CAPITULO X:TECNOLOGÍA DE MATERIALES

UNIDADES DE ALBAÑILERÍA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

10.1 INTRODUCCIÓN

10.2 EL ADOBE

El adobe es una pieza para construcción hecha de una masa de barro (arcilla y arena) mezclada con paja, moldeada en forma de ladrillo y secada al sol; con ellos se construyen paredes y muros de variadas edificaciones. La técnica de elaborarlos y su uso están extendidos por todo el mundo, encontrándose en muchas culturas que nunca tuvieron relación.

NORMA TECNICA DE EDIFICACIONES NTP: 080

REQUISITOS GENERALES La gradación del suelo debe aproximarse a los

siguientes porcentajes de arcilla: 10%-20% limo 15%-25% y arena 57%-70%, no debiendo utilizarse suelos orgánicos. Estos rangos pueden variar cuando se fabriquen adobes estabilizados.

El adobe debe ser macizo no se permiten que tenga perforaciones perpendiculares a su cara de asiento, cara mayor, que no presenta más del 12% del área bruta de esta cara. El adobe deberá estar libre de materiales extrañas, grietas, rajaduras u otros defectos que pueden degradar su resistencia o durabilidad.

FORMAS Y DIMENSIONES

Los adobes podrán ser de planta cuadrada o rectangular y en raros casos de encuentros con ángulos diferentes a 90º de formas especiales.

Para adobes rectangulares el largo será aproximadamente el doble de ancho. La relación entre largo y la altura debe ser del orden de 4 a 1.

En lo posible la altura debe ser mayor a 8cm.

RECOMENDACIONES Remojar el suelo y retirar las piedras mayores de 5mm

y otros elementos extraños. Mantener el suelo en reposo mínimo durante 24 horas. Secar los adobes bajo la sombra

LADRILLOS DE ARCILLADeben ser bloques

prismáticos, con solida 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, compactada, moldeada y calcinada en forma integral

 Se reconocerá las siguientes clases:Según sus dimensiones: Tipo corriente (Perú) 24x12x6cm Tipo bloque King Kong (Perú) 24x14x10cmSegún su densidad y resistencia:

ClasificaciónPor consistencia

Pesoespecifico

Resistencia mínima a compresión(kg/cm2)

Resistencia mínima a la flexión(kg/cm2)

AbsorciónDe agua(max. %)

Coef.De saturación

Ladrillo tipo duro 1.0 – 1.8 150 - 200 30 20 0.80

Ladrillo tipoMedio duro 1.8 – 1.6 100 - 150 20 25 0.90

Ladrillo tipo Poroso o poco duro

1.6 – 1.4 70 - 100 10 Sin limite Sin limite

BLOQUES DE CONCRETOSon elementos fabricados a

base de cemento, arena y piedra chancada moldeados en formas especiales, vibradas o a presión mecánica.

  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.

DIMENSIONES SEGÚN LA NORMA

Adicionalmente de la clasificación, los bloques se identifican por sus medidas en el siguiente orden: largo, alto y ancho. Así por ejemplo, un bloque 40x20x15 tiene respectivamente estas dimensiones. Generalmente se fabricas con diferentes anchos (10, 15, 20, 30cm) pero con una altura y largo constante (40x20), por esta razón ordinariamente se denomina a los bloques por el ancho, “un bloque de 15”. Pero las con las cuales se denominan los bloques no son sus medidas reales, siempre tienen un centímetro menos en cada lado, es decir, un bloque de 40x20x10 realmente mide 39x19x9. La razón de esto es que los bloques cuando se unan para formar, tendrán unas juntas de aproximadamente 1cm, así la suma del bloque y la junta completaran los 40x20x10.

RESISTENCIA La norma también especifica los valores mínimos para cada

tipo de bloque, independientemente de sus dimensiones. Al golpearlo ligeramente el sonido del bloque de buena

calidad es sonoro y metálico, por el contrario uno de baja calidad presenta un sonido duro y hueco.

