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19.1 Introduccion

Casi todas las estructuras que se construyen en proyectos para abastecimiento de agua, requieren e l uso de cemento: mortero para mamposteria, enlucido para impermeabilizacion y concreto para losas de pisos. El adecuado cono- cimiento de como seleccionar los mejores materiales, como organizar los procedimientos para mezcla de cemento, y como hacer que resulte eficiente y econo- mico el uso del cemento; todo ello, es esencial para el director de obra.

En este capftulo trataremos de dar una referencia de campo bastante completa. Se hara una descripcion de los diversos materiales requeridos para trabajo con cemento, sus propiedades, y consideraciones importantes. Se discutir8 sobre la mamposteria de ladrillo y piedra, sobre losas de concreto para pisos y techos. Presentaremos procedimientos organizativos, valiosas sugerencias sobre construccion y mencionaremos algunos problemas comunes.

En la TABLA DE REFERENCIA V l l l es incluida alguna informacion importante, a l final de este manual.

19.2 Definiciones y terminos

Damos a continuacion una breve explicacion del vocabulario comunmente usado para trabajo con cemento en este capitulo:

Cemento: sirve como un conglomerante, pega arena y piedra. Lo que se usa normalmente es e l cemento Portland, un polvo gris, similar a la harina.

Mortero: una mezcla de cemento y arena en varias proporciones, depende de la consistencia deseada. Se usa en albanileria para pegar ladrillos o piedras y se usa para enlucir paredes impermeabilizandolas.

Concreto: una mezcla de cemento, arena y agregados (como grava o piedra triturada) en varias proporciones. Se puede vaciar y colar para formar losas.

CA: concreto armado. El concreto es reforzado con varillas de acero o barras embebidas en el para darles consistencia y soporte adicional. Tambien se puede usar malla metalica.

Ladrillos AR: Mamposteria de ladrillo reforzada, utilizando el refuerzo antes descrito.

Fierro de Construccion: barras o varillas de acero de refuerzo, usadas en CA o ladrillo AR.

Agregado: pequenas piezas de piedra mezclada con cemento y arena para formar concreto. Algunos agregados corrientes pueden ser grava, piedra triturada o ladrillo triturado. La arena es un agregado fino.

Grava: se encuentra generalmente a lo largo de rios y riachuelos, son pequenos cantos rodados y piedras que la accion del agua los ha suavizado y redondeado.

Piedra chancada: piezas grandes de roca o piedra que se rompen al tama- Ro del agregado en una labor manual usando picos y combas.

Ladrillo triturado: piezas de ladrillo que se trituran.

19.3 Cemento

El cemento es una mezcla de t iza o piedra caliza y arcilla la cual se hace arder a l fuego y luego se muele a la consistencia de un polvo fino.Se le pueden egregar materiales adici~nales para impartir al cemento ciertas propiedades (tal como que seque rdpido, bajo calor, endurecimiento rapido, etc.). El cemento corriente es un polvo gris, comunmente conocido como "cemento Portland". Este es a l tipo que suministra comunmente para los proyectos de abastecimiento de agua.

Propiedades del cemento: El cemento Portland se usa para proyectos de construcci6n comun. El mortero de cemento o concreto tiene una elevada resistencia a la compresion (aplastamiento) pero una relativamente baja resistencia a la traccion (estiramiento). Cuando se le agrega agua a una mezcla de mortero o concreto, se forma una masa de consistencia suelta, casi liquida, que se puede trabajar y colocar en posicion con facilidad. El cemento comienza a consolidarse en una hora (depende de la mezcla y de la temperatura), perdiendo su planici- dad. Dentro de 4 horas ha terminado de consolidarse y ya no puede trabajarse. Desde e l momento que comienza a secar e l cemento soporta un proceso de endurecimiento quimico que continuara hasta e l termino de un afio por lo menos, aunque durante los primeros dias se produce su endurecimiento mas rapido,

RESISTENCIA D E L CONCRETO DE CEMENTO PORTLAND Porcentaje de ult ima resistencia en varios periodos

3 dias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . aprox. 20010 7 dias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . aprox. 45010

28 dias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . aprox. 60010 3meses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . aprox. 85010 6 meses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . aprox. 95010

1 ano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . aprox. 100010

Hidratacion: Cuando se le agrega agua a una mezcla de cemento seco (ya sea mortero o concreto), comienza a producirse una reaccion quimica en el cemento, que se conoce con el nombre de "hidratacion". Esta reaccion es la que hace que el cemento se fije y se endurezca, cediendo calor en el proceso. E l indice de hidratacion se acelera con el calor y la humedad, por consiguiente el cemento se fijara y se endurecerti mas rapido en las temperaturas calidas, y a la inversa en las temperaturas m& frias (la completa congelacion del cemento, acaba con la reaccion de hidratacion, la cual no continuara n i siquiera con el cemento fresco. Remitase a la seccion 19.18). La reaccion de hidratacion necesita humedad, pero el calor generado por la hidratacion tiende a provocar la evapora- cion de la humedad en la mezcla. Por ello, es necesario evitar el secamiento rapi- d o del cemento, especialmente durante los primeros dias. Una vez que cesa la hidratacion, el cemento ya n o ganara mas consistencia.

Fraguado: Cuando se agrega agua a la mezcla de cemento, hay u n periodo de aproximadamente 30 a 6 0 minutos en el cual la mezcla es plastica y facil de trabajarla en. la posicion deseada. Sin embargo, despues de ese periodo, la mezcla comienza a fraguar y se vuelve mas tiesa y dura. A l cabo de unas cuantas horas, el fraguado se habra completado. Una vez que ha comenzado la consolidacion, no hay que tocar la mezcla, porque se debilitaria. La presencia de la consolidacion se puede determinar presionando con el extremo sesgado de un patito o u n tiipiz dentro de la mezcla, cuando empieza la consolidacion aumentara de inme- diato la resistencia de penetracion.

