Capitulo XI

MADERA

Historia:

La madera fue el primer material de construcción que dispuso el hombre. Además de usarla como combustible y como arma defensiva, una cabaña con estructura de madera y cubierta de ramas les proporcionó una defensa contra la intemperie. Luego la emplearía en la construcción de puentes y barcos. 

La técnica de laminación relacionada con el uso decorativo de la madera es conocida por los egipcios desde el 3000 a. de C. Su carencia de maderas de calidad les llevaba a técnicas de enchapado y marquetería.

Bosques y representaciones:

Científicamente se clasifican por los caracteres histológicos de la estructura anatómica en coníferas y latifoliadas o frondosas. 

Coniferas: Pertenecen a las especies mas antiguas de bosques desarrollados en zonas frías y templadas, se caracterizan por la homogeneidad de las especies(pinos , cipreses , abetos). 

En regiones templadas también existen bosques de latifoliadas pero tienen definidas las épocas de exfoliación por las marcadas estaciones climáticas donde se desarrollan. 

Frondosas o latifoliadas: Especies leñosas pertenecientes a la división de las angiospermas dicotiledóneas (robles, haya, olmo, encina, etc). A veces se subdividen en frondosas boreales, australes y tropicales. 

Los bosques del peru guardan innumerables recursos naturales únicos en el mundo.

Características de la madera:

La madera se caracteriza por ser un material:

• Anisótropo, sus propiedades varían según la dirección que se considere. 
• Sus buenas propiedades mecánicas, sobre todo si se las compara con su peso.
• La posibilidad de mecanizarse y procesarse (fabricación y obtención de diferentes elementos). 
• La posibilidad de protegerse frente a la acción de diferentes agentes degradadores. 
• Y sobre todo por sus características estéticas que le confieren una especial belleza.

Tambien:

Ser Higroscópica:

Significa que la madera tiene la capacidad de captar y liberar agua. Si la madera seca se lleva a un ambiente húmedo esta absorberá agua (humedad). Y si el ambiente es más seco la madera perderá agua. Esta propiedad es la responsable de los cambios dimensionales de la madera.


Ser Biodegradable:

Esto significa que la madera se puede degradar. Este mecanismo lo efectúan los microorganismos como bacterias, hongos, mohos y otros. Al degradar la madera la convierten en abono para la tierra y ser util para otros vegetales.

Composición

Es una sustancia fibrosa, organizada, esencialmente heterogénea, producida por un organismo vivo que es el árbol.

Sus propiedades y posibilidades de empleo son, en definitiva, la consecuencia de los caracteres, organización y composición química de las células que la constituyen.

El origen vegetal de la madera, hace de ella un material con unas características peculiares que la diferencia de otros de origen mineral.

Elementos orgánicos de que se componen:
− Celulosa: 40−50% 

− Lignina: 25−30%

− Hemicelulosa: 20−25% (Hidratos de carbono)

− Resina, tanino, grasas: % (Restante)

Propiedades físicas:
Las propiedades físicas de la madera son aquellas que determinan su comportamiento frente a los distintos factores que intervienen en el medio natural, sin producir ninguna modificación mecánica o química. Estas propiedades engloban a las que determinan su comportamiento:

• A la iluminación (color, brillo y textura)
• La posibilidad de emitir partículas gaseosas (olor)
• Con el agua (contenido de humedad, sorción, hinchazón, merma)
• A la gravedad (peso específico, densidad, porosidad)
• Al calor (conductividad térmica, gradiente de temperatura, dilatación térmica)
• A las vibraciones acústicas (conductividad del sonido, transmisión del sonido, resonancia)
• A la acción de la corriente eléctrica (conductividad y resistencia eléctrica, etc.)
• A la penetración de la energía radiante (radiaciones ultravioleta, infrarrojos, rayos X, etc)

• A la penetración de los gases y fluidos (permeabilidad)

ANISOTROPIA: 

Dado que la madera es un material formado por fibras orientadas en una misma dirección, es un material anisótropo, es decir, que ciertas propiedades físicas y mecánicas no son las mismas en todas las direcciones que pasan por un punto determinado, si no que varían en función de la dirección en la que se aplique el esfuerzo

Se consideran tres direcciones principales con características propias:

Dirección axial: Paralela a las fibras y por tanto al eje del árbol. En esta dirección es donde la madera presenta mejores propiedades.

Dirección radial: Perpendicular al axial, corta el eje del árbol en el plano transversal y es normal a los anillos de crecimiento aparecidos en la sección recta.

Dirección tangencial: Localizada también en la sección transversal pero tangente a los anillos de crecimiento o también, normal a la dirección radial.

HOMOGENEIDAD:

Una madera es homogénea cuando su estructura y la composición de sus fibras resulta uniforme en cada una de sus partes (Ejemplos: Peral, manzano, tilo, boj, arce, etc.)

Son poco homogéneas:

Las maderas con radios medulares muy desarrollados (Ej. encina, fresno)

Las maderas con anillos anuales de crecimiento con notables diferencias entre la madera de primavera y la de otoño (Ej. abeto,...).

DURABILIDAD:

Es una propiedad muy variable, pues depende de muchos factores:

• El medio ambiente 
• La especie de la madera 
• Las condiciones de la puesta en obra 
• La forma de secado, las alteraciones de la humedad y sequedad, el contacto con el suelo (empotrada en terrenos arcillosos y en arena húmeda se conserva mucho tiempo, en arenas y calizas, duran poco). 
• El agua (sumergida en agua dulce se conserva mucho tiempo). 
• Son maderas durables: La encina, el roble, la caoba, el haya, ETC.

