anÁlisis de agregados finos y resistencia de mezclas de

ANÁLISIS DE AGREGADOS FINOS Y RESISTENCIA DE MEZCLAS DE MORTEROS

CON ARENAS OBTENIDAS DE LOS ALMACENES DE LA LOCALIDAD DE USME

EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ.

JULIAN MAURICIO CASTAÑEDA ALARCON

Código: 20102079090

OSCAR SOLER CARO

Código: 20102079018

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA

TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIONES CIVILES

BOGOTÁ D.C

2015

ANÁLISIS DE AGREGADOS FINOS Y RESISTENCIA DE MEZCLAS DE MORTEROS

CON ARENAS OBTENIDAS DE LOS ALMACENES DE LA LOCALIDAD DE USME

EN LA CIUDAD DE BOGOTÁ.

JULIAN MAURICIO CASTAÑEDA ALARCON

Código: 20102079090

OSCAR SOLER CARO

Código: 20102079018

Trabajo de grado en modalidad de tesis para optar por el Titulo de Tecnólogo en

Construcciones Civiles

TUTOR: Ing. Sergio Giovanny Valbuena Porras

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS

FACULTAD TECNOLÓGICA

TECNOLOGÍA EN CONSTRUCCIONES CIVILES

BOGOTÁ D.C

2015

Nota de aceptación: ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________

____________________________ Firma del presidente del jurado...

____________________________ Firma del jurado……….

____________________________ Firma del jurado………

Bogotá D.C., ______ de ____________ de 2015.

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................................ 7

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ............................................................................................. 8

2. OBJETIVOS ........................................................................................................................................ 9

2.1. OBJETIVO GENERAL ................................................................................................................... 9

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ......................................................................................................... 9

3. MARCO DE REFERENCIA ............................................................................................................. 10

3.1. Antecedentes históricos: ............................................................................................................. 10

3.2. Conceptos básicos ....................................................................................................................... 11

3.2.1. Cemento ....................................................................................................................................... 11

3.2.2. Cal. .................................................................................................................................................. 11

3.2.3. Agregado fino. ............................................................................................................................... 12

3.2.4. Mortero. .......................................................................................................................................... 12

3.2.5. Clasificación granulométrica. ....................................................................................................... 13

3.2.6. Curado del cemento. ..................................................................................................................... 13

3.2.7. Relación A/C .................................................................................................................................. 14

3.2.8. Resistencia a la compresión ....................................................................................................... 14

3.3. MARCO TEÓRICO ........................................................................................................................... 14

3.3.1. Morteros de cal y cemento .......................................................................................................... 14

3.3.2. Morteros de cemento ................................................................................................................... 15

3.3.3. Propiedades del mortero en estado plástico ............................................................................ 16

3.3.4. Propiedades del mortero en estado endurecido .................................................................... 18

3.3.5 Normas técnicas colombianas implementadas para los laboratorios .................................... 20

3.3.5.1 Método para determinar la densidad y la absorción del agregado fino, NTC 237. ........... 20

3.3.5.2. Método de ensayo para el análisis por tamizado de los agregados finos NTC 77 .......... 21

3.3.5.3. Resistencia a la compresión para mortero con cilindros según NTC (3546) ................... 22

4. METODOLOGIA EMPLEADA ........................................................................................................ 23

4.1. Investigación cuantitativa................................................................................................................. 23

4.1.1 Investigación experimental ............................................................... ¡Error! Marcador no definido.

4.1.2. Muestreo de agregado fino de la localidad de Usme de la ciudad de Bogotá D.C. .......... 24

4.1.2.1. Canteras de Ciudad Bolívar ...........................................................................................25

5. RESULTADOS ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN ......................................................................... 27

5.1 RESULTADOS Y ANÁLISIS DE ENSAYOS DE AGREGADO FINO ....................................... 27

5.1.1 Resultados y análisis granulométrico de arenas de la localidad según NTC 77 ................. 27

5.1.1.3 Análisis de la granulometría. ..................................................................................................... 28

5.1.1.5 análisis de pesos específicos y adsorción de agregados finos. .......................................... 33

6.2 RESULTADOS Y ANALISIS DE ENSAYOS PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A

COMPRESION DE CILINDROS DE MORTERO ELABORADOS CON AGREGADOS FINOS DE

LA LOCALIDAD DE USME ..................................................................................................................... 34

5.2.1 Resultados obtenido....................................................................................................................... 37

6. BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................................................... 48

INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Clasificación granulométrica de diversos materiales para la construcción. ..................... 13

Tabla 2 Clasificación de los morteros de pega para mampostería simple según resistencia a la

compresión a 28 días y según dosificación. ......................................................................................... 15

Tabla 3 Usos de los morteros de cemento .......................................................................................... 16

Tabla 4 Datos de las muestras obtenidas de la localidad Usme ...................................................... 25

Tabla 5 Granulometría de los agregados ............................................................................................. 29

Tabla 6 Análisis Granulométrico por tamizado de arena de Rio (UPZ La Flora, Danubio, Parque

Entre nubes). ............................................................................................................................................. 30

Tabla 7 Porcentajes granulométricos arena de rio. ............................................................................ 31

Tabla 8 Módulo de finura arena de peña UPZ Alfonso López .......................................................... 31

Tabla 9 Módulo de finura arena de peña UPZ Usme Pueblo ........................................................... 31

Tabla 10 Módulo de finura arena de Peña UPZ Comuneros ............................................................ 32

Tabla 11 Módulo de finura arena de Peña UPZ Yomasa .................................................................. 32

Tabla 12 Módulo de finura arena de Rio UPZ Parque Entre nubes ................................................ 32

Tabla 13 Módulo de finura arena de Rio Upz La Flora ...................................................................... 32

Tabla 14 Módulo de finura arena de rio UPZ Danubio ....................................................................... 33

Tabla 15 Pesos específicos y adsorción de las muestras de agregado fino. ................................. 33

Tabla 16 Resistencias obtenidas de cilindros de mortero 1:4 a los 7 días ..................................... 37

Tabla 17 Resistencias obtenidas de cilindros de mortero 1:4 a los 14 días ................................... 38

Tabla 18 Resistencias obtenidas de cilindros de mortero 1:4 a los 28 días ................................... 39

INDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1 Ubicación de muestras de arenas correspondientes a los depósitos de materiales

de la localidad de Usme .......................................................................................................................... 25

Ilustración 2 Colocación de muestra para eliminación de contenido de humedad. .................................. 27

Ilustración 3 Peso 500 gr arena de peña para análisis granulométrico .................................................... 27

Ilustración 4 Serie de tamices normalizados .............................................................................................. 28

Ilustración 5 Material granular retenido en fondo tamices. ....................................................................... 28

Ilustración 6 Material granular retenido tamiz No. 200 (0.075 mm) ......................................................... 28

Ilustración 7 Análisis Granulométrico por tamizado de arena de peña (UPZ Yomasa, Alfonso López,

Comuneros, Usme Pueblo). ......................................................................................................................... 29

Ilustración 8 Porcentajes granulométricos arena de peña ......................................................................... 30

Ilustración 9 Material granular retenido tamiz No. 200 (0.075 mm)......................................................... 34

Ilustración 10 Material granular retenido tamiz No. 200 (0.075 mm) ....................................................... 34

Ilustración 11 Camisas de mortero 1:4 en volumen. .................................................................................. 35

Ilustración 12 Cilindros de mortero usados para fallar a los 28 días .......................................................... 35

Ilustración 13 Cilindros de mortero usados para fallar a los 28 días (peso) ............................................... 35

Ilustración 14 Máquina para fallar cilindro en concreto. ........................................................................... 35

Ilustración 15 Cilindro de mortero fallado a los 28 días. ............................................................................ 36

Ilustración 16 Resistencias obtenidas de cilindros de mortero 1:4 a los 7 días ......................................... 37

Ilustración 17 Grafica de resistencias obtenidas de cilindros de mortero 1:4 a los 14 días ....................... 38

Ilustración 18 Resistencias obtenidas de cilindros de mortero 1:4 a los 28 días ....................................... 39

Ilustración 19 Resistencia a compresión mortero 1:4 barrió Danubio (Arena de Rio). .............................. 40

Ilustración 20 Resistencia a compresión mortero 1:4 barrió Parque Entre nubes (Arena de Rio). ............ 40

Ilustración 21 Grafica de Resistencia a compresión mortero 1:4 barrió La Flora (Arena de Rio)............... 41

Ilustración 22 Grafica de Resistencia a compresión mortero 1:4 barrió Yomasa (Arena de Peña). ........... 41

Ilustración 23 Grafica de Resistencia a compresión mortero 1:4 barrió Comuneros (Arena de Peña). ..... 42

Ilustración 24 Grafica de Resistencia a compresión mortero 1:4 barrió Usme Pueblo (Arena de Peña). .. 42

Ilustración 25 Grafica de Resistencia a compresión mortero 1:4 barrió Alfonso López (Arena de Peña). . 43

Ilustración 26 Grafica de porcentajes de resistencias obtenidas en los morteros 1:4 a los 28 días, con las

arenas del sector ......................................................................................................................................... 43

INTRODUCCIÓN

Este proyecto de tesis nace de la necesidad de garantizar la comprobación de la norma

NSR 10 (que regula la construcción de vivienda de 1 y 2 pisos), buscando unir la parte

teórica que nos brinda esta norma junto con la práctica cotidiana en la construcción de

viviendas en sectores de pocos recursos económicos y con unas condiciones de suelos

especiales.

