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  • Universidad Austral de Chile Facultad de Ciencias de la Ingeniera

    Escuela de Ingeniera Civil en Obras Civiles

    FABRICACIN, ENSAYO Y REPARACIN DE

    MUROS DE HORMIGN ARMADO, UTILIZANDO

    FERROCEMENTO

    Memoria para optar al titulo de:

    Ingeniero Civil en Obras Civiles.

    Profesor Patrocinante:

    Sr. Hernn Arns Valencia.

    Ingeniero Civil

    MARCELO ALEJANDRO AROS VILLEGAS

    2005

  • INDICE

    RESUMEN

    SUMMARY

    CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

    1.1 Introduccin 11.2 Objetivos 21.2.1 Objetivos generales 21.2.2 Objetivos especficos 21.3 Metodologa de trabajo 3 CAPITULO II: DAOS ESTRUCTURALES

    2.1 Generalidades 42.2 Factores que originan dao estructural 42.2.1 Diseo 42.2.2 Factores constructivos 42.2.3 Factor de uso 52.2.4 Factores eventuales 52.3 Cargas generadoras de falla 52.3.1 Cargas horizontales 52.3.1.1 Sismos 52.3.2 Cargas verticales 72.3.2.1 Peso propio 72.3.2.2 Sobrecargas 72.4 Fallas en el hormign armado 72.4.1 Grietas por flexin 72.4.2 Grietas por corte 92.4.3 Grietas por compresin 102.4.4 Grietas por traccin 112.4.5 Grietas por torsin 12 CAPITULO III: MUROS DE HORMIGN ARMADO:

    COMPORTAMIENTO AL CORTE

  • 3.1 Generalidades 133.2 Rango elstico y agrietamiento diagonal 133.3 Rango post-agrietamiento 153.4 Modos de falla 153.4.1 Falla frgil por corte 153.4.2 Falla dctil por corte 163.4.3 Falla frgil por compresin diagonal 173.5 Parmetros que influyen 173.5.1 Resistencia caracterstica del hormign (fc) 173.5.2 Esbeltez 173.5.3 Refuerzo transversal 173.5.4 Refuerzo longitudinal 183.5.5 Refuerzo axial 18 CAPITULO IV: EL FERROCEMENTO.

    4.1 Generalidades 194.2 Materiales componentes del ferrocemento 194.2.1 Mortero 194.2.2 Cemento 194.2.3 ridos 204.2.4 Agua 204.2.5 Aditivos 214.3 Refuerzos del ferrocemento 224.3.1 Armadura difusa 224.3.2 Armadura discreta 234.4 Propiedades mecnicas del ferrocemento 244.4.1 Comportamiento a la traccin 244.4.2 Comportamiento a la compresin 254.4.3 Comportamiento a la flexin 254.4.4 Comportamiento al agrietamiento 274.4.5 Resistencia al impacto 274.4.6 Durabilidad y corrosin 284.5 Aplicaciones en la construccin y experiencia con ferrocemento 28

    CAPITULO V: MURETES DE PRUEBA

    5.1 Generalidades 305.2 descripcin de materiales, herramientas y equipos utilizados 30

  • 5.2.1 Materiales 305.2.2 Herramientas 335.2.3 Maquinas y equipos 345.3 Fabricacin de muretes de hormign armado 375.3.1 Diseo al corte de muretes 375.3.2 Fabricacin de moldajes 395.3.3 Armadura 395.3.4 Dosificaciones 405.3.5 Hormigonado 405.3.6 Curado 425.3.7 Frague 425.3.8 Desmolde 425.4 Descripcin del ensayo de muretes de hormign armado 435.5 Comportamiento de muretes de hormign armado 445.5.1 Murete n 1 455.5.2 Murete n 2 475.5.3 Murete n 3 495.5.4 Murete n 4 515.5.5 Murete n 5 535.5.6 Murete n 6 55

    5.6 Reparacin de muretes de hormign armado utilizando ferrocemento 55

    5.6.1 Dosificacin mortero 555.6.2 Armadura del ferrocemento 565.6.3 Limpieza de muretes 575.6.4 Fijacin de mallas 575.6.5 Mortero 575.6.6 Curado y frague 585.7 Descripcin del ensayo de muretes reparados con ferrocemento 595.8 Comportamiento de muretes reparados con ferrocemento 605.8.1 Murete n 1 625.8.2 Murete n 2 645.8.3 Murete n 3 665.8.4 Murete n 4 685.8.5 Murete n 5 705.8.6 Murete n 6 72

    CAPITULO VI: ANALISIS DE RESULTADOS

    6.1 Comparacin entre muretes reparados y sin reparar 74

    6.1.1 Comportamiento murete n1 746.1.2 Comportamiento murete n2 76

  • 6.1.3 Comportamiento murete n3 786.1.4 Comportamiento murete n4 806.1.5 Comportamiento murete n5 826.1.6 Comportamiento murete n6 846.2 Resumen comportamiento de muretes 846.2.1 Muretes de hormign armado 866.2.2 Muretes reparados con ferrocemento 886.3 Resumen de ensayos 90

    CAPITULO VII: COMPARACION DE COSTOS CON OTRO SISTEMA DE REPARACIN

    7.1 Generalidades 91

    7.2 Procedimiento de reparacin o refuerzo mediante hormign preempacado 91

    7.2.1 Antecedentes generales 91

    7.2.2 Materiales 91

    7.2.3 Procedimiento de ejecucin 93

    7.2.4 Materiales a utilizar para confeccionar lechada 94

    7.3 Comparacin de costos 95

    7.3.1 Costos del hormign preempacado 95

    7.3.2 Costos del ferrocemento 96

    CAPITULO VIII: CONCLUSIONES

    8.1 Conclusiones especficas 978.2 Conclusiones generales 98

    BIBLIOGRAFA 99

    ANEXOS

    ANEXO 1 Dosificacin de hormign 101ANEXO 2 Ficha tcnica puente de adherencia 110ANEXO 3 Resultados de ensayos a probetas de hormign y mortero 113

  • RESUMEN

    En la presente investigacin, se realiz un anlisis experimental a seis probetas

    de hormign armado, las cuales fueron sometidas a ensayos destructivos de

    compresin diagonal, para obtener la carga de rotura y deformacin producida.

    Posteriormente se procedi a reparar cada una de las probetas utilizando ferrocemento,

    aplicando el procedimiento por ambas caras de la probeta de hormign armado.

    Pasado los 28 das de frague requerido, las probetas reparadas con

    ferrocemento se ensayaron de la misma forma que las probetas de hormign armado,

    obteniendo as parmetros de comparacin, como deformacin y carga ltima.

    Al analizar los resultados obtenidos, teniendo en cuenta la resistencia a

    compresin diagonal, deformacin y costos de la aplicacin del mtodo de reparacin

    propuesto, se observa la eficiencia de la utilizacin del ferrocemento como una

    alternativa de reparacin a muros de hormign armado.

    Todo el proceso de fabricacin, ensayo y reparacin de los muretes de prueba se

    realiz en el Laboratorio de Ensaye de Materiales de Construccin (LEMCO).

  • SUMMARY

    The present investigation have the purpose to analyze experimentally to six little

    walls composed for framed concrete and then, to assay them to the fracture and

    afterward repairing them with iron-cement, for to observe the efficiency and

    effectiveness of the method proposed.

    In the experiment it was build six little walls for framed concrete, that was

    submitted to destructing assayers of diagonal compression to get the charge of break.

    Then it was realize it the repair of every one, using iron-cement and applying it on two

    faces of the little walls. After award they was assay it of the same way again, getting so

    parameters of comparison, deformation and final charge.

    The results of the application of this type of repair, demostrates the efficiency and

    effectiveness, since the perspective of the resistance, deformation and costes of the

    application of the method.

    All the process of making, assay and repair of the little walls it was realize it in the

    Laboratorio de Ensaye de Materiales de Construccin (LEMCO).

  • CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

    1.1 Introduccin.

    Hoy en da el hormign armado es uno de los materiales mas utilizado en la

    construccin, y es usual encontrar defectos desde el punto de vista constructivo, mala

    calidad de los materiales, mal diseo de elementos o tambin debido a causas

    eventuales. El reparar estos defectos resulta ineludible ya que la estructura incurre en

    una perdida de resistencia, afectando directamente a la seguridad de esta.

    Actualmente existen distintas tcnicas y productos utilizados en la reparacin de

    muros de hormign armado, pueden ser reparados y reforzados a travs de inyecciones

    epxicas, reemplazo de partes afectadas o aumentando la seccin del elemento, esto

    depende del nivel de dao producido en el muro.

    La inyeccin de grietas con resinas epxicas es aplicable cuando solo existe la

    grieta y no un dao mayor en el hormign ni en la armadura. La remocin y reemplazo

    del hormign se realiza cuando este ha sido deteriorado, destruido o se ha perdido la

    adherencia del hormign a la armadura, aplicando morteros con polmeros, mortero

    proyectado, morteros epxicos u hormign preempacado, tambin existen refuerzos

    que se aplican a los muros de hormign armado, utilizando laminas de carbono o tejidos

    compuestos de fibra (carbono o vidrio), que dependiendo del modo de falla producido

    en el muro, un mtodo ser de mejor aplicacin que otro.

    Si bien estos mtodos de reparacin otorgan resultados aceptables, la constante

    bsqueda de nuevas tcnicas de reparacin de menor costo y de aplicacin ms

    simple, ha hecho enfocar la mirada en el ferrocemento.

    Consiste en una serie de mallas muy juntas o barras de muy pequeo dimetro

    completamente envueltas en la matriz de mortero, generando un material compuesto

    cuyo comportamiento es distinto al del hormign armado convencional en resistencia,

    deformacin y aplicaciones. En Chile ya se han fabricado viviendas sociales y privadas,

    utilizando elementos prefabricados con ferrocemento.

    Considerando las propiedades que posee este material, su bajo costo, se logran

    espesores pequeos de elementos, de fcil reparacin y no requiere de mano de obra

    especializada, debido a estas caractersticas, en la siguiente investigacin se pretende

    analizar el uso del ferrocemento como una tcnica alternativa de reparacin de muros

    de hormign armado.

    1

  • 1.2 Objetivos.

    1.2.1 Objetivos generales

    Determinar la factibilidad que presenta la utilizacin del ferrocemento en la reparacin de muros de hormign armado.

    Definir una tcnica de reparacin adecuada en la cual se consideren factores de costo, trabajabilidad, materiales a utilizar, personal necesario, seguridad.

    Recuperar la capacidad de resistencia del elemento daado y tambin sus propiedades mecnicas ante las solicitaciones de uso, para las cuales fue

    diseado.

    1.2.2 Objetivos especficos

    Realizar una comparacin econmica entre la reparacin de muros de hormign armado utilizando hormign preempacado y la tcnica de reparacin propuesta

    mediante el uso del ferrocemento.

    Analizar comparativamente el murete de hormign armado reparado utilizando ferrocemento y el murete sin reparar, tomando en consideracin factores de

    resistencia y deformacin.