Otro método es dejar caer el bloque desde el techo y que el impacto lo sufra cobre su costado más ancho (caras). Si el bloque se desborona mucho este puede ser de mala calidad, mientras que uno de calidad al caer solamente perderá pequeños fragmentos (puntas o bordes) pero mantiene su contextura.

Adicionalmente se puede rayar el bloque con un elemento duro (clavo, desentornillador, etc.) sobre una de sus caras y verificar que al pasar el elemento el material no se desmorona.

ABSORCIÓNLa absorción corresponde a cantidad de agua

que alcanza el bloque cuando se pone en contacto con la humedad. Los bloques de buena calidad deben tener una baja absorción, mas aun si van a estar en contacto directo con el suelo o con las paredes.

VENTAJAS En el empleo de bloques de concreto permite una reducción

apreciable en la mano de obra con relación a otros sistemas, tanto por el menor número de unidades a colocar (12 bloques por m2 de pared), como por la simplificación de tareas.

El muro de bloques de concreto requiere menor cantidad de mortero, lo que significa economía de mano de obra y de materiales.

Los parámetros de albañilería de bloques resultan lisos y regulares, por lo cual no exigen necesariamente revestimiento, eventualmente se puede mejorar al aspecto con pintura de cemento. En caso que se especifique revestimiento, el espesor del revoque es reducido, por lo que se obtiene economía de materiales y mano de obra.

El empleo de bloques de concreto facilita el esfuerzo del muro. El muro de bloques de concreto presenta gran durabilidad y

brinda al usuario confort térmico y acústico.

MUESTREO Y CONFORMIDAD  Selección de especímenes para los ensayos Para propósitos de los ensayos, unidades enteras de albañilería de

concreto serán seleccionados por el comprador y el vendedor o sus representantes de acuerdo a lo establecido por un método aceptado para el muestreo aleatorio que acuerden o adopten.

En todo caso las unidades de albañilería deberán ser seleccionadas utilizando una tabla estadística de números aleatorios. Se deberá tener cuidado para que no se modifiquen las características de las U.A.

Los especímenes darán representativos del lote total de unidades de los cuales han sido. Si los especímenes del ensayo son seleccionados en obra, las unidades de ensayo para el contenido de humedad serán muestreados de la remesa del comprador y colocadas en un envase sellado

El término “lote” se refiere a cualquier número de unidades de albañilería de concreto de cualquier número de U.A de concreto de cualquier configuración o dimensión usando los mismos materiales, diseño de mezcla de concreto, proceso de fabricación y método de curado.

NUMERO DE ESPECÍMENES Para determinar la resistencia a la

compresión, absorción, peso unitario (densidad), y contenido de humedad, se seleccionaran 6 unidades de cada lote de 10000 unidades o menos y 12 unidades de cada lote de más de 10000 y menos de 100000.

Para lotes de más de 100000 unidades, se seleccionaran 6 unidades por cada 50000 unidades o fracción. Especímenes adicionales se pueden tomar por acuerdo del comprador y vendedor

ALBAÑILERIA 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 esta enmarcado por elementos de refuerzo en sus cuatro lados, por las condiciones indicadas en E6 de la normaE0.70 de RNC.

ALBAÑILERIA ARMADA Albañilería reforzada con armaduras de acero incorporado de tal

manera que ambos materiales actúen conjuntamente para resistir los esfuerzos.

ALBAÑILERIA NO REFORZADA Albañilería sin confinamientos o armaduras, tendientes a

incrementar su ductibilidad, pero que pueden tener elementos de refuerzo con armaduras por otros motivos.

MURO PORTANTE Muro diseñado y construido en forma tal que pueda transmitir

cargas horizontales y/o verticales de un nivel inferior y/o a la cimentación.

MADERA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

TECNOLOGIA DE MATERIALES

DEFINICIÓN

La madera es un material ortótropo encontrado como principal contenido del tronco de un árbol. Los árboles se caracterizan por tener troncos que crecen cada año y que están compuestos por fibras de celulosa unidas con lignina. Las plantas que no producen madera son conocidas como herbáceas.

