. 13 Resultados de ensayo de muro no reforzado de Salamá

MURO DE ADOBE SOLO ARCILLA

DEFORMACIÓN EN MILIMETROS

A

NOTA: El desplazamiento en sentido de la carga aplicada, significa que se midió la superior en el lado opuesto a la aplicación de la carga y el medio a la mitad de la dtura del muro.

Kg TO EN SENTIDO TO EN SENTIDO Kdm2 1 1 DECARGA 1 DECMGA 1 PARTE PARTE MEDIA

O

ANALISIS DE LOS RESULTADOS TABLA No. 13

Como se observa en la Tabla No. 13 en la columna de deformación del muro, esta deformación inicial de 7 milímetros, se presento a la mitad de su altura, para una carga de 2000 kilogramos, sin registrar desplazamiento horizontal en la parte superior del muro. A partir de los 2000 kilogramos, el muro comenzó a registrar desplazamiento en la parte superior (por debajo de las cuatro hiladas superiores), básicamente por fdla en el mortero horizontal. El muro al alcanzar la fuerza de los 2205 kilogramos, el adobe que se encuentra en el extremo opuesto al de la aplicación de carga, presenta fisuras verticales. La carga de colapso del muro se dio a los 2343 kilogramos. Condición en la que se da la rotura vertical en el adobe que se encuentra en el extremo opuesto al de la aplicación de la carga.

O O SUPERIOR

O DE LA ALTURA

O

TABLA No. 14 Resultados de ensayo de muro de Salamá mforzado

DEFORMACION EN MILIMETROS

NOTA: El desplazamiento en sentido de la carga aplicada, significa que se midió el desplazamiento en la parte superior del lado opuesto a la aplicacibn de la carga y el medio a la mitad de la altura del muro, siempre del lado opuesto.

LECTURA

0.00 1

* estos datos se extrapolaron.

ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LA TABLA No. 14

PRESION Kglcm2

0.00 25

Si la carga de trabajo se considera, como la carga alcanzada hasta antes de que se presente la primera fisura en el muro, esta es del orden de los 2480 kilogramos. La primera fisura, que se presento, fue de 25 miiímeíros; esta se dio a la carga de falla de 2756 kilogramos, con un desplazamiento longitudinal del muro de 29.5 milímetros. La carga hasta antes del colapso, fue de 3032 kilogramos, con desplazamiento longitudinal del orden de los 41 milímetros y la línea de corte con un hgulo de aproximadamente 45 grados, que es lo normal. Para esta condición de refuerzo del muro a carga de corte, no hubo fálla del mortero por desplazamiento.

CARGA Kg.

0.00 344.50

DESPLAZAMIENTO EN SENTIDO DE CARGA PARTE

SUPERIOR

0.00 0.35

DESPLAZAMIENTO EN SENTIDO DE CARGA PARTE MEDIA DE LA

ALTURA

0.00 0.16

VOLTEO EN LA PARTE M E N O R DE LA ALTURA, DE DONDE SE

APLICA LA CARGA

0.00 0.00

ANALISIS SOBRE EL SISTEMA CONSTRUCTIVO DE LOS ADOBES DE SALAMA

La forma del adobe tiene bastante importancia en el sistema constructivo ya que el adobe cuadrado presenta un mejor rendimiento estructural, pero la velocidad de construcción es más lenta que los rectangulares, lo mismo podemos decir con su fabricación ya que el adobe apisonado presente mejores resultados como sistema, en comparación al fabricado manualmente, pero también es m á s lento que de la forma de fabricación manual.

En la fabricación del adobe se tiene que llevar un control de calidad, ya que los adobes que presenten grietas o su resistencia a fiexión no sea capaz de resistir el peso de un hombre deben ser descartados, también se debe observar que la sisa no sea mayor a 2 cms, o en su defecto el grosor de la caíía de castilla. Otro aspecto importante que se debe de tomar en cuenta es la colocación de la caAa de castilla, ya que esta debe de poseer buen amarre entre las cañas horizontales y verticales, y su separación debe ser como se menciona en el informe.

ANALISIS SOBRE EL COMPORTAMIENTO DE LOS MUROS DE ADOBE DE SALAMA SOMETIDOS A LA CARGA LATERAL

En los dos muros de Salamá ensayados uno con refuerzo y el otro sin refuerzo se pudo notar que el que lleva refuerzo de caña de castilla permitió que el muro falle de una manera menos frágil que el que no tiene refuerzo, lo que da una mayor seguridad a las construcciones, pues permite observar la falla antes de colapsar.

La falla en el muro sin refuerzo se produjo por tensión tangencia1 o sea que produjo un deslizamiento entre el mortero y las unidades en la parte superior del mismo y fue de una manera súbita, por lo contrario el muro con refuerzo presentó una íaila diagonal originada en fa parte superior del apoyo, prolongada hasta la parte inferior derecha.

De los resultados obtenidos el incremento de la resistencia al corte fue de 25% para el muro con refuerzo, pero la principal ventaja fue que el muro con refuerzo trabajó de una manera monolítica y que la falla fue gradualmente incrementada.

RESULTADOS SOBRE UNIDADES DE ADOBE DE VILLA NUEVA

TABLA No. 15 Resultados del ensayo a flexión de adobes compactados

ADOBES: 8 X 38 X 38 (m) Apoyos a/c 5 cm de los extremos L=28cm

Nota: los adobes de las muestras 12 no aparecen en la tabla ya que por razones de su consistencia no fue posible ensayarlos, además algunos de los adobes sólo fueron ensayos 2 o 3 unidades ya que los demás se agrietan por tal razón no pudieron ser ensayados. Posteriormente se diseñaron nuevas mezclas para la fabricación de adobes compactados, ya que como se observa en la tabla anterior, los adobes fabricados con las mezclas descritas, no mostraron resultados satisfactorios por lo que se diseñaron las siguientes mezclas variando los porcentajes de material.

TABLA No. 16 Resultados del ensayo a flexión de adobes compactados

ADOBES: 8 X 38 X 38 (cm) Apoyos aíc 5 cm de los extremos L=28cm

Nota: los adobes de las muestras 1 y A no aparecen en la tabla ya que por razones de su consistencia no fue posible ensayarlos, además algunos de los adobes s61o fueron ensayos 2 o 3 unidades ya que los demás se agrietan por tal razón no pudieron ser ensayados.