    Evaluar el grado de recuperacin que se obtiene de la reparacin a los muretes de hormign armado, tomando en cuenta la capacidad resistente de las probetas

    y analizar los distintos modos de falla producidos durante su ensayo.

    2

  • 1.3 Metodologa de Trabajo El procedimiento a seguir es el siguiente:

    1. Recopilacin de informacin, antecedentes en general, relativos a la reparacin

    de estructuras y especficamente al diseo y reparacin de muros de hormign

    armado, calidad de materiales, tipo de reparaciones utilizadas en esta memoria.

    2. Desarrollo de captulos tericos con el objetivo de tener mayor conocimiento con

    respecto a tipos de reparaciones de hormign armado y productos utilizados para

    su llevada a cabo.

    3. Realizar el estudio y diseo de elementos con el objeto de abordar de mejor

    manera el ensayo de las probetas.

    4. Preparacin de 6 probetas de muros de hormign armado, las que sern

    sometidas a ensayos de laboratorio con el objeto de determinar la resistencia de

    estos elementos bajo cargas de compresin diagonal.

    5. Posteriormente se proceder a repararlos utilizando un sistema innovador como

    es el uso de ferrocemento, para su posterior ensayo y determinacin de

    resistencia.

    6. Obtencin de resultados y comparacin de cargas entre probetas en condiciones

    normales y las mismas reparadas con ferrocemento.

    7. Finalmente se realizan los estudios comparativos y anlisis de resultados para

    ver si realmente el sistema de reparacin con ferrocemento es conveniente en la

    reparacin de muros de hormign armado.

    3

  • CAPITULO II

    DAOS ESTRUCTURALES

    2.1 Generalidades.

    En las estructuras de hormign armado existen daos que estn condicionados

    por una serie de factores que afectan de alguna u otra manera al comportamiento de la

    estructura disminuyendo as su capacidad resistente.

    Algunos de estos factores son, las condiciones de diseo de la estructura, los

    aspectos constructivos bajo los cuales se ejecuta la obra, tambin la calidad del suelo,

    la accin de factores eventuales, los cuales al actuar de forma conjunta pueden generar

    daos desastrosos a nuestra estructura.

    2.2 Factores que originan dao estructural.

    De manera de ordenar estos factores, los podemos clasificar en los grupos que

    se sealan a continuacin:

    2.2.1 Diseo:

    Al incurrir en errores de tipo estructural, el comportamiento de los elementos en

    la prctica va a ser distinto a lo calculado, creando as deformaciones y agrietamientos

    que en algunos casos van a ser inadmisibles y en otros se podrn reparar, utilizando un

    proceso de reparacin adecuado a la falla producida.

    2.2.2 Factores constructivos:

    En este grupo las fallas se producen debido a una mala tcnica de construccin,

    tambin por una falta de organizacin de las distintas actividades a realizar, o a la mala

    calidad de los materiales utilizados.

    4

  • 2.2.3 Factor de uso:

    Indudablemente las estructuras las calculamos sabiendo a priori el uso que

    tendr, por lo tanto si esta condicin cambia la estructura no estara capacitada para

    resistir esta modificacin, por lo que habra que hacer las reparaciones a la estructura

    antes que se cambie el uso para evitar posibles daos.

    2.2.4 Factores eventuales:

    Son aquellos que actan sobre la estructura de forma aleatoria, sismos,

    impactos, incendios, etc., solicitando a la estructura ms all que su capacidad

    resistente. Solo al reparar estos daos la estructura recuperara su capacidad de diseo.

    Tambin con motivo de poder realizar una reparacin satisfactoria a la estructura

    daada, hay que conocer bien el origen de la falla, para el caso en que acten factores

    eventuales como los mencionados anteriormente, la identificacin de la falla no es un

    problema pudiendo adoptar as un buen mtodo de reparacin. Pero en el caso que el

    origen de la falla es desconocido, como los asentamientos del suelo, la corrosin de

    armaduras, los factores atmosfricos, etc. Para estos casos la identificacin de la falla

    forma parte de un estudio con el cual se puede elaborar una adecuada metodologa de

    inspeccin y reparacin de la estructura.

    2.3 Cargas generadoras de falla.

    La estructura se ve sometida a distintos tipos de cargas que eventualmente

    pueden generar fallas, algunas de mayor magnitud que otras y dependiendo de la

    naturaleza de estas las podemos clasificar en cargas horizontales y cargas verticales.

    2.3.1 Cargas horizontales:

    2.3.1.1 Sismos:

    En nuestro pas este fenmeno es de bastante recurrencia por lo que es muy

    importante considerar, estos causan diversos daos a las estructuras, algunos que

    afectan a la estabilidad de la estructura y otros que afectan elementos aislados no

    generando un mayor efecto sobre el conjunto de la estructura.

    5

  • Las principales fallas en el hormign armado producto de un sismo estn

    relacionadas con deformaciones y fuerzas excesivas en que incurre la estructura, como

    las fuerzas de corte, momento flector, unin hormign armadura, etc., afectando a los

    muros, pilares, vigas, losas.

    En los casos ms severos puede llegar a producirse un brusco descenso de la

    rigidez al desprenderse el hormign, producindose la rotura de estribos, quienes son

    los que soportan el esfuerzo de corte.

    En los muros se presentan grietas diagonales en forma de cruz debido al

    predominio de las fuerzas de corte, este tipo de falla es frgil y se extienden en todo el

    muro, en los casos mas graves se puede producir la rotura de la armadura de pilares.

    Figura 2 1. Grietas en muro debido a esfuerzos de corte.

    Al escoger una zona del centro del muro se aprecia claramente el

    comportamiento de las fuerzas actuantes en el muro y su grieta resultante producto de

    la accin del esfuerzo de corte.

    Figura 2 2. Esfuerzos producidos en una grieta.

    6

  • 2.3.2 Cargas verticales.

    2.3.2.1 Peso propio.

    Este tipo de cargas no tiene mucha recurrencia como un fenmeno generador de

    fallas estructurales.

    2.3.2.2 Sobrecargas.

    Se puede presentar cuando las cargas que afectan a la estructura sobrepasan

    los valores de diseo, ya sea a raz de un sobre uso de la estructura o debido a una

    sobrecarga eventual, para la cual la estructura no ha sido diseada. Quedando esto de

    manifiesto al presentarse pequeas deflexiones al principio con un posterior

    ensanchamiento de las grietas, pudiendo llevar a la deformacin del elemento y en

    situaciones de carga mayor se puede producir desprendimiento de hormign, la rotura

    de la armadura prcticamente no se presenta debido a la accin de sobrecargas.

    2.4 Fallas en el hormign armado.

    Las fallas en el hormign armado estn precedidas de pequeas fisuras y grietas

    que se manifiestan de distintas maneras en todos los elementos estructurales por lo que

    clasificaremos las grietas segn los esfuerzos ante los que se presentan en:

    a) Grietas por flexin

    b) Grietas por corte

    c) Grietas por compresin

    d) Grietas por traccin

    e) Grietas por torsin

    2.4.1 Grietas por flexin.

    Causas:

    Error en la cuanta balanceada Mala adherencia entre el acero y el hormign, producindose una mala

    distribucin de tensiones.

    Mala disposicin de armaduras.

    7

  • Descimbre prematuro. Asentamientos del suelo.

    Caractersticas:

    A toda viga de hormign armado solicitada por flexin, la forma de la falla

    depender de las resistencias del hormign y del acero. A todo hormign del cual se

    conoce la resistencia, le corresponde una cuanta determinada, donde la resistencia del

    acero y del hormign se agota simultneamente. Si existe una cuanta menor a la

    balanceada, la rotura se inicia por deformacin plstica del acero (falla dctil), si la

    cuanta es mayor que la balanceada, se generaran fallas por aplastamiento en el

    hormign (falla frgil).

    Las grietas por flexin se manifiestan en principio en la zona de momento

    mximo, extendindose posteriormente a los apoyos.

    En una viga, la grieta se encuentra solamente en la parte traccionada.

    Se presentan en gran cantidad, muy prximas unas de otras. Producindose un

    espaciamiento mayor si, la cuanta es menor, la resistencia de hormign es baja, el

    dimetro de las armaduras es mayor y si la adherencia entre el hormign y el acero es

    baja.

    Generalmente estas grietas se producen bajo cargas, si esta carga se retira, un

    gran numero de ellas se cierran mostrando solo pequeas fisuras en el elemento.

    El asentamiento del suelo produce un descenso de las fundaciones de la

    estructura. Al tratarse de una estructura de hormign armado, tendr una rigidez alta y

    los efectos debido al asentamiento pueden tener una gran repercusin en la estructura.

    Al asentarse un pilar que sustenta una viga, se producen cambios en los momentos

    mximos y en los esfuerzos de corte, que afectan no solo a su magnitud sino tambin a

    su ubicacin, se producen una cantidad excesiva de grietas en la parte inferior de las

    vigas y se ubican desplazadas del punto donde se produce el momento mximo,

    tambin se generan grietas cerca de los apoyos en las vigas.

    8

  • S= Asentamiento de suelo. 1= Grietas debido a asentamiento en apoyos vecinos.

    2= Grietas debido a asentamiento en apoyo central.

    Figura 2 3. Grietas debido a esfuerzos de flexin.

    2.4.2 Grietas por corte.

    Causas:

    En las vigas, este tipo de grietas provienen del efecto en conjunto de la flexin y

    el corte, producindose grietas de traccin diagonal, generalmente se presentan en

    vigas cortas muy cargadas.

    En las losas apoyadas directamente sobre pilares, la falla puede provenir de la

    formacin de grietas de traccin diagonal, que se forman alrededor de la columna,

    fallando finalmente por punzonamiento al arrancar la columna parte de su apoyo en la

    losa.

    El asentamiento del suelo tambin generara grietas por corte en una estructura

    en base a muros.

    Caractersticas:

    En las vigas, estas grietas se producen cerca de los apoyos, zona en la cual el

    esfuerzo de corte es mximo, tienen una orientacin tal que cortan al eje neutro, las

    fisuras son cerradas, con una inclinacin entre 45 y 75 hacia el pilar. Son muy

    peligrosas ya que la rotura puede ser instantnea.

    Figura 2 4. Grietas debido a esfuerzos de corte.

    Si una junta de hormigonado es defectuosa, se apreciaran grietas en la unin de

    los elementos.

    9

  • En pilares no es frecuente, suele producirse en pilares de planta baja de edificios

    que tienen que soportar fuertes empujes que no tienen la seccin o armadura

    transversal suficiente. Los pilares extremos de ltima planta, donde acometen vigas de

    grandes luces y si no tienen armadura transversal suficiente, estn sometidos a

    tensiones tangenciales apareciendo fisuras inclinadas, con tendencia a los 45, en las

    dos caras opuestas, desplazndose una parte del pilar sobre la otra cuando el estado

    es muy avanzado (Figura 2 - 5).

