uso de Óxido de hierro y colorantes minerales para …
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USO DE ÓXIDO DE HIERRO Y COLORANTES MINERALES PARA LA COLORACIÓN DE LADRILLOS DE ARCILLA
ANGELA MARIA NOREÑA VARGAS. 700502
UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA. FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL.
PEREIRA 2009
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USO DE ÓXIDO DE HIERRO Y COLORANTES MINERALES PARA LA COLORACIÓN DE LADRILLOS DE ARCILLA
ÁNGELA MARIA NOREÑA VARGAS. 700502
Trabajo de grado para optar al título de Ingeniera Civil.
DIRECTOR: Ingeniera Gloria Milena Molina Vinasco.
UNIVERSIDAD LIBRE SECCIONAL PEREIRA. FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL.
PEREIRA 2009
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TABLA DE CONTENIDO
PAGINAS DEDICATORIA 3 AGRADECIMIENTOS 4 INTRODUCCIÓN 5 JUSTIFICACION 6 NOMBRE DEL PROYECTO 8
1. ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS 9
2. EL PROBLEMA A INVESTIGAR 2.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 13 2.2. FORMULACION DEL PROBLEMA 13
3. OBJETIVOS 3.1. OBJETIVO GENERAL 14 3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 14
4. MARCOS DE REFERENCIA 4.1. MARCO TEORICO 15 4.1.1. ARCILLAS 16 4.1.1.1. Granulometría. 16
4.1.1.2. Propiedades Físicas De Las Arcillas. 17
4.1.1.3. Propiedades Químicas De Las Arcillas. 17
4.1.1.4. Acción Del Calor Sobre Las Arcillas. 18
4.1.2. DESCRIPCIÓN DEL LADRILLO 19 4.1.2.1. Descripción Física 19
4.1.2.1.1. Geometría 19
4
4.1.2.1.2. Textura y color 20
4.1.2.2. Clasificación De Los Ladrillos Según Sus Materiales
De Fabricación. 20
4.1.2.3. Clasificación De Los Ladrillo Según Su Forma. 22
4.1.2.4. Clases De Unidades 23
4.1.2.5. Clasificación De Los Ladrillos Según Su Tipo
De Fabricación 26
4.1.2.6. Clasificación De Los Ladrillos Según Su Cocción. 30
4.1.3. PROPIEDADES DE LOS LADRILLOS 30 4.1.3.1. Resistencia A La Compresión 31
4.1.3.2. Resistencia A La Tracción 34
4.1.3.3. Modulo De Elasticidad Y Relación De Poisson 34
4.1.3.4. Contenido De Humedad Y Absorción 35
4.1.4. PROCESO DE ELABORACIÓN 36 4.1.4.1. Maduración 37
4.1.4.2. Tratamiento Mecánico Previo 37
4.1.4.3. Depósito De Materia Prima Procesada 38
4.1.4.4. Humidificación 38
4.1.4.5. Moldeado 38
4.1.4.6. Secado 39
4.1.4.7. Cocción 39
4.1.4.8. Almacenaje 40
4.1.5. COLORACIÓN 40 4.1.5.1. Oxido De Hierro 40
4.1.5.1.1. Características Principales Y Beneficios
Claves Del Oxido De Hierro 41 4.1.5.1.2. Principales Campos De Aplicación Del
Oxido De Hierro 42
4.1.5.2. Colorantes Minerales 42
5
4.1.5.2.1. Clasificación De Los Colorantes 43
4.2. MARCO CONCEPTUAL 44 4.3. MARCO JURIDICO 45 4.4. MARCO HISTORICO 46 4.5. MARCO ESPACIAL O GEOGRAFICO 48 4.6. MARCO TEMPORAL 50
5. HIPOTESIS 51
6. ASPECTOS METODOLOGICOS DE LA INVESTIGACION 6.1. DISEÑO METODOLOGICO 52
6.1.1. Materiales Y Equipos 52
6.1.2. Proceso De Coloración 57
6.1.3. Ensayos 61 6.2. METODOS DE INVESTIGACION 63 6.3. OBTENCION Y RECOLECCION DE INFORMACION 63 6.3.1. Fuentes Y Tipos De Información 63
6.3.1.1. Fuentes Primarias 63
6.3.1.2. Fuentes Segundarias 63
6.3.2. Muestra 63
7. RESULTADOS 65 7.1. RESUSLTADO DE LA COLORACIÓN
DE LOS LADRILLOS 65 7.1. PRUEBA ANTE LA ACCION DEL MEDIO AMBIETE O
DE PERPETUIDAD DEL COLOR 67 7.2. RESULTADOS DE ENSAYOS FÍSICOS 68
6
7.2.1. Clasificación De Los Suelos Usados Para
Elaboración De Los Ladrillos Límites De Atterberg 68
7.2.2. Ensayo De Absorción 69 7.3. RESULTADOS DE ENSAYOS MECÁNICOS 71 7.3.1. Compresión 71
8. TERMINOS DE REFERENCIA 77
9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 78 10. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 80 ANEXOS 83
7
LISTA DE TABLAS
PAGINAS Tabla N°1. Clasificación Granulométrica Según
Tipo Del Suelo 16
Tabla N°2. Descripciones Mecánicas 27 Tabla N°3. Resistencia A La Compresión De Diferentes
Unidades De Mampostería 31
Tabla N°4. Propiedades Físicas De Las Unidades De
Mampostería Estructural 33
Tabla N°5. Propiedades Físicas De Las Unidades De
Mampostería No Estructural 33
Tabla N°6. Tasa Inicial De Absorción 35
Tabla N°7. Características Ortoedro (Figura Geométrica) 44
Tabla N°8. Normas Técnicas Que Normaliza El Proyecto 45
Tabla N°9. Relaciones De Pesos De Los Ensayos
Por Muestra 60 Tabla N°10.Grafico De Ensayos De Absorción De Agua
Por Muestra 70
Tabla N° 11.Grafico De Ensayos De Absorción De Agua
Por Muestra 70
Tabla N° 12.Grafico De Ensayos Compresión Por Muestra 72 Tabla N° 13.Grafico De Ensayos Compresión Por Muestra 72
Tabla N° 14.Relaciones De Porcentaje De Absorción
Por Muestra 73
Tabla N° 15. Relaciones De Resistencia A Compresión
Por Muestra 74
8
ANEXOS Tabla N°1. Tabla De Resultados Clasificación De Suelo 85
Tabla N° 2. Tabla De Resultados Clasificación De Suelo 86
Tabla N° 3. Tabla De Resultados Clasificación De Suelo 87 Tabla N° 4. Tabla De Resultados Clasificación De Suelo 88
Tabla N° 5. Tabla De Resultados Clasificación De Suelo 89 Tabla N° 6. Tabla De Resultados Ensayo Absorción De Agua 90
Tabla N° 7. Tabla De Resultados Ensayo Absorción De Agua 91
Tabla N° 8. Tabla De Resultados Ensayo Absorción De Agua 92 Tabla N° 9. Tabla De Resultados Ensayo De Compresión 93 Tabla N° 10. Tabla De Resultados Ensayo De Compresión 94
Tabla N° 11. Caracterización Proceso Mezclado Y Extrusión 100
Tabla N° 11.1. Caracterización Proceso Mezclado Y Extrusión 101
Tabla N° 12. Caracterización Proceso Secado Y Cocción 102 Tabla N° 12.1. Caracterización Proceso Secado Y Cocción 103
Tabla N° 13. Caracterización Proceso Almacenamiento
Y Despacho 104
Tabla N° 13.1. Caracterización Proceso Almacenamiento
Y Despacho 105
9
LISTA DE FIGURAS
PAGINAS Figura N°1. Nomenclatura De Las Partes De Un Ladrillo 20
Figura N°2. Tipos De Unidades De Mampostería De
Arcilla Cocida 25 Figura N° 3. Localización Del Proyecto 49
Figura N° 4. Tipos De Tierra 54 Figura N° 5. Arcillas 55
Figura N° 6. Oxido De Hierro Y Colorante Mineral 56
Figura N°7. Oxido De Hierro Utilizados 56
Figura N° 8. Colorantes Minerales Utilizados 57
Figura N°9. Proceso Coloración De Ladrillos 57 Figuras N°10. Mezcla Homogénea Arcilla/ Oxido De Hierro 58
Figuras N°11. Molde Para Las Muestra Ladrillo 59
Figura N°12. Proceso De Elaboración De Ladrillos 61
Figura N° 13. Resultado La Coloración De Ladrillos 66
Figura N° 14. Resultado Acción Prueba Húmeda 67
Figura N° 15. Resultado Acción Prueba Seca 68 Figura N°16 .Grafico Relaciones De Porcentaje De Absorción
Por Muestra 75 Figura N°17 .Grafico Relaciones De Resistencia A Compresión
Por Muestra 76 ANEXOS
Figura N° 1. Registros fotográficos Ladrillera La Esmeralda 96
Figura N°2.Pasos para la producción de ladrillos 99
10
DEDICATORIA
“Dedico este proyecto y toda mi carrera universitaria a Dios y a mis padres
por ser quienes me dieron la vida y han estado a mi lado en todo momento
dándome las fuerzas necesarias para continuar luchando día tras día y
seguir adelante superando todos los obstáculos y retos que se me
presenten.”
11
AGRADECIMIENTOS
Deseo agradecer profundamente a mis padres a quienes agradezco
inmensamente la formación que me brindaron que gracias a ellos hoy soy
quien soy hoy en día, una persona con principios, valores, una mujer integral
y trabajadora; A mi hermana y mi novio quienes han estado a mi lado, han
compartido todos esos momentos importantes y que han estado siempre
dispuestos ante cualquier problema que se me puedan presentar. A toda mi familia que me ha apoyado una y otra vez, que me han sembrado
todos esos buenos valores para sobresalir como persona.
Quiero agradecer a todas las personas que participaron y me colaboraron en
el desarrollo de mi trabajo de grado quienes hicieron posibles la obtención de
tan buenos resultados durante el proceso, a mi directora de trabajo de grado
la ingeniera Gloria Milena Molina por su colaboración; A la ingeniera Paula
Andrea Delgado por haberme dado la oportunidad de realizar todo mi
proyecto de investigación en la Ladrillera la Esmeralda y a todo el personal
de la Ladrillera quienes me colaboraron todo el proceso del mismo.
Finalmente agradezco a todos los profesores de la Universidad Libre quienes
me colaboraron en mis conocimientos durante estos cinco años de carrera.
Solo me queda decir que sin ustedes no hubiera podido llevar a cabo mi
proyecto de grado.
MUCHAS GRACIAS
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INTRODUCCIÓN
La producción de ladrillos de arcilla es una actividad milenaria sus orígenes
datan de tiempos muy antiguos, esta situación los ha colocado como un
material indispensable en la industria de la construcción y dominante por el
alto volumen de comercialización a nivel mundial. Su técnica de producción
se ha transmitido de generación en generación con el paso de los años.
En esta investigación, se analizó el procedimiento de fabricación de ladrillos
macizos de arcilla, particularmente el proceso de coloración para darle las
tonalidades rojas, amarillas, verdes y azules, se realizaron ensayos a
compresión para conocer su resistencia mecánica, de absorción de agua
para verificar que durante la coloración el ladrillo no se afectará sus
características mecánicas ni físicas. Los procedimientos anteriormente
mencionados se pudieron llevar a cabo en las instalaciones de ladrillera “La
Esmeralda” ubicada en el sector de Cerritos a 2Km del peaje, sobre la vía
Cartago, en los laboratorios de suelos de la Universidad Libre y en el
laboratorio Geotecnia Ltda.
Esta investigación se enfocó en la elaboración de ladrillos agregando oxido
de hierro (FeO2) y colorantes minerales para darles sus respectivas
tonalidades. Durante la metodología del proyecto se recopiló información
existente, se realizaron métodos prácticos y de laboratorio, para evaluar el
proceso de producción y coloración de los ladrillos.
13
JUSTIFICACION
Entendiendo la importancia y el alto costo de la construcción de una obra o
proyecto, se orientó esta investigación como una solución a dicha situación
mediante un nuevo concepto en la construcción, con la implementación de
La Coloración De Ladrillos, sistema innovador a la hora de construir, o
renovar y que ofrece beneficios económicos, originalidad y disminución de
tiempo durante los procesos de construcción.
Se pudo verificar a lo largo de ésta investigación que en las ladrilleras del Eje
Cafetero y ciudades cercanas no existe la comercialización de ladrillos de
colores, única y exclusivamente se comercializan ladrillos en colores mostaza
y blanco Sahara, los cuales son empleados en el sistema corriente de
mampostería, para el revoque, estuco y pintura o simplemente como ladrillo a
la vista.
La norma NTC 4205 indica que ordinariamente, el color de los ladrillos varía
dentro de una gama, según el tipo de arcilla y el proceso de fabricación y no
puede usarse como parámetro de evaluación de calidad, sin que antes se
realicen ensayos de resistencia, motivo por el cual se realizaron dentro de
ésta investigación los ensayos exigidos por dicha norma. La exigencia de
una gama estrecha o subjetiva de color se considera un requisito adicional
sobre esta norma y debe partir de un acuerdo libre entre compradores y
fabricantes. De cualquier forma, se recomienda observar una muestra
superior a cinco unidades, que contenga los extremos de variación o remita a
muros construidos con la unidad de mampostería especificada.
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Las unidades de mampostería que hayan sido coloreadas superficialmente
mediante esmaltes, vidriados u otras aplicaciones dentro del proceso
cerámico, no deben presentar decoloraciones o cambios de tonalidad al ser
sometidos a una temperatura de 600°C durante 2 o más horas, mediante el
ensayo de cocción en horno eléctrico, según la NTC 4017 (ASMT C67). [1]
Además es importante mencionar que durante el proyecto se creó un lazo
entre la Universidad Libre, la Ladrillera La Esmeralda y la sociedad, mediante
la solución de problemas o necesidades. De esta manera se ve consolidada
la función investigativa del programa de Ingeniería.
