CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS ECONÓMICASCON SUELO – CEMENTO MONOLÍTICO

Presentación

Llamamos suelo - cemento a una cantidad de suelo (tierra natural) donde es colocada una pequeña parte de cemento y agua. Más adelante analizaremos como escoger el suelo, cuanto adicionar de cemento y agua, como mezclar y usar.

Este material de consistencia de una "masa" puede ser usado para la ejecución de fundaciones, contrapisos, paredes monolíticas, ladrillos y bloques.

El suelo-cemento puede ser aplicado a la construcción de viviendas, escuelas, puestos de salud y otras unidades comunitarias.

Este folleto orienta a la construcción de paredes monolíticas de suelo -cemento compactado. Los resultados obtenidos con este sistema tienen comprobada buena calidad y desempeño al proceso. Los materiales son de fácil obtención, el sistema constructivo es simple y la inversión en equipamientos es mínima.

La presente edición de este folleto fue elaborada por el equipo técnico del Departamento de Estudios e Investigaciones Aplicados del BHN (DEPEA.) y contó con la colaboración del Centro de Pesquisas e Desenvolvimento (CEPED)

Elección del suelo a ser usado

Los suelos ideales para la mezcla con cemento son los que poseen un tenor de arena un poco superior al 50 %, debiéndose evitar suelos con contenido de materia orgánica.

Los criterios presentados en este folleto para la elección del suelo y para el control de humedad y la compactación de la mezcla, se .refieren a procedimientos prácticos y que Ud. podrá adoptar, a falta de un laboratorio.

Para la obtención de suelo a ser usado efectúe el "test de caja":

Tome una porción de suelo tamizado (se recomienda un tamiz de 4,8 mm de abertura de malla) y mezcle con agua.

Coloque el suelo humedecido sin compactar, en una caja de madera con las dimensiones internas indicados en la figura. La caja debe estar lubricada con gas oil ó similar.

Llene la caja hasta el borde y alise la superficie con una cuchara.

Deje la caja guardada en un ambiente techado, al abrigo del sol y de la lluvia, durante siete días.

Luego de este período, efectúe la lectura de retracción en las extremidades de la caja, si la suma no pasa de 2 cm, el suelo puede ser utilizado.

En caso contrario, adicione arena hasta obtener un suelo con las características deseadas

Confección del molde

La pared monolítica de suelo – cemento es ejecutada a través de la compactación de la mezcla en moldes de madera. Cada molde está constituido por dos caras

Para la confección del molde, se utiliza una chapa de madera plastificada ó una hoja de madera compensada naval de 18 mm de espesor. Para un mejor aprovechamiento de la madera ésta debe ser aserrada conforme a las siguientes instrucciones:

Cortando la chapa de madera plastificada al medio, puede efectuar dos caras, esto es, un molde completo

Cortando la hoja de madera compensada naval en 3 partes puede efectuar 3 caras del molde. Así con 2 hojas se ejecutan 3 moldes completos.

Las placas de madera son reforzadas con listones de madera en el sentido horizontal y vertical. Las caras se unen entre sí por seis bulones. Así en la dirección de los refuerzos verticales se efectúan agujeros de ¾” para el pasaje de los bulones conforme al diseño. A fin de evitar error en la perforación, junte las caras internas (lisas) perforando al mismo tiempo.

Son necesarios ocho agujeros pues los moldes deber ser montados alternadamente, a medida que la pared es construida.

Los bulones deben ser confeccionados conforme al siguiente diseño:

Confección del Pisón

Para compactar el suelo – cemento deben ser confeccionados dos tipos de pisones hechos en madera resistente, uno para ser utilizado en las fundaciones y otro en las paredes. Los cabos de los pisones son de madera de sección cilíndrica de 3 cm de diámetro.

Confección de la guía:

Para la elevación de las paredes es necesario el uso de guías. La guía es una pieza de madera con una de sus dimensiones correspondientes al espesor de la pared, en este caso 12 cm

Un tubo de PVC cortado longitudinalmente al medio es fijado a la madera para dejar un rebaje en la extremidad de la pared. Este rebaje funciona como junta de retracción y proporciona la unión con la pared vecina. El tubo debe ser cortado con sierra fina para evitar que se dañe.

La fijación de la guía esta indicada en la siguiente figura:

Modulación del proyecto:

Para facilitar la construcción y obtener una mayor economía de material es necesario que la elaboración del proyecto se haga en función de la modulación de los paneles que formarán las paredes.