    Figura 2 5. Grietas en debido a esfuerzos de corte.

    En el caso que el asentamiento del suelo genere grietas por corte, estas se vern

    reflejada en los muros que se encuentren entre el eje vertical de la estructura que

    descendi debido al asentamiento, y el eje que se ha mantenido en su lugar, creando

    grietas a lo largo de la diagonal de los muros.

    El comportamiento de los muros de hormign armado bajo esfuerzos de corte

    forman parte del Capitulo III de esta memoria.

    2.4.3 Grietas por compresin.

    En las columnas este tipo de grietas se manifiestan a media altura de la columna,

    esto debido a que en sus extremos existe una zona de mayor refuerzo a su encuentro

    con las vigas.

    Tambin los estribos y las barras longitudinales son de fundamental importancia

    para evitar este tipo de grietas, ya que los estribos evitan el pandeo de las barras

    confinando as al hormign, evitando que la seccin se ensanche y aumentando

    indudablemente la resistencia del elemento.

    El modo de falla de las columnas frente a cargas de compresin comienza a dar

    aviso al aparecer grietas verticales a media altura de la columna, fallando

    repentinamente y producindose una pequea deflexin, internamente existe un

    pandeo de las barras verticales y aplastamiento del hormign.

    En columnas armadas con zunchos la falla comienza a apreciarse al formarse

    gran cantidad de grietas verticales, desprendindose posteriormente la capa de

    recubrimiento de hormign y si la carga contina y la columna es muy esbelta se

    10

  • producirn grietas que anunciarn la falla por pandeo de la columna, o tambin por

    rotura de la hlice del zuncho.

    Las vigas tambin manifiestan grietas en la zona de compresin, puede deberse

    a una alta cuanta de acero o a una baja resistencia a compresin del hormign.

    2.4.4 Grietas por traccin.

    La accin de diferentes agentes externos son los que principalmente generan

    este tipo de grietas, los mas importantes o los que afectan en mayor medida a

    estructuras de hormign armado son los siguientes:

    Sulfatos:

    Estos generan esfuerzos expansivos que pueden dar origen a grietas y en el

    peor de los casos que el hormign se disgregue, este tipo de grietas no tienen forma

    definida y pueden actuar en cualquier parte de la estructura, bastando solo el contacto

    con el hormign o alguna mezcla con sulfatos en su fabricacin.

    Ciclos hielo deshielo:

    El agua penetra los capilares del hormign llenando los espacios de aire, al bajar

    la temperatura esta agua se congela aumentando su volumen generando grietas de

    carcter progresivo por lo que el hormign cada vez va quedando mas deteriorado,

    producindose una perdida parcial o total de su resistencia.

    Temperatura:

    Principalmente se produce en procesos industriales o donde exista gran cantidad

    de calor, en estos casos se generan grietas de traccin debido a que el acero y el

    hormign no se deforman al mismo tiempo producto de la diferencia entre sus

    coeficientes de conductividad trmica.

    Debido a la retraccin del hormign tambin se generan grietas ya que el

    hormign al perder agua se contrae y al absorber agua se dilata, generando al igual que

    en los casos anteriores, tensiones que pueden dar origen a grietas.

    11

  • 2.4.5 Grietas por torsin.

    En las vigas se provocan fisuras en 45 que se continan desarrollando en las

    otras caras de la viga. Suelen darse cuando existe una viga que une prticos de luces

    descompensadas.

    Es mas frecuente que este tipo de grietas se presente en conjunto con grietas de

    traccin diagonal, en este caso la torsin aumenta el corte en un lado de la viga y al otro

    lado lo reduce, provocando en el lado mas solicitado un agrietamiento prematuro por

    traccin diagonal bajo una tensin combinada.

    12

  • CAPITULO III MUROS DE HORMIGON ARMADO:

    COMPORTAMIENTO AL CORTE

    3.1 Generalidades.

    Dados los requerimientos de ductilidad y de capacidad de disipacin de energa,

    no se debe permitir que el corte controle la respuesta de muros estructurales, mediante

    un diseo por capacidad seria posible asegurar que la repuesta quede controlada por

    flexin. Por lo tanto, es indispensable contar con una buena evaluacin de la resistencia

    disponible de corte.

    Es usual observar comportamiento dominado por corte en muros bajos, el

    agrietamiento diagonal y degradacin brusca de rigidez y resistencia al alcanzar la falla,

    son caractersticas tpicas de este tipo de muros.

    La falla se presenta en forma frgil y con muy poca capacidad de deformacin no

    lineal, generando as una falla peligrosa.

    A diferencia del caso de flexin, actualmente no se cuanta con un modelo

    totalmente aceptado que explique el comportamiento de corte, debido a la complejidad

    de los mecanismos involucrados y a una cierta incertidumbre sobre la verdadera

    influencia de alguno de los parmetros que afectan a estos mecanismos. Investigadores

    han optado por proponer expresiones de tipo semi-emprico, que modelan puntos

    caractersticos del comportamiento, tales como el lmite elstico, la resistencia al

    agrietamiento diagonal y la resistencia mxima.

    3.2 Rango elstico y agrietamiento diagonal.

    a) Rango elstico previo al agrietamiento:

    Esta es una zona lineal-elstica muy rgida, para la cual valen los principios de

    resistencia de materiales, esta zona finaliza al producirse el agrietamiento diagonal en

    el muro, donde la traccin principal en el alma, alcanza el modulo de ruptura o

    resistencia a la traccin del hormign.

    13

  • b) Agrietamiento diagonal del alma:

    El agrietamiento comienza en el alma del muro en el instante que la resistencia

    del material es sobrepasada por la tensin principal de traccin.

    Figura 3 1. Agrietamiento diagonal del alma.

    c) Agrietamiento diagonal por flexin:

    En este caso la falla se genera a partir de grietas de flexin, que se inclinan hacia

    el interior del elemento.

    Figura 3 2. Agrietamiento diagonal por flexin.

    Tanto en el caso b) y c) la resistencia al agrietamiento diagonal es un problema

    de tensiones principales, donde los parmetros ms importantes son:

    Resistencia a la traccin o mdulo de ruptura del hormign. Esfuerzo axial. Esbeltez del elemento.

    14

  • 3.3 Rango post-agrietamiento.

    Mecanismos resistentes de corte:

    c Transferencia de corte a travs del hormign en la cabeza de compresin del muro. d Fuerza de corte transmitida por el efecto de trabazn de los agregados entre ambas caras de la grieta.

    Contribucin del refuerzo que atraviesa la grieta:

    e Fuerzas axiales en el refuerzo transversal. f Fuerzas de corte en el refuerzo longitudinal.

    Figura 3 3. Mecanismos resistentes de corte.

    3.4 Modos de falla

    3.4.1 Falla frgil por corte.

    Tpica de muros bajos con baja cuanta de refuerzo transversal, en este caso una

    vez que las tensiones principales exceden el modulo resistente del hormign, se abre

    una gran grieta diagonal.

    El mecanismo de resistencia post-agrietamiento no se desarrolla.

    El poco refuerzo transversal, si existe se fractura.

    Finalmente se destruye la cabeza de compresin del muro.

    Esta falla se caracteriza por su fragilidad y baja capacidad de deformacin.

    15

  • Figura 3 4. Falla frgil por corte.

    3.4.2 Falla dctil por corte (por tensin diagonal).

    Tpica de muros mas esbeltos con mayor cuanta de refuerzo transversal, en este

    caso si existe el mecanismo de resistencia post-agrietamiento.

    El refuerzo del alma limita el ancho de la grieta, apareciendo una serie de grietas

    diagonales, dispersas en el alma del muro a medida que el desplazamiento aumenta.

    El refuerzo transversal desarrolla fluencia, esto permite que el muro desarrolle un

    cierto grado de deformacin en el rango no lineal.

    Finalmente la grieta se abre lo suficiente para que algunas de las barras del

    refuerzo transversal se fracturen y las grietas penetren, destruyendo as la cabeza de

    compresin.

    Figura 3 5. Falla dctil por corte.

    16

  • 3.4.3 Falla frgil por compresin diagonal.

    Se presenta en muros con una excesiva cuanta de refuerzo transversal, el alto

    nivel de fuerzas producidas en el acero transversal genera grandes compresiones

    diagonales en el hormign.

    La falla se caracteriza por su fragilidad, ocurre generalmente por aplastamiento

    del hormign en la cabeza de compresin, debido al efecto combinado de la flexin y la

    compresin diagonal por corte.

    3.5 Parmetros que influyen.

    3.5.1 Resistencia caracterstica del hormign (f`c).

    Modulo de ruptura del hormign en unidades kg/cm2.

    3.5.2 Esbeltez.

    La esbeltez define en gran medida el mecanismo resistente del muro.

    M/Vd

  • La efectividad del refuerzo transversal es un tema sobre el cual no existe

    acuerdo, la prctica comn de diseo supone que todas las barras transversales

    cruzadas por una grieta diagonal a 45 alcanzan la fluencia.

    La efectividad se puede evaluar en trminos del cuociente entre la fuerza de

    corte que es capaz de transferir directamente el refuerzo transversal al momento de la

    falla y la fluencia.

    Es importante destacar que, aunque la contribucin del refuerzo transversal a la

    resistencia al corte no sea significativa en muchos casos, si lo es el aumento de la

    capacidad de deformacin en los muros dominados por corte.

    No obstante lo anterior, un aumento excesivo de la cuanta de refuerzo

    transversal puede inducir una falla frgil por compresin diagonal en el alma del muro.

    3.5.4 Refuerzo longitudinal.

    La cuanta de refuerzo longitudinal define la posicin de la lnea neutra, y por lo

    tanto el tamao de la cabeza de compresin del muro, donde se transfiere corte

    directamente a travs del hormign.

    La presencia de refuerzo longitudinal mejora el efecto de trabazn de los

    agregados al limitar el ancho de las grietas.

    3.5.5 Refuerzo axial.

    La presencia de compresin axial produce un aumento, tanto de la resistencia al

    agrietamiento diagonal como de la resistencia al corte del muro.

    Mejora el efecto de trabazn de los agregados y agranda la zona en compresin

    de la seccin mas solicitada.

    Es usual cuantificar este aumento de resistencia al corte, en forma simplificada,

    como un porcentaje de la magnitud del esfuerzo axial, sin embargo, la presencia de

    esfuerzo axial de compresin tiende a disminuir la capacidad de deformacin inelstica

    del muro, favoreciendo la falla frgil por corte.

    18

  • CAPITULO IV EL FERROCEMENTO

    4.1 Generalidades.

    El ferrocemento es un tipo de hormign armado en forma de lamina delgada

    comnmente construido con mortero de cemento hidrulico y reforzado con capas de

    telas de mallas, poco separadas entre si, y formadas por alambres continuos y de

    dimetros relativamente pequeos.