HUMEDAD:

• Es la cantidad de agua que tiene la madera en su estructura 

• Cuando la madera húmeda comienza a secarse va perdiendo peso y se contrae hasta un límite en el que no puede disminuir más su grado de humedad. 

• Si se desea eliminar todo el contenido posible de agua, es necesario llevar a cabo un secado en laboratorio, que se basa en someter la madera a una temperatura de 105ºC hasta que ésta alcance un peso constante.

Relaciones Agua - Madera:

Es la propiedad más importante, pues influye sobre todas las demás, propiedades físicas, mecánicas, mayor o menor aptitud para su elaboración, estabilidad dimensional y resistencia al ataque de seres vivos. 

El agua en la madera, puede estar presente de tres formas diferentes: 

- Agua de constitución o agua combinada: Es aquella que entra a formar parte de los compuestos químicos que constituyen la madera. Forma parte integrante de la materia leñosa (de su propia estructura), y no se puede eliminar si no es destruyendo al propio material (por ejemplo, quemándola). 

- Agua de impregnación o de saturación: Es la que impregna la pared de las células rellenando los espacios submicroscópicos y microscópicos de la misma. Se introduce dentro de la pared celular, siendo la causa de la contracción de la madera cuando la pierde (desorción) y de su expansión o hinchamiento cuando la recupera (sorción: retención de agua). Se puede eliminar por calentamiento hasta 100 - 110° C. 

- Agua libre: Es la que llena el lumen de las células o tubos (vasos, traqueidas, etc.) Es absorbida por capilaridad. 

El agua libre, una vez perdida por la madera, ya no puede ser recuperada a partir de la humedad atmosférica.

Estado de la Madera segun el pocentaje de humedad:

Madera empapada:
Hasta un 150% de humedad aproximadamente (sumergida en agua)


Madera verde:
Hasta un 70% de humedad (madera en pie o cortada en monte)


Madera saturada:
30% de humedad (sin agua libre, coincide con P.S.F.)


Madera semi-seca:
Del 30% al 23% de humedad (madera aserrada)


Madera comercialmente seca:
Del 23% al 18% (durante su estancia en el aire)


Madera secada al aire:
Del 18% al 13%


Madera desecada (muy seca):
Menos del 13% (secado natural o en clima seco)


Madera anhídrida:
0% (en estufa a 103° C)

DENSIDAD:

• La densidad real de las maderas es igual para todas las especies, aproximadamente 1.56.

• La densidad aparente varía no solo de unas especies a otras, sino aún en la misma con el grado de humedad y sitio del árbol, y para hallar la densidad media de un árbol hay que sacar probetas de varios sitios.

• NOTA: Como la densidad aparente comprende el volumen de los huecos y los macizos, cuanto mayor sea la densidad aparente de una madera, mayor será la superficie de sus elementos resistentes y menor el de sus poros.

Se clasifican por su densidad aparente en:

- Pesadas, si es mayor de 0.8.

- Ligeras, si está comprendida entre 0.5 y 0.7. 

- Muy ligeras, las menores de 0.5.

Propiedades Mecánicas

Bajo cargas pequeñas, la madera se deforma de acuerdo con la ley de Hooke. 

Es la propiedad que tienen algunas maderas de poder ser dobladas o ser curvadas en su sentido longitudinal, sin romperse. 
La manera de medir deformaciones es a través de un módulo de elasticidad.

E = s * e

FLEXIBILIDAD:

Es la propiedad que tienen algunas maderas de poder ser dobladas o ser curvadas en su sentido longitudinal, sin romperse. Si son elásticas recuperan su forma primitiva cuando cesa la fuerza que las ha deformado 

La madera verde, joven, húmeda o calentada, es más flexible que

La seca o vieja y tiene mayor límite de deformación.


•Maderas flexibles: Fresno, pino,olmo,abeto 

•Maderas no flexibles: Encina , arce,Maderas duras en general.

DUREZA:

•Es una característica que depende de la cohesión de las fibras y de su estructura.

•Se manifiesta en la dificultad que pone la madera de ser penetrada por otros cuerpos o a ser trabajada. 

•La dureza depende de la especie, de la zona del tronco, de la edad ,en general suele coincidir que las más duras son las más pesadas.

Las maderas verdes son más blandas que las secas. Las maderas fibrosas son más duras. Las maderas más ricas en vasos son más blandas. Las maderas mas duras se pulen mejor

- Muy duras: Ebano, boj, encina.

- Duras: Cerezo, arce, roble, tejo...

- Semiduras: Haya, nogal, castaño, peral, plátano, acacia, caoba, cedro, fresno, teka.

- Blandas: Abeto, abedul, aliso, pino, okume.

- Muy blandas: Chopo, tilo, sauce, balsa

PROPIEDADES TÉRMICAS:

Como todos los materiales , la madera se dilata con el calor y contrae al descender la temperatura , pero este efecto no suele notarse pues la elevación de la temperatura lleva consigo una disminución de la humedad: Como esto ultimo es mayor , lo otro es inapreciable. También son mayores los movimientos en la dirección perpendicular a las fibras.

La transmisión de calor dependerá de la humedad, del peso específico y de la especie. No obstante, se efectúa mejor la transmisión en la dirección de las fibras que en las direcciones perpendiculares a ésta.

PROPIEDADES ELÉCTRICAS:

La Madera seca es un buen aislante eléctrico, su resistividad decrece rápidamente si aumenta la humedad.

Para un grado de humedad determinado la resistividad depende de la dirección (es menor en la dirección de las fibras), de la especie (es mayor es especies que contienen aceites y resinas) y del peso específico (crece al aumentar el mismo).


