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UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL REGIÓN XALAPA

“EVALUACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE BLOCKS FABRICADOS EN REGIÓN DE PEROTE, VER., DE ACUERDO A LA NORMA NMX-C-ONNCCE-2004”

TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL PRESENTA

MARCO ANTONIO MORALES PADILLA DIRECTORES

Dr. Miguel Ángel Baltazar Zamora M.I. Rabindranarth Romero López

Xalapa, Enríquez Veracruz.

2008

Índice 3

Introducción Capitulo 1. Historia de la mampostería como elemento estructural en las construcciones

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1.1. Comienzo de la mampostería 1.1.1. Mampostería prehispánica en México

7

1.1.2. Mampostería reforzada

9 11

1.2. Materiales 1.2.1. Unidades y piezas

11

1.2.2. Piedras artificiales

14 15

1.3. Vivienda 1.3.1. Viviendas de interés social

16

1.3.2. Vivienda mínima

16 17

1.4. Muros 1.4.1. Distintos tipos de materiales para construir muros

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1.4.2. Muro de block

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1.5. Tipos de junteado

23

1.6. Proceso constructivo

24

1.6.1. Recomendaciones

25

1.6.2. Cimbrado, colado y descimbrado de castillos

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1.7. Blocks como material de construcción

28

1.8. Componentes de los blocks

30

1.8.1. Cemento

30

1.8.2. Tepezil

32

1.8.3. Agua

33 34

1.9. Fabricación del Block

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Capitulo 2. Metodología experimental 2.1. Pruebas mecánicas de los blocks de estudio

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2.2. Resistencia a la compresión norma NMX – C – 036 – ONNCCE –

39

2004 2.3. Especificaciones y métodos de prueba norma NMX – C – 404 –

45

ONNCCE – 2005

Capitulo 3. Resultados y análisis de resultados 3.1. Resultados de la resistencia a la compresión norma NMX – C – 036 – ONNCCE – 2004 3.1.1. Especímenes fabricados en Perote

48 51

3.1.2. Especímenes fabricados en Sierra de Agua

54

3.1.3. Especímenes fabricados en Las Vigas

56

3.2. Resultados de las especificaciones y métodos de prueba norma NMX-C-404-ONNCCE-2005 3.2.1. Especímenes fabricados en Perote

59 59

3.2.2. Especímenes fabricados en Sierra de Agua

60

3.2.3. Especímenes fabricados en Las Vigas

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Capitulo 4. Conclusiones y recomendaciones 4.1. Conclusiones

63

4.2. Recomendaciones

64 65

Bibliografía

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INTRODUCCIÓN En la actualidad existen un sin fin de problemáticas relacionadas con el ámbito de la construcción, sin lugar a dudas los que más afectan al grueso de la población son aquellos relacionados con la vivienda, siendo esta una edificación con características y condiciones consideradas principalmente para que los seres humanos pueden protegerse de las condiciones climatológicas y sirvan además como espacio valioso de una familia.

Dentro de los problemas que puede presentar una vivienda se encuentra el agrietamiento de los muros construidos con block de tepezil, esto tiene repercusiones en el carácter estructural de la residencia, debido a que generalmente los muros funcionan como soporte.

La hipótesis que subyace al presente trabajo como explicación del problema antes planteado es que debido a que a los fabricantes no se les exige un control de calidad en la fabricación de los blocks, al menos al verificar la resistencia a compresión, la mayoría de ellos no cumplen con lo estipulado en la Organización Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación (ONNCCE). Este organismo es el encargado de regular los procesos y los materiales utilizados en el ámbito de la construcción el ONNCCE, es una Sociedad Civil reconocida en el ámbito Nacional, que tiene como propósito contribuir a la mejora de la calidad y de la competitividad de los productos, procesos, servicios y sistemas, particularmente a través de la normalización y de la certificación. Actualmente está acreditado como Organismo Nacional de Normalización (ONN) por la Secretaría de Economía (SE) con la aprobación de la SEDESOL para el Universidad Veracruzana

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sector de la construcción y como Organismo de Certificación de Producto y de Sistemas de Calidad por la Entidad Mexicana de Acreditación (EMA), con la aprobación de la SE, la CNA y la CONAE. El ONNCCE ofrece a las pequeñas y medianas empresas (PyMES) un programa de apoyo para la certificación de los Sistemas de Gestión de Calidad en toda la República Mexicana, de acuerdo con la norma NMX-CC-9001-IMNC- 2000 que habla acerca de los sistemas de gestión y calidad. Además cuenta con el servicio de certificación de servicios y de productos de diversas normas oficiales mexicanas (NOM) y normas mexicanas (NMX).

La ONNCCE establece en la norma NMX-C-404-ONNCCE-2005 que los blocks, tabiques y tabicones resistan una fuerza de 60 kg/cm2, en base a esta norma y dado que no se tiene ninguna referencia de las resistencias de los blocks de tepezil que por mucho es el material de construcción que más se utiliza para la edificación de casas y de hasta edificios en la Ciudad de Xalapa y alrededores, surge el interés por evaluar esta problemática, todo de acuerdo a una metodología de investigación y a lo establecido en las normas correspondientes, en el presente trabajo se evaluaron especímenes fabricados en tres diferentes fabricas de la región de Perote, ubicadas en tres lugares conocidos los cuales son: Perote, Sierra de Agua y Las Vigas.

La investigación se realizó en el laboratorio de materiales de la Facultad de Ingeniera Civil región Xalapa de la Universidad Veracruzana, se ensayaron los blocks con una prensa hidráulica obteniéndose la resistencia a la compresión de los especímenes de estudio.

La estructura del trabajo consiste en cuatro capítulos, en el primero se realiza una recopilación de los principales términos relacionados con el ámbito de la Universidad Veracruzana

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construcción como mampostería, vivienda, materiales, etc. En el segundo capítulo se presenta una descripción del objeto de estudio: el block, además de la normatividad que rige las características estructurales del block y presenta el procedimiento de las pruebas a realizar. En el tercer capítulo se detallan los ensayos realizados, la manera en que se efectuaron y los resultados, en el cuarto capítulo se presentan las conclusiones obtenidas después de haber realizado las pruebas y haberlos comparado con la Norma.

De igual importancia se expresan las referencias bibliográficas consultadas para realizar el documento en caso de que se desee abundar en algunas cuestiones propias que se detallan al interior de este.

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Capítulo 1. Historia de la mampostería como elemento estructural en las construcciones

Se llama mampostería al sistema tradicional que consiste en la construcción de muros, para diversos fines, mediante la colocación manual de elementos que pueden ser, por ejemplo: (1) •

ladrillos

•

bloques de cemento prefabricados

•

piedras, talladas en formas regulares o no

1.1 Comienzo de la mampostería El principio de la mampostería la constituyen las unidades de barro formadas a mano y secadas al sol. Los sumerios que son considerados como los iniciadores de la civilización, fueron los que implementaron un molde para poder hacer muchas piezas iguales que hasta la fecha se sigue usando (figura 1). A principios del tercer mileno a. c. se empezó a utilizar el adobe cocido en hornos para realizar ladrillos de cerámica. Este era asentado con alquitrán o betún (abundante en la zona de medio oriente).

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Figura 1. Construcción de los sumerios a base de mampostería.

1.1.1 Mampostería prehispánica en México Las culturas que se establecieron en México a la par que lo hacían las culturas de otros países construyeron importantes estructuras de mampostería de piedra natural o artificial, con lo que se demuestra su desarrollo de técnicas de construcción. Los olmecas (1200 a. c.) para la edificación de la Venta (Villahermosa, Tabasco) (figura 2) utilizaron muros de bloques de barro rojo y amarillo unidos también con barro. Los mayas hicieron grandes aportaciones para la edificación como son las “bóvedas mayas” (figura 3), que comenzó con el techado de tumbas, después se generalizo lo que sustituyó los techos de palmas por los de mampostería. En el valle de México (en el período preclásico, 700 a. c.) ya se utilizaba mampostería con varios fines, pues aparece el concepto de basamento para

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templos, muros de contención y plataformas revestidas de roca para casa, escalinatas sencillas o alfardas, morteros y otra cosas.