Endurecimiento: Este es el proceso mediante el cual la mezcla de cemento gana resistencia, y comienza tan pronto como empieza el fraguado, pero continua hasta por l o menos un ano.

Ambas cosas, el fraguado y el endurecimiento reciben la influencia de la temperatura: el calor acelera ambos indices.

Curado: El curado es el proceso de mantener la mezcla de cemento apro- piadamente humeda, para asegurar que haya suficiente humedad para que con- tinue la reaccion de hidratacion. Es especialmente importante durante los pri-

meros dias despues de verter una mezcla de concreto, cuando el cemento gana mas rapidamente su consistencia.

Empaque de cemento: Un litro de cemento Portland pesa aproximadamen- t e 1.44 Kg. El cemento es usualmente empacado en fabrica en bolsas de 50 kg cada una, de tal manera que cada bolsa deberia idealmente contener aproximadamente 35 litros de cemento. Sin embargo, se pierde algun cemento durante los. procesos de embarque y guardiania. Para fines practicos, la cantidad de cemento por bolsa debe considerarse como sigue:

bolsas de yute: 32 litros bolsas de papel: 34 litros

Almacenamiento del cemento: El cemento absorbe facilmente l a humedad del aire y por ello pierde consistencia si se le almacena por tiempo prolongado. Comunmente esta perdida es como sigue:

Periodo de Almacenamiento Perdida de Consistencia

3 meses 6 meses

12 meses 24 meses

Cuando se almacena e l cemento en el mismo sitio del proyecto, tiene que ser colocado apilandolo con las bolsas muy juntas unas a otras y no mas de 10 bolsas de altura (para evitar que las bolsas del fondo revienten). El embalaje ce- rrado tambidn reduce la circulacion de aire entre bolsas, lo cual es bueno. La pila del cemento tiene que levantarse sobre una plataforma por encima del nivel del suelo. El almacen o caseta de almacenamiento tiene que tener la menor circulacion de aire posible, y si se anticipa que el periodo de almacenamiento va a ser largo habra que cubrirlas con un plastico o lona alquitranada. Las bolsas de papel con cemento resistiran mejor el tiempo que las bolsas de yute, asi que las bolsas de papel deberan estar en los exteriores de la pila y al momento de l a construccion se usaran primero las bolsas de yute.

El cemento ya pasado de tiempo formara grumos. Todos los grumos hay que cernirlos para sacarlos del cemento, y no se deben usar los grumos que no puedan ser facilmente deshechos con los dedos. Si un cemento pasado (vale decir, almacenado en el campo por mas de 6 meses) tiene que ser usado, habra que aumentar la cantidad de cemento en la mezcla en 112 a 1 parte (depende de cuan grumoso este).

19.4 Agua

El agua en la mezcla de cemento cumple dos propositos primero, tomar parte en la reaccion de hidratacion del cemento, y segundo, hacer que la mezcla se diluya y se plastifique lo suficiente para poder trabajarla y colocarla con facilidad.

Calidad: El agua que es buena para beber, generalmente es buena para la mezcla de cemento. Aun cuando e l agua no sea potable, &~odria ser usada si se prueba de la siguiente manera:

Usando agua de procedencia conocida (o sea, agua potable) prepare 3 tortas de pata de cemento, cada una de aproximadamente 1 a 2 cm de espesor por 6 cm de diametro. Al mismo tiempo, haga 3 tortas identicas usando agua desconocida. Comparando los dos tipos, observe el tiempo de fijacion, el indice de "raspadura" (utilizando las unas de los dedos) y su consistencia despues de unas cuantas horas, 24 horas, y 48 horas. Solamente si ambos tipos de tortas estan igualmente consistentes se podra usar el agua desconocida.

Cantidad: El agua es necesaria para l a hidratacion del cemento, pero s i se le agrega demasiada agua durante la mezcla, los resultados daran una consistencia mas debil. La cantidad de agua que generalmente se necesita para que la mezcla sea facilmente trabajable, es mucho mas de lo necesario para la reaccion de hidratacion. Por lo tanto, no se debe agregar mas agua que la necesaria para que la mezcla sea facilmente trabajable. La cantidad ideal de agua depende de la cantidad de cemento en la mezcla. En la seccion 19.1 1 se dan pautas aproximadas as( como la proporcion de mezcla para e l concreto.

Una vez que el cemento ha terminado de consolidarse, la adicion de agua no lo debilita. Para la cura del concreto, es necesario tener en cuenta esta misma accion para evitar que !a superficie de la losa se seque con demasiada rapidez.

19.5 Arena

La arena se usa en ambas cosas, e l mortero y e l concreto (en este ultimo, se le refiere algunas veces como "agregado fino"). Una arena adecuada tiene que ser bien graduada (contener granos de muchas medidas mezclados juntos). La arena de medida uniforme, como la arena de playa o la arena muy fina, no es adecuada (pero se puede mezclar con arenas mas gruesas).

Fuentes de arena: La arena encontrada en depositos en la tierra se conoce como "arena de cantera". Estos granos son generalmente irregulares, filudos y angulares. La arena transportada por el agua, como la que se encuentra en las ri- beras de los rios o lagos, se le conoce como "arena de rio". Estos granos son generalmente redondos y suaves debido a la accion del agua.

Ambos tipos de arena son apropiados para trabajar el cemento, siempre que tengan un buen grano y esth limpias.

Calidad: La arena que contiene arcilla, limo, sal, mica o materiales organi- cos no es buena, ya que estos contaminantes pueden debilitar la consistencia del cemento si se encuentran en grandes cantidades. Hay pruebas de campo faciles que puede llevarse a cabo para determinar la calidad de la fuente de arena.

a) Se toma un punado humedo de la arena muestra y se frota entre la pal- ma de las manos. La arena adecuada deja las manos solo ligeramente sucias.

b) Prueba de decantacion: Se toma un vaso de vidrio, (o cualquier otro re- cipiente de vidrio) y se llena hasta la mitad con la arena muestra, luego se llena hasta 314 con agua. Se agita entonces el vaso vigorosamente, y se le permite re- posar sin tocarlo durante una hora mas o menos. La arena limpia se asentara in- mediatamente, y la arcilla y limo se asentaran como una capa oscura al tope de la arena. El espesor de la capa de arcilla/limo no tiene que ser mayor que un 17avo (60101 del espesor de la arena.