    4.2 Materiales componentes del ferrocemento.

    4.2.1 Mortero.

    El mortero que mas se utiliza en la fabricacin del ferrocemento es una mezcla

    entre cemento hidrulico y arena, tambin se le puede agregar aditivos para mejorar las

    propiedades de este. La calidad y el tipo de materiales utilizados puede incurrir

    directamente en el comportamiento y la durabilidad del elemento, por esto se

    mencionaran para cada material a usar las caractersticas mnimas requeridas para su

    utilizacin.

    4.2.2 Cemento.

    Debido a los pequeos espesores y al pequeo recubrimiento que poseen las

    armaduras, la calidad del cemento puede afectar en el comportamiento final del

    elemento.

    El tipo de cemento que mas se utiliza en la fabricacin de elementos de

    ferrocemento en Chile es el de tipo Prtland Puzolnico o Siderrgico, de Grado

    Corriente.

    En la Norma Chilena NCh 148 se clasifican los cementos nacionales segn su

    composicin y resistencia.

    El cemento Puzolnico adquiere resistencia lentamente, adems necesita un

    curado relativamente mas largo, y su resistencia es aproximadamente igual a la del

    cemento Prtland. Si se requieren resistencias altas a tempranas edades se puede

    utilizar cemento Prtland de fraguado rpido.

    19

  • Las cantidades de cemento mas utilizadas en el ferrocemento son entre 500 y

    800 kg/m3 de mortero.

    4.2.3 ridos.

    El rido mas utilizado para la fabricacin del ferrocemento es la arena, de tamao

    mximo de 5 mm, pudiendo ser de tamaos mnimos debido al espesor del elemento o

    a las densidades de la armadura.

    Este material puede ser natural o artificial, producto de la trituracin de la piedra,

    y deben satisfacer las propiedades establecidas por las normas: resistencia a los

    esfuerzos mecnicos, el contenido de sustancias como arcillas, materias orgnicas u

    otras.

    Las arenas debern estar de acuerdo a la NCh 163 ridos para morteros y

    hormigones.

    Las especificaciones granulomtricas utilizadas para los ridos finos del

    ferrocemento es la que se indica en el Cuadro 4 1.

    ASTM MM. % QUE PASA

    Paneles y otros Barcos

    N 4 4,75 95 - 100 100

    N 8 2,380 80 - 100 100

    N 16 1,190 50 - 85 70 - 100

    N 30 0,590 25 - 60 45 - 70

    N 50 0,297 25 - 30 25 - 45

    N 100 0,149 2 - 10 5 -15

    Cuadro 4 1. Especificaciones granulomtricas para ferrocemento.

    4.2.4 Agua.

    El agua debe estar libre de materias orgnicas y sustancias nocivas que puedan

    afectar o causar la corrosin del acero, no se debe utilizar agua de mar.

    El agua participa en el proceso de hidratacin del cemento, el cual no puede

    desarrollarse sin su presencia.

    Otorga la trabajabilidad necesaria al mortero, siendo determinante para definir su

    fluidez.

    20

  • Se permite el uso de agua potable, ya que esta cumple con los requerimientos de

    calidad.

    El agua componente del ferrocemento deber estar de acuerdo a lo expresado

    en la NCh 1498 Of. 82 Hormign - Agua de amasado.

    4.2.5 Aditivos.

    Los aditivos se definen como Productos que, agregados en pequea proporcin

    en pastas, morteros y hormigones en el momento de su fabricacin, mejoran o

    modifican una o varias de sus propiedades.

    Los aditivos constituyen una ayuda eficaz y en algunos casos son indispensables

    para obtener un hormign o un mortero que satisfaga los requerimientos en muy

    variadas aplicaciones.

    Se presentan en forma de polvo, liquido o en pasta y la dosis varia segn el

    producto y efecto que se desea entre un 0.1% y 5% del peso del cemento.

    Los aditivos mas utilizados son:

    Plastificantes

    Son llamados tambin reductores de agua, actan sobre el mortero fresco,

    proporcionndole mejor trabajabilidad, posibilita reducir la cantidad de agua

    necesaria en el amasado, aumentando la resistencia mecnica, impermeabilidad y

    durabilidad del mortero.

    Sper plastificantes

    Estos contienen productos qumicos de alto poder dispersante, se obtienen

    morteros fluidos y automoldeables, incurriendo en una perdida del agua entre un 25

    y un 35 %, obteniendo altas resistencias a tempranas edades.

    Aceleradores

    Aceleran la reaccin del fraguado del cemento, su uso depende de las

    condiciones particulares de cada obra y del medio ambiente en que se llevan a

    cabo, pueden producir secuelas desfavorables constructivamente.

    21

  • Retardadores

    Son los que retardan la reaccin de hidratacin.

    Incorporadores de aire

    Generan minsculas burbujas de aire en el mortero, se obtiene mejor

    trabajabilidad, impermeabilidad y resistencia a la intemperie.

    Impermeabilizantes

    Disminuyen la permeabilidad del mortero, reduciendo los vacos gracias a la

    accin de agentes hidrfugos.

    4.3 Refuerzos del ferrocemento.

    Dentro de los refuerzos que posee el ferrocemento distinguiremos claramente 2

    grupos que dependiendo de la cantidad, resistencia y orientacin en que se utilizan,

    servirn para que el mortero no se disgregue e incidirn directamente sobre el

    agrietamiento del elemento.

    Los tipos de refuerzos los podemos clasificar en:

    4.3.1 Armadura difusa.

    Se constituye de alambres de pequeo dimetro, los cuales van formando mayas

    de espaciamiento pequeo, las que van distribuidas en varias capas en la masa del

    elemento que sirven de soporte al mortero que rellena finalmente la pieza, apoyndose

    en las armaduras de soporte. Las ms utilizadas son:

    Malla Hexagonal

    Tambin conocida como malla de gallinero, se produce entrelazando alambres

    galvanizados de dimetro menor al alambre N22, y formando as las mallas

    hexagonales. El hecho que los dimetros sean pequeos dan al la armadura una gran

    flexibilidad, es por esto que se utiliza acompaada de una malla esqueleto. Debido a su

    uso generalizado en otras reas de productividad, es que la resistencia mecnica de

    este tipo de malla no es controlada.

    22

  • Malla Cuadrada

    Al igual a la malla tejida hexagonal, se teje entrelazando los alambres ya sean

    galvanizados o no, formando cuadrados y tambin se utiliza en conjunto con la

    armadura difusa.

    Malla de metal desplegado

    Este tipo de malla se produce perforando pequeas lminas de metal, las cuales

    luego se expanden tomando la forma de rombos. Debido a su forma de produccin y

    desplegamiento, es que este tipo de malla presenta dos resistencias distintas segn la

    direccin de posicionamiento, y por esto no es recomendable utilizarla en estructuras

    que posean solicitaciones bidireccionales, salvo que se tome la precaucin de instalar

    otras mallas en direcciones alternadas.

    Malla Soldada

    Este tipo de mallas esta formada por alambres rectilneos de acero, los cuales se

    disponen formando cuadrados o rectngulos soldados en las intersecciones o vrtices

    de estos. Es utilizada como refuerzo estructural y no necesita ser dispuesta junto con

    armadura discreta o esqueleto.

    Malla de Watson

    Este tipo de malla es una combinacin de alambres de alta resistencia y un

    alambre ondulado colocado transversalmente, el cual mantiene la posicin del conjunto.

    Adems, los alambres de alta resistencia se ubican en dos niveles paralelos uno al lado

    del otro y se separan de los primeros por medio de otro alambre de acero dulce

    transversal. Este tipo de mallas es posible fabricarla en obra.

    4.3.2 Armadura discreta.

    Armadura de soporte suplementaria, llamadas armaduras discretas, que estn

    tambin constituidas por acero de tipo estructural de pequeo dimetro, generalmente

    entre 4 y 12 mm. Complementan el rol de las armaduras estructurales, pero su papel

    principal es servir de soporte a las mallas.

    23

  • Es posible distinguir dos tipos de armaduras discretas:

    Armadura de esqueleto.

    Este tipo de mallas generalmente se componen de barras de acero dulce de

    dimetros pequeos, las cuales son soldadas o amarradas entre s.

    Armadura suplementaria.

    Su funcin es estructural, se constituye generalmente por alambrotes o barras

    de acero estructural y trabaja en conjunto con las mallas de la armadura difusa.

    4.4 Propiedades mecnicas del ferrocemento.

    4.4.1 Comportamiento a la traccin.

    El mortero posee poca resistencia a la traccin, pero en conjunto con la

    armadura del ferrocemento esta resistencia aumenta debido al alto contenido de acero

    y a la gran dispersin de este.

    En elementos de ferrocemento sometidos a esfuerzos de traccin se distinguen

    claramente tres estados que provienen de estudios e investigaciones de probetas

    sometidas a este tipo de cargas:

    Rango Elstico:

    El elemento se comporta como un material homogneo, la curva de esfuerzo v/s

    deformacin es prcticamente lineal, todas las deformaciones que se producen son

    elsticas y no se aprecia la formacin de grietas en el elemento. Las deformaciones

    plsticas del mortero son limitadas por las deformaciones elsticas de los alambres.

    Rango Elasto Plstico:

    Al seguir aumentando las cargas, la curva esfuerzo v/s deformacin se produce

    un pequeo quiebre, ya que se comienzan a presentar grietas en el elemento, que van

    creciendo lentamente al principio y rpidamente cuando el numero de grietas es mayor.

    24

  • Rango Plstico:

    En esta etapa el nmero de grietas es claramente mayor y comienzan a

    aumentar de tamao, hasta que el elemento falla debido a la ruptura del acero.

    ANCHO RANGO FISURAS

    (micras) Elstico 0 - 20

    Elasto - Plstico 20 - 50 Plstico 50 - 100

    Figura 4 1. Comportamiento a la traccin del ferrocemento.1

    4.4.2 Comportamiento a la compresin.

    La resistencia del ferrocemento en compresin se encuentra dada por el mortero

    en directa relacin al rea de su seccin transversal.

    El hecho de variar la superficie especfica y el factor de refuerzo, no implican en

    el comportamiento a compresin del ferrocemento.

    Si el mortero tuviera que pasar por un enrejado muy denso, su compacidad se

    vera afectada y por ende su resistencia a la compresin.

    4.4.3 Comportamiento a la flexin.

    Anlogamente al caso de comportamiento del ferrocemento en traccin, se

    distinguen tres zonas (Figura 4 2):

    1 Extrado de Ferrocemento diseo y construccin, Hugo Wainshtok.

    25

  • Figura 4 2. Comportamiento a la flexin del ferrocemento.1

    Zona Elstica:

    El ferrocemento se comporta como un material elstico hasta que se forma la

    primera fisura por lo tanto se produce una disminucin de rigidez del elemento sometido

    a flexin, lo cual se grafica en la curva carga v/s flecha.

    Zona Elasto Plstica:

    Se multiplican las fisuras y comienza a aumentar progresivamente su ancho, en

    el diagrama carga v/s flecha se representa por una lnea casi recta.