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NOMBRE DEL PROYECTO
“Uso de oxido de hierro y colorantes minerales Para la coloración de ladrillos de arcilla”
16
5. ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS
La elaboración del ladrillo es un sistema de construcción que se utiliza
desde muchos años atrás, y ha permanecido en constante desarrollo hasta
situarse como uno de las materiales más empleados en las obras de
infraestructura civil, mampostería y en decoraciones de ambientes.
Actualmente, existen ladrillos verdes provenientes del proceso de reciclaje
ecológico, variedad de materiales para los cuales se usan desde el plástico
hasta la ceniza del carbón. Este tipo de desarrollos no son sólo se
encuentran a disposición en los mercados como materiales verdes y
aprovechan la inmensa cantidad de ceniza de carbón que desecha. De esta
manera en Europa resulta este sistema de mampostería el ladrillo verde. [2]
En la industria de la alúmina de Jamaica producen 12 millones de toneladas
de desperdicios de lodo rojo anualmente, el lodo rojo se crea cuando la
bauxita se somete al proceso de Bayer, durante el cual se añade soda
cáustica a la bauxita, produciéndose alúmina y minerales residuales.
Este proceso da origen a la idea de utilizar el lodo rojo para fabricar ladrillos,
el grupo de investigadores se propuso crear una tecnología para convertir el
lodo en ladrillos seguros y económicos de calidad similar a los ladrillos
convencionales fabricados en hornos con “La ventaja de en vez de cocerse
en hornos, los ladrillos de lodo rojo solo necesitan secarse al sol, lo cual
ahorra mucha energía”. [3]
También se encontró en la literatura que al realizar procesos con arcilla de
tierra fría “Arcilla Roeben” que se obtiene del barro con presencia de
17
minerales y arcillas como caolinita, ilita y cuarzo [4]; material procedente de
Popayán y Cauca (Tamboo), se obtiene un ladrillo de tono blanco, sin
agregar algún material de mezcla o productos químicos. Estos ladrillos son
comercializados en ladrilleras del eje cafetero y ciudades cercanas.
Por otra parte buscando investigaciones relacionadas con el tema de la
coloración de ladrillos, en universidades de diferentes ciudades, se encontró
que éstas se centran únicamente en los temas de nuevos materiales para la
elaboración de ladrillos y ensayos en mampostería. Dentro de ellas se
pueden resaltar investigaciones a partir del año 2000, entre las cuales se
citan las que tienen mayor relación con esta investigación.
Estudio de la arcilla dura localizada al sur oriente de Bogotá, elaborada por
estudiante de ingeniería civil de la Universidad Santo Tomas de Bogotá en el
año 1972. En este proyecto se presenta la definición y características de la
arcilla dura, ensayos relativos a las propiedades de la arcilla, estudio de la
resistencia al corte de las arcillas; teoría de la consolidación, estudio de la
arcilla tomada como materia prima en la elaboración de ladrillos y la
construcción de tuberías sanitarias, estudio de cimentaciones y taludes en
arcilla dura y problema de construcción, lo anterior haciendo énfasis en la
materia materiales de construcción. [5]
Mejoramiento de las condiciones del ladrillo Tolete elaborado a base de
basura, esta investigación fue elaborada por estudiantes de ingeniería civil
de la Universidad Santo Tomas de Bogotá en el año 1980. Se centra en una
Serie de soluciones a la contaminación por residuos sólidos; unas parciales
como el reciclaje y otras complejas como la función de los rellenos sanitarios,
haciendo énfasis en la materia basuras y aprovechamiento de las mismas y
ladrillos de desecho.[6]
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Investigación experimental en mampostería estructura, Ladrillo Silical,
realizada en el año 2000 por estudiante de ingeniería civil de la Universidad
de los Andes. Donde se llevaron a cabo pruebas a la resistencia de
materiales de mampostería (ladrillos) y haciendo énfasis a la materia
materiales de construcción. [7]
Mampostería con lodos primarios de papel, elaborada por estudiante de
ingeniera civil de la Universidad de los Andes de Bogotá en el año 2002. En
esta investigación se investigo la producción de ladrillos, el reciclaje de papel
y productos derivados en Cartago (Valle de Cauca). [8]
Ladrillos verdes de Colombia Ltda., empresa productora y comercializadora
de ladrillos de tierra prensada en la ciudad de Bogotá, esta investigación fue
realizada en el año 2009 por estudiante de ingeniería industrial de la
Universidad de los Andes en Medellín. Esta investigación se enfoco en las
"patolologías de fachadas en ladrillo a la vista", La composición mineralógica
de las arcillas, su proceso de fabricación, los diseños arquitectónicos, los
sistemas y controles de ejecución, el uso y las condiciones atmosféricas. Se
efectuaron ensayos de laboratorio a las unidades cerámicas cocidas de las
ladrilleras San José, San Cristóbal y El Noral, la resistencia mecánica a la
compresión efectuada a las tres ladrilleras y se evaluaron sistemas y
controles de ejecución a seis obras y sus patologías presentadas. [9]
Ladrillos de Arcilla elaborada por estudiante de economía en la Universidad
Santo Tomas de Bogotá en el año 1970; En esta investigación se investigo la
composición, elaboración, uso y comercialización de los ladrillos y haciendo
énfasis en cuanto a la industria y comercio. [10]
Rediseño y automatización de una maquina cortadora de ladrillo, realizada
por estudiantes de Tecnología Mecánica en el años 2005. Donde la finalidad
de obtener un mejor corte de ladrillo y así la empresa pueda ajustarse a la
19
norma técnica colombiana de dimensiones del ladrillo (NTC 296) y llegando a
la conclusión para que un aumento de la productividad se pueda llegar a
cabo la cortadora debe ir acompañada de una extrusora con mayor velocidad
de entrega de material. [11]
De la tapia al ladrillo toda una expresión urbanística, elaborada por
estudiantes de ciencias de la educación en el año 1997 en la Universidad
Tecnológica de Pereira. Esta investigación se centro en la historia de la
arquitectura en Cartago (valle del cauca y teniendo en cuenta los
monumentos históricos de las ciudades. [12]
20
6. EL PROBLEMA A INVESTIGAR 6.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En las ladrilleras del eje cafetero no se han realizado investigaciones que
involucren el sistema de coloración de ladrillos para ser empleados como
terminado final de mampostería en obras civiles, evitando el uso de revoque,
estuco, pintura y comercialización de este tipo de ladrillo macizo.
Teniendo en cuenta lo dicho anteriormente se generó la idea de realizar
ladrillos macizos de arcilla de colores, principalmente el objetivo de esta
investigación utilizando el óxido de hierro y colorantes minerales especiales
para colorar los componentes físicos de los ladrillos y así pasar a la
fabricación de los mismos.
Esta propuesta se pudo lograr de manera eficaz exponiendo condiciones
necesarias utilizando artículos, documentos y conocimientos de personas ya
hábiles en el tema.
6.2. FORMULACION DEL PROBLEMA
¿Se puede usar el óxido de hierro y colorantes minerales para darle
tonalidad a los ladrillos sin alterar sus propiedades físicas y mecánicas?
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7. OBJETIVOS
3.1. OBJETIVO GENERAL
Proponer una nueva alternativa para el uso del ladrillo macizo en la
construcción, mediante su coloración, usando óxidos de hierro y colorantes
minerales.
3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conocer e identificar el origen, producción, elaboración, clasificación
(propiedades físicas) de los ladrillos macizos en la ladrillera La
Esmeralda.
Determinar la proporción necesaria de arcilla, colorante mineral y
óxido de hierro para obtener la tonalidad de rojo, amarillo, azul y
verde apropiada.
Realizar ensayos de compresión para conocer la resistencia de los
ladrillos macizos después de aplicar los colorantes minerales y óxidos
de hierro.
Conocer las propiedades físicas de los ladrillos después de aplicar
colorantes minerales y óxidos de hierro.
Realizar pruebas para determinar la respuesta de la coloración de los
ladrillos ante la acción del ambiente.
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8. MARCOS DE REFERENCIA Consecutivamente se presenta la metodología de literatura, conceptos,
localización, normas y reglamentos en los cuales se fundamento el estudio, y
del proyecto de investigación
8.1. MARCO TEORICO Según la NSR-98 las unidades de mampostería se definen como aquellas
piezas fabricadas de concreto, cerámica (arcilla cocida), silito-calcáreas o de
piedra, que según su forma pueden clasificarse en piezas de perforación
vertical, horizontal o macizas, estas últimas corresponden a aquellas cuyas
ocupan un porcentaje menor al 25% del volumen total de la misma. [13]
El ladrillo es usado como una unidad de mampostería, fabricado en enormes
cantidades, sigue siendo un material de construcción muy versátil. Existen
tres clases: ladrillo de fachada o exteriores, cuando es importante el aspecto;
el ladrillo común, hecho de arcilla de calidad inferior destinado a la
construcción y el ladrillo refractario, que resiste temperaturas muy altas y se
emplea para fabricar hornos, los cuales son elaborados por argamasa, pasta
compuesta de cemento, masilla de cal y arena.
A continuación se presenta la descripción del material de elaboración de los
ladrillos, la descripción de las propiedades físicas y mecánicas de un ladrillo,
su clasificación y proceso de producción.
23
4.1.1. ARCILLAS
La arcilla no es una roca primitiva sino el producto de la descomposición de
ciertas rocas ígneas antiguas, se presenta en terrenos llamados
estratificados generalmente en capas muy regulares. La arcilla pura es el
silicato de aluminio llamado caolinita, ilita, morillonita entre otros. [14]
Las arcillas pueden ser de dos clases, según su procedencia:
Primarias o residuales: Formadas in situ, o sea, donde se desintegró la
roca. Contienen partículas sin ninguna clasificación, desde caolinizadas
hasta fragmentos de rocas y minerales inalteradas y duras. Por su
heterogeneidad no son de mucha aplicación en la industria cerámica.
Secundarias o sedimentarias: Han sido transportadas y depositadas en
pantanos, lagos, el océano, etc. Están clasificadas por tamaño debido al
transporte. Tienen mejores condiciones para la industria cerámica.
8.1.1.1. Granulometría Dentro de la clasificación granulométrica de las partículas del suelo, las
arcillas ocupan el siguiente lugar.
Tabla N°1. Clasificación Granulométrica Según Tipo Del Suelo
GRANULOMETRÍA
PARTÍCULA TAMAÑO Arcillas < 0,002 mm Limos 0,002-0,06 mm Arenas 0,06-2 mm Gravas 2 mm-6 cm
Cantos rodados 6-25 cm Bloques >25 cm
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No obstante lo anterior, la clasificación USCS que es utilizada habitualmente
en ingeniería usa los límites de tamaños máximos de 4.75 mm para las
arenas y de 0.075 mm para las arcillas y limos.
8.1.1.2. Propiedades Físicas De Las Arcillas.
Elasticidad: Producida por la mezcla de la arcilla con una adecuada
cantidad de agua.
Endurecimiento: Lo sufren a ser sometidas a la acción de calor.
Color: Este se debe a la presencia de óxidos metálicos.
Absorción: Absorben materiales tales como aceites, colorantes, gases, etc.
8.1.1.3. Propiedades Químicas De Las Arcillas.
La arcilla pura es bastante resistente a la acción química de los reactivos; sin
embargo, es atacada por algunos reactivos, sobre todo si se le aplican en
condiciones apropiadas de presión, temperatura y concentración.
El ácido clorhídrico y el sulfúrico concentrados la descomponen a una
temperatura de 250°C a 300°C y actúan más lentamente sobre arcilla
calcinada.
Algunos álcalis como sosa y potasa atacan el silicato aluminio si hay
calentamiento prolongado y la transforman en silicatos dobles de sodio o
potasio y aluminio.
25
El anhídrido bórico la trasforma en una masa vítrea (vitrificado) más atacable
pro los reactivos químicos.
Con mayor facilidad actúa el ácido fluorhídrico y los fluoruros ácidos
formando fluoruro de Aluminio (Al) y de Sílice (Si).
Pero para la industria cerámica, las propiedades más importantes son las
relacionadas con las reacciones efectuadas entre los diferentes silicatos de
la arcilla para formar compuestos de ciertas características como resistencia,
dureza, aumento de densidad, disminución de absorción, según la reacción
que haya tenido lugar.
8.1.1.4. Acción Del Calor Sobre Las Arcillas.
La eliminación del agua higroscópica se da a una temperatura de
aproximadamente 100°C, aún no pierde su agua de composición y conserva
la propiedad de dar masas plásticas.
Con una temperatura entre 300°C y 400°C el agua llamada de combinación
es liberada, perdiendo la propiedad de dar masas plásticas aunque se le
reduzca a polvo y se le añada suficiente agua entre 600 y 700° C el agua en
la arcilla es totalmente eliminada.
Por la acción del calor entre 700°C y 800°C adquiere propiedades tales como
dureza, contracción y sonoridad, la sílice y la alúmina comienzan a formar un
silicato anhidro (Mullita: Al2O3 SiO2). Esta combinación se completa al
parecer entre 1100°C y 1200°C y hacia los 1500°C aparecen los primeros
síntomas de vitrificación.
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4.1.2. DESCRIPCIÓN DEL LADRILLO En este numeral se presenta la descripción física y geométrica de los ladrillos
así como su clasificación y usos.
Los ladrillos son utilizados en construcción en cerramientos, fachadas y
particiones. Se utiliza principalmente para construir muros o tabiques.