Figura 2. Construcción de mampostería en la Venta Tabasco, realizada por los olmecas

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Figura 3. Bóveda de mampostería creada por los mayas

1.1.2 Mampostería reforzada El insigne ingeniero británico Brunel, propuso en 1813 el refuerzo de una chimenea en construcción con mampostería reforzada con barras de hierro forjado. Sin embargo fue con la construcción del túnel bajo el Támesis (figura 4), en 1825, que aplicó por primera vez dicho material, con el construyó dos accesos verticales al túnel que tenían 15 m de diámetro y 20 m de profundidad, con paredes de ladrillo de arcilla de 75 cm de espesor reforzadas verticalmente con pernos de hierro forjado de 25 mm de diámetro, abrazaderas de 200 mm de ancho y 12 mm de espesor, que se iban colocando conforme iba avanzando el proceso de construcción. Los accesos fueron construidos sobre el suelo a una altura de 12 m Universidad Veracruzana

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luego hundidos, excavando la tierra de su interior a manera de cajones. Brunel y Pasley ensayaron posteriormente vigas de mampostería reforzada con pernos de hierro forjado con clavos de 6 y 7 mm cargándolas hasta la rotura; ella ocurrió por la falla de tensión del refuerzo. A pesar de intentarlo los investigadores no llegaron a métodos racionales de diseño. (Ibid.) El tema de la mampostería reforzada desapareció por 50 años, hasta que en 1889 el ingeniero francés Paul Cottancin patentó un método para reforzar y construir edificios de mampostería. En 1920 se construyeron varias obras de mampostería reforzada en la India, y se ensayaron un total de 682 especímenes entre vigas, losas, columnas y arcos. Este trabajo constituye la primera investigación organizada de mampostería reforzada, como el punto de inicio del desarrollo moderno de la mampostería estructural. Japón un país sometido a acciones sísmicas importantes construyó en las primeras décadas del siglo pasado muros de mampostería reforzada en edificios y en obras de contención, puentes, silos y chimeneas. En Estados Unidos se inició en 1913 una investigación apoyada por los fabricantes de ladrillos de arcilla para el estudio experimental de la mampostería reforzada, sentando las bases para otras investigaciones similares de otras partes del mundo. En algunos países latinoamericanos ubicados en zonas sísmicas se ha popularizado con mucho éxito el empleo de multifamiliares de altura media (hasta 5 o 6 pisos) de muros de carga de 12 a 14 cm de espesor, de mampostería reforzada con elementos perimetrales de concreto reforzado (mampostería confinada) o de mampostería con refuerzo interior, diseñados y construidos con base a reglamentos propios que recogen las investigaciones y experiencias realizadas. (2)

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Figura 4.Túnel bajo el Támesis donde se utilizo mampostería reforzada de hierro forjado.

1.2

Materiales

Dentro de los materiales que se utilizan para realizar muros de mampostería, podemos encontrar la piedra, el tabique de arcilla, los blocks de concreto y los tabicones. Para el presente trabajo el elemento a estudiar será el block de concreto. El block se realiza con un concreto denominado pobre, que está compuesto por cemento portland, tepezil y agua; estos tres componentes se mezclan y se ponen en moldes para compactarlos y darles la forma deseada. 1.2.1 Unidades y piezas Universidad Veracruzana

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La unidad o pieza es el componente básico para la construcción de mampostería que por el origen de estas piezas pueden ser naturales o artificiales. Las unidades de piedra naturales se utilizan sin labrar o labradas. En México suelen distinguirse los siguientes tipos de mampostería de acuerdo a la forma en que ha sido labrada la piedra natural. Mampostería de primera (figura 5). La piedra se labra en paralelepípedos regulares con su cara expuesta de forma rectangular. Las unidades de piedra de este tipo reciben el nombre de sillares. Mampostería de segunda (figura 6). Las piedras se labran en paralelepípedos de forma variable siguiendo la configuración natural con que llega de la cantera. Mampostería de tercera (figura 7). La piedra se utiliza con la forma irregular con que llega de la cantera, aunque procurando que la cara expuesta sea aproximadamente plana. (Ibid., p.543)

Figura 5. Mampostería de primera.

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Figura 6. Mampostería de segunda

Figura 7. Mampostería de tercera.

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Las piedras utilizadas tienen propiedades muy variables. En la tabla 1 se dan características aproximadas de algunas de las piedras que más comúnmente se utilizan en la construcción. Tabla 1. Propiedades Mecánicas de Piedras Naturales

Piedra

Peso volumétrico seco (kg/cm2)

Resistencia a compresión (kg/cm2)

Resistencia a tensión en flexión (kg/cm2)

Modulo de elasticidad (kg/cm2)^103

1.75 - 2.65

150 – 3200

60 – 120

40 – 200

2.30 - 3.00

800 – 5800

200 – 300

100 – 300

Granito natural

2.40 - 3.20

800 – 3000

100 – 200

400 – 500

Mármol

2.40 – 2.85

300 - 3000

35 - 200

900

Arenisca

Basalto (piedra braza)

1.2.2 Piedras artificiales Hay una gran variedad de piedras artificiales que son utilizadas en la construcción. Las distintas variedades difieren entre sí por la materia prima utilizada, por las características geométricas de las piezas y por los procedimientos que se utilicen para su fabricación (Tabla 2), siendo las materias primas más comúnmente utilizadas el barro, el concreto con agregados normales o ligeros, y la arena con cal. Los procedimientos de construcción son muy variados: desde los artesanales como el cocido en horno para los tabiques comunes, hasta industriales (vibrocompactación, para los bloques de concreto, y extrusión para el bloque hueco de barro). La forma es prismática pero con distintas relaciones entre las dimensiones. Tabla 2. Dimensiones de bloque de concreto

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Tipo entero AxBxC 10 x 20 x 40 12 x 20 x 40 15 x 20 x 40 20 x 20 x 40 Las normas técnicas complementarias para diseño y construcción de estructuras de mampostería del reglamento del Distrito Federal, proporcionan resistencia a compresión (f*m) y a cortante (V*) para las mamposterías construidas con las piezas: a)

Tabique de barro recocido (arcilla artesanal maciza)

b)

Bloque de concreto tipo A (pasado, bloque arena-cemento)

c)

Tabique de concreto, f*m ≥ 80 kg/cm2

Fabricado con arena sílica y peso volumétrico no menor de 1500 kg/cm2 Tabique con huecos verticales, f*m ≥ 80 kg/cm2. Con relación arena neta-bruta no menor de 0.45 (arcilla industrializada hueca) e)

Piedras naturales

Actualmente en la construcción de viviendas se utilizan también los siguientes materiales. Universidad Veracruzana

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o Bloque silíceo calcáreo, compuesto de arena sílica y cal hidratada. o Bloque de concreto celular (concreto ligero) o Paneles estructurales (alma de alambre con piliestireno, y recubrimiento de mortero en las dos caras) o Concreto laminado (tabletas de cemento reforzado con fibras sintéticas).

1.3 Vivienda Se denomina vivienda a una construcción con características y condiciones consideradas principalmente para que los seres humanos puedan protegerse de las condiciones climatológicas y sirve además como espacio vital de una familia, pudiendo variar dicha viviendo en detalles como dimensiones, estilo, cantidad de servicios, proporciones, etc. El clima o tipo de terreno son factores que determinan la característica física de una casa, además de las necesidades físicas de los futuros habitantes, (que dependen de situaciones especiales como en el caso que una persona con alguna discapacidad ocupará la casa, para la cual se necesitan características especiales), el desarrollo cultural, los materiales disponibles, los conocimientos de técnicas constructivas y los recursos económicos con que se cuente. Por todo esto se denomina vivienda no sólo las habitaciones y el volumen físico que forman, sino al conjunto de áreas complementarias que forman el espacio habitable, el cual se compone de áreas interiores y exteriores propias para el buen funcionamiento de las actividades de un grupo familiar, creando así un ambiente físico espacial, acorde a las necesidades que se planteen.

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1.3.1 Viviendas de interés social Con el fin de facilitar el sistema de financiamiento a las personas que no tienen a capacidad económica para solventar de contado una vivienda, el gobierno utilizó el recurso de las viviendas de interés social. Para los efectos legales se entiendo por vivienda de interés social aquella cuyo valor después de la edificación no exceda de la cantidad que resulte al multiplicar el salario mínimo general (al año vigente y en la zona que se trate) por diez. (3)

1.3.2 Vivienda mínima De acuerdo a la ley general de salud de México, capítulo 3 artículos del 39 al 42 se considera como vivienda mínima: Las que estén integradas por 2 piezas, cocina baño y patio de servicios proyectados de tal manera que puedan ampliarse a futuro. Las dimensiones mínimas para este tipo de vivienda son:

Tabla 3. Dimensiones mínimas para viviendas

Espacio

Superficie propuesta

Ancho mínimo

Habitación

7.5 m2

2.50 m

Cocina

6.00 m2

1.50 m

Baño

2.00 m2

1.50 m

Patio

4.00 m2

2.0 m

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La vivienda mínima contará con las siguientes instalaciones: Tabla 4. Elementos mínimos para una vivienda

Instalaciones

Elementos mínimos

Baño

Excusado, Lavabo, Regadera

Cocina

Fregadero, Patio de servicio, Lavadero

1.4 Muros La función de los muros es cargar los entrepisos y el techo de la vivienda. Para garantizar su resistencia es muy importante cuidar su proceso constructivo. Los elementos que se utilizan para reforzar los muros son los castillos y las cadenas de concreto; el block o tabique se coloca con mortero, cuidando que las paredes no queden desplomadas. En la actualidad se puede dividir a los muros en tres puntos de funcionamiento diferentes: a) Muros de carga (fijos): soportar cargas es su función principal, por tal motivo se puede decir que es un elemento que está sujeto a compresión. Por estos motivos los materiales que se utilicen en la construcción de estos muros deben contar con características estudiadas concienzudamente para trabajos mecánicos específicos (figura 8).

