26 Ferrocemento Chile

FERROCEMENTO EN CHILE NUEVOS AVANCES

Autores:

Victor Carrasco. Ing. Const., Jefe Asesora Tcnica Cementos Bo Bo zona sur 2 Carlos Pineda., Ing. Civil, Jefe Asesora Tcnica Cementos Bo Bo zona centro 3 Vicente Zetola. Ing. Const., Jefe Asesora Tcnica Cementos Bo Bo zona norte1 2

1

Avda. Gran Bretaa 1725, Talcahuano Lira 2320 San Joaqun, Santiago 3 Avda. Edmundo Prez Zujovic 5130, Antofagasta

e-mail: [email protected] e-mail: [email protected] e-mail: [email protected]

RESUMEN EL presente trabajo presenta los avances registrados en la aplicacin de la tecnologa del Ferrocemento, a partir de lo presentado en Valdivia en las jornadas el ao 2003 a la fecha. El desarrollo estuvo centrado en las tres zonas en que cementos Bio Bio tiene plantas de cemento (Antofagasta-Curico-Talcahuano) y a cargo de las respectivas asesoras tcnicas zonales En la zona Norte se logra materializar un primer proyecto habitacional de 77 viviendas de dos pisos, de 70 a 100 m2/ viv. La empresa constructora evalu positivamente este sistema constructivo y lo adopta para sus construcciones. En la zona centro se llevo a cabo una completa investigacin sobre aspectos estructurales del sistema, ensayos que tuvieron una duracin de ms de un ao. En el trabajo se muestran las conclusiones y algunos aspectos interesantes de los ensayos. Actualmente se estn iniciando las acciones tendientes a sacar una norma sobre el calculo estructural del ferrocemento, para este efecto se a tomado contacto con destacados especialistas nacionales En la zona sur se muestran distintas aplicaciones de viviendas, se estima en aproximadamente en 1500 las viviendas en este material o con aplicaciones en este material. Se destaca algunas obras en otros pases vecinos a los que se ha asesorado en este tema Se elabor un proyecto de norma sobre fabricacin de paneles de ferrocemento, que permitir proteger el sistema de la fabricacin de paneles sin control. Y mantener la calidad de de las delgadas laminas de ferrocemento con parmetros bien definidos.

XVI JORNADAS CHILENAS DEL HORMIGN

SUMMARY This work shows advancements recorded in the application of Ferrocement technology, from 2003 in Valdivia workshops since 2003 up to now. The development was focused in three areas where Cementos Bio Bio has cement plants (Antofagasta-Curic-Talcahuano); they are the different zones of technical assistance. In the North area a first housing project was performed: 77 houses of two floors, from 70 to 100 m2/ viv. The building company positively evaluated this construction system and it adopts this system for its constructions. In the central area a complete research was performed on the structure aspect of the system, the tests lasted more than a year. Conclusions and some interesting facts of tests are shown in the research. Currently, actions in order to generate a standard for the structural calculation of ferrocement are being taken; contact with well known national experts has been made. In the South area, different applications of housing are shown, it is estimated that about 1500 houses were constructed with this material or applications of it. Some works in other neighbor countries, that have received assistance, are named. A project on the manufacturing of ferrocement boards was created, which will allow protect the manufacturing system from bad control of boards manufacturing. As well as to keep the quality of thin layers of ferrocement with very well defined parameters.

