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“Evaluación de morteros de revestimiento con adición de LC 2 en fachadas de edificaciones del malecón habanero” Autor Egly Fernández Hernández Tutor Dr. Arq. Dania Betancourt Cura , junio, 2019 DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
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“Evaluación de morteros de revestimiento con adición de LC2 en fachadas de
edificaciones del malecón habanero”
Autor
Egly Fernández Hernández
Tutor
Dr. Arq. Dania Betancourt Cura
, junio, 2019
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
"Evaluation of coating mortars with the addition of LC2 in facades of buildings on
the Havana boardwalk"
Author
Egly Fernández Hernández
Thesis Director
Dr. Arq. Dania Betancourt Cura
, june, 2019
Civil Engineering Departament
Este documento es Propiedad Patrimonial de la Universidad Central “Marta Abreu” de
Las Villas, y se encuentra depositado en los fondos de la Biblioteca Universitaria “Chiqui
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III
Exergo
“La ciencia de hoy es la tecnología del mañana”
Edward Teller
IV
Dedicatoria
Lograr esta meta no hubiese sido posible sin el apoyo de mi familia, por eso este
éxito está dedicado a ellos
V
Agradecimientos
A mis padres por haberme apoyado para cumplir este sueño
A mis hermanos que han sido mi alegría en los momentos difíciles
Al resto de mi familia por la ayuda brindada a lo largo de estos años
A esos buenos amigos que siempre han estado para mí en todo momento
A mi tutora Dania y al profesor Martirena por ayudarme en esta investigación
A Julio, Yaíma y Abdel por la excelente labor en la realización de los ensayos
Al resto de profesores y técnicos que hicieron posible mi formación como ingeniera
VI
Resumen
En la investigación realizada se evaluó el comportamiento de los morteros de albañilería
fabricados con LC2.
Para analizar y valorar el comportamiento que puede tener la adición LC2 en los morteros de
albañilería, se confeccionó un diseño experimental en el que se consideraron las definiciones
de variables dependientes, respondiendo a las propiedades de los morteros en sus diferentes
estados y variables independientes, analizando factores como volumen de cemento y adición
a utilizar.
Se caracterizaron las materias primas y se elaboraron 36 probetas prismáticas de 40 x 40 x
160 mm para la realización de los ensayos de resistencia a flexocompresión y absorción
capilar.
Se realizaron ensayos de consistencia, retención de agua, densidad y adherencia a las
mezclas en estado fresco.
Los resultados obtenidos validaron satisfactoriamente el empleo de la adición LC2 en
morteros de albañilería según las especificaciones exigidas por la normativa cubana.
Palabras claves: adición puzolánica, arcilla calcinada, caliza, mortero de albañilería.
VII
Abstract
In the research carried out, the behavior of masonry mortars made with LC2 was evaluated.
To this end, a series of physical-mechanical and durability tests were carried out in
accordance with the specifications established in the Cuban standard NC 175: 2002. The
pozzolanic addition consists of 60% calcined clay, 40% limestone and 10% gypsum.
To analyze and evaluate the behavior that the addition of LC 2 can have in masonry mortars,
an experimental design was made in which the definitions of dependent variables were
considered, responding to the properties of the mortars in their different states and
independent variables, analyzing factors such as cement volume and addition to be used.
The raw materials were characterized and 36 prismatic samples of 40 x 40 x 160 mm were
prepared for the performance of the flexocompression and capillary absorption.
Tests of consistency, water retention, density and adherence to mixtures in dry, fresh and
hardened state were made.
The results obtained satisfactorily validated the use of the LC2 addition in masonry mortars
according to the specifications required by Cuban regulations.
Keywords: pozzolanic addition, calcined clay, limestone, masonry mortar.
VIII
Índice
Exergo ...................................................................................................................... III
Dedicatoria ................................................................................................................ IV
Agradecimientos ........................................................................................................ V
Resumen .................................................................................................................. VI
Abstract .................................................................................................................... VII
Índice ...................................................................................................................... VIII
Introducción ............................................................................................................... 1
Capítulo 1: Marco teórico y metodológico .................................................................. 5
1.1 Producción actual de cemento Portland ........................................................... 5
1.2 Medidas para mitigar el impacto ambiental de la producción de cemento ....... 5
1.2.1 Aumento de la eficiencia de los procesos .................................................. 5
1.2.2 Uso de combustibles alternativos .............................................................. 6
1.2.3 Captura y secuestro de carbono ................................................................ 6
1.2.4 Disminución del clínker .............................................................................. 7
1.3 Puzolanas......................................................................................................... 7
1.3.1 Definición ................................................................................................... 7
1.3.2 Clasificación ............................................................................................... 8
1.3.3 Actividad puzolánica .................................................................................. 8
1.3.4 Puzolanas más utilizadas en Cuba y el mundo ......................................... 8
1.3.5 Cementos puzolánicos............................................................................. 10
1.4 Arcillas calcinadas como material cementicio suplementario ......................... 11
1.4.1 Generalidades acerca de las arcillas y minerales arcillosos .................... 11
1.4.2 Activación de las arcillas .......................................................................... 11
1.4.3 Arcillas caoliníticas. Metacaolín ............................................................... 12
1.4.4 Arcillas multicomponentes ....................................................................... 13
1.5 Cemento de bajo contenido de carbono (LC3) ............................................... 13
1.5.1 Propiedades del cemento LC3 ................................................................. 13
1.5.3 Aplicaciones e importancia ...................................................................... 14
1.5.4 Antecedentes del empleo de cemento LC3 en morteros de albañilería ... 14
1.6 Morteros ......................................................................................................... 15
IX
1.6.1 Clasificación ............................................................................................. 16
1.6.3 Dosificaciones .......................................................................................... 19
1.6.4 Propiedades ............................................................................................. 21
1.6.5 Ensayos para la evaluación de morteros de albañilería .......................... 24
1.6.6 Patologías ................................................................................................ 27
1.7 Normas de especificaciones de calidad y ensayos a morteros ............... ¡Error!
Marcador no definido.
Normas europeas ................................................ ¡Error! Marcador no definido.
Normas cubanas ............................................................................................... 55
1.7 Conclusiones parciales del capítulo ............................................................... 28
Capítulo II Empleo de la adición LC2 en morteros de albañilería ............................. 29
2.1 Generalidades ................................................................................................ 29
2.2 Diseño Experimental ...................................................................................... 29
2.3 Selección y caracterización de las materias primas ....................................... 30
2.3.1 Árido ........................................................................................................ 31
2.3.2 Cemento P-35 .......................................................................................... 32
2.3.3 Agua ........................................................................................................ 33
2.3.4 Adición de LC2 ......................................................................................... 33
2.4 Selección de las dosificaciones ...................................................................... 35
2.5 Elaboración de las mezclas de mortero ......................................................... 35
2.6 Ensayos de laboratorio ................................................................................... 36
2.6.1 Ensayo de consistencia. NC 170:2002 “Mortero fresco. Determinación de
la consistencia en mesa de sacudida” .............................................................. 36
2.6.2 Ensayo de densidad. Mezcla seca y mezcla húmeda ............................. 36
2.5.3 Ensayo de capacidad de retención de agua NC 169:2002 “Mortero fresco.
Capacidad de retención de agua”. .................................................................... 37
2.6.4 Ensayo de adherencia NC 172:2002 “Mortero endurecido. Determinación
de la resistencia a la adherencia por tracción”.................................................. 38
2.7 Ensayos físico-mecánicos a probetas de morteros. Procedimientos ............. 39
2.7.1 Proceso de fabricación de las probetas. NC 173:2002 ............................ 39
2.7.2 Resistencia a flexión y compresión. NC 173:2002 “Mortero endurecido.
Determinación de la resistencia a flexión y compresión”. ................................. 39
2.7.3 Absorción de agua por capilaridad. (NC171:2002) .................................. 41
2.6 Conclusiones del capítulo............................................................................... 41
X
Capítulo III: Análisis de los resultados de los ensayos a morteros de albañilería .... 43
3.1 Análisis de resultados de ensayo de consistencia ......................................... 43
3.2 Análisis de resultados de densidad aparente ................................................. 43
3.3 Análisis de resultados de la retención de agua .............................................. 44
3.4 Análisis de resultados de la resistencia mecánica de los morteros ................ 44
3.5 Análisis de los resultados de la absorción de agua por capilaridad ............... 47
3.6 Análisis de los resultados de la resistencia a la adherencia por tracción ....... 47
3.7 Conclusiones parciales del capítulo. .............................................................. 49
Conclusiones generales ........................................................................................... 50
Recomendaciones ................................................................................................... 51
Referencias bibliográficas ........................................................................................ 52
Anexos ..................................................................................................................... 56
1
Introducción
El cemento Portland es el material de construcción más utilizado en todo el mundo debido a
su resistencia físico-mecánica, durabilidad, versatilidad y precio de producción respecto a
otros materiales. A pesar de todas las ventajas que implica su uso, el continuo crecimiento
en su fabricación ha devenido en un impacto negativo en el medio ambiente, por lo cual se
ha hecho necesaria la búsqueda de nuevas alternativas que permitan una producción más
ecológica del mismo, sin afectar su comportamiento ante los esfuerzos y ambientes a los que
será sometido.
La reducción de la cantidad de clínker por el uso de materiales cementicios suplementarios
es una de las alternativas más económicas y, por ende, más adaptables a la producción de
cemento en Cuba. (VARELA, 2017)
Entre la amplia variedad de materiales que pueden ser empleados como adiciones
puzolánicas, existe creciente interés en el empleo de las arcillas activadas térmicamente, por
su amplia disponibilidad al estar ampliamente diseminadas por toda la corteza terrestre,
relativa facilidad de tratamiento al ser activadas mediante procesos térmicos que requieren
mucho menos energía que la demandada por la elaboración del clínker y demostradas
propiedades puzolánicas una vez calcinadas bajo condiciones específicas. (ALUJAS, 2010a)
El LC2 es una adición conformada por arcilla calcinada+caliza+yeso, este último en pequeñas
cantidades de forma que compense el incremento de aluminatos que se encuentran en el
sistema a consecuencia del empleo de la arcilla y promete ser un producto independiente de
bajo costo, bajo nivel de inversión, ecológico y sustentable. Se pretende utilizar esta adición
tanto en hormigones como en morteros de revestimiento y colocación de ladrillos y bloques.
(VARELA, 2017)
Actualmente adquiere vital importancia mantener y rescatar las estructuras arquitectónicas y
urbanas del pasado, bajo requerimientos presentes y principios de sostenibilidad social,
económica, tecnológica, y de protección a la naturaleza. (ÁLVAREZ, 2013)
El empleo del LC2 en la restauración de edificaciones expuestas a ambientes agresivos con
presencia de cloruros, sulfatos y carbonatos es una de las premisas a alcanzar con este
nuevo material alternativo.
Situación problémica:
2
Las edificaciones patrimoniales presentes en las zonas costeras de todo el país sufren alto
porcentaje de deterioro debido a la cristalización de sales, principalmente en los morteros de
unión y revestimiento. Las soluciones de morteros actuales no son compatibles con los
materiales originales del muro y no garantizan la durabilidad de la restauración.
Interrogante científica: ¿En qué porciento se debe sustituir el cemento Portland Ordinario
(CPO) por la adición de arcilla calcinada-caliza-yeso (LC2) para obtener morteros de
albañilería que cumplan las especificaciones establecidas en la NC 175:2002?
Hipótesis de la investigación:
Si el mortero fabricado con adición de LC2 cumple con las especificaciones de las norma
podrá ser utilizado como revestimiento de edificaciones patrimoniales del malecón habanero.