TABLA No. 17 Resultados del ensayo a flexión de adobes compactados

Nota: en base a los resultados obtenidos en el ensayo a flexión se pudo observar que el adobe fabricado con la mezcla 111, es la que soporta un mayor esfuerzo, por lo consiguiente fue la mezcla elegida para la producción de adobes compactados

Se ensayaron adobes fabricados con la mezcla 111, los cuales fueron seleccionados al azar y dieron los resultados siguientes.

TABLA No. 18 Resultados de ensayos a flexión y compresión de adobes

fabricados con la mezcla No. 111

La selección del material se hizo basándose en ensayos de laboratorio, para poder determinar las características de adhesión, cohesión, plasticidad y granulometría, de las diferentes muestras hasta llegar a obtener un material que reuniera las características requeridas.

La cal hie utilizada como un material estabilizante del adobe para mejorar sus propiedades mecánicas como estabilidad, cohesión y fricción interna de tal manera que aumenta su resistencia a la humedad, aunque el tiempo de secado del adobe es más lento que si no se utiliza la cal.

El adobe fue compadado para obtener una mejor estabilidad, para aumentar la densidad del adobe fabricado y con ello su incompresibilidad y se reduce el porcentaje de vacios, por ello fue necesario conocer la humedad optima del material, la cual coadyuva para que las particulas del suelo tengan una mejor adherencia.

Se determinó darle la forma cuadrada al adobe debido a estudios anteriores que demuestran, presentando una mayor resistencia al corte.

Los moldes para Eabricación de adobes deben ser fabricados de madera dura y cepillada, para que tengan dwabilidad, debido al mal trato a que estarán sometidos, estos deben estar bien limpios y con aceite quemado, para evitar que los adobes se peguen en ellos, los moldes deben ser colocados en una superficie plana, sólida y suficientemente sólida, para evitar que hayan vibraciones cuando se apisonen y evitar que se generen grietas en el adobe.

En la constnicción de adobes compactados se deñnieron diversas mezclas, de las cuales muchas de las mezclas propuestas no dieron los resultados esperados, al realizar el ensayo a flexión la carga de flexión fue relativamente baja, no llegaba al valor requerido, por ello fue necesario realizar nuevos diseños de mezclas hasta obtener resultados satisfactorios.

En la fabricación de adobes es necesario llevar el proceso de curado, el cual debe ser bajo sombra, pues el sol directo les produce fallas en su estructura por el rápido evaporamiento del agua, tambidn debe protegerse de la lluvia y de la humedad, para permitir una mejor cristalización interna de sus partículas.

La producción de adobes se realizó hasta que se obtuvo una macla aceptable, con la cual los adobes, al ser ensayados, dieran buenos resultados, tal y como se logró con la mezcla de 75% de talpetate, 25 de arcilla y 5% de cal , en la que se obtuvo un esfueizo de flexión igual 4.54 kg/cm2 y un esfuerzo de compresión igual a 36.28 kg/cm2.

ANÁLISIS SOBRE MORTEROS DE UNION CON LOS ADOBES DE MLLA NUEVA

En la selección del mortero para los adobes compadados se determinó utilizar la proporción 1:4 que consistía en mezclar 1 parte de cal , 3 de talpetate y 1 de arena, la cual proporcionó altos valores de adherencia y ficción en trabajos de investigación realizados anteriormente en el Centro de Investigaciones de Ingeniería, o sea, que forma una excelente mezcla entre uniones de unidades de adobe, se utililizó arena en la mezcla para evitar que hubieran agrietamientos en la sisa de los muros.

RESULTADOS SOBRE MUROS CON LOS ADOBES DE VILLA NUEVA

TABLA No. 19 Resultados de ensayos de muro sin refueno

MURO DE ADOBE DE TALPETATE SIN REFUERZO

NOTA: El desplazamiento en sentido de la carga aplicada, significa que se midió el desplazamiento en la superior en el lado opuesto a la aplicación de la carga y el medio a la mitad de la altura del muro, siempre del lado opuesto.

DEFORMACIÓN EN MILIMETROS VOLTEO

EN LA PARTE INFERIOR DE LA ALTURA,

DE DONDE SE APLICA LA

CARGA 0.00 0.00 0.00 0.0 1 0.02 0.06 0.06 0.24 0.24

DESPLAZAMIENTO EN SENTIDO DE CARGA PARTE MEDIA DE LA

ALTURA

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.09 0.22 0.29

CARGADESPLAZAMIENTO EN SENTIDO DE CARGA PARTE

SUPERIOR

0.00 0.00 - -

0.00 0.00 0.00 0.1 1 0.44 0.54 1 .O4

Kg

0.00 344.50 689.00 1034.00 1378.00 1654.00 1929.00 2205.00 2480.00

9 1 O

1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 7

23 24 25 26

LECTURA

0.00 1 2 3 4 5 6 7 8

200 220

- --

240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 --

480 500 520 540

PRESION Kglcm2

0.00 25 50 75 100 120 140 160 180 ---

2756.00 3032.00 -- -

p307.00r 3583.00 3858.00 4134.00 4410.00 4685.00 4961.00 5236.00 5512.00 5788.00 6063.00 6339.00 6614.00 6890.00 7166.00 7441.00

1.41 1.56 1.67 2 .O9 2.40 2.78 3.39 3.41 4.07 4.49 5 .O4

5.94 6.44 6.94 6.97

0.66 0.81 0.99 1.30 1.53 1.80 2.10 2.30 2.64 2.89 3.29 p

3.93 4.25 4.59 4.71

0.65 I 0.86 1.24 1.47 1.76 2.07 2.41 2.67 3.05 3.86 4.64 P

4.92 5.08 5.45 5.67 5.91

TABLA No. 20 Resultados de ensayo de muro con refueno

MURO DE ADOBE DE TALPETATE CON REFUERZO

NOTA: El desplazamiento en sentido de la carga aplicada, significa que se midió el desplazamiento en la superior en el lado opuesto a la aplicación de la carga y el medio a la mitad de la altura del muro, siempre del lado opuesto.

