Estructuracion y Cargas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA“Norte de la Universidad Peruana”

SECCIÓN JAÉNFundada por Ley Nº 14015 del 13 de Febrero de 1,962

Bolívar Nº 1342 – Plaza de Armas – Telfs. 431907 - 431080JAÉN – PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA

Introducción:

El ladrillo se ha utilizado en la construcción desde hace miles de años, este ha

venido mejorando a través de los años con la adición de la arcilla, la cual le da mayor

durabilidad al producto y la adición del calor, el cual mejora notablemente la dureza,

ahora bien, aunque se han adicionado materiales como la cerámica y el sílice, las

versiones modernas del ladrillo no son sino formulas modificadas consistentes en

arena, arcilla, agua y calor. El ladrillo es muy aconsejado en la construcción, ya que

proporciona un buen aislamiento e impermeabilidad, además no requiere el uso de

pintura, ya que este nunca pierde su color natural, además existen otros colores de

ladrillo que no es el clásico rojo. Existen varios tipos de ladrillos como son; el ladrillo de

construcción, el de fachada, el refractario, los adoquines y el ladrillo antiguo o

envejecido.

Este último le dará una sensación de antigüedad en el área en el cual se

coloque.

Los ladrillos de fachada son los mismos ladrillos macizos, estos se

pueden encontrar en diversos tamaños, colores y formas.

El refractario: es diseñado precisamente para chimeneas y para

construcciones que son sensibles a las altas temperaturas, ya que este tipo de ladrillo

es muy resistente al calor.

Los adoquines: son losetas que son instaladas en patios, senderos y

rebordes.

El de construcción: son bloques que contienen orificios los cuales sirven

para ahorrar material y reducir el peso.

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1. HISTORIA :

El ladrillo constituyó el principal material en la construcción de las antiguas

Mesopotamia y Palestina, donde apenas se disponía de madera y piedras. Los

habitantes de Jericó en Palestina fabricaban ladrillos hace unos 9.000 años.

Los constructores sumerios y babilonios levantaron zigurats, palacios y ciudades

amuralladas con ladrillos secados al sol, que recubrían con otros ladrillos cocidos en

hornos, más resistentes y a menudo con esmaltes brillantes formando frisos

decorativos. En sus últimos años los persas construían con ladrillos al igual que los

chinos, que levantaron la gran muralla. Los romanos construyeron baños, anfiteatros y

acueductos con ladrillos, a menudo recubiertos de mármol.

En el curso de la edad media, en el imperio bizantino, al norte de Italia, en los

Países Bajos y en Alemania, así como en cualquier otro lugar donde escaseara la

piedra, los constructores valoraban el ladrillo por sus cualidades decorativas y

funcionales. Realizaron construcciones con ladrillos templados, rojos y sin brillo

creando una amplia variedad de formas, como cuadros, figuras de punto de espina, de

tejido de esterilla o lazos flamencos. Esta tradición continuó en el renacimiento y en la

arquitectura georgiana británica, y fue llevada a América del norte por los colonos.

El ladrillo ya era conocido por los indígenas americanos de las civilizaciones

prehispánicas. En regiones secas construían casas de ladrillos de adobe secado al sol.

Las grandes pirámides de los olmecas, mayas y otros pueblos fueron construidas con

ladrillos revestidos de piedra. Pero fue en España donde, por influencia musulmana, el

uso del ladrillo alcanzó más difusión, sobre todo en Castilla, Aragón y Andalucía.




FACULTAD DE INGENIERÍAEl ladrillo industrial, fabricado en enormes cantidades, sigue siendo un material

de construcción muy versátil. Existen tres clases: ladrillo de fachada o exteriores,

cuando es importante el aspecto; el ladrillo común, hecho de arcilla de calidad inferior

destinado a la construcción; y el ladrillo refractario, que resiste temperaturas muy

altas y se emplea para fabricar hornos. Los ladrillos se hacen con argamasa, una pasta

compuesta de cemento, masilla de cal y arena.