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Figura 8. Muro de carga

b) Muros divisorios (fijos o móviles): la función principal de este tipo de muros es la de aislar o separar, debiendo tener además, características tales como acústicas y térmicas, impermeables, resistencia a la fricción o impacto y servir de aislante (figura 9).

Figura 9. Muro divisorio

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c) Muros de contención: este tipo de muros por lo general están sujetos a flexión porque tienen que soportar empujes horizontales. Estos muros pueden ser de contención de tierra, agua o aire (figura 10). (2)

Figura 10. Muro de contención

Los tres grupos anteriores a su vez se dividen en muros interiores y exteriores; por el tipo de material que estén realizados en muros opacos, traslucidos y transparentes. Por la forma de colocación de los muros puede ser: a) Muro capuchino. Se utiliza como muro divisor y es en el que los tabiques se acomodan por su parte más delgada. b) Muro al hilo. Este nombre se le da a los muros en donde la disposición de sus elementos se hace en el sentido longitudinal. Estos muros presentan caras interiores y exteriores. c) Muro a tizón. Estos muros son lo contrario a los anteriores debido a que en estos los elementos están puestos en forma transversal, y presentan también caras exteriores e interiores.

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d) Muro combinado. Como lo indica su nombre, este muro es la combinación de los tres anteriores. e) Muro hueco. Es aquel que se utiliza como aislante, ya que la colocación de los tabiques forma huecos interiores o cámaras de aire. Este tipo de muro puede construirse a hilo, capuchino, a tizón o combinados. (Plazola A., op. cit., p. 350)

1.4.1 Distintos tipos de materiales para construir muros Tabique de barro recocido Por lo general se fabrican con medidas de 7 x 14 x 28 cm., aunque debido a ser fabricados a mano y ser horneados posteriormente, en la mayoría de los casos se deforman. Para unirlos, el material necesario es el mortero de cemento-arena en proporciones de una medida de concreto por cinco de arena. La herramienta para la construcción de muros es: cuchara de albañil, nivel, plomada, hilos y reglas de madera, pala y botes para acarrearla. Ladrillo hueco Para los muros interiores se suele sustituir el ladrillo común por ladrillos cerámicos huecos. Este material cuesta más, pero con su uso se ahorra mano de obra, mezcla y el revoque grueso, debido a que su superficie es lo suficientemente pareja para admitir directamente el revoque fino o el enlucido de yeso. Además son más livianos, proporcionan mayor aislante térmico, acústico y permite ganar 5 cm a lo largo de cada división. Los ladrillos de seis huecos de 8 x 15 x 20 cm, pueden ser una buena solución para la construcción de mamposterías exteriores en viviendas económicas, colocándolos de soga, a lo largo de los muros. Suelo-cemento

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Este material es de gran conveniencia en la construcción rural. Es únicamente una mezcla de tierra con cemento portland, que una vez humedecida y compactada en determinada forma, se convierte en un material de gran resistencia. La principal ventaja del suelo-cemento es su bajo costo de preparación. No requiere mano de obra especializada, debido a que un técnico puede construir una vivienda solo con la ayuda de peones y, desde el punto de vista de la habitabilidad, no tiene ninguna desventaja con respecto a las mamposterías comunes de ladrillo o bloques, cuando esta correctamente ejecutado. El aislante propio de la tierra hace a las casas frescas en verano y abrigadas en invierno. Block de concreto El costo de la construcción de un muro con block de concreto puede llegar a ser hasta del 40% menos que otro muro común de ladrillo. El material cuesta menos, pero su construcción es más rápida, porque las unidades son de mayor tamaño. Utilizando este material se economiza la construcción debido a que se elimina el revoque, tanto exterior como interior. Aplicando al exterior dos manos de pintura de cemento portland, que puede adquirir varios colores, asegura suficiente impermeabilidad. Cuando se aplican revoques, la homogeneidad de los paramentos hace economizar una considerable cantidad de mezcla. Llenando los huecos con granulado volcánico, se puede aumentar el aislante térmico. Como estos huecos son demasiado grandes, su poder de aislamiento es muy reducido; en cambio se creando numerosos huecos de tamaño más pequeño, el aislamiento aumenta en forma favorable. El defecto que más comúnmente se presenta en la construcción de muros con block es la aparición de grietas en las juntas. Por lo general estas grietas no tienen importancia estructural, debido a que no afectan a la resistencia de la construcción, y debido a que están bien localizadas, es posible sellarlas con los procedimientos adecuados, logrando asegurar así la impermeabilización de la Universidad Veracruzana

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pared. Sin embargo, desde el punto de vista técnico, es recomendable proyectar la construcción y usar la técnica de construcción adecuadas para eliminar la posibilidad de que se produzcan estas dificultades.

1.4.2 Muro de block Los muros de block de concreto, deberá fijarse, en primer lugar, que el block tenga la mejor calidad posible, es decir, que su color sea uniforme, que sean de igual tamaño, que sean nuevos, con bordes rectos y paralelos, con esquinas cuadradas, su estructura deberá ser homogénea, sin chipotes ni grietas; debe saberse si en su composición no intervinieron elementos salinos y fijarse en su aspecto, viendo si no tienen imperfecciones que disminuyan su resistencia a la compresión. Además se considerara lo siguiente: a) La superficie de desplante del muro deberá estar a nivel. b) Los blocks antes de colocarse deberán estar mojados para evitar que absorban el agua del mortero. c) Es conveniente empezar el muro por las esquinas (a una altura no mayor de 1.50 m) para que estas sirvan de amarre a los hilos guía. d) Conforme se va levantando el muro deberán verificarse que este a plomo y a hilo. e) En caso que se construyan muros aparentes, deberán checarse el plomo y el nivel de cada hilada para evitar que cualquier desplome o desnivel aumento conforme el muro crece. f) Generalmente es muy difícil la regularidad de los materiales, por lo que es recomendable seleccionar un paño de muro, e ir colocando la mejor cara de cada pieza a ese lado para así obtener un paño de muro bien terminado.

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g) Las tolerancias en los niveles, hiladas y la totalidad del muro no deberá ser mayor de 1/200. h) Las uniones de castillos y muros debe hacerse de tal forma que al irse levantando el muro el lado donde se coloca el castillo de concreto, vaya rematándose en forma de garabato. Es mejor esta forma que ir despuntando los blocks debido a la limpieza de la obra y a que a la hora de despuntarlo en albañil pierde más tiempo. i) Al llegar a una altura de 1.50 m deben utilizarse andamios de madera sobre apoyos perfectamente fijos para evitar errores por inestabilidad del albañil o accidentes del mismo. j) Los espesores de los muros pueden ser de 14 y 21 cm de espesor. (4)

1.5 Tipos de junteado Se tienen dos tipos de junteado: •

Aparente: se aplican en los tipos de muros que se quiere no recubrir con yeso o con mezcla y por lo tanto conviene dejarlo bien presentado.

•

No aparente: se realiza en los casos en los que se piense recubrir el muro con yeso o con mezcla.

