Mortero

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M O R T E R O S DEFINICION Se denominan morteros, a las mezclas constituidas por agregados finos y uno o más aglomerantes (cemento Portland, cemento de albañilería, cal, yeso, etc.) y agua. Se incluye en esta definición a las pastas de cemento o de yeso con agua que se emplean en algunas terminaciones de revoques u otros usos. La mezcla de aglomerante y agua se denomina “pasta”, llamándose “lechada” cuando se amasa con mucho agua. Las arenas constituyen la estructura de la mezcla y le da volumen, y los vacíos que quedan entre las partículas de esa estructura granular son llenados por la pasta constituida por los aglomerantes y agua. Los aglomerantes o ligantes en presencia de agua experimentan un proceso físico - químico produciéndose el fraguado y endurecimiento. Durante la etapa de preparación y aplicación, conocida como estado fresco, la pasta formada por aglomerante y agua actúa como lubricante entre las partículas de agregado fino (arena), confiriendo plasticidad y trabajabilidad, facilitando el manipuleo permitiendo su colocación. En la etapa de fraguado y endurecimiento, la pasta se solidifica y endurece adhiriendo entre sí las partículas de arena y a su vez el mortero a los ladrillos o a la superficie de apoyo. CLASIFICACION El Instituto Argentino de Racionalización de Materiales (IRAM), ha propuesto la siguiente clasificación para los morteros: 1) Morteros Aéreos : son aquellos en que el aglutinante es la cal aérea. (Recordemos que la cal aérea es la que necesita la presencia de aire para fraguar y endurecer) 1

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M O R T E R O S

DEFINICION

Se denominan morteros, a las mezclas constituidas por agregados finos y uno o más aglomerantes (cemento Portland, cemento de albañilería, cal, yeso, etc.) y agua.

Se incluye en esta definición a las pastas de cemento o de yeso con agua que se emplean en algunas terminaciones de revoques u otros usos. La mezcla de aglomerante y agua se denomina “pasta”, llamándose “lechada” cuando se amasa con mucho agua.

Las arenas constituyen la estructura de la mezcla y le da volumen, y los vacíos que quedan entre las partículas de esa estructura granular son llenados por la pasta constituida por los aglomerantes y agua.

Los aglomerantes o ligantes en presencia de agua experimentan un proceso físico - químico produciéndose el fraguado y endurecimiento.

Durante la etapa de preparación y aplicación, conocida como estado fresco, la pasta formada por aglomerante y agua actúa como lubricante entre las partículas de agregado fino (arena), confiriendo plasticidad y trabajabilidad, facilitando el manipuleo permitiendo su colocación.

En la etapa de fraguado y endurecimiento, la pasta se solidifica y endurece adhiriendo entre sí las partículas de arena y a su vez el mortero a los ladrillos o a la superficie de apoyo.

CLASIFICACION

El Instituto Argentino de Racionalización de Materiales (IRAM), ha propuesto la siguiente clasificación para los morteros:

1) Morteros Aéreos : son aquellos en que el aglutinante es la cal aérea. (Recordemos que la cal aérea es la que necesita la presencia de aire para fraguar y endurecer)

M.A. : Mortero aéreo. Es el constituido por cal aérea (magra o grasa) y arena.

M.A.M. : Mortero aéreo mixto. Es el constituido por cal aérea, arena y polvo de ladrillo.

M.A.R. : Mortero aéreo reforzado. Es el constituido por cal aérea, cemento y arena.

M.A.M.R. : Mortero aéreo mixto reforzado. Es el constituido por cal aérea, polvo de ladrillo, cemento y arena.

2) Morteros hidráulicos : El aglutinante es la cal hidráulica. (Cal hidráulica es aquella que puede fraguar y endurecer con o sin presencia de aire, incluso bajo el agua).

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M.H. : Mortero hidráulico. Es el constituido por cal hidráulica y arena.

M.H.M. :Mortero hidráulico mixto. Es el constituido por cal hidráulica, arena y polvo de ladrillo.

M.H.R. : Mortero hidráulico reforzado. Es el constituido por cal hidráulica, cemento y arena.