2. FABRICACION DE UNIDADES DE ALBAÑILERIA:

Las unidades empleadas en las construcciones de albañilería son básicamente

hechas de arcilla (cerámicas), de arena y cal (sillico - calcáreas) y de concreto.

De acuerdo a su tamaño se denominan ladrillos y bloques. Son ladrillos cuando

pueden ser manipulados y asentados con una mano; y son bloques cuando por su peso

y dimensiones se tienen que emplear ambas manos.

Proceso de elaboración

Hoy día, en cualquier fábrica de ladrillos se llevan a cabo una serie de procesos

estándar que comprenden desde la elección del material arcilloso al proceso de

empacado final. La materia prima utilizada para la producción de ladrillos es,

fundamentalmente, la arcilla. Este material está compuesto, en esencia,

de sílice, alúmina, agua y cantidades variables de óxidos de hierro y otros

materiales alcalinos, como los óxidos de calcio y los óxidos de magnesio.

Las partículas del material son capaces de absorber higroscópicamente hasta

un 70% de su peso en agua. Cuando está hidratada, la arcilla adquiere la plasticidad

suficiente para ser moldeada, a diferencia de cuando está seca; estado en el que

presenta un aspecto terroso.

Durante la fase de endurecimiento, por secado o por cocción, el material

arcilloso adquiere características de notable solidez, y experimenta una disminución de




FACULTAD DE INGENIERÍAmasa, por pérdida de agua, de entre un 5 y un 15%.

Una vez seleccionado el tipo de arcilla el proceso puede resumirse en:

Maduración

Tratamiento mecánico previo

Depósito de materia prima procesada

Humidificación

Moldeado

Secado

Cocción

Almacenaje

Maduración

Antes de incorporar la arcilla al ciclo de producción hay que someterla a ciertos

tratamientos de trituración, homogeneización y reposo en acopio, con la finalidad de

obtener una adecuada consistencia y uniformidad de las características físicas y

químicas deseadas.

El reposo a la intemperie tiene la finalidad de facilitar el desmenuzamiento de

los terrones y la disolución de los nódulos para impedir las aglomeraciones de

partículas arcillosas. La exposición a la acción atmosférica (aire, lluvia, sol, hielo, etc.)

favorece además la descomposición de la materia orgánica que pueda estar presente y

permite la purificación química y biológica del material. De esta manera se obtiene un

material completamente inerte y poco dado a posteriores transformaciones mecánicas

o químicas.

Tratamiento mecánico previo

Después de la maduración, que se produce en la zona de acopio, sigue la fase

de pre-elaboración, que consiste en una serie de operaciones que tienen la finalidad




FACULTAD DE INGENIERÍAde purificar y refinar la materia prima. Los instrumentos utilizados en la pre-

elaboración, para un tratamiento puramente mecánico suelen ser:

Rompe-terrones: como su propio nombre indica, sirve para reducir las

dimensiones de los terrones hasta un diámetro de entre 15 y 30 mm.

Eliminador de piedras: está constituido generalmente por dos cilindros que

giran a diferentes velocidades, capaces de separar la arcilla de las piedras o

"chinos".

Desintegrador: se encarga de triturar los terrones de mayor tamaño, más duros

y compactos, por la acción de una serie de cilindros dentados.

Laminador refinador: está formado por dos cilindros rotatorios lisos montados

en ejes paralelos, con separación, entre sí, de 1 a 2 mm, espacio por el cual se

hace pasar la arcilla sometiéndola a un aplastamiento y un planchado que

hacen aún más pequeñas las partículas. En esta última fase se consigue la

eventual trituración de los últimos nódulos que pudieran estar todavía en el

interior del material.

Depósito de materia prima procesada

A la fase de pre-elaboración, sigue el depósito de material en silos especiales en

un lugar techado, donde el material se homogeiniza definitivamente tanto en

apariencia como en características físico-químicas.