Aunque se pueden colocar a hueso, lo habitual es que se reciban con
mortero. La disposición de los ladrillos en el muro se conoce como aparejo;
Aparejo es la ley de traba o disposición de los ladrillos en un muro,
estipulando desde las dimensiones del muro hasta los encuentros y los
enjarjes, de manera que el muro suba de forma homogénea en toda la altura
del edificio. [15]
4.1.2.1. Descripción Física
4.1.2.1.1. Geometría
Su forma es la de un prisma rectangular, en el que sus diferentes
dimensiones reciben el nombre de soga, tizón y grueso, siendo la soga su
dimensión mayor. Así mismo, las diferentes caras del ladrillo reciben el
nombre de tabla, canto y testa como se muestra en la Figura N°1. Por lo
general, la soga es del doble de longitud que el tizón o, más exactamente,
dos tizones más unan junta, lo que permite combinarlos libremente.
Existen diferentes formatos de ladrillos, por lo general de un tamaño que
permita manejarlo con una mano. En particular, destacan el formato métrico,
en el que las dimensiones son 24 x 11,5 x 5,25 cm (nótese que cada
dimensión es dos veces la inmediatamente menor más 1 cm de junta) y el
formato catalán de dimensiones 29 x 14 x 5 cm.
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Figura N°1. Nomenclatura De Las Partes De Un Ladrillo
4.1.2.1.2. Textura y color La textura y color deben especificarse libremente por el fabricante. Toda
modificación a la textura lisa de la superficie de las unidades, tales como
estrías, grabados, escarificaciones, etc, se debe realizar preferiblemente
sobre el producto crudo o por cualquier método que no produzca fisuras o
debilitamiento de las paredes. Las estrías, además de cubrir por lo menos el
50% de la superficie de colocación, no pueden disminuir el espesor de la
pared en más de 5mm, su profundidad mínima debe ser de 1,5m y el ancho
menor que 10mm.
Las unidades de mampostería para interior no deben tener ningún tipo de
restricción o clasificación con base en su color o en su gama de variación,
bien sea dentro del lote o dentro de una misma pieza. [1]
4.1.2.2. Clasificación De Los Ladrillos Según Sus Materiales De Fabricación.
Según los materiales de fabricación existen básicamente tres tipo de ladrillo
aquellos elaborados de arcilla, los fabricados de materiales cementicos y los
de adobe. [16]
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Ladrillos De Arcilla: Dentro de esta clasificación se encuentran las piezas
más utilizadas en el campo de la construcción, que como su nombre lo indica
son fabricados con arcilla y luego sometidos a un proceso de cocción, tales
como los utilizados en la elaboración de muros, fachadas o ladrillo a la vista,
vidriados, refractarios, para pisos, para pavimentos y para drenajes.
Este tipo de ladrillos se pueden clasificar en perforados, cuya área neta es
menor al 75% del área bruta, o en sólidos en donde usa rea de perforación
corresponde a un porcentaje menor al 25% se la selección de la pieza.
Ladrillo De Materiales Cementicos: Aquellos elaborados con cemento y
que endurecen bajo acción química son los que se encuentran dentro de
esta categoría, tales como los ladrillos de arena y cal o los ladrillos y bloques
de cemento. Ladrillos De Adobe: Se consideran los antecesores de los ladrillos de
arcillas han sido empleados en las construcciones desde la antigüedad;
incluso en la actualidad existen ejemplos de ciudades enteras levantadas con
este tipo de piezas, viviendas, hoteles, aeropuertos entre otros.
Este tipo de piezas es fabricado con una mezcla de tierra arcillosa, paja,
arena y estiércol, en donde por medio de un molde sencillo de madera es
compactado a mano, para luego ser sometido a un proceso de secado y
endurecido bajo efecto de los rayos solares.
29
4.1.2.3. Clasificación De Los Ladrillo Según Su Forma. Ladrillo perforado: Que son todos aquellos que tienen perforaciones en la
tabla que ocupen más del 10% de la superficie de la misma. Muy popular
para la ejecución de fachadas de ladrillo visto. [16] Ladrillo macizo: Aquellos con menos de un 10% de perforaciones en la
tabla. Algunos modelos presentan rebajes en dichas tablas y en las testas
para ejecución de muros sin llagas.
Ladrillo tejar o manual: Simulan los antiguos ladrillos de fabricación
artesanal, con apariencia tosca y caras rugosas. Tienen buenas propiedades
ornamentales.
Ladrillo hueco: Son aquellos que poseen perforaciones en el canto o en la
testa, que reducen el volumen de cerámica empleado en ellos, son los que
se usan para tabiquería que no vaya a sufrir cargas especiales. Estos
ladrillos se dividen en ladrillo hueco simple que se utiliza para los que posee
una hilera de perforaciones en la testa y ladrillo hueco doble que se utiliza
para los que posee dos hileras de perforaciones en la testa. Ladrillo aplantillados: Son aquellos cuya geometría no corresponde a un
paralelepípedo, tiene forma de cuña, y son utilizados principalmente en la
elaboración de dinteles, chimeneas o cornisas.
Ladrillo mocheta: Son los mismos que los rectangulares solo que tienen un
corte cuadrado en una de sus aristas con el fin de adaptarlos a cercos.
30
Ladrillos trahucos: Son aquellos de menor longitud propios para emparejar
arranque o remates.
Ladrillos rasilla: Ladrillos de una menor dimensión, que pueden ser huecos
o macizos, y cuya fabricación se da es exclusivamente mediante métodos
mecánicos. Ladrillos plaquetas: Son pequeñas piezas de 2 a 3 centímetros de espesor
empleadas como recubrimiento en frentes o fachadas (tabletas).
Ladrillos especiales: Son aquellos que por sus características de forma y
tamaño reciben el nombre de ladrillos mas sin embargo han sido fabricados
bajo procedimiento.
Ladrillos aligerados: Este tipo de piezas se obtiene de la mezcla de arcilla y
aserrín o polvo de corcho, componentes que durante la cocción desaparece
produciendo ladrillos muy porosos.
Ladrillos hidráulicos: Son aquellos fabricados con mezclas que contienen
arcilla seca y molida en una concentración del 91,5%, limadura de hierro en
un 3%, cloruro de sodio en un 2% y cenizas de sauce en un 2%.
4.1.2.4. Clases De Unidades El uso de o función principal de cualquier tipo de unidad de mampostería
determina la clase a que corresponde y los requisitos físicos que debe
cumplir. Para efectos de esta norma se consideran las unidades estructurales
(portantes) y las unidades no estructurales (divisorios o de cierre); y las
31
unidades de mampostería de uso exterior, o de fachadas, y las unidades de
uso interior. [1]
Unidades de mampostería de uso interior y de uso exterior (o de fachadas): Se denominan unidades de mampostería de uso interior aquellas
que solo son aptas para usarse en muros que no estén expuestos a la
intemperie, como muros divisorios interiores que puedan estar o no a la vista,
o en muros exteriores que tengan un acabado de protección de revoque o
pañeta, enchape u otra mampostería que impida la exposición a la
intemperie. Las unidades de mampostería de uso exterior o para fachadas
son aptas para construir muros a la vista que estén expuestos a la
intemperie.
Cualquier unidad de mampostería, especificada para uso en exteriores, debe
cumplir por lo menos con los requisitos de absorción determinados para ese
uso. Adicionalmente, si se trata de una fachada, esta debe cumplir, además,
con las exigencias de tolerancia dimensional, distorsión, eflorescencia y
límites de defectos superficiales que se presentan en esta norma.
Los enchapes para fachadas deben cumplir con los requisitos de absorción
de agua, textura, color y límite de defectos superficiales que se especifiquen
para unidades de mampostería de uso exterior. Además, deben estar
provistas de estrías, acanaladuras o salientes de anclaje por su lado inferior,
de manera que se garantice la adherencia de la pieza.
Unidades de mampostería estructural (portantes) y no estructurales (divisorios o de cierre): Unidades para mampostería estructural son
aquellas que se diseñan y fabrican para ser utilizadas en construcción de
tipos estructural, Además de su propio peso, dichas unidades pueden
soportar otras cargas verticales y horizontales.
32
Unidades para mampostería no estructural son aquellas que se utilizan para
muros divisorios o de cierre que únicamente atienden las cargas debidas a
su propio peso.
En cualquier caso e independientemente de que se cumpla con la resistencia
indicada para su clase, el dimensionamiento de los muros, la cantidad de
refuerzo que deben llevar, la resistencia de los muretes y los esfuerzos
admisibles en el muro, deben calcularse y cumplir los métodos y
especificaciones de la norma NSR-98.
En la figura N°2 se ilustra una representación grafica de los tipos de
unidades de mampostería de arcilla cocida.
Figura N°2. Tipos De Unidades De Mampostería De Arcilla Cocida.
Fuente: NTC 4025 Ingeniería civil y arquitectura. Unidades de mampostería de arcilla cocida. Ladrillos y bloques cerámicos
33
4.1.2.5. Clasificación De Los Ladrillos Según Su Tipo De Fabricación. La fabricación de los ladrillos puede llevarse a cabo bajo procesos de tejares,
de mesa, mecánicos o prensados. Los ladrillos de tejar corresponden a un
tipo de pieza elaborada a mano, moldeada con gradillas sobre el suelo, para
luego ser cocidas en hornos abiertos, mejor conocidos como hormigueros,
logrando acabados toscos con caras rugosas, a diferencia de los ladrillos de
mesa, quienes siguen el mismo proceso, con la única diferencia de ser
fabricados sobre superficies lisas. Por otro lado los llamados mecánicos, o
cerámicos, siguen un proceso en donde son moldeados con galleteras y
cocidos en hornos fijos. Por último los ladrillos prensados se elaboran
mediante potentes prensas y luego de su cocción se puede apreciar una
pieza muy pulida de caras muy finas. [16]
La Tabla N°2 nos muestra las especificaciones mecánicas y características
esenciales según el tipo de bloque en arcilla.
34
Tabla N°2. Descripciones Mecánicas.
TIPO DE BLOQUE CARACTERISTICAS
Bloque #4 Liso Estándar
Tipo: Lisos. Superficie: Liso por sus cuatro caras. Color: Terracota claro. Largo (cm): 30. Ancho (cm): 10. Espesor (cm): 20. Rendimiento (pieza/m2): 15,36. Resistencia Mecánica (kg/pieza): 60. Absorción agua (%): 10. Peso (kg): 5. Normas: ICONTEC, AIS, ASTM, NTC 4205, NSR 98, C56, C212, C216.
Bloque #4 Liso Medio
Tipo: Lisos. Superficie: Liso por sus cuatro caras. Color: Terracota claro. Largo (cm): 33. Ancho (cm): 9. Espesor (cm): 23. Rendimiento (pieza/m2): 12,25. Resistencia Mecánica (kg/pieza): 60. Absorción agua (%): 10. Peso (kg): 5,6. Normas: ICONTEC, AIS, ASTM, NTC 4205, NSR 98, C56, C212, C216.
Bloque #4 Medio Estándar
Tipo: Estriados. Superficie: Estriados por sus cuatro caras. Color: Terracota claro. Largo (cm): 30. Ancho (cm): 10. Espesor (cm): 20. Rendimiento (pieza/m2): 15,36. Resistencia Mecánica (kg/pieza): 60. Absorción agua (%): 10. Peso (kg): 4,5. Normas: ICONTEC, AIS, ASTM, NTC 4205, NSR 98, C56, C212, C216.
35
TIPO DE BLOQUE CARACTERISTICAS
Bloque #4 Medio
Tipo: Estriados. Superficie: Estriados por sus cuatro caras. Color: Terracota claro. Largo (cm): 33. Ancho (cm): 9. Espesor (cm): 23. Rendimiento (pieza/m2): 12,25. Resistencia Mecánica (kg/pieza): 60. Absorción agua (%): 10. Peso (kg): 5,4. Normas: ICONTEC, AIS, ASTM, NTC 4205, NSR 98, C56, C212, C216.
Bloque #4 Medio Estándar
Tipo: Estriados. Superficie: Estriados por sus cuatro caras. Color: Terracota claro. Largo (cm): 30. Ancho (cm): 10. Espesor (cm): 20. Rendimiento (pieza/m2): 15,36. Resistencia Mecánica (kg/pieza): 60. Absorción agua (%): 10. Peso (kg): 4,5. Normas: ICONTEC, AIS, ASTM, NTC 4205, NSR 98, C56, C212, C216.
Bloque #5 Liso Medio
Tipo: Lisos. Superficie: Liso por sus cuatro caras. Color: Terracota claro. Largo (cm): 33. Ancho (cm): 11,5. Espesor (cm): 23. Rendimiento (pieza/m2): 12,25. Resistencia Mecánica (kg/pieza): 60. Absorción agua (%): 10. Peso (kg): 6,5. Normas: ICONTEC, AIS, ASTM, NTC 4205, NSR 98, C56, C212, C216.
Bloque #5 Liso Medio Estandar
Tipo: Lisos. Superficie: Liso por sus cuatro caras. Color: Terracota claro. Largo (cm): 30. Ancho (cm): 12. Espesor (cm): 20. Rendimiento (pieza/m2): 15,36. Resistencia Mecánica (kg/pieza): 60. Absorción agua (%): 10. Peso (kg): 5,3. Normas: ICONTEC, AIS, ASTM, NTC 4205, NSR 98, C56, C212, C216.
36
TIPO DE BLOQUE CARACTERISTICAS
Bloque #5 Medio
Tipo: Estriados. Superficie: Estriados por sus cuatro caras. Color: Terracota claro. Largo (cm): 33. Ancho (cm): 11,5. Espesor (cm): 23. Rendimiento (pieza/m2): 12,25. Resistencia Mecánica (kg/pieza): 60. Absorción agua (%): 10. Peso (kg): 6,1. Normas: ICONTEC, AIS, ASTM, NTC 4205, NSR 98, C56, C212, C216.