Pgina 2 de 18


1.- INTRODUCCION En 1845, el ingeniero Joseph Lambot construy un bote con una innovadora tcnica, que dio inicio a lo que hoy se conoce como ferrocemento y que adems dio origen a los inicios de hormign armado, que se desarrolla con gran xito en los siglos XIX y XX. No es sino hasta el ao 1943 que el prestigioso ingeniero L.P.Nervi, entre otros desarrolla los cascos para barcos y en el ao 1946 construye su primer barco de 165 ton que llamo IRENE, iniciando su desarrollo en el rea martima, que perdura hasta nuestros das. Junto a este desarrollo nace la inquietud de dirigirse al rea de los edificios de los cuales hay numerosas construcciones en diferentes pases de America, pero principalmente en Europa y Asia. En nuestra empresa, en el ao 1989, uno de nuestros clientes (Ferrosur) nos solicita antecedentes y apoyo sobre construcciones martimas en ferrocemento. Debido a que buscaba un cemento resistente al agua de mar (siderrgico).Hoy tiene una industria floreciente con ms de 400 cascos a flote, donde destacan bodegas, plataformas de trabajo, casas y muelles flotantes. Por otra parte en el ao 1992, se construye en forma experimental, en conjunto con la Universidad Austral de Valdivia, una vivienda de ferrocemento tipo A. En esta universidad se ha desarrollado un interesante trabajo en la construccin de losas para edificios de las cuales se puede destacar el casino de la universidad y el mercado municipal de Valdivia. En 1992 nuestra empresa en Talcahuano, con el deseo de Innovar en el rea de la construccin y a travs de su departamento de Asesora Tcnica inicia la bsqueda de sistemas constructivos que les permita ampliar su portafolio de soluciones que usen cemento, entre ellos el Ferrocemento. En 1993 se toma contacto con las Universidades locales y finalmente se genero una alianza con la Universidad del Bo Bo de Concepcin, se inician las investigaciones para encontrar un uso masivo del ferrocemento que permita su industrializacin en viviendas. Como resultado de esta alianza en 1994, se postula al primer proyecto FONTEC para desarrollar un Sistema Constructivo en Ferrocemento. Este proyecto termina con xito en 1995 con la construccin de una vivienda prefabricada de un piso. El ao 1999, la alianza da nuevos frutos al ganar el "III Concurso Temtico Nacional de Proyectos CORFO-FDI, de Innovacin en la vivienda Social". Se construyeron viviendas de tres pisos en Ferrocemento y se aprueba su construccin en todo el territorio nacional.

Pgina 3 de 18


Dicha validacin fue aprobada y certificada con fecha Noviembre de 1994 para viviendas de un piso y el 03 de Junio de 2002 para ser usado en viviendas de hasta tres pisos en todo Chile. Esta certificacin la emiti La Divisin Tcnica De Estudio y Fomento Habitacional Del Ministerio de la Vivienda y Urbanismo Debido a su gran versatilidad, se ha utilizado en monumentos, obras de arte y obras civiles. En la actualidad existen en nuestro pas empresas dedicadas a la prefrabicacin de paneles se encuentran construcciones de viviendas en las zonas de Puerto Montt, Osorno, Valdivia Temuco, Angol, Concepcin, Chillan, San Carlos, Talca, Santiago y Antofagasta. Las aplicaciones martimas de Ferrocemento esta centradas en la zona sur, en Puerto Montt. 2.- MATERIALIDAD Se han genrado especificaciones tcnicas que dicen relacin con la ejecucin de las partes y piezas de ferrocemento que son componentes del sistema constructivo. Su desarrollo es tcnico descriptivo. 2.1.- Mortero. Para la ejecucin de paneles de ferrocemento el material base estar constituido por un mortero que deber cumplir con una dosificacin mnima de cemento de 410 Kg por m3. Esta especificacin permite cumplir adecuadamente el requisito de resistencia a la compresin de 200 kg/cm2 a los 28 das. La dosificacin mnima de cemento establecida es para asegurar el grado de impermeabilidad de los paneles. Con dosificaciones menores a la establecida no es posible garantizar dicha impermeabilidad, el no cumplimiento de esta especificacin implicar la ejecucin de nuevos ensayos para garantizar la calidad del producto y su caracterizacin. Las arenas sern de tamao mximo 5 mm, y que cumpla el requisito granulomtrico establecido en la NCh 163 para arena media o normal, con mdulos de finura entre 2,4 y 3,3. Se debe asegurar que la cantidad de finos (cemento y arena) que pasen por el tamiz 0,315 mm. sea mayor que 500 kg/m, siempre que no se exceda el contenido mximo de material fino menor que 0,08 mm. en los ridos; permitiendo con ello una adecuada docilidad o fluidez y una capacidad resistente satisfactoria para la mezcla de mortero, asegurando con ello una adecuada resistencia a la traccin por flexin, compresin, al impacto, a la permeabilidad y durabilidad del material. Adicionalmente, se podr usar aditivo super fluidificante, utilizndose en la etapa inicial del proceso de produccin de partes, con el objetivo de reducir la razn agua / cemento y obtener un mortero de fcil colocacin y compactacin.

Pgina 4 de 18

XVI JORNADAS CHILENAS DEL HORMIGN Los requisitos establecidos para los morteros que sirven de base para la elaboracin de los componentes prefabricados y los elementos que sern construidos en obra, son los siguientes:Resist. Especificada Mortero Estructural Impermeable Relleno 200 Kg/cm2 200 Kg/cm2 200 Kg/cm2 Consistencia Plstica Plstica Plstica Dosis Mnima

410 Kg. Cem/ m3 600 Kg. Cem/ m3 410 Kg Cem/m3

2.2.- Hormign. Como alternativa solo en la solucin de pilares, sobre losas y cadenas, se podr usar hormign grado H20 con tamao mximo de la gravilla 3/8 de pulgada.