Humidificación

Antes de llegar a la operación de moldeo, se saca la arcilla de los silos y se lleva

a un laminador refinador, y posteriormente a un mezclador humedecedor, donde se

agrega agua para obtener la humedad precisa.

Moldeado

El moldeado consiste en hacer pasar la mezcla de arcilla a través de una




FACULTAD DE INGENIERÍAboquilla al final de la estructura. La boquilla es una plancha perforada que tiene la

forma del objeto que se quiere producir.

El moldeado se suele hacer en caliente utilizando vapor saturado

aproximadamente a 130 °C y a presión reducida. Procediendo de esta manera se

obtiene una humedad más uniforme y una masa más compacta, puesto que el vapor

tiene un mayor poder de penetración que el agua.

Secado

El secado es una de las fases más delicadas del proceso de producción. De esta

etapa depende, en gran parte, el buen resultado y calidad del material, más que nada

en lo que respecta a la ausencia de fisuras. El secado tiene la finalidad de eliminar el

agua agregada en la fase de moldeado para poder pasar a la fase de cocción.

Esta fase se realiza en secaderos que pueden ser de diferentes tipos. A veces se

hace circular aire de un extremo a otro por el interior del secadero, y otras veces es el

material el que circula por el interior del secadero sin inducir corrientes de aire. Lo más

normal es que la eliminación del agua del material crudo se lleve a cabo insuflando aire

caliente con una cantidad de humedad variable. Eso permite evitar golpes

termohigrométricos que puedan producir una disminución de la masa de agua a ritmos

diferentes en distintas zonas del material y, por lo tanto, a producir fisuras localizadas.

Cocción

Se realiza en hornos de túnel, que en algunos casos pueden llegar a medir hasta

120 m de longitud, y donde la temperatura de la zona de cocción oscila entre 900 °C y

1000 °C.

En el interior del horno la temperatura varía de forma continua y uniforme. El

material secado se coloca en carros especiales, en paquetes estándar y es introducido

por una de las extremidades del túnel, saliendo por el extremo opuesto una vez que




FACULTAD DE INGENIERÍAestá cocido.

Es durante la cocción cuando se produce la sinterización, de manera que la

cocción resulta una de las instancias cruciales del proceso en lo que a la resistencia del

ladrillo respecta.





3. CLASIFICACION DE UNIDADES DE ALBAÑILERIA:

Clasificación por el área que ocupan los orificios:

a) Unidades Sólidas o macizas:

Son las que no tienen huecos o en todo caso presentan alveolos o

perforaciones perpendiculares a la superficie de asiento que cubren un área de la

sección bruta. Se usan para muros portantes.

Ao

Cara de asiento

∑Ao ≤ 25% ∆T

b) Unidades Huecas:

Son aquellas donde el área neta en la cara del asiento es menos del 75% del

area bruta.

En ésta categoría se clasifican los bloques de concreto o silico calcareas

empleadas en la albañileria armada y unidades con muchas perforaciones.





c) Unidades Tubulares: Son las que tienen sus alveolos o perforaciones dispuestas en forma paralela a

la superficie de asiento.

Superficie de Asiento

Clasificación por el material de fabricación:

a) Ladrillo de Arcilla Cocida:

Los ladrillos de arcilla son fabricados en nuestro medio de manera artesanal (a

mano) o de forma industrial (a máquina). Ejemplo:

Ladrillo King - kon a mano : 12.5 x 21 x 9 cm Ladrillo King - kon 18 huecos : 13 x 23 x 9 cm Ladrillo Pandereta : 12 x 23 x 9 cm Etc…

Las arcillas empleadas como materia prima son las calcáreas y no calcáreas. Las

primeras contienen un 15% de carbono de calcio, que les da el calor amarillento a las

unidades; en las segundas predomina el silicato de alúmina con un 5% de FeO (Oxido

de Hierro), que le da el color rojizo al ladrillo.