La arena sucia se puede lavar enjuagandola repetidas veces con agua.

Hinchamiento de arena: La arena humeda que contiene hasta 5-6010 de agua se hinchara y ocupara mayor volumen que si estuviera perfectamente seca. Esto se conoce como "hinchamiento". Un contenido de humedad de 5-6010 puede aumentar e l volumen en mas de 300/0. El contenido adicional de agua hasta su completa saturacion, reduce el abultamiento (la arena saturada ocupa casi e l mismo volumen que cuando esa seca). Por esta razon cuando se usa arena ligeramente humeda, es necesaria usar una cantidad extra de arena en la mezcla si queremos que exista proporcion en e l volumen. La arena que esta muy humeda (como la que ha sido recientemente lavada) se mide como s i estuviera seca. Si la mezcla es proporcionada por peso, el hinchamiento no tiene consecuen- cias.

19.6 Agregados

Agregado es un termino general para el material que se mezcla con el cemento y e l agua para formar el concreto, La arena es un agregado fino, s i el material es mas grande se le llama agregado grueso.

Los agregados gruesos pueden ser, grava (generalmente proveniente de roca de rio desgastada, redondeada) o roca y ladrillo chancados.

Los mejores agregados son las piedras de granito, cuarcita, basalto o las que tengan superficie aspera, no brillante. Es buena l a piedra caliza dura y no lo

son las piedras arenosas blandas. Otra piedra caliza y la arenosa son porosas, y por tanto, no son buenas para losas de piso de tanque de agua, pero se pueden usar para losas de techo (lo mismo se aplica a l ladrillo triturado).

Los agregados tienen que ser limpios y de buena graduacion. Los agregados pequenos, redondos (como cascajo de rio) son mejores para losas de piso impermeables.

Medidas de agregados: Los agregados tienen que ser de buena graduacion para que los intersticios de aire entre piezas sean minimas. Lar medidas mas grandes deben ser:

Losas para techo: 318" (1 Omm) Losas no reforzadas o ligeramente reforzadas:

314" a 1" (20 a 25 mm)

Ladrillo chancado: Las piezas de ladrillo chancado pueden ser usadas como agregado para concreto, pero debido a su naturaleza porosa no deben usarse para losas de pisos de tanques de agua. Cuando se usa el agregado de ladrillo chancado, estas piezas tienen que ser completamente empapadas en agua antes de mezclar, para evitar la absorcion de la humedad a traves de la mezcla (lo que inter- fiere con la reaccion de hidratacibn).

19.7 Concreto armado

El refuerzo de concreto solamente se necesita para losas que sean de un area grande o que quedaran sujetas a una gran presion hidrostatica (es decir, profundidad de agua). Una losa CA puede ser mas delgada que una losa no reforzada. La presencia del refuerzo ayuda a distribuir la resistencia y ftierza de una manera uniforme sobre l a masa de concreto total.

Varillas de refuerzo: Esta disponible en muchos tamanos, pero para los proyectos tipicos de abastecimiento de agua solamente se necesitan los siguientes diametros: 1/4", 5/16" o 318" (6mm, 8mm o IOmm).

Malla de alambre: (tambien conocida como "tejido de malla de alambre" 1. Se puede usar como refuerzo de las losas. La medida de agregado en la mezcla de concreto debe ser menor que la medida de la malla (usar una pieza de la malla para cernir el agregado es el procedimiento mas seguro).

Espaciamien to de "varillas": El espaciamiento de "varillas" debe distribuir e l area de la seccion transversal del acero de una manera uniforme a traves del area de la seccion transversal de la losa. Para la losa de piso, el area de las varillas de refuerzo no deben ser menor que 0.225010'' del total del area de la seccion

transversal de la losa y para la losa de techo CA no debe ser menor que 0.300/0*. Se puede usar la siguiente tabla:

Tipo de losa Espesor (cm)

Piso techo techo techo techo techo

Colocacion de varillas: El refuerzo se hace como una parrilla con el tamano de los cuadrados de acuerdo con la tabla arriba rnencio- nada. Las varillas se pueden atar juntas con un alambre fino. La parrilla debe tener un minimo de 3 cm de recubrimiento de concreto. Para una losa de techo la parrilla se fija a 3 cm desde e l fondo de la losa, y para una losa de piso se fija a 3 cm desde el tope de la losa (remitase a la figura 19-1 ) .

La parrilla tiene que estar bien asegurada de manera que no pueda desplazarse mientras se esta vaciando e l concreto (la parrilla puede estar sostenida sobre piezas de roca no porosa, pero NO sobre estacas de madera o ladrillos).

Losas de ladrillo reforzado: Cuando una losa de techo debe ser de ladrillo reforzado, se necesita un diferente esparcimiento de "varillas", eso depende del grosor de la losa, y de la medida de los ladrillos.

Es~aciam(ent0 de "Varillas (c-1 6mm -- m 10mm

15 30 40 12 2 1 33 1 O 17 27 8 14 22 7 12 19 6 11 17

Remitase a la seccion 19-14 para losdetalles tecnicos de este tipo de losa de techo. Una losa de piso, de ladrillo, no requiere refuerzo (remitase a la seccion 19.13).

LOSA DE TECHO

DIMENSIONES EN CENTIMETRO

FIGURA 19-1 COLOCACION DE VARl LLAS EN LOSAS

19.8 Mezcla de cemento

Para mejor conveniencia, generalmente es mas facil mezclar el cemento en e l sitio donde se esta construyendo, de manera que sera necesario asegurarse de que haya un sistema organizado para l a entrega de cemento, arena, agregados, piedra o ladrillo y agua. Es de especial importancia cuando se mezcla y se va- cie el concreto, que esto se haga en una operacion continua, sin una larga espera por falta de materiales.