ANALISIS DE LOS RESULTADOS DE ENSAYOS DE MUROS

1

1

DEFORMACION EN MILIMETROS

En la comparación de resultados de las dos muestras ensayadas, ambas muestran una similitud en su relación carga deformación. El desplazamiento del volteo en ambos casos se considera normal y aceptable. La resistencia a la falla mostrada por el primer muro, alcanza los niveles de resistencia de un muro de bloque con refuerzo. Los valores esperados a la resistencia a la falla de los muros, resulto ser contradictoria, ya que se esperaba que el muro con refuerzo de d a de castilla fuera mayor que el otro. Al comparar estos resultados, con el ensayo del muro construido con adobes de Salamá, los mismos aumentaron significativamente, el primero en 3.3 veces y el segundo en 2.5 veces.

ANÁLISIS SOBRE EL SISTEMA CONSTRUCTIVO DE LOSMUROS

DESPLAZAMIENTO EN LA PARTE

INFERIOR DE LA ALTURA, POR

DEBAJO DE DONDE SE APLICA LA

CARGA 0.00 0.03

--

0.15 0.44 0.88 1.40 2.12 2.87 3.53 4.2 1 4.77

Los muros fueron levantados en varias etapas, cada día fue levantado un promedio de 0.90 a 1 .O0 m de alto, debido al peso de la unidades, si se colocan más hileras de adobe,

DESPLAZAMIENTC EN SENTIDO DE CARGA PARTE MEDIA DE LA

ALTURA

0.00 0.07 O. 16 0.35 0.6 1 0.95 1.32 1.83 2.16 3.66 4.22

PRESION~CARGADESPLAZAMIENTO EN SENTIDO DE CARGA PARTE

SUPERIOR

0.00 O. 18 0.43 0.87 1.33 1.92 2.54 2.66 3.86 4.37 5.32

Kg LECTURA

m

Kgfcm2

0.00 1 2 3

1 4 5 6 7 8 9 1 O 11

0.00 25 50 75 100 120 140 160 180 200 220 230

0.00 635.75 1271.50 1907.25 2543.00 3051.60 3560.20 4068.80 4577.40 5086.00 5594.60 5848.90

se producía un aplastamiento en la sisa, quedando de esa manera una menor sisa que la recomendada

Para la construcción de muros reforzados con caña es necesario tomar en cuenta de que se necesita un mayor tiempo para su construcción, a la vez de que se requiere de mayor mano de obra.

ANÁLISIS SOBRE EL COMPORTAMIENTO DE LOS MUROS DE ADOBE DE VILLA NUEVA SOMETIDOS A LA CARGA LATERAL

El refuerzo de caña de castilla es utilizado para que el muro al ser ensayado, falle de una manera menos frágil, lo que da mayor seguridad a las construcciones , pues permite observar la falla antes de colapsar en el momento de un sismo, se pudo observar que la c . a y el muro presentan deformacibn, lo que indica buena adherencia entre si, también se pudo observar en el muro un comportamiento monolítico, lo que indica una adecuada unión entre unidades de adobe y juntas de construcción.

VI. CONCLUSIONES

Las propiedades tísicas y mechicas de los adobes realizados en el laboratorio utilizando material de Salamá decrecen cuando a los mismos se les agrega cal.

En la elaboración de adobes es muy importante el análisis en el laboratorio de los materiales antes de su utilización. Es de bastante importancia saber el contenido optimo de humedad, para optimizar las mezclas, y evitar así que al tener poca humedad los adobes se desmoronen al quitarles los moldes, al agregarles demasiada agua, se observa que al compactar los adobes con el apisonador, la mezcla se deforma.

El secado de los adobes, realizado en una zona protegida del sol y la lluvia, con una circulacibn de aire, proporciona buenos resultados, evitando así el surgimiento de grietas durante el proceso de secado.

Aí realizar el ensayo de absorción en los adobes de Salamá, se observó que se deshacían ai estar en permanente contacto con el agua, por lo cual no se obtuvo resultados numéricos de dicho ensayo.

Los muretes de adobe deben elaborarse de un tamaño m8s adecuado, para evitar un peso elevado y dificultar su manipulacibn, aunque debe de para lograr esto debe tomarse en cuenta que se le debe aplicar un factor de corrección por efectos de esbeltez.

El ensayo de corte a los muretes no se les pudo efectuar a la mayorfa por la poca adherencia que habia entre unidades y por el peso de los muretes.

La falla de los prismas de Salan& ocurri6 en la mayoría de los casos en los morteros y este tipo de falla es debido a esfuerzos tangencides.

El mortero utilizado en los prismas de materiales de Salamá para adherir las unidades de adobe en los muros, se contrae demasiado rápido por la absorción que se genera por parte de los adobes, por eso es necesario agregarie arena blanca al mortero para así evitar la formación de grietas.

De acuerdo a los resultados obtenidos en los ensayos de adherencia y íiicción, se concluye que el material de Saiamá es aceptable, sin necesidad de ningún agregado como cal o puzolana en la mezcla.

Como se muestra en los resultados del ensayo de corte realizado a los muros con adobe de Salamá, el refuerzo proporciona a los muros, una mayor capacidad de deformación e incrementa en un 20% la resistencia al corte, proporcionando al muro una menor fragilidad.

Comparando los resultados de los esfiierzos de fiexión entre las diferentes mezclas, utilizando los materiales provenientes de Villa Nueva, los que proporcionaron mayor resistencia fueron los adobes estabilizados con el 5% de cal. Los adobes con mezclas del 3% y 0% de cal, no dieron los resultados esperados, ya que en algunos de los casos

no pudieron ser ensayados, ya que no resistieron el manipuleo para su transporte hacia el ensayo.

Si se aumenta el porcentaje de cal con los materiales provenientes de Villa Nueva, dará como resultado un adobe de mayor resistencia, en caso de que en la mezcla se utilice arcilla es necesario determinar cuidadosamente su comportamiento al utilizar cal, debido a que se puede llegar a reducir la cohesión del material, ahora bien si se aumenta el porcentaje de cal habrá que evaluar la resistencia obtenida Los materiales que componen los adobes deben ser estudiados adecuadamente, a los cuales puede aplicarse la metodología de ensayos que se desarrolla en tsta investigación.

El proceso constructivo ensayado cumple con las condiciones necesarias para ser aplicado en las áreas rurales y urbanas, donde abunden y sean de fácil obtención, la caña, talpetate, arena pómez y arcilla, en caso que haya materiales diferentes, habrá que evaluarlos para determinar sus características y su comportamiento.

