Morteros - Exposicion 5b1569

MORTERO MORTERO 1.- DEFINICIÓN Los morteros son mezclas plásticas obtenidas con un aglomerante, arena y agua, que sirven para unir las piedras o ladrillos que integran las obras de fábrica y para revestirlos con enlucidos o revocos.

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La arena constituye la estructura de la mezcla y le da volumen, y los vacíos que quedan entre las partículas de esa estructura granular son llenados por la pasta, constituida por los aglomerantes y el agua. Los aglomerantes, o ligantes, en presencia de agua, experimentan un proceso químico que produce el fraguado y endurecimiento del mortero. Durante la etapa de preparación y aplicación, conocida como estado fresco, la pasta actúa como lubricante entre las partículas de arena (agregado fino), confiriendo plasticidad y trabajabilidad a la mezcla, facilitando el manipuleo y la colocación.

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Los morteros se denominan según sea el aglomerante. Así se tienen morteros de yeso, de cal o de cemento. Los morteros bastardos son aquéllos en los que intervienen dos aglomerantes, como por ejemplo, yeso y cal, cemento y cal, etc. La mezcla de un aglomerante y agua se denomina pasta y se dice de consistencia normal cuando la cantidad de agua de amasado es igual a los huecos del aglomerante suelto; si es menor será seca y mayor fluida, llamándose lechada cuando se amasa con mucha agua.

CONCEPTUALIZACIÓN DE COMPONENTES DEL MORTERO: 

AGLOMERANTE.- Es aquel material que es capaz de unir fragmentos (ladrillos, piedras, etc) de una o varias sustancias y dar cohesión al conjunto por efectos de tipo exclusivamente físico. El aglomerante más usado es el Cemento Pórtland.

LA ARENA.- No es posible hacer un buen hormigón sin una buena arena. Las mejores arenas son las de río (cuarzo puro).  La arena de mina suele tener arcilla en exceso, por lo que es necesario lavarla enérgicamente.  Las arenas de mar, si son limpias, pueden emplearse en hormigón armado, previo lavado con agua dulce.  Las arenas de machaqueo de granitos, basaltos y rocas análogas son excelentes, con tal de que sean rocas sanas que no acusen un proceso de descomposición. 

AGUA Agua de amasado:  Participa en las reacciones de hidratación del cemento.  El agua en exceso se evapora y crea una serie de huecos en el hormigón, disminuyendo su resistencia.  Un déficit de agua de amasado origina masas pocos trabajables y de difícil colocación en obra. Agua de curado:  Evitar la desecación.  Mejorar la hidratación del cemento.

SEGUNDA PARTE

2.- ANTECEDENTES HISTORICOS 

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La cal como ligante y el mortero de cal se mencionan ya en la Biblia. Un reciente estudio de Reller (1992) ha encontrado en Nevali Çori (Turquía) restos de utilización de mortero de cal en pavimentos, que datan del 10.000 al 8.000 a. J.C.

MORTEROS EGIPCIOS: Los egipcios fueron los primeros en utilizar el yeso para el mampostado de los bloques de la pirámide de Keops (hacia 2600 a. J.C.)  a) YESOS DE COLOCACIÓN: Se empleaban para facilitar la colocación de grandes bloques de piedra por deslizamiento en un plano inclinado, con el yeso como lubricante.  b) YESOS DE ACABADO: Utilizados, tras el levantamiento de cimientos y tabiques, para el taponado de las irregularidades de las superficies, de juntas de acabado o de enlucidos de decoración.  c) YESOS DE DECORACIÓN: Fueron empleados como enlucidos. 

MORTEROS GRIEGOS El uso del mortero de cal propiamente dicho corresponde a los griegos y romanos.  En anteriores construcciones, las piedras estaban unidas por un mortero hecho simplemente de tierra y de arcilla .  Ya desde el siglo VII a. J.C., los constructores griegos hubieron de recurrir a la técnica de estucos y de revestimientos para disimular el aspecto rudo de ciertos materiales como la toba y la caliza. 