Siendo el largo del molde de 220 cm y la distancia para unir las guías de 3 cm de cada lado el largo útil del molde es de 214 cm, al mayor número de veces para el total aprovechamiento del molde. Cuando esto no es posible se puede modular con dimensiones inferiores.

La modulación debe ser realizada tendiendo a utilizar el módulo máximo de 214 cm, al mayor número de veces para el total aprovechamiento del molde. Cuando esto no es posible se puede modular con dimensiones inferiores.

Nivelación del Terreno y Replanteo de la Obra

Las operaciones referentes a la nivelación del terreno cuando es necesario, y del replanteo de la obra deben ser hechas como las construcciones convencionales.

Preparación de la mezcla de suelo – cemento

Tamizado

El suelo antes de ser mezclado con cemento debe estar seco, exento de materia orgánica y tamizado en una malla de 5 mm x 5 mm

Dosificación

Para la construcción de paredes y contrapisos la proporción indicada para la mezcla es de 1: 15 (una porción de cemento por cada 15 de suelo)

Control de humedad

Adicione el cemento al suelo y mezcle hasta que obtenga una coloración uniforme. Agregue agua de a poco, revolviendo la mezcla para evitar la formación de terrones, hasta llegar a la humedad ideal.

El control de humedad podrá ser efectuado conforme al siguiente procedimiento práctico

Tome un puñado de mezcla y apriétela entre los dedos y la palma de la mano

Al abrir la mano, el bolo debe tener la marca dejada por los dedos

Si esto no ocurre es porque la mezcla está muy seca. En este caso adicione agua hasta que la marca dejada por los dedos sea perfecta.

Enseguida deje caer el bolo de una altura de más o menos 1 m, sobre una superficie dura. El bolo debe pulverizarse al chocar con la superficie. Si ésto no ocurre, la mezcla está muy húmeda. En este caso espere que seque la mezcla y adiciona más suelo y cemento en las mismas proporciones y repita los test hasta conseguir la humedad ideal.

Control de Compactación

La mezcla estará bien compactada cuando el pisón produzca un sonido seco.

Se podrá también verificar la compactación presionando la mezcla compactada con los dedos.

Otro factor fundamental para el control de la compactación es el espesor de las camadas de mezcla cuando es vertida en los moldes. Ellas deben tener un máximo de 20 cm de suelo – cemento suelto.

Secuencia de Construcción

Para racionalizar el uso de las guías, los paneles deberán ser construidos de acuerdo con el siguiente esquema:

Se ejecutan los paneles alternados hasta su altura total (Figura 1)

Después de retiradas las guías se procederá a la confección del panel intermedio, teniendo como guía los paneles ya hechos (Figura 2)

Cuando el número de paneles a ser ejecutados sea par, el último panel será apoyado de un lado por una guía y del otro por un panel ya listo (Figura 3)

En el montaje de la secuencia, obsérvese la fijación de los paneles para mayor seguridad en la construcción, principalmente en el encuentro de paredes.

Ejecución de la Fundación

La fundación también se realiza utilizando una mezcla de suelo – cemento compactada en una proporción en volumen de 1:12.

La fundación en suelo – cemento es corrida, muy simple y de fácil ejecución.

La excavación de fundación debe tener las dimensiones proyectadas como si fuesen ejecutados con materiales convencionales. Normalmente para una vivienda tipo las dimensiones son de 30 cm de ancho por 50 cm de profundidad. El replanteo y excavación deben ser hechos como en las construcciones convencionales.

Las líneas de replanteo de las paredes deben pasar por los lados externos de los mismos permitiendo también el replanteo de las guías, conforme al siguiente diseño:

Ejecute la fundación, vertiendo la mezcla de suelo – cemento suelto en camadas de 20 cm máximo, y compactando con un pisón apropiado.

Asentamiento de la Guía

Efectúe la cavidad de la guía con 30 cm de profundidad de acuerdo al siguiente detalle:

Asiente la guía de modo que el tipo de PVC quede colocado para el lado en que será ejecutado el panel.

Para la fijación de la guía en el fondo, vierta suelo suelto alrededor de la misma y compacte.

La guía debe estar aplomada durante la compactación.

Para que las paredes no queden desalineadas, las guías deberán estar correctamente apuntaladas. Este apuntalamiento podrá ser hecho de madera en los tres lados de la guía, acompañando la ejecución de la pared.

Después de ejecutado el panel y retirada las guías, los huecos dejados pro los mismos deberán ser llenados por completo con suelo- cemento compactado lo mismo que la fundación.