ESFUERZOS ADMISIBLES O DE DISEÑO:

Esfuerzo Básico: Esfuerzo mínimo obtenido de ensayos de propiedades mecánicas que sirve de base para la determinación del esfuerzo admisible. Este mínimo corresponde al limite de exclusión del 5%. 

Esfuerzos Admisibles: Son los esfuerzos de diseño del material para cargas de servicio, definidos para los grupos estructurales. 

FS: Factor de Servicio y Seguridad: Cuyo valor varia según el tipo de solicitación de carga (flexión, corte, compresión) y sirve para asegurar que el material tenga un comportamiento elástico y lineal para las condiciones de equilibrio.

USO PARA CONSTRUCCIÓN:

Estructural

Cubiertas planas:

Son cubiertas de una o más aguas formadas por pendientes o planos

Estas cubiertas pueden tener diversas formas estructurales.

Entrepisos:

Cerramiento intermedio, que separa local es en diferentes niveles – entablados.

Encofrados de madera:

Los encofrados de madera son revestimiento para la obra falsa, hecho generalmente en el sitio, que para su fabricación se utiliza láminas de madera aglomerada o contrachapada o tablas de madera tradicional, la madera utilizada debe tener resistencia a la humedad, los encofrados de madera son elementos muy simples de fabricar, solo mirando los planos, es usado en edificaciones muy pequeñas, o construcciones que requieren diseños especiales, difíciles de encontrar prefabricados.

Ventajas encofrados de madera 

- El encofrado de madera tradicional es barato, se trata de una formaleta muy     económica para pequeñas construcciones.
- Fácil instalación
- Poco peso
- Permite realizar encofrados para cualquier tipo de diseño.
- Disponible fácilmente en la mayoría de los sitios, aún en zonas rurales.
- Buena resistencia.
- Aplicación de texturas para conseguir acabados diferentes

Desventajas encofrado de madera 

- Al usar muchos clavos o tornillos, se debilita la madera.
- Debe hacerse mantenimiento periódico si se quiere reutilizar
- En obras de gran envergadura puede retrasar el trabajo, al tener que fabricarse.
- Poca vida útil si no se tiene cuidado al retirar el encofrado.

Encofrados de columnas:

Una vez levantado el muro, se arman los encofrados de las columnas. Éstos servirán de molde durante el vaciado del concreto, dándole las formas y las dimensiones que se especifican en los planos. 

Los encofrados son estructuras sujetas a diversos tipos de cargas que pueden tener magnitudes muy considerables.

Capitulo X

Unidades de Albañilería

Son elementos prismáticos de pesos que permiten ser manejados por los trabajadores, pueden ser sílico calcáreos, arcilla cocida, bloques de concreto, adobe, etc.

En el RNC se encuentran las siguientes definiciones:

Ladrillos de arcilla calcinada

Deben ser bloques prismáticos, con masa sólida del 15 % o más de su volumen nominal constituido por una mezcla, principalmente de arcilla o suelos arcillosos, con pequeña proporción de agregados finos debidamente dosificados; mezclada la masa con agua, conpactada, moldeada y calcinada en forma integral.

Clasificación

Se reconocerá las siguientes clases:

según sus dimensiones:

tipo corriente(Perú) 24x12x6cm

tipo bloque king kong(Perú) 24x14x10cm

Ladrillos calcáreos

Deben ser bloques prismáticos, constituidos por una mezcla de cal, arena y agua, debidamente dosificado, elaborado, prensado, secado y endurecido a vapor, bajo condiciones especiales y con las características siguientes: color blanco grisáceo; ángulos diedros rectos, aristas vivas; caras planas y dimensiones exactas.

Bloques de concreto

Son elementos fabricados a base de cemento, arena y piedra chanchada moldeados en formas especiales, vibrados o a presión mecánica.

Para el uso en el pais se elaborara de acuerdo a las normas INANTIC N°s 339 - 005 y 339 - 006:

CLASIFICACIÓN “INANTIC”

Tipo I 

Bloques huecos de concreto que se destinan a soportar cargas

Tipo II 

Bloques huecos de concreto que solo tienen por finalidad la construcción de tabiques.

Adobe

Bloque macizo hecho con barro sin cocer y eventualmente un componente como paja, etc.

También se considera “El adobe estabilizado” al cual se le a incorporado otros materiales como: asfalto RC - 250, goma de tuna, etc. Con el fin de mejorar sus condiciones de estabilidad frente a la humedad

Adobón o tapial

Es el elemento que se forma en sitio empleando la misma tierra natural que para el adobe, utilizando formas grandes de madera.

El adobón o tapial no ofrece seguridad en caso de fuerte temblor, debido al gran peso de cada bloque y a la pobre unión de un bloque con otro. No debe emplearse el adobón o tapial para albergue permanente de personas.

ALBAÑILERÍA CONFINADA

Albañilería reforzada con confinamientos, que son conjunto de elementos de refuerzo horizontales y verticales, cuyas función es la de proveer ductibilidad a un muro portante. Un muro confinado es el que está enmarcado por elementos de refuerzo en sus cuatro lados, por las condiciones indicadas en E6 de la norma E.070 del RNC.

ALBAÑILERÍA ARMADA

Albañilería reforzada con armadura de acero incorporada de tal manera que ambos materiales actúen conjuntamente pára resistir los esfuerzos

ALBAÑILERÍA NO REFORZADA

Albañilería sin confinamientos o armadura, tendientes a incrementar su ductibilidad, pero que pueden tener elementos de refuerzo con armadura por otros motivos.