Las mejores arcillas deben contener un 33% de arena y limo.

El quemado se realiza en hornos abiertos o en hornos tipo túnel donde la

temperatura puede llegar a 1200°C. El proceso dura de 2 – 5 días.





b) Ladrillo Sílico - Calcáreos:

Estas unidades de albañilería son producto de la mezcla de 3 componentes:

arena fina natural con alto contenido de sílice, cal viva finamente molida e hidratada

en la mezcla y agua.

La mezcla húmeda de cal y arena es moldeada a alta presión (16 atm) y

endurecida por curado a vapor en autoclaves durante 8 horas como máximo.

En el Perú existe una única fábrica denominada “Minera Luren – La Casa”, que

produce éste tipo de unidades como bloques y ladrillos ya sea huecos o macizos.

Minería Luren

Ejemplo:

Modulado (macizo o con 3 alveolos)

Duplo (macizo o con 6 alveolos)

King – Kon (macizo, etc)

- Cal Hidratada : 10%

- Arena con 75% de sílice : 90%





c) Unidades de Concreto:

Son fabricados con mezclas de cemento PORTLAND, arena, piedra pequeña y

agua.

En los procesos artesanales, la dosificación de los materiales se hace por

volúmenes, empleado usualmente la siguiente proporción 1:2:4 (1 cemento, 2 arena, 3

piedra pequeña “confitillo” ᴓ ¼”); mientras que en los procesos industriales se dosifica

por peso.

Ejemplo:

Para 1 bolsa: 4 arena: 8 piedra

En ambos casos se usa una baja cantidad de agua, para un Slump de una

pulgada, a fin de permitir el desmolde de la unidad sin que se desmorone.

En el molde se hace por vibro compresión (fabricación industrial, utilizando

maquinas estacionarias o ponederas, chuseando la mezcla en moldes artesanales).

El proceso del curado industrial se hace en cámaras de vapor (a 50°C a baja

presión), o en cámaras autoclave (a 150°C y con una presión de 6 – 10 atm) o con

riesgos por aspersión. En la fabricación artesanal, el curado se realiza echándoles agua

durante una semana en un tendal.

Estas unidades pueden utilizarse después de 28 días de su fabricación. Las

unidades que más se usan son: de 40 x 15 x 20 o 40 x 20 x 20.

Bloques de concreto: 1:2:4 ^ ƒć ≥ 140

1 : 8 + 25% PM ^ ƒć ≥ 100

1 : 8 + 30% PG ^ ƒć = 8 - 100





Clasificación de la Unidades de Albañilería según la Norma E-070 (RNE):

Tipo

Variaciones de la Dimensión (Max en %) Alabeo

(Max. mm)Ƒć mínima en Kg/cm2

Densidad Mínima (kg/cm3)Hasta 10

cmHasta 15

cmMas de 15cm

I ± 8 ± 6 ± 4 10 60 1.50

II ± 7 ± 6 ± 4 8 70 1.60

III ± 5 ± 4 ± 3 6 95 1.60

IV ± 4 ± 3 ± 2 4 130 1.65

V ± 3 ± 2 ± 1 2 180 1.70

Básicamente esta clasificación está dirigida para las unidades de albañilería

fabricados de arcilla.




FACULTAD DE INGENIERÍATipo I: Tiene una resistencia y durabilidad muy baja, son aptos para ser usados

bajos condiciones de exigencias mínimas (viviendas de 1 – 2 pisos), evitando el

contacto con la lluvia o el suelo.

Tipo II: Son unidades de baja resistencia y durabilidad, son aptos para ser

usados bajos condiciones de servicio moderadas (no deben estar expuestas en

contacto directo con la lluvia, suelo o agua).

Tipo III: Unidades de mediana resistencia y durabilidad, aptos para emplearse

en construcciones sujetas a condiciones de bajo interperismo.

