ENSAYOS DE ALBAÑILERÍA

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    10-Jul-2015

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acultad de Ingeniera Civil de la UNSA

Albailera Estructural

23.36 1.75

Succin(g/200cm/min.)58.269157.3744.66088.0367.841.92Densidad(kg/cm3)1.7 41.771.8232.53Alabeo(mm)1.431.622.531.21H% Variac. Dimensiones.1.4413.4M-1AM-1BM-1CM-2AM-2BM-3M-4Art. 1Art. 2dimensiones nominales9*14*1324*14*99*14*1310*14*249*13*249*12.5*239*13*23.524*14*6.523*13.5*6.5% de VACIOS303328333047.426.500L% Variac. Dimensiones.0.530.250.250.270.4560.95114A% Variac.

Dimensiones.0.380.230.691.54

Proceso de falla del ensayo de resistencia a traccin por flexin, la falla ocurre justo en el punto de aplicacin de la carga.

ENSAYOS DE ALBAILERA SIMPLE ENSAYO DE SUCCION. Este ensayo emplea testigos secados al horno, el espcimen despus de pesado se coloca sobre los soportes durante un minuto; luego se retira y se seca la superficie con un pao y se pesa .Se debe tener presente las fisuras que las unidades puedan tener, ocasionando el aumento de la capacidad de succin de dichas unidades, por lo que se debe en lo posible evitar dichas fisuras en las unidades.( Ph Ps ) 200 A

FORMULASUCCION

Laboratorio de muestra hmeda Ph = Peso de la Concreto Ingeniera Civil de la UNSAPs = Peso de la muestra seca A = rea de contacto.

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1.2 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE UNIDADES DE ALBAILERIA Magnitudesf' br

3 PuL 2 b ( t t) 2 L b Varillas de Dimetro (1/12xfr)

Pu = Carga aplicada L = Longitud entre apoyos inferiores b = Ancho tr = Altura ENSAYO DE RESISTENCIA A TRACCIN INDIRECTA

Se efecta en la maquina de compresin sobre una unidad entera seca a la cual se ha fijado con precisin arriba y abajo del plano de rotura, una barra de acero de pequeo dimetro. Se debe tener presente que las unidades mecanizadas presentan alvolos, su resistencia varia por tener un menor rea de sometida a traccin en comparacin con las unidades macizas, a menor rea de corte la resistencia a traccin indirecta aumenta.

b t b Pu = Carga Aplicada .b = Ancho de la unidad .tb = Altura de la unidad

f' bt

2

Pu

Pu

COMPRESIN AXIAL El espcimen (media unidad seca) debe estar cubierta con capping de yeso para uniformizar la superficie de apoyo. La carga se debe aplicar uniformemente a una velocidad comprendida entre 20 daN/min.f'b Pu A

Pu = Carga aplicada. A = rea bruta. unidad

Unidad sometida a compresin Este tipo de falla que se presenta se manifiesta mediante fisuras paralelas a la carga ENSAYO DE RESISTENCIA A TRACCIN POR FLEXION

Recubrimiento o capping apoyado en una plancha rgida

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Este ensayo consiste en producir un esfuerzo de traccin por flexin hasta la ruptura de la unidad. Se ejecuta en la mquina de compresin sobre una unidad de albailera entera la cual se apoya en una luz no mayor de 18 cm. Y se carga en el centro. La velocidad de desplazamiento de la prensa es 1.25 mm/min

ALABEO El alabeo se puede presentar en una unidad como concavidad o convexidad de la unidad. Con cavidad se mide colocando una cua graduada donde se produzca la flecha mxima teniendo como referencia horizontal una regla metlica, la convexidad se mide colocando dichas cuas al extremo de la regla. Los resultados se obtienen del promedio de la concavidad y convexidad y se dan milmetros; la cantidad de muestras utilizadas fueron de 20 especimenes por cada tipo de unidad. Estas pruebas son necesarias efectuarlas para determinar el espesor del mortero de la albailera, cabe recalcar que mientras ms grande sea este espesor menor ser la resistencia a la compresin de la albailera. La finalidad de estos 2 ensayos es ver la irregularidad en las unidades.

por: Colaboracin.