MURO PORTANTE

Muro diseñado y construido en forma tal que pueda transmitir cargas horizontales y/o verticales de un nivel al nivel inferior y/o a la cimentación.

DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA DE LA ALBAÑILERÍA Y ESFUERZOS ADMISIBLES

Determinación de la Resistencia

La determinación de la resistencia a la compresión de la albañilería (f'm) será efectuada por unos de los métodos siguientes:

Método 1

A partir de la resistencia de prisma de prueba

Los prismas serán elaborados utilizando el mismo contenido de humedad de las unidades de albañilería, la misma consistencia de mortero, el mismo espesor de juntas y la misma calidad de mamo de obra que se empleara en la construcción definitiva. Los especimenes no tendrán menos de 30 cm de altura y tendrán una relación altura/ espesor no menor de 2 ni mayor de 5. El valor de f'm será calculado dividiendo la carga de rotura por compresión del prisma entre el área neta cuando se trate de unidades huecas de albañilería y divida entre el área bruta cuando se trate de unidades solidas de albañilería o unidades huecas donde se llenan los alvéolos con mortero, mortero fluido o concreto se considera como carga de rotura del prisma aquella que ocasione la primera fisura de tracción en la unidad de albañilería. El valor f'm será ademas corregido miltiplicandolo por un coeficiente que depende de la relación altura/espesor del prisma de acuerdo a la tabla siguiente.

Relación altura/espesor 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Coeficiente 0.73 0.80 0.86 0.91 0.95 0.98 1.0

Los prismas seran almacenados a una temperatura no menor de 18°C durante 28 dias en la eventualidad que tenga que provarse los prismas a los 7 dias se obtendra el valor de f'm multiplicando la resistencia a los 7 dias por 1.1.

El numero mínimo de especimenes a probarse será 5 y si el coeficiente de variación de los muestras probadas excede 0.10 el valor f'm será obtenido multiplicando el promedio de todos los resultados por un coeficiente: C=1-1.5(V-0.10), en el que V es el coeficiente de variación.

Capitulo IX

Morteros

El mortero es una mezcla de conglomerantes inorgánicos, áridos y agua, y posibles aditivos que sirven para pegar elementos de construcción tales como ladrillos, piedras, bloques de hormigón, etc. Además, se usa para rellenar los espacios que quedan entre los bloques y para el revestimiento de paredes. Los más comunes son los de cemento y están compuestos por cemento, agregado fino y agua. Generalmente, se utilizan para obras de albañilería, como material de agarre, revestimiento de paredes, etc.

Morteros de Yeso:

Se denomina Mortero de Yeso a aquel elaborado a base de Yeso, Arena y Agua. Es menos resistente que otros morteros pero endurece rápidamente. Normalmente no se utiliza para levantar tabiques de división interior; se emplea con mayor frecuencia para fijar elementos de obra.

Nunca debe aplicarse en labores de enfoscado o revoco sobre paramentos en los que se presuma la existencia de humedades (cuartos de baño, aseos, sector de fregadero en las cocinas, etc.), ya que el yeso tiene una gran capacidad de absorción, por lo que puede almacenar una gran cantidad de agua.

Morteros de Cal:

Los morteros de cal son aquellos morteros que están fabricados con cal, arena y agua.

La cal empleada puede ser aérea o hidráulica, con la diferencia de fraguar en contacto con el aire (aérea) o en agua (hidráulica).

Morteros de Cemento:

El mortero de cemento es un material de construcción obtenido al mezclar arena y agua con cemento, que actúa como conglomerante.

El mortero de cemento se desarrolló a mediados del siglo XIX.

Los morteros pobres o ásperos son aquellos que tienen poca cantidad de cemento y, por consiguiente, poseen menos adherencia y resultan más difíciles de trabajar. Por otro lado, los morteros que tienen gran cantidad de cemento se retraen y muestran fisuras, además de tener mayor coste. Estos factores hacen necesario buscar una dosificación adecuada.

El hormigón es un mortero de cemento especial al que se añade además de los componentes ya citados grava o piedras.

La falta de trabajabilidad de los morteros puede corregirse añadiendo aditivos plastificantes. También pueden mejorarse con la adición de otro tipo de conglomerantes, como la cal, o modificando la dosificación del mortero.

Morteros Mixtos:

Para la realización de revestimientos de morteros mixtos debe tenerse en cuenta la compatibilidad de materiales y, como se ha comentado anteriormente, la resistencia mecánica del mortero no debe ser superior a la del soporte. Dicho soporte debe someterse también a una preparación previa para garantizar la adherencia. Se procederá análogamente a los morteros puros de cal, teniéndose en cuenta que si el espesor del revestimiento supera los 15mm dicho revestimiento deberá realizarse en varias capas. También deberá mantenerse la capa revestida húmeda hasta el fraguado del cemento.

Morteros Refractarios:

Para construir cualquier tipo de albañilería 

refractaria en un horno, usando ladrillos, debe seleccionarse cuidadosamente la clase y el tipo de ladrillo que convenga mejor a la operación y el mortero adecuado para asentar los ladrillos. La selección del mortero depende del tipo de ladrillo, de la geometría del horno y del tipo de junta de dilatación que requerirá la construcción.
El mortero tiene que ser compatible con el ladrillo, en composición y funcionamiento, para lograr edificar la macroestructura del horno, partiendo de microestructuras o ladrillos, que pegados con el mortero adecuado construyen una armadura hermética capaz de resistir las condiciones operativas presentes en el trabajo.