Deposito para mezcla: El cemento nunca se debe mezclar en e l suelo. Tie- ne que haber un deposito de ladrillo, pizarra, concreto, o hasta plarfchas corruga- das de acero galvanizado. Este tiene que hacerse lo suficientemente grande para que permita varias reacciones de mezcla de una cantidad conveniente, sin que se rebalse: 1.5 metros cuadrados es adecuado. Si es posible, se construye una pequena tapa alrededor de tres lados del deposito para que los materiales no'vayan a lavarse accidentalmente.

Cuando varios albaniles trabajan a la vez, o cuando se esta mezclando e l concreto, suele ser mejor tener dos o mas depositos.

Proporciones: Aunque e l metodo del peso es el mas adecuado para propor- cionar cemento, arena y agregados, en un sitio en campo, esto no es tan facil de solucionar. El metodo comun es mezclar por volumen, usando un pequeno balde. La medida con lampas llenas no es adecuada. El mortero se debe mezclar en raciones mas pequenas que el concreto, pero ninguna racion sera tan grande que no se utilice en e l curso de 30 minutos.

Mezcla seca: Todos los ingredientes tienen primero que mezclarse en seco juntos, usando lampas y paletas, hasta que la mezcla tenga un color y consistencia uniforme.

Mezcla humeda: El agua se agrega lentamente, un poco cada vez. Cada vez que se agrega agua,'hay que "voltear" la mezcla enteramente unas cuantas veces con palas. Hay que agregar agua hasta que el mortero o e l concreto tengan la consistencia deseada. La mezcla humeda se puede regular como sigue:

Demasiado mojada: agregar arena (y agregado) Demasiado, seca: agregar agua Demasiado tiesa: agregar arena Demasiado arenosa: agregar cemento

Herramientas y Mano de obra: un equipo para mezcla de cemento debe constar como minimo de 3 personas: dos para mezclar y una para agregar agua e ingredientes. Cada equipo debera tener dos lampas y dos paletas, un pequeno

balde (para medir las proporciones) y un balde grande (para transportar la mezcla a donde estBn los albaniles).

19.9 Mortero

El mortero de cemento se usa para la albanileria de construccion de paredes, y para enlucido. La lechada de cemento se usa para encementar las varillas de anclaje de acero dentro de las rocas y para embeber los tubos FG dentro de la albanileria.

Mezclas tipicas: Proporciones de cemento y arena, por peso o por volumen:

Tipo de mortero Cemento: Arena

Mamposteria corriente: 1 :4 Losas para techo de ladrillo reforzado: 1:3 Enfoscado (1 ra. capa de enlucido) 1 :4 Enlucido aspero (2da. capa) 1:3 Enlucido final (3ra. capa) 1 :2 Lechada de cemento 1:l - 1:11/2

Volumenes de mortero: El volumen total de mortero es iyiial al volumen to- ta l de arena en lamezcla. El cemento se mezcla con e l agua para formar una pasta la cual llena los vacios de la arena. Por consiguente, una mezcla de 1:4 requiere 1000Io de arena y 25010 de cemento: la mezcla 1:3 requiere 100010 de arena y 33010 de cemento, etc.

Cantidades requeridas para hacer un metro cubico (1 m3) de varias mezclas de mortero:

Mezcla de mortero Arena (mt. 3) Cemento (mt. 3)

19.10 Mamposteria

Debido a que se requiere que las paredes de los tanques sean tan impermeables como sea posible contra la presion hidrostatica del agua del interior, hay que dar especial atencion a la labor que ejecutan los albaniles. Hay que hacerles ver claramente que una pared de mamposteria que se construye de igual manera como construyen la pared de su casa, no es adecuada, y que las paredes de los tanques deben asentarse cuidadosamente de acuerdo a las instrucciones.

ALOS LEILLOS SE ESPACIAN ICM SOBRE CAMA DE MORTERO Y LAS JUNTAS SE "RELLENAN"

A::-- - CORRECTO CUIDADOSAMENTE MORTERO MURO DE LADRILLO CON

JUNTAS V A C I ~ NTRE LADRILLOS

.INCORRECTO MURO DE LADRILLO

ERTE LADRILLOS DE UN^ RA'AMARRAR LINEAS AN RIORES CON POSTERIORE

UNIR LAS ESQUINAS ENTRE S1

INTERCALE UNIONES VEPTICALES ENTRE HILERA

FIGURA 19-2

TECNICAS DE ALBANILERIA DE LADRILLO

Mamposteria de ladrillo: En Nepal generalmente los ladrillos se fabrican lo- calmente y son de diversas formas y calidad. Las dimensiones exactas de los ladrillos locales habra que tenerlas a mano para preparar un estimado de los requi- sitos. El volumen total de l a marnposteria de ladrillo es de aproximadamente 25O/o de mortero y 75010 ladrillo. Los ladrillos tienen que ser remojados en agua por varios minutos antes de ser usados (esto evita que absorban demasiada humedad del mortero) pero no se deben remojar excesivamente.

Los albaniles que estan acostumbrados a construir casas con ladrillo y mortero de barro seran proclives a construir de esta misma manera las paredes del tanque, asentando una cama de mortero, colocando luego los ladrillos muy juntos encima de esta y colocando luego otra cama de mortero para el paso siguiente. El resultado es una red de canales no obstruidos entre los ladrillos por donde el agua tendra facil fuga. La mamposteria de ladrillo correcta para paredes impermeables requiere espaciar los ladrillos 1 cm entre uno y otro, y llenar cuidadosamente las uniones con mortero. Los ladrillos tienen que asentarse siguiendo un patron que no presente una linea de union recta desde e l interior hasta el exterior de la pared. Remitase a la figura 19-2 para varias sugerencias sobre mampos- ter ia de ladrillo.