Bloque #5 Medio Estándar
Tipo: Estriados. Superficie: Estriados por sus cuatro caras. Color: Terracota claro. Largo (cm): 30. Ancho (cm): 12. Espesor (cm): 20. Rendimiento (pieza/m2): 15,36. Resistencia Mecánica (kg/pieza): 60. Absorción agua (%): 10. Peso (kg): 5. Normas: ICONTEC, AIS, ASTM, NTC 4205, NSR 98, C56, C212, C216
Bloque #6
Tipo: Estriados. Superficie: Estriados por sus cuatro caras. Color: Terracota claro. Largo (cm): 33. Ancho (cm): 14. Espesor (cm): 23. Rendimiento (pieza/m2): 12,25. Resistencia Mecánica (kg/pieza): 60. Absorción agua (%): 10. Peso (kg): 7,5. Normas: ICONTEC, AIS, ASTM, NTC 4205, NSR 98, C56, C212, C216.
Blóquenlo Muro
Tipo: Estriados. Superficie: Estriados por sus cuatro caras. Color: Terracota claro. Largo (cm): 80. Ancho (cm): 8. Espesor (cm): 23. Rendimiento (pieza/m2): 5,14. Resistencia Mecánica (kg/pieza): 60. Absorción agua (%): 10. Peso (kg): 13. Normas: ICONTEC, AIS, ASTM, NTC 4205, NSR 98, C56, C212, C216.
37
4.1.2.6. Clasificación De Los Ladrillos Según Su Cocción.
Según el proceso de cocción al que hayan sido sometidas las piezas se
obtienen diferentes resultados como: [16] Ladrillos santos: Debido a su exceso de cocción sufren una vitrificación lo
que genera una apariencia retorcida en las piezas, produciendo observar
zonas excesivamente quemadas y un tono azulado en general.
Ladrillos recochos: Corresponde a aquellos con un grado exacto de
cocción en estas piezas provoca la aparición de manchas pardas o rojas; el
color es un indicador importante del tiempo de cocción, colores rojizos
indican un tiempo suficiente para que la pieza desarrollen un resistencia
suficiente.
Ladrillos pardos: Aquellas piezas que han recibido solamente un punto de
cocción, presentan colores pardos luego de climatizarse. Ladrillos porteros: Corresponde a aquellas piezas que no tuvieron un
adecuado tiempo de cocción por lo cual se han desecado.
4.1.3. PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS LADRILLOS
Dentro de las propiedades características de los ladrillos podemos encontrar
resistencia a la compresión y la atracción, modulo de elasticidad y relación de
Poisson, contenido de humedad y capacidad de absorción. [16]
38
4.1.3.1. Resistencia Mecánica A La Compresión
La resistencia a compresión que desarrollan las unidades depende
principalmente del material con el cual hayan sido elaborados y del tipo de
pieza del cual se está hablando en la Tabla N°3 se presentan valores típicos
de compresiones para ladrillos elaborados en diferentes materiales y en el
que podemos ver que la resistencia de los ladrillos de arcilla, que son los
analizados en esta investigación tienen un intervalo entre
500<f”cu<2000(ton/m2, que puede catalogarse como un valor intermedio al
compararlo con los demás materiales y donde f”cu es la resistencia ultima a
la compresión.
Las unidades de mampostería de arcilla cocida deben cumplir con la
resistencia mínima a la compresión, cuando se ensayan según el
procedimiento descrito en la NTC 4017. Generalmente las piezas que hacen
parte de muros de mampostería presentan una significativa reducción en su
resistencia.
Tabla N°3. Resistencia A La Compresión De Diferentes Unidades De Mampostería.
Fuente: NTC 4025 Ingeniería civil y arquitectura. Unidades de mampostería de arcilla cocida. Ladrillos y bloques cerámicos
MATERIAL INTERVALO f”cu (Ton/m2)
PIEDRA 4000<f”cu<10000
HORMIGON MACIZO 1500<f”cu<2500
ARCILLA 500<f”cu<2000
HORMIGON ALIGERADO 400<f”cu<600
ADOBE 100<f”cu<150
39
En Colombia según la NSR -98 la determinación del valor correspondiente a
la resistencia a la compresión de unidades de mampostería puede
determinarse experimentalmente. La NTC 4205 indica que esta propiedad
varía según la disposición de las perforaciones y del volumen, de la misma
manera se ve afectada por el hecho de tratarse de unidades para uso
estructural o no estructural.
Las unidades de mampostería de arcilla cocida deben cumplir con la
resistencia mínima a la compresión que se especifica en las Tablas 4 y 5,
cuando se ensayan según el procedimiento descrito en la NTC 4017, en
estas tablas se presenta la absorción máxima permitida para las unidades de
ladrillo. [1]
Según el procedimiento de la NTC 4017 para ladrillos macizos, los
especímenes de ensayo deben ser mitades de ladrillos secos, con la altura y
ancho completo, mientras que su longitud debe ser igual a la mitad de la
longitud de la unidad. Si el espécimen de ensayo descrito excede la
capacidad de la máquina de ensayo, entonces debe estar conformado por
piezas de ladrillo secas, con la altura y ancho de la mitad. “Los especímenes
de ensayo se deben obtener por cualquier método que produzca un
elemento de extremos aproximadamente planos y paralelos sin rajaduras ni
grietas.
40
Tabla N°4. Propiedades Físicas De Las Unidades De Mampostería Estructural.
TIPO
RESISTENCIA MÍNIMA A LA COMPRESIÓN MPA (KGF/CM2)
ABSORCIÓN DE AGUA MÁXIMA EN %
INTERIOR EXTERIOR
PROM 5 UNI UNIDAD PROM 5 UNI UNIDAD PROM 5
UNI UNIDAD
PH 5,0 (50) 3,5 (35) 13 16 13,5 14
PV 18,0 (180) 15,0 (150) 13 16 13,5 14
M 20,0 (200) 15,0 (150) 13 16 13,5 14
Fuente: NTC 4025 Ingeniería civil y arquitectura. Unidades de mampostería de arcilla cocida. Ladrillos y bloques cerámicos PH: Unidad de mampostería de perforación horizontal (ladrillo y bloque).
PV: Unidad de mampostería de perforación vertical (ladrillo y bloque).
M: Unidad de mampostería maciza (ladrillo).
NOTAS: Para el caso de los ladrillos macizos, la resistencia neta y la resistencia bruta son iguales
porque se calculan dividiendo por el área de apoyo de los ladrillos.
Se debe considerar por defecto principal, el no cumplimiento de la resistencia y como defecto
secundario el no cumplimiento de la absorción. El no cumplimiento de la resistencia motiva además el
rechazo de los especímenes, mientras que el incumplimiento de la absorción queda condicionado a los
demás requisitos de calidad que establece esta norma y a lo acordado entre cliente y proveedor.
Tabla N°5. Propiedades Físicas De Las Unidades De Mampostería No Estructural.
TIPO
RESISTENCIA MÍNIMA A LA COMPRESIÓN MPA
(KGF/CM2)
ABSORCIÓN DE AGUA MÁXIMA EN %
INTERIOR EXTERIOR
PROM 5 UNI UNIDAD PROM 5 UNI UNIDAD PROM 5
UNI UNIDAD
PH 3,0 (30) 2,0 (20) 17 20 13,5 14
PV 14,0 (140) 10,0 (100) 17 20 13,5 14
M 14,0 (140) 10,0 (100) 17 20 13,5 14
Fuente: NTC 4025 Ingeniería civil y arquitectura. Unidades de mampostería de arcilla cocida. Ladrillos y bloques cerámicos
41
NOTA: Se debe considerar por defecto principal, el no cumplimiento de la resistencia y como defecto secundario el no cumplimiento de la absorción. El no cumplimiento de la resistencia motiva además el rechazo de los especímenes, mientras que el incumplimiento de la absorción queda condicionado a los demás requisitos de calidad que establece esta norma y a lo acordado entre cliente y proveedor. 4.1.3.2. Resistencia a la Tracción
Por medio de ensayos como tensión uniforme, tensión indirecta y flexión
puede obtenerse el valor correspondiente a la resistencia al corte, que por lo
general se expresa en función de la resistencia a la compresión. [16]
Para unidades de mampostería, se encuentra que la relación esfuerzo-
deformación sigue un comportamiento lineal hasta llegar al esfuerzo máximo,
en donde se produce una falla frágil.
4.1.3.3. Modulo De Elasticidad Y Relación De Poisson
Aunque no se conoce con exactitud acerca de la relación de Poisson para
unidades de mampostería, estudios de carácter experimental han arrojado un
rango entre el cual este puede oscilar, en donde para los diferentes tipos de
mampostería se encuentra entre 0,13 a 0,2.
Al hablar de Modulo de elasticidad E, para unidades de mampostería se
puede decir que este depende principalmente del tipo de material con el cual
haya sido fabricada y de la resistencia a la compresión f”cu que desarrolle.
Generalmente el valor de dicho modulo se puede determinar haciendo uso
de la ecuación establecida por Poisson.
E= 1000*f”cu (MPa)
42
4.1.3.4. Contenido De Humedad Y Absorción
Estas dos propiedades se podrían considerar como las más importantes para
las unidades de mampostería, debido a su gran incidencia en el
comportamiento de las mismas.
Se entiende por contenido de humedad a la cantidad de masa de agua
contenida en una pieza por unidad de volumen, lo cual se puede expresar
tanto en términos relativos como en términos absolutos a la densidad de la
misma cuando se encuentra seca.
Al hablar de capacidad de absorción, se puede determinar por medio de dos
parámetros principales, la absorción total y la tasa inicial de absorción. Se
conoce a la cantidad de agua para saturar la unidad de mampostería como
absorción total, mientras que la masa de agua por unidad de área y por
unidad de tiempo corresponde a la tasa inicial de absorción.
Tabla N° 6. Tasa Inicial De Absorción
TASA INICIAL DE ABSORCION TIEMPO RECOMENDADO DE
PREHUMEDECIMIENTO
< 0,10 5 min
< 0,15 1 hora
<0,25 24 horas
Fuente: NTC 4025 Ingeniería civil y arquitectura. Unidades de mampostería de arcilla cocida. Ladrillos y bloques cerámicos
Las unidades de mampostería de arcilla cocida deben, ensayadas según el
procedimiento descrito en la NTC (ASTM C67), deben cumplir con los
requisitos de absorción de agua en 24 h de inmersión (promedio y máxima
individual) que se dan en las Tablas 4 y 5 anteriormente ilustradas. [1]
43
La absorción de cada espécimen se calcula de la siguiente forma:
% Absorción= 100* (Ws-Wd) Wd
Donde:
Wd= Peso espécimen seco
Ws= Peso espécimen saturado luego de inmersión de agua fría.
4.1.4. PROCESO DE ELABORACIÓN
Se llevan a cabo una serie de procesos estándar que comprenden desde la
elección del material arcilloso, al proceso de empacado final. La materia
prima utilizada para la producción de ladrillos es, fundamentalmente, la
arcilla. Este material está compuesto, en esencia, de sílice, alúmina, agua y
cantidades variables de óxidos de hierro y otros materiales alcalinos, como
los óxidos de calcio y los óxidos de magnesio.
Las partículas de materiales son capaces de absorber higroscópicamente
hasta el 70% en peso, de agua. Debido a la característica de absorber la
humedad, la arcilla, cuando está hidratada, adquiere la plasticidad suficiente
para ser moldeada, muy distinta de cuando está seca, que presenta un
aspecto terroso.
Durante la fase de endurecimiento, por secado, o por cocción, el material
arcilloso adquiere características de notable solidez con una disminución de
masa, por pérdida de agua, de entre un 5% a 15%, en proporción a su
plasticidad inicial. [15]
A continuación se describe los pasos que hacen parte del proceso del
proceso de elaboración del ladrillo después de la escogencia de la arcilla.
44
4.1.4.1. Maduración
Antes de incorporar la arcilla al ciclo de producción, hay que someterla a
ciertos tratamientos de trituración, homogenización y reposo en acopio, con
la finalidad de obtener una adecuada consistencia y uniformidad de las
características físicas y químicas deseadas. El reposo a la intemperie tiene, en primer lugar, la finalidad de facilitar el
desmenuzamiento de los terrores y la disolución de los nódulos para impedir
las aglomeraciones de las partículas arcillosas. La exposición a la acción
atmosférica (aire, lluvia, sol, hielo, etc.) favorece, además, la descomposición
de la materia orgánica que pueda estar presente y permite la purificación
química y biológica del material. De esta manera se obtiene un material
completamente inerte y poco dado a posteriores transformaciones mecánicas
o químicas.
4.1.4.2. Tratamiento Mecánico Previo
Después de la maduración que se produce en la zona de acopio, sigue la
fase de pre-elaboración que consiste en una serie de operaciones que tienen
la finalidad de purificar y refinar la materia prima. Los instrumentos utilizados
en la pre-elaboración, para un tratamiento puramente mecánico suelen ser: Eliminador de piedras: Este equipo está constituido, generalmente, por dos
cilindros que giran a diferentes velocidades, capaces de separar la arcilla de
las piedras o chinos.
Desintegrador: Se encarga de triturar los terrones de mayor tamaño, más
duros y compactos, por la acción de una serie de cilindros dentados.
45
Laminador refinador: Está formado por dos cilindros rotatorios lisos
montados en ejes paralelos, con separación, entre sí, de 1 a 2 mm, espacio
por el cual se hace pasar la arcilla sometiéndola a un aplastamiento y un
planchado que hacen aún más pequeñas las partículas. En esta última fase
se consigue la eventual trituración de los últimos nódulos que pudieran estar,
todavía, en el interior del material.
4.1.4.3. Depósito De Materia Prima Procesada
A la fase de pre-elaboración, sigue el depósito de material en silos
especiales en un lugar techado, donde el material se homogeniza
definitivamente tanto en apariencia como en características físico químicas. 4.1.4.4. Humidificación
Antes de llegar a la operación de moldeo, se saca la arcilla de los silos y se
lleva a un laminador refinador y, posteriormente a un mezclador, donde se
agrega agua para obtener la humedad precisa.