Objetivo general:
Caracterizar a nivel macro los morteros con adición de LC2 utilizados en los revestimientos
de edificaciones ubicadas en el malecón habanero según la NC 175:2002.
Objetivos específicos:
1. Estudiar antecedentes teóricos sobre las principales patologías que afectan a los morteros
de albañilería y sobre el uso del LC2 en sustitución de una parte de cemento Portland.
2. Caracterizar morteros fabricados con adición de LC2 en estado fresco y en estado
endurecido según las normativas cubanas.
3. Evaluar el comportamiento físicomecánico de las distintas dosificaciones utilizadas, de
acuerdo a las especificaciones de la norma.
Tareas científicas:
1. Búsqueda bibliográfica que permita conocer el estado del arte de la temática a través de
la revisión de literatura actualizada sobre el tema.
2. Selección y obtención de las materias primas a emplear en la producción de morteros de
albañilería.
3. Caracterización de las materias primas que se empelarán para la elaboración de los
morteros
4. Fabricación de morteros con aglomerantes ya diseñados, atendiendo a los requerimientos
de la NC 175:2002 Morteros de Albañilería. Especificaciones.
3
5. Preparación de muestras de morteros de albañilería con cementos P-35 y LC2
6. Realización de los ensayos de resistencia a la flexocompresión, adherencia y absorción
capilar a los especímenes fabricados
7. Análisis del comportamiento de los cementos P-35 y LC2 en morteros de albañilería a partir
de los resultados obtenidos mediante la realización de los ensayos realizados.
Novedad científica:
Se plantea una nueva alternativa para la fabricación de morteros de albañilería que permitan
la sustitución de una parte de cemento portland, cumpliendo las exigencias de la NC
175:2002.
Aporte Práctico:
Radica en la obtención de una mezcla de mortero de revestimiento utilizando adiciones de
LC2 en sustitución de un porciento de cemento.
Estructura de los capítulos
Capítulo 1: Marco teórico y metodológico. Se realiza una revisión y análisis de la bibliografía
existente en cuanto a morteros de albañilería, tipos de morteros que existen y las posibles
dosificaciones a emplear para su fabricación. Se resumen los principales problemas de
durabilidad que presentan los morteros, así como las causas de estos. Se presentan además
los conceptos y definiciones fundamentales referidos a las adiciones y al uso de materiales
cementicios suplementarios, así como las potencialidades de los mismos en la fabricación de
morteros de albañilería.
Capítulo 2: Materiales y métodos. Se describe el proceso de caracterización de las materias
primas y el empleo de la adición (LC2) para su utilización en morteros de albañilería. Se
expone el diseño de experimentos. Concluida esta etapa se explican los principales ensayos
que permiten evaluar el comportamiento físico-mecánico de los morteros elaborados con la
nueva adición.
Capítulo 3: Análisis de resultados de los ensayos a morteros de albañilería. Se exponen los
resultados obtenidos en los ensayos físico-mecánicos, de adherencia y de absorción capilar.
Se evalúa si con el empleo de la adición de arcilla calcinada-caliza-yeso (LC2) sustituida a un
porciento del cemento, los morteros de albañilería cumplen las especificaciones de calidad
establecidas en la norma NC 175:2002 Morteros de albañilería. Especificaciones. Se
4
comparan los resultados con los de los morteros de P-35. Luego se presentan las
conclusiones, las recomendaciones, la bibliografía y los anexos del informe.
5
Capítulo 1: Marco teórico y metodológico
1.1 Producción actual de cemento Portland
El descubrimiento del cemento Portland (CPO) como material cementante, patentado en el
año 1824 por Joseph Aspdin, ha sido sin lugar a dudas uno de los acontecimientos más
importantes en la historia de los materiales de construcción. Su uso prácticamente en todos
los trabajos de la construcción, su costo relativamente bajo, la posibilidad de lograr una
producción industrial masiva y los buenos resultados obtenidos en sus aplicaciones han sido
la causa de que hoy en día este aglomerante haya desplazado a todos los que le
antecedieron, los cuales han quedado relegados a aplicaciones menores en trabajos de
albañilería (MARTIRENA, 2009).
Aproximadamente el 8% de la emisión global de CO2 es generada durante la producción del
cemento. El principal productor de cemento en el mundo es China (más del 50%), seguido
por India y EEUU. Si se mantienen las mismas emisiones de CO2 correspondiente a la
industria del cemento aumentará de 2297 millones de toneladas registradas en 2005 a 3486
millones de toneladas estimadas para el 2020 (GNCS, 2012).
Se espera que el CPO permanezca como uno de los materiales de construcción más
empleados. Por tanto, es necesario importantes cambios en la industria cementera para
lograr un desarrollo sustentable. Ante esta problemática, la tendencia del CPO será hacia la
disminución del contenido de clínker por el empleo de Materiales Cementicios
Suplementarios (MCS) y al aumento del uso de combustibles alternativos para su fabricación
(ATCIN, 2000).
1.2 Medidas para mitigar el impacto ambiental de la producción de cemento
1.2.1 Aumento de la eficiencia de los procesos
El consumo energético de la producción de cemento está marcado por dos procesos
fundamentales: la combustión de las materias primas en la obtención del clínker y el molido
de este. Los procesos húmedos son menos eficientes que los semi-húmedos, semi-secos y
secos, estimándose una reducción de aproximadamente 3GJ/t en la transición de un proceso
6
húmedo a uno seco, con tecnologías de hornos con pre-calentadores y pre-calcinadores.
(TAYLOR, 2006), (HENDRIKS, 1998)), (WORRELL, 2008)
El crecimiento de la producción de cemento de las últimas décadas ha estado sustentado en
el uso de las tecnologías más modernas, aunque aún existen otras plantas en el mundo que
operan a niveles inferiores de eficiencia, debido fundamentalmente a su envejecimiento. Los
datos brindados por (PEKMEZCI, 2004) demuestran que desde 1990 hasta el 2006 no ha
habido mejoras significativas en la eficiencia térmica para la manufactura de cemento. Solo
la transición del proceso húmedo a cualquier otro proceso ofrece un cambio sustancial con
respecto a las emisiones.
De manera general, la implementación de esta práctica ha estado concentrada
fundamentalmente en países desarrollados, pues está condicionada a la disponibilidad de
desechos en las diferentes regiones, la estructura organizativa para su colección y además
está sujeta a estrictas regulaciones de sanidad y manejo. (CEMBUREAU, 2009)
1.2.2 Uso de combustibles alternativos
Las principales fuentes de energía utilizadas en la industria del cemento son el carbón, el fuel
oil, el gas natural, la petroleumcoke –también conocida como petcoke–, y otros combustibles
“alternativos” (Manufacturing Industries, 2000). La cantidad de CO2 liberado durante la
calcinación depende del tipo de combustible usado, y por supuesto, de la tecnología
disponible. Dado que el carbón es el combustible más contaminante de todos los
mencionados (HENDRIKS, 1998), la reducción del contenido de este es la alternativa para
minimizar también las emisiones de CO2. El uso de los combustibles alternativos ha devenido
la mejor opción en la reducción de emisiones. Subproductos de desecho de otras industrias
utilizados como combustible han reducido entre 0.1 y 0.5 toneladas de emisiones por cada
tonelada de cemento producido. (DAMTOFT, ET AL 2008), (HENDRIKS, 1998), (MATHIEU,
2013).
La aplicación de esta medida de reducción de emisiones está concentrada en países con alto
desarrollo económico, comprometidos a través del Anexo I del Protocolo de Kioto (CSI, 2010),
debido a la poca disponibilidad de desechos, la necesidad de una estructura organizativa
para su colección y la gran cantidad de regulaciones dispuestas en cuanto a sanidad y
manejo (CEMBUREAU, 2009).
1.2.3 Captura y secuestro de carbono
También conocida como (CSC), es un set de tecnologías que consiste en la separación de
los gases liberados durante el proceso de manufactura, su presurización, transporte por
7
tuberías e inyección en rocas porosas a gran profundidad de la corteza terrestre, para su
posterior transformación a largo plazo en carbonatos de calcio, obteniendo como subproducto
agua potable. (BARNETT, 2010), (EPA, 2013). Con la implementación de esta tecnología las
emisiones por la industria cementera se reducirían en un 56% para el 2050 (IEA-WDBSC).
Es evidente que esta solución, costeada entre US$ 474 y US$ 593 billones, traería costos
adicionales en la producción perjudicando económicamente los países en desarrollo
(DAMINELI, 2011).
1.2.4 Disminución del clínker
La reducción del factor de clínker en el cemento a través del empleo de otros productos
reactivos constituye una de las líneas de trabajo establecidas por la industria del cemento en
su camino hacia la sostenibilidad ambiental. Se calcula que del total de emisiones de CO2,
aproximadamente el 40 % proviene de la quema de combustibles y el consumo de energía
eléctrica, mientras que el 60 % restante es causado por la descarbonatación de las materias
primas durante el proceso de fabricación del clínker. (CSI, 2010)
Normalmente se utilizan materiales cementicios suplementarios que sustituyan una parte del
volumen de clínker necesario y reaccionen con el hidróxido de calcio. Estas adiciones pueden
comprometer la resistencia a edades tempranas del cemento, la cinética de reacción y
pueden suponer un aumento en el contenido de agua (TURANLI, 2004), (PEKMEZCI, 2004),
(LAWRENCE, 2005). Por ello su utilización está restringida por la normativa europea (CEN
EN 197-1, 2011) hasta un 35%, en dependencia del material cementicio suplementario (MCS)
utilizado.
La alternativa del uso de MCS en la fabricación de cemento es la alternativa más
ambientalista de las establecidas actualmente. Su implementación, además de reducir
considerablemente las emisiones de CO2, permite aumentar los volúmenes de producción a
bajos costos de inversión, por lo que resulta económicamente viable para países
subdesarrollados.
1.3 Puzolanas
1.3.1 Definición
La ASTM-C 608-92a define las puzolanas como materiales silíceos o aluminosos, los cuales
por sí mismos poseen poco o ningún valor cementante, pero en forma finamente dividida y
en presencia de humedad, reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio a
8
temperaturas ordinarias para formar compuestos que poseen propiedades cementicias. De
modo más amplio puede agregarse, que los productos formados son silicatos y alumosilicatos
hidratados, similares a los resultantes del fraguado del cemento Portland.
1.3.2 Clasificación
Las puzolanas pueden clasificarse, en dependencia de su origen, en naturales o artificiales.
Las puzolanas naturales son las rocas existentes en la naturaleza que no precisan para su
empleo nada más que la molienda, siendo característico de ellas que en su composición
química predomine la sílice, el aluminio y el hierro. Las mismas no están distribuidas
uniformemente en el planeta, pero hay varias zonas donde estos materiales son abundantes,
en especial en el llamado "cinturón de fuego" (MARTIRENA, 2003). Por otro lado, las
puzolanas artificiales son subproductos de procesos altos consumidores de energía, ya sea
por las altas temperaturas requeridas en la calcinación o combustión de materias primas, así
como por el alto costo tecnológico asociado al mismo. Sus producciones principales se
centran en países desarrollados, donde materiales como la ceniza volante (flyash), el humo
de sílice (silica fume), las escorias de fundición (blastfurnaceslag) y arcillas calcinadas
(metakaolín) se muestran como las de mayor aceptación para la producción de cementos
mezclados.