MORTEROS ROMANOS Son los romanos los herederos de la tecnología de la construcción griega, y más concretamente del empleo del mortero de cal.  Los romanos también heredaron de los griegos la técnica de añadir a la mezcla diversas sustancias que favorecían las características del mortero.  Se desconoce la fecha exacta de la introducción del mortero de cal en Roma que se desarrolló y generalizó rápidamente. 

MORTEROS MEDIEVALES las mezclas son más homogéneas y la calidad de los ligantes mejora.  los morteros eran mezcla de gravas gruesas y cal con carbón de leña, este material poroso juega el mismo papel que los trozos de tierra cocida.  Para los lechos y las juntas, los albañiles utilizaban arena fina y cal muy blanca.  Alrededor del año 1200 en sus morteros de cal se hace uso de cerveza, cera de abejas, huevos y la clara, jugos de frutas, gluten, malta, arroz, azúcar y orina. 

MORTEROS MODERNOS Los primeros ligantes así fabricados tenían muy a menudo las características de los cementos rápidos actuales. Eran ricos en aluminatos, y por ello caracterizados por un fraguado muy rápido, no por desecación del mortero y carbonatación de la cal, sino por la reacción de los aluminatos y silicatos con el agua.  Las cales hidráulicas pueden ser consideradas como productos intermedios entre la cal hidratada y el cemento Portland actual. Es más, con los constituyentes hidráulicos, las cales presentan siempre un contenido elevado en cal libre. 

MORTEROS ACTUALES En 1811, James Frost patenta un cemento artificial obtenido por calcinación lenta de caliza molida y arcilla.  En 1824 Joseph Apsdin, un albañil de Wakefield, patenta un cemento “tan duro como la piedra Portland’’.  La mayor parte de los fabricantes de ligantes practican la calcinación a alta temperatura, y la cal fue reemplazada progresivamente por el cemento. 

TERCERA, CUARTA Y QUINTA PARTE TIPOS DE MORTERO

3.- TIPOS DE MORTERO I.-SEGÚN EL TIPO DE CONGLOMERANTE a. Morteros de Cal - Mortero de Cal Aéreo - Mortero de Cal hidráulico b. Morteros de cemento. c. Morteros de yeso d. Morteros mixtos o bastardos. 

II. MORTEROS ESPECIALES morteros coloreados  Mortero hidrófugo  Mortero expansivo  Morteros ligeros  Morteros de cemento-cola  Morteros con aditivos  Morteros ignífugos  Morteros refractarios  Morteros aislados de finos  Morteros autonivelantes.  Morteros con aireante 

TIPOS DE MORTERO I.- SEGÚN EL TIPO DE CONGLOMERANTE a. Morteros de Cal El Mortero de Cal está compuesto por Cal (Hidráulica o Aérea), Arena y Agua. Es un mortero de gran plasticidad, fácil de aplicar, flexible y untuoso, tiene una menor resistencia que el Mortero de Cemento. se endurecen con más lentitud, pero una vez secos, no son impermeables. 

Ventajas :  Buena plasticidad y trabajabilidad.  Gran elasticidad.  Permeabilidad apreciable al vapor de agua.  Buen aislamiento térmico y acústico.  Realización capaz más finas consiguiendo unos resultando inalcanzables con otros materiales.  Fáciles de colorear alcanzando gran riqueza en cromatismo y luminosidad de color.  Garantizan el sellado y estucado.  Buena resistencia a la penetración del agua de la lluvia.  Producto ignífugo que no permite gases tóxicos.

Formas apropiadas de uso:  Para revoques, una parte de cal por dos de arena.  Para enlucidos se utilizará una parte de cal por una de arena.  Para muros de ladrillos, una parte de cal y tres de arena.  Para muros de mampostería: una parte de cal por cuatro de arena.

CLASIFICACIÓN a.1 Mortero de Cal Aéreo Es aquello en que el aglutinante es la cal aérea. (Recordemos que la cal aérea es la que necesita la presencia de aire para fraguar y endurecer). Las cales aéreas cálcicas se obtienen por la calcinación de caliza con CaCo3 95 % y T = 900oC.

a.2 Mortero de Cal hidráulico El aglutinante es la cal hidráulica. (Cal hidráulica es aquella que puede fraguar y endurecer con o sin presencia de aire, incluso bajo el agua). La diferencia de cales hidráulica y aérea es que la hidráulica está formado por muchos silicatos. La caliza se obtiene a temperaturas de hasta 1200 ºC, y durante el incremento de temperatura se van produciendo reacciones de deshidratación y descarbonatación. El producto final de la cocción se denomina clinker.