Ing. Fidel Copa Pineda, Prof. Asociado de Ingeniera Civil de la UNSA.

El objetivo de este documento es compartir los trabajos de investigacin que fueron realizados en el Laboratorio de Concreto la Fac. de Ingeniera Civil de la UNSA, se realizaron una serie de ensayos a fin de investigar el comportamiento estructural de los diversos tipos de unidades de albailera que son de uso comercial en Arequipa, se hicieron muretes de 60 @ 65 cm de lado y prismas de cinco unidades de altura. Se utilizaron unidades de arcilla calcinada. El trabajo consisti en ensayos experimentales con 10 tipos de unidades de albailera, 8 fabricados en forma mecanizada y 2 fabricado en forma artesanal proveniente de Mariano Melgar y Cerro Colorado,. La eleccin de las muestras fue aleatoria y representativa. La mano de obra empleada en la elaboracin de los muretes y de los prismas fue debidamente seleccionada. Antes de preparar los especimenes se realiz un estudio del agregado de las diferentes canteras existentes alrededor de la cuidad; como son: Chiguata, el Huayco, La Poderosa, Aashuayco. obteniendo una seleccin en base a la norma ASTM su granulometra, coloracin, y contenido de finos. El terremoto de Arequipa del 23 de junio ha probado a las edificaciones en general y en algunos casos los muros de albailera no han resistido ni el 50% de su carga nominal de diseo y en otros casos como son los muros mal llamados de tabiquera son mas fuertes que los elementos estructurales de concreto reforzado dandolos en forma local, haciendo peligrar en muchos casos la estabilidad de la estructura. Durante el terremoto la superestructura ha interactuado con los muros de tabiquera mediante dos formas uno por esfuerzos de compresin diagonal y una segunda forma es el impacto. Dichos muros han producido un astillamiento en las columnas del concreto (spalling) ya en algunos casos la albailera ha fracturado gran parte de las columnas de concreto reforzado. Y en otros las columnas han sido mas fuertes que los tabiques y han sido golpeados hasta daarlos si es que no tenan un aislamiento ssmico adecuado. Los tabiques de ladrillo pandereta que se usan en los edificios por motivos de reducir masa han demostrado ser muy frgiles al impacto y la deformacin lateral del edificio. Debido a su gran rigidez y falta de aislamiento han absorbido esfuerzos que no han sido capaces de soportar por su baja resistencia. Por ello, es muy importante el aislamiento real

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y ahora se estn ejecutando con juntas flexibles y con una goma que no tiene ninguna resistencia a la deformacin lateral. Los resultados de los ensayos experimentales nos han arrojado resistencias muy superiores a las nominales y en otros casos menores a los esperados, ello ha generado una incertidumbre en el comportamiento estructural real de la albailera en nuestro medio. Esto nos obliga a seguir el camino emprendido va investigacin experimental que nos conduce a obtener resultados a ciencia cierta y que nos permite aseverar su verdadero comportamiento. Actualmente el laboratorio de la Universidad Nacional de San Agustn cuenta con este tipo de aparatos de pruebas y ello puede contribuir a un mejor control de calidad en forma real para verificar su resistencia y la calidad de mano de obra, las unidades de albailera, que garantizarn la seguridad de la obra. . Finalmente queremos expresar nuestro agradecimiento a la Ing. Maria Elena Snchez Garca, Jefa del Laboratorio de Concreto, al personal del Laboratorio quienes nos brindaron todo su apoyo. . Ing. Fidel Copa Pineda, Docente FIC-UNSA Dedicatoria: A los ingenieros, quienes ms que seguir ciegamente las normas de la prctica, buscan aplicar las leyes de la naturaleza. T. Y. Lin ENSAYOS DE UNIDADES DE ALBAILERA DE ARCILLA CALCINADA Se realizaron ensayos de unidades de albailera y adems ensayos de muretes y pilas, para ello se utilizaron diferentes dosificaciones de mortero, as como muestras de unidades de ladrilleras mecanizadas locales, artesanales y adems se ensay muestras de sillar a escala reducida; con el fin de conocer las propiedades mecanizadas de todas las unidades de albailera. Definimos las muestras en los siguientes grupos: Mecanizados 1 con una altura de 9 cm. (M-1A) Mecanizados 2 con una altura de 9 cm. (M-1B) Mecanizados 3 con una altura de 9 cm. (M-1C) Mecanizados 4 con una altura de 10 cm. (M-1D) Mecanizados 5 con una altura de 10 cm. (M-2A) Mecanizados 6 con una altura de 9 cm. (M-2B) Mecanizados 7 con una altura de 9 cm. (M - 3) Mecanizados 8 con una altura de 9 cm. (M - 4) Artesanales 1 con una altura de 6.5 cm. (Art. 1) Artesanales 2 con una altura de 6.5 cm. (Art. 2)