2.3.- Armadura. Las armaduras establecidas por diseo, tomando en consideracin la funcin, tipo de solicitacin y comportamiento estructural a que estarn expuestos en cada componente, como en el conjunto vivienda, se clasifican como: a) Armadura difusa. Esta constituida por barras de acero de construccin AT 56-50 distribuidas en el permetro de las placas y nervios de los paneles de muro. Esta armadura va conectada con la armadura discreta. b) Armadura discreta. Esta constituida por una malla electrosoldada o amarrada con alambre negro N 18 en sus cruces, es del tipo AT 56-50 o similar , en algunos casos especiales cuando los paneles estn afectados por impactos ir amarrada con alambre negro N 18 una malla de alambre galvan izado con tejido hexagonal de de abertura y un dimetro de 0,67mm. 2.4.- Moldajes. Se podrn confeccionar en madera terciada moldaje de 18mm de espesor o en planchas de acero negro de 2,5 mm mnimo (para paneles de muro) y 6 mm para losetas, lo que permitir mantener las dimensiones y geometra de los elementos. La disposicin de las diferentes partes del molde se disearn tomando en consideracin la disposicin de las armaduras, el procedimiento de vaciado, compactacin y acabado del mortero. Debern ser de fcil desmolde, limpieza y rearme. Los moldajes podrn ser de dos formas, uno que permita la obtencin de la cara vista o cara exterior del panel hacia arriba permitiendo de este modo dar la Pgina 5 de 18

XVI JORNADAS CHILENAS DEL HORMIGN terminacin superficial y deseada al panel mediante procedimientos manuales o mecnicos y el otro tipo de moldaje que permita la cara vista o exterior del panel quede en contacto con el molde. Para prevenir y evitar la adherencia del mortero al molde, se debe aplicar desmoldante en todas las caras expuestas a la mezcla. Su aplicacin, ser a brocha o rodillo dejando una delgada y uniforme pelcula sobre la superficie del molde. Excesos de desmoldante impiden la eliminacin de partculas de aire atrapadas en la superficie del mortero en contacto con el molde. Cada vez que se reutilice el molde deber verificarse su geometra, estanqueidad y sistemas de fijacin, como as mismo, su perfecta limpieza. 2.5.- Aditivos. En general, no se requiere del uso de aditivos; sin embargo, si se desea una mayor seguridad de estanqueidad al paso del agua lluvia, se podr utilizar un hidrfugo de masa en la confeccin del mortero para paneles de muro exterior. As mismo, de requerirse trabajar con mezclas secas se podr adicionar un fluidificante para obtener la docilidad deseada, facilitando la colocacin, compactacin y terminacin del mortero. Se logra con ello, bajar la relacin A/C de la mezcla, lo que permite mayor velocidad de desmolde y resistencias a temprana edad. Las dosis de aditivo, sern aquellas expresamente recomendadas por el fabricante. 2.6.- Adiciones. Se podrn incluir filler en las mezclas de mortero, , tales como cenizas volantes, polvo de roca, arenas muy finas u otros que sean compatibles con la qumica del cemento y que permitan complementar las condiciones granulomtricas del rido, asegurando con ello mezclas cerradas, con baja porosidad y alta densidad. Ser preciso elaborar morteros de prueba para verificar su incidencia en la calidad del producto elaborado. 3.- PROCESO DE FABRICACIN DE ELEMENTOS PREFABRICADOS 3.1.- Elaboracin del mortero. La elaboracin deber hacerse mecnicamente, mediante betoneras diseadas expresamente para la produccin de morteros. Se recomienda, como secuencia de carguo, incorporar el 80% del agua de amasado al inicio; el 50% de la arena, el 100% del cemento, el resto de la arena y agua. El tiempo de mezclado deber ser entre 2 a 3 minutos, lo que permite alcanzar una plena integracin de los componentes del mortero, asegurando la consistencia y grado de homogenizacin requeridos. Si se contempla el uso de aditivo hidrfugo de masa, este podr dosificarse en una dilucin entre 1:12 y 1:15 (Aditivo - Agua). Si se considera el empleo de aditivo fluidificante, este se podr diluir en el agua de amasado o incorporar directamente a la masa del mortero en el proceso