En este sentido se desarrolló el presente trabajo buscando estudiar la resistencia de

los morteros de pega, utilizados en construcciones de uno y dos pisos, en condiciones

semejantes a las presentadas en obra.

Para lograr este objetivo se buscó el uso de diferentes tipos de arenas obtenidas de

diversos depósitos de la localidad de Usme en la ciudad de Bogotá, eligiéndose como

lugar de almacenamiento, diseño y análisis, la Universidad Distrital Francisco José de

Caldas facultad Tecnológica.

Para el desarrollo de este proyecto Lo fundamental a evaluar, es la resistencia a

compresión usando una dosificación en volumen de 1:4 (cemento, arena), estipulada en

la NSR10 Título E.3, con el fin de verificar si dicha dosificación alcanza una resistencia

de 7.5 Mpa a los 28 días.

En este proyecto se aplicaran varios de los conocimientos adquiridos, tales como pruebas

de laboratorios, interpretación y análisis de normas técnicas enfocadas en el área de la

construcción, lectura de textos. A diversas muestras representativas de los agregados

finos de la localidad de Usme, para la elaboración de mortero aplicado en mampostería

confinada.

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El mortero en Colombia se utiliza en pañete y pega de mampostería, su

elaboración se realiza mediante la mezcla de agua, cemento y arena en

determinada dosificación teniendo así una propiedad conglomerante, de acuerdo

a su uso utilizando arenas que se consiguen en depósitos de materiales de

construcción.

La NSR-10 establece las características con las que debe contar los morteros de

pega utilizados en la construcción de uno y dos pisos; su resistencia mínima a la

compresión a los 28 días debe ser 7.5 mpa (75 kgf/cm2), medida en cilindros de

75 mm de diámetro por 150 mm de altura. Su dosificación entre material

cementante (cemento y cal) respecto a la arena cernida por malla no. 8, no puede

ser inferior a 1:4 en volumen, es posible que el mortero diseñado bajo estos

parámetros no cumpla totalmente con lo estipulado en la norma, por lo tanto se

realizara un análisis que ofrezca la información necesaria para un diseño de

mezcla de mortero optimo, utilizando arenas del sector.

Se estableció una investigación, donde se comprobó si es posible aplicar dicha

dosificación utilizando arenas de peña de un sector como lo es la localidad de

Usme, debido a que en esta zona se están realizando una cantidad significativa

de obras de urbanismo y construcción de vivienda informal. Demostrando así que

lo descrito en la norma aplica en cualquier zona.

2. OBJETIVOS

2.1. OBJETIVO GENERAL

Realizar los ensayos necesarios a los agregados finos del sector, implementados en una

mezcla de mortero de pega con el fin de verificar su resistencia según los parámetros en

la NSR-10 Titulo E.3. Para el mortero de pega.

2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS

Verificar si la dosificación en volumen de 1:4, da la resistencia especificada en la NSR-10, título E3. Empleando para la mezcla arenas de la localidad de Usme.

Realizar los laboratorios necesarios y obtener los resultados para el análisis de los agregados finos y muestras de mortero.

3. MARCO DE REFERENCIA

3.1. Antecedentes históricos: Desde la antigüedad el mortero se ha elaborado con arena, yeso o cal. Por ejemplo,

durante el siglo III A.C, en Egipto se utilizaron morteros de yeso quemado y arena.

Posteriormente en Grecia y Roma, se fabricaron morteros a partir de diversos

materiales como cal quemada, toba volcánica y arena. Cuando aparecieron los

primeros inmigrantes en Norte América, todavía se fabricaba un producto

relativamente débil a partir de cal y arena. El uso común del cemento portland como

constituyente del mortero comenzó a partir de principios del siglo XX, lo cual llevó a

un mortero mucho más resistente. Hoy el mortero se hace con cemento portland y cal

hidratada, así como también, con cementos de mampostería1.

El uso de morteros en la construcción de viviendas formales e informales en Colombia

ha sido empleado de diversas maneras, como material de pañete o revoque, además es

empleado como pega de mampostería.

Usualmente en las construcciones de vivienda, el mortero es producido mezclando

cemento, arena y agua produciéndose así buena resistencia pero con deficiencias en

partes vitales como la adherencia, la retención del agua, la impermeabilidad,

manejabilidad entre otras. Estas deficiencias se pueden superar incorporando cal

(cuidando mucho de la resistencia del material).

En Colombia el uso de los morteros de cal y cemento empezó ya hace varias décadas

cuando se observó que la resistencia a la compresión de los ladrillos de arcilla con los

cuales se construyeron algunos edificios de cinco pisos con muros portantes era baja.

Sin embargo, el uso de estos morteros ha encontrado dificultades por la mala calidad

de las cales. Por lo tanto es importante tener la calidad de la cal utilizado el mortero

de mampostería2.

1SÁNCHEZ DE GUZMÁN (1997). Diego. Cemento Portland. Tecnología del concreto. Bogotá: Instituto del Concreto

Asocreto. p 153.

2 GUTIÉRREZ DE LÓPEZ, Libia (2003). El concreto y otros materiales de construcción. Morteros. Manizales

Universidad Nacional de Colombia. p 117.

3.2. Conceptos básicos 3.2.1. Cemento. Para nuestro marco teórico entenderemos el cemento como un tipo

de material (polvo fino gris producto de la transformación de calizas y arcillas sometidas

a altas temperaturas) que se solidifica cuando reacciona químicamente con el agua. Es

un material muy empleado en el área de la construcción: de tipo horizontales (vías,

puentes, túneles, andenes etc.) Como verticales (edificios, torres de unidades

residenciales, centros comerciales, bodegas, casas etc.) y se definirá teóricamente como:

El cemento es un material aglutinante que presenta propiedades de adherencia y

cohesión, que permiten la unión de fragmentos minerales entre sí, formando un

todo compacto. En la construcción, se ha generalizado la utilización de la palabra

cemento para designar un tipo de aglutinante específico que se denomina Cemento

Portland, debido a que es el más común.

El cemento portland es la mezcla de materiales calcáreos y arcillosos u otros

materiales que contiene sílice, Alúmina u óxidos de hierro, procesados a altas

temperaturas y mezclados con yeso. El nombre obedece a la similitud en el aspecto

del cemento endurecido con una piedra que abunda en Portland, Inglaterra. Fue

patentado en 1824 por Josep Aspdin con un proceso que fue perfeccionado algunos

años más tarde.

Este material tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia del agua,

presentándose un proceso de reacción química que se conoce como hidratación3.

3.2.2. Cal. La cal es un elemento blanco en estado puro, que proviene de la calcinación

de la piedra caliza. En la construcción y otras actividades humanas es muy común utilizar

la cal común o también llamada cal viva que es CaO (oxido de calcio) para estabilizar

suelos. En los productos comerciales normalmente contiene también óxido de magnesio,

óxido de silicio y pequeñas cantidades de óxidos de aluminio y hierro.

Es utilizada para la mezcla de morteros, ya que permite mejorar las propiedades de esta que se

obtiene de solamente el cemento con arena. Por un lado, un mortero de cemento portland y arena,

únicamente tiene una alta resistencia a la compresión y una baja retención de agua. Un muro

construido con dicho mortero tendrá buena resistencia, pero será vulnerable al agrietamiento y a

la penetración del agua. Por otro lado, un mortero con cal y arena tiene baja resistencia a la

compresión y alta retención de agua, de tal forma que un muro realizado con el tendrá menor

3 SÁNCHEZ DE GUZMÁN, Diego (1997). Cemento Portland. Tecnología del concreto. Bogotá: Instituto del Concreto

Asocreto.. p 31.

resistencia, especialmente a edades tempranas, pero tendrá mayor resistencia al

agrietamiento e impermeabilidad4.