M.H.M.R. : Mortero hidráulico mixto reforzado. Es el constituido por cal hidráulica, cemento, arena y polvo de ladrillo. 3) Morteros de cemento : son aquellos cuyo aglutinante es el cemento

Portland.

M.C. : Mortero de cemento. Es el constituido por arena y cemento. Incluye también la pasta pura de cemento.

M.C.I. : Mortero de cemento impermeable. Es el constituido por cemento, arena e hidrófugo en cantidad suficiente.

M.C.A. : Mortero de cemento atenuado. Es el constituido por cemento, cal y arena.

4) Morteros de yeso : Son aquellos cuyo aglutinante es el yeso.

M.Y. : Mortero de yeso. Es el constituido por yeso y arena. Esta denominación incluye la pasta pura de yeso.

M.Y.A. : Mortero de yeso atenuado. Es el constituido por yeso, cal grasa y arena.

M.Y.L. : Mortero de yeso con liga. Es el constituido por yeso y fibras.

5) Morteros especiales : Son los que responden a formulas particulares de los fabricantes y que se emplean par distintos usos.

Como ejemplo de algunos morteros que se comercializan en nuestro medio, podemos citar:

ENDUFIN PLUS (para revoques finos con acabado enduído)CONCRETO (adhesivo cementicio para revestimientos cerámicos)

KLAUKOL (adhesivo cementicio para revestimientos cerámicos) FINO A LA CAL (para revoques finos a la cal) PASTINAS (para tomado de juntas de pisos y revestimientos, en

distintos colores)

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PROPIEDADES

Las propiedades más importantes a tener en cuenta de los morteros en estado fresco y en estado endurecido son las siguientes:

Trabajabilidad Estado frescoPropiedades Resistencia mecánica

Estado endurecido Impermeabilidad -Durabilidad

Trabajabilidad

La trabajabilidad es una condición muy importante que debe cumplir un mortero, dado que en la mayoría de sus usos, debe ser colocado en su destino en forma manual o con equipos diseñados para proyectar el mortero a través de aire comprimido o medios mecánicos.

El mortero debe ser lo suficientemente manejable, de acuerdo a su aplicación, de lo contrario es imposible colocarlo.

Por ejemplo, para ejecutar un revoque grueso en un muro, cuando se trabaja manualmente, el operario lanza con impulso porciones de mortero contra la superficie, y este debe tener la plasticidad y adherencia suficientes para quedar adherido al muro sin desprenderse, para luego ser enrasado con reglas y fratazo. Si la colocación se hace con equipos mezcladores que proyectan el mortero, son igualmente necesarias esas cualidades del material.

La figura 1 muestra la ejecución de mampostería; la figura 2 ejecución de revoque grueso en forma manual y la figura 3 muestra la ejecución de revoque proyectando con máquina.

Figura 1 Figura 2 Figura 3

La cal es un excelente aglutinante desde el punto de vista de la trabajabilidad, otorgándole al mortero adecuada plasticidad, dependiendo de la calidad de la misma y de las proporciones arena-cal-agua.

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El cemento como único aglutinante de un mortero, en pequeñas cantidades le confiere a este muy poca plasticidad, por lo que no se usa. En proporciones importantes se logra aceptable trabajabilidad y da adecuados resultados de resistencia mecánica e impermeabilidad, pero deben tomarse especiales cuidados por que en el proceso de fraguado y endurecimiento produce importantes variaciones volumétricas (retracciones), ocasionando fisuración..

En morteros de cemento, si se agrega cal hidratada en pequeñas proporciones (entre 1/10 a 1/5 del cemento), mejora la plasticidad sin disminuir la resistencia. La adición de mayores proporciones disminuye la resistencia.

La adición de polvo de ladrillo, materiales volcánicos y otros productos industriales finamente molidos (finura comparable al cemento o mayor), se comportan como materiales puzolánicos, comunicándole a los morteros de cal mejores propiedades de cohesión, plasticidad y resistencia. En cambio, a los morteros de cemento las cualidades mejoradas son cohesión, plasticidad y la durabilidad, aumentando la resistencia a los sulfatos y a agentes químicos.