Pgina 6 de 18

XVI JORNADAS CHILENAS DEL HORMIGN final de amasado. Si se requiere mejorar la fluidez final de la mezcla el aditivo deber agregarse en una dosis de 0,5 a 1,5% del peso del cemento. Si se desea obtener altas resistencias iniciales la dosis ser de 1 a 2% del peso del cemento, reduciendo el agua de amasado de la mezcla entre 10 a 20% segn dosis de aditivo usado o consistencia requerida. 3.2.- Preparacin de armaduras para paneles de muro. Esta se conforma con barras de acero AT 56-50 de 4,2mm dispuestas en sentido longitudinal cada 17 cm y transversalmente cada 30 cm. Su unin en los cruces ser mediante electro soldado o amarras de alambre negro N 18. Las nervaduras interiores del panel se arman con el mismo acero, siguiendo el eje de simetra del nervio. Se fija la malla mediante escuadras conformadas con los extremos de la armadura transversal de la placa del panel, de acuerdo a detalle de estructura. ACMA Chile fabrica de acuerdo a las especificaciones, mallas electro soldadas, como tambin las escalerillas de los nervios, lo que garantiza la uniformidad de las dimensiones. Para evitar el fisuramiento del mortero en algunas zonas con climas agresivos, opcionalmente se podr adicionar solidariamente a la cara superior de la malla de acero de 4,2 mm, una sola malla hexagonal tipo gallinero de de abertura y 0,67mm. Se deber cuidar en la instalacin de esta malla que quede perfectamente adherida a la enfierradura resistente, manteniendo la planeidad de la armadura. Su fijacin se hace mediante hebras del mismo material o bien con alambre N 18. Esta armadura de ber tener un recubrimiento de 7mm para evitar la oxidacin del acero. 3.4.- Tipos de Paneles. Hoy en da existen diversas soluciones aplicadas al sistema de paneles de micro hormign, las cuales varan principalmente en sus dimensiones y la solucin para su montaje. La estructura del panel se mantiene, sin importar la solucin elegida A continuacin se muestran las diferentes soluciones propuestas segn la terminacin del panel a utilizar:

N 1

N 2

Pgina 7 de 18


N 3

N 4

La diferencia radica en la unin del panel con el sobrecimiento, la eleccin depender principalmente de la disponibilidad de estos en la zona donde se construir y de las caractersticas que se le quieran otorgar al muro La solucin N a dado excelentes resultados en la zona sur para evitar la 1 filtracin de agua. 3.4.1.-Geometra de los paneles La forma y dimensiones de los paneles tpicos es la siguiente:

Unidades en milmetros

Pgina 8 de 18


3.4.2.- Paneles especiales. Debido a que las viviendas tienen ventanas, puertas u otros elementos especiales, se debern generar paneles con dimensiones y formas especiales, manteniendo el diseo bsico del panel original. Estos paneles especiales, podran ser diseados segn los requerimientos del arquitecto y fabricados por el proveedor; lo que asegurar una mejor calidad de la vivienda terminada y permite mejorar los plazos y costos de construccin. Esto es revelante en viviendas construidas en serie. Una segunda alternativa es cortar el panel original segn las necesidades del diseo en obra, esto dar una mayor flexibilidad para cambios generados en terreno. Debido a esto el mandante puede realizar cambios a medida que la vivienda se esta construyendo sin perjudicar la calidad final del producto. 3.4.2.1.-Paneles con accesorios Los paneles podrn incorporar desde fbrica los diferentes accesorios requeridos, como por ejemplo: instalaciones elctricas y aislaciones, lo que facilitar el montaje de la vivienda, la ventaja de utilizar esta modalidad es que se asegura una mejor calidad en los cortes y perforaciones de los paneles.

4.- MODULACIN. El diseo de una vivienda, construida con paneles de ferrocemento, debe estar en funcin de las dimensiones de los paneles. Los espacios generados en el diseo deben contemplar, en lo posible, un nmero exacto de paneles, ya que no se recomienda usar fracciones de estos, debido a que se dificulta el montaje, se diminuye el rendimiento y en el caso de

Pgina 9 de 18

XVI JORNADAS CHILENAS DEL HORMIGN paneles a la vista se pierde la modulacin con efecto sobre la esttica del muro. De esto se deduce que las viviendas deben disearse en funcin de la modulacin de los paneles. La construccin de viviendas de Ferrocemento posee la ventaja de que al tener paneles modulares permite una colocacin simple de las instalaciones y redes de servicios, tanto por que pueden ser incorporadas en el proceso de fabricacin, como por que las dimensiones son conocidas antes de su montaje. Debido a lo expresado anteriormente, es de suma importancia que en los procesos previos a la construccin se considere esta modulacin, ya que disminuir los costos, aumentar el rendimiento y mejorar la esttica. 5.- FUNDACIN Y SOBRECIMIENTO Las fundaciones utilizadas en este sistema son similares a las utilizadas en viviendas tradicionales, las cuales debern ser calculadas por el proyectista. En el caso del sobrecimiento, para este tipo de viviendas, deber tener condiciones especiales que sern descritas a continuacin.