De los dos tipos de junteo el más recomendado es el aparente debido a que la construcción resulta más económica. El rallado se hace con un pedazo de alambrón de 1/4 ´´, el alambrón se fija a un pedazo de tabla, clavando clavos y doblándolos, abrazando la tabla y dejando la cara a usar sin clavar. (5) 1.6 Proceso constructivo Antes de colocar el block, ladrillo o cualquier otro material que se va a utilizar, es necesario mojar las caras que tendrán contacto con el mortero; con el propósito de Universidad Veracruzana

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que el block se absorba el agua del mortero. La mezcla recomendable para el junteo es de 1:5:2 (1 saco de cemento, 5 botes de arena y 2 botes de agua); estos se revuelven hasta obtener una mezcla pastosa. Para levantar el muro, se coloca el primer y último block, tabique, tabicón, etc., bien alineado sobre la cadena utilizando para alinearlo el hilo y se coloca la primera hilada. Se debe procurar colocarla la mejor posible, debido a que de la primera hilada depende que el muro quede a plomo. El junteado se hace con un espesor de 1 cm y las piezas se cuatrapean en sus juntas verticales para evitar cuarteaduras. Es muy importante verificar el nivel del muro conforme se va levantando, con el nivel de manguera y burbuja. Y cuidar que el muro quede a plomo, lo que se verifica pasando la plomada sobre una de las caras del muro cada que se peguen 4 o 5 hiladas. Se pasa únicamente por una cara, ya que las imperfecciones y variación de tamaños en el block, ladrillo, tabicón, etc., impiden que se verifiquen ambas caras. Cuando se ha llegado a una altura aproximada de 1.20 a 1.50 metros, se colocan andamios o bancos de madera para poder trabajar con una mejor comodidad, hasta llegar a la altura indicada en el proyecto, para colocar las cadenas de cerramiento. Es importante dejar libre el hueco de los castillos, para colarlos monolíticamente al término del levantamiento de los muros. (6)

1.6.1 Recomendaciones

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1. Los bloques deben conservarse secos, para lo cual, cuando se apilen, se debe hacer sobre suelos libres de humedad y deben mantenerse tapados con alguna cubierta impermeable que lo proteja de la lluvia. 2. Los bloques no deben mojarse antes de ser colocados en la obra. Este material tienen un coeficiente de contracción elevado por desecado por lo que debe ser ocupado seco, para evitar que se produzcan fisuras por contracción. Lo único que debe mojarse es la parte que va a estar en contacto directo con el mortero, y eso es sólo en la mitad necesaria para que le quite al mortero el agua que este necesite para fraguar. 3. Se recomienda que el mortero para asiento se ponga solo en las partes exteriores del bloque, con lo que se gana tiempo y se utiliza menos mezcla. Se ha comprobado que se tiene la suficiente resistencia con esto. El mortero para las juntas es de las siguientes proporciones: 1 de cemento, 1 de cal por 6 de arena. 4. En las paredes que dan al exterior de la construcción, se recomienda que las juntas sean de forma cóncava o en V de aproximadamente 1 cm de espesor y que el mortero se compacte fuertemente, después de que haya comenzado a endurecerse, reuniéndolo con una espátula. 5. Se debe contar con juntas de contracción, puestas de manera tal que le permitan movimientos ligeros a las paredes, para evitar las fisuras y agrietamientos. La distancia entre las juntas depende de muchos factores, pero por lo general se aconsejan intervalos que van entre 6 y 8 metros. 6. Durante por lo menos 48 horas después de haberse colocado la mampostería debe ser protegida contra las heladas.

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1.6.2 Cimbrado, colado y descimbrado de castillos A la hora de levantar los muros, es recomendable colocar los blocks, tabiques, tabicón, etc., dando una forma dentada en las intersecciones con los castillos para que a la hora de colar monolíticamente los castillos se tenga un mejor agarre entre los muros y los castillos. Los castillos deben tener un espesor como igual al del muro. El material mata la realización de los castillos es: • Madera para cimbra • Varilla de 3/8 de pulgada • Alambrón • Alambre recocido del No. 18 para amarres • Cemento gris de tipo normal • Arena • Grava • Agua limpia para mezcla • Latas para transportar el agua • Pala • Grifa para doblar varillas • Cuchara de albañil • Cernidor Universidad Veracruzana

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• Segueta • Gancho para amarrar • Hilo • Mézclela • Cinta métrica Para la economía de la construcción debe tomarse en cuenta que en lugar de varillas se puede comprar armex, cuyas medidas pueden variar, de acuerdo a las necesidades. Cuando se utilizan varillas para el armado del castillo, se requiere un armado con cuatro varillas de 3/8´´ en las cuatro esquinas de los castillos. Las varillas son amarradas con los estribos (“anillos”), fabricados en campo, que son pequeños rectángulos de alambrón, que se colocan a lo largo de las varillas y se amarran con alambre recocido con ayuda de un gancho, los anillos se colocan con una separación entre uno y otro de 20 cm. Cuando se utiliza el armex se ahorra tiempo y esfuerzo ya que al comprarlos vienen previamente armados. Para cimbrar los castillos, se procede a cimbrar los cachetes (caras laterales). La cimbra es construida con madera de pino de tercera de 1´´ de espesor, 10 cm de ancho y una longitud aproximada de 2.40 metros. El concreto para los castillos es de F´c = 150 kg/cm2 1.5:6:2 (1 saco de cemento, 5 botes de arena, 6 botes de grava de ¾ y 2 botes de agua limpia), antes de colocar el concreto, se humedecen las cimbras y las varillas o armex para que estén limpios e impedir que absorban la humedad del concreto. Universidad Veracruzana

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El colado se realiza de una sola pieza es decir monolíticamente, y al ir vaciando el concreto se va golpeando la cimbra con un mazo y se pica con una varilla en capas de 1 metro, con el objetivo de sacar el aire y que no queden huecos. Las puntas salidas de las varillas o del armex deben tener una altura de 25 cm para amarrar la losa en ellas. El descimbrado se realiza como en cualquier estructura realizada con concreto.

1.7 Block como material de construcción La construcción en el área de la ingeniería es el proceso que se lleva a cabo para realizar casas, rascacielos, puentes, presas, caminos e incluso barcos, el uso más habitual del término construcción se refiere a edificios e infraestructuras. En un sentido más amplio se denomina construcción a todo aquello que exige, antes de hacerse, tener o disponer de un proyecto o plan predeterminado, o que se hace uniendo diversos componentes según un orden determinado. Casi todas las grandes estructuras se fabrican con acero y concreto. Grandes cantidades de concreto forman sólidos cimientos. Los muros, columnas y arcos de concreto se refuerzan con acero. La madera se usa en construcciones pequeñas, sobre todo en la construcción modular, que es fuerte y ligera. La construcción de edificios u obras públicas comprende el conjunto de técnicas, materiales, procesos, artes y oficios aplicados necesarios para llevar a cabo estas obras, para lo cual se tienen en cuenta las propiedades del terreno y de los materiales de construcción, los condicionantes de los diferentes procesos o técnicas aplicadas a cada parte de la obra, así como las acciones a que está sometido el edificio a lo largo de su vida útil como son: el peso de los materiales,

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el peso derivado del uso del edificio o sobrecarga, las acciones del viento o de los terremotos, la contaminación atmosférica, el riesgo de incendio, etc. La construcción de viviendas requiere diversos materiales como cemento, acero, block, tabique, madera, grava, arena, etc. cada uno de ellos es indispensable y de suma importancia para la edificación. En la mayor parte de edificios, casas, escuelas y hospitales mexicanos se utilizan muros de mampostería los cuales poseen la tarea de aportar gran resistencia a la construcción, estos generalmente tiene como elemento básico las piedras artificiales, difiriendo estas por las características geométricas y los procedimientos de fabricación. Dentro de las piedras artificiales podemos encontrar el tabique, block y tabicón, las cuales se encuentran reguladas por ONNCCE, cuyas definiciones se encuentran contenidas en la NMX – C – 404 y son las siguientes: Tabique: fabricado de forma prismática con arcillas comprimidas o extraídas mediante un proceso de cocción o de otros materiales con procesos diferentes. Las dimensiones nominales mínimas deben ser 5 cm de altura, 10 cm de ancho y 19 cm de largo sin incluir las juntas de albañilería. Block: fabricado por moldeo del concreto y/o de otros materiales, puede ser macizo o hueco. Las dimensiones nominales de las piezas deben basarse en el módulo de 10 cm en múltiplos o submúltiplos, estando incluida la junta de albañilería de 1 cm de espesor. Sus dimensiones mínimas deben ser de 10 cm de altura, 10 cm de anchura y 30 cm de largo. Tabicón: fabricado de concreto u otros materiales. Las dimensiones nominales mínimas deben ser de 6 cm de alto, 10 cm de ancho y 24 cm de largo. Se incluye la junta de albañilería. En la región centro del estado de Veracruz la mayoría de personas utilizan como material de construcción el block, este se ha venido utilizando en la edificación por Universidad Veracruzana

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un largo período de tiempo, esto se debe en gran parte al costo y que cumple hasta cierto punto con los requerimientos estructurales. A pesar de ser un elemento pesado algunos constructores dicen que el block es un elemento modular que permite tener una gran libertad en cuánto al diseño en el proceso de la construcción. Se ha comprobado que el block como sistema constructivo es bueno, ya que sus innumerables ventajas lo hacen un elemento muy versátil; y por mencionar algunas podemos decir que su comportamiento térmico lo hace muy adecuado en climas tropicales y cálidos. Podemos decir también que al irse formando las paredes de block estas permiten el tener una gran facilidad para poder canalizar en su interior las instalaciones de un edificio. Entre otras ventajas encontramos: • Bajo Costo por m2 • Bajo consumo de mortero • Excelente adherencia de acabados • Alto rendimiento de acabados • Opciones múltiples acabados • Método simple de construcción y acorde a los sistemas estructurales especificados en el Reglamento de Construcciones del D.F. • Alto rendimiento de colocación = Bajo costo de Obra