La fila superior de los ladrillos tiene que estar completamente limpia y humedecida antes de poner la cama de mortero para la siguiente. Si el mortero de fila superior ha empezado a consolidarse, las uniones tendran que ser escarba- das aproximadamente 1 cm de profundidad y vueltas a llenar con mortero fresco. Las paredes tienen que ser construidas de una manera pareja para que el peso sea distribuido uniformemente; ninguna seccion de pared sera mas de 15 filas (aproximadamente 1 metro) mas alto que la seccion mas baja.

Una vez que el mortero se ha consolidado, hay que humedecer la albanile ria (varias veces por dia) de una manera regular duran~e algunos dias.

Mamposteria de piedra labrada: Conocida tambien como "albaiiileria Ashler". En este tipo de mamposteria las piedras se cortan cuidadosamente en dimensiones regulares haciendo "ladrillos de piedra". Esta mamposteria requiere albaniles especializados, y toma mucho tiempo y trabajo. La albanileria Ashlar es de aproximadamente 3W/o de mortero y 70010 de piedra (remitase a l a figura 19-31, .

Mamposteria de piedra de cascajo: Este es el tipo mas comun de albanileria usado en Nepal. Las piedras son rusticamente adaptadas por los albaniles y la pared que resulta es similar a l a que se ilustra en la figura 19-4. Las piedras tienen que ser ligeramente golpeadas dentro del mortero, luego'se fijan y se aseguran usando mortero y piezas de cascajo triturado. Ninguna de las piedras tiene que extenderse totalmente desde el interior hasta el exterior de la pared. Con este ti-

po de mamposteria, es muy facil dejar vacios de aire (cangrejeras) entre las piedras, de manera que se debe tener cuidado de que esto no suceda. Para fines de estimados, este tipo de albanileria es aproximadamente 35010 mortero y 65010 piedra.

FIGURA 19-3

LBARILERIA DE PIEDRA

FIGURA 19-4

ALBA~ILERIA DE PIEDRA DE CASCAJO

Fijacion del tubo FG: El tubo FG se fija dentro de las paredes de albanile ria sobre una cama de lechada (1 : 1 o 1 : 1 112 mortero). Una longitud minima de 30 cm de tubo tiene que ser embebida y cuanto mas, mejor. Una vez que se han colocado los tubos, no tienen que ser tocados durante algunos dias. La construccion de una pared de mamposteria de piedra seca, sera una buena medida contra desplazamientos accidentales (esto es facil que suceda porque el lugar de trabajo es un centro de mucha actividad). Las bocas de tubos deben ser taponeadas para evitar que accideqtalmente entre cualquier mortero a su interior.

19.1 1 Concreto

El concreto se usa para vaciarlo a las losas de piso y de techo de los tanques. La medida y el tipo de agregados depende de los propositos de la losa, su refuerzo y su espesor (todo se discute en l a seccion 19.6).

Mezclas tipicas: Para el concreto se recomiendan las siguientes proporcia nes, ya sea por peso o por volumen:

Trabajo CA normal (losas de techo): 1 :2:4 (cemento, arena, agregado).

Losas impermeables (pisos de tanque): 1 : 11/2:3.

El concreto es proporcionado y mezclado como ya se discutio en la seccion 19.8.

Agua: Para las mezclas arriba mencionadas, la cantidad aproximada de agua necesaria es 314 partes de agua por parte de cemento (1:3/4 cernento:agua) por volumen.

Volumen de concreto: El volumen total de la mezcla de concreto nunca so ra menor que e l volumen total de agregados. Normalmente, los vacios de aire constituyen 50010 del volumen de agregado. y primero hay que llenar estos vacios con mortero. E l exceso de mortero, entonces aumenta e l volumen del concreto.

Para las mezclas arriba mencionadas, los siguientes volumenes de cemento, arena y agregados se necesitan para producir un metro cubico ( lm3) de concre- to:

Mezcla concreto cemento (mt3 ) arena (mt3 ) agregado (mt3 )

1 : 2:4 0.25 0.5 1 .O 1:1112:3 0.33 0.5 1 .O

Segregacion: Esta es l a separacion (debido a l a gravedad) de los agregados en el concreto. Los agregados mas pesados tenderan a hundirse hasta el fondo y el agua se elevara a l a superficie. El resultado es una mezcla de concreto pobre, que sera debil. La segregacion generalmente sucede cuando se transporta e l concreto desde el deposito de mezcla hasta e l lugar de trabajo: por consiguiente, el deposito de mezcla debe estar lo mas cerca posible del punto final de vaciado y el concreto se volvera a mezclar con una paleta antes de vaciarlo.

Colocacibn del concreto: Un balde de concreto nunca debe de vaciarse de golpe desde cualquier altura puesto que se presentara l a segregacion de los agregados. El concreto se debe colocar formando franjas de aproximadamente 15 a 20 cm de ancho, nunca como monticulos (remitase a la figura 19-51. Si hay que poner una capa fresca sobre una capa anterior, entonces l a segunda capa se debe poner antes que la primera haya empezado a consolidarse (dentro de 30 minutos). Se puede hacer una nivelacion rudimentaria del concreto, pero si se r o vuelve mucho causara que l a pasta de cemento se eleve a la superficie de l a losa.

El concreto se debe compactar completamente antes que frague.

Compactacion: Este es el proceso de asentamiento del concreto, de manera que no contenga vacios de aire. Esto se lleva a cabo "chu- zando" el concreto: Se atiza un trozo de barra de refuerzo dentro del concreto y se le agita de arriba a abajo.

El concreto tiene que ser cuidadosamente chuzado en todos sus rincones y alrededor de los re fuerzos. Sin embargo un exceso de chuzada pueda ocasionar l a segregacion.

Despues del chuzado, el concreto debe ser apisonado a nivel nuevamente, usando una plancha o una madera plana. Si se rocea ce mento suelto sobre l a superficie de l a losa (para absorber e l exceso de agua) esta capa facilmente se puede rajar, desmenuzar o pulverizar por lo tanto esta medida no es aconse- jable.