3.2.3. Agregado fino. los agregados se considera un material inerte el cual se encuentra

disperso dentro de la pasta de cemento, el cual ocupa un espacio rodeado de material

cementante, que al mezclarse aporta ventajas técnicas al mortero, el cual da mayor

estabilidad de volumen y mejor durabilidad que la pasta de cemento sola.

Se puede establecer la calidad del agregado de acuerdo a su lugar de extracción,

densidad, granulometría, textura y forma; según lo anterior se puede definir dos tipos de

agregados, agregado fino cuyo tamaño no excede los 5 mm o tamiz No 4, que a menudo

son arenas y el agregado grueso el cual comprende material de no menos de 5 mm. Para

el caso de un mortero se considera utilizar arena de peña o arena de rio dependiendo de

la resistencia que se quiera obtener.

3.2.4. Mortero. El mortero es un material de construcción compuesto básicamente de

cemento, cal y arena. El cemento puede ser el utilizado comúnmente en las diferentes

obras de construcción (cemento Portland tipo I), pero con la incorporación a la mezcla de

cal hidratada, la cual ayuda a mejorar muchas de las propiedades deseables como lo son

la estabilidad volumétrica, la plasticidad y la retención de agua. Adicionalmente se le

incorpora un elemento importante a la mezcla, como lo son agregados finos; junto con la

cantidad necesaria de agua. No solamente es estricto el uso de cemento Portland junto

con la cal, ya que se puede utilizar simplemente mortero para mampostería (fabricado

por las concreteras, diseñado especialmente para la elaboración de mortero).

Es indispensable el uso de la cal en la mezcla de mortero, ya sea para pañete, pega u

otra función. Pues “el mortero con cemento Portland generalmente carece de plasticidad,

tiene baja retención de agua, es más duro y menos trabajable que el mortero con cemento

de mampostería o con cemento portland adicionado con cal”5. Para el caso del mortero

de pega, debe tener cualidades especiales, diferentes a los moteros usados para otros

fines porque está sometido a las condiciones especiales del sistema constructivo, y una

resistencia adecuada ya que debe adsorber esfuerzos de tensión y compresión.

4 SÁNCHEZ DE GUZMÁN (1997). Diego. Cemento Portland. Tecnología del concreto. Bogotá: Instituto del Concreto

Asocreto. p 155. 5 SÁNCHEZ DE GUZMÁN (1997), Diego. Cemento Portland. Tecnología del concreto. Bogotá: Instituto del Concreto

Asocreto. p 155.

3.2.5. Clasificación granulométrica. la granulometría está definida como la

distribución de los tamaños de las partículas que constituyen una masa de

agregados. Se determina mediante el análisis granulométrico que consiste en

dividir una muestra de agregado en fracciones de igual tamaño. La medida de la

cuantía de cada una de estas fracciones es lo que se conoce como granulometría.

De la granulometría se parte para crear el análisis granulométrico (que busca

obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra de

suelo). Para obtener esta distribución se emplean tamices normalizados y

numerados ubicados de forma decreciente6.

Tabla 1 Clasificación granulométrica de diversos materiales para la construcción.

Nota Fuente: Unilibressoc. (2013).Clasificación granulométrica de los suelos. [Tabla]. Recuperado de

http://www.unilibressoc.edu.co

3.2.6. Curado del cemento. el curado es el nombre que se le da a los procesos para

promover la hidratación del cemento y consiste en controlar la temperatura y los

movimientos de humedad dentro y fuera del concreto. Pero más específicamente, el objeto

del curado es mantener el concreto saturado o tan saturado como sea posible para terminar

de hidratar el cemento. Finalmente, el curado del cemento busca evitar la contracción de

fragua hasta que el concreto logre una consistencia con la cual logre soportar los

esfuerzos.

Consecuencias del no curado del cemento:

Disminución de la resistencia

Poca saturación del concreto

Falta de hidratación del cemento

Contracción

6 Pasual Urbán Brotóns (2009). Construcción de estructuras de concreto armado, , Editorial Club Universitario, San

Vicente. p. 486

3.2.7. Relación A/C O Relación Agua y Cemento:

Es una medida de la composición del mortero. Participa sobre la resistencia, la

adherencia y la retracción del mortero (es el valor más importante en la tecnología de

este) y de esta relación depende la resistencia, la durabilidad y la estructura interna de

la pasta de cemento endurecida (algo de vital importancia en la construcción de viviendas

y más en un suelo poco apto para la construcción como es el caso de la localidad de

Usme). Esta relación se calcula dividiendo la masa del agua por la del cemento

contenidas en un volumen dado de hormigón.

3.2.8. Resistencia a la compresión

Es una propiedad del mortero de vital importancia en el uso de morteros para la pega de

mampuestos.

Diego Sánchez de Guzmán lo define:

Es una medida para medir la capacidad que tiene el mortero de soportar una fuerza

impuesta. Como la resistencia a la compresión está influenciada por la hidratación del

cemento y esta a su vez determina las propiedades físicas del mortero endurecido, es

posible mediante los resultados de resistencia inferir otras propiedades. La resistencia a la

compresión del mortero es superior que la resistencia a la adherencia, entre el mortero y

la unidad de mampostería7.

3.3. MARCO TEÓRICO

3.3.1. Morteros de cal y cemento Se utilizan en búsqueda de gran trabajabilidad, buena retención de agua y alta

resistencias iniciales. Son morteros que utilizan o contienen cemento, cal y arena.

Las relaciones de mezcla más usadas varían entre l:2:6 y l:2:10 de cemento, cal y

arena, y el agua necesaria varía de acuerdo a la composición del mortero y a la

consistencia deseada.

7 SÁNCHEZ DE GUZMÁN, Diego (1987). Cemento Portland. Tecnología del concreto y del mortero. Bogotá:

Instituto del Concreto Asocreto.. p 166.

Si el contenido de cemento es alto, el mortero será de alta resistencia y de poco tiempo

entre amasado y colocación, será más o menos trabajable y tiene una contracción del 3%

si el mortero es seco; en cambio si el contenido de cal es alto tendrá menor resistencia,

será mayor el tiempo entre amasado y colocación, será más plástico y permeable, pero

tendrá mayor retracción. Si el contenido de arena es alto, la resistencia disminuirá y será

poco trabajable, pero tendrá poca retracción. Por lo anterior debe buscarse una

combinación adecuada a las condiciones de obra.

En cada país la clasificación de los morteros obedece a propiedades específicas de

resistencia a la compresión. La norma más difundida es la ASTM-270, la cual clasifica los

morteros de pega por propiedades mecánicas y por dosificación. En esta norma se aceptan

5 tipos de mortero en orden decreciente de resistencia8.

Estos morteros deben buscar combinaciones que aprovechen las propiedades adhesivas

(de la cal) y las propiedades cohesivas (del cemento).

Nota Fuente: GUTIÉRREZ DE LÓPEZ, Libia (2003). El concreto y otros materiales de construcción. Morteros. Manizales


3.3.2. Morteros de cemento

Son los morteros más empleados en Colombia, y están compuestos de arena y cemento

Portland.

Una de sus principales características es que tiene altas resistencias y sus condiciones de

trabajabilidad son variables. Es hidráulico y debe prepararse teniendo en cuenta que haya

8 GUTIÉRREZ DE LÓPEZ, Libia (2003). El concreto y otros materiales de construcción. Morteros. Manizales


Tabla 2 Clasificación de los morteros de pega para mampostería simple según resistencia a la compresión a 28 días y según dosificación.

el menor tiempo posible entre el amasado y la colocación; se acostumbra mezclarlo en

obra, revolviendo primero el cemento y la arena y después adicionando el agua.

En este mortero las características de la arena (como la granulometría, módulo de finura,

forma y textura de las partículas, además como contenido de materia orgánica), Logran

que su calidad sea adecuada para la construcción de viviendas, vías y otras obras civiles.

Si el mortero tiene muy poco cemento la mezcla se hace áspera y poco trabajable debido

a que las partículas de arena se rozan entre sí, pues no existe suficiente pasta de cemento

que actúe como lubricante.

Por otro lado si el mortero es muy rico, es decir, con alto contenido de cemento, es muy

resistente pero con alta retracción en el secado, o sea muy susceptible de agrietarse; estos

morteros muy ricos solo se usan en obras de ingeniería que exijan altas resistencias, tales

como muros de contención o cimientos.

En Colombia el uso del mortero de cemento es ampliamente difundido, y se dosifica de

acuerdo a la proporción en peso de cemento y arena9.