1.3.3 Actividad puzolánica
La reacción puzolánica se caracteriza por el consumo de hidróxido de calcio (CH) por parte
de la sílice o alúmina reactiva presente en las puzolanas, para formar los hidrosilicatos de
calcio (C-S-H). El contenido del gel de estos productos de reacción es generalmente
incrementado, propiciando una menor porosidad capilar y por ende superior resistencia y
durabilidad. (TAYLOR, 2006), (FELDMAN, 1984), (AGARWAL, 2006)
1.3.4 Puzolanas más utilizadas en Cuba y el mundo
Arcillas calcinadas: Las arcillas quemadas o calcinadas fueron las primeras puzolanas que
se utilizaron, en forma de polvo proveniente de la molienda de ladrillos, alfarería y tejas, que
se mezclaron con cal para producir cementos para morteros. En términos generales, la mejor
arcilla para las puzolanas es la plástica, que se emplea en la alfarería y en la fabricación de
tejas. La temperatura óptima de calcinación es entre 700°C a 800°C con variaciones,
dependiendo del tipo de arcilla (2006)
9
Cenizas volcánicas: Los depósitos de cenizas volcánicas se encuentran donde hay o
recientemente hubo actividad volcánica, por ejemplo en el Mediterráneo, en el África central
y oriental, y en la región del Pacifico. La forma natural de estos depósitos varía bastante al
igual que su reactividad puzolánica. Normalmente no requieren calcinarse de nuevo y, si se
tiene la suerte de encontrarla ya en forma de polvo, no habrá necesidad de molerla. Otros
materiales volcánicos como la piedra pómez pulverizada pueden ser también puzolánicos
(2006).
Cenizas pulverizadas de carbón de piedra (PFA): Las cenizas pulverizadas del carbón de
piedra, que es usado como combustible de plantas de producción de energía eléctrica, son
el material puzolánico más usado en el mundo. Las PFA ya están en la forma de polvo fino y
no necesitan proceso adicional. Su disponibilidad en forma suelta y su bajo costo, la hacen
ideal para combinarla con OPC en fábricas de cemento o en grandes proyectos de Ingeniería
Civil. Su reactividad no es tan alta como otras puzolanas y por esta razón no es tan usada
para combinarla con la cal. (2006)
Cenizas de residuos agrícolas: Muchas cenizas de plantas tienen un alto contenido de sílice
por lo que son aptas como puzolanas. La cáscara del arroz ha demostrado tener la
potencialidad máxima debido a que está disponible en grandes cantidades en varias partes
del mundo, cuando es quemada produce bastante ceniza (una tonelada por cinco de cáscara)
y contiene un 90% de sílice por lo que es una excelente puzolana. La desventaja de la cáscara
de arroz consiste en que, para hacerla altamente puzolánica, es necesario tener bien
controlada su quema (2006)
Sílica fume: es un aditivo mineral amorfo, de gran finura que se obtiene como resultado de la
reducción de cuarzo de alta pureza, con carbón de hulla y astillas de madera, en hornos de
arco eléctrico durante la producción de silicio metal o ferro silicio. Debido a su extrema finura
y a su alto contenido de sílica, se convierte en un material puzolánico muy efectivo. Entre los
beneficios que aporta se encuentran: reducción de la segregación y exudación, reducción del
calor de hidratación, aumento de la cohesión y densidad, disminución de la penetración del
agua y reducción considerable de la permeabilidad a sulfatos y cloruros (2006)
Ceniza de bagazo de caña: Actualmente en los ingenios azucareros existe una gran cantidad
de bagazo que es utilizado como combustible para la producción de vapor de alta presión en
las calderas en la obtención de energía eléctrica, de esto resulta otro residuo: las cenizas. El
contenido de sílice aproximado de CBC es del 89%, y ha sido reportado como un material
10
que posee características puzolánicas apto para su utilización en mezclas con cemento
(ESPINOZA, 2014)
Otras Puzolanas: Otras fuentes de puzolana son la pizarra, diatomita, bauxita y escoria de
hornos. La pizarra requiere un tratamiento similar al de la arcilla; la bauxita igualmente, pero
a menor temperatura, la diatomita es altamente reactiva; pero su aplicación es restringida
debido a la gran cantidad de agua que requiere para producir una mezcla plástica debido a
que es porosa, la escoria, residuo de las fábricas de acero, tiene una reacción limitada, pero
es efectiva si es mezclada con OPC (2006)
Las puzolanas más abundantes en Cuba son las tobas zeolíticas. Son comunes las cenizas
de la cascara de arroz y de la caña. Actualmente se les presta principal atención a las arcillas
calcinadas debido a su disponibilidad y eficiencia como material cementicio suplementario.
1.3.5 Cementos puzolánicos
Los cementos puzolánicos son aquellos a los cuales se les añade una parte de puzolana
durante el proceso de producción. En la hidratación del cemento se produce silicatos de calcio
hidratados y la portlandita que, a pesar de no aportar beneficios a la acción mecánica de la
matriz, mantiene un ambiente alcalino que evita la corrosión del acero en caso de producirse
carbonatación del concreto. Al adicionar puzolanas la portlandita reacciona con esta,
produciendo compuestos de CSH responsables de la resistencia mecánica. (VILLAREAL,
2004)
1.3.5.1 Propiedades de los cementos puzolánicos
Los hormigones producidos con cementos puzolánicos poseen mayor lentitud en alcanzar la
resistencia máxima y requieren un medio húmedo para lograr una buena hidratación. Sin
embargo, la resistencia que se logra con estos iguala, e incluso supera en ocasiones, la de
los que no tienen sustitución.
En los cementos con adiciones ocurre una disminución de la proporción de aluminato
tricálcico C3A, principal responsable de la suceptibilidad del cemento a los sulfatos y mineral
que más aporta calor de hidratación a este, por lo que se vuelve favorable su uso en
ambientes agresivos y como vía de control de la temperatura.
El hecho de que las puzolanas reaccionen con la cal derivada de las reacciones de
hidratación del cemento (C3S y C2S) hace que los hormigones sean más resistentes a la
11
corrosión provocada por las aguas blandas, que se produce principalmente por la lixiviación
de la portlandita por aguas con CO2 agresivo.
1.4 Arcillas calcinadas como material cementicio suplementario
1.4.1 Generalidades acerca de las arcillas y minerales arcillosos
Las puzolanas naturales en forma de arcillas calcinadas mezcladas con cal han sido
utilizadas como material cementante desde hace miles de años. Su empleo se remonta hasta
las civilizaciones romana y griega, cuyo testimonio material es prueba de sus reconocidas
propiedades de resistencia y durabilidad. (MIELENZ, 1983)
Las arcillas son el producto de la disgregación parcial o total de las rocas ígneas por acción
del agua, los agentes atmosféricos, la temperatura y la presión, durante muy largos períodos
de tiempo. Son mezclas de diversas especies minerales, según la composición de la roca
matriz y el proceso de meteorización sufrido (KINGERY, W.D. et al., 1976), (MARI E.A.,
1998).
Las arcillas son un grupo de minerales cuyos elementos predominantes son el Si, Al y O, y
cuyas propiedades físico-químicas derivan de su composición química, su particular
estructura interna en forma de capas (filosilicatos) y su tamaño de grano muy fino (ALUJAS,
2010b).
Los minerales alúmino-silíceos, fuente primaria de los minerales arcillosos, constituyen el
75% de la corteza terrestre y se encuentran ampliamente diseminados por ella (TSIVILIS,
1999). Debido a su alta dispersión y abundancia en todo el planeta, el uso de las arcillas
como material puzolánico puede convertirse en una solución económica y ambientalista al
problema de la emisión de CO2
1.4.2 Activación de las arcillas
Las arcillas en su estado natural poseen una estructura cristalina muy estable, de baja
solubilidad química, lo cual reduce en gran medida la liberación de la sílice y alúmina
presente, exhibiendo por tanto baja puzolanicidad. Presentan una alta capacidad para la
inmovilización de agua entre las capas que componen su estructura, así como para la
adsorción de iones, que influye en la composición química de las soluciones acuosas.
(DANNER, 2013), (ALUJAS, 2010b)
La activación se puede producir mediante procesos mecánicos, químicos y térmicos que
alteran o destruyen la estructura cristalina de las arcillas (SHI, 2001), (CANTU, 2001). La
12
activación térmica a través de la deshidroxilación de los minerales componentes es la técnica
más común y efectiva (VIZCAYNO, 2010), razón por la cual se dedica el análisis solamente
a este método.
La activación de las arcillas como material puzolánico se produce a partir de la remoción de
los OHˉ estructurales, la ruptura de los enlaces químicos y la desestabilización resultante de
la estructura cristalina. La pérdida de los OHˉ desestabiliza eléctricamente la estructura. Es
por eso que en las arcillas calcinadas las fases de alúmina juegan un papel muy importante
en la reactividad puzolánica, pues son estas zonas de la estructura las primeras en
desestabilizarse durante el proceso de deshidroxilación. La desestabilización de cargas
eléctricas y la ruptura de los enlaces químicos por el calentamiento provocan el colapso
parcial de la estructura. (ALUJAS, 2010b).
Los rangos de temperatura en que termina la deshidroxilación y comienza la recristalización
están determinados por la naturaleza de la fase arcillosa. Este proceso es generalmente
monitoreado por análisis térmico diferencial (ATD). Estudios realizados demuestran que la
caolinita resulta ser la más activa una vez sometida a tratamiento térmico.
1.4.3 Arcillas caoliníticas. Metacaolín
La caolinita es el material arcilloso que requiere de la menor temperatura para la
deshidroxilación de su estructura, 600 ºC (FERNÁNDEZ et al., 2011), lo cual trae asociado
un menor costo energético. Además, tiene la ventana térmica más amplia entre el comienzo
del estado metaestable y la recristalización, lo que constituye una ventaja tecnológica. Es por
ello que el estudio y empleo de arcillas calcinadas como MCS ha estado centrado en los
últimos años en arcillas ricas en caolinita.
El Metacaolín (MK) se define como una puzolana artificial. Es un derivado de la calcinación
de arcillas caoliníticas y está constituida básicamente por compuestos a base de sílica (SiO2)
y alúmina (Al2O3) en fase amorfa, proporcionando alta reactividad con el hidróxido de calcio
o portlandita - Ca(OH)2-, resultante de la hidratación del cemento (SCANDIUZZI, 1986)
El uso de MK como puzolana ha aportado mejoras a los hormigones como el aumento de la
resistencia a edades tempranas debido al efecto filler y la acelerada hidratación del cemento,
lo cual refina la estructura de poros (AGARWAL, 2006), (LAWRENCE, 2005) y la reducción
de los efectos de las reacciones álcali-sílice, debido a la reacción que produce con el
hidróxido de calcio, formando fases cementicias de hidrosilicatos de calcio.
13
El uso del MK tiene también sus desventajas en cuanto a la baja disponibilidad de arcillas
puras en caolín, así como los altos costos de la calcinación. Una buena forma de reducir
estos inconvenientes, es la utilización de arcillas menos puras.
1.4.4 Arcillas multicomponentes
Estudios realizados por el CIDEM (Centro de Desarrollo de Estructuras y Materiales) en
nuestro país, demostraron la reactividad puzolánica de los productos de calcinación de una
arcilla cubana con bajo contenido de Caolinita y su potencial empleo como substituto parcial
del CPO.
En general los productos de calcinación de arcillas con bajo contenido de Caolinita han
demostrado buena reactividad puzolánica en sistemas con un 30% de reemplazo del CPO,
actuando como un filler que incrementa la hidratación del CPO y como un material puzolánico
(ALUJAS, 2010b).