    Zona Plstica:

    El comportamiento del elemento es claramente no lineal, las grietas aumentan

    rpidamente de tamao y tambin en el ancho, hasta llegar a la rotura del elemento,

    tomando el acero toda la fuerza de traccin.

    Tambin se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones en el

    comportamiento a la flexin:

    Existe una relacin inversamente proporcional entre el refuerzo transversal y el

    ancho de las grietas. 1 Extrado de Ferrocemento diseo y construccin, Hugo Wainshtok.

    26

  • Cuando el elemento ya ha fallado, al quitarse las cargas las grietas se cierran de

    manera considerable.

    Se distinguen de las grietas en el hormign armado en que estas son ms

    numerosas y de menor ancho.

    La resistencia a flexin es mayor si se emplean alambres de menor dimetro.

    El elemento es ms flexible si se aumentan las cuantas de acero de refuerzo.

    4.4.4 Comportamiento al agrietamiento.

    El hecho que el ferrocemento este compuesto por una armadura de telas de

    mallas de pequeas celdas, que se colocan a poca distancia unas de otras, da paso a

    que al momento de compactar el mortero mediante el proceso de vibracin, estas

    mallas de refuerzo generan campos de vibracin secundarios y permiten distribuir de

    mejor manera el mortero y aumentando su densidad. Es por esto tambin que posee

    una gran resistencia a la apertura de grietas.

    El gran margen de trabajo que permite el ferrocemento si que aparezcan grietas

    visibles se debe principalmente a que la armadura de refuerzo impide que se

    desarrollen grietas de retraccin.

    Tambin es por efecto de las telas de mallas que se redistribuyen los esfuerzos y

    se reordenan las grietas, es por esto que la acumulacin en la masa del mortero genera

    un gran nmero de microgrietas, dando la impresin de una gran deformacin del

    mortero, manteniendo visiblemente su solidez.

    Se ha demostrado mediante investigacin que en el hormign armado, el ancho

    de las grietas puede ser disminuido aumentando la adherencia entre el refuerzo y el

    hormign, reduciendo el espesor del recubrimiento y aumentando la distribucin del

    refuerzo. Todos estos hechos se aprecian en el ferrocemento, ya que el ancho de la

    grieta es mnimo entre el refuerzo y el mortero, aumentando hacia la superficie y como

    el recubrimiento en el ferrocemento es pequeo, el ancho de las grietas son mucho

    menores.

    4.4.5 Resistencia al impacto.

    Debido a la poca informacin que existe respecto a la resistencia al impacto del

    ferrocemento, y solo se apela a los resultados que ha generado la utilizacin del

    ferrocemento en embarcaciones, debido a colisiones con muelles o entre ellos.

    La falla es localizada y de fcil reparacin, presentando el mortero una gran

    resistencia a la desintegracin.

    27

  • Las caractersticas que mayormente podran incidir en el aumento de la

    resistencia ante fuerzas de impacto, son el aumento del refuerzo de las barras de acero,

    y el aumento de la resistencia y de la superficie especifica de la tela de malla,

    disminuyendo as el rea afectada.

    4.4.6 Durabilidad y corrosin.

    Principalmente las desventajas que encontramos en el ferrocemento en

    comparacin con el hormign armado, son:

    El espesor del recubrimiento en el ferrocemento es muy pequeo, los elementos

    corrosivos pueden llegar a afectar al acero con facilidad.

    El rea superficial del acero es mayor a la del hormign por lo tanto si existe

    corrosin, esta afecta en gran forma al elemento.

    Como las telas de mallas son galvanizadas, el zinc puede generar burbujas de

    gas que podran afectar perjudicialmente.

    Estos factores variaran en gran medida dependiendo del medio en que se

    encuentre el elemento. Adems la mala colocacin del mortero, la pobre compacidad,

    tienen una incidencia en el ferrocemento ya que la permeabilidad del ferrocemento se

    puede ver afectada.

    4.5 Aplicaciones en la construccin y experiencia con ferrocemento.

    De las experiencias desarrolladas con ferrocemento, se obtienen resultados con

    mejores propiedades mecnicas y de durabilidad que el hormign armado, entre las

    cuales se distinguen las siguientes ventajas:

    La deformacin que se produce en elementos fabricados con ferrocemento se produce de forma suave en comparacin a la deformacin del hormign armado.

    El ferrocemento posee un gran margen entre la carga a la primera grieta y la carga de rotura, y permite a la vez una mayor deformacin del elemento antes de

    fallar.

    La buena resistencia a la traccin de este material se debe principalmente a la distribucin uniforme del refuerzo y a la alta relacin que existe entre el rea

    superficial del refuerzo y la superficie especfica del mortero.

    28

  • Tambin posee una baja conductividad trmica, seis veces menor a la del acero, por lo cual es muy bueno como aislante trmico.

    Su alta masa le permite absorber el sonido mejor que en otros materiales, por lo que acsticamente tambin es un buen aislante.

    Es muy flexible por lo que tiene alta resistencia al impacto, y si se llegase a destruir, solo son fallas localizadas por lo cual se puede reparar sin mayor

    inconveniente.

    Es resistente al agrietamiento, el ancho de las grietas es mnimo por lo cual es ms impermeable y a la vez resistente a la corrosin.

    No se necesita de personal de alta calificacin para su construccin. Posee un bajo costo de ejecucin, ya que no posee mano de obra especializada,

    se emplea un mnimo de equipos y los materiales utilizados son de bajo costo y

    no presentan un gran problema de disponibilidad ya que estos materiales se

    encuentran en prcticamente todo el mundo y son de fcil adquisicin.

    La utilizacin del ferrocemento ha aumentado con el paso de los aos, tanto en

    construcciones marinas como terrestres, y sus aplicaciones se han intensificado en

    pases en vas de desarrollo, haciendo uso de este material en:

    Puentes. Piscinas. Monumentos y elementos ornamentales. Viviendas. Muelles flotantes, barcos. Cubiertas. Cabinas sanitarias. Depsitos de lquidos y gases. Silos y almacenes.

    29

  • CAPITULO V MURETES DE PRUEBA

    5.1 Generalidades.

    El desarrollo prctico de esta memoria, consiste en la fabricacin de 6 muretes

    de prueba, confeccionados en hormign armado, los cuales se sometern a esfuerzos

    de compresin diagonal. Una vez ensayados todos los muretes, se repararan utilizando

    ferrocemento y se volvern a ensayar bajo las mismas condiciones y as comparar los

    muretes en condiciones normales y reparados.

    En este capitulo se sealar todo el proceso que se sigui desde la fabricacin

    de los muretes de prueba, hasta su ensayo y comprobar si el ferrocemento es o no un

    buen sistema de reparacin de muros de hormign armado.

    5.2 Descripcin de materiales, herramientas y equipos utilizados.

    A continuacin se especificarn los materiales utilizados en la fabricacin y los

    equipos utilizados en el ensayo de los muretes de hormign armado.

    5.2.1 Materiales.

    Acero de refuerzo:

    El acero de refuerzo utilizado para los muros de hormign armado posee las

    siguientes caractersticas:

    Calidad Acero: A44 - 28H

    Ruptura: 440 MPa (44 kgf/mm2)

    Fluencia: 280 MPa (28 kgf/mm2)

    Alargamiento: 16%

    Dimetro: 6 (mm)

    Seccin:0.283 (cm2)

    Masa: 0.222 (kg/m)

    30

  • Malla acma:

    Se utilizo el tipo de malla C139 como armadura discreta, en la fabricacin del

    ferrocemento, la cual posee las caractersticas que se indican el Cuadro 5 1.

    Distancia Barras Dimetro Barras Seccin de Acero Peso MallaTipo de Malla Longit.

    mm Transv.

    mm Longit

    mm Transv.

    mm Longit. cm2/m

    Transv. cm2/m Kg

    C139 100 100 4,2 4,2 1,39 1,39 28,34

    Cuadro 5 1. Caractersticas malla acma C139.

    Las caractersticas del acero que utiliza este tipo de mallas es la siguiente:

    Nomenclatura del acero AT56-50H:

    A: Acero

    T: Trefilado/Laminado

    56: 5.600 kg/cm2 (lmite de ruptura)

    50: 5.000 kg/cm2 (lmite de fluencia)

    H: Hormign

    Las mallas soldadas ACMA cumplen con las siguientes Normas Chilenas del

    INN:

    NCh 1173 Of. 77, que establece los requisitos que debe cumplir el alambre de acero de alta resistencia para su utilizacin en hormign armado.

    NCh 219 Of. 77, que establece las condiciones de uso de la malla soldada fabricada con alambre de acero de alta resistencia para su utilizacin en

    hormign armado.

    Malla hexagonal galvanizada:

    Se utilizo como armadura difusa en la construccin del ferrocemento, posee las

    siguientes caractersticas:

    Abertura del hexgono: pulg.

    Dimetro Alambre: Calibre BGW 22, (0.71 mm.)

    Peso aproximado: 0.36 Kg./m2.

    31

  • Figura 5 1. Malla hexagonal galvanizada (Tejido de alambres). Alambre galvanizado:

    Se uso para el amarre de las armaduras de refuerzo del murete y tambin para la

    unin entre la malla hexagonal y la malla acma, utilizadas en la reparacin del murete.

    Gravilla:

    De canto rodado, se uso en la fabricacin del hormign, teniendo Tmax= 20 mm.

    Arena:

    Se uso arena que pase el tamiz n 8 para la fabricacin del ferrocemento y que

    pase el tamiz n 4 para el hormign armado.

    Cemento:

    Se utiliz Cemento Bo Bo Especial Puzolnico, para fabricar el hormign y el

    mortero para el ferrocemento. Es un cemento elaborado sobre la base de clnker,

    puzolana y yeso. De acuerdo a la norma NCh 148 Of.68, se clasifica segn su

    composicin y resistencia como cemento clase puzolnico, grado corriente.

    Posee las siguientes caractersticas:

    Altas resistencias iniciales. Moderado calor de hidratacin. Inhibicin de la reaccin expansiva lcalis/rido.

    32

  • Polietileno:

    Se utilizo polietileno de 0.2 mm de espesor para cubrir las probetas y as obtener

    un control de la temperatura y de la humedad de estas, y as obtener un buen proceso

    de curado.

    Puente de adherencia:

    Se utilizo como adhesivo entre la unin del hormign endurecido con el mortero

    fresco durante la reparacin con ferrocemento. Pertenece a la marca Sika, Colma Fix

    32 es un adhesivo de dos componentes a base de resinas epoxi.

    Su descripcin ms detallada se puede ver en el Anexo 2 de la presente

    memoria.

    5.2.2 Herramientas.

    Esmeril Angular:

    Se uso para dimensionar las armaduras de refuerzo del murete y tambin para el

    corte de la malla acma.

    Taladro Elctrico:

    Se utilizo como taladro, para hacer las perforaciones en la placa del moldaje para

    lograr una buena unin placa-tornillo, tambin para hacer las perforaciones en el

    hormign, as permitir la colocacin del deformmetro y anclaje del refuerzo de malla

    acma y malla hexagonal.