El refuerzo de cafla de castiiia, actuó como se esperaba, al ensayar los muros a carga lateral se presentó una falla menos fiágd que en los muros sin refuerzo, lo que permite deducir que se tiene un mayor margen de seguridad al existir refuerzo.

Al comparar la variación de la aplicación de la carga, notamos que: a) En el primer caso (muro sin refuerzo), el aumento de aplicación de la carga fue menor que en el segundo caso (muro con refuerzo); b) Los muros muestra una relación inversamente proporcional entre el delta de incremento de aplicación de la carga y su resistencia, es decir, que a incrementos menores el muro tiene capacidad a resistir más.

Es necesario realizar más investigaciones sobre refuerzos en los muros, tipos de refuenms, espaciamiento entre refuerzos, adherencia con los adobes y morteros, y diferentes alternativas sobre los refuerzos, como la siguiente, si se disminuye el espaciamiento entre cañas en los extremos y en la parte central a una distancia menor que el ancho del adobe, se esperará que la resistencia a la carga de falla del muro aumente, así mismo es necesario realizar más investigaciones para verificar la relación existente entre las variaciones de velocidad de aplicación de carga

Así mismo, otro de los aspectos necesarios a investigar es sobre la velocidad de aplicación de la carga, el análisis y diseño de mampostería de adobe, para determinar cuales son las dimensiones de largo, ancho y altura óptimas para la construcción de viviendas utilizando éste tipo de adobe.

Es necesario continuar financiando la investigación en construcciones de adobe para lograr llegar a tener alternativas suficientemente investigadas y que puedan gen- una adecuada transferencia de tecnología hacia aquellos sectores que utilicen éste material para la construcción, que en el caso de las viviendas de Guatemala sobrepasan las 500,000 en la actualidad, además de poder presentar alternativas orientadas a disminuir el déficit habitacional existente.

Para la fabricación de los adobes se recomienda que el suelo para la mezcla esté seco, para que al ser mezclado con el estabilizante (cal), haga contacto con todas sus partículas, y así evitar que queden en algunas partes bolas de cal.

Se recomienda que el material a emplear para la fabricación de adobes, sea cernido para lograr así una mejor homogeneidad.

Se recomienda que el secado de los adobes, debe ser bajo techo lejos de donde les pueda caer agua o lluvia, para que no se humedezcan si sucede esto se alteran los resultados.

Tomando en cuenta el notable aumento de la resistencia de los adobe como del mortero , es recomendable el uso de cal, para la elaboración de los mismos.

En los adobes compactados, se recomienda el apisonamiento de 40 a 50 golpes en capas de ?4 de su altura, para lograr un acomodamiento completo de las partículas, lo cual da como resultado mayor resistencia mecánica

Se recomienda para la perforación de los agujeros en los adobes, hacerlos con un diámetro de 10 cms. y hacerlos cuando el adobe se encuentre fiesco o por medio de moldes.

Para evitar el deterioros de los muros por el agua y la intemperie se recomienda un posterior revestimiento en todo el muro.

Se recomienda algún tipo de tratamiento para la caAa de castilla, para darle mayor tiempo de vida a la misma y asi lograr que no pierda sus propiedades físicas y mechicas.

Para la construcción de estos muros o ya sea viviendas de adobe se recomienda hacerlos en tiempo de verano para constniirlos en menor tiempo que si se construyen en de íluvia

MIL BIBLIOGRAFÍA

A continuación aparece una parte de la información bibliográfica que se ha ido recolectando de diversas fuentes de información.

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http://www.inti-soIutions.com/cob/ Blocs de terre comprimée BASIN. GTZ-GATE, ONUDI, Eschborn 1 Vienne, Allemagne / Autriche, 1994. VHS-SECAM, 24 mn Cette vidéo dome une vue d'ensemble de la technologie du bloc de terre comprimée. Apres avoir replacé la terre dans le contexte historique de I'architecture, ce documentaire montre les applications du BTC a u exigentes des constnictions modernes, ainsi qu'une gamme des différentes machines de production et des exemples d'utilisation courantes des blocs de terre comprimée dans diverses parties du monde. Réf 006 Universalité de 1 'Architecture de Terre. La découverte de 1 'architecture de terre. CRATerre-EAG, Grenoble, France, 1998. Jeu de 80 diapositiva : la premibe parbe présente les différents habitats traditionnels en terre dans le monde, la deuxibme partie présente les principales techniques de constniction en terre, la troisihe partie présente l'actualité et la modemité de la constniction en tme. Légendes en h c a i s Des constructions en terre dans le monde. Earth constructions amund the world. CRATerre-EAG, Villefontaine, France, 1994. Jeu de 20 diapositives présentant des n5ahsations en teme en France, Australie, Etats-Unis, Inde, C6te d'Ivoire, Bwkina Faso, Nigeria, Arabie Saoudite, Madagascar, Maroc, Mexique, Pérou et Brésil. Légendes en fiancais ou en anglais. Legends in French or in Enghsh. Réf. 010 Le domaine de la terre ¿í Viilefontaine. The "Domaine de la terre" housing estate at Villefontaine, France. CRATerre-EAG, Villefontaine, France, 1994. Jeu de 20 diapositives présentant des réalisations en terre d'un quartier a Villefontaine. Plusieurs techniques sont représentées : pisé, torchis, terre- paille et bloc de terre comprimée. Légendes en fiancais ou en anglais. Legends in French or in English. Réf 008 Les activités de C M Terre-EAG. 712e activities of CRATerre-E4G. CRATerre-EAG, Villefontaine, France, 1994. Jeu de 20 diapositives sur I'architecture contemporaine en France et A l'ktranger, sur des chantiers ou CRATerre est intervenu, sur la formation A CRATerre-EAG et sur la préservation. Légendes en h c a i s ou en anglais. Legends in French or in English. Réf. 01 1 Modemité de I'architecture de terre en AfBque. The moderniiy of earth architecture in Africa. CRATerre-EAG, Villefontaine, France, 1994. Jeu de 20 diapositives présentant des réalisations moderne en Afique : Mayotte, Rwanda, Burkina Faso, Mali, Madagascar, Nigeria, Carneroun.