Nota Fuente: GUTIÉRREZ DE LÓPEZ, Libia (2003). El concreto y otros materiales de construcción. Morteros. Manizales


3.3.3. Propiedades del mortero en estado plástico

Manejabilidad: se considera como aquella propiedad del concreto mediante la

cual se determina su capacidad para ser colocado y consolidado apropiadamente

y para ser terminado sin segregación dañina alguna10.

9 GUTIERREZ DE LOPEZ, Libia (2003). El concreto y otros materiales para la construcción. Manizales: Universidad

Nacional de Colombia. p 118 10 SÁNCHEZ DE GUZMÁN, Diego (2001). Cemento Portland. Tecnología del concreto y del mortero. Bogotá: Instituto

del Concreto Asocreto. p 111.

Tabla 3 Usos de los morteros de cemento

Es una propiedad la cual se refiere a la facilidad del mortero para ser: manejado,

mezclado, colocado, transportado y compactado sin pérdida alguna de su

homogeneidad (sin segregación); para alcanzar una manejabilidad optima

dependerá del tamaño, forma del elemento que se vaya a construir, ubicación,

tamaño del refuerzo y de los diferentes métodos de compactación y colocación; por

ejemplo un elemento delgado necesitara una mezcla con mayor manejabilidad que

un elemento grueso.

Para determinar la manejabilidad del mortero se deberá emplear el ensayo de

fluidez explicado en la norma NTC 111, en la tabla No. 3 se recomienda la

manejabilidad de diferentes morteros y adicionalmente se tendrá en cuenta los

diversos tipos de estructura y condiciones de colocación.

Consistencia: La consistencia se refiere a su estado de fluidez, es decir, que tan

dura (seca) o blanda (fluida) es una mezcla de concreto cuando se encuentra en

estado plástico, por lo cual se dice que es el grado de humedad de la mezcla11.

La consistencia adecuada se logra mediante la adición de cantidad de agua, la

cual varía según la granulometría del mortero, absorción, cantidad de finos, empleo

de aditivos entre otros factores; es importante conocer que la trabajabilidad mejora

con las adiciones de cal.

Plasticidad: Se define como plasticidad a la manejabilidad o consistencia del

mortero el cual pueda ser moldeado fácilmente; dicha propiedad es definida por

medio de la granulometría de la arena empleada, la cantidad de agregados finos,

consistencia de la mezcla, proporción de arena y cemento entre otras propiedades.

Solo se puede considerar mezclas de consistencia plástica cuando no son muy

secas ni muy fluidas.

Retención de agua: Esta propiedad se refiere a la capacidad de mantener la

plasticidad del mortero fresco al momento de ser colocado en el área de trabajo

(por ejemplo un bloque); además depende su trabajabilidad, la retención de agua

se encuentra relacionada con la superficie especifica de los agregados empleados

lo cual también influirá el ritmo de endurecimiento y la resistencia final del mortero.

11 SÁNCHEZ DE GUZMÁN, Diego (2001). Cemento Portland. Tecnología del concreto y del mortero. Bogotá: Instituto

del Concreto Asocreto. p 112.

“Un mortero bien dosificado y amasado puede llegar a desprenderse y no

adquirir resistencia ni adherencia por falta de hidratación del cemento, si no se

consideran estos factores.”12

Velocidad de endurecimiento: los tiempos de fraguado inicial y final de la mezcla

deben estar entre límites adecuados, se aceptan valores entre 2 y 24 horas,

respectivamente. Estos dependen de diversos factores tales como las condiciones

del clima o la composición de la mezcla y hoy en día son fácilmente controlables

con el uso de aditivos.13

3.3.4. Propiedades del mortero en estado endurecido

Retracción: la retracción corresponde principalmente a las reacciones químicas

ocasionadas por la hidratación de la pasta de cemento, la cual es más notoria

cuando la relación agua-cemento es muy alta, una forma de solucionar dicho

problema es empleando arenas de textura rugosa las cuales ayudan a evitar los

cambios volumétricos además de agrietamientos.

El clima caliente y los vientos son factores que influyen en los cambios

volumétricos, el agua tiende a evaporarse produciendo así tensiones, que se

expresan en forma de grietas.

La retracción es proporcional al espesor de la capa de mortero y a la riqueza del

cemento; se recomienda utilizar cementos con baja retracción al secado

conjuntamente con arenas de buena granulometría (con pocos finos).

Adherencia: es la capacidad de un mortero para absorber tensiones tangenciales

y normales la cual une el mortero a la estructura haciendo que trabajen

monolíticamente dándole resistencia a la estructura (resistir pandeo, cargas

excéntricas y transversales).

Para obtener una adherencia adecuada es necesario que la superficie sobre la cual

se pondrá el mortero tenga un nivel de absorción adecuado, su superficie sea

12 AFAM Asociación Nacional de Fabricantes de Mortero “Características de los Morteros “ (en línea). (18 de

enero de 2014) disponible en: http://www.construmatica.com/construpedia/Caracter%C3%ADsticas_de_los_Morteros. 13 GUTIERREZ DE LOPEZ, Libia (2003). El concreto y otros materiales para la construcción. Manizales: Universidad

Nacional de Colombia. p 120

http://www.construmatica.com/construpedia/Resistencia

http://www.construmatica.com/construpedia/Adherencia

http://www.construmatica.com/construpedia/Hidrataci%C3%B3n

http://www.construmatica.com/construpedia/Cemento

rugosa, permita la unión mecánica del mortero y sea compatible con la mezcla

del mortero.

Resistencia: El mortero de pega empleado debe proporcionar una unión resistente; deberá proveer una alta resistencia a la compresión cuando el mortero deba soportar cargas altas y sucesivas. Siendo esta un indicio de las resistencias a tensiones de corte y a tensiones de tracción. Para obtener un mortero con resistencia optima del mismo cemento pero con diferentes proporciones y tamaños de arena, se deberá tener en cuenta diversos criterios. Si se desea tener un mortero más resistente e impermeable con un mismo agregado se debe aumentar el porcentaje de cemento en un volumen dado de mortero y con el mismo porcentaje de cemento empleado en un volumen de mortero, será el más resistente e impermeable aquel, que tenga mayor densidad (mayor porcentaje de materiales sólidos en un determinado volumen).14 Las diferentes propiedades de un mortero de pega (durabilidad, permeabilidad y porosidad) no dependen únicamente de la calidad del cemento sino también de la composición granular del mortero (posiciones y dimensiones relativas de cada uno de sus elementos que lo componen). El agua tiene un papel importante sobre la resistencia del mortero resultante debido a que depende básicamente de la densidad. Cuando un mortero es seco da mayores resistencias que un mortero húmedo, porque pueden ser más compactados (un mortero plástico dará como resultado un mortero más uniforme). Durabilidad : la durabilidad del mortero es la resistencia a los agentes externos tales como las bajas temperaturas , la penetración de agua , desgastes por abrasión , retracción al secado , eflorescencia , agentes corrosivos ,o choques térmicos , entre otros , sin deterioro de sus condiciones físico – químicas con el tiempo . En general, se cree que morteros de alta resistencia a la compresión tienen buena durabilidad. 15 Apariencia: el aspecto del mortero es de vital importancia en mampostería de ladrillo a la vista, donde la plasticidad de la mezcla, la selección y dosificación adecuada de sus componentes es importante, la colocación y el acabado de superficies. El color y la textura pueden mejorarse mediante el uso de colorantes inorgánicos o con aditivos especiales.

14 SÁNCHEZ DE GUZMÁN, Diego. Cemento Portland. Tecnología del concreto y del mortero. Bogotá: Instituto del

Concreto Asocreto., 2001. p 309. 15 SÁNCHEZ DE GUZMÁN, Diego. Cemento Portland. Tecnología del concreto y del mortero. Bogotá: Instituto del

Concreto Asocreto., 2001. p 310

3.3.5 Normas técnicas colombianas implementadas para los laboratorios

En seguida se realizara un breve resumen de las normas empleadas para la realización

de los ensayos realizados.

3.3.5.1 Método para determinar la densidad y la absorción del agregado fino, NTC 237.

La densidad o peso específico se define como la cantidad de masa por unidad de

volumen, de acuerdo a la forma en que se tome el volumen del cuerpo se

clasificara como nominal o aparente (debido a que las partículas de los agregados

para el mortero tienen porosidad, la cual puede ser no saturable o saturable).

Densidad nominal: se define como el material solido formado por las partículas

constituyentes, incluyendo los poros no saturables. Se puede definir como:

𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑛𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑙 =𝑃𝑆

𝑉𝑚 − 𝑉𝑃𝑆

Dónde: Ps =peso seco de la masa (m)

Vm= volumen ocupado por la masa (m)

VPS=volumen de los poros saturables

Densidad absoluta: se caracteriza por la relación que hay entre el peso de la

masa del material y el volumen que ocupa la masa solida; exceptuando todos los

poros.

𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑎 = 𝑃𝑠

𝑉𝑚 − 𝑉𝑝



Vp=volumen de los poros (saturables y no saturables)

Densidad aparente: determinada por el peso de la masa del material y el volumen

que ocupan las partículas de ese material, incluyendo todos los poros.

𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑃𝑠

𝑉𝑚



Nota: “la densidad aparente se puede determinar en estado seco o en estado

húmedo dependiendo del grado de saturación de sus poros” 16

N: es posible determinar la capacidad de adsorción de los agregados, mediante la

diferencia de pesos (peso saturado, superficialmente seco y el peso seco).

% 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑃𝑠𝑠𝑠 − 𝑃𝑠

𝑝𝑠∗ 100

Dónde: Psss=peso de la masa saturada y superficialmente seca

Ps= peso seco de la muestra.

3.3.5.2. Método de ensayo para el análisis por tamizado de los agregados finos NTC 77

Cálculos: para realizar una respectiva granulometría se calculó los porcentajes de

material que pasa cada tamiz, los porcentajes totales de material retenido en los

mismos, o los porcentajes en varias fracciones con una aproximación del 0.1 %

con base en la masa total de la muestra seca. Si la misma muestra se ha ensayado

inicialmente bajo los requisitos del a NTC 78, se incluye la masa del material fino

menor del tamiz No 200 obtenido por lavado en el análisis de los cálculos del

tamizado; se debe usar la masa total de la muestra seca antes del lavado, en la

NTC 78 como la base para el cálculo de todos los porcentajes.

Se calcula el módulo de finura, si se requiere, como la suma de los porcentajes

acumulados en la serie normalizada de tamices desde el No 100 en adelante y

divididos por 100. Los tamices de la serie normalizada son No 100, No 50, No 30,

No 16, No 8, No 4, 9.5 mm, 19 mm y 37.5 mm17.

16 SÁNCHEZ DE GUZMÁN, Diego. Cemento Portland. Tecnología del concreto y del mortero. Bogotá: Instituto del

Concreto Asocreto., 2001. p 96 17 NTC 77. Concretos. Método de ensayo para el análisis por tamizado de los agregados finos y gruesos. Normas

Incontec. 2007. p 7 - 8.

3.3.5.3. Resistencia a la compresión para mortero con cilindros normalizados según NTC (3546) Este método establece los procedimientos de ensayo, en laboratorio o en obra, para

determinar la resistencia a la compresión de los morteros. No se requiere, ni se espera

que los valores de resistencia del mortero obtenido a través de este procedimiento de

ensayo cumplan con los requisitos de resistencia de las especificaciones de laboratorio

para mortero NTC 3329. Los valores obtenidos de los ensayos de laboratorio deben

ser correlacionados con los de mortero de la obra, hechos con los mismos materiales,

en la misma proporción y mezclado para lograr la misma consistencia18.

El ensayo de la resistencia a la compresión del mortero, que describe la norma NTC

3546 usando, ya sea los cubos de 50 mm o cilindros normalizados de 75 mm o 50 mm,

es relativamente simple y proporciona resultados consistentes y reproducibles. La

forma de los especímenes (cilindros o cubos), hace que los resultados de resistencia

obtenida mediante para ellos para un mismo mortero puedan variar y no ser iguales.

Cuando se ensayan cubos y cilindros de la misma mezcla para ser comparados, la

resistencia a la compresión del cilindro puede considerarse igual al 85% de la

resistencia a la compresión del cubo.

El ensayo de resistencia a la compresión de cilindros y cubos permite establecer las

características de desarrollo de la resistencia del mortero. Las medidas dependen

tanto del contenido de agua en el mortero en el momento del muestreo, como de otros

factores y refleja la resistencia general que podría ser obtenida por el mortero en la

mampostería.

Por último es importante anotar que la resistencia a la compresión obtenida en cilindros

y cubos, refleja la resistencia aproximada del mortero, ya que es más probable que la

relación agua/cemento de este sea menor en el muro, que la de los especímenes

almacenados en condiciones controladas de laboratorio19.

Para el cálculo de la resistencia a compresión del espécimen, se realiza dividiendo

la carga máxima soportada por este durante el ensayo por el área de la sección

transversal promedio, y luego se expresa el resultado con una aproximación de

0.07 Mpa.

18 NORMA TECNICA COLOMBIANA 3546. Concretos. Métodos de ensayo para determinar la evaluación en

laboratorio y en obra, de morteros para unidades de mampostería simple y reforzada. Bogotá: INCONTEC. 2003. p 26. 19 SÁNCHEZ DE GUZMÁN, Diego. Cemento Portland. Tecnología del concreto. Bogotá: Instituto del Concreto

Asocreto., 1997. p 166 - 167.

4. METODOLOGIA EMPLEADA

4.1. Investigación cuantitativa Para esta proyecto se realizó recolección de muestras de arena (con las cuales se

desarrollaron análisis granulométricos) de las diferentes UPZ, acompañadas de ensayos

de laboratorio; todo esto con el adecuado almacenamiento debido a que de esto

depende la fiabilidad y confiabilidad de los resultados, para utilizarlos posteriormente en

la mezcla de mortero y así, comprobar su resistencia a la compresión. Para, este proceso

se midió esta propiedad, mediante el uso de cilindros de 75 mm de diámetro por 150

mm de altura, y la aplicación de una carga axial sobre ellos.

A modo de investigación se realizaron mezclas con arenas de rio, para la verificación de

resistencias a la compresión, obtenidas con este tipo de agregado fino.

En cuanto a la mezcla de mortero se comprobó la resistencia a la compresión, conforme

a la NTC 3546. Su dosificación entre material cementante (cemento y cal) respecto a la

arena cernida por malla No. 8, no puede ser inferior a 1:4 en volumen, el cual se verifico

mediante la implementación de un recipiente para medidas de peso unitario (0,0028 m3),

que permitió una medida exacta en volumen para la dosificación de la mezcla.

La mezcla de mortero estuvo compuesta por cemento convencional Portland tipo I, arena

de peña o arena de rio dependiendo de la upz del sector de Usme y agua. Logrando así

una mezcla semejante a la empleada en viviendas informales comunes en este sector.

Así mismo se realizaron pruebas a los cilindros de mortero cumplidos los 28 días de

fundidos.

Para registrar los datos que se obtuvieron, se diseñaron gráficas para visualizar la

resistencia de la mezcla de mortero de las diferentes UPZ y así poder comparar y

analizar.

4.1.2. Muestreo de agregado fino de la localidad de Usme de la ciudad de Bogotá

D.C.

Los morteros diseñados para su posterior análisis, estuvieron compuestos por agregado

fino obtenido de diversos almacenes del sector, originarios de las canteras de la localidad

de Ciudad Bolívar. Por lo tanto se tomaron siete muestras representativas de barrios

diferentes de la localidad. Tomando las normar NTC 77 y NTC 237 de las arenas

recolectadas se realizaron análisis de tipo granulométricos buscando sus módulos de

finura y densidades secas aparente.

La principal dificultad en esta parte fue el transporte del material desde los depósitos

hasta la vivienda donde se realizó la mezcla. Fue dificultoso debido a su peso

transportarla en un medio de transporte público y no se encontraron recursos o facilidades

para transportarla en un medio distinto.

A continuación se anexa una tabla con los datos del origen de las muestras de arenas

obtenidas de la localidad de Usme y además se anexa una muestra de una de las

gráficas que se realizaron para registrar y clasificar los datos. Las demás graficas se

encontraran en el capítulo de análisis de resultados.

Tabla 4 Datos de las muestras obtenidas de la localidad Usme

Nota Fuente: CASTANEDA ALARCON, Julian. (2014). Universidad distrital francisco José de caldas, Bogotá.

Ilustración 1 Ubicación de muestras de arenas correspondientes a los depósitos de materiales de la localidad de Usme

Fuente: Mapa de referencia de Bogotá D.C. Año 2015. Google maps

4.1.2.1. Canteras de Ciudad Bolívar:

Están ubicadas al sur de la ciudad, nacieron en los años noventa como modo de

subsistencia (aprovechando el espacio para la extracción sin parámetros), y de ellas se

extraen a cielo abierto, de forma artesanal y desorganizada en la mayoría de los casos

los principales materiales para la construcción en la ciudad; la mayoría de estas no tienen

título minero y están ubicadas en terrenos no autorizados para la extracción.