Montaje del Molde

Para una buena terminación de las paredes, las superficies del molde en contacto con el suelo – cemento (superficies internas) deben estar sin imperfecciones y siempre antes de ser usados deber ser limpiados, removiéndose las incrustaciones y lubricados con gasoil o similar siempre que sea necesario

Para montar el molde, una externamente las superficies lisas de los lados de las guías y abulonelas. Para la colocación de los bulones centrales utilice tubos de PVC de 20 mm de diámetro con un largo igual al espesor de la pared. Ellos servirán de espaciadores evitando la deformación del molde, cuando se aprieten los bulones.

Nivelación del piso y capa aisladora de la fundación

La elevación de las paredes puede realizarse inmediatamente de compactada la fundación, debiéndose en tanto aplicar una capa impermeabilizante de concreto 1:2:8, u otro impermeabilizante convencional. Esta capa deberá tener 5 cm de altura.

La nivelación del piso es efectuada a través de la nivelación de un terreno en la manera convencional.

Observaciones: En terrenos inclinados es necesario muchas veces efectuar rellenos. En este caso es importante engrosar la pared en la base hasta el nivel de contrapiso, utilizando la misma dosificación de la fundación. Esto es conseguido con la colocación de una pequeña viga junto a las guías existentes.

Ejecución de paredes

Después de ejecutada la capa aisladora, comience a ejecutar el panel. Para facilitar la adherencia del panel con la capa aisladora, efectúe ranuras en la capa con un clavo. Coloque la mezcla de suelo – cemento en capas de 20 cm de máximo, compactando uniformemente a lo largo de todo el molde.

Tenga especial cuidado en los cantos y lugares donde el pisón no penetra. En este caso use el cabo del pisón o uno de menor tamaño.

En el caso de paralización de la obra durante la elevación de la pared, efectué ranuras en la superficie dejada, para que la próxima tenga buena adherencia.

Si la interrupción fue por un período mayor de 4 h, debe también humedecer la superficie y espolvorear con cemento.

El molde puede ser retirado inmediatamente después de completar su compactación. Desmolde y retire los tubos que fueron colocados para los bulones centrales.

Enseguida coloque los moldes para la ejecución de la siguiente capa.

En el caso de trabajar con un suelo muy arenoso efectúe el desmolde de la capa terminada, una vez efectuado el compactado del molde inmediato superior.

Con la misma mezcla que esta siendo usada (apenas adicionando agua) lleno los huecos dejados por los bulones usando una cuchara de albañil.

Al terminar el panel, alise y uniforme la terminación entre las juntas. Esta operación debe ser hecha con la cuchara sin raspar el muro.

En las juntas entre los paneles, para evitar el aspecto de su unión, podrá efectuar una buña para destacar las juntas de retracción.

Encuentro de paredes

Para el encuentro de paredes efectúe tres rebajes en la pared ya construida, utilizando una cuchara de albañil

Los rebajes externos sirven para fijar el molde que va a moldear la pared en el otro sentido, en cuanto al del medio permite la unión de las paredes. Para eso es necesario replantear la pared que se va a construir, haciéndose una marca en la parte inferior, obteniendo la vertical con el auxilio de una plomada. Efectúe los rebajes 24 h después de ejecutada la pared para facilitar el trabajo.

Cuando el encuentro de paredes es en las extremidades, efectúe solo dos rebajes, pues una de las caras del molde se apoya en una de las caras de la pared ya ejecutada.

Colocación de Carpinterías

Las carpinterías (puertas y ventanas) son asentadas simultáneamente con la compactación de las paredes, observándose lo siguiente:

No olvide hacer refuerzos en los cajones de las carpinterías para evitar la deformación de las mismas.

Para mantener el plomo y los alineamientos correctos, utilice una regla provisoria, que será retirada cuando la pared esté compactada hasta la altura media de la carpintería.

Compacte los dos lados de las jambas simultáneamente, para evitar que se salga del plomo

Cuando la carpintería es provisoria, coloque cuñas para facilitar después su retiro. En el caso de carpintería definitiva, sustituya las cuñas por un antepecho.

Para mejorar la adherencia de la carpintería definitiva clávela al panel y pase gasoil para evitar deformaciones

Ejecución del dintel

El dintel está realizado con alambre de púa, conforme a la tabla siguiente:

Ejecute una capa de suelo – cemento de más o menos 5 cm sobre el cabezal de la carpintería, en seguida fije en esta capa la armazón de alambre, teniendo cuidado de extenderla bien.

Ejecución de paredes para techos con pendiente

Para la ejecución de paredes que reciben techos con pendiente, marque el molde con el auxilio de un hilo de albañil, la inclinación deseada.