También excisten algunos productos comerciales para mejorar la plasticidad y otras propiedades.

Los aglomerantes se ordenan de la siguiente manera según la trabajabilidad que confieren al mortero:

1°- Cal aérea. 2°- Yeso. 3°- Cal hidráulica.4°- Cemento de albañilería. 5°- Cemento normal.

Resistencia mecánica

Existen muchas fórmulas que vinculan la resistencia con los diversos componentes de los morteros, propuestas por distintos investigadores.

Entre las fórmulas de mayor divulgación están las dadas por Ferét, Talbot y Richard, Graff, Adams, Bolomey, etc., pero estas por lo general han sido deducidas para morteros de cemento Portland.

Según Ferét para una misma edad y en idénticas condiciones de conservación, la resistencia a la compresión de todos los morteros que pueden fabricarse con un mismo material cementante, son cualquiera sean la naturaleza y tamaño de los granos de arena, proporcionales a la expresión

c 2

1 - s donde : c = volumen absoluto del material cementante, s = volumen absoluto de arena. Dichos volúmenes son los contenidos en la unidad de volumen de mortero fresco.

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Si se designa con Rc la resistencia a la compresión del mortero puede escribirse:

c 2

Rc = k 1 - s

k = constante de proporcionalidad para 28 días : k = 3150 para morteros de cemento. K = 800 para morteros a la cal.

Estos resultados fueron comprobados luego por Ros y por Bolomey.

Ahora bien, por unidad de volumen de mortero se tendrá:

1 = c + s + a + v

a = volumen de aguav = volumen de vacíos

con lo que la formula de Ferét se transforma en: 2 c 2 c 2 1 = = a v 1 - s c + a + v 1 + + c c

Quiere decir que la resistencia depende fundamentalmente de la relación agua/cemento y vacíos/cemento, esto para mezclas secas ya que para mezclas plásticas desaparece la importancia de la relación vacíos/cemento y la resistencia depende únicamente de la relación agua/cemento.

Otra expresión de la resistencia es la dada por el Dr. Otto Graf, estudiada para distintos marcas de cementos y diversas proporciones de agua: A

Rc = + C B2w

Donde: Rc = resistencia cubica a la compresión en Kg/cm2. A = factor que depende de las propiedades del

cemento. B = factor muy poco variable, y por lo tanto puede

considerarse como constante. C = constante. W = relación agua/cemento en peso.

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Vemos que en todos los casos la resistencia es fundamentalmente función de la relación agua/cemento (en proporción inversa).

La clasificación de los aglomerantes según su resistencia, en forma decreciente es el siguiente:

1°- Cemento normal.2°- Cemento de albañilería.3°- Cal hidráulica.4°- Cal aérea.5°- Yeso.

Influencia del tipo de arena.

Los morteros realizados con cemento normal o con cemento de albañilería, que contengan arena granítica son de mayor resistencia que los ejecutados con arena silícea.

Las arenas para morteros se pueden clasificar, según el tamaño de sus partículas en finas, medianas y gruesas. De acuerdo al Módulo de Finura se puede considerar:

Arena Fina: < 2Arena Mediana: entre 2 y 3Arena Gruesa: >3

Las arenas gruesas tienen menos vacíos y por ello requieren menos aglomerantes. Las partículas de arena son mas resistentes que la pasta de aglomerante que la rodea, de donde se deduce que el mortero que contiene arena gruesa es mas resistente puesto que en su masa tiene mas partículas resistentes que pasta aglomerante.

En los revoques finos solo se usa arena fina, por lo que los mismos son menos resistentes.

De la observación de las experiencias de resistencia

comentadas, se corrobora que los morteros preparados con arenas finas dan menores resistencias; esto se explica con la fórmula de Ferét por que esos morteros tienen una mayor cantidad de vacíos.

También influye, como sabemos, en el porcentaje de vacíos la granulometría de la arena.

Influencia de adiciones.

Como hemos dicho, la adición de polvo de ladrillo, materiales volcánicos y otros productos industriales finamente molidos (finura comparable al cemento), se comportan como materiales puzolánicos, comunicándole a los morteros de cal mejores propiedades de cohesión, plasticidad y resistencia.