4.1.4.5. Moldeado
El moldeado consiste en hacer pasar la mezcla de arcilla a través de una
boquilla al final de la extrusora. La boquilla es una plancha perforada que
tiene la forma del objeto que se quiere producir.
El moldeado, normalmente, se hace en caliente utilizando vapor saturado
aproximadamente a 130°C y a presión reducida. Procediendo de esta
manera, se obtiene una humedad más uniforme y una masa más compacta,
puesto que el vapor tiene un mayor poder de penetración que el agua.
46
4.1.4.6. Secado
El secado es una de las fases más delicadas del proceso de producción, de
esta etapa depende, en gran parte, el buen resultado y calidad del material,
más que nada en lo que respecta a la ausencia de fisuras. El secado tiene la
finalidad de eliminar el agua agregada en la fase de moldeado para pasar a
la fase de cocción.
Esta fase se realiza en secaderos que pueden ser de diferentes tipos. A
veces se hace circular aire, de un extremo a otro, por el interior del secadero,
y otras veces es el material el que circula por el interior del secadero sin
inducir corrientes de aire. Lo más normal es que la eliminación del agua, del
material crudo, se lleve a cabo insuflando superficialmente, al material aire
caliente con una cantidad de humedad variable, eso permite evitar golpes
termo higrométricos que puedan producir una disminución de la masa de
agua a ritmos diferentes en distintas zonas del material y, por lo tanto, a
producir fisuras localizadas.
4.1.4.7. Cocción Se realiza en hornos de túnel, que en algunos casos pueden llegar a medir
hasta 120m de longitud, y donde la temperatura de la zona de cocción oscila
entre 900°C y 1000°C.
En el interior del horno, la temperatura varía de forma continua y uniforme. El
material secado se coloca en carros especiales, en paquetes estándar y
alimentado continuamente por una de las extremidades del túnel de dónde
sale por el extremo opuesto una vez que está cocido.
47
4.1.4.8. Almacenaje Antes del embalaje, se procede a la formación de paquetes sobre “pallets”,
que permitirán después moverlos fácilmente con carretillas de horquilla. El
embalaje consiste en envolver los paquetes con cintas de plástico o de
metal, de modo que puedan ser depositados en lugares de almacenamiento
para, posteriormente, ser trasladados en camión.
4.1.5. COLORACIÓN.
Esta se debe a la presencia de óxidos metálicos, principalmente el de hierro
(por su actividad y abundancia). Dependiendo de si la llama es oxidante o
reductora se colorea de rojo, amarillo, verde o gris. También el titanio, el
vanadio producen fenómenos similares. [14]
4.1.5.1. Óxido De Hierro
Algunos de estos óxidos son utilizados en cerámica, particularmente en
vidriados. Los óxidos de hierro, como los óxidos de otros metales, proveen el
color de algunos vidrios después de ser calentados a altas temperaturas.
Bajo este concepto se incluyen aquí los minerales oxidados de hierro que
tienen aplicaciones industriales no siderúrgicas, particularmente como
pigmentos de alta densidad para pinturas, pero también en la fabricación de
cementos, morteros, vidrio y, en menor medida, para esmaltes y fritas
cerámicas, para electrodos de soldadura o en electrónica (ferritas báricas o al
Mn-Zn, tintas magnéticas). [17]
48
En general, se trata de la combinación de uno o más óxidos ferrosos o
férricos con impurezas tales como manganeso, arcillas y restos orgánicos.
Los minerales más habituales se describen a continuación.
Oligisto (Fe2O3): Conocido como especularita o hierro especular, “mio”
(micaceousiron oxide) en la terminología anglosajona, cuando se presenta en
cristales o agregados bastamente cristalinos, con fuerte brillo metálico y
estructura lamelar, o hematites roja (óxido de hierro rojo) si aparece en
agregados informes, más o menos terrosos, de color rojizo.
Lepidocrocíta (γ FeO.OH): Polimorfo del anterior, al que va generalmente
asociado.
Magnetita (Fe3O4): Oxido de hierro negro o piedra imán, de color negro de
hierro y brillo metálico.
4.1.5.1.1. Características Principales Y Beneficios Claves Del Óxido De
Hierro.
Su excelente solidez a la luz, intemperie, cemento, cal, silicato, atóxico,
insolubilidad, no migra, excelencia de poder de cubrición hace que el oxido
de hierro sea un material fácil de emplear. En el que a continuación se
clasifican dos clases de óxidos.
Óxido De Hierro Rojos: Se caracteriza por su excelente resistencia a la
temperatura (800ºC/1470ºF), son usados en todos los polímeros.
Óxido De Hierro Negros Y Amarillos: Son menos resistente a temperatura
(160ºC/320ºF), es usado exclusivamente en PVC y LDPE.
49
4.1.5.1.2. Principales Campos De Aplicación Del Oxido De Hierro.
El óxido de hierro presenta un campo muy abierto en cuando a sus manejos
en el que puede encontrar desde los materiales de construcción, polímeros
hasta pinturas y revestimientos de cosmética.
4.1.5.2. Colorantes Minerales.
Se da este nombre a sustancias coloreadas, las cuales son capaces de teñir
las fibras vegetales y animales. Para que un colorante sea útil, debe ser
capaz de unirse fuertemente a la fibra, y por lavado no debe perder su color.
Debe ser relativamente estable químicamente y soportar bien la acción de la
luz. [17]
Se encuentran diferentes compuestos dentro de los colorantes minerales
entre ellos se pueden destacar:
Óxido de hierro: Los óxidos de fierro se encuentran naturalmente, pero
suelen elaborarse por medio de un tratamiento con sulfato ferroso o cloruro
ferroso con un álcali, seguido de oxidación del hidróxido.
Dióxido de titanio: El dióxido de titanio es un pigmento colorante inorgánico
(TiO2) el cual es un polvo denso blanco, insaboro e inodoro.
Azul ultramarino: El ultramarino se produce por la pulverización del mineral
lápiz lazuli, pero ahora se produce fundiendo juntos caolín carbonato o
sulfato de sodio azufre y carbón, por cerca de 10 h en ausencia de aire.
50
4.1.5.2.1. Clasificación De Los Colorantes.
Colorantes Directos: Son de tipo ácido que absorbe directamente por las
fibras en soluciones acuosas. Los colorantes ácidos son sales de los ácidos
sulfúricos o carboxílicos que se precipitan sobra la fibra. Los colorantes
básicos son sales amónicas o complejos formados por cloruro de zinc o
aminas.
Estos dos tipos de colorantes se emplean especialmente en el teñido de
lanas y en poliamidas sintéticas. Algunos colorantes básicos, de elevado
peso molecular, son absorbidos por el algodón y el rayón. [17]
Colorantes Mordientes: El mordiente es un producto que se adiciona a la
fibra y es absorbido por ella, pudiendo consecutivamente atraer el colorante.
Un ejemplo de este tipo de colorante es el ácido tánico, el cual se usa como
mordiente para los colorantes básicos. Este término, se usa principalmente
para los colorantes que se adicionan usando óxidos metálicos como
mordiente. Especialmente se emplean como mordientes los óxidos de
aluminio y cromo por formar precipitados insolubles.
Colorantes a la Tina: Son sustancias insolubles que se pueden reducir a
materiales alquil-solubles. El colorante se aplica en su forma reducida y se
reóxida en presencia de la fibra. Los colorantes naturales se clasifican según
su procedencia en: vegetales, animales y minerales.
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51
52
4.3. MARCO JURIDICO
En la tabla N°8 se incluyen las normas que reglamentan el procedimiento
para el control de calidad de los ladrillos, con base en estas normas, se
realizó esta investigación, siguiendo las consideraciones establecidas para la
ejecución de ensayos y pruebas de laboratorio de los ladrillos elaborados con
oxido de hierro y colorantes minerales.
Tabla N°8. Normas Técnicas Que Normaliza El Proyecto.
DECRETO DESCRIPICION
NTC 676
Para métodos de ensayo para determinar el tamaño, medidas dimensionales y densidad aparente de ladrillos refractarios aislantes
NTC 4017 (1997) Método para muestreo y métodos de ensayos de unidades de mampostería (arcilla y ladrillos macizos)
INVE 141(1998) SUELO Relaciones Peso unitario/ humedad.
NTC – 4205
Establece los requisitos que deben cumplir los ladrillos y bloques utilizados como unidades de mampostería y fija los parámetros con que se determinan los distintos tipos de unidades.
NSR-98
Norma sismo resistente TITULO A “Requisitos generales de diseño y construcción sismo resistente”; TITULO D. “Mampostería estructural”
53
4.4. MARCO HISTORICO
El ladrillo constituyó el principal material de la construcción en las antiguas
Mesopotamia y Palestina, donde apenas se disponía de madera y piedras.
Los habitantes de Jericó en Palestina construían sus obras con el uso de
ladrillos. Los constructores sumerios y babilonios levantaron zigurats,
palacios y ciudades amuralladas, con ladrillos secados al sol, que recubrían
con otros ladrillos cocidos en hornos, más resistentes y a menudo con
esmaltes brillantes formando frisos decorativos. En sus últimos años los
persas construían con ladrillos, al igual que los chinos, que levantaron la gran
muralla. Los romanos construyeron baños, anfiteatros y acueductos con
ladrillos, a menudo recubiertos de mármol.
En el curso de la edad media, en el imperio bizantino, al norte de Italia, en los
Países Bajos y en Alemania, donde escaseara la piedra, los constructores
valoraban el ladrillo por sus cualidades decorativas y funcionales. Realizaron
construcciones con ladrillos templados, rojos y sin brillo, creando una amplia
variedad de formas, como cuadros, figuras de punto de espina, de tejido de
esterilla o lazos flamencos. Esta tradición continuó en el renacimiento y en la
arquitectura georgiana británica, y fue llevada a América del Norte por los
colonos. [18]
La técnica de fabricación de ladrillos se mejoró a través de los años con la
adición de la arcilla, la cual le da mayor durabilidad al producto y la adición
del calor, el cual mejora notablemente la dureza, ahora bien, aunque se han
adicionado materiales como la cerámica y el sílice, las versiones modernas
del ladrillo no son sino formulas modificadas consistentes en arena, arcilla,
agua y calor. El ladrillo es muy aconsejado en la construcción, ya que
54
proporciona un buen aislamiento e impermeabilidad, además no requiere el
uso de pintura, ya que este nunca pierde su color natural. Existen varios tipos
de ladrillos como son; el ladrillo de construcción, el de fachada, el refractario,
los adoquines y el ladrillo antiguo o envejecido.
La palabra actual que se emplea para designar el adobe proviene del término
egipcio "ladrillo de barro crudo". La materia prima para la conformación y
elaboración de ladrillos es la arcilla. Los primeros núcleos de habitación, en
los que aparecen construcciones realizadas en material imperecedero, se
dan en Mesopotamia (Tell Mureybet y Ali Kosh). Se trata de casas
rectangulares construidas en tapial (mezcla de tierra, arcilla y elementos
aglutinantes) de características muy primitivas.
Esta manera de diseñar y construir edificios, casas, templetes, muros,
delimitaciones, etc. permitió la edificación de los vastos complejos
monumentales del Imperio. Esta tarea hubiera sido muy difícil de completar
con cualquier otro material. Por ejemplo, los monumentos erigidos con ladrillo
podían ser recubiertos con piedra y estuco para mejorar el acabado. De esta
forma, los romanos se convirtieron en los grandes difusores del uso del
ladrillo, pues a su accesibilidad se añadía la posibilidad de producir grandes
cantidades a corto plazo, con la consiguiente reducción de costos y de
tiempo. Además, constituían un material muy resistente que podía
conseguirse de diversas formas y tamaños. [19]
55
4.5. MARCO ESPACIAL O GEOGRAFICO
Esta investigación se realizó en La Ladrillera La Esmeralda y Cia Ltda, la
misma tiene dos centros. Las oficinas donde se encargan de todos los
procesos, ventas y negocios ubicada en la Calle 19 Nº 8-34 Of 1001 en el
centro de la Ciudad de Pereira y la planta donde se encuentran los
laboratorios, bodegas de despacho ubicado en el Km 2 del peaje Cerritos-
Cartago. (En la que se realizó todos los estudios necesarios para llevar a
cabo el desarrollo de esta investigación).
En la Figura N°3 se presenta la localización del sitio de ejecución de la
investigación en el ámbito regional y local.
Figura N
° 3. Localizaación Del PProyecto
56
57
4.6. MARCO TEMPORAL
La Ladrillera La Esmeralda tiene sus inicios en el años de 1950, cuando se
realizaba una producción de 800 a 1000 unidades por día aproximadamente,
donde se elaboraba únicamente ladrillo macizo o tolete.
La Ladrillera La Esmeralda y CIA Ltda., se dedica a la elaboración de
productos de arcilla cocida de la mejor calidad, que genera alto grado de
confianza para las empresas del sector de la construcción ya que es la única
ladrillera de la región certificada con la ISO.
En la actualidad, la ladrillera La Esmeralda se mantiene como una de las
empresas ladrilleras de mayor tradición y más posicionadas en la región,
atendiendo principalmente a las compañías constructoras y ferreterías de las
ciudades de Pereira y Dosquebradas, con unos altos índices de calidad y
satisfacción de los clientes.
La duración del proyecto de investigación fue 6 meses en los cuales se
realizaron las pruebas para la determinación de los porcentajes de arcilla-
colorantes y se realizaron pruebas físicas y mecánicas de los ladrillos
elaborados.
58
5. HIPOTESIS
En este numeral se describe la hipótesis científica del proyecto y se
manifiesta las contribuciones sociales que ella representa.