Compacte las capas en degradé y corte el panel recién compactado conforme a esa inclinación

Para la alineación de los moldes en las partes altas, utilice guías de alturas normales con una prolongación provisoria de hasta 50 cm

Curado de paredes

Un factor importante para la resistencia de las paredes es el curado. Este debe ser iniciado doce horas después de la ejecución de las paredes, mojando bien la superficie tres veces por día, durante ocho días.

Instalación y cubierta

Las instalaciones eléctricas y sanitarias en una casa con paredes de suelo – cemento son ejecutadas exactamente como en las construcciones convencionales, aunque es conveniente en el caso de instalaciones embutidas que los surcos en las paredes sean hechos hasta las 24 h posteriores a la compactación del muro.

Cualquier tipo de cubierta puede ser utilizada en construcciones de suelo – cemento.

Pisos

En la construcción con suelo – cemento podrá ser colocado cualquier tipo de piso. No obstante, se podrá realizar un alisado que es más barato y no trae problemas de ejecución. Para tal efecto, compacte una capa de suelo – cemento para servir de base al alisado y nivelar el piso, siendo su espesor compactado de 5 cm. Ejecutado este contrapiso aplique un alisado con un espesor de 1,5 cm con una dosificación de 1:6 (cemento – arena).

Pintura

Se recomienda pintar las paredes de suelo – cemento con pinturas a base de polvo mineral, e inclusive pinturas a base de cemento.

Estas proporcionan adherencia e impermeabilización con buenos resultados, siendo necesario antes de su aplicación, mojar las paredes.

Veredas

Para proteger las fundaciones de la acción de las lluvias, es conveniente construir una vereda alrededor de la casa.

Ejemplo de prototipo

Como complemento al estudio sobre las técnicas para ejecutar paredes de suelo – cemento, presentamos un prototipo para la construcción de una unidad habitacional (módulo básico) de 29,00 m2

compuesta de:

Estar / Dormitorio, cocina, baño y lavadero con alternativas de ampliación hasta 3 dormitorios y galería con un área total de hasta 65,36 m2.

El presente trabajo es un detalle cuantitativo de materiales y de mano de obra, como así también recomendaciones en el dimensionamiento de paredes y proceso constructivo.

1 Análisis cuantitativo

Este análisis se refiere solo a los ítems donde participa el suelo – cemento, los demás como relevamiento, cubierta e instalaciones deberán ser considerados de manera tradicional.

I.1 Moldes, pisones y guías

Para este prototipo son necesarios: 2 moldes, 2 guías de madera, 12 bulones, 4 tubos de PVC separadores de 12 cm de largo y 4 pisones (2 para fundaciones y 2 para paredes) que deben ser realizados según las instrucciones del presente folleto.La guía debe tener una sección de 7,5 cm x 12 cm con un largo de 3,65 cm siendo:

3,30 m – parte que recibe el PVC

0,05 m – capacidad aisladora

0,30 m – parte a ser enterrada

I.2 Fundación

Adaptación de la publicación realizada por la Asociación Brasilera de Cemento Portland

Las excavaciones de fundación tienen 30 cm de ancho por 50 cm de profundidad.

Volumen

Largo total de la pared x ancho de la excavación x profundidad – 1 m3 de suelo cemento compactado, corresponde a 2 m3 de suelo.

Mano de Obra

1 ayudante de albañil ejecuta 0,094 m3/m

Designación Unidad CantidadFundación – Dosificación 1.12 m3 8,28Cemento bolsa/50 kg 30Suelo m3 17Ayudante albañil hombre / hora 88,08

I.3 Capa AisladoraEs ejecutada en concreto (Dosificación 1:2:8 – cemento, arena, gravilla 6 mm a 20 mm) La capa aisladora tiene 12 cm de ancho por 5 cm de espesor.

Volumen

Largo total de las paredes x ancho de pared x espesor de la capa.

Mano de obra

1 ayudante albañil ejecuta 0,05 m3/h

Designación Unidad CantidadCapa aisladora m3 0,33Cemento bolsa/50 kg 2Arena m3 0,07Gravilla 6 a 20 m3 0,27Ayudante albañil hombre / hora 7

I.4 Contrapiso

El contrapiso tiene 5 cm de espesor

Volumen

Área del piso (incluida vereda exterior de 50 cm de ancho) x espesor

Mano de obra

1 ayudante albañil ejecuta 0,19 m2/h

Designación Unidad CantidadContrapiso - Dosificación 1:15 m3 4,21Cemento bolsa/50 kg 13Suelo m3 7Ayudante albañil hombre / hora 443,16