En cambio, a los morteros de cemento las cualidades mejoradas son cohesión, plasticidad y la durabilidad, aumentando la

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resistencia a los sulfatos y a agentes químicos pero la resistencia mecánica, especialmente a los pocos meses es inferior a la correspondiente a morteros preparados sin adiciones.

La cal aérea adquiere cierto grado de hidaulicidad cuando se le adiciona en pequeña proporción cemento o polvo de ladrillo. Esto es debido a combinaciones químicas que se producen entre estos materiales y la cal aérea.

Influencia de la edad.

La resistencia de los morteros de cemento, cal y mixtos crece con la edad. Esto no sucede en general con los morteros de yeso.

Este crecimiento depende de varios factores, siendo los principales la relación agua/aglutinante y la relación arena/aglutinante.

Cuando mayores sean estos factores, menor será la resistencia para una determinada edad.

Se pueden calcular la resistencia de los morteros en función del tiempo, mediante fórmulas o tablas empíricas, pero éstas son obtenidas para un determinado material, y el usar otro, aún cuando sea del mismo tipo, suele dar diferencias.

La clasificación a los aglomerantes según la rapidez de fraguado es la siguiente:

1°- Yeso.2°- Cemento normal.3°- Cemento de albañilería.4°- Cal hidráulica.5°- Cal aérea.

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DETERMINACION DE LOS COMPONENTES DE UN MORTERO

Generalmente las dosificaciones de los materiales componentes de los morteros se seleccionan de tablas que recomiendan las proporciones en volúmenes aparentes según el destino de los mismos. Aunque normalmente también estas tablas indican las cantidades de materiales en las unidades que se comercializan para producir un metro cúbico de mortero, estas varían según las características físicas de los materiales componentes, que pueden determinarse mediante ensayos sencillos.

Determinación de los componentes a partir de una dosificación establecida en volúmenes aparentes.

Normalmente las proporciones se establecen d la siguiente forma:

m : n : r , por ejemplo

m = volumen aparente de cemento n = volumen aparente de cal r = volumen aparente de arena

La cantidad de agua dependería de las características físicas de los materiales y de la plasticidad deseable en los distintos tipos de morteros, pero a los fines de estos cálculos aproximados, se puede estimar en un 12 a 15 % de la suma de los volúmenes aparentes de los componentes:

Cantidad de agua: ( m + n + r ) x 0,15

Las proporciones en volúmenes aparentes debemos transformarlas a proporciones en volúmenes reales, para lo cual tendrán que ser multiplicadas por los pesos unitarios y divididas por los pesos específicos correspondientes a cada componente.

La relación se suele denominar coeficiente de aporte.

= peso unitario = P / Vap. (peso / volumen aparente) (1) = peso específico = P / Vr. (peso / volumen real) (2)

De (1) P = x Vap.

De (2) Vr = P / entonces Vr = Vap x / = C x Vap (3)

Así nuestra dosificación transformada a volúmenes reales sería:

m . Cm : n . Cn : r . Cr

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de donde Cm; Cn; Ct son los coeficientes de aporte de los respectivos componentes.

La suma de los volúmenes absolutos de los materiales componentes nos dará el volumen de mortero.

V = m . Cm + n . Cm + r . Cr + a

Donde a = agua = ( m + n + r ) . 0,15 (aproximadamente)

La unidad de volumen del mortero sería:

m . Cm n . Cn r . Cr a1 = ----------- + ----------- + ----------- + ---------

V V V V

Donde:

m . Cm ----------- = Vm = volumen absoluto de m p/1 m3 de mortero

V

n . Cn ----------- = Vn = volumen absoluto de n p/1 m3 de mortero

V ---------------------------------------------------------------------------------------- a / V = Va = volumen absoluto de agua p/1 m3 de mortero