¿Es viable la coloración de ladrillos empleando
El oxido de hierro y los colorantes?
Contribución De La Investigación
Es posible realizar construcciones innovadoras manejando este nuevo
sistema.
Esta investigación brinda la oportunidad de mantener el color del
ladrillo en las edificaciones o en situaciones futuras efectuar sobre los
ladrillos revoque, estuco y pintura, bridándole cambios al ambiente
constructivo.
Se genera un nuevo producto para la comercialización en las
ladrilleras, constructoras y ferreterías de la región.
Se brinda a la sociedad un material económico y a la vez innovador.
59
6. ASPECTOS METODOLOGICOS DE LA INVESTIGACION
6.1. DISEÑO METODOLOGICO. La metodología de la investigación consistió en determinar las cantidades
necesarias de arcillas, óxidos de hierro y colorantes minerales para lograr la
coloración del ladrillo y valorar la influencia de esta práctica en las
propiedades físicas y mecánicas del mismo. Este proceso se realizó
manualmente.
Al conocer que en la actualidad la totalidad de las ladrilleras de la región
elaboran y comercializan ladrillos de forma masiva (maquinas), y en ellas era
difícil la fabricación de pocos ladrillos; para tener una perspectiva clara sobre
cómo influye la tecnología en los diferentes procesos de obtención y por
ende en las características físicas y mecánicas de los ladrillos, fue necesario
realizar la fabricación de algunas muestras de ladrillos con coloración en una
ladrillera de tipo tradicional y artesanal, ubicada a afueras de Cartago Valle
del Cauca; cuya producción se basa en la mano de obra calificada; en cuanto
a experiencia y agilidad. Debido a que el 90% del proceso de obtención y
acabado del producto es realizado manualmente.
6.1.1. Materiales Y Equipos Dentro de proceso de investigación de coloración en la ladrillera fueron
utilizados distintos elementos que incluyen las arcillas-colorantes y equipos
propios del proceso de fabricación, todos estos materiales se anuncian y se
representan a continuación.
60
La Arcilla que resulta de la mezcla de 4 tipos de tierras y son procedentes de
diferentes ciudades; El Oxido de Hierro (FeO2) y Colorante Mineral para
lograr la tonalidad del ladrillo; recipiente para el mezclado de
arcillas/colorantes u óxidos; balanza para determinar el peso después de la
mezcla molde metálico para la forma del ladrillo y por último el Horno
Hoffman de la ladrillera.
La figura N°4 específica los cuatro tipos de tierras que son combinadas para
dar como resultado la arcilla utilizada para el proceso de elaboración de los
ladrillos, a estos suelos se les realizó ensayos para verificar las
características de plasticidad y su clasificación.
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63
64
Figura N° 8. Colorantes Minerales Utilizados.
6.1.2. Proceso De Coloración Se seleccionó la proporción necesaria de arcilla/colorante/oxido para lograr
una coloración óptima del ladrillo, se mezcló manualmente las proporciones
hasta lograr un color homogéneo al interior y exterior de la muestra. Como se
muestra en la Figura N° 9 que representa un esquema de la forma de
ejecución del proceso.
Posteriormente se moldeo la mezcla hasta darle la forma ortoedríca o de un
prisma rectangular.
MEZCLAR DE AGREGAR FORMA HOMOGENEA
Figura N°9. Proceso Coloración De Ladrillos.
ARCILLAS (4 TIPOS DE
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OXIDO DE HIERRO
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66
67
Tabla N° 9. Relaciones De Pesos Y De Los Ensayos Por Muestra.
MUESTRAN° TONALIDAD
PESO COLORANTE U ÓXIDO (seco)
PESO TOTAL MUESTRA HUMEDA
PESO TOTAL MUESTRA
SECA
% DE COLORANTE
(PESO TOTAL DEL LADRILLO)
%ABSORCION DE AGUA
RESISTENCIA LA COMPRESION
(Mpa)
1 AMARILLO 280 2962,30gr 1873,3 15% ‐ ‐
2 AMARILLO 350 4571gr 4072,34 9% ‐ 12,83
3 AMARILLO 20 256gr 243,5 8% ‐ ‐
4 AZUL 10 299gr 250,21 4% ‐ ‐
5 ROJO 10 249gr 233,7 4% 19,4 ‐
6 ROJO 10 249gr 231,27 4% 19,3 ‐
7 ROJO 20 310gr 230,11 9% ‐ ‐
8 ROJO 350 2139,7 1884,7 19% ‐ 11,22
9 VERDE 9 284gr 225,61 4% ‐ ‐
10 VERDE 10 250gr 195,3 5% 20,1 ‐
11 VERDE 29,1 525gr 440,9 7% 18,3 ‐
12 VERDE 10 325gr 250,8 4% 23 ‐
13 VERDE 30 233,8 195,54 15% 18,07 ‐
14 VERDE 350 2338,5gr 2090,5 17% ‐ ‐
15 ARCILLA 0 1576,7gr 1016,7 0% ‐ 15,02
16 VERDE 335 4234,76 3958,5 8% ‐ 11,023
17 VERDE 335 4145,65 3934,3 9% ‐ 10,497
18 VERDE 335 4207,21 3894,4 9% ‐ 12,34
19 VERDE 335 4062,83 3916,8 9% ‐ 10,009
20 VERDE 335 3955,69 3886,4 9% 3,94 ‐
21 VERDE 335 4023,67 3897,32 9% 3,56 ‐
22 AZUL 335 4001,23 3915,4 9% ‐ 13,792
23 AZUL 335 3982,76 3821,7 9% 7,03 ‐
24 AZUL 335 3845,9 3972,43 8% 5,4 ‐
25 AZUL 335 3946,67 3899,21 9% 8,07 ‐
26 ADOBE 0 0 0 0 ‐ 23,09
68
La diferencia entre peso de colorante u óxido, depende del tamaño de ladrillo
fabricado.
Finalizando el proceso de coloración se pasan las muestras al secado natural
(aire libre) durante 10 días a temperatura ambiente, pasados los 10 días se
ingresan a las cámaras de secado artificial (cuarto cerrado) durante 3 días a
una temperatura de 70°C, terminando los procesos de secado se ingresan
las muestras al Horno Hoffman durante 8 horas a una temperatura de 820°C
donde se logró la mejor cocción de las muestras; finalmente se verifica
nuevamente el peso y las medidas de las muestras obtenidas; donde se
obtuvo muestras con pérdida de color, lo cual conllevo a realizar nuevas
muestras agregándole un porcentaje mayor al anterior para los colorantes y
óxidos y así nuevamente realizar el proceso de elaboración.
En la Figura N°12 se representa el proceso de secado al que fueron
sometidas las muestras de los ladrillos fabricados.
Figura N°12. Proceso De Elaboración De Ladrillos.
6.1.3. Ensayos Se realizaron ensayos de clasificación de suelos para determinar la clase de
suelo que se compone la arcilla. Para determinar si las propiedades de los
ladrillos cambiaron al agregarles los óxidos y colorantes minerales se
realizaron ensayos de laboratorio para determinar la resistencia a
compresión y ensayo de absorción de agua durante una inmersión de 24
SECADO NATURAL (10 DIAS)
SECADO ARTIFICIAL CAMARAS
(3 DIAS)
HORNO HOFFMAN (8 HORAS)
69
horas de los modelos siguiendo las recomendaciones de la NTC 4017. A
continuación se hace una breve mención de los ensayos.
Ensayos de clasificación del suelo: Como los Limites de Atterberg
(NTC 4630-1999) y Análisis Granulométrico (NTC 1522-1999), utilizando la
copa de Casagrande y tamices respectivamente, para la determinación del
tipo de suelo.
Ensayo a compresión: Se realizó este ensayo a cinco muestras de ladrillos
macizos donde se verifico su resistencia, siguiendo las recomendaciones
especificadas en la NTC 4017 y cumpliendo con lo establecido en la NTC
4025 donde se determina que la resistencia mínima es de 10Mpa por unidad
de ladrillo. Este ensayo se realizó en el laboratorio Geotecnia Ltda.
Absorción de agua: Para este tipo de ensayo fueron sometidas cinco
muestras a un tanque de agua fría, donde se mantuvo en una inmersión de
24 horas como lo exige la NTC 4017 y siguiendo las indicaciones de la
misma.
Perpetuación de color: Se dejaron dos muestras de color durante un mes y
bajo condiciones de temperatura ambiente (día cálido – día lluvioso) para
medir cualitativamente la durabilidad del color bajo la acción del medio
ambiente.
70
6.2. METODOS DE INVESTIGACION. El proyecto aplicó los métodos de Investigación de Campo y de laboratorio,
realizando dosificaciones de coloración en la ladrillera y ensayos a
compresión y absorción en los laboratorios materiales de la Universidad.
6.3. OBTENCION Y RECOLECCION DE INFORMACION. 6.3.1. Fuentes Y Tipos De Información. 6.3.1.1. Fuentes Primarias:
Este tipo de información se obtuvo por medio de la recopilación de datos
pertenecientes de la Ladrillera La Esmeralda.
6.3.1.2. Fuentes Segundarias:
Esta información resulto de documentos, archivos, registros etc., que se
encontraran en bibliotecas de consulta o sitios de internet.
6.3.2. Muestra: Para este aspecto de la investigación se llevaron a cabo ensayos de 3
ensayos cada uno de ellos con 10 muestras de ladrillos (en sus diferentes
colores), en varios tiempos, con diferentes pesos (contenidos de los óxidos
y/o colorantes), logrando identificar sus transformaciones tanto en el ensayo
de absorción de agua como en el de compresión.
71
Para la NTC 4205 el muestreo debe ser representativo de un lote y no de
despachos, entregas o fracciones de lote. Las muestras deben se escogidas
aleatoriamente de cada lote de unidades de mampostería, que están
constituidas por cien mil (100.000) unidades o remantes superiores a 50.000
unidades, o por la totalidad del despacho o producción, cuando esta sea
inferior a 50.000 unidades. De cada lote se deben extraer 10 muestras para
la evaluación de medidas y defectos superficiales, las mismas que luego se
usaran en dos grupos de cinco unidades para los ensayos de absorción y
resistencia a la compresión.
72
8. RESULTADOS En este numeral se presentan los resultados obtenidos de procesos de
coloración de los ladrillos y consecutivamente los resultados de los ensayos
físicos y mecánicos.
8.1. RESULTADO DE LA COLORACION DE LOS LADRILLOS.
En la Figura N° 13 se pueden observar los especímenes en sus cuatro
tonalidades rojo, verde, azul y amarillos; con estas imágenes se puede
verificar y demostrar que la aplicación del oxido de hierro en las arcillas no
hace que cambiar sus componentes.
Figuraa N° 13. Resultado De
La Coloracción De Laddrillos
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8.2. PRUPER
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75
76
Entre su descripción se destacó que su índice de plasticidad tiene un valor
de 11,1% (Limo baja plasticidad), tamaño por partícula de 0,006.
Estos resultados se presentan en los anexos Tabla N°2.
Muestra N°3: Son Arenillas y por lo tanto su índice de plasticidad es igual a 0
(NL y NP). Como se muestra en los anexos Tabla N°3.
Según el ensayo de granulometría se obtuvo que son arenillas, y que
corresponden a una arena limosa SM. Como se puede observar en los
anexos Tabla N° 5 y 6.
Muestra N°4 (Tierra Negra): Son Arcillas inorgánicas de plasticidad baja a
media, arcillas gravosas, arcillas arenosas, arcillas pobres (CL).
Entre su descripción se destacó que su índice de plasticidad tiene un valor
de 19,7% (Arcilla de baja plasticidad), tamaño por partícula de 0,002.
Sus respectivos cuadros se pueden observar en los anexos Tabla N°4.
7.3.2. Ensayo de Absorción Los resultados de la absorción muestran que los especímenes se encuentra
en valor establecido con lo establecido en la NTC 4025, con un promedio de
20,02% y con una desviación estándar de 3,02%; la norma NTC 4025 que
indica que la absorción de agua máxima por ladrillos macizo es de 14% para
exteriores y 20% para interiores y según los pasos requeridos en la NTC
4017 (Véase Tabla N°5); se concluye entonces que éste resultado, fue
producto de no compactar (elaboración manual realizada por la estudiante)
de manera correcta la muestra durante la fabricación.
Por tal motivo se procedió a elaborar cinco muestras en una ladrillera
artesanal más para verificar nuevas absorciones, obteniendo un promedio de
77
5,60 y donde se verifico que los resultados estaban de acuerdo con lo
establecido en la NTC 4025.
Tabla N° 10.Grafico De Ensayos De Absorción De Agua Por Muestra.
Tabla N° 11.Grafico De Ensayos De Absorción De Agua Por Muestra.
0
5
10
15
20
25
M1 M2 M3 M4 M5
PORC
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JE DE ABS
ORC
IÓN
MUESTRAS
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
M6 M7 M8 M9 M10
PORC
ENTA
JE DE ABS
ORC
IÓN
MUESTRAS
78
Se presenta el resultado de ensayos de absorción de agua en los anexos.
(Ver Tablas N°7 y N°8)
7.4. RESULTADOS DE ENSAYOS MECÁNICOS 7.4.1. Ensayo de Compresión: Los resultados de compresión nos ilustran que los especímenes se
encuentran en valor establecido con lo establecido en la NTC 4025, con un
promedio de 16,046Mpa y con una desviación estándar de 2,046Mpa, y
realizando comparaciones con un adobe macizo normal. (Tabla N° 12)
Adicionalmente, se realizaron cinco nuevas muestras con la geometría
original del adobe macizo, para verificar y rectificar su resistencia al ser
tratados con los colorantes y óxidos, con ellas se obtuvo un promedio de
16,046 y 11,532 resultado aceptable con lo que se establece en la NTC
4025.