ESTRUCTURA MICROSCÓPICA DE LA MADERA

el   tejido leñoso está conformado por distintos tipos de células en coníferas y latifoliadas.   en las primeras,   este tejido posee   células más uniformes,   donde el elemento característico   y más abundante   es la traqueida, las cuales   determinan principalmente las propiedades   de resistencia mecánica   de la pared y   por ende del conjunto de fibras o madera.   en el segundo grupo,   el tejido es más diverso y en él las células características   son las fibras leñosas   y los vasos.

Propiedades físicas anisotropíasla madera es un material de características anisotropías,

ya que tiene tres distintas ejes y caras, y cada una de estas tiene características diferentes a la otra. Si observásemos el cubo en la parte de arriba variamos la cara transversal, la cual presenta líneas oscuras y claras, las cuales corresponde a los anillos anuales de crecimiento,  las otras dos caras muestran líneas paralelas a los anillos de crecimiento, la cara tangente a los anillos de esta es  llamada cara tangencial, la otra coincide con los radios del árbol por lo tanto es llamada  cara radial. Los tres ejes de este cubo son radial (R), tangencial (T) y longitudinal (L), son usualmente usados para indicar la dirección de la madera que será usada o medida, ya que estas presentan diferencias significativas unas de otras.

Humedad de la madera las fibras de la madera almacenan el agua de

distintas formas, el agua libre ocupa los lúmenes de las fibras, por lo tanto cuando esta es desplazada la cavidad es llenada de aire lo cual no afecta el tamaño de las células, pero el agua de saturación forma parte de la pared celular, así que cuando esta comienza a perderse empiezan a ocurrir cambios dimensionales en las paredes de las fibras, cabe señalar que este es un proceso reversible la madera tiene la capacidad de perder o absorber humedad inclusive esto después de que haya sido tratada y puesta en servicio. 

Propiedades mecánicas Las propiedades de resistencia y de

elasticidad dependen del contenido de humedad y de la especie. Por debajo del PSF las propiedades de resistencia y elasticidad comienzan a aumentar siendo los más altos en el estado anhidro de la madera.

Para conocer los módulos de resistencia y elasticidad de las distintas especies de madera se hacen pruebas mecánicas con una maquina universal.

La madera es un materialAnisótropo formado por tubos huecos con una estructura ideal para resistirTensiones paralelas a la fibra. La madera tiene una muy elevada resistenciaa la flexión. La relación resistencia/peso propio es 1.3 veces superior alAcero y 10 veces superior al hormigón.La resistencia a la tracción y compresión paralelas a la fibra es buena en la madera.Las resistencias y Módulos de elasticidad en la dirección paralela a la fibra son mucho másElevados que en la dirección perpendicular

El valor relativamente bajo de la densidad de la madera, comparada con su Resistencia y módulo de elasticidad, la convierte en un material especialmente adecuado para aplicaciones estructurales.Las solu ciones constructivas en madera resultan más ligeras que las de acero y mucho más ligeras que las de hormigón. La madera sin defectos resulta 3.6 veces más resistente que el acero a igualdad de peso en valores de rotura. Si se comparan los valores de las tensiones admisibles considerando en la madera la influencia de los defectos ambas relaciones resultan similares. La relación rigidez / peso es favorable a la madera, es decir, la madera resulta 1.3 veces más rígida a igualdad de peso frente al acero. Por último, si comparamos la energía necesaria para la fabricación del material, el resultado de la relación entre rigidez y energía necesaria para la obtener el material es 80 veces más favorable para la madera

Dureza Es la resistencia que presenta la madera a ser penetrada por

un objeto duro. Se determina midiendo la fuerza necesaria para la introducción en ella de manera forzada hasta el final una semiesfera de metal con una base de sección de 1cm2. 