Las cantidades en peso serían:

m . Cm P/ m : ----------- . m

V

n . Cn P/ n : ----------- . n

V ------------------------------------

a P/ a : ----------- . V

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Las cantidades en volúmenes aparentes:

m . Cm 1 m P/ m : ----------- . ------ = ----- = vol. aparente de m p/1 m3 de mortero V Cm V

n . Cn 1 n P/ n : ----------- . ------ = ----- = vol. aparente de n p/1 m3 de mortero V Cn V --------------------------------------------------- a P/ a : ----------- = volumen de agua p/1 m3 de mortero V

Pesos específicos – Pesos Unitarios – coeficientes de Aporte – Porcentaje de vacíos ( Valores aproximados de los materiales usuales )

MaterialPeso esp. kg / dm3

Peso unit. kg / dm3

Coef. de aporte C

% de vacíos

LigantesCal en pasta * - - 1,00 0,00Cal aérea hidratada 2,30 0,58 0,25 0,75Cal hidráulica hidrat. 2,50 0,61 0,24 0,76Cemento Portland 3,05 1,35 0,44 0,56Yeso en polvo 2,58 0,85 0,33 0,67AgregadosArena fina 2,65 1,40 0,53 0,47Arena mediana 2,65 1,50 0,57 0,43Arena gruesa 2,65 1,60 0,60 0,40Polvo de ladrillo 1,95 1,10 0,56 0,44* Para calcular la cantidad de cal viva que se requiere para 1 m3 de mortero se puede estimar un rendimiento tal que con 400 a 550 kg de cal viva se obtiene un metro cúbico de cal en pasta.

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Ejemplo de Aplicación 1

Dada la siguiente dosificación de un mortero en volúmenes aparentes:

( 1/4 : 1 : 3 )

En el siguiente orden: ( Cemento : Cal hidratada en polvo : Arena fina )

Determinar las cantidades de materiales componentes en volúmenes aparentes y en peso para obtener un metro cúbico de mortero.

Como primera medida deben estudiarse los pesos unitarios y pesos específicos de los componentes.

De ensayos de laboratorio se obtuvieron los siguientes resultados:

Material Peso Unitario Peso Específico Kg/dm3 Kg/dm3 ________________ ______________________ _________________________ Cemento 1,45 3,15

Cal Hidr.en polvo 0,61 2,35

Arena fina 1,60 2,65

Agua = ( 0,25 + 1 + 3 ) x 0,15 = 0,85

Materiales

(1)

Dosif. en relaciones en Vol. Ap. (2)

Corf. deaporte. (3)

Vol. real

(4) = (2)x(3)

Vol. aparentep / 1 m3

(5) = (2)/(m3)

Pesop / 1 m3

(6) =(5)x (t)

Cemento 1/4 0,46 0,12 0,082 0,115

Cal hidrat.en polvo

1 0,26 0,26 0,330 0,201

Arena fina 3 0,60 1,80 0,990 1,584

Agua 0,85 1 0,85 0,281 0,281

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Ejemplo de Aplicación 2

Dada la siguiente dosificación de un mortero en volúmenes aparentes: ( 1/8 : 1 : 4 )

En el siguiente orden: ( Cemento : Cal en pasta : Arena mediana )

Determinar las cantidades de materiales componentes en volúmenes aparentes y en peso para obtener un metro cúbico de mortero.

En primer término se estudian los pesos unitarios y pesos específicos de los componentes.

De ensayos de laboratorio se obtuvieron los siguientes resultados

Material Peso Unitario Peso Específico Kg/dm3 Kg/dm3 ________________ ______________________ _________________________ Cemento 1,40 3,15

Arena mediana 1,60 2,65

Agua = ( 0,125 + 1+ 4 ) x 0,15 = 0,77

Materiales

(1)

Dosif. en relaciones en Vol. Ap. (2)

Corf. deaporte. (3)

Vol. real

(4) = (2)x(3)

Vol. aparentep / 1 m3

(5) = (2)/(m3)

Pesop / 1 m3

(6) =(5)x (t)

Cemento 0,125 0,44 0,055 0,030 0,042

Cal enpasta

1 1 1 0,237 95kg. de Cal viva

Arena med. 4 0,60 2,40 0,947 1,515

Agua 0,77 1 0,77 0,182 0,182

Se consideró que con 400 kg de cal viva se obtuvo 1 m3 de cal en pasta

1 m3 de cal en pasta -----------400 kg de cal viva0,237 m3 de cal en pasta------- x kg de cal viva 400 x 0,237 x = = 94,8 kg de cal viva 1