5.1.- Tolerancias Los paneles de ferrocemento son montados y alineados en el sobrecimiento, debido a esto las tolerancias admitidas deben ser muy pequeas, ya que el no cumplimiento de estas repercutir en la terminacin final del muro. En el caso de los sobrecimientos, para las viviendas construidas con este sistema, las tolerancias admitidas son las siguientes:

Tolerancias Rasante superior 3 mm Largo 3 mm Ancho 3 mm Esparrajo 1 cm

Pgina 10 de 18

XVI JORNADAS CHILENAS DEL HORMIGN Es importante considerar, que se deben mantener las escuadras del sobrecimiento para no alterar la alineacin del muro. 5.2.-Apuntalado para la colocacin de paneles Una vez terminado el sobrecimiento, y verificadas las tolerancias, se proceder a colocar el apuntalado exterior, que alinear y sostendr los paneles. Las tolerancias deben ser de 3 mm en aplome, con respecto al sobrecimiento. Esto determinar un plano vertical implcito sobre el cual se alinearn los paneles. Se puede inferir que si este plano cumple con las tolerancias especificadas, los paneles una vez colocados tambin las cumplirn. Este procedimiento se podr realizar tambin colocando el apuntalado para la cara interior del muro, para lo cual s deber tener el radier o losa colocada. Se podr utilizar esta solucin en el caso de muros realizados en altura (segundo piso), o donde el constructor estime conveniente El apuntalado, se debe colocar una distancia del espesor de los paneles desde el sobrecimiento.

Este apuntalado, deber ser suficientemente rgido para poder manipular las placas y colocarlas sin alterar la geometra de este, ya que cualquier cambio alterar las tolerancias del muro. En todo caso son validos todo los sistema que mecanicen o mejor el montaje. 6.- ENSAYOS 6.1.- Ensayo de conductividad y transmitancia trmica. Ensayos para paneles estndar, doble panel, doble cmara de aire, con aislacin en las dos caras interiores de los paneles que conforman el Muro. Sistema constructivo, con dos paneles de Mortero de espesor de 2,5 a 3,0 cm cada uno, dos placas de poliestireno expandido de 20 Mm y dos cmaras de

Pgina 11 de 18

XVI JORNADAS CHILENAS DEL HORMIGN aire de 25 Mm cada una, el valor de transmitanca trmica del muro es de 0,88 W/m2k, valor vlido para las zonas 1 a 6.

6.2.- Ensayo de resistenca acstica De acuerdo a ensayos realizados bajo norma ASTM E 413-73 los paneles de ferrocemento con doble cmara y aislacin, tienen un ndice de reduccin acstica de 39 dB(A). Cuando se requiera 45 dB(A), como en el caso de muros de separacin en pareos, se deber cambiar la solucin constructiva. Se ha probado que una capar de estuco 1:3 , de 2 cm por ambas caras, con agente promotor de adherencia Sika Latex, produce un ndice de reduccin acstica de 45 dB(A). Se estn probando otras soluciones para llegar al mismo resultado, pero con una aplicacin en el interior de muro.

6.3- Ensayo de resistencia al fuego De acuerdo a ensayos realizados bajo norma NCh 435 Of 84, los paneles de ferrocemento con doble cmara y aislacin, tienen una resistencia al fuego de de F-60 (75 min).