Estas canteras tienen grandes deficiencias ya que no tienen un plan de manejo y

recuperación del suelo, y afectan con sus sedimentos a las quebradas cercanas (como

la quebrada lima) produciendo esto erosión y procesos de inestabilidad. También con

esta extracción se pierde cobertura vegetal, cambia la morfología generando procesos

de erosión, deslizamientos y remoción en masa.

Una de las principales canteras de la localidad de Ciudad Bolívar está ubicada en Sierra

morena (Las canteras de peña colorado), cuyos suelos están conformados por estratos

arenosos y pendientes entre 15° a 40°.

Ilustración 2: Cantera de la Localidad de Ciudad Bolívar

Fuente: Mapa de referencia de Bogotá D.C. Año 2015. Google maps

5. RESULTADOS ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN

De los ensayos realizados a los materiales, se realizó un detenido análisis de los resultados obtenidos; que serán detallados en los siguientes ítems.

5.1 RESULTADOS Y ANÁLISIS DE ENSAYOS DE AGREGADO FINO

5.1.1 Resultados y análisis granulométrico de arenas de la localidad según NTC 77

6.1.1.1 Objetivo esta norma tiene por objeto la determinación y distribución, de los tamaños que componen los agregados finos.

6.1.1.2 Descripción Para comenzar con el ensayo se debe garantizar que el

material se seque en un horno a una temperatura de 110 °c ± 5 °c. El tamizado se

realiza en tamices ubicados de mayor a menor abertura; ejerciendo un movimiento manual, haciendo que el tamiz lleve un movimiento vertical y lateral, garantizando que las partículas tengan diferentes direcciones con respecto a la base del tamiz. Repitiendo este procedimiento desde el tamiz 4,75 mm (No. 4) hasta el tamiz 75 μm (N° 200).

Este método permite la determinación de la masa unitaria de un agregado en la

condición compacta (por apisonado externo o por vibración) o en la condición

suelta (como viene de una pala o cucharon), después de que el agregado ha sido

secado a una temperatura constante hasta obtener una masa estable. El método

involucra la determinación de una muestra de agregado en recipiente (medida) de

volumen conocido, y entonces se resta la masa del recipiente.

Ilustración 3 Colocación de muestra para eliminación de contenido de humedad.

Fuente: Autor (2014)

Ilustración 4 Peso 500 gr arena de peña para análisis granulométrico

Fuente: Autor (2014). Universidad Distrital Francisco José de Caldas.

Ilustración 5 Serie de tamices normalizados Fuente: Autor (2014). Universidad Distrital Francisco José de

Caldas.

Ilustración 6 Material granular retenido en fondo tamices. Fuente: Autor (2014). Universidad Distrital Francisco José de

Caldas.

Ilustración 7 Material granular retenido tamiz No. 200 (0.075 mm)

Fuente: Autor (2014). Universidad Distrital Francisco José de Caldas.

5.1.1.3 Análisis de la granulometría. De los ensayos realizados a los se encontró,

una distribución uniforme de las partículas de agregado, un bajo contenido de

arcillas y limos, aportando a las propiedades de la mezcla, además, la relación A\C

será menor, y la resistencia a la compresión tendrá mejores resultados.

Además de esto, se verifico según NTC 2240 (AGREGADOS USADOS EN

MORTEROS DE MAMPOSTERIA) y NTC 4020 (AGREGADOS PARA MORTERO

DE RELLENO UTILIZADO EN MAMPOSTERIA), que la granulometría de los

agregados sean idóneos según los límites de la tabla 5, dependiendo si se va a

usar una arena natural o una arena triturada.

Tabla 5 Granulometría de los agregados

Nota Fuente: ICONTEC (1994). NTC 2240 Agregados usados en morteros de mampostería. Colombia. p 2.

Los resultados de las granulometrías que se realizaron a las muestras de arena

de peña se visualizan en las siguientes gráficas y tablas:

Ilustración 8 Análisis Granulométrico por tamizado de arena de peña (UPZ Yomasa, Alfonso López, Comuneros, Usme Pueblo).

Nota Fuente: CASTANEDA ALARCON, Julian. (2014). Universidad distrital francisco José de caldas, Bogotá.

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,00,11,010,0100,0

% P

AS

A

TAMIZ

YOMASA

COMUNEROS

USME PUEBLO

ALFONSOLOPEZ

Ilustración 9 Porcentajes granulométricos arena de peña

Nota Fuente: SOLER CARO, Oscar (2014). Universidad distrital francisco José de caldas, Bogotá.

Los resultados de las granulometrías que se realizaron a las muestras de arena

de rio se visualizan en las siguientes gráficas y tablas:

Tabla 6 Análisis Granulométrico por tamizado de arena de Rio (UPZ La Flora, Danubio, Parque Entre nubes).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,00,11,010,0100,0

% P

AS

A

TAMIZ

DANUBIO

PARQUE ENTRENUBES

LA FLORA

Nota Fuente: CASTANEDA ALARCON, Julian. (2014). Universidad distrital francisco José de caldas, Bogotá

Tabla 7 Porcentajes granulométricos arena de rio.


5.1.1.4 Análisis módulo de finura. Entre las diferentes muestras de arena se

encontraron arenas con módulo de finura entre 1.2 a 2.2 para arenas finas, 2.3-

3.1 para arenas medianas. Para el caso de las arenas finas, implica que tiene una

superficie específica mayor con lo cual se requiere mayor cantidad de agua para

hidratarse.

Tabla 8 Módulo de finura arena de peña UPZ Alfonso López

Nota Fuente: CASTANEDA ALARCON, Julian (2015).

Universidad distrital francisco José de caldas, Bogotá.

Tabla 9 Módulo de finura arena de peña UPZ Usme Pueblo



No.Malla % Retenido % Acumulado %ret. Acumulado % Pasa

2" 0 0 0.00 100

1-1/2" 0 0 0.00 100

1" 0 0 0.00 100

3/4" 0 0 0.00 100

1/2" 0 0 0.00 100

3/8" 0 0 0.00 100

No. 4 0 0 0.00 100

No. 8 11.2 2.24 2.24 97.76

No. 16 47.8 9.56 11.80 88.2

No. 20 122.4 24.48 36.28 63.72

No. 30 90.1 18.02 54.30 45.7

No. 50 56.7 11.34 65.64 34.36

No. 100 115.1 23.02 88.66 11.34

2.59

Modulo de Finura

Modulo de Finura:

Es una Arena mediana


2" 0 0 0.00 100

1-1/2" 0 0 0.00 100

1" 0 0 0.00 100

3/4" 0 0 0.00 100

1/2" 0 0 0.00 100

3/8" 0 0 0.00 100

No. 4 0 0 0.00 100

No. 8 23.9 4.78 4.78 95.22

No. 16 53.9 10.78 15.56 84.44

No. 20 30.4 6.08 21.64 78.36

No. 30 37.5 7.5 29.14 70.86

No. 50 179.98 35.996 65.14 34.864

No. 100 120 24 89.14 10.864

2.25Modulo de Finura:


Modulo de Finura

Tabla 10 Módulo de finura arena de Peña UPZ Comuneros


Universidad distrital francisco José de caldas, Bogotá

Tabla 11 Módulo de finura arena de Peña UPZ Yomasa



Tabla 12 Módulo de finura arena de Rio UPZ Parque Entre nubes



Tabla 13 Módulo de finura arena de Rio Upz La Flora




2" 0 0 0.00 100

1-1/2" 0 0 0.00 100

1" 0 0 0.00 100

3/4" 0 0 0.00 100

1/2" 0 0 0.00 100

3/8" 0 0 0.00 100

No. 4 0 0 0.00 100

No. 8 20.9 4.18 4.18 95.82

No. 16 64.2 12.84 17.02 82.98

No. 20 45.6 9.12 26.14 73.86

No. 30 51.4 10.28 36.42 63.58

No. 50 144 28.8 65.22 34.78

No. 100 120 24 89.22 10.78

2.38

Modulo de Finura

Modulo de Finura:



2" 0 0 0.00 100

1-1/2" 0 0 0.00 100

1" 0 0 0.00 100

3/4" 0 0 0.00 100

1/2" 0 0 0.00 100

3/8" 0 0 0.00 100

No. 4 0 0 0.00 100

No. 8 18.6 3.72 3.72 96.28

No. 16 59.3 11.86 15.58 84.42

No. 20 45.8 9.16 24.74 75.26

No. 30 46.3 9.26 34.00 66

No. 50 196 39.2 73.20 26.8

No. 100 80 16 89.20 10.8

2.40


Modulo de Finura

Modulo de Finura:


2" 0 0 0.00 100

1-1/2" 0 0 0.00 100

1" 0 0 0.00 100

3/4" 0 0 0.00 100

1/2" 0 0 0.00 100

3/8" 0 0 0.00 100

No. 4 0 0 0.00 100

No. 8 24.3 4.86 4.86 95.14

No. 16 99.98 19.996 24.86 75.144

No. 20 40.1 8.02 32.88 67.124

No. 30 21.18 4.236 37.11 62.888

No. 50 135.48 27.096 64.21 35.792

No. 100 75.1 15.02 79.23 20.772

2.43

Modulo de Finura

Modulo de Finura:



2" 0.0 0.0 0.00 100

1-1/2" 0.0 0.0 0.00 100

1" 0.0 0.0 0.00 100

3/4" 0.0 0.0 0.00 100

1/2" 0.0 0.0 0.00 100

3/8" 0.0 0.0 0.00 100

No. 4 0.0 0 0.00 100

No. 8 15.5 3.094 3.09 96.906

No. 16 49.1 9.826 12.92 87.08

No. 20 40.8 8.162 21.08 78.918

No. 30 51.8 10.368 31.45 68.55

No. 50 171.3 34.25 65.70 34.3

No. 100 92.7 18.534 84.23 15.766

2.18

Es una Arena fina

Modulo de Finura:

Modulo de Finura

Tabla 14 Módulo de finura arena de rio UPZ Danubio

Nota Fuente: CASTANEDA ALARCON, Julian (2015). Universidad distrital francisco José de caldas, Bogotá.

5.1.1.5 análisis de pesos específicos y adsorción de agregados finos. Las

densidades obtenidas de las muestras de agregados estuvieron entre un orden de

magnitud de 2.4 a 2.7, correspondiente a una arena fina, que posee una superficie

especifica considerablemente grande lo que representa una alta capacidad de

adsorción.

Por otro lado la adsorción de las muestras de arena varía acorde al contenido de

arcillas y del tamaño del grano haciendo que la superficie específica aumente o

disminuye dependiendo la muestra, tal como se muestra los resultados en la tabla

15:

Tabla 15 Pesos específicos y adsorción de las muestras de agregado fino.

Nota Fuente: SOLER CARO, Oscar (2015). Universidad distrital francisco José de caldas, Bogotá

No.Malla Masa Retenida (gr) % Retenido %ret. Acumulado % pasa

2" 0.0 0.00 0.00 100.00

1-1/2" 0.0 0.00 0.00 100.00

1" 0.0 0.00 0.00 100.00

3/4" 0.0 0.00 0.00 100.00

1/2" 0.0 0.00 0.00 100.00

3/8" 0.0 0.00 0.00 100.00

No. 4 0.0 0.00 0.00 100.00

No. 8 14.1 2.82 2.82 97.18

No. 16 50.4 10.08 12.90 87.10

No. 20 42.1 8.42 21.32 78.68

No. 30 44.2 8.84 30.16 69.84

No. 50 184.0 36.80 66.96 33.04

No. 100 82.0 16.40 83.36 16.64

2.18Modulo de Finura:

Modulo de Finura

Es una Arena Fina


Fuente: Autor (2014). Universidad Distrital Francisco José de Caldas


Fuente: Autor (2014). Universidad Distrital Francisco José de Calda

6.2 RESULTADOS Y ANALISIS DE ENSAYOS PARA DETERMINAR LA RESISTENCIA A COMPRESION DE CILINDROS DE MORTERO ELABORADOS CON AGREGADOS FINOS DE LA LOCALIDAD DE USME

Resultado y análisis de resistencia a compresión a los 28 días de los cilindros de

mortero según NTC 3546

Objetivo: establecer el método para la determinación de las resistencias de morteros,

bien sea en estado plástico y endurecido .tomando muestras en cilindros de mortero de

75 mm de diámetro por 150 mm de altura aplicándole una carga axial y uniforme en el

área del cilindro.

Procedimiento: mediante la utilización de tubería en PVC, se elaboraron camisas para

los cilindros de mortero con un diámetro de 7,5 cm y una longitud de 15 cm

aproximadamente, verificando que en la parte inferior no hubiese ninguna segregación

de material.

Se realizó una mezcla de mortero con una dosificación en volumen de 1:4 fundidos en

30 cilindros por 7 UPZ para un total de 210 cilindros, en cada uno utilizando agregados

finos obtenidos de los depósitos de cada una de las UPZ, a los cuales se le realizaron

sus respectivos ensayos de laboratorio para poder calcular la relación A/C (Agua

/Cemento), en cada una de las muestras obtenidas en las diferentes UPZ garantizando

una condición optima del mortero , manteniéndolo en un punto deseable para la pega de

mampuestos así como se ve en la construcción de vivienda informal.

Ilustración 12 Camisas de mortero 1:4 en volumen.


Ilustración 13 Cilindros de mortero usados para fallar a los 28 días


Ilustración 14 Cilindros de mortero usados para fallar a los 28 días (peso)


Ilustración 15 Máquina para fallar cilindro en concreto.


Para la elaboracion de la mezcla de mortero se utilizo el molde de peso unitario haciendo

una medicion precisa en volumen de los agregados del cemento y del agua para

finalmente garantizar una dosificacion en volumen de 1:4 , luego de obtener una mezcla

homogenea se vierte en las camisas en capaz de igual tamaño aproximadamente ,

utilizando una varilla para una distribucion uniforme hasta llenar por completo el molde .

luego de esto con un maso de caucho se golpeo el molde para un vibrado a la mezcla

que garantizara la liberacion de burbujas atrapadas.

Los cilindros despues de ser desencofrados se dejaron a la interperie a una temperatura

no menor a 14 ºC y no mayor a 22 ºC, Sin ser sumergidas para de este modo garantizar

las condiciones a las que esta expuesto una muestra en obra.

Ilustración 16 Cilindro de mortero fallado a los 28 días.


5.2.1 Resultados obtenido. A continuación se presentan los resultados obtenidos a los

7 días de fraguado.

Tabla 16 Resistencias obtenidas de cilindros de mortero 1:4 a los 7 días

Nota Fuente: SOLER CARO, Oscar (2015). Universidad distrital francisco José de caldas, Bogotá

Ilustración 17 Resistencias obtenidas de cilindros de mortero 1:4 a los 7 días


Análisis. A los siete días de fallado las resistencias no cumplen con el 65% de lo

esperado a los 28 días, esto se puede presentar debido a varios factores como los son:

el ambiente al que se encuentra expuesto, las propiedades de los agregados y la falta de

curado del elemento.

UPZ

Resistencia

Promedio (MPA)

UPZ Danubio ( Arena de Rio) 3,30

UPZ Parque Entrenubes ( Arena de Rio) 3,62

UPZ La Flora ( Arena de Rio) 3,65

UPZ Yomasa ( Arena de Peña) 1,49

UPZ Comuneros ( Arena de Peña ) 2,06

UPZ Usme Pueblo ( Arena de Peña) 1,77

UPZ Alfonso Lopez ( Arena de Peña) 1,43

Promedio 7 Dias: 2,47

RESISTENCIAS OBTENIDAS A LOS 7 DIAS





Ilustración 18 Grafica de resistencias obtenidas de cilindros de mortero 1:4 a los 14 días


ANALISIS. A los catorce días de fundido las muestras con arena de peña presentan,

resistencias bajas en comparación a los cilindros fundidos con arena de rio. Esto se

ocasiona debido a la composición y tamaño de las partículas de los agregados

UPZ

Resistencia

Promedio (MPA)














Ilustración 19 Resistencias obtenidas de cilindros de mortero 1:4 a los 28 días


UPZ

Resistencia

Promedio (MPA)










Análisis. La resistencia esperada en las muestras con arena de peña no se logró, pero

por otro lado con las arenas de rio se obtuvieron mayores resistencias que la esperada.

Ilustración 20 Resistencia a compresión mortero 1:4 barrió Danubio (Arena de Rio).

Nota Fuente: CASTANEDA ALARCON, Julian (2015). Universidad distrital francisco José de caldas, Bogotá

Ilustración 21 Resistencia a compresión mortero 1:4 barrió Parque Entre nubes (Arena de Rio).