I.5 Piso

Para la terminación del contrapiso efectúe un alisado con una dosificación 1:4 (cemento, arena) con 1,5 cm de espesor

Mano de obra

1 oficial Albañil ejecuta 1 m2/h1 ayudante Albañil ejecuta 0,87 m2/h

Designación Unidad CantidadPiso m2 84,23Cemento bolsa/50 kg 8Arena m3 2Ayudante hombre / hora 96,82Albañil hombre / hora 84,23

I.6 Paredes

Las paredes tienen 12 cm de espesor

Volumen

Área total de las paredes x espesor

Mano de Obra

1 ayudante Albañil ejecuta 0,19 m2/h

Designación Unidad CantidadParedes – Dosificación 1:15 m3 18,5Cemento bolsa/50 kg 56Suelo m3 37Ayudante albañil hombre / hora 811,4

I.7 PinturaLa pintura exterior e interior está realizada con pintura a base de polvos minerales que también sirve como impermeabilizante

Mano de obra

1 pintor ejecuta 2,86 m2/h

Designación Unidad CantidadSuperficie a pintar m2 308,32Pintura latas/20 kg 5Pintor hombre / hora 107,80

Tabla de resumen de materiales

Designación Unidad CantidadCemento bolsa/50 kg 109Suelo m3 61Gravilla 6 a 20 m3 0,27Arena m3 2,07Pintura kg 100

II. Dimensionamiento

Las paredes de suelo – cemento son dimensionadas para resistir los esfuerzos de compresión. Por lo tanto admitimos las siguientes hipótesis

1. Considerar la pared como un pilar largo2. Condiciones de apoyo de la pared

La segunda hipótesis reduce la tensión crítica de pandeo de 4 veces y las limitaciones laterales entre los paneles aumentan 4 veces esta tensión.

Por lo tanto, una condición anula la otra pudiéndose considerar al efecto del cálculo, la pared como un pilar bi-articulado, donde la longitud de pandeo es igual a la altura de la pared (L = lp).El dimensionamiento es hecho por la esbeltez (λ) de la pieza.En base a experiencias de obras realizadas, la esbeltez máxima fue fijada en λ = 80

L dλ = ---- Para λ = 80 r = ---- r √12siendo L = altura de la pared en centímetros Luego d = 0,043 L r = radio de giro Lp = largo de pandeo d = espesor

Para nuestro caso considerando la altura del piso al techo en

2.80 m tenemos: ~ d = 0,043 x 2,80 = 12,04 = d = 12 cm

Este dimensionamiento es válido para construcciones con un suelo donde las cargas no pasan de 1 kg/cm2

En el caso de grandes vanos con la existencia de techado de tejas (cargas concentradas) es necesario dimensionar los paneles que irán a recibir esas cargas, así como los apoyos para su distribución.

III. Recomendaciones Específicas del Proyecto

Algunas observaciones al respecto del proyecto merecen destacarse, facilitando así la ejecución de los paneles.

Procuramos modular la planta de manera de racionalizar el uso de los moldes y guías sin perjudicar la calidad y seguridad.

La secuencia de construcción obedece a la ampliación del módulo prototipo, pudiendo ser construido en una sola etapa.

I. La 1ra etapa constituye el módulo con 20 m2 (estar / dormitorio, cocina, baño y lavadero) son 17 paneles con la secuencia conforme a la planta 4.5

En los paneles 9 y 10 deben ser dejados los dinteles de concreto y en el 12 dintel de alambre de púa, para las aberturas de las puertas de la futura ampliación.El tanque de agua es apoyado en 2 piezas de madera fijados a los paneles 16 y 17. Los mordientes para fijar las piezas deben ser ejecutados a un máximo de 24 h después de moldeados los paneles.En las paredes más altas con 3.80 m, se debe utilizar una prolongación en las guías de 50 cm, según instrucciones de este folleto

II. La ampliación 1 comprende la construcción del dormitorio Nº 1 con 9,14 m2. Son 3 paneles según indica la planta 4.5

III. La ampliación 2 comprende la construcción del dormitorio Nº 2 con 11,98 m2. Son 3 paneles según indica la planta 4.5

IV. La ampliación 3 contempla la construcción del dormitorio Nº 3 con 9.00 m2 y la galería con 6.17 m2. Son 6 paneles según se indica en la planta 4.5Observar los paneles 30, 31 y 32 para la perfecta ejecución de sus inclinaciones

V. Las instalaciones eléctricas y de agua son a la vista

VI. La cumbrera está localizada sobre los paneles 12, 14 y 22