1.8 Componentes de los blocks El Block como elemento de la construcción está constituido por cemento portland, agregado (tepezil) y agua, este es una pieza de construcción de mampostería forjada a máquina. Universidad Veracruzana

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1.8.1 Cemento Es un cemento hidráulico, elaborado de materiales calcarios, como caliza o marga, y materiales arcillosos o barrosos como esquistos o arcillas. La materia prima se tritura, pulveriza y mezcla, para la composición química correcta y se vierten en hornos rotatorios donde se calcinan a temperaturas de 1482 °C, formándose el compuesto llamado clinker. El clincker se pulveriza agregando una pequeña cantidad de yeso para regular el tiempo de fraguado. (7) El producto pulverizado es el cemento portland, el cual se muele tan finamente que el 90% de él debe pasar un tamiz de 40000 agujeros por pulgada cuadrada con espacios de 74 micras entre los 2 hilos consecutivos. Los componentes químicos aproximados del clinker se presentan en la siguiente: Tabla 5. Componentes del clinker

Composición del clínker

%

Óxido de calcio "cal" ( CaO)

60-69

Óxido de Silicio "sílice”

18-24

Óxido de Aluminio "alúmina" ( Al2O3)

4-8

Óxido de Hierro ( Fe2O3)

1-8

Estos compuestos forman a su vez otros que dan propiedades específicas a los diferentes tipos de cemento portland, tales como silicato tricálcico, silicato dicálcico, aluminato tricálcico y ferro aluminato tetracálcico.

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Tabla 6. Componentes del cemento

Componente

Fórmula

Formula abreviada

Silicato dicálcico (belita)

2CaO.SiO2

C2S

Silicato tricálcico (alita)

3CaO.SiO2

C3S

Aluminato tricálcico

3CaO.Al2O3

C3A

4CaO.Al2O3 Ferrialuminato tetracálcico o Aluminoferrito tetracálcico

C4AF Fe2O3

Los requisitos generales de cualquier cemento son: 1. Finura. Se determina por el aparato foto-eléctrico llamado “turbidimetro de Wagner” y se da en cm2 de superficie por gramo de cemento o también como el porcentaje de cemento que queda en la malla antes descrita. 2. Sanidad. Este requisito exige que la expansión en la autoclave, de las probetas fabricadas según especificaciones, no sea mayor que 5%. 3. Tiempo de fraguado. Las especificaciones para los tiempos de fraguado inicial y final son para la aguja de Vicat: el iniciar no menor de 45 minutos y el final no mayor de 10 horas, y para las agujas de Gillmore: el inicial no menor de 60 minutos y el final no mayor de 10 horas. 4. Esfuerzo a compresión. Este se determina en cubos de 5x5x5 centímetros y con edades de 1, 3,7 y 28 días habiendo permanecido el primer día en la cámara húmeda y los demás en agua (sumergidos). 5. Esfuerzo a tensión. Se determina rompiendo “briquetas” fabricadas según especificaciones a la misma edad que para las pruebas de compresión. 6. Influencia de los compuestos secundarios. Universidad Veracruzana

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Silicato tricálcico, a mayor porcentaje de este compuesto, mayor velocidad en adquisición de resistencia. Silicato dicálcico, este compuesto genera más calor y es el que origina grietas mayores por cambio de volumen.

1.8.2 Tepezil Es una piedra volcánica ígnea que posee formas variadas, predominando las alargadas y angulosas, compuesta de trióxido de sílice y trióxido de aluminio entre otros componentes; su textura es porosa, esponjosa o espumosa, tiene un color blanco grisáceo, ceniza o amarillento. El tepezil es térmico y con un proceso en condición seca (sin saturarlo) se puede evitar la humedad en su utilización. Tomando en cuenta que los block son fabricados a base de un concreto se considera que el tepezil es el agregado grueso, lo cual indica que es el ingrediente más importante; por lo que sí se sabe de antemano que el agregado grueso es pobre de calidad, habrá que recurrir a medidas especiales como aumentar cemento para llegar a la resistencia requerida en las especificaciones. El agregado debe reunir las siguientes condiciones: 1. Limpieza. Debe ser limpio con el objeto de que exista mayor adherencia (como ejemplo, el barro la limitaría), si los agregados no son limpios habrá que lavarlos. 2. Elementos orgánicos. Los agregados deben estar libres de estos elementos, debido a que si los hay alterarían la reacción química del cemento y esto a su vez afectaría su resistencia. 3. Resistencia. La fatiga a compresión de la roca de la cual provienen, debe ser mayor o igual que la fatiga del concreto proyectado y poco poroso para que absorban menor agua.

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4. Sanidad. Los agregados deben ser sanos para que al sufrir cambios de temperatura su volumen no aumente excesivamente (8).

1.8.3 Agua El principal motivo de adicional agua al cemento, es causar su hidratación, el aumento de la cantidad de agua va en detrimento de la calidad de la mezcla para realizar los blocks. Esta agua debe estar libre de ácidos, álcalis y grasas y debe desecharse definitivamente el agua que contenga cuerpos orgánicos pútridos porque puede intervenir en el fraguado del cemento. El agua de mar se puede usar en la composición del concreto pero se debe tomar en cuenta que al usarla se disminuye en un 20% aproximadamente la resistencia de la mezcla para realizar los blocks, por lo que si se usa debe corregirse la proporción, aumentando cemento y disminuyendo agua. (Ibid., p. 454) 1.9 Fabricación del block El proceso que se lleva en la elaboración del block es muy simple y consta de una serie de pasos que se enumeran a continuación: 1.- Preparar la revoltura del tepezil con cemento y agua: La preparación de dicha revoltura es llevada dentro de una revolvedora de funcionamiento eléctrico (Figura 11), que tiene una medida de 1.44 m de diámetro, 70 cm de altura que hacen un aproximado de 1.008 m3. Esta cantidad es la medida de tepezil que se utiliza al cual se le agregan 12 kg. de cemento y 8 litros de agua.

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Figura 11. Revolvedora

2.- Vaciar la revoltura en los moldes: en este paso se efectúa el llenado de los moldes de medida 12*40*20 que será el tamaño de cada block. 3.- Colocar los moldes en la maquina (figura 12). 4.- Prender la máquina.

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Figura 12. Máquina de compactación del block.

5.- Pajar los pisones: los pisones son necesarios para comprimir la revoltura dentro de los moldes. 6.- Apagar la maquina. 7.- Sacar el block de los moldes. 8.- Poner el block al sol por 1 o 2 días para secarlo (figura 13).

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Figura 13. Secado de los blocks al sol.

La máquina en si consta de un motor eléctrico de 1Hp, que hace la función de compactar a través de la vibración, la revoltura. Los pisones que comprimen corren sobre dos ríeles hacia abajo y arriba. Cabe señalar que todo este proceso es de forma manual. Pero existe la posibilidad de instrumentarlo de forma que sea un sistema autónomo el que realice todo este proceso.

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Figura 14. Diagrama de pasos que se siguen en la fabricación de block.

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Capítulo 2. Metodología experimental 2.1. Pruebas mecánicas de los blocks de estudio

La resistencia a la compresión es el esfuerzo máximo que puede soportar un material bajo una carga de aplastamiento. La resistencia a la compresión de un material que falla debido a la rotura de una fractura se puede definir, en límites bastante ajustados, como una propiedad independiente. Sin embargo, la resistencia a la compresión de los materiales que no se rompen en la compresión se define como la cantidad de Esfuerzo necesario para deformar el material una cantidad arbitraria. La resistencia a la compresión se calcula dividiendo la carga máxima por el área transversal original de una probeta en un ensayo de compresión.

La resistencia de los blocks a compresión depende de la calidad de los aglomerantes empleados y de la duración y condiciones con que se realice el endurecimiento.

La resistencia a la compresión se determina en el laboratorio por medio de ensayos efectuados sobre muestras que se obtienen de diferentes fabricas y que se toman de manera aleatoria 5 especímenes de cada lote de 10 000 piezas o fracción si es en planta, en obra se puede tomar una muestra de 5 especímenes por cada entrega, de acuerdo con el cliente se recomienda una muestra por cada 10 000 a 40 000 piezas suministradas.