MARCO TEORICO. PROPIEDADES GENERALES DE LAS UNIDADES DE ALBAILERIA. MEDICIN DE LA VARIABILIDAD DIMENSIONAL Se mide en cada espcimen entero el largo el ancho y el alto con precisin de un milmetro. Cada medida se obtiene como promedio de las cuatros medidas entre los puntos medios del borde de cada cara.

%

( P0 P)P

100

Po = longitud real Muestreo P = longitud nominal

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79.9560.314.5326.2616.9118.925124.6fbt(kg/cm)traccin indirecta13.3725.9823.8913.315.0110.7417.4179.35 1.881.981.751.491.73fb(kg/cm)en base al rea bruta136.4798.91150.2862.73126.65120.1943.5987.276.29fbr(kg/cm)traccin por

flexin29.110.82.2521.150.751.750.850.460.891.3 INTERPRETACIN DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LAS UNIDADES DE ALBAILERA En cada uno de los ensayos se utilizaron 5 especimenes, con las cargas de rotura y los datos obtenidos en el laboratorio se calcularon los esfuerzos resistentes a: compresin pura por seccin bruta, a traccin por flexin, a traccin indirecta prueba brasilera y adems la densidad, y la succin de las unidades, los cuales estn representados en cada uno de los grficos que se muestran abajo. Asimismo en algunos casos se muestran los resultados de cada una de las fbricas para observar la dispersin de los resultados. Segn estos grficos existe mucha dispersin en los resultados de resistencia a compresin de algunas fbricas en particular mientras que en la que tuvo una mayor resistencia la dispersin fue mnima. Es importante notar tambin la influencia de la resistencia y su espesor del camping en la resistencia de las unidades de albailera. El grosor adecuado del camping debe ser de 3 mm y mximo 5mm a excepcin de las unidades artesanales, pero se tendr cuidado de que este completamente plano.

RESISTENCIA A COM PRESION AXIAL fb 200 150 100 50 0 M-1A M-1B M-1C M-2A M-2B M-3 M-4 Art 1 Art 2M-1A

150.28 126.65 98.91 62.73 120.19 87.2 43.59 76.29

TIPO DE UNIDADES

Existe una dispersin significativa en las unidades mecanizadas, las ladrilleras M2A y M4 presentan resistencias bajas en comparacin a los dems; en las unidades artesanales su resistencia ala compresin es mas uniforme.

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RESISTENCIA A TRACCIN POR FLEXION fbr60 50 40 30 20 10 0 M-1A M-1B M-1C M-2A M-2B M-3 M-4 Art 1 Art 2M-1A

51 41.92 23.36 14.53 26.26 16.91 18.92 24.6

TIPO DE UNIDADES

Las unidades M1C y Art1 tienen resistencias altas, las dems unidades tienen resistencias parecidas.

RESISTENCIA A TRACCION INDIRECTA fbt30 25 20 15 10 5 0 M-1A M-1B M-1C M-2A M-2B M-3 M-4 Art 1 Art 2M-1A

25.98

23.89 13.3 15.01 10.74 17.4 17 9.35

TIPO DE UNIDADES

Se ve que los ladrillos tienen muy baja resistencia a la traccin, a excepcin de los mecanizados M1B y M1C.