Se fabrican dos tipos de morteros: 

FRAGUA TÉRMICA - que permiten el acomodo individual de los ladrillos durante el calentamiento.

FRAGUA EN FRÍO - que facilitan la expansión por bloques.

Morteros de albañileria:

Propiedades, características y requisitos de los morteros de albañilería

Estado fresco

Tabla 3: Propiedades, características y requisitos de los morteros de albañilería en estado fresco

Propiedad	Características / Observaciones	Condición o declaración	Campo de aplicación	Criterio de aceptación	Norma de referencia UNE-EN
Tiempo de utilización	Supone el tiempo durante el que existe suficiente trabajabilidad para usarlo sin adición posterior de agua.	El tiempo de utilización lo debe declarar el fabricante.	Para todos los usos.	Mayor o igual que el valor declarado.	1015-9:2000/ A1:2007
Contenido en iones cloruro (Cl¯)	Influye en la corrosión de los aceros en el caso de morteros armados. Además de la Norma referenciada podrá determinarse por el cálculo del contenido experimental de dichos iones solubles en agua en los diversos componentes del mortero.	En caso necesario, el contenido en iones cloruro lo debe declarar el fabricante. (1)	Sólo para morteros destinados a ser utilizados en fábricas armadas.	Su valor cumplirá: iones cloruro < 0,1 % de la masa en seco del mortero.	1015-17:2001/ A1:2005
Contenido en aire	Influye en la resistencia, la trabajabilidad y la durabilidad, etc.	Cuando la utilización prevista lo justifique, el intervalo de valores de contenido en aire lo debe declarar el fabricante.	Cuando la utilización prevista lo justifique.	Dentro del intervalo declarado.	1015-7:1999 Procedimiento alternativo si existen áridos porosos UNE-EN 1015-6:1999/A1:2007.
Consistencia	Grado de trabajabilidad del mortero. Se determina mediante la mesa de sacudidas, que mide el escurrimiento en mm. Clasificación: Seca: < 140 mm Plástica: 140 a 200 mm. Fluida: >200 mm.	El intervalo de la consistencia lo debe declarar el fabricante.	Para la puesta en obra del mortero, con el fin de controlar su correcta adhesión y otras propiedades.	Dentro del intervalo declarado para su consistencia.	1015-3:2000/ A1:2005/ A2:2007

Estado endurecido

Tabla 4: Propiedades, características y requisitos de los morteros de albañilería en estado endurecido

Propiedad	Características / Observaciones	Condición o declaración	Campo de aplicación	Criterio de aceptación	Norma de referencia UNE-EN
Resistencia a compresión	Se distinguen las siguientes clases resistentes para mortero de albañilería:	La resistencia a compresión debe ser declarada por el fabricante.(1)	Para todos los morteros para albañilería diseñados.	Igual o mayor que la clase resistente declarada.	1015-11:2000/ A1:2007
Adhesión	El fabricante declarará la resistencia inicial al cizallamiento con arreglo a uno de los dos supuestos siguientes: *Declaración basada en ensayos, realizados en combinación con elementos de albañilería conforme a UNE-EN 771, sobre mortero muestreado de acuerdo aUNE-EN 1015-2:1999/A1:2007y ensayado según UNE-EN 1052-3:2003/A1:2008. *Declaración basada en un valor tabulado: UNE-EN 998-2:2004 Anexo C.	El fabricante debe declarar la resistencia inicial al cizallamiento y el procedimiento utilizado para obtenerla(1)	Sólo para los morteros para albañilería destinados a ser utilizados en construcciones sometidas a requisitos estructurales.	Mayor que el valor declarado.	1015- 12:2000
Densidad	En el caso de morteros ligeros su densidad será menor o igual a 1.300 Kg/cm3.	El fabricante debe declarar el intervalo de valores en Kg/m3 para la densidad en seco aparente.	Cuando la utilización prevista para el mortero en el mercado lo justifique.	Dentro del intervalo declarado.	1015- 10:2000/ A1:2007

Capitulo VIII

CONCRETOS

DEFINICIÓN:

El hormigón o concreto es un material compuesto empleado en construcción, formado esencialmente por un aglomerante al que se añade partículas o fragmentos de un agregado, agua y aditivos específicos.

El aglomerante es en la mayoría de las ocasiones cemento (generalmente cemento Portland) mezclado con una proporción adecuada de agua para que se produzca una reacción de hidratación. Las partículas de agregados, dependiendo fundamentalmente de su diámetro medio, son los áridos (que se clasifican en grava, gravilla y arena). La sola mezcla de cemento con arena y agua (sin la participación de un agregado) se denomina mortero. Existen hormigones que se producen con otros conglomerantes que no son cemento, como el hormigón asfáltico que utiliza betún para realizar la mezcla.

CONCRETO SIMPLE:

El concreto se elabora con arena y grava (agregado grueso) que constituyen entre el 70 y 75 por ciento del volumen y una pasta cementante endurecida formada por cemento hidráulico , que con los vacíos forman el resto. Usualmente, se agregan aditivos para facilitar su trabajabilidad o afectar las condiciones de su fraguado inicio y composición del concreto simple y contenido de vacíos para mejorar la durabilidad.

La grava (gravilla) varía en tamaños desde 5 mm hasta 50 mm para los concretos usados en edificaciones y puentes; en concretos especiales como los usados en presas de gravedad los tamaños pueden ser mayores. Requiere buena gradación, resistencia al desgaste, durabilidad, superficies libres de impurezas. El tamaño máximo está determinado por el proceso de construcción; especialmente influye la separación del refuerzo y las dimensiones del elemento que se pretende construir.