    Tambin se utilizo como destornillador, y as hacer mas rpido todo el proceso de

    armado del moldaje y su posterior desmolde.

    Carretilla:

    Se uso para trasladar de un lado a otro todos los materiales que se usaron para

    la fabricacin del hormign y del ferrocemento.

    33

  • Tamices:

    Se utilizaron para as obtener las granulometras tanto de la gravilla como de la

    arena que se utilizaron para la fabricacin del hormign y del ferrocemento.

    Otros:

    Tambin se utilizaron otras herramientas en durante la confeccin de las

    probetas como: pala, palangana de metal, porua, plana, platacho, llana y huincha de

    medir.

    5.2.3 Mquinas y equipos.

    Marco de carga:

    El marco de carga esta fabricado con

    perfiles de acero posee uniones apernadas y

    en la base se encuentra empotrado al suelo del

    laboratorio mediante pernos de anclaje.

    Este marco de carga posee un cilindro

    hidrulico de doble efecto de 30 ton de

    capacidad, que es de funcionamiento mecnico

    y se acciona mediante una bomba hidrulica

    marca Lafert con la cual se le entrega la

    presin requerida y a la velocidad que se

    desee ya que posee un lector con el que se

    puede regular la velocidad de carga de forma

    manua

    bican los muretes

    e prueba para su ensayo.

    ga.

    l.

    Bajo este marco se u

    d

    F Figura 5 2. Marco de car

    34

  • Lector y Celda de Carga:

    Estos instrumentos funcionan de forma

    conjunta, en el lector se indica la carga aplicada

    con una precisin de 1 Kgf, y la celda es la

    encargada de recibir y transmitir la informacin,

    esta posee una capacidad de carga de 50 ton.

    Figura 5 3. Lector y celda de carga.

    Gato Hidrulico de Carga:

    Para el ensayo de los muretes reparados

    se utilizo para aplicar la carga un gato hidrulico

    tipo botella de dos velocidades, marca Larzep,

    de funcionamiento manual.

    La capacidad de carga de ste es de 50

    Toneladas.

    Figura 5 4. Gato hidrulico.

    Deformmetro:

    Posee un dial graduado con una precisin de 0.1 mm, el cual se acciona a

    medida que el pistn metlico que posee a continuacin del dial se presione.

    En el otro extremo posee un imn el cual se acciona manualmente permitiendo

    as que el deformmetro se adhiera en cualquier superficie metlica.

    35

  • Se utilizo para medir las pequeas deformaciones que existieron en los muretes

    de prueba durante su ensayo.

    Figura 5 5. Deformmetro.

    Vibrador:

    Se utilizo un vibrador mecnico para

    eliminar el aire incorporado en la mezcla durante la

    colocacin de hormign y as obtener una mezcla

    homognea.

    Figura 5 6. Vibrador mecnico.

    Betonera:

    Se utilizo para obtener una mezcla ms homognea de todos los componentes

    del hormign y del mortero.

    Pesa:

    Con ella se pudo hacer todas las mediciones de las cantidades exactas de cada

    tipo de material a utilizar para la fabricacin tanto del hormign como del mortero para

    el ferrocemento.

    36

  • 5.3 Fabricacin de muretes de hormign armado.

    5.3.1 Diseo de muretes.

    El muro se ensayar a compresin diagonal forzando al elemento a fisurarse en

    la diagonal presentando as una falla por corte.

    Se diseara un muro con las siguientes caractersticas y solicitaciones que a

    continuacin se describen:

    Datos del muro:

    Lc = 50 (cm)

    Lw = 50 (cm)

    h = 10 (cm)

    Datos del hormign y acero:

    fc = 100 (kg/cm2)

    Fy = 2800 (kg/cm2)

    = 0.85 ya que fc'

  • La resistencia al corte Vn en cualquier seccin horizontal para corte en el plano

    del muro no debe considerarse mayor que ( )hd6f'c5 .

    Vn < 10330 (kg)

    Para determinar la resistencia al agrietamiento inclinado en cualquier direccin a

    travs de un muro de corte Vc.

    =+=w

    ucc L

    dNdhfV4

    88.0 '

    Vc = 6580 (kg)

    Como, 2V

    >V cu entonces la resistencia al corte Vs es:

    sdfA

    V yvs = = 2240 (Kg) Vn = Vc + Vs = 8820 (kg) < 10330 .. OK

    Luego 1=w

    c

    LL , por lo tanto la cantidad de refuerzo vertical es igual a la cantidad

    de refuerzo horizontal resultando como sigue:

    38

  • 5.3.2 Fabricacin de moldajes.

    El proceso de fabricacin de los muretes de prueba, comienza con el diseo de

    los moldajes, para este hecho se fabricaron 6 moldajes hechos de placa de masisa con

    las uniones atornilladas, facilitando el armado y desarmado de los moldajes.

    Todos los moldajes poseen las mismas caractersticas:

    Dimensin interior: 50 x 50 cm. Altura interior: 10 cm.

    Los muretes como se someteran a cargas de compresin diagonal, es de vital

    importancia que las zonas de apoyo y carga, vale decir las dos aristas mas afectadas

    de los muretes, posean una adecuada superficie para aplicar la cargas, para lo cual se

    le rebajo del moldaje a cada arista, y de esta manera quedaran superficies de apoyo

    paralelas entre si.

    Los moldes se cubrieron posteriormente con cinta adhesiva debido a que la placa

    de masisa es un material muy absorbente y el hormign poda incurrir en prdidas

    excesivas de agua lo que afectara sus condiciones de resistencia, pudiendo a la vez

    desarmar el moldaje.

    5.3.3 Armadura.

    Se determin que la armadura a usar es doble malla 6 @ 15, para

    confeccionar estos, se cortaron todos de la misma medida (50 cm) y se procede al

    doblez de la armadura correspondiente a las aristas rebajadas de cada moldaje, esto se

    realizo con la ayuda de una mesa especialmente acondicionada para doblar las

    armaduras.

    Tambin se fabricaron los ganchos o trabas para poder darle a las armaduras la

    separacin necesaria entre mallas.

    Al tener cortados todos los elementos se procedi al amarre de los fierros

    utilizando alicate y un alambre galvanizado.

    Al tener lista todas las armaduras de los muretes de prueba se armaron como

    corresponde y quedaron listos para su hormigonado.

    39

  • Figura 5 7. Armadura murete. Figura 5 8. Armaduras y moldes de probetas.

    5.3.4 Dosificaciones.

    Se realizaron los ensayos correspondientes en laboratorio, para la determinacin

    de una buena y aceptable dosificacin que se requiere para el hormign. Resultando la

    dosificacin que se muestra en el Cuadro.

    Dosificacin para 1m3 de hormign:

    fc 28 dias Cemento Agua Gravilla Arena

    (Kg/cm2) (Kg) (Lt) Kg Lt Kg Lt Cono

    100 240 180 1.037 665 849 541 3 - 5

    Cuadro 5 2. Dosificacin para 1 m3 de hormign H10.

    5.3.5 Hormigonado.

    Una vez obtenida la dosificacin, se determino que la amasada de 85 litros

    alcanzaba para 2 muretes con sus respectivas 3 probetas cbicas (para medir la

    resistencia del hormign a distintas edades).

    Se pesaron todos los materiales y se separaron por cada amasada que se

    requera luego se dispusieron todos los moldajes en forma horizontal en el piso, y se les

    aplico con brocha, a modo de desmoldante, una mezcla de aceite con petrleo, con el

    cuidado de no aplicar sobre las armaduras.

    Se mezclaron los materiales en la betonera, primero la arena con el cemento,

    creando una mezcla bien homognea y luego se le agreg la gravilla, se mezclaron bien

    y de a poco se les fue colocando el agua requerida hasta que se obtuvo la mezcla final.

    40

  • El hormign una vez preparado se traslado en carretilla hasta el lugar donde

    estaban los moldajes y se procedi a llenarlos de a 2 moldajes por amasada por lo cual

    utilizamos 3 amasadas con sus respectivas probetas de prueba.

    Durante el vaciado se utilizo un vibrador mecnico haciendo mucho ms fcil el

    llenado de los moldes, ya que al quitar las burbujas de aire del interior del molde,

    permite una distribucin ms homognea del hormign.

    Cuadro 5 9. Moldaje con y sin hormign.

    Figura 5 10. Probetas cbicas para el ensayo

    del hormign.

    Figura 5 11. Todas las probetas despus de hormigonar.

    41

  • 5.3.6 Curado.

    evitar

    erdidas de agua y proteger al hormign de los cambios bruscos de temperatura.

    .3.7 Frague.

    asada la primera semana, se les aplicaba agua cada una semana aproximadamente.

    .3.8 Desmolde.

    utilizado

    fueron los suficientes para que este proceso no represente un trabajo mayor.

    Figura 5 12. Muretes desmoldados.

    Al finalizar el llenado de las seis probetas, se cubrieron con polietileno para

    p

    5

    Los muretes se dejaron fraguar durante 28 das, en la primera semana de

    fraguado, se les aplic agua para evitar fracturas debido a retraccin del hormign y

    p

    5

    El desmolde de los muretes fue muy fcil debido a que todas las caras de los

    moldes estaban atornilladas y adems la cinta adhesiva y el desmoldante

    42

  • 5.4 Descripcin del ensayo de muretes de hormign armado.

    ca de

    acero

    al a modo de medir de manera exacta las deformaciones producidas durante la

    carga.

    arga de la celda utilizada bajo el cilindro

    hidru

    te visibles y

    se pro

    manera y los parmetros que se

    tilizaron fueron la carga y la deformacin producida.

    Figura 5 13. Montaje del murete p su ensayo de compresin diagonal.

    Al estar listos los mueres de prueba se procedieron a montar para su ensayo. Se

    preparo una base de vigas de hormign que se encontraban en el laboratorio para dar

    la altura requerida bajo el marco de carga y encima de estos se coloc una pla

    para que la cara de apoyo sea completamente lisa y quede bien apoyada.

    Se monto el 1 murete y se le coloco un deformmetro a lo largo de su diagonal

    horizont

    Se verifica que el murete quede bien aplomado y sobre el murete tambin se

    coloco una placa de metal la cual recibi la c

    lico del marco de carga (Figura 5 13).

    El murete se cargo hasta que las deformaciones de este eran bastan

    duca una baja considerable de la carga que se le estaba aplicando.

    Todos los muretes se ensayaron de la misma

    u

    ara

    43

  • 5.5 Comportamiento de muretes de hormign armado.

    es de prueba durante el ensayo de

    compr

    ompresin diagonal de muros de hormign

    rmado se resumen en el siguiente cuadro

    A continuacin se explicaran mediante tablas, grficos y fotografas, el

    comportamiento de cada uno de los muret

    esin diagonal al que fueron sometidos.

    Los datos obtenidos del ensayo de c

    a

    Murete N 1

    Murete N 2

    Murete N 3

    Murete N 4

    Murete N 5

    Murete N 6

    Carga Def.

    Acum. Def.