Flexibilidad Representa la capacidad de la madera a doblarse sin

romperse debido a una carga. Si el esfuerzo se aplica perpendicular a las fibras la resistencia será máxima, mientras que si es paralelo a ellas será mínima. No obstante, defectos estructurales en la madera pueden hacer perder resistencia, al igual que una disminución de humedad y la antigüedad de la madera, es decir, las maderas húmedas son más flexibles que las secas, y las maderas jóvenes lo son más que las viejas. 

Hendibilidad Se conoce también como facilidad para el rajado, y

representa la tendencia de la madera a romperse en el sentido longitudinal cuando se introduce en ella una cuña. Depende principalmente de la naturaleza de la madera y de su humedad, en general las maderas húmedas tienen menos hendibilidad que las secas. Es común pero no generalizado, que las maderas duras sean mas hendibles que las blandas.

Resistencia al cizallamiento Representa resistencia al rompimiento de la madera

cuando se aplican dos fuerzas opuestas que tienden a seccionarla.

Resistencia a la compresión

La resistencia a la compresión es la dificultad que ofrece la madera a ser comprimida al aplicarle una carga, la carga puede aplicarse en dos direcciones: paralela y perpendicular al grano, siendo máxima la resistencia para la dirección paralela y mínima para la perpendicular. El contenido de humedad no influye en la resistencia a la compresión cuando asciende desde el 30%, no obstante esta resistencia aumenta a medida que la humedad desciende de este valor de humedad. 

Resistencia a la tracción

Representa la resistencia que ofrece la madera a ser deformada por la actuación de dos fuerzas paralelas, de sentido contrario y coincidentes, aplicadas en los extremos a una muestra de madera.  Esta resistencia es muy diferente de acuerdo a la dirección de las fuerzas y será muy pequeña si son perpendiculares a las fibras, pero mucho mas elevadas si se aplican paralelos a éstas. En cuanto a la influencia de la humedad, se observa que al aumentar, disminuye la resistencia.

PROPIEDADES ACÚSTICAS

 La madera proporciona un medio elástico adecuado a las ondas sonoras, por lo que se emplea ampliamente en la fabricación de instrumentos musicales y en la construcción de salas de conciertos, teatros, etc. Las características de la madera que más influyen sobre esta propiedad son el peso específico aparente, la humedad, el tipo de grano y la ausencia de defectos.

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA

La naturaleza porosa con aire retenido de la madera la convierten en una pésima conductora del calor, por lo que suele emplearse como aislante térmico, aunque conforme la humedad y/o la densidad aumenta en ésta, también aumentará la conducción térmica. Además, la conductibilidad térmica también dependerá de la dirección de transmisión, siendo mayor en la dirección longitudinal. La conductividad térmica de las maderas muy ligeras puede ser comparable con la de los mejores materiales artificiales.CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA

La madera seca es un buen aislante eléctrico, su carácter aislante disminuye con el aumento de humedad. Esta capacidad aislante en general es menor para las maderas mas duras.

clasificación

Las maderas se pueden clasificar según el criterio que se emplee. Uno de los más importantes es el de sus propiedades, que están en función de su textura. La textura dependerá a su vez del modo de crecimiento del árbol. En función del modo de crecimiento se dividirán en:

Maderas resinosas: suelen ser maderas de lento crecimiento. Son propias de zonas frías o templadas y poseen buenas características para ser trabajadas y buena resistencia mecánica. Este tipo son las más utilizadas en carpintería y construcción. Se distinguen; el pino, el abeto, el alerce...

clasificación-Maderas frondosas: son maderas propias de

zonas templadas y se pueden diferenciar tres tipos: duras, blandas y finas.*Duras: el roble, la encima, el haya...*Blandas: el castaño, el abedul, el chopo...*Finas: el nogal, el cerezo, el manzano y otros árboles frutales.

-Maderas exóticas: son las mejores y las que permiten mejor acabado. Se distinguen: la caoba, el ébano, la teka, el palo rosa...