6.3.1.- Elementos Ensayados: Muros de Bloques de Ferro Cemento con distintas Aislaciones Se ensayaron 5 configuraciones de bloques de Ferrocemento con distintas aislaciones, a fin de estimar su comportamiento frente al fuego. Los resultados de los ensayos se muestran en el cuerpo de este informe. Cada ensayo se realiz siguiendo la curva de calentamiento especificada en la Norma NCh 935/1 Of.97, Ensayo de Resistencia al Fuego Parte 1: Elementos de Construccin en General pero a pequea escala, en el Laboratorio del rea de Ingeniera de Proteccin Contra el Fuego de DICTUC, La Tabla muestra el resumen de los resultados obtenidos en los ensayos: Aislacin Sin Aislacin Lana de Vidrio Poliestireno Expandido Lana Mineral Arena Resultado del ensayo (min) 84 137 82 189 185

Los primeros tres ensayos se detuvieron al alcanzar la cara no expuesta al fuego un aumento de 140 sobe la temperatura inic ial. Los ensayos 4 y 5 C (con aislamiento de lana mineral y arena respectivamente) se detuvieron pasadas las 3 horas de ensayo, sin presentarse falla en ninguno de ellos. Sus Pgina 12 de 18

XVI JORNADAS CHILENAS DEL HORMIGN temperaturas al momento de la detencin fueron de 120 y 73 C respectivamente.

6.4- Ensayos estructurales. Se realizaron una serie de ensayos en muros de ferrocemento, para verificar su comportamiento estructural. Las nomenclaturas utilizadas para los muros y sealadas en las taablas de resultados son: H CBB CXX 150 - 01 H CBB PN 410 - 01 C CBB PN 410 01 F CBB PN 410 01 Nomenclatuira: H C F I CBB PN CXX 150 410 01 : Ensayo de carga horizontal (corte) : Ensayo de carga vertical (compresin) : Ensayo de carga transversal (flexin) : Ensayo de carga de impacto. : Construccin de Cementos Bo Bo. : Panel nuevo. : Chascones cada XX centmetros o sin chascones (mm). : Espesor total del muro (00) :Dosificacin en kg de cemento en el panel. : Numero de orden de la probeta.

6.4.1.- Ensayo de carga cclico Bsicamente, los muros armados sometidos al ensayo de corte estn conformados por seis paneles de ferrocemento dispuestos en dos capas conformando ambas caras del muro y dejando un espacio libre en la parte central. Los esfuerzos de corte fueron aplicados cclicamente con amplitud mxima monotnicamente creciente, mediante un marco de carga de 100 ton de capacidad de carga vertical y 100 ton de carga horizontal. Una vez instalados los muros al marco de carga, se procedi al ensayo. Dicho ensayo se realiz mediante la aplicacin de deformaciones horizontales controladas, las cuales se aplicaron mediante un gato hidrulico dispuesto horizontalmente a la altura del punto de inflexin que se desea obtener en los muros. Las deformaciones se aplicaron cclicamente, en amplitud mxima monotnicamente creciente hasta alcanzar la rotura del muro. Tal como se muestra en la Tabla 6.4.1, se escogieron diez niveles de deformacin para los muros, comenzando desde 2mm hasta 47mm. Las variables consideradas en los ensayos corresponden a las mostradas en la Tabla 6.4.1.

Pgina 13 de 18

XVI JORNADAS CHILENAS DEL HORMIGN Tabla N 6.4.1Muro H-CBB-SC-150-01 H-CBB-C25-150-01 H-CBB-C50-150-01 H-CBB-SC-150-02 H-CBB-C25-150-02 H-CBB-C50-150-02 H-CBB-PN410-150-01 H-CBB-PN410-150-02(1) Espaciamiento chascones (cm) Sin chascones 25 50 Sin chascones 25 50 65 65 Historia terica de deformaciones (mm) 2 4 7 10 14 18 23 28 34 47 2 4 7 10 14 18 23 28 34 47 2 4 7 10 14 18 23 28 34 47 2 4 7 10 14 18 23 28 34 47 2 4 7 10 14 18 23 28 34 47 2 4 7 10 14 18 23 28 34 47 2 4 7 10 14 18 23 28 34 47 2 4 7 10 14 18 23 28 34 47

Nota: (1) Dosificaciones correspondientes a 410kg de cemento por panel para el tipo PN410. 6.4.4.1 Resultado de los ensayos de corte cclico.

Muro

Espaciamiento chascones M/(Vd) (cm)

Carga axial mxima (ton)

Direccin en que ocurre

1ra Fisura importante

Carga Mxima

Desprendimiento de paneles

V1ra 1ra (ton) (mm) H-CBB-SC-150-01 H-CBB-SC-150-02 Sin chascones Sin chascones 1.12 0.89 27.9 19.3 (+) (-) Prom edio 17.5 12.4 15.0 9.4 8.6 9.0