Con esto se verifica que los ladrillos al ser esgrimidos con colorantes
presentan una apta resistencia mecánica exigida por la norma NTC 4025.
(Véase Tabla N°5).
79
Tabla N° 12. Grafico De Ensayos Compresión Por Muestra
Tabla N° 13. Grafico De Ensayos Compresión Por Muestra
Se presenta el resultado de ensayos de compresión en los anexos.
(Ver Tablas N°9 y N° 10).
0
5
10
15
20
25
M1 M2 M3 M4 M5
RESISTEN
CIAS (M
pa)
MUESTRAS
0
5
10
15
20
25
M6 M7 M8 M9 M10
RESISTEN
CIAS (M
pa)
MUESTRAS
80
En las siguientes tablas se ilustran las proporciones de óxido de hierro
agregadas a cada muestra, y que dependiendo del porcentaje de colorante u
óxido que se le agrega a la muestra, su resistencia a la compresión y su
porcentaje de absorción varia.
Teniendo en cuenta que para el resultado, se asumió el peso en gramos del
ladrillo seco y el peso en gramos del óxido o colorante seco, así para
determinar el resultado del %Óxido De Hierro para ambos ensayos.
Tabla N° 14. Relaciones De Porcentaje De Absorción Por Muestra.
MUESTRA N°
PESO COLORANTE U OXIDO
%ÓXIDO DE HIERRO %ABSORCION
5 (Rojo) 100gr 4% 19,4 6 (Rojo) 100gr 4% 19,3
11 (Verde) 291gr 5% 18,3 10 (Verde) 100gr 7% 20,1 12 (Verde) 100gr 4% 23,0 23 (Azul) 335gr 9% 7,03 24 (Azul) 335gr 8% 5,40 25 (Azul) 335gr 9% 8,07
20 (Verde) 335gr 9% 3,94 21 (Verde) 335gr 9% 3,56
81
Tabla N° 15. Relaciones De Resistencia A Compresión Por Muestra. MUESTRA
N° PESO COLORANTE
U OXIDO %ÓXIDO DE
HIERRO RESISTENCIA A
LA COMPRESIÓN13 (Verde) 300gr 15% 18,07 8 (Rojo) 350gr 19% 11,22
2 (Amarillo) 350gr 9% 12,83 15 (Arcilla) 0gr 0% 15,02 26 (Adobe) 0gr 0% 23,09 16 (Verde) 335gr 8% 11,023 17 (Verde) 335gr 9% 10,497 18 (Verde) 335gr 9% 12,340 19 (Verde) 335gr 9% 10,009 22 (Azul) 335gr 9% 13,792
Teniendo en cuenta las tablas anteriores se puede expresar que:
De acuerdo con los resultados de absorción, se observo que este
valor no depende del porcentaje de oxido o colorante, y por el
contrario de pende del método de elaboración y compactación que se
le aplica al elemento, a mayor porosidad final, mayor absorción.
82
Figura N°16.Grafico Relaciones De Porcentaje De Absorción Por Muestra.
Se observo un disminución en la resistencia a la compresión entre los
especímenes con colorantes y los libres de colorantes, la reducción
fue de 3.5 Mpa, se obtuvo una resistencia de 15 MPa en una muestra
libre de colorante, y un promedio de 11,5 MPa para muestras con
colorantes, todas las muestras por procesos manuales de elaboración.
(Cumple con lo establecido en la NTC 4025).
Al mismo tiempo se observa que el porcentaje de óxido no es una
variable que determine la resistencia a compresión de los ladrillos,
pues se observa claramente en la Tabla N°13 que el método de
fabricación es un determinante de su resistencia, pues la muestra 26,
elaborada técnicamente tiene una resistencia superior en 8MPa que la
resistencia de la otras muestras, elaboradas manualmente.
Estos resultados se obtuvieron mediante un proceso de elaboración manual y no cumplieron
con la norma
0
5
10
15
20
25
0% 5% 10% 15% 20%
PORC
ENTA
JE ABS
ORC
ION DE AGUA
PORCENTAJE ÓXIDO DE HIERRO
83
Figura N°17 .Grafico Relaciones De Resistencia A Compresión Por Muestra.
Elaborado en la Ladrillera La Esmeralda, Método
tecnificado
Elaborado en la Ladrillera El cacique,
Método Manual
Elaborado en la Ladrillera El Cacique y elaboración propia, Método Manual
0
5
10
15
20
25
0% 5% 10% 15% 20%
RESISTEN
CIA A LA COMPR
ESION (M
pa)
PORCENTAJE ÓXIDO DE HIERRO
84
8. TERMINOS DE REFERENCIA.
El proceso de la fabricación del ladrillo.
Análisis de los componentes del ladrillo.
Determinación el método que se llevara a cabo para hacerlo veraz.
Elaboración y combinación de los componentes para llevar a cabo la
mezcla, y así poder elaborar el ladrillo.
85
9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
Se conoció el origen el origen de los tipos de suelos utilizados en la
ladrillera tales como MH, ML, CL y ARENILLA, la elaboración de los
ladrillos contando con equipos como horno HOFFMAN y cámaras en
mampostería.
En el proceso de elaboración del proyecto se logró la coloración de los
ladrillos usando los óxidos de hierro y colorantes minerales, mediante
varias muestras con diferentes tamaños y volúmenes de arcillas-
óxidos-colorantes. Se determino que el porcentaje es del 8 al 9% del
oxido o colorante frente al peso total del ladrillo y que este porcentaje
no determina su absorción ni resistencia a la compresión.
Se determinó el porcentaje ideal de óxido colorante mineral para
lograr el color deseado, este porcentaje se determino de acuerdo a los
colores obtenidos, verificando que la resistencia a compresión
estuviera por encima de lo estipulado en la norma NTC 4025.
Luego del proceso del secado de las muestras se accedió a dejar dos
de ellas ante la acción del ambiente (días lluviosos/ días cálidos)
donde se determinó y se aseguro la respuesta de la coloración de los
ladrillos es positiva aplicando este paso.
Se realizaron ensayos de compresión donde se conoció la resistencia
de los ladrillos macizos después de aplicar los colorantes minerales y
óxidos de hierro donde se obtuvo un valor promedio de resistencia de
11.5 MPa para muestras con adición de colorante y elaboradas
mediante procesos manuales.
86
Al notar el valor de absorción dado de los ensayos realizados
manualmente por personal no calificado, se concluyó que las muestras
al no ser compactadas correctamente, registraban una porosidad muy
alta, por lo que se decidió realizar nuevamente diez muestras con su
geometría y lados originales en una ladrillera artesanal, con las cuales
se logró obtener mejores resultados tanto de resistencia absorción de
agua valor promedio de 5.6%, como de resistencia a la compresión,
cumpliendo con lo establecido en la norma NTC 4025.
Se propuso una nueva alternativa implementando los óxidos y
colorantes, comparando los precios que se necesita para la
construcción de 1 m2 de ladrillo con colorante y ladrillo macizo con
revoque estuco y pintura. Donde se obtuvo que el m2 de ladrillo
agregando óxido o colorante llego a un valor de 2386 por ladrillo y
76.373 para un m2 construido con estos ladrillos, mientras que el m2 de
ladrillo en su uso tradicional (estuco y pintura) llego a un valor de
16.800m2 y ladrillo a la vista 14.400m2, de acuerdo con esto resulta
costoso su uso o aplicación.
Se recomienda a LA LADRILLERA LA ESMERALDA Y CIA LTDA
continuar con el plan de coloración de ladrillos para tiempos futuros,
utilizando sus equipos para darle mejor forma a los ladrillos, no solo en
ladrillos tipo macizos sino también en las variedades de producción y
buscando mejores valores en los precios de los colorantes para lograr
disminuir el costo mencionado aquí del ladrillo.
87
10. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
[1] ICONTEC, Catalogo Normas Técnicas Colombianas NTC- 4205.
Ingeniería civil y arquitectura. Unidades de mampostería de arcilla
cocida. Ladrillos y bloques cerámicos.
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ladrillos cerámicos.
[1] Ministerio de comercio, industria y turismo superintendencia de
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Ensayos.
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elaborado a base de basura; Tesis (Ingeniero Civil) Universidad Santo
Tomás Bogotá.
88
[7] Silva Montaño, Javier Fernando (2000); Investigación experimental
en mampostería estructural, Ladrillo Silical; Tesis (Ingeniero Civil)
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[8] Enríquez Cerón, Edgar Raúl (2002); Mampostería con lodos
primarios de papel; Tesis (Magister en Ingeniería Civil) Universidad de
los Andes de Bogotá.
[9] Delgado López, Juan Sebastián (2009); Ladrillos Verdes de
Colombia Ltda, empresa productora y comercializadora de ladrillos de
tierra prensada en la ciudad de Bogotá; Tesis (Ingeniero Industrial).
Universidad de los Andes de Medellín.
[10] Caicedo Peña, Rosa Hilda (1970); Ladrillos de Arcilla; Tesis
(Economista) Universidad Santo Tomás Bogotá.
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automatización de una maquina cortadora de ladrillo; Tesis (Facultad
Tecnologías. Escuela de Tecnología Mecánica) Universidad
Tecnológica de Pereira.
[12] Gómez Ramírez, Alba De Jesús (1997); De la tapia al ladrillo toda
una expresión urbanística; Tesis (Facultad de Ciencias de la
Educación Audiovisuales) Universidad Tecnológica de Pereira.
[13] ASI, asociación colombiana de ingeniería sísmica NSR-98 titulo A
“Requisitos generales de diseño y construcción sismo resistente” y
titulo D “Mampostería estructural” (ley 400 de 1997).
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capitulo 2 (Arcillas); Universidad nacional de Colombia sede Medellín <http://www.monografias.com/trabajos14/ladrillocolomb/ladrillocolomb.
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vista Hispalyt.
89
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[15] Plum ridge y Meulenkamp (2000), Architecture and Design,
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[15] Campbell y Brick (2003), a World History, London - New York.
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[15] E. Badstübner y D. Schumann, (1997); Studien zur Back
steinarchitektur vol 7.
[16] Molano Angélica y Serrano Andrea, (2005); Evaluación sísmica de
mampostería no estructural reforzada con listones de madera;
Pontificia Universidad Javeriana.
<http://www.javeriana.edu.co/biblos/tesis/ingenieria/tesis125.pdf>
[17] ( 2003); Grupo nubiola inorganic pigments
<http://www.nubiola.com/pag_nubiola/prod_oxidoshierro.asp>
[17] E.T.S.I; Guía interactiva de minerales y rocas de la ETSI de
montes manual. Capitulo 2 minerales patogénicos más importantes
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<http://www.montes.upm.es/Dptos/DptoSilvopascicultura/Edafologia/g
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[18] García Héctor A (2205); La historia del ladrillo; salón hogar El
tiempo Ciudad de México.
<http://www.proyectosalonhogar.com/El_porque_de_las_cosas/histori
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<www.ladrilleralaesmeralda.com>
[19] Ramos Liz Vanessa (2008); El ladrillo en el Perú ladrillo historia
http://www.monografias.com/trabajos58/ladrillo-peru/ladrillo-peru.shtm
ANNEXEXOOS
90
REESU
EN
ULTA
NSA
TAD
AYO
O D
OS
DE
91
92
Tabla N° 1. Tabla De Resultados Clasificación De Suelo.
RESULTADO LIMITES DE ATTERBERG MUESTRA N°1. TIERRA ROJIZA
LIMITE PLASTICO LIMITE LIQUIDO Numero DE Golpes 10 21 30 40 Peso Muestra Humedad+Tara(grs) 17,17 17,07 57,67 45,93 49,88 36,49 Peso Muestra Seca+Tara(grs) 13,67 13,56 35,07 28,63 30,98 23,52 Peso Agua (grs) 3,50 3,51 22,60 17,30 18,90 12,97 Peso Tara (grs) 6,25 6,35 6,31 6,28 6,27 6,31 Peso Muestra Seca (grs) 7,42 7,21 28,76 22,35 24,71 17,21 Contenido de Humedad (%) 47,20 48,70 78,60 77,40 76,50 75,40
L.L. % 76,8 L.P.% 47,9 I.P.% 28,9 CLASIF MH
93
Tabla N° 2. Tabla De Resultados Clasificación De Suelo.
RESULTADO LIMITES DE ATTERBERG MUESTRA N°2. TIERRA ANSERMA
LIMITE PLASTICO LIMITE LIQUIDO Numero DE Golpes 10 19 28 40 Peso Muestra Humedad+Tara(grs) 18,14 21,84 47,23 56,33 46,30 51,85 Peso Muestra Seca+Tara(grs) 15,56 18,47 34,68 41,68 35,12 39,96 Peso Agua (grs) 2,58 3,37 12,55 14,65 11,18 11,89 Peso Tara (grs) 6,34 6,36 6,35 6,37 6,30 6,27 Peso Muestra Seca (grs) 9,22 12,11 28,33 35,31 28,82 33,69 Contenido de Humedad (%) 28,00 27,80 44,30 41,50 38,80 35,30
L.L. % 39,0 L.P.% 27,9 I.P.% 11,1 CLASIF ML
94
Tabla N° 3. Tabla De Resultados Clasificación De Suelo.
RESULTADO LIMITES DE ATTERBERG
MUESTRA N°3. ARENILLA
LIMITE PLASTICO LIMITE LIQUIDO Numero DE Golpes
NP NL
Peso Muestra Humedad+Tara(grs)Peso Muestra Seca+Tara(grs) Peso Agua (grs) Peso Tara (grs) Peso Muestra Seca (grs) Contenido de Humedad (%)
L.L. % NL L.P.% NP I.P.% 0 CLASIF
95
Tabla N° 4. Tabla De Resultados Clasificación De Suelo.