Légendes en h c a i s ou en anglais. Legends in French or in English. Ref. 009

ANEXO 1

GLOSARIO DE TERMINOS UTILIZADOS

A continuación se hace un resumen de algunos conceptos relacionados con las construcciones con tierra

EL ADOBE Es una masa de suelo mezclada con agua, a veces con fibras, moldeado en forma prismática u otra y secado al sol o al aire, se emplea en la fabricación de ladrillos o bloques utilizados en la construcción de paredes o muros.

COMPONENTES BASICOS

ARENA: Se clasifica dentro de los suelos gruesos, partículas mayores que 0.074 mm ( tamiz 200) y menores que 2 mm (tamiz No. 10).

ARCILLA: Se aplica este nombre a cualquim suelo que sea capaz de mantenerse plástico con variaciones relativamente amplias de humedad. Se clasifica dentro de los suelos finos. Sus partículas son menores que 0.074 mm (tamiz 200).

COHESI~N Es la propiedad por la cual, las partículas se mantienen unidas entre sí.

PLASTICIDAD

Es la propiedad de un material, por la cual es capaz de soportar deformaciones rápidas, sin recuperación elástica, sin variación volum6írica apreciable y sin desmoronarse ni agrietarse.

SELECCIÓN DEL SUELO

Para la selección del suelo se ejecuta& simples pruebas de campo y de laboratorio que permitan identificar un suelo apto para elaborar adobes, y para determinar las cantidades aproximadas de arena para modificarlo, si es necesario. También se debe determinar la presencia de materia orgánica, el contenido de arcilla y el contenido de arena

ESTABILIZACION DEL ADOBE

Se efediia con el fui de mejorar las propiedades fisicas, químicas y mecánicas del adobe. En algunos casos consiste en añadir una sustancia que estabilice el comportamiento de la mezcla, la cual tendrá como función principal unir las partículas entre si e impedir el exceso de absorción de agua. Tipos de estabilización por: cemento Pórtland, cal, aditivos químicos y otros. Otros tipos de estabilización son mediante métodos mecánicos que generan energía de compactación y proveen un mejoramiento de las propiedades mecánicas de los adobes.

DIFERENTES FORMAS DE BLOQUE Hay diferentes formas de los adobes, entre ellas podemos citar las siguientes:

Largos para consbuir rápidamente. Cortos para poder ser manipulados mas fácilmente. Planos se usan para construir cúpulas y bóvedas. Los bloques de arcilla y paja son adobes muy livianos.

FORMAS DE HACER UN ADOBE Existen diversas formas de hacer los adobes entre las que se encuentran las siguientes:

Moldeado a mano. Usando moldes de madera o metal, manualmente o con máquinas. Adobe moldeado con máquinas o Apisonadores. El barro es colocado en los moldes, los que se quitan inmediatamente o se deja el adobe secando por unas horas y recién entonces se remueve el molde.

CONTROL DE CALLDAD

Uno de los métodos de control de calidad es el siguiente:

Si a las 4 semanas, el adobe tiene grietas o deformaciones, debe agregársele arena o paja Si en ese mismo tiempo, el adobe de prueba no resiste el peso de un hombre, se debe agregar arcilla a la mezcla.

CAUSAS DE FALLA DE LOS ADOBES

Algunas de las causas de falla de los adobes son:

Construcción en terreno comprensible o en áreas de mucha humedad en el suelo.

Mala calidad de la materia prima utilizada.

Dimensionamiento inadecuado de los adobes, que en algunos casos son demasiado grandes.

Amarre horizontal insuficiente entre los adobes, principalmente cuando el espesor de la sisa es muy grande.

Amarre inadecuado y deficiente en los encuentros de paredes, que produce sisas verticales continuas de tres y mas hiladas.

DIMENSIONES DEL ADOBE

En nuestro medio, el tamaflo de los adobes depende del lugar de fabricación, ya que se usa en distintos lugares, sus dimensiones varían de un lugar a otro.

EL ADOBE CUADRADO

Aunque existe variedad ea las formas y dimensiones del adobe, la forma cuadrada, aunque no es la tradicional en nuestro medio, tiene características especiales que hacen mas efectivo su comportamiento mecánico y facilitan el proceso constructivo.

FORMA DE LEVANTAR LOS MUROS

Debido a la lluvia, hay que desplantar el muro en un sobrecimiento de piedra, del mismo ancho del muro o mayor, para evitar la erosión.

Debe construirse una solera hidrófuga o de humedad de material que aísle el muro de la humedad, pudiendo ser de concreto reforzado u otros materiales.

Las separaciones entre adobes, tanto horizontales como verticales, se hacen con el mismo barro del adobe, con un material cementante y con un espesor aproximado de 2 cms.

REQUISITOS BASICOS PARA MUROS

La longitud de un muro, tomada entre 2 muros perpendiculares, no se recomienda que sea mayor que 10 veces su espesor. Si se necesita una longitud mayor, debe reforzarse el muro con un contrafuerte intermedio.

La altura máxima de un muro, no se recomienda que sea mayor que 8 veces su espesor.

REFUERZO EN LOS MUROS

Las principales fallas o colapsos en constnicciones con adobe ocurren debido a la ausencia o deficiencia de los refuerzos, ya que estos proporcionan rigidez, adherencia y estabilidad a los muros.

DETALLES CONSTRUCTIVOS

R e h a superior o cadena de amarre debe coincidir en lo posible, con los dinteles de puertas y ventanas. Encima de la cadena se coloca un mínimo de 3 hiladas más.

Para repartir la carga del techo sobre el muro de adobe, se recomienda colocar sobre Cste, un elemento longitudinal de madera o concreto reforzado.

FORMA DE LAS CASAS

La forma general de un casa de adobe, es también un factor importante en su comportamiento estructural. Al respecto tenemos que:

Es recomendable la forma rectangular y especialmente la forma cuadrada, que es considera como la mejor solución.

No deben hacerse casas en forma de escuadra, pues al ocurrir un sismo, las fuerzas no se reparten por igual en todos los muros.

COMPORTAMIENTO SISMICO DE LAS VIVIENDAS NO REFORZADAS

Conocer el comportamiento sismico de las viviendas de adobe existentes es de suma importancia, porque esto nos permite ubicar las zonas críticas que deberán reforzarse.

CARACTEI~STICAS GENERALES DEL ADOBE COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

Aún cuando modernamente se puede usar maquinaria para fabricar adobes, se puede construir como haciendo bolas de lodo y lanzarlas con fuerza contra el muro en construcción y, por adición, subir su altura de esa manera; todo este trabajo es hecho a mano, sin herramientas ni instrumento alguno.