Losas impermeables para pP sos: Un dia despues de que se ha colocado e l concreto hay que poner un enlucido impermeable. Hay que trabajar una mezcla de lechada de proporciones 1: 1 dentro de la su-

INCORRECTO

. . . ...

CORRECTO

FIGURA 19-5

COLOCACION DEL CONCRETO

perFicie de la losa con una llana. So- lo se necesita una capa delgada de enlucido, lo suficiente para cerrar los poros de l a superficie de la losa y suavizarla. A l a lechada se le puede agregar un compuesto impermeable (remitase a l a seccion 19.17).

Curado: Tan pronto como se ha consolidado el concreto (dentro de algunas horas), la losa de piso se tiene que inundar con unos cuantos centimetros da agua. Mayor cantidad le pondra demasiada presion hidrostatica al concreto, el cual puede no ser suficientemente fuerte para soportarla. Despues de un dia, el agua puede ser drenada para l a impermeabilizacion (como se describe anteriormente), pero una vez que ha consolidado el enlucido impermeable, deberia volver a inundarse y mantenerse asi por algunos dias (3 dias despues, s i se ha terminado todo lo demas, el tanque sera totalmente llenado y entrara en servicio).

La primera vez que se inunde a l a losa, se debe tener cuidado que e l flujo de descarga no erosione el concreto fresco.

Si la losa esta siendo vaciada en un periodo de varios dias, hay que cubrir ia superficie de cada segmento m un alquitranado y humedecerla constantemente. Este metodo tambien tiene que ser l~sado para secar las losas de techo.

Si no se hace un correcto curado, l a superficie de l a losa se secara y se en- cogera mientras que la masa interior permanece inalterada. Las tensiones resul- untes ocasionaran que la superficie se quiebre reduciendo su pode: de impermea- biiidad. Demasiada perdida de humedad detendra la reaccion de hidratacion y no se desarrollara mas l a resistencia (aunque se vuelva a inundar Eompletamente e l concreto).

39.1 2 Enlucido

El enlucido en las paredes de albanileria es un agregado a su impermabili- ciad. Varias capas finas de creciente riqueza (o sea, contenido de cemento) sera inejor que una o dos capas gruesas.

Todas las paredes recibiran tres capas de enlucido, cada una de 1 cm de es- pcsor, y tendran que ser enlucidas por lo menos 5 cm por encima del nivel de re- byse.

Enfoscado o salpicadura: Esta primera capa es un enlucido rustico de mortero de 1:4. Se aplica salpicando el enlucido contra las paredes, usando una paleta. Esta capa NO debe suavizarse con la paleta y la superficie que resulta es bas- tanre irregular. Esto provee una superficie buena, aspera para que se adhiera la siguiente capa.

Segunda capa: Una mezcla de mortero de 1 :3 se aplica a la capa de salpicadura. Esta capa se deja con una superficie burda.

Tercera capa: La capa final es una mezcla de mortero de 1:2, la que final- rrierite se suaviza y limpia con la llana.

Solo se debe aplicar una capa de enlucido por dia.

Volumen de enlucido: Para una capa de enlucido de 1 cm de espesor, se necesitan las siguientes cantidades de cemento por cada metro cuadrado de su- perf icie enlucida:

Mezcla de enlucido Cemento (m3 )

Enfoscado ( 1 : 4) 0.0025 Segunda capa (1 :3) 0.0030 Tercera capa 0.0050

Arena (m3)

0.01 0.01 0.01

19.13 Losas de piso

El piso del tanque puede ser de ladrillo o piedra con mortero o concreto (ya sea armado o no armado). Las losas del piso de los tanques en lo posible tienen que ser impermeables. Para las losas de concreto se deben seleccionar cuidadosamente los agregados y las losas de mortero deberian ser enlucidas.

Cimentacibn: El piso del tanque se tiene que poner sobre una cama de cas. cascajo tendra que ser inclinada hacia e l tubo de limpieza. Una manera facil de ejecutar esto es irradizr varias cuerdas desde la boca del tubo de limpieza hasta va- ejecutar esto irradiar varias cuerdas desde l a boca del tubo de limpieza hasta varios puntos alrededor del perimetro del tanque, como se ilustra en la figur,! 19-6. Cada cuerda tiene l a inclinacion deseada y la cama de grava se asienta de acuerdo con la cuerda mas proxima. La grava tiene que estar varios centimetros por debajo del tubo de limpieza, de lo contrario no sera posible acomodar la losa de piso por debajo de el.

FIGURA 19-6 ARMADO DE PISO DE CASCAJO

;EGUNDA CAPA DE LADRILLOS,

CAPA DE i LADRILLOS

FIGURA 19-7

PISO DE LADRILLO

Ladrillo argamasado: Una losa de piso de ladrillo consiste de dos capas dc ladrillo, colocadas plano sobre camaede mortero o argamasa, espaciados cuida-

dosamente con buenos puntos de mortero entre uno y otro. La mezcla de mortero debe ser 1:4. L3 linea de ladrillo debe ser diferente entre las dos capas. El piso entonces se enluce con dos capas (la primera de una mezcla 1:3 y la segunda de 1:2, no se necesita capa de salpicadura). Tan pronto como se ha fijado la segunda capa, el tanque tiene que ser desbordado unos cuantos centimetros de profundidad (para curar el mortero) lo cual se hace por varios dias. Remitase a la figura 19-7.

Piedra drgamasada: Este tipo de piso es mas dificil de colocar, especialmente con mamposteria de piedra de canto rodado. Hay que tener cuidado de evitar las cangrejeras de aire en la albanileria. Este tipo de piso debe tener 15 cm de espesor y ser srgamosado y enlucido conforme se describe anteriormente.

Concreto armado (CA): El agregado para las losas de concreto debe ser pequeno y de buen grado, la medida maxima sera 18mm. Lo excelente es la grava de rio (redondeado) que resulta muy eficaz para este tipo de losa. Una losa retor- sada,debe tener 8 cm de espesor, con e l refuerzo de acuerdo con las especifica- ciones de la seccion 19.7 y e l trabajo de concreto de acuerdo con la seccion 19.11.

i 9.11) Losas de te~ho

Aunque las losas de techo de concreto o ladrillo reforzado requieren materiales y trabajo extra, tales techos resultan bastante fuertes estructuralmente y nunca necesitaran ser reemplazados durante el tiempo de vida del sistema. Un techo de l oa tambien sella efectivamente el tanque de las contaminaciones ex- ternas.