    Acum. Def.

    Acum. Def.

    Acum. Def.

    Acum. Def.

    Acum. (kgf) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)

    0 0 0 0 0 0 0 1000 0 0 0 0 0 0 2000 0 0 0 0 0 0 3000 0 0 0 0 0 0 4000 0 0 0 0 0 0 5000 0 0 0 0 0 0 6000 0 0 0 0 0 0 7000 0 0,005 0 0 0 0 8000 0,007 0,005 0 0 0 0 9000 0,01 0,01 0 0 0 0 10000 0,01 0,015 0 0 0 0 11000 0,015 0,02 0 0 0 0 12000 0,02 0,02 0 0 0 0 13000 0,025 0,025 0 0 0 0 14000 0,03 0,03 0,01 0,1 0 0 15000 0 ,04 0,04 0,2 0,18 0 0 15500 0 0,28 ,26 0,05 0,3 0,15 0 16000 0,08 0,4 0 ,5 0,2 0 16500 0,2 0,51 0,23 0 17000 0,3 0,65 0,31 0 17500 0,75 0,36 0,11 18000 0,43 0,14 18500 0,17 19000 0,24

    Cuadro 5 3. Compo n armado

    bajo carga de compresin diagonal. rtamiento de muretes de hormig

    44

  • 5.5.1 Murete n 1.

    Grfico Carga - Deformacin Murete N 1

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    18000

    0,000

    0,025

    0,050

    0,075

    0,100

    0,125

    0,150

    0,175

    0,200

    0,225

    0,250

    0,275

    Deformacin (mm)

    Car

    ga (K

    gf)

    Figura 5 14. Desprendimiento de hormign en la zona de compresin.

    45

  • Este murete no presenta ningn tipo de deformacin sino hasta los 10.000 kg de carga para lo cual se hace visible la primera grieta, esta grieta a medida que

    aumenta la carga se va haciendo cada vez mas ancha.

    Luego comienzan fallas en la arista superior, hacindose visible mediante pequeas grietas un a cua que posteriormente se desprende del murete, que en

    conjunto con la aparicin de otra grieta hacen que el murete alcance su carga

    ltima a los 15.500 kg. ya que despus no soporta mayor carga.

    46

  • 5.5.2 Murete n 2.

    Grfico Carga - Deformacin Murete N 2

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    18000

    0,000

    0,025

    0,050

    0,075

    0,100

    0,125

    0,150

    0,175

    0,200

    0,225

    0,250

    0,275

    0,300

    0,325

    Deformacin (mm)

    Car

    ga (K

    gf)

    Figura 5 15. Primeras fisuras en la diagonal.

    47

  • En este murete solo se aprecia la aparicin de una pequea grieta, pero a lo largo de toda la diagonal del muro. La primera fisura visible se produce a los

    10.000 kg aproximadamente.

    Este muro deja de resistir carga a los 17.000 kg, pero no se aprecia una gran falla como en el caso del muro N1. sino que es una sola fisura visible que se va

    haciendo mas grande a mediada que la carga aumenta.

    48

  • 5.5.3 Murete n 3.

    Grfico Carga - Deformacin Murete N 3

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    18000

    20000

    0,000

    0,050

    0,100

    0,150

    0,200

    0,250

    0,300

    0,350

    0,400

    0,450

    0,500

    0,550

    0,600

    0,650

    0,700

    0,750

    0,800

    Deformacin (mm)

    Car

    ga (K

    gf)

    Figura 5 16. Pequeas fisuras en la diagonal y en las zonas de apoyo.

    49

  • En este caso la primera grieta demora en manifestarse, a los 15.500 kg aparece una fisura en la diagonal del muro, en los apoyos tanto superior e inferior del

    muro tambin se logran apreciar pequeas fisuras.

    A los 17.500, se produce la falla del muro debido a su deformacin paulatina a medida que aumenta la carga, el ancho de las grietas es bastante mayor al

    presentado por los muretes anteriores.

    50

  • 5.5.4 Murete n 4.

    Grfico Carga - Deformacin Murete N 4

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    18000

    0,000

    0,050

    0,100

    0,150

    0,200

    0,250

    0,300

    0,350

    0,400

    0,450

    0,500

    0,550

    Deformacin (mm)

    Car

    ga (K

    gf)

    Figura 5 17. Muro luego de la carga de rotura.

    51

  • Este murete presenta una curva similar a la obtenida en el muro N 3, la primera fisura visible se produce a los 15.000 Kg. y la rotura se produce a los 16.000 Kg.

    Se produce una gran grieta en la diagonal, acompaada por una falla localizada en la cabeza de compresin inferior.

    52

  • 5.5.5 Murete n 5.

    Grfico Carga - Deformacin Murete N 5

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    18000

    20000

    0,000

    0,050

    0,100

    0,150

    0,200

    0,250

    0,300

    0,350

    0,400

    0,450

    Deformacin (mm)

    Car

    ga (K

    gf)

    Figura 5 16. Desprendimiento de hormign.

    53

  • En el muro N5 se produce un gran desprendimiento de hormign desde la cabeza de compresin inferior hasta aproximadamente la mitad del muro, incluso

    se logra ver un poco la armadura que posiblemente ha fallado a la rotura.

    Se comienza hacer visible la primera grieta a los 16.000 Kg. la cual aumenta rpidamente de tamao hasta los 18.000 Kg. para lo cual se produce la carga de

    rotura.

    54

  • 5.5.6 Murete n 6.

    Grfico Carga - Deformacin Murete N 6

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    18000

    20000

    0,000

    0,025

    0,050

    0,075

    0,100

    0,125

    0,150

    0,175

    0,200

    0,225

    0,250

    Deformacin (mm)

    Car

    ga (K

    gf)

    Figura 5 17. Muro completamente agrietado en la diagonal.

    55

  • En este caso la rotura del muro es casi instantnea despus de la primera grieta, ya que este prcticamente revienta ante la carga ltima.

    A los 18.500 Kg. se produce la primera grieta visible y a los 19.000 Kg. se produce la falla.

    Este murete es el que ha resistido la mayor cantidad de carga, pero su modo de falla no es bueno, ya que no nos da aviso.

    56

  • 5.6 Reparacin de muretes de hormign armado utilizando ferrocemento.

    5.6.1 Dosificacin mortero.

    El grado del mortero es M20.

    La dosificacin que se utilizo para el mortero fue de 2:1 (arena cemento),

    quedando como resultado la siguiente dosificacin para 1 m3.

    fc 28 dias Cemento Agua Arena (Kg/cm2) (Kg) (Lt) Kg

    200 461 220 1383

    Cuadro 5 4. Dosificacin para 1 m3 de mortero para ferrocemento.

    5.6.2 Armadura del ferrocemento.

    Para el armado de la malla del ferrocemento, se procedi a la medicin y corte

    de las mallas acma y la malla hexagonal. La malla acma se corto de 50 x 50 cm. y la

    malla hexagonal, se corto en paos de 1 m x 50 cm. Para el corte se utilizo un esmeril

    angular para la malla acma y un alicate para la malla hexagonal.

    El pao de malla hexagonal envolvi a la malla acma y se procedi a al amarre

    con alambre galvanizado esto se repiti 12 veces, de tal manea que los muretes se

    repararan por ambas caras.

    Cabe sealar que las armaduras fueron colocadas normalmente vale decir

    horizontal y verticalmente en 3 muretes y en otros 3 muretes se colocaron de forma

    diagonal, esto se hizo para ver si existe alguna diferencia entre estas dos formas de

    aplicar la armadura para el ferrocemento.

    Figura 5 18. Armaduras del ferrocemento, posicin normal (izquierda), posicin diagonal (derecha).

    57

  • 5.6.2 Limpieza de muretes.

    Como todos los muretes se ensayaron, todos quedaron fisurados y agrietados,

    unos mas que otros, por lo que se procedi a picar las zonas defectuosas de los

    muretes por ambas caras con la ayuda de un combo y una punta de acero, luego se

    hizo una buena limpieza de ambas caras y de todos los muretes para que sea posible la

    aplicacin de un puente de adherencia.

    Se utilizo un puente de adherencia Colma Fix 32 de Sika, esto es para que la

    adherencia entre el hormign antiguo y el mortero del ferrocemento quede

    perfectamente unido.

    Figura 5 19. Muretes limpios, libres de polvo y restos de hormign.

    Figura 5 20. Muretes con puente de adherencia aplicado en ambas caras.

    58

  • 5.6.3 Fijacin de mallas.

    Una vez colocado el puente de adherencia se dispuso a colocar las armaduras

    del ferrocemento, para lo cual se hizo cuatro perforaciones en las esquinas de cada

    cara del murete, utilizando un taladro elctrico, y en estas perforaciones se coloco a

    modo de anclaje unos tarugos con tornillo y golilla para fijar la armadura como

    corresponde.

    5.6.4 Mortero.

    Luego se pesaron todos los materiales que se usaron para el mortero y se

    comenz con la primera capa de mortero.

    Se hicieron amasadas que alcanzaron a cubrir 2 muretes por lado y lado, con sus

    respectivos rilem, esta primera fase se realizo hasta cubrir por completo la armadura,

    pero sin dejar afinada las caras. Esto se hizo para todos los muretes.

    La segunda etapa de mortero se realizo 24 horas despus, esta capa se hizo de

    cuidando que el espesor completo del muro fuera de 14 cm, por lo cual, cada cara del

    murete aument en 2 cm (espesor). Cabe mencionar que esta fue la ltima capa que se

    realizo ya que se procedi a afinar las caras quedando todas las probetas con el

    espesor necesario.

    Figura 5 21. Primera capa de mortero aplicada a los muretes.

    5.6.5 Curado y frague.

    Hay que esperar un periodo de 28 das para poder ensayar los muretes, por lo

    que se cubrieron con polietileno y se sigui el mismo proceso de curado y frague que el

    hormign.

    59

  • Pasado los 28 das se desmoldaron quedando listos para el ensayo de los

    muretes reparados con ferrocemento.

    Figura 5 20. Muretes reparados despus de 28 das.

    5.7 Descripcin del ensayo de muretes reparados con ferrocemento.

    Este ensayo es bsicamente lo mismo que en la etapa anterior se realizo

    utilizando los mismos materiales y el mismo marco de carga, todas las condiciones se

    mantienen, a excepcin que en este ensayo se debi utilizar un gato hidrulico manual

    para cargar estos los muretes debido a que indudablemente al repararlos estos

    aumentaron su capacidad de carga.

    Los resultados de este ensayo se encuentran en el anlisis de resultado en el

    Capitulo VI.

    60

  • 5.8 Comportamiento de muretes reparados con ferrocemento. Se describir el comportamiento de cada uno de los muretes de prueba durante

    el ensayo aplicado a estas probetas, utilizando grficos, tablas y fotografas obtenidas

    del ensayo propiamente tal.