1.5 Cemento de bajo contenido de carbono (LC3)
El cemento de bajo contenido de carbono (LC3) es un nuevo material aglomerante surgido en
el Centro de Investigación y Desarrollo de las Estructuras y los Materiales de Construcción
(CIDEM), en la Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas (UCLV). Esta nueva
tecnología es un cemento ternario. En su producción se han reducido las emisiones de CO2
hasta un 50% y muestra propiedades similares al cemento Portland. Consiste en la
sustitución de parte del clínker por una combinación sinérgica de arcilla calcinada y piedra
caliza, la calcinación ocurre a temperaturas más bajas que la requerida para la obtención del
clínker, por lo que conlleva a ahorros de combustible. La novedad y el potencial del LC3
residen en el efecto sinérgico de arcillas calcinadas y piedra caliza en términos de resistencia
a las proporciones de mezcla específicas (ALUJAS, 2010b), (CASTILLO, 2010a),
(FERNÁNDEZ, 2013), (MARTIRENA, 2003), (MENA, 2013), (PÉREZ CABRERA, 2013),
(SCRIVENER, 2008). La reducción del costo total de producción del cemento LC3 es del 15
% con respecto al P-35 y 5 % con respecto al PP-25 bajo las condiciones de fabricación de
la fábrica Siguaney. (VIZCAÍNO, 2014)
1.5.1 Propiedades del cemento LC3
El cemento LC3, a pesar de encontrarse aún en fase de estudio, ha demostrado resultados
exitosos en diversos aspectos relacionados con las propiedades físico-mecánicas. En
estudios recientes se ha comprobado buen potencial en cuanto a resistencia a compresión y
14
absorción de agua en elementos como bloques, baldosas y otros componentes no
estructurales (FERNÁNDEZ, 2009).
Su potencial se evidencia en el efecto sinérgico entre la arcilla calcinada y la caliza que
permite aumentar la actividad puzolánica y estas reaccionan con el hidróxido de calcio que
se forma durante la hidratación del cemento Portland dando lugar a la formación de fases del
tipo Afm (hemicarbo y monocarboaluminatos). (CASTILLO, 2010b)
Estos cementos requieren mayor contenido de agua y/o aditivos superplastificantes, debido
al aumento de la superficie específica que trae consigo la inclusión de arcillas finamente
molidas (AGUILAR, 2015), (MARTIRENA, 2015).
1.5.3 Aplicaciones e importancia
El cemento de bajo carbono producido artesanalmente tiene como ventajas el
aprovechamiento de las fuentes locales de materias primas, fundamentalmente desechos de
la producción de rasillas y ladrillos. La producción descentralizada, en zonas alejadas de los
grandes centros industriales y grandes ciudades, así como los bajos costos de inversión
inicial y recuperación rápida de esta. Este conglomerante puede ser utilizado en morteros de
albañilería, estabilización de suelo en bloques prensados, producción de prefabricados
ligeros de hormigón de pequeño formato y en la elaboración de hormigón masivo de baja
resistencia (MARTIRENA, 2015). Según Álvarez Ibarra, 2014 se han producido en Cuba
alrededor de 143 130 toneladas de LC³ y en una segunda etapa, 11 000 bloques huecos de
hormigón se han producido con éxito con el empleo de este nuevo cemento. Estos bloques
cumplen con las normas de resistencia y absorción de agua, por lo que se utilizarán para la
construcción de estructuras con diferentes fines investigativos.
1.5.4 Antecedentes del empleo de cemento LC3 en morteros de albañilería
En el trabajo de diploma de (ÁLVAREZ, 2014) se empleó en morteros de albañilería, el
cemento SIG B-45 producido a escala industrial en la Fábrica de Cemento de Siguaney con
un 45 % de sustitución de clínker por metacaolín y caliza (2:1). Los valores de resistencia a
compresión de los morteros tipo III, según la NC 175:2002, mostraron un sobrecumplimiento
en un 50% de las especificaciones establecidas en dicha norma. En estudios realizados por
Rodríguez, 2014 se emplearon en morteros de albañilería, los cementos B-60 (LC3-60 (2:1)
y B-75 (LC³ -75 (2:1) con 60 y 75% de sustitución de clínker por metacaolín y caliza,
producidos estos a escala de laboratorio en un molino de bolas de acero MB-800 que
desarrolla un mecanismo de impacto y desgaste, con el que se pueden lograr partículas con
15
tamaño de 10 μm. La finura de molienda obtenida para los cementos B-60 y B-75 semejaron
las obtenidas en la Fábrica de Cemento de Siguaney, alcanzando valores de 92.8 y 91.4 %
respectivamente pasado por el tamiz de 90 μm. Además, al cumplir con lo establecido en la
norma cubana NC 97:2011, la norma chilena 3121/1-2010, la norma europea EN 196 y la
norma guatemalteca NTG 41096, se pudieron clasificar como cementos de albañilería.
La resistencia a compresión de los morteros de albañilería tipo III según la NC 175:2002, con
el empleo de estos cementos superó los valores establecidos en dicha norma, aunque las
absorciones de los cementos a evaluar fueron mayores que los valores obtenidos para los
morteros patrón elaborados con PP-25. En el trabajo de (AGUILAR, 2015) se utilizó el
cemento LC³ -50(1,5:1) empleando como adición puzolánica, rasillas de barro calcinadas y
gravilla, para la fabricación de bloques huecos de hormigón hidráulico y hormigones de hasta
20 MPa. Obteniendo una finura de molienda de 91.5% pasado por el tamiz de 90 μm y la
resistencia a compresión de los bloques huecos de hormigón tipo III cumplió con las
resistencias mínimas a los 7 y 28 días y con el porciento de absorción máximo especificado
en la (NC 247: 2010).
En el trabajo de (LORENZO, 2017) se presentó la evaluación de la influencia de la adición
puzolánica LC2 en el comportamiento de morteros de albañilería tipo II, para ello se realizaron
una serie de ensayos físico-mecánicos y de durabilidad de acuerdo con las especificaciones
establecidas en la norma cubana NC 175:2002 y se valoró el comportamiento que puede
tener la adición LC2 en los morteros de albañilería, analizando factores como volumen de
cemento, cal y adición a utilizar.
El empleo de cementos con 50 y 60% de sustitución de P-35 muestra un excelente potencial
y constituye una viable alternativa para nuestro país debido a que se puede llegar a
establecer una producción comercial de cemento con menor costo, aplicable en albañilería y
con una composición muy similar a la usada en aglomerantes de morteros históricos
tradicionales.
1.6 Morteros
El mortero es un material de construcción formado por una mezcla de conglomerante y árido
fino que al adicionarle agua reacciona y adquiere resistencia. Puede estar compuesto
además por aditivos químicos y adiciones que mejoran sus propiedades y le otorgan
características especiales tanto en estado fresco como endurecido (BARRERA, 2002b). El
desempeño fundamental de los morteros radica en el mejoramiento de retención de agua,
16
adherencia, extensibilidad y demás propiedades que se ven afectadas cuando se pone en
contacto con sustratos porosos y absorbentes, lo que hace de la resistencia a compresión
uno entre varios factores importantes (BARRERA, 2002b); (AGUADO, 1990). Son mezclas
plásticas empleadas como material de asentamiento o unión de elementos, como material de
recubrimiento o acabado de superficies y para la fabricación de piedras artificiales pero los
más empleados son los de cal, de cementos y la mezcla de ambos (morteros bastardos) con
arena natural (HERNBOSTEL, 2002).
La norma cubana NC175, 2002 define por mortero a una mezcla de uno o varios
conglomerantes, áridos, agua y a veces adiciones y/o aditivos que sirve para unir elementos
como ladrillos, bloques, celosías y otros, también sirve para revestimientos de paredes y
techos.
1.6.1 Clasificación
Según la Asociación Nacional de Fabricantes de Mortero (AFAM), se pueden clasificar por
concepto o demanda en:
Mortero diseñado: Su concepción y método de fabricación son elegidos por el fabricante para
obtener propiedades específicas establecidas previamente (concepto de comportamiento)
(AFAM) (s.f.-b).
Mortero prescrito: Es fabricado a partir de los componentes primarios en proporciones
predeterminadas, cuyas propiedades dependen de las propiedades de los componentes
(concepto de receta) (AFAM) (s.f.-b). Según (BLANCO, 2012), se pueden clasificar por la
naturaleza del conglomerante en:
Morteros de base cal: Es una mezcla compuesta de cal aérea o hidráulica, arena y agua;
pueden tener hasta un 5% de cemento blanco cuando se considere necesario y aditivos para
mejorar algunas propiedades (NC 556:2007). La cal aérea hidratada (apagada) amasada
con agua y expuesta a la acción del aire, primeramente fragua por cristalización del hidróxido
de calcio, se carbonata lentamente por la acción del CO2 atmosférico y esto forma carbonato
de calcio, poco soluble en agua. El grado de carbonatación de la cal apagada de los morteros
depende, además de las condiciones atmosféricas, fundamentalmente de la humedad y las
condiciones en obra (CEMCO, 2007). La cal hidráulica amasada con agua forma una pasta
que fragua y endurece a causa de las reacciones de hidrólisis e hidratación, lo que da lugar
a la formación de silicatos cálcicos hidratados haciendo más recomendable su uso en
ambientes húmedos. Las propiedades de los morteros de cal están limitadas por el proceso
17
de endurecimiento, por lo que presentan baja resistencia mecánica, elevada capacidad de
deformación, elevada permeabilidad al agua y al vapor de agua, ausencia de sales solubles,
fácil laborabilidad debido al lento proceso de endurecimiento, elevada retracción y baja
resistencia a los ciclos hielo/deshielo (BLANCO, 2012); (PÉREZ 2008).
Morteros de base cal con puzolanas: Son morteros plásticos, laborables, de porosidad media
y resistencias mecánicas de baja a media. El tipo de cal y, principalmente, el tipo, fineza y
actividad de la puzolana influyen en la reactividad del cemento, ya que las puzolanas
naturales y artificiales están formadas por silicatos o aluminosilicatos, que por sí solos
carecen de propiedades cementantes y actividad hidráulica, pero que al unirse con la cal son
capaces de reaccionar en presencia de agua. Esto conlleva a la formación de productos
insolubles y estables (silicatos y aluminatos cálcicos hidratados), similares a los formados en
la hidratación del CPO (ÁLVAREZ, 2014).
Morteros de base yeso: Sus propiedades están limitadas por el rápido proceso de
endurecimiento expansivo y por ser el yeso un material ligeramente soluble en agua, razón
por la que no debe emplearse en lugares expuestos a la acción de la misma. Una vez que el
yeso fraguado absorbe agua a través de su red capilar experimenta una rápida pérdida de
resistencia. En ocasiones, se emplean sustancias impermeabilizantes aplicadas por
impregnación o se mezclan con el yeso seco o agua de amasado para atenuar la rápida
pérdida de resistencia que experimenta el yeso fraguado al absorber agua a través de su red
capilar (MAS, 2006).
Morteros basados en ligantes hidráulicos: Se definen como productos artificiales de
naturaleza inorgánica y mineral, que al ser amasados con agua forman una pasta que fragua
y así se obtienen compuestos estables que endurecen en el tiempo, siendo esta su principal
propiedad. La cal hidráulica es uno de los primeros ligantes hidráulicos, aunque el principal
es el cemento Portland (ARRIOLA, 2009).
Morteros basados en ligantes orgánicos: Las matrices orgánicas, clasificadas en
termoestables y termoplásticas, son compuestos de elevado peso molecular, producto de
reacciones de polimerización por adición o condensación de diferentes compuestos de base.
Dentro del campo de la restauración de morteros, las matrices termoestables/termoplásticas
más empleadas son las acrílicas, poliéster y epoxi que le atribuyen a los morteros elevada
reversibilidad, elasticidad y resistencia ante sustancias químicas (UNE EN 998-3:2006;
(MIRAVETE, 2000).
18
Según (ÁLVAREZ, 2014), se clasifican atendiendo al tipo de aplicación en:
Morteros para determinar la calidad de los cementos: Empleados para evaluar la resistencia
mecánica de los cementos; están formados por 4 fracciones bien definidas de una arena
específica de naturaleza silícea (arena normalizada), en proporción 3:1 (arena: cemento) y
relación agua/cemento igual a 0.5 (NC 506:2007).