Un parámetro que permite definir las propiedades de las cales hidráulicas es el índice de hidraulicidad, (I):  Así, el tiempo de fraguado y endurecimiento es función del índice de hidraulicidad, como se expresa en la tabla. INDICE DE HIDRAULICIDAD DE CALES HIDRAULICAS TIPO DE CAL

TIEMPO DE FRAGUADO

0.10-0.16

Cal débilmente hidráulica

2 semanas – 1 mes

016-0.31

Cal medianamente hidráulica

1 semana – 2 semanas

031-0.42

Cal hidráulica s.s.

4 días – 1 semana

042-0.50

Cal fuertemente hidráulica

Menos de 4 días

INDICE HIDRAULICIDAD

DE

b. Morteros de cemento.  Es un material de construcción obtenido al mezclar arena, agua y cemento (conglomerante).  El hormigón es un mortero de cemento especial al que se añade además de los componentes ya citados grava o piedras.  La falta de trabajabilidad de los morteros puede corregirse añadiendo aditivos plastificantes. También pueden mejorarse con la adición de otro tipo de conglomerant es, como la cal, o modificando la dosificación del mortero.

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 



Formas apropiadas de uso: Para bruñidos y revoques impermeables: una parte de cemento y una de arena. Para enlucidos, zócalos y corrido de cornisas se utiliza una parte de cemento por dos de arena. Para enlucidos de pavimento, enfoscados, bóvedas tabicadas y muros muy cargados utilizar una parte de cemento por tres de arena. Para bóvedas de escaleras o tabiques de rasilla, una parte de cemento por cuatro de arena. Para muros cargados, enfoscados o fábrica de ladrillos se puede utilizar un tipo de mortero más ordinario de una parte de cemento por cinco de arena. Para morteros más pobres, utilizaremos siempre una parte de cemento por 6, 8 o 10 partes de arena, según se trate de fábricas cargadas, muros sin carga y rellenos para solados respectivamente.

CUARTA PARTE

C)

MORTEROS DE YESO

Se denomina Mortero de Yeso a aquel elaborado a base de Yeso, Arena y Agua.  Es menos resistente que otros morteros pero endurece rápidamente.  yeso tiene una gran capacidad de absorción, por lo que puede almacenar una gran cantidad de agua.  Los morteros de yeso presentan grandes problemas en los exteriores, ya que el yeso es un compuesto relativamente soluble en agua 

El yeso natural se deshidrata a 107ºC y se transforma en hemihidrita. No obstante, las temperaturas de cocción en horno oscilan entre 110ºC y 160ºC. El producto así obtenido se denomina yeso de París, que es el material utilizado históricamente en construcción y revestimiento de paredes. Mezclada con agua, lahemihidrita reacciona rápidamente para dar yeso de nuevo, fraguando la escayola en 5-15 minutos y liberándose energía en forma de calor. Se necesitan 186 g de H2O (pura) para transformar completamente 1000 g de hemihidrita en yeso.



Ciclo del yeso: cocción, hidratación y fraguado de escayola. Nótese que la temperatura de cocción controla el tipo de escayola, ya que a <160º se forma hemihidrita (yeso de París) que fragua rápidamente y a >160ºC se forma anhidrita (yeso anhidro) que fragua lentamente, aunque el producto final es el mismo, yeso.

D.

MORTEROS MIXTOS O BASTARDOS.

Son morteros compuestos por dos clases de conglomerantes compatibles, es decir, cemento y cal. Morteros de cemento y cal:  Es una mezcla de cal y cemento en proporciones variables según sea su destinación, obteniéndose un mortero fácil de trabajar pero con una buena resistencia.

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Formas correctas de uso: Para muros cargados e impermeables una parte de cemento, una cal y 6 de agua. Para muros poco cargados, una de cemento, una de cal y 8 de agua. Para cimientos, una de cemento, una de cal y 10 de agua. Para revoques impermeables, cuatro partes de cemento, una de cal y 12 de agua.