Una variante muy popular en ciertas regiones es la tierra apisonada, en Europa fue practicada desde los tiempos romanos la tierra apisonada, ("terre pid") se utiliza sin hacer propiamente los adobes. Esta misma tecnología se conoce en Ecuador como "Tapial". También se encuentra el bajareque que es utilizado en Guatemala.

TENDENCIAS RECIENTES DE LA CONSTRUCCION CON TIERRA

Tanto en Europa, como en países m vías de desarrollo, se ha iniciado la tendencia a construir con adobe reforzado con otros materiales que puedan resistir los esfuerzos de tensión intercalados en su masa al momento de su construcción, a veces llamado adobe armado, como decir varillas de hierro o de madera, bambú, etc.

EL DISENO DE LAS VIVIENDAS DE TIERRA

Los problemas relacionados con la corrección de las debilidades del adobe parecen haber sido resueltos con el uso de aditivos, con la selección y preparación adecuada de la tierra que servirá para construir los adobes , con métodos constructivos adecuados y materiales resistentes para la protección de los muros.

ADOBE "DE ALTA TECNOLOGÍA"

Si bien la combinación correcta de barro y arcilla permanece inalterada, en este tipo de adobe se le agrega un nuevo componente: asfalto emulsionado. Esta emulsión es un subproducto del petróleo que es comúnmente usado en la construcción de caminos. Cuando se lo macla con agua, barro y arcilla, dependiendo de la proporción, se obtiene un ladrillo de adobe resistente al agua (semi estabilizado) o totalmente impermeabilizado (completamente estabilizado).

ANEXO 11

ALGUNAS UMVERSIDADES OUE TRABAJAN EN CONSTRUCCIONES

CON TIERRA

Afnquedu University of the Free State (UFS), Faculty of Natural Sud Sciences, Department of Architecture, Bloemfontein

Peninsula Technikon, Faculty of En&-g, Department of Architecturai Technology, Capetown

Burkina Faso Projet LOCOMAT, Minist&re des M-astructures, de 1'Habitat et de i'urbanisme, Ouagadougou

Nigehia CECTech, Center for Earth Construction Technology, Jos

Ouganda Makerere Univasity of Kampala (MUK), Faculty of Architecture, Kampala

Colombie

Mexique

A*

Inde

Universidade Metodista de Piracicaba (UNIMEP), Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Piracicaba

Universidad de los Andes, Facultad de Arquitectura, Bogota Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Artes, Depariamento de Arquitectura, Bogota Universidad Pontificia Bolivariana, Facultad de Arquitectura, Medellin

Instituto Tecnologico y de Estudios Superiores de Occidente (ITESO), Departamento del Habitat y Desarrollo Urbano, Guadalajara

Universidad Peniana de Ciencias Aplicadas (UPC), Facultad de Arquitectura, Lima

Auroville Building Centre / Earth Unit, Centre for Scientific Research, Auroville

UniversitA di Cagliari, Facoltii di Ingegneria, Istituto di A r c h i t e w Cagliari

ANEXO III Información obtenida del Censo Ha bitacional

realizado en Abril-Mayo de 1994.

PORCENTAJE DE UTILIZACIÓN DE MATERIAL EN LA COSNTRUCCIÓN

DE VIVIENDA EN TODA LA REPOSLEA

Lepa, palo o

caña Ladrillo

11Y. 43.

Adobe

Ladljllo Block u~oncre to 7 o Adobe e Otro Madera 1 1

Lamina a Gajareque --

i Lepa, paio o cana 1 / TABLA 21

Porcentaje de utilización de material en la construcción de vivienda en toda la república.

PORCENTAJE DE UTILIZACI~N DE MATERIAL EN LA CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS EN LA ZONA RURAL

Lepa, palo o

caíía

Bajareque 16% Ladrillo

El Ladrillo Block El Concreto Adobe l!il Otro Q Madeja

Lámina O Bajareque HI Lepa, palo o caña

TABLA 22 Porcentaje de utilización de material en la construcción de vivienda en la zona rural.

PORCENTAJE DE UTILIZACIÓN DE MATERIAL EN LA COSNTRUCCIÓN

DE VIVIENDAS EN LA ZONA URBANA

Ldmi na Ladrillo Madera 2%

4% Otro u

H Ladrillo Bajareque O Block

Otro f l Concreto El Adobe

--

TABLA 23 Porcentaje de utilización de material en la

construcción de vivienda en la zona urbana.

ANEXO IV

DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS REALIZADOS EN EL LABORATORIO

ENSAYOS DE LOS SUELOS

Eauivalente de arena:

El equipo que se utiliza para la realización de este ensayo es el siguiente:

2 probetas de 17 pulgadas de altura, con una graduación de 15 pulgadas y u . diámetro de 1 pulgada.

1 tapón de hule. 1 balanza. 1 apisonador de 1 Kg. de peso. 1 tamizNo.4 1 agitador manual.

El procedimiento a seguir es el siguiente:

*:* Se pesan 100 gramos de material previamente pasado por el tamiz No. 4. *:* Se vacían 4 pulgadas de un líquido floculante dentro de la probeta. Dicho

líquido es una solución de agua destilada con glicerina, formaldehido y cloruro de calcio.

*:* Se introducen 100 gramos del material dentro de la probeta y se mezclan con el üquido floculante.

*:* La mezcla se pone a reposar durante diez minutos. *:* Se tapa la probeta y se somete a una agitación de 90 ciclos. *:* Luego de la agitación, se agrega otro poco de liquido floculante hasta llegar a

las 15 pulgadas de altura. *:* Se pone a reposar durante 20 minutos. *:* Se hace la medición correspondiente al nivel de arcilla. *:* Se introduce el apisonador y se deja que con su propio peso comprima el

contenido de la probeta *:* Se hace la medición correspondiente al nivel de arena. *:* Finalmente se calcula el equivalente de arena por medio de la siguiente

fórmula:

Equivalente de arena (Lectura del nivel de la arena / Lectura del nivel de la

Limites de Atterber~:

Para la realización de este ensayo se utiliza el siguiente equipo:

una Copa de Casagrande una pipeta una vasija para mortero una paleta un pequeño recipiente metálico (tarro) un tablero de vidrio un ranurador para hacer la separación del suelo en la copa de Casagrande y para graduar la altura de la misma un tamiz No. 40 un homo.