Vmax (ton) 19.4 13.4 16.4 18.3 21.5 19.9 20.5 15.1 17.8 15.8 15.5 15.7

max(1) (mm) 9.0 11.8 10.4 6.2 14.4 10.3 6.2 15.8 11.0 13.6 12.5 13.1

Vdesp desp(2) (mm) (ton) 11.6 11.4 11.5 12.3 21.5 16.9 18.5 10.5 14.5 12.7 14.7 13.7 16.4 16.7 16.6 10 14.4 12.2 7.7 21.5 14.6 18.3 15.5 16.9

H-CBB-C50-150-01 H-CBB-C50-150-02

50 50

0.89 0.89

27.9 29.5

(-) 18.3 6.2 (+) 17.2 10.4 PROMEDIO 17.8 8.3 (-) 11.9 (-) 10.8 PROMEDIO 11.4 (-) 7.0 (-) 10.5 PROMEDIO 8.8 3.4 8.2 5.8 5.7 8.9 7.3

H-CBB-C25-150-01 H-CBB-C25-150-02

25 25

0.89 0.89

30.7 23.9

H-CBB-PN410-150-01 H-CBB-PN410-150-02

65 65

0.89 0.89

23.9 24.7

Nota: (1) Corresponde a la deformacin asociada a la carga mxima Vmax. (2) Corresponde a la deformacin a la cual se aprecia un desprendimiento importante de los paneles de ferrocemento. 6.4.4.2 Conclusiones Los alambres de anclaje superiores de los paneles nuevos (PN) resultaron efectivos en evitar la cada de los paneles una vez que stos se desprenden del muro. Se sugiere que la resistencia de diseo de los muros se estime como la carga mnima entre las cargas de la 1ra fisura diagonal importante, carga mxima y carga de desprendimiento de paneles afectada inicialmente por un factor de 2 considerando la situacin en que los muros se comporten como un muro en voladizo (empotrado en la base y libre en el extremo superior) y posteriormente por un factor de seguridad mnimo recomendable para este caso de 2. Considerando lo anteriormente estipulado, la carga de diseo ser:

Pgina 14 de 18


min(V1 ,Vmax ,Vdesp ) V= 2 F .Scon F.S. 2

6.4.2. Ensayo de carga vertical. Bsicamente, los muros armados sometidos al ensayo de compresin estn conformados por cuatro paneles de ferrocemento dispuestos en dos capas conformando ambas caras del muro y dejando un espacio libre en la parte central. Los esfuerzos de corte fueron aplicados cclicamente con amplitud mxima monotnicamente creciente, mediante un marco de carga de 100ton de capacidad de carga vertical. Durante el ensayo se realizaron al menos cinco ciclos de carga-descarga incrementando la carga axial mxima en forma monotnica (incrementos de carga menores a un quinto de la carga mxima estimada del panel). La carga mxima de cada ciclo se mantuvo por 5min antes de descargar el panel hasta un nivel casi cero de carga (1000kg), para posteriormente realizar el ciclo de carga siguiente 1min despus de haber finalizado la descarga. Este plan de carga, se mantuvo hasta alcanzar una carga superior a 40ton que representa ms del doble de la carga de compresin esttica estimada para un muro de un primer piso de un edificio de tres con un rea tributaria de 9m2 en cada piso, con losas de 15cm de espesor y techo pesado. 6.4.2.1 Resultados de carga vertical. Tabla 6.4.2Espaciamiento chascones (cm) 65 65 Carga axial mxima (ton) 56.03 48.03 Deformacin mxima por compresin (mm) 1.13 1.66 Deformacin mxima por Modo de pandeo Falla (mm) 1.15 No presenta 6.06 No presenta

En la Tabla 6.4.2 se puede observar que ninguno de los muros ensayados alcanz la falla, desarrollando en ambos casos cargas verticales superiores a la cual se limit el ensayo. 6.4.2.2 Conclusiones Se observ que todos los muros ensayados tuvieron un desempeo adecuado superando el nivel de carga mxima al cual se limit el ensayo. Se sugiere que la resistencia de diseo de los muros se estime como la carga mnima entre los muros ensayados dividida por un factor de seguridad mnimo recomendable de 2. Considerando lo anteriormente estipulado, la carga de diseo ser:

Pgina 15 de 18


Pdiseo =

Pmin con F.S. 2 F .S .