QUINTA PARTE

MORTEROS ESPECIALES

A. MORTEROS COLOREADOS Es un mortero a base de cemento, cal, aditivos, pigmentos y áridos seleccionados para regularización y revestimiento de fachadas e interiores. Permite lograr todo tipo de acabados rústicos y de variadas texturas.  Los colores son: Blanco,Travertino, Maiz, Lacre y verde. 

B. 

MORTERO HIDRÓFUGO

Mortero especial que posee una alta impermeabilidad, es decir una muy baja absorción del agua. Los aditivos de la familia de los hidrofugantes colman los capilares y actúan en superficie del mortero ofreciendo así un material repelente al agua y menos humedecible.

mortero hidrófugo en doble capa paleteado (poro cerrado) impermeable

C. 

MORTERO EXPANSIVO

Es aquel mortero hecho con cemento rompedor o expansivo, son productos cementicios con agentes químicos que al mezclarse con agua y confinarlos inician un proceso de expansión. Este proceso truena y rompe concreto, rocas y piedras de manera segura, limpia y silenciosa.

D.

MORTEROS LIGEROS

Para la obtención de este mortero se emplean arenas de chamaqueo que proceden de pumitas riolitas o liparitas, mezclándolas con áridos expansivos por calor .  Tiene poca resistencia mecánica, pero si un gran aislamiento térmico. Se emplea en cubiertas planas para dar pendiente a los faldones. 

E. 

MORTEROS DE CEMENTO-COLA

Para la fabricación de estos morteros se utilizan arenas finas, las que pasen por un tamiz de 0,32 mm de luz de malla de la serie UNE-70S0. Son morteros muy finos y de una gran adherencia. Se utilizan para la ejecución de alicatados y solados. Necesitan poca agua para su amasado y endurecen rápidamente.

F.



MORTEROS CON ADITIVOS

Se denominan de esta forma a aquellos morteros a los que se ha añadido una serie de productos de origen orgánico o inorgánico que pueden proporcionarles características especiales, tales como aireantes; fluidificantes, activadores o retardadores del fraguado, anticongelantes, hidrófugantes, etc. , así como lograr que sean expansivos u obtengan una coloración determinada.

G.

MORTEROS IGNÍFUGOS

Son morteros que se emplean para revestir estructuras metálicas.  Actúan como protector del elemento sobre el que se aplica. Se sustituye la arena, parcial o totalmente, por materiales resistentes al fuego, como puede ser el asbesto o amianto previamente preparado. 

H. 

MORTEROS REFRACTARIOS

Compuestos por cemento de aluminato de calcio y arena refractaria. Se emplean estos morteros para construir hornos, hogares y chimeneas, y como material de agarre para la unión de piezas refractarias. Son resistentes a altas temperaturas y a la agresión de los gases que se producen en las combustiones.

I.

MORTEROS AISLADOS DE FINOS

Son morteros que se fabrican empleando sólo arenas que contengan la fracción gruesa, suprimiendo todos los tamaños de sus granos que pasan por el tamiz de 1,25 mm.  Se caracterizan estos morteros por presentar, una vez endurecidos, una masa con muchos huecos (porosa). 

J.



MORTEROS AUTONIVELANTES

Se compone de cemento y arena de granulometría fina. Tiene una mayor fluidez, lo que facilita un acabado más liso y nivelado. A pesar de su nombre, este tipo de morteros no se nivelan ellos solos, sino que es necesario alisarlos manualmente.

K.

MORTEROS CON AIREANTE

Se agrega al mortero un aireante líquido exento de cloruros, lo que hace que actúe como plastificante y reductor de agua, a la vez que aumenta la inclusión de aire dentro del hormigón.  Reduce el riesgo de segregación y absorción de agua a través de los canales capilares, por lo que el hormigón resulta más impermeable.  Produce un acabado uniforme y suave. 