El procedimiento consiste en tamizar aproximadamente un kilogramo de suelo en el tamiz No. 40, se le agrega agua hasta alcanzar una consistencia pastosa, y con ayuda de la paleta se colocan dentro de la Copa de Casagrande, hasta que alcance una altura de aproximadamente 1 centímetro. En ese momento con el ranurador se hace una separación en el centro de la mezcla, se gradúa la altura de la Copa y con ayuda de la manivela de dicho aparato, se hace que golpee contra la base aproximadamente entre unas 16 y 35 veces, hasta que la pasta se vuelva a unir. En ese momento se retira la pasta, se vuelve a batir y se repite el ensayo, cuyo resultado s e d como testigo del primero.

Inmediatamente después, el recipiente metálico se tara y se le agrega la pasta, se pesa y al peso obtenido se le resta el de la tara con lo que se obtiene el peso húmedo neto. Se introduce el recipiente en el homo durante aproximadamente 24 horas. El horno deberá conservar una temperatura constante de 110 grados centígrados. Pasado ese plazo, se vuelve a pesar, se le resta la tara y se obtiene el peso seco neto. La diferencia entre el peso húmedo neto y el peso seco neto áá el peso del agua Dicho peso dividido entre el peso seco neto y multiplicado x 100 nos da el limite líquido.

Para la determinación del límite plástico, se hacen aproximadamente 20 cilindros de unos 3 milímetros de diámetro que estén lo suficientemente secos, lo cual se notará por su aspecto agrietado. Al igual que en el caso anterior, se obtendrá su peso húmedo neto y después de pasarlo por el horno, se obtendrá su peso seco neto.

Las fórmulas a utilizar son las siguientes:

Límite Líquido:

L.L. = %HK, en donde

N = número de golpes necesarios para que la muestra en la Copa de Casagrande se cerrara.

%H = (Peso neto húmedo - Peso neto seco 1 Peso neto seco) * 100

Peso neto húmedo = Peso bruto húmedo - Tara

Peso neto seco = Peso bruto seco - Tara

Limite plhstico:

L.P. = %H

Índice de Plasticidad;

I.P. = L.L. - L.P.

Granulometría:

El equipo necesario es el siguiente:

Juego de tamices con mallas de %", 318, No. 4, No. 10, No.40, No. 200, recipiente de fondo y tapadera. Balanza.

m Agitador mechico.

El procedimiento consiste en pesar 1000 gramos de la muestra a evaluar los que se vacían sobre el juego de tamices colocados en orden progresivo desde el tamiz de 314" hasta el No. 20CT con el recipiente de fondo abajo. Se coloca la tapadera, y el conjunto de tamices con la muestra se somete a una agitación durante aproximadamente 15 minutos.

Inmediatamente después de la agitación se procede a pesar el material, acumulando en el fondo el material retenido en cada uno de los tamices.

La suma de los pesos del material retenido en los diferentes tamices incluyendo el fondo, debe dar un valor muy próximo al del peso de la muestra original, en este caso, 1000 gramos.

Con base en los pesos acumulados, se determina el porcentaje del material que pasa por cada tamiz en relación con el peso de la muestra original.

La curva granuloméírica se traza anotando en las abscisas con una escala logarítmica, las aberturas de las mallas, las que teóricamente corresponden al diámetro de las partículas, y en las ordenadas, con escala aritmética, los porcentajes de material que pasan por las distintas mallas.

Las fórmulas a utilizar son las siguientes:

Peso neto seco (P.N.S.) = Peso bruto seco - Tara

Peso acumulado en el fondo en % = (Cantidad acumulada en el fondo / Total de la muestra menos las pérdidas) * 100

Porcentaje de gravas = 100 - %Tamiz No. 4

Porcentaje de arenas = %Tamiz No. 4 - % Tamiz No. 200

Porcentaje de finos = % Tamiz No. 200

Coeficiente de Uniformidad:

Coeficiente de Graduación:

NOTA: Estos ensayos se realizb dos veces, con el propósito de tener un testigo de los resultados obtenidos, por lo tanto se tomará como válido el promedio de los dos valores obtenidos.

ENSAYOS DE LOS ADOBES

Absorción Capilar

Se tomaron fragmentos de las muestras ensayadas a flexión de aproximadamente 15x1 5x8 cm las cuales se colocaran en horno a temperatura entre 1 10 OC y 1 15 OC

durante 24 hrs. Después de pasado este lapso de tiempo se determinara su peso seco y posteriormente se colocaran las muestras en una bandeja con agua a una profundidad aproximada de 5 mm , utilizando un deposito para mantener el nivel del agua. Luego de unas cuantas horas se sacaran las muestras del agua y se

procederá a determinar su peso húmedo, ya con esto podremos determinar su porcentaje de humedad.

Ensayo a flexión

Este ensayo se realizará colocando una unidad de adobe sobre dos apoyos de sección triangular, separados una distancia de 22.85 cm, aplicando seguidamente una carga central por medio de una barra de acero de sección circular. Fue hecho en la maquina universal. El procedimiento es el siguiente, se coloca cada adobe con apoyos de 5 m s . , de sus orillas y con una carga puntual en el centro y se toma lectura de cada unidad con la cual se produce la falla o ruptura del adobe. Teniendo este dato se procede a calcular el esfuerzo de flexión por medio de la formula siguiente:

o = 3pl/2bh2 donde; a = Esfuerzo de flexión P = Carga puntual tomada de la maquina universal 1 = Luz entre los apoyos que fue de 28 cms. b = Base del adobe que h e de 38 cms. h = Altura o espesor del adobe que es de 8 cms.

Ensayo a compresión

Para la realización del ensayo de compresión se obtuvieron de los fragmentos de las muestras que se utilizaron para el ensayo a flexión, las partes para fabricar probetas de 15 x 15 cms, de área de contacto por los 8 cms, de espesor que tiene el adobe. El ensayo consiste en aplicarle carga en el área de contacto anotar la carga en kilogramos para cada adobe y luego se procede a la obtención del esfuerzo de compresión en kilogramos sobre centímetros cuadrados que es igual a la carga dividido el área de contacto. Luego de ello se les aplicara carga directamente hasta producir la ruptura. De los ñ-agrnentos de las muestras que se utilizaron para el ensayo de flexión, se cortaran piezas cúbicas de aproximadamente, el espesor de un adobe. Luego de ello se les aplicara carga directamente hasta producir la ruptura. En este ensayo se deben anotar los siguientes datos: Numero de unidades ensayadas, área de contacto, carga primera grieta, carga ultima y además se debe calcular tanto la resistencia a compresión de la primera grieta como también la de carga úitima.