La arena es el material granular que pasa el tamiz Nº4, y debe estar libre de impurezas, especialmente orgánicas.

El cemento suministra las propiedades adhesivas y cohesivas a la pasta. Se usa el cemento hidráulico tipo Portland. Para su hidratación requiere cerca del 25% de agua. Sin embargo para mejorar la movilidad del cemento dentro de la pasta se requiere un porcentaje adicional del 10 al 15 %. La relación agua-cemento (a/c) mínima es de 0,35; en la práctica es mayor para darle trabajabilidad a la mezcla de concreto. La relación a/c es uno de los parámetros que más afecta la resistencia del concreto, pues a medida que aumenta, aumentan los poros en la masa y por ende disminuye la resistencia.

El agua de la mezcla debe ser limpia y libre de impurezas y en general debe ser potable. El proceso de hidratación genera calor, que produce aumento de temperatura en la mezcla y expansión volumétrica y que debe controlarse sobre todo en vaciados masivos. Con el fin de controlar el exceso de agua en la mezcla, necesario para facilitar la trabajabilidad del concreto fresco, la tecnología moderna del concreto, facilita los aditivos plastificantes, los cuales además de facilitar el proceso constructivo, permiten obtener concretos de resistencia más uniforme.

CONCRETO CICLÓPEO:

La piedra será limpia, durable, libre de fracturas y no meteorizada ni sucia. Tendrá un tamaño entre 15 y 30 cm y se someterá a las especificaciones del agregado grueso, salvo en lo que se refiere a la gradación. Todas y cada una de las piedras deberán quedar totalmente rodeadas de concreto sin que la distancia mínima entre dos piedras adyacentes o las piedras y la cara del bloque de concreto sea menor de 10 cm. Las piedras deben quedar perfectamente acomodadas dentro de la masa de concreto y colocadas en ésta con cuidado. Ninguna piedra puede quedar pegada a la formaleta ni a otra piedra. El concreto deberá vibrarse por métodos manuales al mismo tiempo que se agregan las piedras para obtener una masa uniforme y homogénea. Medida y pago de concretos. La unidad de medida de los concretos será el metro cúbico (m3). Se tomará como base de medida los volúmenes determinados por las líneas de diseño mostradas en los planos o las aprobadas por la Interventoría. El precio unitario comprenderá todos los costos directos e indirectos por personal, materiales, equipo, construcción y tratamiento de juntas, sellantes, aditivos, suministros, colocación, tratamiento de superficies, asegurado, conservación en el sitio durante el tiempo requerido y retiro de formaletas.

CONCRETO ARMADO:

La técnica constructiva del hormigón armado consiste en la utilización de hormigón reforzado con barras o mallas de acero, llamadas armaduras. También se puede armar con fibras, tales como fibras plásticas, fibra de vidrio, fibras de acero o combinaciones de barras de acero con fibras dependiendo de los requerimientos a los que estará sometido. El hormigón armado se utiliza en edificios de todo tipo, caminos, puentes, presas, túneles y obras industriales. La utilización de fibras es muy común en la aplicación de hormigón proyectado o shotcrete, especialmente en túneles y obras civiles en general.

Capitulo VII

AGUA PARA CONCRETOS Y MORTEROS

DEFINICIÓN:

El agua no debe contener sustancias en suspensión o disueltas que alteren el fraguado del cemento.

Las aguas muy puras (lluvia) son ácidas si el ph<7. Agua potable es incolora, inodora, insípida, fresca y no contiene materia orgánica.

AGUA: Rol en el concreto

• relacionado con la resistencia. 
• Otorga trabajabilidad necesaria al concreto
• Define su fluidez 
• Participa en proceso de hidratación del cemento endurecimiento. 

REQUISITOS BÁSICOS: 

• Uso de agua potable  
• Aguas de origen desconocidos sujetas a ensayos físicos químicas. 
• Uso de agua de mar en concretos pobres . 
• No utilizar en el curado. 
• Potencialmente nocivos: 

1. sulfatos, cloruros, fosfatos, sales solubles etc. 
2. cuidado con alcohol, productos orgánicos. 
3. no puede usarse agua con azucares. 

IMPUREZAS DEL AGUA:

Pueden afectar la durabilidades concreto endurecido.

USO DEL AGUA :

• Como ingredientes de elaboración de mezclas. 
• Como medio de curado de las estructuras recién construidas 

Una practica bastante común consiste en utilizar el agua potable para fabricar concreto sin ninguna verificación previa , suponiendo que toda agua es potable también es apropiada para elaborar concreto.

CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS: 


Las aguas que contienen:

• Grasa 
• Aceites 
• Azucares 
• Ácidos 

Deben considerarse como aguas contaminadas , no aptas para mezcla de concreto.



EFECTOS DE AGUA EN EL CONCRETO:

• Corto plazo. 
• Tiempo de fraguado. 
• Resistencia inicial.

AGUA DE MAR:

• Contiene treinta mil ppm de sales y puede  ser usadas en concretos simples.
• En concreto armado produce corrosión a las armaduras, en este caso puede protegerse con impermeabilizantes.
• En concretos post-tensados no debe utilizarse agua de mar.

Capitulo VI

AGREGADOS

Generalmente se entiende por "agregado" a la mezcla de arena y piedra de granulometría variable. El concreto es un material compuesto básicamente por agregados y pasta cementicia, elementos de comportamientos bien diferenciados:

Se define como agregado al conjunto de partículas inorgánicas de origen natural o artificial cuyas dimensiones están comprendidas entre los límites fijados en la NTP 400.011.