RESULTADO LIMITES DE ATTERBERG MUESTRA N°4. TIERRA NEGRA
LIMITE PLASTICO LIMITE LIQUIDO Numero DE Golpes 12 20 29 40 Peso Muestra Humedad+Tara(grs) 18,72 18,92 41,60 46,15 43,56 54,36Peso Muestra Seca+Tara(grs) 16,49 16,61 30,79 34,17 32,63 40,61 Peso Agua (grs) 2,23 2,31 10,81 11,98 10,93 13,75 Peso Tara (grs) 6,36 6,40 6,29 6,30 6,34 6,32Peso Muestra Seca (grs) 10,13 10,21 24,50 27,87 26,29 34,29 Contenido de Humedad (%) 22,00 22,60 44,10 43,00 41,60 40,10
L.L. % 42,0 L.P.% 22,3 I.P.% 19,7 CLASIF CL
96
Tabla N° 5. Tabla De Resultados Clasificación De Suelo.
RESULTADO GRANULOMETRIA. MUESTRA N°3. ARENILLA.
N° TAMIZ PESO
RETENIDO %
RETENIDO % RETENIDO ACUMULADO
% PASA
20 8,7 2,90 2,90 97,10
40 12,33 4,11 7,01 92,99
80 48,7 16,24 23,25 76,75
100 79,3 26,45 49,70 50,30
200 117,5 39,19 88,89 11,11
PASANTA TAMIZ 200
33,3 11,11 100,00 0,00
299,83 100,00
Tabla N°
RESULT
0,0%
20,0%
40,0%
60,0%
80,0%
100,0%
120,0%
% PASA
6. Tabla De Res
TADO GRAFIC
%
%
%
%
%
%
%
0,841 0,4
sultados Ensayo
CA ENSAYO G
42 0,177 0,14
TAMIZ (mm)
o Absorción De A
RANULOMET
49 0,074
Agua.
TRIA
97
98
Tabla N° 7. Tabla De Resultados Ensayo Absorción De Agua.
RESULTADO A LA ABSORCION (INMERSION 24hrs) EN LADRILLOS DE ARCILLA
ESPECIMENN°
TONALIDAD MUESTRA
MASA SECA Kg
MASA SATURADA
Kg
ABSORCION %
5 ROJO 231,2 276,0 19,4 6 ROJO 233,7 278,85 19,3
11 VERDE 440,9 521,76 18,3 10 VERDE 248,8 298,8 20,1 12 VERDE 195,3 240,3 23,0
99
Tabla N° 8. Tabla De Resultados Ensayo Absorción De Agua.
RESULTADO A LA ABSORCION (INMERSION 24hrs) EN LADRILLOS DE ARCILLA
ESPECIMEN N°
TONALIDAD MUESTRA
MASA SECA Kg
MASA SATURADA
Kg
ABSORCION %
23 AZUL 3958,5 4236,79 7,03 24 AZUL 3934,3 4146,57 5,40 25 AZUL 3894,9 4209,21 8,07 20 VERDE 3915,4 4069,85 3,94 21 VERDE 3821,7 3957,69 3,56
100
Tabla N° 9. Tabla De Resultados Ensayo De Compresión.
RESULTADO RESISTENCIA A LA COMPRESION EN LADRILLOS DE ARCILLA
ESPECIMEN N°
GEOMETRIA AREA NETA
CARGA DE ROTURA RESISTENCIA A COMPRESION
ALTO LARGO ANCHO Ton Kg Kg/cm2 Mpa
13 5,2 20,5 11,37 233,09 42,13 42130 180,75 18,07
8 4,47 21,5 12,43 267,25 29,97 29977 112,17 11,22
2 4,53 22,8 12,43 283,4 36,37 36372 128,34 12,83
15 5,03 13,47 7,67 103,31 15,51 15519 150,21 15,02
26 (Adobe) 8 26,9 13,2 355,08 81,98 81980 230,88 23,09
101
Tabla N° 10. Tabla De Resultados Ensayo De Compresión.
RESULTADO RESISTENCIA A LA COMPRESION EN LADRILLOS DE ARCILLA
ESPECIMEN N°
GEOMETRIA AREA NETA
CARGA DE ROTURA RESISTENCIA A COMPRESION
ALTO LARGO ANCHO Ton Kg Kg/cm2 Mpa
16 6,4 26,7 12,9 344,43 37,965 37965 110,23 11,023
17 6,3 26,7 13,1 349,77 36,715 36715 104,97 10,497
18 6,3 26,6 13,0 345,8 42,67 42670 123,40 12,340
19 6,0 26,3 13,4 352,42 35,274 35274 100,09 10,009
22 6 26,7 13,00 347,1 47,871 47871 137,92 13,792
LA
E
ADR
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102
LADRILL Ladrillera
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gicos, oper
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Esmerald
la.
meralda.
roductos
onfianza
ello con
rativos y
tro país,
a donde
103
104
PRODUCTOS ENCONTRADOS EN LA LADRILLERA
Ladrillo Farol
Ladrillo Estructural
Ladrillo Cara Vista
Ladrillo Catalán
Adoquín
Tablón
Teja
Bloquelón
Regata
PROCESOS PARA REALIZAR EL LADRILLO
En la Ladrillera la Esmeralda se llevó a cabo una serie de procesos
estándares que comprenden desde la elección del material arcilloso, al
proceso de empacado final. La materia prima utilizada para la producción de
ladrillos es, fundamentalmente, la arcilla. Este material está compuesto, en
esencia de sílice, alúmina, agua, cantidades variables de óxidos de hierro,
cuatro tipos de tierras obtenidas de otras ciudades; El paso a seguir es llevar
estas ramadas a un depósito pasando a la tolva de alimentación para el
pesaje de las ramadas, luego se llevó las arcillas a un desintegrador el cual
tiene como función extraer los cuerpos extraños y romper los terrones más
duros que se encuentren en ella, pasó a la mezcladora horizontal, después
se llevó al laminador y se pasó al cortador donde se dio un corte informe y de
iguales longitudes, se realizó el secado natural, el secado artificial,
finalmente se ingresó al horno Hoffman dándole solidez al ladrillo.
1. Mate
2. Ram
3. Tolv
4. Desi
5. Mez
6. Lam
7. Extru
8. Seca
9. Seca
10. Horn
11. Alma
eria Prima.
madas De T
a De Alime
integrador
cladora Ho
inador
usora Y Co
ado Natura
ado Artifici
no Hoffman
acenamien
Fig
.
Tierra
entación.
orizontal
ortador
al
al
n
nto
gura N°2.Paasos para laa producción
n de ladrilloos.
105
Figgura N°2.Paasos para laa producción de ladrilloos
106
107
Tabla N° 11. Caracterización proceso mezclado y extrusión.
Descripción del proceso.
PROVEEDORES ENTRADAS ACTIVIDADES RESPONSABLE (S) SALIDAS CLIENTES
Compras y Almacén
Materiales, insumos o servicios conforme a especificaciones
Acopio de los materiales
Operario de máquina (Maq. Pesada) / Jefe de
mantenimiento
Producto extruído y cortado según especificaciones
Secado y Cocción
Proceso Comercial
Pedidos de los clientes
Realización de la mezcla
Jefe de mantenimiento / Operario de máquina
(Maq. Pesada)
Especificaciones y necesidades de materiales y servicios
Compras y Almacén
Modificaciones en los negocios
Inspección de la mezcla Jefe de Mantenimiento
Maquinaria y vehículos para mantenimiento
Mantenimiento y metrología
Mantenimiento y metrologia
Máquinas y vehículos en buen estado
Programación de la producción
Director General de Planta / Jefe de Planta /
Gerente Necesidades de mantenimiento, calibración o verificación identificadas Mediciones
confiables Alimentación de Tolvas Operario de máquina (Maq. Pesada)
Proceso Gerencial
Direccionamiento Empresarial y planificación de la calidad
Verificación de la contextura de la mezcla
Jefe de Planta / Jefe de Mantenimiento Instrumentos de medición
Fabricación y Extrusión del producto
Operario de máquina (Producción)
Modificaciones en los negocios Proceso Comercial
Resultados de la Revisión Gerencial Corte del producto Operario de máquina
(Producción) Necesidades de personal Recursos Humanos
Recursos Humanos
Personal competente Verificación del producto (medición)
Operario de máquina (Producción)
Necesidades de capacitación
Ambiente de trabajo adecuado Necesidades de gestión y
documentación del proceso
Gestión de Calidad Gestión de Calidad
Mantenimiento del SGC
Transporte del producto a ramadas de secado Operario de producción
108
Tabla N° 11.1. Caracterización proceso mezclado y extrusión. Descripción del proceso.
RECURSOS PARÁMETROS DE CONTROL (SEGUIMIENTO) REQUISITOS RELATIVOS A LA NORMA ISO 9001:2000 1. Técnicos 1. Cantidades de arcilla en la mezcla
· Tolvas, Dosificador Desintegrador, Revolvedor, Laminador, Extrusoras, Cortadoras, Software, hardware. 2. Contextura de la mezcla
1. Num. 7.1: Planificación de la realización del producto
2. Físicos 3. Tiempo muerto 2. Num. 7.5.1: Control de la producción y de la prestación del servicio
· Cintas métricas, Equipos de Oficina, papelería, archivadores 4. Dimensiones del producto
3. Num. 7.5.5: Preservación del producto
3. Humanos 4. Num. 8.2.3: Seguimiento y medición de los procesos
· Director General de Planta, Jefe de Planta, Jefe de Mantenimiento, Operarios de máquina PROCESO DE SOPORTE
5. Num. 8.2.4: Seguimiento y medición del producto
4. Financieros 1. Gestión de la calidad 6. Num. 8.4: Análisis de datos 2. Recursos Humanos 7. Num. 8.5 Mejora Continua
109
Tabla N° 12. Caracterización proceso secado y cocción.
Descripción del proceso.
PROVEEDORES ENTRADAS ACTIVIDADES RESPONSABLE (S) SALIDAS CLIENTES
Mezclado y extrusión Producto extruído y
cortado según especifaciones
Lastrado de producto recién extruído en ramadas
Operarios de producción (carreteros) Producto terminado Almacenamiento y
Despacho
Secado natural (ramadas) Jefe de planta Especificaciones y
necesidades de materiales y servicios
Compras y Almacén Compras y Almacén
Materiales, insumos o servicios conforme a
especificaciones
Identificación del producto a través de tableros
Jefe de planta
Proceso Comercial Modificaciones en los negocios
Trazabilidad del producto Jefe de planta
Maquinaria y vehículos para mantenimiento
Mantenimiento y metrología
Mantenimiento y metrologia
Máquinas y vehículos en buen estado
Programación cargue de cámaras de secado
Gerente / Director General de Planta /
Jefe de Planta
Necesidades de mantenimiento, calibración o verificación identificadas Mediciones confiables
Cargue de cámaras de secado
Operarios de producción (carreteros)
Secado artificial Jefe de Planta Instrumentos de medición
Proceso Gerencial
Resultados de la Revisión Gerencial
Descargue de cámaras de secado
Operarios de producción (carreteros)
Direccionamiento Empresarial y
planificación de la calidad
Trazabilidad del producto Jefe de planta
Modificaciones en los negocios Proceso Comercial
Cargue de hornos Operarios de producción (carreteros)
Necesidades de personal
Recursos Humanos Recursos Humanos
Personal competente Cocción del producto Quemadores Necesidades de
capacitación Ambiente de trabajo adecuado
Descargue de hornos
Operarios de producción (carreteros)
Gestión de calidad Mantenimiento del SGC Verificación del producto (medición) Operario de producción
Necesidades de documentación y gestión del proceso
Gestión de calidad
110
Tabla N° 12.1. Caracterización proceso secado y cocción.
Descripción del proceso.
Tabla N° 13. Caracterización proceso almacenamiento y despacho. Descripción del proceso.
PROVEEDORES ENTRADAS ACTIVIDADES RESPONSABLE (S) SALIDAS CLIENTES
Secado y Cocción Producto Terminado Descargue de hornos
Almacenista / Operarios de
producción (carreteros) Producto entregado al cliente Cliente externo
Compras y Almacén
Materiales, insumos o servicios conforme a especificaciones
Clasificación del producto según terminado
Almacenista Operarios de
producción (carreteros) Informe de inventarios
Proceso comercial Ubicación en patios Almacenista / Modificaciones en los
RECURSOS PARÁMETROS DE CONTROL (SEGUIMIENTO) REQUISITOS RELATIVOS A LA NORMA ISO 9001:2000 1. Técnicos 1. Tiempo de secado
· Software, hardware 2. Tiempo de quemado 1. Num. 7.5.1: Control de la producción y de la prestación del servicio
2. Físicos 3. Dimensiones del producto 2. Num. 7.5.3: Identificación y trazabilidad · Ramadas, cámaras de secado artificial, hornos, carretas, cintas métricas, equipos de oficina, papelería, archivadores
4. Producto no conforme 3. Num. 7.5.5: Preservación del producto
4. Num. 8.2.3: Seguimiento y medición de los procesos
3. Humanos PROCESO DE SOPORTE 5. Num. 8.2.4: Seguimiento y medición del producto
· Director General de Planta, Jefe de Planta, Operarios de máquina, Quemadores, operarios de producción
1. Gestión de la calidad
3. Mantenimiento y metrología 6. Num. 8.4: Análisis de datos
4. Financieros
2. Recursos Humanos
7. Num. 8.5 Mejora Continua
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Tabla N° 13.1. Caracterización proceso almacenamiento y despacho. Descripción del proceso.
RECURSOS PARÁMETROS DE CONTROL (SEGUIMIENTO) REQUISITOS RELATIVOS A LA
NORMA ISO 9001:2000 1. Técnicos 1. Referencia y cantidad a despachar
· Software, hardware 2. Sitio de entrega del producto 1. Num. 7.1: Planificación de la realización del producto