Morteros de albañilería: Son los más empleados en la colocación de elementos (ladrillos,
bloques, rasillas, celosías, etc.) y en el revestimiento de edificaciones. El mortero influye en
las propiedades estructurales de la mampostería, a la vez que reduce su permeabilidad. Los
morteros de albañilería tienen diferencias importantes según su estado: morteros plásticos y
endurecidos. En la NC 175:2002, se plantean las especificaciones que deben cumplir estos.
Morteros especiales:
-Cola: Constituidos por aglomerantes, generalmente cemento blanco o gris o una mezcla de
ambos, áridos finos de naturaleza calcárea o silícea libres de arcillas y materias orgánicas
con granulometría bien determinada y compensada, y aditivos que confieren al mortero las
propiedades deseadas (NC 484:2006).
-Monocapa: Se emplean como revestimiento de muros. Es colocado en varias capas
sucesivas (salpicado, resano y fino) y posteriormente se aplica pintura decorativa como
acabado final (LANA, 2005).
-Proyectados: Son aquellos cuyo tamaño máximo de árido puede llegar hasta 8 mm. Se aplica
a máquina mediante la proyección del mortero a gran velocidad sobre la superficie a través
de una manguera y boquilla. En ocasiones se le adicionan fibras de refuerzo para mejorar
sus propiedades. La proyección puede ser por vía seca o húmeda (ALVAREZ, 2011).
- Autonivelantes: Presentan una alta fluidez con baja relación agua/cemento. Son idóneos
para la colocación de pavimentos, morteros de nivelación para pre-pisos y en reparaciones
especiales del hormigón (ALVAREZ, 2011).
-De relleno: Generalmente no presentan retracción, e incluso algunos generan expansión
durante el proceso de fraguado y endurecimiento. Se emplean en estado semi-seco en
lugares donde se coloca por retacado, para rellenar las vainas de los cables de elementos
postensados, relleno de bases para pernos en equipos, etc. (ANON., 2005).
-Aligerados: Se emplean generalmente como material aislante térmico y acústico, niveladores
de pendientes, rellenos en cubiertas antes de colocar la soladura y relleno de zanjas. Su
19
aligeramiento puede ser provocado por el empleo de áridos de baja densidad como la
kerancita, arcillas expandidas y puzolanas, o por la incorporación de oclusores de aire (LANA,
2005).
-Poliméricos: Se emplean como revestimiento de cualquier soporte o paramento, fachadas,
zócalos, cajas de escaleras, pasillos, etc. En ellos el conglomerante cemento es sustituido
parcial o totalmente por polímeros y generalmente están compuestos por el conglomerante
resina (MAS, 2006).
(ÁLVAREZ, 2011), los agrupa según el sistema de fabricación en:
-Manual: Es la forma más rudimentaria de preparación de morteros, aunque es muy común
cuando se realiza en pequeñas cantidades. Los materiales son dosificados en peso o en
volumen, mezclados en seco hasta formar una mezcla homogénea, y a continuación se
añade el agua requerida para alcanzar la fluidez deseada.
-Mecanizados: Preparados en hormigoneras o industrialmente, estos últimos pueden ser
secos o húmedos.
1.6.3 Dosificaciones
El término dosificación define la proporción en volumen o en masa de los diferentes
materiales que componen el mortero (aglomerante/árido/aditivo) y va a depender de la
finalidad del mortero, de su composición y de la resistencia mínima deseada (RENISON,
2000).
En el país quedan establecidas las dosificaciones de morteros de albañilería según la NC
175: 2002 tal y como se presenta en la Tabla 1.1, atendiendo a la resistencia mínima
requerida y adherencia a 28 días de edad en curado, que deben poseer dichos morteros y
según el uso de estos: exteriores, interiores, etc. Además, en la norma americana ASTM C
270-00 se establecen dosificaciones teniendo en cuenta el tipo de mortero que se quiere
elaborar. Se plantean así tres tipos: mortero de cemento/cal/arena, mortero de
cemento/arena y mortero con cemento de albañilería.
20
Tabla 1.1 Dosificaciones de morteros de albañilería según NC 175:2002
Tipos de
morteros
Rc 28d.
(MPa)
Adh. 28d.
(MPa)
Cementos Arena Hidrato
de cal
P-350 PP-250 Albañilería
I 2,4 0,15±0,05 1 8 2
1 6 2
1 4 1,5
II 3,5 0,25±0,05 1 9 2
1 5 1
1 4 1
III 5,2 0,40±0,05 1 4 2
1 4 1
1 3 1
IV 8,9 0,50±0,05 1 4 1
1 4 0,5
1 3 0,5
V 12,4 0,65±0,05 1 3 1
1 3 0,5
1 2,5 -
21
1.6.4 Propiedades
El mortero debe cumplir propiedades específicas en dependencia del uso asignado. Para
lograrlas, el cemento como materia prima fundamental juega un papel esencial, de ahí la
necesidad de tener presente las funciones del mortero, para la creación de cementos de
albañilería capaces de afianzar dichas propiedades. El mortero es un material similar a una
piedra artificial y por consiguiente sus propiedades deben ser las de esta; pero durante el
período de elaboración en obras, es una masa plástica necesariamente adaptable al lugar
donde se coloca. El mortero debe estar dotado de propiedades tales que produzcan la
máxima eficiencia en sus diferentes estados: estado fresco y estado endurecido. (SALAZAR,
2000), (SÁNCHEZ, 2002)
1.6.4.1 Propiedades en estado fresco
Esta etapa corresponde a la fase del mortero una vez mezclado y amasado. Su duración
varía en correspondencia con el tiempo de fraguado, así como con las condiciones
ambientales. Durante la misma el mortero es plástico y trabajable, lo que permite su puesta
en obra. Superada esta fase el mortero endurece hasta consolidarse. En su estado fresco el
mortero presenta una serie de propiedades que regulan su comportamiento y son de
importancia e incidencia en las propiedades y características en su estado endurecido.
(BARRERA, 2002a)
Laborabilidad: Es la propiedad más importante del mortero fresco dada por el resultado de la
lubricación de las partículas de áridos, mediante la pasta conglomerante. Un mortero
laborable puede extenderse fácilmente sobre paredes y juntas de la unidad de albañilería, es
capaz de soportar el peso de las unidades cuando se colocan sobre él. Es una compleja
propiedad reológica y no existe un ensayo para cuantificarla por sí sola, razón por la que se
emplea para su medida, la consistencia, que es el grado de fluidez del mortero fresco
establecido en dependencia de la fase líquida y del contenido y características de los
componentes sólidos. Se mide en el laboratorio por medio de la fluidez, la cual indica el
aumento del diámetro producido en una muestra de mortero extendido en la mesa de
sacudidas (NC 175:2002); (SEQUEIRA, n.d).).
Según (BARRERA, 2002a) dentro de los principales factores que pueden afectar la
consistencia, se destacan las características de la arena (granulometría y forma de las
partículas), el contenido de cemento, el contenido de cal, cantidad de aire en la mezcla, la
22
intensidad y tiempo de mezclado, el uso de aditivos y el exceso de agua adicionada a la
mezcla que puede producir la exudación.
En cuanto a su relación con otras propiedades, en especial con la adherencia, es importante
señalar que esta aumenta cuando el escurrimiento inicial del mortero crece, debido
principalmente a un aumento de la extensión de la adherencia. Entonces una buena
laborabilidad es importante para propiciar la máxima adherencia en las unidades de
albañilería (SEQUEIRA, n.d)
Retención de agua: Según (AFAM) (s.f.-a), es la capacidad del mortero de retener agua de
amasado ante solicitaciones externas de absorción o succión por parte de las unidades de
albañilería. Esto permite que el mortero mantenga su plasticidad para que las unidades
puedan ser cuidadosamente alineadas y niveladas sin romper el enlace, lo que hace que la
retención de agua esté íntimamente relacionada con la laborabilidad y, por tanto, que sea
uno de los factores de mayor incidencia en la adherencia establecida en el sistema mortero-
unidad.
Contenido de aire: puede producirse por efectos mecánicos o por medio de la aplicación de
aditivos incorporadores de aire. Permite explicar el comportamiento en estado fresco y
endurecido del mortero. A medida que aumenta el contenido en aire (12-18%, según ASTM
C-270), mejora la trabajabilidad y la resistencia a los ciclos hielo-deshielo, de forma contraria,
disminuye la resistencia mecánica, la adherencia y la impermeabilidad (BARRERA, 2002b),
(SEQUEIRA, n.d)
Masa unitaria: Es un parámetro fundamental para determinar el contenido de aire atrapado
en el mortero. Puede indicar además la resistencia: en caso de ser muy densa la mezcla es
probable que la resistencia sea elevada (NC 175:2002).
Tiempo de utilización: Es el tiempo durante el cual el mortero tiene suficiente laborabilidad
para ser manipulado (NC 175:2002).
1.6.4.2 Propiedades en estado endurecido
Retracción: producida por reacciones químicas de hidratación de la pasta, sobre todo con
una alta relación agua-cemento, donde el agua de mezclado tiende a evaporarse
produciendo tensiones internas en el mortero dando lugar a los cambios de volumen y el
peligro de agrietamiento. La retracción depende fundamentalmente de la relación
agua/cemento, a mayor valor de la misma y mayor finura del cemento se obtienen mayores
cambios de volúmenes, y es proporcional además al espesor de la capa de mortero y a la
23
composición química del cemento (COURARD, 2003). Se distinguen, según (AFAM), tres
tipos de retracción: plástica, hidráulica o de secado y térmica.
Adherencia: es la propiedad que poseen los morteros de adherirse a los materiales con los
cuales están en contacto (piedras, ladrillos, acero, etc.). La adherencia del mortero depende
de todas las características de este y de la superficie y naturaleza del material al que se
adhiere. Esta es la capacidad que tiene el mortero de absorber tensiones normales y
tangenciales a la superficie que lo une con la estructura. Esta propiedad afecta en gran forma
la permeabilidad y la resistencia a la flexión (ARRIOLA, 2009), (MORANTE, 2008). Existen
dos tipos de adherencia según (MORANTE, 2008): química, basada en los enlaces, y física,
fundamentada en el anclaje mecánico entre las piezas (adhesión).
Resistencia a flexión y compresión: es la propiedad empleada para añadir elementos de
forma resistente, pues el mortero debe poseer una resistencia acorde con los elementos que
debe unir. Se requiere una alta resistencia a la compresión cuando el mortero soporte cargas
altas y sucesivas, siendo éstas un indicio de las resistencias a tensiones de corte y a
tensiones de tracción (COURARD, 2003). La resistencia a la compresión aumenta con el
incremento del contenido de cemento y disminuye con el aumento de la cal, arena, agua y
contenido de aire. Medida a los 28 días es generalmente usada como criterio principal para
seleccionar el tipo de mortero, ya que es relativamente fácil de medir y comúnmente se
relaciona con otras propiedades, como la adherencia y absorción del mortero (NC 175:2002).
Durabilidad: es la condición por la cual estos deben mantener sus propiedades a través del
tiempo y de resistir las acciones destructivas provocadas por los agentes externos como las
bajas temperaturas, la penetración del agua, desgaste por abrasión, retracción al secado,
eflorescencias, agentes corrosivos, o choques térmicos, entre otros, sin deterioro de sus
condiciones físico-químicas con el tiempo. La durabilidad resulta muy afectada por un exceso
de arena y un retemplado del mortero así como por el uso de unidades de albañilería de alta
absorción (BLANCO, 2012), (NC175, 2002), (SEQUEIRA, n.d)
Permeabilidad: es la propiedad del mortero que permite el paso de agua a través de su
estructura interna por medio de dos mecanismos: presión hidrostática o capilaridad. Los
morteros trabajables y uniformes pueden hacer que la mampostería sea más resistente a la
permeabilidad de agua. Esta propiedad se ve afectada por factores como la adherencia entre
el mortero y las unidades de mampostería (BARRERA, 2002a), (SALAZAR, 2000).