    Murete N

    1 Murete N

    2 Murete N

    3 Murete N

    4 Murete N

    5 Murete N

    6 Carga Def. Acum. Def. Acum. Def. Acum. Def. Acum. Def. Acum. Def. Acum. (kgf) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)

    0 0 0 0 0 0 0 3000 0 0 0 0 0 0 4000 0 0 0 0 0 0 5000 0 0 0 0 0 0 5500 0,01 0 0 0 0 0 6000 0,015 0 0 0 0 0 6500 0,02 0 0 0 0 0 7000 0,025 0 0 0 0 0 7500 0,03 0 0 0 0 0,01 8000 0,05 0 0 0 0 0,01 8500 0,055 0 0,01 0 0,01 0,01 9000 0,06 0 0,02 0,01 0,01 0,02 9500 0,07 0,01 0,025 0,01 0,01 0,02 10000 0,075 0,01 0,03 0,01 0,02 0,03 10500 0,085 0,01 0,04 0,01 0,02 0,04 11000 0,09 0,01 0,04 0,02 0,03 0,05 11500 0,1 0,02 0,05 0,02 0,03 0,05 12000 0,11 0,02 0,06 0,02 0,04 0,07 12500 0,12 0,03 0,07 0,03 0,04 0,09 13000 0,125 0,03 0,08 0,03 0,05 0,1 13500 0,14 0,035 0,08 0,04 0,05 0,11 14000 0,15 0,04 0,1 0,06 0,06 0,11 14500 0,17 0,04 0,12 0,08 0,07 0,12 15000 0,2 0,05 0,14 0,12 0,08 0,13 15500 0,21 0,05 0,16 0,24 0,09 0,14 16000 0,23 0,06 0,17 0,43 0,1 0,14 16500 0,25 0,07 0,18 0,11 0,15 17000 0,26 0,07 0,19 0,13 0,16 17500 0,3 0,07 0,2 0,15 0,18 18000 0,35 0,075 0,21 0,17 0,19 18500 0,08 0,22 0,2 0,27 19000 0,09 0,23 0,23 0,41 19500 0,1 0,24 0,28 20000 0,1 0,27 20500 0,11 0,29 21000 0,11 21500 0,12 22000 0,13 22500 0,14 23000 0,16 23500 0,17 24000 0,18 24500 0,19 25000 0,21 25500 0,23 26000 0,25

    Figura 5 5. Comportamiento de muretes reparados.

    61

  • 5.8.1 Murete n 1.

    Grfico Carga - Deformacin Murete N 1

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    18000

    20000

    0,000

    0,025

    0,050

    0,075

    0,100

    0,125

    0,150

    0,175

    0,200

    0,225

    0,250

    0,275

    0,300

    0,325

    0,350

    0,375

    Deformacin (mm)

    Car

    ga (K

    gf)

    El muro resiste sin demostrar aparicin de grietas sino hasta los 13.000 kgf. Carga bajo la cual las grietas se hacen visibles, van aumentando en cantidad y

    en toda la cara del murete.

    Figura 5 21. Primeras fisuras.

    62

  • En la etapa antes que el muro colapse, se aprecia que se produce un desprendimiento parcial de la zona reparada, podemos decir que es una falla

    local en la cabeza de compresin superior.

    Figura 5 22. Micro fisuras en distribuidas en toda la cara del murete.

    Posterior a esta aparicin de fisuras el murete ya no soporta mas carga, siendo los 18.000 kgf la carga de rotura.

    Figura 5 23. Desprendimiento parcial de la reparacin.

    63

  • 5.8.2 Murete n 2.

    Grfico Carga - Deformacin Murete N 2

    0

    5000

    10000

    15000

    20000

    25000

    30000

    0,000

    0,025

    0,050

    0,075

    0,100

    0,125

    0,150

    0,175

    0,200

    0,225

    0,250

    0,275

    Deformacin (mm)

    Car

    ga (K

    gf)

    En este caso las grietas aparecen a los 15.000 kgf de carga, se produce una microfisura a lo largo de toda la diagonal del murete, posteriormente al seguir

    aumentando la carga de forma constante, se generan mayor cantidad de grietas

    pero de pequeo ancho en ambas caras del murete.

    Figura 5 24. Primeras fisuras.

    64

  • Se produce un pequeo desprendimiento de mortero en la cabeza de compresin, pero el muro independiente a esto, contina resistiendo, hasta los

    26.000 kgf., carga para la cual el murete ya se encuentra lleno de grietas y

    colapsa.

    Figura 5 25. Fisuras en el mortero en la parte superior y por la otra cara del murete.

    Al retirar la carga aplicada al murete, todas las grietas producidas en ambas caras, se cierran, dando la impresin a simple vista que no existen grietas.

    Figura 5 26. Desprendimiento de mortero en la parte superior.

    65

  • 5.8.3 Murete n 3.

    Grfico Carga - Deformacin Murete N 3

    0

    2500

    5000

    7500

    10000

    12500

    15000

    17500

    20000

    22500

    0,000

    0,025

    0,050

    0,075

    0,100

    0,125

    0,150

    0,175

    0,200

    0,225

    0,250

    0,275

    0,300

    0,325

    Deformacin (mm)

    Car

    ga (K

    gf)

    La aparicin de la primera fisura visible se produce a los 11.500 kgf. La cual se aprecia desde la cabeza de compresin superior hasta aproximadamente la

    mitad del muro.

    Figura 5 27. Primera fisura visible.

    66

  • Luego se comienzan a producir grietas en forma de cua en la zona de compresin, pero a la vez tambin van aumentando en cantidad y en ancho.

    Figura 5 28. Fisuras en la zona de compresin.

    Se produce la falla del murete, sin mucha demostracin de grietas sino se aprecia un descenso en la capacidad de resistencia llegando hasta los 20.500

    kgf.

    67

  • 5.8.4 Murete n 4.

    Grfico Carga - Deformacin Murete N 4

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    18000

    0,000

    0,050

    0,100

    0,150

    0,200

    0,250

    0,300

    0,350

    0,400

    0,450

    Deformacin (mm)

    Car

    ga (K

    gf)

    Las grietas se manifiestan a simple vista a los 12.500 kgf. Con la aparicin de dos pequeas grietas diagonales en una de las caras del murete.

    Figura 5 29. Primeras fisuras.

    68

  • Al aumentar la carga se aprecian muchas grietas, tambin en forma diagonal y en ambas caras del murete.

    Figura 5 30. Fisuras distribuidas en toda la cara del murete.

    Posteriormente comienzan a aparecer grietas en los bordes del muro, principalmente en la zona superior en compresin, estas grietas aumentaron de

    tamao, y se produjo un descenso de la capacidad de carga acompaado por un

    desprendimiento parcial del ferrocemento. Obteniendo la carga ltima a los

    16.000 kgf.

    Figura 5 31. Mltiples fisuras en el murete.

    69

  • 5.8.5 Murete n 5.

    Grfico Carga - Deformacin Murete N 5

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    18000

    20000

    0,000

    0,025

    0,050

    0,075

    0,100

    0,125

    0,150

    0,175

    0,200

    0,225

    0,250

    0,275

    0,300

    Deformacin (mm)

    Car

    ga (K

    gf)

    En este muro las fisuras se aprecian desde los 11.000 kgf. Para el cual

    aparecieron grietas diagonales en el centro del muro y posteriormente a medida

    que la carga aumentaba el ancho de grietas y aparecan otras, se apreciaron en

    ambas zonas en compresin grietas en forma de cua.

    Figura 5 32. Fisuras en la diagonal.

    70

  • Para la zona en compresin superior se produjo un desprendimiento del recubrimiento de la armadura de ferrocemento, pero no representando mayor

    alteracin en la curva carga deformacin.

    El murete soporta hasta los 19.500 kgf. producindose un brusco descenso de la capacidad de carga.

    Figura 5 33. Desprendimiento del recubrimiento de la

    armadura de ferrocemento.

    71

  • 5.8.6 Murete n 6.

    Grfico Carga - Deformacin Murete N 6

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    18000

    20000

    0,000

    0,050

    0,100

    0,150

    0,200

    0,250

    0,300

    0,350

    0,400

    0,450

    Deformacin (mm)

    Car

    ga (K

    gf)

    La primeras fisuras aparecen a los 13.000 kgf, al igual que en las dems

    probetas, comienza con una falla a lo largo de la diagonal del muro pero seguido

    a esto se produce un pequeo descascaramiento del mortero en la zona de

    compresin superior.

    Figura 5 34. Aplastamiento en la zona comprimida

    y primera fisura en la diagonal.

    72

  • Se continu cargando el murete a velocidad constante y las grietas se multiplican en toda la superficie de ambas caras del muro.

    En la zona superior se aprecian pequeas fisuras pero que no comprometen el comportamiento del muro ya que sigue resistiendo carga y solo viene a fallar a

    los 19.000 kgf, carga para la cual el murete ya no ofrece mayor resistencia.

    Figura 5 35. Fisuras en el costado del murete y en la cara posterior.

    73

  • CAPITULO VI ANALISIS DE RESULTADOS

    6.1 Comparacin entre muretes reparados y sin reparar.

    Tomando en cuenta los resultados obtenidos del ensayo de muretes de hormign

    armado y el ensayo de estos mismos muretes pero ahora reparados con ferrocemento,

    se puede realizar una comparacin de estos dos casos, mediante grficos obtenidos de

    carga versus deformacin, para los 6 muretes involucrados en esta investigacin.

    Hay que sealar que los muretes 1, 4 y 6 se repararon utilizando la armadura

    discreta del ferrocemento de forma diagonal formando un ngulo de 45 respecto al

    borde del muro y los muretes 2, 3 y 5 se repararon utilizando el refuerzo en condiciones

    normales de construccin, vale decir con la armadura discreta (malla acma) dispuesta

    con los refuerzos de forma horizontal y vertical.

    6.1.1 Comportamiento murete n1.

    MURETE N 1

    0

    2000

    4000

    6000

    8000

    10000

    12000

    14000

    16000

    18000

    20000

    00,0

    5 0,1 0,15 0,2 0,2

    5 0,3 0,35 0,4

    Deformacin (mm)

    Car

    ga (K

    gf)

    H.A.Reparados

    74

  • a) Caso murete de hormign armado:

    Carga de rotura de murete de hormign armado: 15.500 kg Ancho total de las grietas producidas en la diagonal: 0.26 mm

    b) Caso murete de hormign armado reparado con ferrocemento:

    Carga de rotura de murete reparado con ferrocemento: 18.000 kg Ancho total de las grietas producidas en la diagonal: 0.35 mm Carga bajo la cual se produce la primera fisura visible: 13.000 kg

    c) Comparacin de resistencias obtenidas:

    Porcentaje de recuperacin del murete reparado respecto a H.A.: 116 %

    d) Observaciones:

    De acuerdo con el grfico obtenido se puede apreciar claramente que el murete de hormign armado no se deforma en un comienzo, luego se deforma pero las

    micro fisuras son imperceptibles a simple vista, luego en la etapa final el ancho

    de la fisura es mayor llegando as a la carga de rotura

    Si bien las


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