En e l techo hay que dejar una via de acceso, de aproximadamente 60 cm x 60 cm. Para asegurar la cubierta del registro de acceso, se utilizaran pernos em- bebidos.

Estructuralmente, la losa de techo debe de estar "amarrada" dentro de las paredes de albanileria del tanque. Esto se consigue embebiendo varillas de refuerzo eri las paredes, las que despues se doblan y se asegura a ellas, e l refuerzo del techo. Esto se ilustra en la figura 19-8:

Columnas: Ningun tramo libre de soportes sera de mas de 4 m. El soporte se puede hacer usando tubos FG como columnas:

Medidas de tubo FG Altura milxima de mlurnna

Los extremos de la columna deben ser fileteados y tener bridas (las que ac- tuan como placas de apoyo). La brida del fondo de la columna debe descansar sobre una losa de piso, con concreto adicional sobre ella para sostenerla firme- mente en su sitio (se pueden dejar montantes de "varillas" sobresaliendo de l a losa del piso para ayudar a asegurar la cubierta de concreto).

En e l interior se tiende una "viga" de tubo FG de 1 ", directamente apoya- do sobre la columna. Este tubo FG que hace de viga debe estar en el centro de la losa de techo. En l a fiaura 19-9 se ilustra el arreglo de la columna y viga de tubo FG.

Losas CA: La cantidad de "varillas" en una losa de techo CA no debera ser menor de 0.30010 del area de la seccion transversal de la losa.. El espesor de la losa no debe de ser menor que 1/30 (3.33010) del tramo mas largo del tanque, pero el espesor no sera de menos de 8 cm. La mezcla de con-

creto debe ser 1 :2:4. Los agregados seran de piedra o ladrillo chancados de buena graduacion (s i se utiliza ladrillo triturado el techo debera ser enlucido con una capa de 1 cm de mortero 1:3). La mayor medida de los agregados sera de 10mm. Re- mitase a l a seccion 19.7 para detalles de "parrillas".

Losas de ladrillo reforzado: Las losas de techo de trabajo de ladrillo reforzado nos brindan un considerable ahorro de cemento, c~mparado~con una losa CA. El espesor de esta losa de ladrillo no debe ser menor de 1/30 (3.330/0) del tramo mas largo del tanque. La medida de las varilas seran o 5/16" (8mm) o 318" (10mm) y estara espaciado entre los ladrillos. Los ladrillos se disponen en una direccion espaciados en 4 cm. La "parrilla" no debe tocar ningun ladrillo (este contacto puede per- mitir que la humedad del ladrillo corroa la parrilla). La mezcla de cemento es mortero de 1:3, con suficiente agua para que se pueda trabajar con facilidad en posicion alrededor de la parrilla y entre los ladrillos. Se podria necesitar una segunda vertida de mortero para conseguir que la losa tenga e l espesor adecuado (debido al asentamiento del mortero). La figura 19-10 nos muestra diferentes arre- glos de losas de techo de varios es- pesores.

(-"VIGA" DE TUBO FG T O S A OE

FIGURA 19-9

COLUMNAS DE TUBO FG

Curado: El curado de la losa de techo es muy importante, porque de lo contrario puede no desarrollar la resistencia total que necesita para apoyar su propio peso (y el peso de aquellos que pueden pararse encima). Lamentable mente, curar una losa de techo no es tarea facil de llevar a cabo como laes la losa de piso. La exposicion directa a la luz del sol apresura grandemente el secado de la losa si no se tiene constante cuidado para que esto no suceda.

El canto de la losa debe tener una pared baja (de ladrillo o tierra) alrededor de su borde, de aproximadamente 20 cm de altura. La losa misma debe cubrir- se con varios centimetros de arena, l a cual entonces, hay que humedecer totalmente usando varios baldes de agua. La arena luego se cubre usando un plastico o una lona, tela alquitranada, tapetes de paja o varias capas de hojas de arbol platanero. La arena se vuelve a mojar por lo menos tres veces por dia, durante una semana, despues de lo cual la superficie se puede despejar, sacando los moldes.

CAPA DE MORTERO DE 4-8 CM DI GROSOR. COMO SE REQUIERE

';A BARRE DISPUESTA 3 CM

Y DE LA BASE DE LA LOSA

\LADRILLOS ESPACIADOS 4 CM ENTRE SI EN TODOS LOS LADO:

luqI8S: 1. LA BARRA DE REFUERZO NO -------'.-------------

!DEBE TOCAR NINGUNO DE LOS LADRILLOS.

2. MORTERO @ MEZCLA i : 3 -

FIGURA 19-10 LOSAS DE TECHO DE LADRILLO REFORZADO (LR)

:APA DE ARENA IUMEDA CUBIERTA ON LONA U HOJAS

\ \ PARED DE LOD

FIGURA 19-1 1 CURADO DE LOSAS DE TECHO

MANIJAS !ALAh WBO DE 112" BRADAS A L

PARA PERNOS)

PARRILLA DE REFUERZO

FIGURA 19-12 CUBIERTAS DE LOSAS PE@?IENAF

19.15 Cubiertas de losa pequena

Las losas pequenas CA (menos de un cuadrado de 100 cm de lado) se pueden hacer facilmente para cubrir cajas de valvula, tanques limitadores de presion o vias de acceso en los tanques grandes.

Para estas losas, el refuerzo se hace mejor usando alambre de malla grande, pero tambien se puede usar "varillas" de medida pequena.

Se puede constr~cir un molde simple de madera. La varilla se fija firmemen- te en su lugar, y se colocan en posicion piezas pequenas de FG de 112" o PAD de 20mm, donde tendran que pasar los pernos de 318". Para poder levantar la losa se tienen que atar al refuerzo manijas de alambre o de varillas.