ENSAYOS A REALIZAR EN EL MORTERO

MORTERO

Del mortero a utilizar en la unión de unidades de adobe se realizan como mínimo 6 probetas, de las cuales se ensayarán la mitad a la edad de 14 días y las restantes a la edad de 28 dias. De este tipo de ensayo se anotarán los siguientes datos: Área, carga máxima y con ello se calculará la resistencia máxima a compresión en la base. Se utiliza el suelo proveniente del mismo banco de materiales de donde se obtuvo material para la elaboración de los adobes.

PRISMAS DE ADOBE

Para poder estudiar el comportamiento de la albafiilería de adobe cuando es sometido a carga lateral mediante el ensayo esthtico de compresión diagonal en prismas a escala, se procede primeramente a efectuar un cuidadoso análisis a las unidades que conformarán los prismas, en seguida se considera fundamental obsetvar los resultados que se obtendrían al variar la relación de aspecto de los prismas y a la vez los morteros empleados para unir las unidades entre sí.

ENSAYOS DE LOS PRISMAS

Ensayo de adherencia y fricción

Se realizo utilizando la maquina de ensayo tipo Formey para dar el apoyo al gato hidrsulico vertical, y tarnbih para poder apoyar el marco completo, así como para centrarlo.

El prisa a ensayar se componer de dos adobes enteros y dos medios adobes, colocados estos en medio de los dos enteros y unidos a estos por una capa de mortero de 2 cm de espesor y separados el uno del otro 5 cm, para acercamos mas a la situación real en el que trabajan en el muro.

FIGURA No. 4 Prisma, los accesorios y la forma de aplicar las cargas de confinamiento

y cargas laterales.

P1 = confinamiento (que es la fuerza proporcional por el gato hidráulico). P2 = fuerza lateral (proporciona la carga para hacer fallar la junta).

Primeramente se aplica una carga de confinamiento y luego las cargas laterales para producir la faila, luego se repite el proceso incrementando la carga de confinamiento y así sucesivamente para lograr varios valores utilizando el mismo prisma.

Ensayo de compresión diagonal:

Equipo de ensayo

Para realizar al prueba de compresión diagonal para los juegos de prismas elaborados el equipo utilizado h e el siguiente:

- bomba hidráuiica manual de 2 velocidades, - gato hidráulico de 10 ton, - mangueras de conexión bomba gato, - 2 apoyos extremos.

Los apoyos entremos se construyeron de madera con un ángulo de 30' respecto a la horizontal.

Descripción del proceso de ensayo

La determinación de efectos cortantes mediante la compresión diagonal en muretes ofiece ciertas ventajes en los ensayos en primas, pero su principal desventaja se presenta en el transporte y manipule0 mas que en el propio ensayo, la secuencia de ensayo es la siguiente:

- colocar el prisma a ensayar en la parihuela, - levantarlo y colocarlo en el apoyo infkrior en la posición horizontal, - inclinar el prisma con el apoyo inferior colocado y colocar el apoyo

superior, colocar el gato hidráulico manteniendo la verticalidad, - accionar la bomba manual de manera progresiva anotando el

aparecimiento de fisuras al incremente de la carga compresiva hasta llegar a si a la carga ultima y anotar su configuración fínal.

Ensayo a compresión

Este ensayo se realiza para determinar el f ,, que representa el esfuerzo de trabajo de la mampostería en este caso el del adobe.

Procedimiento:

Colocar el murete en el marco de carga, y luego aplicarle carga de una manera sucesiva hasta observar que existan grietas en el murete, y se anota la carga máxima que dará el esfuerzo de trabajo.

Nota: Todos estos ensayos se presentan en informes técnicos del Área de estructuras.

ENSAYO DE LOS MUROS A ESCALA NATURAL

La realización del experimento consistió en colocar los tensores de tal forma que la carga quedara aplicada en la diagonal del muro por medio del gato hidráulico. Se colocaron tres deformómetros a diferentes alturas con el fin de medir los desplazamientos para diferentes aplicaciones de carga.

Para el montaje del dispositivo de ensayo se requirió de la participación de 6 personas, utilizándose 3 horas aproximadamente para la realización del ensayo de este muro.

El esfuerzo de corte es aquel que actúa paralelamente a un plano, son fuerzas aplicadas paralelas , opuestas pero iguales en magnitud , actuando normalmente al eje longitudinal del elemento , pero espaciadas a distancias finitas entre si, produciendo a la vez efectos flexionantes. Si la resistencia de un material a la tensibn es menor que su resistencia al cortante, entonces la falla del mismo bajo la condición de carga de corte, ocurre por la separación tensional a lo largo de un plano que este a 45 O con el plano de corte máximo o mas generalmente en la diagonal para elementos con relación de esbeltez diferentes de la unidad.

En el ensayo de corte directo se desea minimizar los esfuerzos flexionan tez, a través del plano a lo largo del cual actúa la carga de corte, por medio de la sujeción y apoyo del elemento en una forma optima.

La carga es aplicada en la parte superior del muro y a todo lo ancho mediante una placa de acero que la reparte. Se aumenta su intensidad en formas gradual, hasta la ruptura del modelo.

Una falla de tensión diagonal es la que se espera con la carga de ruptura que provoca una grieta en la diagonal, dada por la tensión que se provoca en una forma perpendicular ella, la que no es capaz de ser por el muro. Esta falla nos indica que el material se comporta como una sola unidad o sea monolíticamente la cual transmite entre capas adyacentes esfuerzos por adherencia.

Equipo utilizado se encuentra disponible en el CII: J Estructura de metal especialmente para este objeto. J Un gato hidriiuiico de 25 toneladas. J Una bomba hidráulica eléctrica. J Dos tensores. J Tres deformómetros.

Además se utilizaron las siguientes herramientas: tenazas, martillos y palas.