6.4.3 Ensayo de carga transversal (Flexin). El ensayo de carga transversal (flexin) se muestra en la Figura 6.4.3. La carga es aplicada mediante un gato hidrulico de 5 toneladas. Como elemento repartidor de esfuerzos se utiliz una viga de roble de 9cm x 11,5cm x 140cm y 8kg de peso. Esta viga de roble se encontraba simplemente apoyada sobre 2 vigas de madera de 10cm x 10cm x 200cm y 10kg de peso cada una. El eje de cada viga de madera se encontraba a 1/4 de la luz libre del muro. El muro se encontraba apoyado en ambos extremos en su longitud menor (L=116cm). Los apoyos del panel consistan en una rtula fija y una rtula deslizante, ambas sobre una viga de madera de seccin 10 x 10cm. La luz libre entre apoyos fue de 261cm.

Figura 6.4.3 6.4.3.1 Resultados de carga transversal: Los resultados de los ensayo de carga transversal (flexin) se muestra en la Tabla 6.4.3, Tabla 6.4.3Modo Modo de carga Falla Probeta F-CBB-PN-410-01 Vu en los1/4 de la luz Corte F-CBB-PN-410-02 Vu en los1/4 de la luz Corte PROMEDIO Carga mxima (ton) 4.60 3.94 4.27 Momento mximo (ton-m) 1.50 1.29 1.39 Corte mximo Vu (ton) 2.30 1.97 2.14

Pgina 16 de 18

XVI JORNADAS CHILENAS DEL HORMIGN 6.4.3.2 Conclusiones Se observ que en todos los muros ensayados a flexin la falla fue por corte en la base de los muros. Las fallas siempre se produjeron en la base de los muros, esto, debido la discontinuidad entre cadena de fundacin y paneles, siendo el nico elemento resistente las columnas laterales de confinamiento. 6.4.4.- Ensayo de carga de impacto en muros. Este ensayo consiste en golpear el panel con una masa normalizada (saco de arena de 27,2kg) desde diferentes alturas. En cada impacto se mide la deformacin que se produce en el panel en la mitad de la altura de ste. El ensayo contina hasta llegar a una altura de 120cm o bien la rotura del panel. Ensayo consiste en golpear el panel con una masa normalizada que consiste en un saco de arena de 27,2kg, desde diferentes alturas en forma creciente, de forma de que el impacto proporcionado al panel aplique una cantidad de energa determinada en cada uno. La masa est sujeta a una rtula fija a travs de una cuerda de 400cm de largo y de poca elasticidad. Se comienza con una altura de 15cm y se prosigue el ensayo aumentando la altura de cada en 15cm en los siguientes golpes. En cada impacto se mide la deformacin que se produce en el panel en la mitad de la altura de ste, registrndose la deformacin instantnea y la residual en cada impacto. El ensayo contina hasta llegar a una altura de 120cm o bien la rotura del panel. 6.4.4.1 Resultados de la carga de impactoNivel Nivel de Nivel deServicio Resistencia deRotura Probeta Impacto I-CBB-PN-410-0 1/2 de la luz Cumple Cumple Cumple

Probeta I-CBB-PN-410-01 (410kg de cemento). E = 40(J) : Sin dao aparente. E = 80(J) : Sin dao aparente. E = 120(J) : (Nivel de servicio) Sin dao aparente. E = 160(J) : 1ra fisura. E = 200(J) : Aumenta la fisuracin. E = 240(J) : (Nivel de resistencia). Aumenta el espesor de las fisuras. E = 280(J) : Sin dao adicional aparente. E = 320(J) : (Nivel de rotura). Sin dao adicional aparente. 6.4.4.1 Conclusiones Los muros ensayados, cumplen, las exigencias de la norma NCh 804 of.2003 en los tres niveles de dao.

Pgina 17 de 18

XVI JORNADAS CHILENAS DEL HORMIGN 7.- CONCLUSIONES GENERALES Desde un punto de vista estructural y de los ensayos efectuados estos satisfacen los requerimientos y dan seguridad a la estructura en servicio. Sin embargo, es necesario continuar con el estudio de las dos normas:

Fabricacin de paneles de ferro cemento criterios de calidad y su control.

para uniformar los

Calculo estructural de paneles y estructuras de ferrocemento Para determinar criterios de diseo y de revisin comn y bien fundadas.

El sistema constructivo presente es una alternativa valida dada sus indudables ventajas tcnicas como rapidez y facilidad de montaje, calidad del producto incluida en el panel, alto grado de terminacin incluido en la obra gruesa, bajo costo de posventa. Unido a esto presenta una transmitancia trmica superior que garantiza un alto confort trmico en todo tipo de climas, atributo indispensable en las viviendas que se ofrecen hoy en el mercado.

Pgina 18 de 18

26 Ferrocemento Chile

Documents

Transcript of 26 Ferrocemento Chile