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Sometidas a la acción de potentes prensas hidráulicas esas muestras son aplastadas bajo la carga que permite determinar la resistencia unitaria del block a la rotura. 2.2. Resistencia a la compresión norma NMX – C – 036 – ONNCCE – 2004

Se incluye en esta norma, todos

los bloques, ladrillos, tabiques y tabicones

fabricados con cualquier material. Para cualquier uso, el caso de tabiques para muros de relleno o estructurales, y el caso de adoquines para andadores no vialidades, las especificaciones especiales de resistencia con que tengan que cumplir se consultara en las normas NMX – C – 404 – ONNCCE y NMX – C – 31 respectivamente.

Esta norma mexicana establece el método de prueba para la determinación de la resistencia a la compresión de bloques tabiques o ladrillos, tabicones y adoquines fabricados de concreto, cerámica, arcilla y otros materiales para la construcción.

Es necesario para su estudio tener claridad en los conceptos de los materiales con los cuáles se va a experimentar, estos pueden ser: • Ladrillo o tabique Es un componente de forma prismática fabricado con arcillas comprimidas o extruidas mediante un proceso de cocción. • Bloque Es un componente de forma prismática que se obtiene por moldeo de concreto y otros materiales siendo siempre hueco. • Tabicón

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Es un componente de forma prismática que se obtiene por moldeo de concreto y otros materiales siendo siempre macizo.

Para la realización de esta prueba es necesario contar con el mortero de azufre el cual debe tener una resistencia mínima a la compresión de 34. 3 MPa (350 kgf/cm2), además se debe contar con un horno eléctrico que permita regular la temperatura, una máquina de prueba que debe estar equipada con dos bloques de acero, cuya dureza Rockwell C, no sea menor de 60 y de dureza Brinnell N 620; uno de los cuales tiene asiento esférico que trasmite la carga a la superficie superior de la probeta y el otro en un block plano rígido en el cual descansa la probeta. Cuando el área de la aplicación de la carga de los bloques de acero no es suficiente para cubrir el área que se va a cargar en la probeta deben colocarse placas adicionales de acero que cumplan con los requisitos que se anotan en el párrafo siguiente, y se colocan entre los bloques de carga y la probeta cabeceada de modo que el centroide de la superficie a la cual se le va a aplicar la carga se alinea con el centro de los bloques de la máquina.

Las superficies de los bloques y placas de carga no deben diferir de un plano en más de 0. 025 mm en cualquiera de las dimensiones en 152.4 mm. El centro de la esfera del bloque superior debe coincidir con el centro de su carga. Si se usa placa de carga el centro de las esferas debe caer en una línea que pasa verticalmente en el centroide de la carga de la probeta. El bloque con asiento esférico debe mantenerse fijo en su sitio, pero debe girar libremente en cualquier dirección. El diámetro de la cara de la carga de los bloques debe ser cuando menos de 160 mm. Cuando se emplean placas de acero entre los bloques de carga y la probeta, estos deben tener un espesor igual, cuando menos a la tercera parte de la distancia de la orilla del bloque de carga a la esquina más distante de la probeta. (9)

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En ningún caso el espesor de la placa debe ser menor de 13 mm como se muestra en la figura 15.

Figura 15.

Placas de acero

La muestra para hacer las determinaciones de resistencia de los productos a que se refiere esta norma se obtiene de manera aleatoria tomando 5 especímenes de cada lote de 10000 piezas o fracción si es en la planta, en obra se puede tomar una muestra de 5 especímenes por cada entrega, de acuerdo con el cliente, se recomienda una muestra por cada 10000 a 40000 piezas suministradas. Las unidades que forman la muestra pueden ser: a) Bloques, ladrillos, tabiques o tabicones.- deben probarse cinco unidades completas, sin fallas ni fisuras y con sus caras razonablemente paralelas, que representan el lote de entrega, debidamente marcados para su identificación. La superficie de las probetas que vana aquedar en contacto Universidad Veracruzana

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con las placas de la máquina de prueba, se deben cabecear con mortero de azufre cuya resistencia mínima a la compresión sea de 34,4 MPa (350 kgf/cm2) para lograr que sean paralelas entre sí. Este mortero ya aplicado debe dejarse fraguar el tiempo necesario. Cuando se trata de unidades con huecos debe evitarse que el mortero penetre más de 5 mm dentro de ellos.

b) Adoquines.- deben obtenerse probetas cubicas con sierra de diamante de tal manera que tengan por lado la dimensión mínima del adoquín. No se requiere de cabeceo ya que al hacer el corte se debe garantizar la perpendicularidad de las caras de apoyo con el eje de la pieza, así como la planicidad de todas las caras, no necesariamente debe de coincidir el eje de ensaye con el eje de trabajo de la pieza, ya que la resistencia debe ser igual en cualquier sentido.

El procedimiento para realizar esta prueba consiste en tres pasos que son los siguientes: • Cabeceo Se utiliza una placa de 445 mm x 250 mm de 18,5 mm de espesor, con dos fronteras de placa de 6,5 mm de espesor de 50 mm de altura la cual delimita dos fronteras, para delimitar las otras dos. Lo más recomendable es mandar fabricar escuadras con cuadrado de 12 mm x 12 mm una para cada tamaño de tabique o bloque como se muestra en la figura 16. Lo que se debe garantizar es que sea metálica, su horizontalidad, y que no se salga el mortero de azufre por los lados.

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Figura 16. Placa para cabeceo.

• Colocación de la probeta Hacer la prueba colocando la probeta con el centroide de sus superficies que va a recibir la carga alineado verticalmente con el centro del bloque de carga de acero de la máquina de prueba. Para materiales homogéneos el centroide de la superficie de carga puede considerarse la vertical que pasa por el centro de gravedad de la probeta. Excepto para unidades especiales destinadas a emplearse con sus agujeros en dirección horizontal se prueban con sus perforaciones en posición vertical; para otras unidades con perforaciones que se van a emplear horizontalmente deben probarse con dichas perforaciones en la posición en que se van a emplear.

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• Velocidad de la prueba Aplicar la mitad de la carga que se espera como máximo, a una velocidad conveniente después de la cual se ajustan los controles de la maquina lo necesario para dar una velocidad uniforme de traslado de la cabeza móvil, de tal modo que la carga restante no se aplique en menos de uno ni más de dos minutos.

Para realizar el cálculo de los resultados es necesario tomar la resistencia a la compresión de una probeta como la máxima de N (kgf) dividida entre el área transversal de la probeta o sea el área total de una sección perpendicular a la dirección de la carga incluyendo aquellas que estén en los espacios huecos.

Donde: R=

Es la resistencia a la compresión en MPa (kgf/cm2)

F=

Es la carga máxima en N (kgf)

A=

Es el área transversal del espécimen (cm2)

La resistencia a compresión se reporta con una aproximación de 100 kPa (1,0 kgf/cm2)

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2.6. Especificaciones y métodos de prueba norma NMX – C – 404 – ONNCCE – 2005

Esta Norma Mexicana establece las especificaciones y métodos de prueba que deben cumplir los bloques, tabiques (ladrillos) y tabicones para uso estructural en las edificaciones.

Algunos de los conceptos que se manejan al interior de esta norma son: •

Celdas.- son los espacios vacios que se dejan en el interior de los bloques o tabiques, con el fin de aligerarlos y en ocasiones mejorar las condiciones estructurales.

•

Medida nominal.- es aquella que considera las dimensiones reales del producto, mas el espesor de la juna de albañilería.

•

Área total (bruta).- es resultante de multiplicar largo por ancho de la pieza.

•

Área neta (real).- es la superficie efectiva de la pieza, que se obtiene de restar el área de las celdas del área total.

•

Pieza maciza.- es aquella que es solida y que cumple con las especificaciones de esa norma.

•

Pieza hueca.- es aquella que en su diseño tiene celdas y que cumple con las especificaciones de esta norma. (10)

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Los productos objeto de esta norma se clasifican en tres tipos y de acuerdo con los materiales con que se realizan. Tabla 7. Clasificación de piezas de acuerdo a los materiales empleados en su fabricación.