El espesor de la losa no sera menor de 5 cm y no mas de lo necesario para cubrir \a parrilla con 2112 cm de concreto en ambos lados.

La mezcla de concreto debe ser 1:2:4, con agregado de pequeno tamano, lo suficiente para acomodarse a traves de l a malla, si se usa malla de alambre.

Una vez que se ha vertido e l concreto, l a losa sera cubierta con arena y mantenida humeda por tres dias. Despues de ese tiempo, si se necesita el molde para hacer mas cubiertas, la losa se puede retirar cuidadosamente del molde y mantenerla en la sombra por varios dias mas humedeciendola constantemente. Ayudara a conservar su humedad, s i la losa se cubre con un yute humedo..

Cuando e l concreto ha sido curado por varios dias, la losa puede ser enlucida con un mortero de 1:3, para darle superficie limpia y suave.

La figura 19-12 nos muestra detalles sobre el molde y el refuerzo de la losa.

19.16 Tanques de ferrocemento

Esta siendo actualmente desarrollado para uso en Nepal, un nuevo tipo de tanque, construido de ferrocemento. Cuando los metodos practicos de construccion hayan finalizado estos tanques ofreceran un considerable ahorro de cemen- to y de mano de obra, en comparacion con los tanques de mamposteria regulares de igual capacidad.

Fundamentalmente, el ferrocemento se hace envolviendo una malla de alambre ligero (como la malla de gallinero) alrededor de un molde y luego se enluce fuerternente la malla con mortero de cemento 1:3. Cuando ya ha tomado consistencia e l enlucido, se saca en encofrado interior, y el interior de la malla entonces enluce igualmente. La pared resultante es aproximadamente de 5 cm de espesor.

La misma tecnica se puede utilizar para el techo del tanque.

Para una. rapida referencia tecnica, ver Ferrocement Water Tank" (Tanque de Agua de Ferro cemento) por Frans Dubbeldam, impreso por el Servicio Voluntario Aleman en Nepal. Para una referencia general refiSrase a "Ferro- cement Water Tanks and their construccion" (tanque de Agua de Ferrocemento y su construccion), por S.B. Watt, impreso por Publicaciones de Tecnologia Inter- media, Londres, Reino Unido.

19.17 Componentes de impermeabilidad

Hay aditivos fabricados co- mercialmente que se pueden mezclar dentro de una mezcla seca de mortero o concreto, para mejorar l a impermeabilidad del enlucido o concreto resultante. Estos componentes generalmente se embalan en la cantidad que tiene que ser mezclada con una bolsa de cemento de 50 kg completa. Sin embargo, en los trabajos de construccion c o munes de los proyectos SAC rara vez se acostumbra mezclar una bolsa de cemento completa de una sola vez, lo que significa que el compuesto tendria que ser dividido en porciones mas pequenas. La mejor manera de hacer esta operacion

19.1 8 Concreto en temperaturas frias

CAPA DE ENLUCID(

7

/ SE ENVUELVE UNA MALLA DE ALAMBRE ALREDEDOR DEL MOLDE

FIGURA 19-13

TANQUEDEFERROCEMENTO

MOLDE CIRCULAR DE 5 CMDE~ESPESO~ ;REMOVIBLE 8 MEZCLA 1:3

\(DENTRO) 7

es por e l peso, lo cual es tarea no muy facil de hacer en campo.

No hay ninguna cantidad ni tipo de aditivo que pueda volver impermeable a'una losa con enlucido mal mezclado o mal curado. Por consiguiente, el procedimiento mas importante es ver'que el trabajo del cemento se haga correctamente. Los compuestos adicionales ayu- dan, pero no son indispensables.

Cuando el trabajo de cemento hay que realizarlo en lugares donde se supo- ne que las temperaturas 'bajaran hasta niveles de congelacion, hay que tomar las debidas precauciones para proteger el cemento.

Cuando el mortero o el concreto se congelan, la reaccion de hidratacion se detiene por siempre. Aunque el cemento se vuelva a derretir y a humedecer, e l proceso quimico no se reanuda y ya el concreto no tendra mas consistencia que la que tuvo antes de congelarse.

Puesto que la reaccion de hidratacion genera calor, la Unica mejor estrate- gia es aislar e l trabajo de cemento para evitar que pierda su calor, especialmente durante los primeros dos dias (cuando el indice de perdida de calor sera el mas alto).

Proteger e l trabajo de cemento con paja y cubrirlo con tapetes o telasal- quitranadas, sera de especial ayuda. Cuando el cemento se vuelve a humedecer (durante la cura), si fuera posible, se usara agua caliente. Es extremadamente importante proteger al cemento del viento, y toda varilla que sobresale tiene que ser envuelta con tela (puesto que e l acero es un excelente conductor del calor, estos seran puntos principales de perdida de calor).

El asentamiento y endurecimiento del cemento depende de la temperatura y procedera mas lentamente a temperaturas mas bajas. Si se aumenta la cantidad de cemento en la mezcla en un 20 a 25010 se ayudara a generar mas calor y la mezcla tomara consistencia mas temprano. Si se calientan los agregados y se usa agua caliente para mezclar, mejora el tiempo de consolidacion (los agregados no tienen que calentarse mas de lo que se puede resistir con la mano ni el agua tiene que estar mas caliente que 1400FI60W. Nunca caliente el cemento solo, ni agregue agua caliente al cemento solo).

E l punto de congelacion de la mezcla se puede reducir si se disuelve sal dentro del agua calentada para la mezcla. La sal se agrega por peso y no tiene que exceder el 5010 del peso del cemento. Cada porciento de sal reduce el pun- to de congelacion en aproximadamente 11/20F (0.80C1, pero la sal no surte sfecto en temperaturas mas bajas de 250F (-40C).

de tabla de - cepes.org.pe · la construccion se usaran primero las bolsas de yute. ... el agua en...

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