SEXTA Y SÉPTIMA PARTE

PROPIEDAD DE LOS MORTEROS

I. EN EL MORTERO EN ESTADO FRESCO

CONSISTENCIA 

La consistencia de un mortero define la manejabilidad del mismo. En algunos manuales se denomina plasticidad pero esta es un grado de consistencia. La consistencia adecuada se consigue en obra mediante la adición de cierta cantidad de agua que varía en función de la granulometría del mortero, cantidad de finos, empleo de aditivos

TIEMPO DE UTILIZACION O DE TRABAJABILIDAD 

Es el tiempo durante el cual un mortero poseo la suficiente trabajabilidad para ser utilizado sin adición posterior de agua con el fin de contrarrestar los efectos de endurecimiento por el principio de fraguado.

DENSIDAD 

La densidad del mortero está directamente relacionada con la de sus materiales componentes, así como un contenido en aire. Los morteros ligeros son más trabajables a largo plazo.

ADHERENCIA 

Consiste en la capacidad del mortero para absorber tensiones normales o tangenciales a la superficie de la interface mortero-base. Se refiere, por tanto; a la resistencia, a la separación del mortero sobre su soporte.

CAPACIDAD DE RETENCION DEL AGUA De esta propiedad depende la trabajabilidad del mortero fresco. La retención de agua se haya finalmente relacionada con la superficie especifica de las partículas de árido fino, así como un conglomerante y, en general, con la viscosidad de la pasta.  La retención de agua influye en el grado de hidratación del conglomerante, de lo que determinara el ritmo de endurecimiento del mortero. 

SÉPTIMA PARTE

PROPIEDADES DEL MORTERO EN EL ESTADO ENDURECIDO

II. EN EL MORTERO EN ESTADO ENDURECIDO Las propiedades en estado endurecido son estipuladas por las prescripciones de proyecto y por el cumplimiento de las exigencias normativas y reglamentarias.

CARACTERÍSTICAS DEL MORTERO ENDURECIDO 

Las prescripción de los morteros a emplear en obra debe considerar las acciones mecánicas previstas en el proyecto, que no alcanzaran su estado limite de agotamiento. Además deben estimarse las acciones ambientales de tipo físico o químico que puedan deteriorar el material o reduzcan su tiempo útil.

RESISTENCIA MECÁNICA El mortero en la mayor parte de sus aplicaciones debe actuar como elemento de unión resistente compartiendo las solicitaciones del sistema constructivo del que forma parte.  Las resistencias a compresión y flexión del mortero se obtienen conforme a los resultados del ensayo de probetas prismáticas de 40x40x160 mm de 28 días de edad, medida en N/mm2 . 

ADHERENCIA La adherencia se basa en la resistencia a tracción de la unión entre un mortero y un soporte definido. Resulta especialmente importante en morteros para revocos y morteros cola.  Lógicamente, la adherencia depende de tres aspectos fundamentales:  El mortero.  El soporte y su preparación.  La forma de aplicación. 

RETRACCIÓN La retracción es una contracción que experimenta el mortero por disminución de volumen durante el proceso de fraguado y principio de endurecimiento. Dicha retracción es provocada por la pérdida de agua sobrante tras la hidratación del mortero, estas retracciones son mas elevadas cuanto mas cemento y elementos finos se encuentran.  se distinguen tres tipos y son los siguientes * Retracción plástica 

* Retracción hidráulica o de secado * Retracción térmica





Retracción plástica: Es

una contracción por desecación durante el proceso de fraguado, cuando el mortero no es capaz de transmitir ni soportar tensiones producidas por la rápida evaporación del agua.

Retracción hidráulica o de secado: Es la contracción del mortero por evaporación del agua, que se produce al haber finalizado el fraguado.



Retracción térmica: Es la contracción experimentada por el mortero, por variación en la temperatura de su masa durante el endurecimiento.

ABSORCIÓN DE AGUA Afecta a los morteros que quedan expuestos directamente a la lluvia.  Si el mortero es permeable al agua, transmitirá ésta hacia el interior originando la consiguiente aparición de humedades por filtración. 

DENSIDAD 

La densidad del mortero dependerá fundamentalmente de la que tengan sus componentes: arenas, adiciones, etc. Además, incide en la densidad la relación agua/cemento del mortero. A medida que aumenta dicha relación más poroso es el mortero.