24
Absorción de agua: Esta propiedad depende de la estructura capilar del material, por cuanto
más compacto sea un mortero, menor será la red capilar y menor absorción presentará y su
importancia radica en que la absorción determina la permeabilidad del mortero, de forma tal
que si el mortero es permeable al agua, se transmite esta hacia su interior originando la
aparición de humedades por filtración. Con la succión del agua exterior se favorece el tránsito
de partículas o componentes no deseables para la durabilidad del conjunto constructivo.
(AFAM)
1.6.5 Ensayos para la evaluación de morteros de albañilería
La evaluación del comportamiento de las propiedades de los morteros se realiza mediante
ensayos físicos, mecánicos y de durabilidad en relación con el estado del mortero: estado
fresco y estado endurecido. Las propiedades específicas que deben cumplir los morteros de
albañilería se establecen en las normas vigentes de cada país, a continuación, se explican
cuáles son los métodos y ensayos utilizados para su determinación y evaluación.
Densidad aparente: Se determina a los morteros de albañilería en varios estados: polvo seco,
fresco y endurecido. En estado de polvo seco la densidad (ρm), en kg/m³ de un mortero seco
es el cociente de la masa (m) en kg y el volumen (Vv) en m³, que ocupa un mortero, cuando
se introduce no compactado en un recipiente de una capacidad dada (NC 567:2007). En
morteros frescos, se determina su densidad aparente dividiendo su masa por el volumen que
ocupa cuando se introduce, o se introduce y compacta, de una manera prescrita en un
recipiente de medida con capacidad dada (NC601, 2008). En estado endurecido, se divide la
masa de una probeta en seco, ya sacado de la estufa, por el volumen que ocupa cuando se
sumerge en agua en estado saturado. Las probetas con mayor densidad real y menor
densidad aparente son las que tienen mayor volumen de porosidad y mayor
intercomunicación entre poros (NC-EN1015-10:2008).
Fluidez: La fluidez está estrechamente ligada con la laborabilidad, consistencia, plasticidad y
es una forma de medir las condiciones que debe poseer un mortero para su utilización en
obra. La laborabilidad se mide en el laboratorio por medio de la fluidez, la cual indica el
aumento del diámetro producido en una muestra de mortero fresco moldeado en un molde
tronco-cónico de dimensiones determinadas, cuando la mesa de sacudidas se eleva y se
deja caer desde una altura de 12,7 mm 25 veces en 15 segundos, girando la manivela con
una velocidad constante. La fluidez recomendada para los morteros de albañilería y
determinada por la norma cubana NC 170:2002 y la norma europea UNE 83-811:1992, será
de 190 mm ± 5 mm de diámetro (NC 175:2002).
25
Retención de agua: La capacidad de retención de agua de una muestra se determina por la
cantidad de agua retenida en el mismo después de la succión; se expresa en el porcentaje
de agua retenida en el mortero. El método para determinar la retención de agua se basa en
someter la masa de mortero fresco a un tratamiento de succión, empleando papel de filtro
como sustrato. Los métodos de referencia para determinar la capacidad de retención de agua
de los morteros en sus diferentes estados se establecen en la NC 169:2002, y su valor no
será menor del 90 % (NC 175:2002). Resultados obtenidos en laboratorios demuestran que
la retención de agua se incrementa con la adición de cal, la incorporación de aire, la adición
de arena fina y utilizando aditivos retenedores de agua.
Resistencias mecánicas: Con el ensayo de resistencia mecánica se determinan las
resistencias que son necesarias para juntas de colocación y revestimientos, además de ser
utilizado como patrón de la resistencia a la adherencia, ya que ambas son relativamente
proporcionales. Los ensayos mecánicos se realizan por la norma cubana NC 173:2002 y la
norma europea UNE-EN 1015-11:1999 y tienen como principio del método la determinación
de la resistencia a flexión y compresión en probetas prismáticas de (40x40x160 mm). De
acuerdo a los cinco tipos de morteros según la norma cubana NC175, 2002, la resistencia a
compresión a 28 días de edad exige valores mínimos que oscilan entre 2,4 - 12,4 MPa.
Absorción capilar: Los ensayos de absorción capilar se realizan por la NC 171:2002 y también
por la norma europea UNE-EN 1015-18:1999. Consiste en medir el aumento de peso por
unidad de superficie que experimentan las probetas con dimensiones de 40 x 40 x 160 mm
por efecto del agua absorbida por capilaridad cuando se sumergen por una de sus bases
menores de 40x40 mm hasta la altura de 5 ± 1 mm.
Adherencia: Se presenta en los morteros tanto en estado fresco como endurecido. La
adherencia en estado fresco se debe a las propiedades reológicas de la pasta de cemento
y/o cal; se puede comprobar aplicando mortero entre dos elementos a unir (ladrillos, bloques,
etc.) y separándolos al cabo de cierto tiempo. Si el mortero permanece adherido a las dos
superficies, existe buena adherencia, si se desprende con facilidad y no deja apenas señales
en ambas bases, la adherencia es mala. En estado endurecido, se define como la resistencia
a tracción máxima de la unión entre un mortero y un soporte definido; se determina por un
ensayo de arrancamiento directo perpendicular a la superficie del mortero. La fuerza de
tracción se aplica por medio de una chapilla de arrancamiento unida al área de ensayo de la
superficie del mortero (NC 172:2002).
26
Estabilidad de volumen (retracción): La determinación de la retracción consiste en medir
mediante un pie de rey, en mm, la disminución de volumen que ha tenido lugar entre el
amoldado del mortero en las probetas y el final de fraguado, también se puede determinar
por la norma UNE 80-112-89 y ASTM C 490-83a. Según las normas mencionadas establece
que es el proyectista quien fija los requisitos de contracción del mortero en función a las
condiciones de ejecución de las albañilerías y de exposición durante su vida útil estableciendo
si es necesario la realización de ensayos de cambio de longitud (SÁNCHEZ, 1997).
Permeabilidad al agua: El método para su evaluación se puede determinar tanto en
laboratorio como in situ, permite caracterizar el material y por comparación apreciar
modificaciones o alteraciones superficiales que modifican la absorción de agua sobre el nivel
superficial; define el efecto sobre el tratamiento de impregnación cambiando la permeabilidad
superficial; caracteriza el efecto de la intemperie, además aprecia el efecto del tiempo natural
o artificial (aparato simulador) por una impermeabilidad o tratamiento impermeable o por
tratamiento de impregnación (ÁLVAREZ, 2011). La literatura técnica indica que existen
diversos ensayos que pueden realizarse para este objetivo, entre los cuales los más
importantes y eficaces son: el ensayo normalizado en la norma ASTM E 514-90, que mide la
penetración de agua a un caudal y presión constantes aplicados por medio de una cámara
en la superficie del muro; el ensayo de aspersión directa basado en la norma ISSO 335-3931,
y por las indicaciones de la norma europea UNE-EN 101519:1999.
Permeabilidad al aire: Para su medición se emplea el “Método Torrens”, método no
destructivo creado hace alrededor de 18 años e incluido como norma suiza en 2003, para
medir la calidad de los hormigones sin afectar la integridad de las estructuras, pero es
aplicable a morteros de albañilería. En este método la geometría del problema está definida
mediante un modelo teórico que hace el cálculo del coeficiente de permeabilidad (kt). Se
clasifica así la permeabilidad al aire del hormigón o mortero en dependencia del valor que
tome kt en muy baja, baja, moderada, alta y muy alta (PERAZA, 2014), (TORRENS, 1995)
Porosidad abierta: La porosidad abierta define el porcentaje del volumen de huecos
intercomunicados con respecto al volumen total de la roca. El ensayo se realiza según la
recomendación (RILEM-I1, 1980). Es una propiedad fundamental de las rocas y materiales
de construcción, que influye en su durabilidad. Las probetas se colocan en un recipiente y se
vierte agua destilada a temperatura ambiente, que se añadirá lentamente para que las
probetas no queden completamente sumergidas antes de 15 minutos. Numerosos procesos
27
de alteración dan lugar a un aumento de la porosidad del material, mientras que los
tratamientos de impregnación la reducen (MAS, 2006).
Durabilidad: Existen varios métodos para evaluar la durabilidad, aunque en general están
diseñados para hormigones y no específicamente para morteros de albañilería según la
norma cubana (NC 175:2002). Una de las formas de evaluar la durabilidad es mediante el
ensayo de intemperismo, por medio del cual, se mide la acción combinada de todos los
elementos de la naturaleza que afectan al mortero y que pueden llegar a destruirlo a largo
plazo (ÁLVAREZ, 2011).
1.6.6 Patologías
El primer paso para mejorar las superficies de concreto es la identificación de las patologías
que presentan, para luego analizar sus posibles causas y soluciones.
Según (EIA, 2008) las patologías se pueden clasificar en:
Superficiales:
Hormiguero (honeycomb): Exposición del agregado grueso y vacíos irregulares en la
superficie de concreto cuando el mortero presente en la mezcla no logra cubrir todo el espacio
alrededor de los agregados.
Variación del color (color variation): vetas de color presentes en la superficie del concreto.
Pueden presentarse debido a deficiencias en la mezcla o manifestarse en forma de manchas,
humedad, ensuciamiento, oxidación, eflorescencias o contaminación.
Fuga de lechada (slurryflow): mancha blancuzca en forma de reguero de agua que se
presenta en el concreto por el exceso de agua en la lechada.
Rebaba (fin): proyección delgada y lineal de concreto que se presenta entre los espacios y
uniones de formaletas cuando parte del mortero presente en la mezcla logra pasar a través
de estas.
1.6.6.1 Cristalización de sales
La disgregación de materiales pétreos empleados en la arquitectura debido a la cristalización
de sales conlleva serios efects económicos y es capaz de dañar irreparablemente objetos
artísticos y materiales históricos (RUIZ, 2007). Las fuentes de procedencia de sales que
provocan deterioro en los materiales pueden ser muy diversas (LOPEZ-ARCE, 2008). Por
ejemplo, en zonas costeras las sales procedentes del spray marino pueden llegar a erosionar
los materiales causando procesos de alveolización en los mismos. En áreas con terrenos
28
muy salinos, agua cargada en sales solubles al ascender por capilaridad penetra en los poros
de los materiales y al evaporar puede causar su disgregación. (LOPEZ-ARCE, 2011)
1.6.6.1.1 Ensayos de laboratorio para el análisis de la cristalización de sales.
En un edificio podemos encontrar las sales en forma de eflorescencias sobre la superficie de
los materiales o en forma de sub-eflorescencias a pocos milímetros bajo los mismos. En
ambos casos, durante el muestreo es muy importante guardar herméticamentelas muestras
para evitar transformaciones de fase (en caso de sales hidratadas) durante el traslado y
análisis en el laboratorio. El registro de las condiciones de la zona de muestreo también es
muy importante. (LOPEZ-ARCE, 2011)
El deterioro causado por sales se puede evaluar mediante Microscopía Óptica Polarización,
de Fluorescencia o Electrónica de Barrido. La tomografía Computarizada de Rayos X también
permite observar el interior de las muestras y el desarrollo de poros o fisurascausados por la
cristalizaci{on de sales. Mediante la Porosimetría de Intrusión de mercurio se puede obtener
la porosidad total y la distribución del tamaño de poros en la muestra, lo que permite evaluar
la modificación del sistema poroso causada por la cristalización de sales. Otra forma de
evaluar la resistencia o durabilidad de un material a la cristalización de sales es mediante el
ensayo según la norma UNE-EN 12370:1999.( LOPEZ-ARCE, 2011)
1.7 Conclusiones parciales del capítulo
1- Debido al aumento de la producción de cemento a nivel mundial se hace necesaria la
búsqueda de nuevas alternativas de fabricación que sean más ecológicas, económicas y con
propiedades similares a las actuales.