Los agregados son la fase discontinua del concreto y son materiales que están embebidos en la pasta y que ocupan aproximadamente el 75% del volumen de la unidad cúbica de concreto.

Los agregados son materiales inorgánicos naturales o artificiales que están embebidos en los aglomerados (cemento, cal y con el agua forman los concretos y morteros).

Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar hasta 10mm; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No. 16 y pueden variar hasta 152 mm. El tamaño máximo de agregado que se emplea comúnmente es el de 19 mm o el de 25 mm.

Los agregados conforman el esqueleto granular del concreto y son el elemento mayoritario ya que representan el 80-90% del peso total de concreto, por lo que son responsables de gran parte de las características del mismo. Los agregados son generalmente inertes y estables en sus dimensiones.

La pasta cementicia (mezcla de cemento y agua) es el material activo dentro de la masa de concreto y como tal es en gran medida responsable de la resistencia, variaciones volumétricas y durabilidad del concreto. Es la matriz que une los elementos del esqueleto granular entre sí.

Cada  elemento tiene su rol dentro de la masa de concreto y su proporción en la mezcla es clave para lograr las propiedades deseadas, esto es: trabajabilidad, resistencia, durabilidad y economía.

CLASIFICACIÓN:

Existen varias formas de clasificar a los agregados, algunas de las cuales son:

Por su naturaleza:

Los agregados pueden ser naturales o artificiales, siendo los naturales de uso frecuente, además los agregados utilizados en el concreto se pueden clasificar en: agregado grueso, fino y hormigón (agregado global).

 - El agregado fino, se define como aquel que pasa el tamiz 3/8" y queda retenido en la malla N° 200, el más usual es la arena producto resultante de la desintegración de las rocas.

 - El agregado grueso, es aquel que queda retenido en el tamiz N°4 y proviene de la desintegración de las rocas; puede a su vez clasificarse en piedra chancada y grava.

 - El hormigón, es el material conformado por una mezcla de arena y grava este material mezclado en proporciones arbitrarias se encuentra en forma natural en la corteza terrestre y se emplea tal cual se extrae en la cantera.

Por su densidad:

Se pueden clasificar en agregados de peso especifico normal comprendidos entre 2.50 a 2.75, ligeros con pesos específicos menores a 2.5, y agregados pesados cuyos pesos específicos son mayores a 2.75.

Por el origen, forma y textura superficial:

Por naturaleza los agregados tienen forma irregularmente geométrica compuestos aleatoriamente por caras redondeadas y angularidades. En términos descriptivos la forma de los agregados pueden ser:

· Angular: Poca evidencia de desgaste en caras y bordes.

· Sub angular: Evidencia de algo de desgaste en caras y bordes.

· Sub redondeada: Considerable desgaste en caras y bordes.

· Redondeada: Bordes casi eliminados.

· Muy Redondeada: Sin caras ni bordes

Por el tamaño del agregado:

Según su tamaño, los agregados para concreto son clasificados en:

· Agregados finos (arenas) y

· Agregados gruesos (piedras).

Áridos y Arenas:

El tamiz que separa un agregado grueso de uno fino es el de 4,75 mm. Es decir, todo agregado menor a 4,75 mm es un agregado fino (arena).

La arena o árido fino es el material que resulta de la desintegración natural de las rocas o se obtiene de la trituración de las mismas, y cuyo tamaño es inferior a los 5mm.

Para su uso se clasifican las arenas por su tamaño. A tal fin se les hace pasar por unos tamices que van reteniendo los granos m’as gruesos y dejan pasar los más finos.

-Arena fina: es la que sus granos pasan por un tamiz de mallas de 1mm de diámetro y son retenidos por otro de 0.25mm.

- Arena media: es aquella cuyos granos pasan por un tamiz de 2.5mm de diámetro y son retenidos por otro de 1mm.

- Arena gruesa: es la que sus granos pasan por un tamiz de 5mm de diámetro y son retenidos por otro de 2.5mm.

Las arenas de granos gruesos dan, por lo general, morteros más resistentes que las finas, si bien tienen el inconveniente de necesitar mucha pasta de conglomerante para rellenar sus huecos y será adherente. En contra partida, el mortero sea plástico, resultando éste muy poroso y poco adherente.

El hormigón es un material formado por cemento, áridos de diferentes granulometrías, agua y aditivos que, mezclado en diferentes proporciones, permite obtener el hormigón que es distribuido en camiones hormigoneras.

Es un material vivo, no almacenable, ya que su tiempo de uso se limita a 90 minutos; a partir de los cuales el hormigón pierde sus propiedades.

Las características especiales de este material obligan a fabricar bajo pedido, adecuando la producción a la situación geográfica, al horario y ritmo de cada obra, debiendo optimizar los recursos para ofrecer no sólo un producto de calidad sino un buen servicio al cliente.

Cualquiera sea el tipo de material utilizado, sus partículas deben ser duras y resistentes, ya que el concreto, como cualquier otro material se romperá por su elemento más débil. Si el agregado es de mala calidad sus partículas se romperán antes que la pasta cementicia,  o el mortero.

Agregado Fino:

Un agregado fino con partículas de forma redondeada y textura suave ha demostrado que requiere menos agua de mezclado, y por lo tanto es preferible en los HAD. 

 Se acepta habitualmente, que el agregado fino causa un efecto mayor en las proporciones de la mezcla que el agregado grueso.- Los primeros tienen una mayor superficie específica y como la pasta tiene que recubrir todas las superficies de los agregados, el requerimiento de pasta en la mezcla se verá afectado por la proporción en que se incluyan éstos. 