TIPO DE PIEZA

MATERIALES

FORMA Rectangular

Grava-Cemento

Rectangular

Arena-Cemento

Bloque macizo

Rectangular

Barro extruido

Bloque hueco

Rectangular

Arcilla recocida

Otras

otros Silicio calcáreo

Rectangular

Tabique macizo (ladrillo)

Barro extruido

Rectangular

Hueco y multiperforado

Arcilla recocida

Rectangular

Otros

Otras

Grava-Cemento

Rectangular

Arena-Cemento

Rectangular

Tepojal-Cemento

Rectangular

Otros

Otras

Tabicón

Los productos objeto la presente norma deben cumplir los valores de resistencia a la compresión mínima que se establecen en la tabla 2. Estos valores mínimos podrán ser inferiores si el reglamento local lo permite. Tabla 8. Resistencia a la compresión

TIPO DE PIEZA

RESISTENCIA (KG/CM2)

Bloques

60

Tabique (ladrillo) recocido

60

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60 (hueco horizontal)

Tabique (ladrillo) extruido

100 (hueco vertical)

Tabicones

100

Las dimensiones que deben tener los bloques son: Tabla 9. Dimensiones

TIPO DE PIEZAS

ESPECIFICACION Y TOLERANCIA Es aquella que el área de las celdas no sea mayor al

Pieza maciza

25% de su área total, y cuyas paredes exteriores no tienen espesores menores de 20 mm. Es aquella que el área de las celdas es mayor al 25%

Piezas huecas

del área total pero menor o igual del 50% y cuyas paredes exteriores no tienen espesores menores de 15 mm. Las dimensiones de las piezas deben ser modulares

Dimensiones

incluyendo la junta de albañilería. El fabricante publicara las dimensiones de sus piezas. Las tolerancias en las dimensiones de las piezas son de ± 3 mm en la altura y ± 2 mm en el largo y ancho. Tipo de block

Dimensiones para

(cm)

Bloques de concreto de dos ó tres celdas

paredes exteriores ( mm )

10 x 20 x 40

20

12 x 20 x 40

20

15 x 20 x 40

25

20 x 20 x 40

32

25 x 30 x 40

35

30 x 30 x 40

38

lisos

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Espesor mínimo de

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Capítulo 3. Resultados y análisis de resultados 3.1. Resultados de la resistencia a la compresión norma NMX – C – 036 – ONNCCE – 2004

Las pruebas consistieron en medir la resistencia a la compresión de blocks, de acuerdo a la norma NMX-C-036-ONNCCE-2004, para lo cual en primer lugar es necesario tomar cinco especímenes de forma aleatoria por cada 10000 piezas, por lo tanto como se analizaron tres diferentes fábricas se ensayaron 15 blocks.

Posteriormente como establece la norma se procedió a realizar el cabeceo en el cual se utilizó una placa de metal de 44.5 cm por 25 cm con un espesor de 10 cm, el cual tenía dos fronteras de metal las que servían para delimitar el tamaño del block. Para realizar este proceso se requirió de azufre, el cual fue puesto al fuego para obtener un estado líquido del elemento (Figura 17), para verterlo a la placa y colocar inmediatamente los blocks y obtener un recubrimiento en la superficie de carga homogénea y lisa (Figura 18).

Figura 17. Preparación de azufre para el cabeceo

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Figura 18. Cabeceo de las muestras

El cabeceo de los blocks se realizo con cada una de las 15 muestras por ambos lados (Figura 19), teniendo como fin que la presión de carga se distribuya en toda la superficie al ser totalmente lisa y homogénea, ya que si se tratará de ensayar sin este recubrimiento debido a la superficie irregular que presentan los blocks la carga de ensayo se concentraría en algún punto en específico y no en toda la superficie.

Figura 19. Blocks cabeceados con azufre

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Una vez que se cabecearon los block, para realizar la prueba se colocó en la prensa el block entre dos placas metálicas, las cuales ocasionaron que la carga fuese uniforme en toda el área, así comenzó aplicársele carga a una velocidad constante (Figura 20).

El ensayo de cada block concluye cuando éste falla (Figura 21), es decir, presenta fisuras o desmoronamiento lo cual provoca que la prensa no registre más carga manteniendo el valor máximo de resistencia a la compresión.

Figura 20. Ensayo de Blocks

Figura 21. Block ensayado

Enseguida se prosiguió a tomar la lectura de cada uno de los blocks realizando un registro gráfico por cada bloquera, la lectura es tomada en kg., al tener los datos

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se procedió a realizar una serie de cálculos para obtener la resistencia a la compresión de kg/cm2. La fórmula para obtener esto es como lo menciona la norma NMX – C – 036 – ONNCCE – 2004:

Donde: R=

Es la resistencia a la compresión en MPa (kgf/cm2)

F=

Es la carga máxima en N (kgf)

A=

Es el área transversal del espécimen (cm2)

3.1.1. Especímenes fabricados en Perote

La primer bloquera de donde se obtuvieron las muestras fue de la ciudad de Perote (Figura 22), en esta se producen alrededor de 5000 blocks diarios teniendo como principal mercado el estado de Puebla y en menor cantidad la ciudad de Xalapa.

En esta el material utilizado para fabricar los blocks lo mezclan en las siguientes proporciones para obtener un metro cúbico de revoltura; 12 kg. de cemento y 8 litros de agua, el resto es tepezil.

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Figura 22. Bloquera de Perote

Tabla 10. Resultados de la fábrica de Perote

Numero de block 1 2 3 4 5

Base 12 12 12 12 12

Altura

Área

PEROTE 40 480 40.5 486 40 480 40 480 40 480

Kg.

kg/cm2

16000 19000 17000 18200 15800

33 39 35 38 33

En la tabla 10 se pueden observar las dimensiones de los especímenes ensayados de la fábrica de Perote que se utilizan para obtener el área y determinar la resistencia a la compresión.

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Como se puede ver en la tabla 8 se ensayaron 5 blocks de las blockera de Perote, en la quinta columna se aprecia la cantidad de kilogramos que soporto el block al ser comprimido en la prensa hidráulica. En la segunda y tercera columnas se muestran las medidas para obtener el área de la superficie en donde le fue aplicada la fuerza. En la última columna se establece la resistencia a la compresión que tiene cada block medida en kg/cm2, lo que significa la cantidad de kilogramos que soporta el block por cada centímetro cuadrado de su superficie.

Gráfica 1. Resultados de Perote

En la gráfica 1 se muestran los resultados obtenidos del ensayo de los 5 especímenes de la fábrica de blocks de Perote, en ella se observamos como ninguno de los especímenes de ensayo alcanzo más de 40 kg/cm2 siendo el máximo de 39 kg/cm2. Universidad Veracruzana

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Según la norma NMX – C – 404 – ONNCCE – 2005 la resistencia a la compresión que debe soportar cada block debe ser 60 kg/cm2, percatándonos que esto no sucede aquí, existe un desfase alrededor de 24 kg / cm2, la principal causa es que se considera que los blocks son hechos a base de un concreto pobre y la resistencia a compresión en el concreto la proporciona el cemento siendo que la cantidad que de este se le agrega a un block no es la suficiente, lo que trae como consecuencia que estos tengan una menor resistencia a la requerida. 3.1.2. Especímenes fabricados en Sierra de Agua La segunda bloquera se localiza en la localidad de Sierra de Agua (Figura 23), municipio de Perote, la producción diaria aproximada de esta fabrica es de alrededor de 8000 blocks, los cuales tienen como principal punto de venta Xalapa y Veracruz. Los blocks de Sierra de Agua son elaborados con la siguiente cantidad de materiales: 10 kg de cemento, 8 litros de agua y el resto para realizar un metro cubico de esta mezcla es tepezil.

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Figura 23. Bloquera de Sierra de Agua

La blockera de Sierra de Agua en la que al igual que en las otras se analizó una muestra de 5 blocks tomados de manera aleatoria y se obtuvieron los siguientes resultados: Tabla 11. Resultados de la fábrica de Sierra de Agua

Numero de block

Base

1 2 3 4 5

12.5 12.5 12 12 12

Altura

Área

SIERRA DE AGUA 40.5 506.25 40.5 506.25 40.5 486 40.5 486 40 480

Kg

kg/cm2

16200 15000 15800 14800 15800

32 30 33 30 33

En la tabla 11 se pueden observar las dimensiones de los especímenes ensayados de la fábrica de Sierra de Agua que se utilizan para obtener el área y determinar la resistencia a la compresión. Como se puede ver en la tabla 9 se ensayaron 5 blocks de las blockera de Sierra de Agua, en la quinta columna se aprecia la cantidad de kilogramos que soporto el block al ser comprimido en la prensa hidráulica. En la segunda y tercera columnas se muestran las medidas para obtener el área de la superficie en donde le fue aplicada la fuerza. En la última columna se establece la resistencia a la compresión que tiene cada block medida en kg/cm2, lo que significa la cantidad de kilogramos que soporta el block por cada centímetro cuadrado de su superficie.

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Gráfica 2. Resultados de Sierra de Agua

En la gráfica 2 se muestran los resultados obtenidos del ensayo de los 5 especímenes de la fábrica de blocks de Sierra de Agua , en ella observamos como ninguno de los especímenes de ensayo alcanzo más de 35 kg/cm2 siendo el máximo de 33 kg/cm2.

3.1.3. Especímenes fabricados en Las Vigas

La tercer bloquera de donde se obtuvieron las muestras fue de Las Vigas (Figura 24), municipio homónimo, en el cual se obtienen alrededor de 2500 blocks diarios, cuya zona de venta es Xalapa y sus alrededores.