Tipo IV: Unidades de alta resistencia y durabilidad, aptos para ser usados bajo

condiciones de interperismo moderado, en contacto con las lluvias, suelo y

agua.

Tipo V: Tiene una resistencia y durabilidad elevada, son aptos para emplearse

en condiciones de servicio riguroso, pueden estar sujetos a condiciones de

interperismo similares al tipo IV.





4. Aplicaciones:

Los ladrillos son utilizados en construcción en cerramientos, fachadas y

particiones. Se utiliza principalmente para construir muros o tabiques. Aunque se

pueden colocar a hueso, lo habitual es que se reciban con mortero. La disposición de

los ladrillos en el muro se conoce como aparejo, existiendo gran variedad de ellos.

Aparejos

Aparejo es la ley de traba o disposición de los ladrillos en un muro, que estipula

desde las dimensiones del muro hasta los encuentros y los enjarjes, de manera que el

muro suba de forma homogénea en toda la altura del edificio. Algunos tipos de

aparejos son los siguientes:

Aparejo a sogas: los costados del muro se forman por las sogas del

ladrillo, tiene un espesor de medio pie (el tizón) y es muy utilizado

para fachadas de ladrillo cara vista.

Aparejo a tizones o a la española: en este caso los tizones forman los

costados del muro y su espesor es de 1 pie (la soga). Muy utilizado en muros que

soportan cargas estructurales (portantes) que pueden tener entre 12,5 cm y 24 cm

colocados a media asta o soga.

Aparejo a sardinel: aparejo formado por piezas dispuestas a sardinel, es

decir, de canto, de manera que se ven los tizones.

Aparejo inglés: en este caso se alternan ladrillo a soga y tizón, trabando

la llaga a ladrillo terciado, dando un espesor de 1 pie (la soga). Se emplea mucho

para muros portantes en fachadas de ladrillo cara vista. Su traba es mejor que el




FACULTAD DE INGENIERÍAmuro a tizones pero su puesta en obra es más complicada y requiere mano de obra

más experimentada. El dibujo no se corresponde con el tipo de aparejo.

Aparejo en panderete: es el empleado para la ejecución de tabiques, su

espesor es el del grueso de la pieza y no está preparado para absorber cargas

excepto su propio peso.

Aparejo palomero: es como el aparejo en panderete pero dejando

huecos entre las piezas horizontales. Se emplea en aquellos tabiques provisionales

que deben dejar ventilar la estancia y en un determinado tipo de estructura de

cubierta.

Exigencias para la colocación de ladrillos:

Colocarlos perfectamente mojados. Colocarlos apretándolos de manera de

asegurar una correcta adherencia del mortero. Hiladas horizontales y alineadas. Las

juntas verticales irán alternadas sin continuidad con espesor de 1,5 cm. Los muros que

se crucen o empalmen deberán ser perfectamente trabados. Se controlará el “plomo”

y “nivel” de las hiladas. No se permite el empleo de clavos, alambres o hierros para la

traba de paredes o salientes. Las paredes irán unidas a las estructuras por armadura

auxiliar (hierro 6mm de diámetro).





5. BIBLIOGRAFIA:

Proceso de Elaboración de ladrillos

http://www.tecnologiaslimpias.org/html/central/369102/images/

ladrillos.gif

Tipos de Ladrillos

http://www.tecnologiaslimpias.org/html/central/369102/images/

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Arquitectura y Construcción

http://www.arqhys.com/construccion/ladrillos-construccion.html

Ladrillos

http://es.wikipedia.org/wiki/

Ladrillo#Fabricaci.C3.B3n_de_ladrillos

http://es.wikipedia.org/wiki/Ladrillo#Fabricaci.C3.B3n_de_ladrillos

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http://www.tecnologiaslimpias.org/html/central/369102/images/ladrillos.gif




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