Una óptima granulometría del árido fino es determinante por su requerimiento de agua en los HAD, más que por el acomodamiento físico. 

La experiencia indica que las arenas con un módulo de finura ( MF ) inferior a 2.5 dan hormigones con consistencia pegajosa, haciéndolo difícil de compactar. Arenas con un módulo de finura de 3.0 han dado los mejores resultados en cuanto a trabajabilidad y resistencia a la compresión. 

Agregado Grueso: 

Numerosos estudios han demostrado que para una resistencia a la compresión alta con un elevado contenido de cemento y baja relación agua-cemento el tamaño máximo de agregado debe mantenerse en el mínimo posible (12,7 a 9,5). 
En principio el incremento en la resistencia a medida que disminuye el tamaño máximo del agregado se debe a una reducción en los esfuerzos de adherencia debido al aumento de la superficie específica de las partículas. 

Se ha encontrado que la adherencia a una partícula de 76 mm. es apenas un 10% de la correspondiente a una de 12,5 mm., y que excepto para agregados extremadamente buenos o malos, la adherencia es aproximadamente entre el 50 a 60% de la resistencia de la pasta a los 7 días. 

Las fuerzas de vínculo dependen de la forma y textura superficial del agregado grueso, de la reacción química entre los componentes de la pasta de cemento y los agregados. 

Otro aspecto que tiene que ver con el tamaño máximo del agregado es el hecho de que existe una mayor probabilidad de encontrar fisuras o fallas en una partícula de mayor tamaño provocadas por los procesos de explotación de las canteras (dinamitado) y debido a la reducción de tamaño (trituración), lo cual lo convertirá en un material indeseable para su utilización en concreto. 

También se considera que la alta resistencia producida por agregados de menor tamaño se debe a una baja en la concentración de esfuerzos alrededor de las partículas, la cual es causada por la diferencia de los módulos elásticos de la pasta y el agregado 

Se ha demostrado que la grava triturada produce resistencias mayores que la redondeada.- Esto se debe a la trabazón mecánica que se desarrolla en las partículas angulosas.

Sin embargo se debe evitar una angulosidad excesiva debido al aumento en el requerimiento de agua y disminución de la trabajabilidad a que esto conlleva.

El agregado ideal debe ser limpio, cúbico, anguloso, triturado 100%, con un mínimo de partículas planas y elongadas.

CARACTERÍSTICAS:

Textura Superficial

La textura superficial de los agregados afecta la calidad del hormigón en estado fresco y tiene gran influencia  en  las  resistencias,  repercutiendo más  en  la  resistencia  a  la  flexotracción  que  a  la compresión.

El  hormigón puede  contener agregado con  una  gran  diversidad de  características superficiales distintas desde una muy lisa hasta muy áspera y de panal y resultar en un hormigón satisfactorio.

Mientras mayor sea la rugosidad superficial de los agregados mayor es la superficie de contacto con la pasta de cemento; haciendo necesaria la utilización de mayor contenido de pasta para lograr la trabajabilidad deseada, pero favorece la adherencia pasta-agregado y así mejora las resistencias. Esto es característico de los agregados de trituración.

En el caso de los cantos rodados, donde su superficie es lisa, dan mejor trabajabilidad al hormigón pero menor adherencia pasta-agregado.

Forma del Agregado

La forma del agregado tiene gran influencia en las propiedades del hormigón fresco y endurecido, particularmente en lo que hace a la docilidad y resistencias mecánicas respectivamente.

Como en el caso de la textura superficial, se ha producido hormigón satisfactorio con agregado que consta de una gran diversidad de formas diferentes.

Las partículas naturales de agregado que han sido sujetas a la acción de las olas y el agua durante la historia geológica pueden ser esencialmente esféricas; las otras, rotas por la trituración, pueden ser cúbicas  o  tener  muchos  ángulos  con  vértices  agudos, debiendo tener  por  lo  menos  una  cara fracturada, resultante del proceso de trituración.

Un agregado grueso con muchos ángulos, que presentara un mayor número de vacíos, exigirá una mayor cantidad de arena para dar lugar a un hormigón trabajable, pero tendrá una mayor trabazón. Inversamente,  el  agregado  grueso  bien  redondeado  que  tiende  hacia  las  partículas  esféricas requerirá menos arena y tendrá mayor trabajabilidad, pero tendrá una menor trabazón. No obstante, resulta interesante hacer notar que los hormigones producidos con una gran disparidad en las formas de las partículas, con un contenido dado de cemento por metro cúbico de hormigón, con frecuencia tendrán más o menos la misma resistencia a la compresión.

También se ha medido la forma y textura de las partículas del agregado fino, la investigación indica que la forma de la partícula y la textura superficial del agregado fino puede tener una influencia más importante sobre la resistencia del hormigón que la del agregado grueso.

Resistencia Estructural

“No  se puede  producir hormigón de    alta resistencia  que contenga agregados estructuralmente débiles”.

Para que un agregado pueda considerarse de resistencia adecuada, debe sobrepasar la resistencia propia del aglomerante (cemento).

A pesar de la aparente relación obvia entre la resistencia del hormigón y la del agregado, al menos en los casos extremos, otros factores, como la forma de la partícula, textura superficial, gradación y relación A/C, se conjugan contra la evaluación precisa de la contribución de la resistencia estructural del propio agregado. Por esto no se ha podido hacer predicciones de la calidad del hormigón con relación  a  la  resistencia de  los  agregados. En  la  tabla  2.4  se  muestran  las  resistencias a  la compresión de diversas rocas.