Nota Fuente: CASTANEDA ALARCON, Julian (2015). Universidad distrital francisco José de caldas, Bogotá

Grafica de Resistencia a Compresion Mortero 1:4 UPZ Danubio ( Arena de Rio)

3,304 3,325

13,46573436

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Resistencia 7 dias Resistencia 14 dias Resistencia 28 dias

RES

ISTE

NCI

A A

LA

CO

MPR

ESIO

N

Resistencia a la Compresion UPZDanubio ( Arena de Rio)

Grafica de Resistencia a Compresion Mortero 1:4 UPZ Parque Entrenubes ( Arena de

Rio)

3,62

5,20

11,35

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

Resistencia 7 Dias Resistencia 14 dias Resistencia 28 dias

RES

ISTE

NCI

A A

LA

CO

MPR

ESIO

N

Resistencia a la Compresion UPZ Parque Entrenubes ( Arena de Rio)

Ilustración 22 Grafica de Resistencia a compresión mortero 1:4 barrió La Flora (Arena de Rio).

Fuente: Autor

Ilustración 23 Grafica de Resistencia a compresión mortero 1:4 barrió Yomasa (Arena de Peña).

Fuente: Autor

Grafica de Resistencia a Compresion Mortero 1:4 UPZ La Flora ( Arena de Rio)

3,654,49

12,18

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00


RES

ISTE

NCI

A A

LA

CO

MPR

ESIO

N

Resistencia a la Compresion UPZ La Flora (Arena de Rio)

Grafica de Resistencia a Compresion Mortero 1:4 UPZ Yomasa ( Arena de Peña)

1,486

2,347

6,143

0

1

2

3

4

5

6

7


RE

SIS

TE

NC

IA A

LA

CO

MP

RE

SIO

N

Resistencia a la Compresion UPZ Yomasa ( Arena de Peña)

Ilustración 24 Grafica de Resistencia a compresión mortero 1:4 barrió Comuneros (Arena de Peña).

Fuente: Autor

Ilustración 25 Grafica de Resistencia a compresión mortero 1:4 barrió Usme Pueblo (Arena de Peña).

Fuente: Autor

Grafica de Resistencia a Compresion Mortero 1:4 UPZ Comuneros ( Arena de Peña)

2,055 2,132

6,479

0

1

2

3

4

5

6

7


RES

ISTE

NCI

A A

LA

CO

MPR

ESIO

N

Resistencia a la Compresion UPZ Comuneros ( Arena de Peña)

Grafica de Resistencia a Compresion Mortero 1:4 UPZ Usme Pueblo ( Arena de Peña)

1,7682,236

6,308

0

1

2

3

4

5

6

7


RES

ISTE

NCI

A A

LA

CO

MPR

ESIO

N

Resistencia a la Compresion UPZ Usme Pueblo (Arena de Peña)

Ilustración 26 Grafica de Resistencia a compresión mortero 1:4 barrió Alfonso López (Arena de Peña).

Fuente: Autor

Ilustración 27 Grafica de porcentajes de resistencias obtenidas en los morteros 1:4 a los 28 días, con las arenas del sector

Fuente: Autor

Grafica de Resistencia a Compresion Mortero 1:4 UPZ Alfonso Lopez ( Arena de Peña)

1,428

2,31

5,873

0

1

2

3

4

5

6

7


RES

ISTE

NCI

A A

LA

CO

MPR

ESIO

N

Resistencia a la Compresion UPZ Alfonso Lopez (Arena de Peña)

6. CONCLUSIONES

De acuerdo a los resultados que se obtuvieron en los ensayos de compresión de cilindros de mortero a los 28 días con implementación de arenas de peña y arenas de rio se evidencio lo siguiente; Los cilindros fundidos con arena de peña manteniendo una dosificación de 1:4 alcanzaron un porcentaje respecto a la resistencia deseada de un 82%, el cual equivale a una resistencia de 6.2 Mpa, lo cual indica que con este material extraído de esta localidad no cumple la resistencia deseada de 7.5 Mpa indica en la NSR -10. Por otro lado la resistencia obtenida en los cilindros fundidos con arenas de rio, alcanzaron un porcentaje de 65% mayor al esperado, equivalente a una resistencia en promedio de 12.3 Mpa, lo cual nos indica que es un material idónea para la implementación de morteros de pega de mampostería.

La implementación de arenas de rio en morteros de pega de mampostería, deben ser más implementados en la construcción de viviendas informales ya que de acuerdo a los resultados obtenidos en el presente proyecto se van a obtener mayores beneficios como lo son: resistencia a la compresión (el cual ayudara a soportar mayores cargas), mayor adherencia (debido a su superficie corrugada, lo cual ayuda a responder monolíticamente ante una carga). Aunque un punto no tan a favor son los costos de la implementación de dichas arenas, que aumentan sus costos en 50%, respecto a la arena de peña.

Se debe tener en cuenta que para un mismo cemento y un mismo agregado fino

el mortero más resistente y probablemente más impermeable, es aquel que en la unidad de volumen contenga mayor cantidad de materiales sólidos. Es por ello que el mortero con arenas de rio es un material idóneo para la pega de mampuestos.

La pérdida de resistencia en el mortero de pega con arena de peña, es posible que

se halla ocasionado por el contenido de partículas altamente finas que no generan mayor trabazón entre ellas, haciendo que su resistencia disminuya.

ACTIVIDADES

Actividad Descripción de actividad Duración Act. Predecesora

1

Adquisición de la información para realizar el ensayo.

1 semana ---

2 Compra la arena obtenida de los almacenes del sector.

2 semanas ---

3 Compra de cemento portland obtenido del sector.

2 semanas ----

4 Adecuación del lugar donde se almacenarán las muestras.

2 semanas Actividad 2,3

5 Granulometría del agregado

2 semanas Actividad 2

6 Análisis granulométrico de los agregados finos. (NTC 77)


7 Preparación de especímenes (ntc3546)

1 semana Actividad 2, 3,6

8 Almacenamiento y curado de especímenes según (NTC 3546)


9 Prueba resistencia a los especímenes de acuerdo a (NTC 3546)

1 semana Actividad 8

10 Calculo de los datos obtenidos


11 Análisis de los resultados obtenidos en las pruebas


12 Evaluación final de resultados


13 Realización de los ajustes a la metodología preliminar


14 Diseño y entrega final del proyecto.


15 Sustentación publica de la guía en las instalaciones de la Universidad Distrital


RECURSOS Y PRESUPUESTOS

INSTITUCIONALES

El primer recurso con el que se cuenta es el laboratorio de suelos, concretos y

pavimentos, de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Facultad Tecnológica.

Donde se realizara las pruebas de los respectivos laboratorios.

PERSONAS QUE PARTICIPARON EN EL PROCESO

Ingeniero Sergio Valbuena

Ingeniero civil

Es el tutor del proyecto, y proporcionará la colaboración en su desarrollo. Siendo la

persona clave para la correcta realización en cada aspecto relacionado a la

investigación.

MATERIALES Y FINANCIEROS

PRESUPUESTO

DETALLE JUSTIFICACIÓN CANT UNID VALOR UNITARIO

VALOR TOTAL

Papelería Material de papelería empleado en la elaboración del proyecto

unidad 50000 50000

Laboratorio Recurso indispensable para la correcta elaboración de este proyecto

0 0

Transporte Se requerirá transportar los materiales

140000 140000

Cemento material principal y de estudio, necesarios para hacer los laboratorios

3

unidad 78000

78000

Agregado fino

necesarios para hacer los laboratorios, pues con ellos se pueden obtener las muestras de mortero

2 m3 130000 130000

Agua necesaria para la mezcla del mortero

0 0

Otros gastos

gastos inesperados que se pueden generar (imprevistos)

40000 40000

TOTAL $ 438000

6. BIBLIOGRAFIA

SÁNCHEZ DE GUZMÁN (1997). Diego. Cemento Portland. Tecnología del concreto. Bogotá: Instituto del Concreto Asocreto.

GUTIÉRREZ DE LÓPEZ, Libia (2003). El concreto y otros materiales de construcción. Morteros. Manizales Universidad Nacional de Colombia.

Pasual Urbán Brotóns (2009). Construcción de estructuras de concreto armado, Editorial Club Universitario, San Vicente.

AFAM Asociación Nacional de Fabricantes de Mortero “Características de los Morteros “(en línea). (18 de enero de 2014) disponible en: http://www.construmatica.com/construpedia/Caracter%C3%ADsticas_de_los_ Morteros.

NTC 77. Concretos. Método de ensayo para el análisis por tamizado de los agregados finos y gruesos. Normas Incontec. 2007.

NORMA TECNICA COLOMBIANA 3546. Concretos. Métodos de ensayo para determinar la evaluación en laboratorio y en obra, de morteros para unidades de mampostería simple y reforzada. Bogotá: INCONTEC. 2003.

http://www.construmatica.com/construpedia/Caracter%C3%ADsticas_de_los_

anÁlisis de agregados finos y resistencia de mezclas de

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