Los blocks de esta fábrica tienen la siguiente proporción de sus materiales: 8 kg de cemento, 8 litros de agua, 5 kg de barrialillo y el resto de tepezil para obtener un metro cúbico. Universidad Veracruzana

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Como se puede notar aunque todas las fábricas tienen el mismo objetivo de producir blocks, cada una hace uso de los materiales en diversas proporciones, principalmente en lo referente al cemento, debido a que es uno de los elementos más caros y por ende se trata de reducir costos, sin contar que en ocasiones la calidad del block disminuye.

Figura 24. Bloquera de Las Vigas

La tercer blockera de donde se obtuvieron las muestras es la de Las Vigas en donde se tomaron 5 muestras al azar para ensayarlas y los resultados obtenidos de cada uno de los blocks fueron los siguientes:

Tabla 12. Resultados de la fábrica de Las Vigas

Numero de block

Base

1 2 3 4 5 Universidad Veracruzana

11.5 12 12 12 11.5

Altura

Área

LAS VIGAS 40 460 39.5 474 40 480 40 480 39.5 454.25 59

Kg

kg/cm2

11400 11200 14000 11800 14800

25 24 29 25 33

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En la tabla 12 se pueden observar las dimensiones de los especímenes ensayados de la fábrica de Las Vigas que se utilizan para obtener el área y determinar la resistencia a la compresión. Como se puede ver en la tabla 10 se ensayaron 5 blocks de las blockera de Las Vigas, en la quinta columna se aprecia la cantidad de kilogramos que soporto el block al ser comprimido en la prensa hidráulica. En la segunda y tercera columnas se muestran las medidas para obtener el área de la superficie en donde le fue aplicada la fuerza. En la última columna se establece la resistencia a la compresión que tiene cada block medida en kg/cm2, lo que significa la cantidad de kilogramos que soporta el block por cada centímetro cuadrado de su superficie. Gráfica de resultados de Las Vigas

Gráfica 3. Resultados de Las Vigas

En la gráfica 3 se muestran los resultados obtenidos del ensayo de los 5 especímenes de la fábrica de blocks de Las Vigas, en ella observamos como

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ninguno de los especímenes de ensayo alcanzo más de 35 kg/cm2 siendo el máximo de 33 kg/cm2. En el gráfico anterior se muestran los kg/cm2 que soporta cada block de las 5 muestras obtenidas, al comparar estos valores con los 60 kg/cm2 que propone la norma nos podemos percatar que existe una desviación de alrededor de 33 kg/cm2, una de las principales causas de este resultad es que en esta blockera además de agregarle el tepezil y el cemento le agregan una especie de arcilla llamada comúnmente barrialillo el cual ocasiona que la adherencia sea aun menor, por ello su resistencia a compresión es menor. 3.2. Resultados de las especificaciones y métodos de prueba norma NMXC-404-ONNCCE-2005 A continuación se analizarán los resultados de los ensayos de acuerdo a la norma NMX-C-404-ONNCCE-2005, para determinar si cumplen o no los elementos con los requerimientos que solicita dicha norma. 3.2.1. Especímenes fabricados en Perote Los blocks ensayados de la bloquera de Perote obtuvieron una resistencia promedio de 36 kg/cm2, esto demuestra que sobrepasa la mitad del peso solicitado por la norma 404 que es 60 kg/cm2.

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Gráfica 4. Comparación de la norma 404 con Perote

Al analizar la gráfica anterior nos podemos percatar que ningún block está por debajo de la mitad del peso requerido por la Norma, aunque ninguno llega a más de un 70 % en comparación con la resistencia a la compresión solicitada.

3.2.2. Especímenes fabricados en Sierra de Agua Los blocks ensayados de la bloquera de Sierra de Agua obtuvieron una resistencia promedio de 32 kg/cm2, esto demuestra que sobrepasa la mitad del peso solicitado por la Norma 404 que es 60 kg/cm2.

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Gráfica 5. Comparación de la norma 404 con Sierra de Agua

En la gráfica anterior se puede ver como la resistencia a la compresión de algunas de las muestras están exactamente a la mitad de la resistencia a la compresión solicitada, ya que 2 blocks alcanzaron una resistencia de 30 kg/cm2, mientras los demás sobrepasaron en poco esta cantidad.

3.2.3. Especímenes fabricados en Las Vigas Los blocks ensayados de la bloquera de Las Vigas obtuvieron una resistencia promedio de 27 kg/cm2, esto demuestra que no llega a la mitad del peso solicitado por la Norma 404 que son 60 kg/cm2.

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Gráfica 6. Comparación de la norma 404 con Las Vigas

Como se puede ver en la gráfica anterior los blocks muestran resistencias a la compresión alejadas entre sí, ya que los valores obtenidos van de los 24 kg/cm2 a los 33 kg/cm2, de los blocks ensayados solo uno logra sobrepasar la mitad de la resistencia solicitada por la Norma 404. De acuerdo al promedio que presentan las diversas blockera en cuanto a la resistencia a la compresión en kg se nota que la región de Perote es la que más kg soporta con 17 200, por su parte Sierra de agua tiene un promedio de 15 520 kg en sus blocks y Las Vigas es la blockera que tiene menor resistencia con 12640 kg en sus tabiques, la desviación estándar entre estas tres es de 2306.165649 kg Al realizar un análisis comparativo entre la resistencia a compresión que tiene cada block en kg/cm2 y los 60 kg/cm2 que propone la norma nos podemos dar cuenta después de ver los resultados que arrojaron las tres blockeras que ninguna de estas cumple con la norma Perote tiene un desfase en promedio de 24 kg/cm2, Sierra de Agua 28 kg/cm2 y Las Vigas 33 kg/cm2, es decir mientras que las dos primeras exceden la mitad del peso requerido por la norma, Las Vigas presenta Universidad Veracruzana

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una resistencia menor a la mitad que se solicita para que un block resista una construcción sin presentar desgastes ni agrietamientos.

Gráfica 7. Promedios de la resistencia a la compresión en comparación con la norma 404

En la gráfica anterior se muestra las resistencias a compresión en kg/cm2 que presentan las blockeras en comparación con la norma C - 404, los resultados arrojados por la presente investigación son realmente preocupantes, debido a que los blocks que se están vendiendo en estas zonas no cumplen con la norma establecida y es por ello que al visitar casas de la zona Perote – Xalapa nos percatamos que la gran mayoría presentan severas cuarteaduras en sus paredes, debido a que los blocks producidos en esta zona no cumplen con las normas básicas de seguridad para soportar el peso necesario al realizar edificaciones.

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Capítulo 4. Conclusiones y recomendaciones 5.1. Conclusiones

En base a la norma NMX-C-404-ONNCCE-2005 en donde se establece la resistencia mínima a la compresión de los blocks, de los tres lugares de los que se tomaron especímenes para realizar los ensayos a compresión. Perote, Sierra de Agua y Las Vigas, ninguno cumple con la resistencia mínima requerida que es de 60 kg/cm2; ya que la resistencia a la compresión promedio de las tres bloqueras no alcanza a rebasar el 55% de ésta. Analizando esto, se observa que se tiene un serio problema dado que el no haber control de calidad sobre los fabricantes de estos elementos de construcción, estos no lo fabrican con la calidad que se requiere como mínimo para ser utilizado en la construcción de casas u obras de edificación. En la bloquera de Perote la resistencia a compresión promedio de sus bloques es de 36 kg/cm2 lo que representa un poco más de la mitad de la resistencia requerida al igual que la de Sierra de Agua cuyo promedio es de 32 kg/cm2, en cambio la de las Vigas ni siquiera llega a la mitad de la resistencia requerida obteniendo 27 kg/cm2 lo que significa que debido al poco control que existe por parte de las entidades que rigen la construcción los fabricantes de blocks desatienden en gran medida la calidad de los mismos; principalmente en la proporción de cemento que lleva cada uno y en la calidad del mismo.

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5.2. Recomendaciones

Las recomendaciones que se plantean son las siguientes. • Realizar ensayos como lo establece la norma NMX-C-036-ONNCCE-2004 a las diferentes bloqueras del estado. • Llevar un seguimiento de la calidad de los materiales que se utilizan en la fabricación de los blocks. • Se debe tener en cuenta que para realizar cualquier acción es necesario compartir la información contenida en este documento a través de diversos medios como pueden ser: artículos en revistas, ponencias en congresos o en algún foro. • Se esperaría que las autoridades de la construcción realicen pruebas periódicas a las bloqueras, dando algún tipo de sanciones a aquellas que las incumplan.

El presente trabajo tiene ciertas limitaciones entre ellas la premura de su realización por lo que recomendaría un estudio más a fondo de esta temática y en un número mayor de lugares.

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