ENSAYO DE SUCCION 100 80 60 40 20 0 M-1A M-1B M-1C M-2A M-2B M-3 M-4 Art 1 Art 2M -1A

91 57.37 60 44.6

88.03 67.8

79.95 60.3

T IP O DE UNIDA DE S

Este ensayo nos determina la cantidad de agua que absorbe el ladrillo al momento del asentado, las unidades M1B, M3 y Art1 necesitan mayor cantidad de agua al momento de regar las unidades.

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ENSAYO DE DENSIDAD Kg/Cm 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 M-1A M-1B M-1C M-2A M-2B M-3 M-4 Art 1 Art 2

Kg/Cm 3

M -1A

1.77

1.82

1.88

1.98

1.75

1.49

1.73

T IP O DE UNIDA DE S

Los valores varan entre 1.5 @ 2 Kg./Cm2, lo cual nos indica que una unidad mientras mayor densidad tenga, se obtendr mejores resistencias.

ENSAYO DEALABEO mm3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

3 2.5M-1A

2.25 1.2 1

Cm

1.62 0.8

2

Las unidades mecanizadas presentan alabeos bajos a excepcin de las muestras M2A y M1C, que nos valores altas. M-1A M-1B M-1C M-2A M-2B M-3 M-4 2. ENSAYOS EXPERIMENTALES DE MURETES DE ALBAILERA SIMPLE. TIPO DE UNIDADES 2.1 ENSAYO DE MURETES SOMETIDOS A COMPRESIN DIAGONAL En este ensayo se realizaron una cantidad de 54 muretes, la junta que se le dio al mortero esta comprendida entre 1.0 cm. y 1.5 cm., las dimensiones L1 y L2 de los muretes oscilan entre 60 y 65 cm. con un ancho de 14 cm. aproximadamente de acuerdo al tipo de unidad, se debe de tener en cuenta que un muro confinado por columnas y vigas de arriostre tiene una mayor resistencia y mejor ductilidad al colapso y trabaja como un puntal diagonal a compresin tal como se ilustra en el modelo de abajo. Los muros ante solicitaciones ssmicas van a soportar las cargas cclicas por sismo y estos pueden fallar por corte horizontal, por compresin diagonal, y falla de los elementos de confinamiento (vigas y columnas). Y en muros de albailera donde no existen confinamientos la resistencia al la fuerza cortante es mucho menor y el colapso es de falla frgil debido a que no poseen ductilidad.

Art 1

Art 2

Se aprecia en la figura la grieta producida por la traccin que provoca la fuerza ssmica en los muros de albailera Prtico de concreto armado en donde debido a la mala separacin ssmica el muro golpea a las columnas de concreto. interacta como un puntal que

PROCESO DE FALLA DEL ENSAYO DE TRACCIN DIAGONAL

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Es el ensayo ms utilizado para determinar la resistencia a la traccin diagonal. Se considera un ensayo representativo ideal por la similitud de la forma de falla de ciertos muros de edificaciones ante acciones ssmicas. El testigo estndar es un murete cuadrado aproximadamente, se hace de la albailera cuyas caractersticas se quiere determinar .El ensayo consiste en cargar diagonal mente el murete con una carga de compresin creciente y ha un ritmo controlado hasta la rotura. El ensayo se realizo teniendo presente la norma ASTM E519 ref.5.80.), se tomaron la mitad de las medidas establecidas, 60x60 cm en ves de 120x120 cm como indica la norma. Conjuntamente debido a su buena adherencia en la zona de interfase estos fallan en simultneo. MURETES DE UNIDADES DE ARCILLA CALCINADA.

V'm

0.71

Pu An

An

f ( L 1 + L 2) b 2

Las frmulas utilizadas para obtener los resultados son: Pu = Carga aplicada

L1 = Lado 1 del murete L2 = Lado 2 del murete .b = Ancho de la unidad .f = relacin rea neta/ rea bruta = 1

Fig.5. Falla mixta, se logra una...