2- La adición de puzolanas se alza como la alternativa más viable en la disminución de las
emisiones de CO2.
3- Los cementos puzolánicos tienen ventajas como: mayor durabilidad, menor permeabilidad,
aumento de la resistencia mecánica y la reducción del costo del producto final.
4-Las arcillas calcinadas cubanas en forma de Metacaolín han demostrado tener excelente
reactividad puzolánica debido a su composición química, estructura amorfa y alta superficie
específica.
5-La contribución de los cementos LC2, con sustituciones de clínker por una mezcla de arcilla
calcinada y caliza, en la producción de morteros de albañilería reduce los niveles de
emisiones de CO2 a la atmósfera y los consumos energéticos de la producción del CPO.
29
Capítulo II Empleo de la adición LC2 en morteros de albañilería
2.1 Generalidades
En este capítulo se muestran las características de las materias primas empleadas para la
fabricación de morteros de albañilería mediante ensayos realizados a cada una de forma
independiente. El proceso de fabricación de los morteros se realiza según la NC 175:2002
Morteros de albañilería. Especificaciones, con el empleo de la adición LC2 en sustitución de
un porciento de cemento, teniendo como patrón de comparación morteros confeccionados
con el cemento P-35. Además, se describen y realizan los ensayos físico-mecánicos a los
morteros para la posterior evaluación del comportamiento de la adición. Teniendo en cuenta
las dosificaciones, se diseñaron dos series de morteros incluyendo las mezclas con cemento
P-35, lo que arrojó un total de 36 probetas.
2.2 Diseño Experimental
El diseño de experimento se realizó con el fin de evaluar la influencia de la adición LC2 (arcilla
calcinada-caliza-yeso) a morteros de albañilería sin presencia de cal, siguiendo los criterios
establecidos en la NC 175:2002.
Metodología del diseño experimental:
1) Realización de los ensayos de caracterización a las materias primas: árido, cemento
Portland y LC2.
2) Fabricación de morteros de albañilería tipo III, fijando la fluidez y atendiendo a las
dosificaciones y parámetros establecidos en la NC 175:2002.
3) Elaboración de 36 probetas de 40 x 40 x 160 mm, para la realización de los siguientes
ensayos:
- Resistencia mecánica a flexo-compresión a los 3 días, (6 ensayos por serie de mortero).
- Resistencia mecánica a flexo-compresión a los 7 días, (6 ensayos por serie de mortero).
- Resistencia mecánica a flexo-compresión a los 28 días, (6 ensayos por serie de mortero).
- Absorción de agua por capilaridad a los 28 días, (3 ensayos por serie de mortero).
30
- Adherencia a la tracción a los 28 días, (5 ensayos por serie de mortero)
4) Determinación de los valores físico-mecánicos para cada serie de morteros.
Declaración de variables: Las variables dependientes están en correspondencia con las
propiedades a analizar de morteros de albañilería en estado fresco: reología de morteros
(mesa de sacudidas), retención de agua, densidad; y endurecido: resistencia mecánica a
flexo-compresión, absorción de agua por capilaridad y adherencia a la tracción.
Las variables independientes están en correspondencia con los factores que intervienen y de
los niveles de variación de estos: cemento con 3 niveles de variación y adición LC2 con 2
niveles de variación.
2.3 Selección y caracterización de las materias primas
Por razones logísticas y decisión de la oficina de inversiones del Malecón Tradicional y la
brigada constructora asignada por la empresa Puerto Carenas, se sustituye la arena por árido
ligero (polvo de piedra) para la fabricación del mortero de revestimiento para terminación
superficial (fino), al ser la arena de granulometría homogénea y perderse mucho material
durante el tamizado.
Según información brindada por los almacenes que abastecen las obras correspondientes a
la Oficina para la Rehabilitación del Malecón Tradicional, el cemento P-35 proviene de la
fábrica “René Arcay” de Mariel y el polvo de piedra de “Cantera Blanca” de Bauta, ambas en
Artemisa. El LC2 se produce actualmente de manera experimental en la fábrica Siguaney en
la provincia Sancti Spíritus. (Figura 2.1 y Tabla 2.1)
Figura 2.1 Materiales utilizados
31
Tabla 2.1 Propiedades de los materiales utilizados
Material Peso volumétrico
(g/cm3)
Peso específico (g/cm3) Fracción
Cemento P-35 1,28 3,17 -
LC2 1,16 2,71 -
Polvo de piedra 1,601 2,622 ≤ 1,19mm
2.3.1 Árido
El árido tipo polvo de piedra proviene de “Cantera Blanca”, municipio Bauta, Artemisa. Fue
caracterizado en el laboratorio del Centro de Investigación y Desarrollo de la Construcción
(CIDC), en el reparto Casablanca del municipio Regla de La Habana, según los requisitos
exigidos en las normas cubanas: NC 175:2002 Morteros de albañilería. Especificaciones y la
NC 657:2008 Áridos para morteros. Especificaciones. La muestra fue seleccionada en el
proceso de cuarteo normado.
Para la colocación de morteros de revestimiento a frota se recomienda un árido fino que
cumpla con las especificaciones de la NC 657:2008 Áridos para morteros. Especificaciones
Tabla 2.2 Resultados granulométricos
Tamices %
Pasado
Especificaciones
NC 657:2008 No. mm
4 4,76 100 100
8 2,38 99 100
16 1,19 89 100
30 0,59 81 50-80
50 0,297 65 30-50
100 0,149 32 0-20
1 El peso volumétrico del polvo de piedra se calculó luego de tamizado, esto trae como resultado que sea mayor
que el peso volumétrico real del material que llega de las canteras. 2 Se consideran valores medios teniendo en cuenta el planteamiento anterior.
32
Figura 2.2 Curvas granulométricas
El árido tipo polvo de piedra no cumple con las especificaciones de la norma en cuanto a
granulometría.
2.3.2 Cemento P-35
El cemento utilizado para producir el mortero fue el P-35, procedente de la fábrica “René
Arcay” del Mariel según la NC 95-2011 “Cemento Portland. Especificaciones”.
Figura 2.3 Composición química del cemento P-35
0
20
40
60
80
100
120
4,76 2,38 1,19 0,59 0,297 0,149
% P
asad
o
Tamices (mm)% Pasado del árido % máximo normado % mínimo normado
33
2.3.3 Agua
Para la realización de los ensayos se utilizó agua potable del servicio público, como lo
especifica la norma NC 353: “Aguas para el amasado y curado del hormigón y los morteros
– Especificaciones”
2.3.4 Adición de LC2
Para la producción de la adición LC2 se utilizó arcilla proveniente de Yaguajay que fue
calcinada a 800⁰C, yeso y caliza, utilizando la proporción 60% de arcilla calcinada, 30% de
caliza y 10% de yeso. Los materiales fueron secados en la estufa a 109⁰C durante 24 horas
para eliminar la humedad que pudieran presentar y posteriormente se inició un proceso de
molienda) que duró alrededor de dos horas, tiempo en el que la adición alcanzó la finura
requerida, tomándose como criterio de molienda un 10% de retenido en el tamiz de 90 μm,
criterio similar al empleado a escala industrial en la obtención de Cemento Portland según la
NC 980:2013 Determinación de la finura y la superficie específica.
La molienda de los materiales se realizó mediante el uso de un molino de bolas de acero MB-
600 que desarrolla un mecanismo de impacto y desgaste, con el cual se pueden lograr
partículas con tamaño de 10 μm. Obtenida la adición, la misma fue sometida a dos ensayos
que permitieron su aprobación: Resistencia por la NC 506:2013 Determinación de la
resistencia mecánica y finura por la NC 980:2013 Determinación de la finura y la superficie
específica cumpliendo satisfactoriamente con las especificaciones establecidas en ambas
normas.
2.3.4.1 Caliza
La piedra caliza que se emplea en la producción a escala industrial en la fábrica de Siguaney,
proviene de Guayos, municipio de Sancti Spíritus. La caracterización de la misma se muestra
en la en la Tabla 2.3
Tabla 2.3: Composición química de la Caliza
Compuesto SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 CaCO3
Porciento 4,12 1,15 0,64 51,59 1,21 40,92 92
34
2.3.4.2 Yeso
El yeso empleado es proveniente de Punta Alegre, fue tomado en forma de roca del
almacenamiento en la fábrica de Siguaney, y se caracterizó en el laboratorio de la misma, su
composición química se muestra en la Tabla 2.4
Tabla 2.4: Composición química del Yeso
Compuesto SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 PPI RI
Porciento 5,24 4,7 3,38 30,36 1,96 31,95 21,67 9,07
2.3.4.3 Arcilla
Caracterización del yacimiento Yaguajay
Este yacimiento se identifica como Manifestación Yaguajay, y forma parte de la secuencia
arcillosa denominada como Arcillas Bamburanao que se distribuye en la zona Norte de los
municipios Remedios, Yaguajay y Chambas.
El grado de accesibilidad es satisfactorio por su cercana ubicación a Yaguajay y red vial bien
desarrollada y en buen estado. Por la porción occidental del área, atraviesa la llamada
Carretera Sancti Spíritus-Yaguajay y por la porción norte el denominado Circuito Norte, con
dirección a Chambas. La industria minera está representada por la Cantera El Yigre
perteneciente a la Industria de Materiales de la Construcción, localizada 1.5 km al sur del
área.
Caracterización químico-mineralógica de las arcillas
La composición química de las arcillas mediante análisis por FRX se muestra en la tabla 2.5.
Los altos contenidos de Fe2O3 reportados se asocian en primer lugar a la presencia de óxidos
e hidróxidos de hierro, que se evidencia en el color pardo-rojizo de las muestras, aunque no
se descarta cierto grado de sustitución isomórfica del Al por el Fe en la capa octaédrica de
los minerales arcillosos. La arcilla proveniente de Yaguajay también presenta un contenido
de elementos alcalino-térreos relativamente alto (CaO + MgO = 3,68), que puede ser un
indicio probable de la presencia de calcita o minerales similares.
35
Tabla 2.5 Composición química de las arcillas caoliníticas
SiO2 AlO3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O TiO2 P2O5 Mn2O3 Otros PPI
YG 46,58 20,06 14,41 2,94 0,74 0,04 0,11 0,06 1,12 0,13 0,73 0,14 12,74
2.4 Selección de las dosificaciones
Para la propuesta de dosificaciones se tuvieron en cuenta las características de ambiente
costero donde se colocarán y la disponibilidad de materiales en la constructora que
desarrollará la restauración. Se tomó como base para las dosificaciones el mortero de tipo
III, por ser uno de los más recomendados para revestimientos exteriores.
Para determinar los porcientos de adición de LC2 se tuvieron en cuenta los criterios de
especialistas del Centro de Investigación y Desarrollo de Estructuras y Materiales (CIDEM),
y los resultados de otras investigaciones que evalúan los distintos porcientos de sustitución
de clínker. Se determinó el uso de una dosificación con 50% de cemento P-35 y 50% de LC2,
y otra con 33% de P-35 y 67% de LC2. (Tabla 2.6)
Tabla 2.6: Dosificaciones seleccionadas.