PERMEABILIDAD AL VAPOR DE AGUA 

Si anteriormente reseñábamos la conveniencia de impermeabilidad en los morteros expuestos al agua, resulta deseable, sin embargo, su permeabilidad al vapor. El paso del vapor a través de la estructura capilar del material favorece su traspiración impidiendo la aparición de condensaciones en el interior, por causas higrotérmicas.

COMPORTAMIENTO TÉRMICO 

Esta característica viene dada por la conductividad térmica del material que indica la cantidad de calor que pasa en la unidad de tiempo por una superficie unidad del material.

OCTAVA PARTE

EJEMPLOS DE APLICACIÓN

1.- Se quiere realizar un revocado y enlucido a un muro de dimensiones H = 4m y L = 30m. ¿Cuánto de cemento, arena y agua se empleara? Considere ancho del revocado 20mm

REVOCADO

MEDICIONES DE ANCHO PARA REVOCADOS Y ENLUCIDOS

SOLUCIÓN

REVOQUE GRUESO

DOSIFICACION

COEFICIENTE DE APOTE

CAL (en pasta)

1

1

CEMENTO (portland)

¼

0.47

ARENA (gruesa)

3

0.63

V aparente = 1 + ¼ + 3 V aparente = 4.25 (m3, baldes, etc)  Siempre se estima un 9% de agua: → V agua = 9% (4.25) = 0.38 u  Luego: V aparente total = 4.25 + 0.38 = 4.6325 u 

Obteniendo el volumen real de la mezcla (recurrimos a los coeficientes de aportes) V real total = (1×1) + (¼ × 0.47) + (3 × 0.63 ) + 0.38 = 3.3875 u 

Determinando la cantidad de cal en 1 m3 Cant. de cal = [m3] 

.



[m3] × = . = 177.12 Kg Nota: Para 1 m3 de cal en pasta se usa unos 600 Kg Determinando la cantidad de cemento en 1 m3 . Cant. de cemento = [m3] 

.



[m3] × = . = 103.32 Kg Nota: Para 1 m3 de cemento se usa unos 1400 Kg Determinando la cantidad de arena en 1 m3 Cant. de arena = [m3] . = 0.8856 m3  Determinando la cantidad de agua en 1 m3 Cant. de agua = 0.38 m3 

Por otro lado el volumen total del revoque grueso es: Vrevocado grueso = H × L × b = 4m × 30m × 0.02m = 2.4 m3  Finalmente determino las cantidades de los materiales a utilizar. 

Cant. total de cal = 177.12 Kg × 2. 4 = 425.088 Kg Cant. total de cemento = 103.32 Kg × 2. 4 = 247.9 Kg Cant. total de arena = 0.8856 m3 × 2. 4 = 2.125 m3 Cant. de agua = 0.38 m3 × 2. 4 = 0.912 m3

2.- Determinar el volumen neto de mortero necesario para la construcción de una losa con las siguientes características:  Ladrillo de techo = 30x30x15(bxLxh)  Vigueta 10cm  Espesor de losa 20cm  Area total de la losa = 16 m2 solución: Vol. De la losa = 3.2 m3 Vol. De ladrillo = 0.0135 m3 Por formula en 1 m2 → [1/L(v+b)] und de ladrillo → 8.333… und En 16 m2 → 133.333… und de ladrillo Vol. Neto de Mort = Vol. De la losa – Vol. De los ladrillos Vol. Neto de Mort = 3.2 m3 – 133.3333333(0.0135) Vol. Neto de Mort = 1.4 m3

COLUMNAS, VIGAS, LOSA, DOSIFICACION

COEFICIENTE DE APORTE

Cemento (portland) Arena (gruesa)

1

0.47

3

0.63

Piedra ( partida, pedrugullo)

3

0.51

CONCLUSIONES 

No podemos afirmar que un mortero es mejor que el otro, si no que cada tipo tiene un diferente aplicación , esto se debe a que tienen diferentes propiedades.

RECOMENDACIONES Es importante tener un conocimiento previo sobre el tipo de mortero que se empleara antes de su utilización.  Hacer un riguroso estudio los morteros que se utilizaron en la antigüedad 