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REGLAMENTO INPRES - CIRSOC 103Parte III

NORMAS ARGENTINAS PARA CONSTRUCCIONES SISMORRESISTENTES

Parte I / Parte II

Ver también: Diseño sismorresistente de estructuras aporticadas de hormigón armado

CONSTRUCCIONES DE MAMPOSTERIA

EDICION AGOSTO 1991

5.2. MORTEROS

5.2.1. Tipificación de los morteros para juntas

Los morteros utilizados en la ejecución de las juntas horizontales y verticales de los elementos estructurales de mampostería, se tipifican en función de su resistencia mínima a compresión a 28 días según lo indicado en la Tabla 4.

  Tabla 4. Tipificación de los morteros según su resistencia

Tipo de mortero Calidad de resistenciaResistencia mínima a compresión a 28 días

(MN/m2)

E elevada 15

I intermedia 10

N normal 5

La resistencia a compresión de los morteros se determinará con los procedimientos usuales sobre probeta cúbica de 7 cm de arista.

  5.2.2. Condiciones de utilización de los morteros

Los morteros utilizados deberán satisfacer la totalidad de las condiciones que se detallan a continuación:

a) En ningún caso se podrán utilizar morteros cuya resistencia a compresión a 28 días sea menor que 5 MN/m².

b) El volumen de arena, medido en estado suelto y con humedad natural, deberá estar comprendido entre 2,25 y 3 veces la suma de los volúmenes correspondientes de cemento y de cal hidratada en pasta.

c) Se utilizará la menor cantidad de agua compatible con la obtención de un mortero fácilmente trabajable y de adecuada adherencia con los mampuestos.

d) No se admitirá el empleo de morteros que tengan únicamente cal como ligante.

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e) En las juntas que contengan armadura de refuerzo se emplearán exclusivamente morteros cementicios sin ningún contenido de cal.

f) En general, en las juntas que no contengan armaduras de refuerzo, se utilizarán morteros elaborados con cal, ya que ésta mejora su trabajabilidad.

g) En las juntas que no contengan armaduras de refuerzo, se admitirá el uso de morteros elaborados con cemento de albañilería.

h) Los materiales aglomerantes y cementicios, los agregados y el agua a utilizar deberán satisfacer los requisitos de las normas IRAM correspondientes.

i) El tamaño máximo de las partículas de arena será de 2,5 mm.

  5.2.3. Proporciones de los componentes de los morteros

Las proporciones en volúmenes, recomendadas para obtener los diferentes tipos de morteros, se indican en la Tabla 5.

  Tabla 5. Proporciones de los morteros

Mortero Tipo

Partes de cemento pórtland normal

Partes de calPartes de arena

suelta

Resistencia mínima de

compresión a 28 días (MN/m2)

mín máx

E 1 - 1/4 No menos de 2,25 ni más de 3 veces

la suma de los volúmenes de cemento y cal

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I 1 1/4 1/2 10

N 1 1/2 1 1/4 5

Si se utiliza cemento de albañilería, las proporciones se determinarán en forma experimental.

En la Tabla 6 se indican las proporciones en volúmenes, usuales en la práctica actual, para los diferentes tipos de morteros.

  Tabla 6. Proporciones de los morteros según la práctica actual

Mortero Tipo Cemento: Cal: Arena Resistencia mínima a compresión a 28 días

(MN/m2)

E 1 : 0 : 3 (Cementicio puro)1 : 1/4 : 3 15

I 1 : 1/2 : 4 10

N 1 : 1 : 51 : 1 : 6 5

 

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Mortero con cemento de albañilería

BIBLIOGRAFIA

Lopez Zigarán :APUNTES DEENSAYOS DE MATERIALESFélix Orús Asso : MATERIALES DE CONSTRUCCIONI.R.A.M. : Normas y Publicaciones.Reglamento IMPRES – CIRSOC 103

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