No. Nomenclatura Tipo % P-35 % LC2 Cemento Árido
1 PP III Mod. 100 0 1 4
2 LC2-50 III Mod. 50 50 1 4
3 LC2-67 III Mod. 33 67 1 4
2.5 Elaboración de las mezclas de mortero
Las mezclas de morteros de albañilería fueron elaboradas en el laboratorio del Centro de
Investigación y Desarrollo de la Construcción, del reparto Casablanca, municipio Regla,
provincia La Habana y los ensayos de resistencia físco-mecánica se realizaron en el Centro
de Estudios de Construcciones y Arquitectura Tropical (CECAT) del Instituto Superior
Politécnico “José Antonio Echeverría” (CUJAE). Se utilizaron los mismos materiales
empleados en obra, teniendo en cuenta su uso generalizado en las acciones de
mantenimiento en edificaciones de Malecón Tradicional. Para realizar la evaluación del
comportamiento de los morteros se fabricó una muestra patrón sin adición de LC2 para cada
ensayo.
36
2.6 Ensayos de laboratorio
2.6.1 Ensayo de consistencia. NC 170:2002 “Mortero fresco. Determinación de la
consistencia en mesa de sacudida”
La consistencia se determinó midiendo el escurrimiento dentro de una muestra del mortero
fresco. Para ello se llenó el molde tronco-cónico situado en una mesa circular de sacudidas
y una vez retirado el molde, la mesa de sacudidas se eleva al girar la manivela y se deja caer
desde una altura de 12,7 mm 25 veces en 15 segundos, el giro debe ser realizado con una
velocidad constante. Por último, se mide el diámetro (o radio) que ha alcanzado el mortero
fresco (Figura 2.4).
Figura 2.4 Mesa de sacudidas
En este caso se busca alcanzar una consistencia correspondiente a un mortero entre plástico
y fluido, con un escurrimiento de 190mm±5mm de diámetro, teniendo en cuenta que la buena
laborabilidad es una de las propiedades más necesarias en los morteros de revestimiento.
2.6.2 Ensayo de densidad. Mezcla seca y mezcla húmeda
La densidad aparente se determina a los morteros de albañilería en varios estados: polvo
seco, fresco y endurecido. En el laboratorio se realizaron los ensayos para las muestras en
estado seco y fresco. En estado de polvo seco la densidad se determinó según la NC
567:2007 vertiendo de manera controlada la mezcla en un recipiente de volumen normada
para la determinación de su peso y posteriormente la densidad. En morteros frescos, se
determina su densidad aparente dividiendo su masa por el volumen que ocupa cuando se
introduce, o se introduce y compacta, de una manera prescrita en un recipiente de medida
con capacidad dada, como lo establece la NC 601:2008. (Figura 2.5)
37
Figura 2.5 Determinación de la densidad en estado a) seco y b) fresco
2.5.3 Ensayo de capacidad de retención de agua NC 169:2002 “Mortero fresco. Capacidad
de retención de agua”.
Este ensayo se realiza para asegurar que los morteros retengan la cantidad de agua
suficiente para garantizar la hidratación del cemento. Se considera aceptable la capacidad
de retención de agua ≥ 90%.
La masa de mortero fresco, con una consistencia determinada, se somete a un tratamiento
de succión, empleando un papel de filtro especificado como substrato. La capacidad de
retención de agua de una muestra se determina por la cantidad de agua retenida en el mismo
después de la succión, y se expresa en porciento de agua retenida en el mortero (Figura 2.6)
Figura 2.6 Ensayo de retención de agua
38
2.6.4 Ensayo de adherencia NC 172:2002 “Mortero endurecido. Determinación de la
resistencia a la adherencia por tracción”.
La adherencia se define como la resistencia a tracción máxima de la unión entre un mortero
y un soporte definido. Es la propiedad individual más importante en los morteros de
albañilería. Una mayor adherencia se relaciona directamente con una buena laborabilidad y
la rugosidad de las superficies de contacto. La presencia de unidades de albañilería con
buena capacidad de retención de agua, como la cal, tiende a mejorar la adherencia. En el
caso de los morteros de revestimiento es la propiedad fundamental.
Esta propiedad se determina por un ensayo de arrancamiento directo perpendicular a la
superficie del mortero. La fuerza de tracción se aplica por medio de una chapilla de
arrancamiento unida al área de ensayo de la superficie del mortero, y la adherencia o
resistencia de unión se determina dividiendo la carga máxima obtenida entre el área de
ensayo.(2002). El ensayo de resistencia a la adherencia por tracción fue realizado después
de los 28 días de curado; para el mismo se colocó cada serie de mortero sobre cuatro losas
que funcionan como soporte. Se realizaron cinco muestras por ensayo separadas a 70 mm
(Figura 2.7).
Figura 2.7 Ensayo de resistencia a la adherencia por tracción
39
2.7 Ensayos físico-mecánicos a probetas de morteros. Procedimientos
2.7.1 Proceso de fabricación de las probetas. NC 173:2002
Para la elaboración de las probetas se limpiaron, engrasaron y armaron los moldes a utilizar
según las especificaciones de la norma NC 173:2002. Se vertió una porción representativa
de la muestra de aproximadamente 300 g de mortero en cada compartimento del molde, para
formar una primera capa que se compactó en toda su superficie con 25 golpes suaves y
homogéneos. Se vertió el resto del material y se repitió la operación de apisonado. Luego se
eliminaron los espacios vacíos que quedaron en la superficie de los tres compartimentos.
Cuando el mortero comenzó a endurecer, se enrasó el molde con una superficie metálica.
Después de 24 horas de elaboradas las probetas se desmoldaron, se marcaron y se
sometieron al proceso de curado en un ambiente con humedad relativa de aproximadamente
un 90 %. Por cada muestra se fabricaron 3 moldes de probetas prismáticas de 40 x 40 x 160
mm para la realización de los ensayos programados en el diseño de experimento.
2.7.2 Resistencia a flexión y compresión. NC 173:2002 “Mortero endurecido. Determinación
de la resistencia a flexión y compresión”.
El ensayo de la resistencia a flexo-compresión se ejecutó siguiendo los pasos según la
normativa NC 173:2002. El procedimiento para su cálculo se establece en la norma cubana
de cemento NC 506:2007 Cemento Hidráulico-Método de ensayo-Determinación de la
resistencia mecánica.
Las pruebas de resistencia se realizaron a las edades de 3, 7 y 28 días
40
Figura 2.8 Proceso de ensayos de resistencia mecánica. a) Preparación de las probetas, b) Desmolde de probetas, c) Curado en cámara húmeda, d) Ensayo de resistencia mecánica a flexión, e) Ensayo de
resistencia mecánica a compresión, f) Probetas ensayadas
Para el ensayo de flexión se colocaron las probetas en una prensa y se apoyó sobre la cara
opuesta de la probeta ejerciendo una carga P verticalmente y creciendo progresivamente.
El ensayo de compresión se realizó utilizando las mitades que resultaron del ensayo a flexión,
en este se ejerció un esfuerzo a través de dos placas de acero sobre la sección de 40 x 40
mm de la probeta hasta que llegó a la deformación de esta. Se tomó, en ese momento, la
carga de rotura.
Luego de la rotura se calcularon los valores de resistencia por los parámetros de la norma
según las ecuaciones 2.1 y 2.2 y se tomaron los resultados medios de los valores alcanzados.
Rf=0,0234Q………………………………………………………………Ecuación2.1
Rc=Q/1600….…...……………………………………………………….Ecuación2.2
Donde:
Q, es la carga de rotura en cada ensayo (N).
Rf, es la resistencia a flexión (MPa).
Rc, es la resistencia a compresión (MPa)
41
2.7.3 Absorción de agua por capilaridad. (NC171:2002)
Para este ensayo se colocaron en absorción 9 probetas prismáticas, 3 por cada serie de
mortero, a la edad de 28 días. Las probetas luego de sacadas del curado se ubicaron en la
estufa por 24 horas, posteriormente se dejaron enfriar, se pesaron y se situaron en posición
vertical sobre un lecho de arena de aproximadamente 10 mm de espesor en una bandeja que
contenía 5 mm de agua por encima del lecho de arena. Para mantener la altura del agua se
utilizó un recipiente con agua y se colocó en posición invertida dentro de la bandeja a 5 mm
(ver Figura 2.9). A las edades de 4 h; 8 h; 1; 3; 5 y 7 días a partir que comienza el ensayo se
retiraron del recipiente y se pesaron anotando así los aumentos de peso que experimentaron
las probetas. Los parámetros para el cálculo de la absorción se determinaron según la norma
antes mencionada, mediante la ecuación 2.3.
Figura 2.9 Ensayo de absorción capilar
𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛𝑐𝑎𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟=𝑃𝑒𝑠𝑜𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙−𝑃𝑒𝑠𝑜𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙16 (𝑔/𝑐𝑚2)………………………...Ecuación 2.3
2.6 Conclusiones del capítulo
1. El diseño de experimento además de brindar una secuencia de pasos lógicos que guíen la
investigación, permite realizar un análisis estadístico de gran validez.
2. Las materias primas utilizadas en el la fabricación de las mezclas fueron caracterizadas,
detectándose una no conformidad en el árido disponible tipo polvo de piedra, debido a la mala
granulometría y el alto porcentaje de partículas finas que presenta.
3. Los resultados a obtener con los ensayos de consistencia, densidad, capacidad de
retención de agua, adherencia a la tracción, resistencia a flexocompresión y absorción de
42
agua por capilaridad permitirán realizar la evaluación de las propiedades de los morteros de
albañilería con el empleo de la adición LC2.
5. Tanto el proceso de fabricación de probetas, como los ensayos físico-mecánicos
realizados a estas, se llevaron a cabo siguiendo lo establecido en las normas cubanas
vigentes.
43
Capítulo III: Análisis de los resultados de los ensayos a morteros de
albañilería
En este capítulo se evalúan las propiedades y características de los morteros con el uso de
la adición puzolánica LC2 mediante la exposición y análisis de los resultados de los ensayos
físico-mecánicos realizados según el diseño experimental, así como su comparación con el
cemento Portland P-35 y con las normativas nacionales vigentes. Para un mejor análisis en
los anexos se presenta el análisis estadístico descriptivo realizado a las muestras de cada
ensayo.
3.1 Análisis de resultados de ensayo de consistencia
Tabla 3.1 Consistencia y relación agua-cemento
Nomenclatura Polvo de
piedra (g)
Cemento
P-35 (g) LC2 (g)
Total de
cemento (g)
Agua
(ml)
Relación
A/C
PP 1600 320 X 320 350 1,09
LC2-50 1600 160 145 305 375 1,23
LC2-67 1600 105 195 300 385 1,28
Los resultados obtenidos en los ensayos de consistencia muestran que, a medida
que se aumenta la proporción de adición, aumenta también la relación agua-cemento.
3.2 Análisis de resultados de densidad aparente
Tabla 3.2 Densidad para mezcla seca y fresca
Nomenclatura Densidad de mezcla seca (g/L) Densidad de mezcla fresca (g/L)
PP 1033,50 1996,00
LC2-50 1142,50 2000,00
LC2-67 1201,00 2005,00
44
La densidad, tanto en las mezclas en estado de polvo seco como en las de estado fresco,
aumenta a medida que se incrementa el contenido de LC2.
3.3 Análisis de resultados de la retención de agua
Tabla 3.3 Porciento de retención de agua
Muestra
Polvo de
piedra
(g)
Cemento
P-35 (g) LC2 (g)
Cemento
(g)
Agua
(ml)
Retención
(%)
PP 1600 320 X 320 350 91,97
LC3-50 1600 160 145 305 375 90,07
LC3-67 1600 105 195 300 385 91,21
Figura 3.1 Gráfico de retención de agua
En los ensayos de retención de agua se obtuvieron porcientos superiores al 90%, que es el
establecido como mínimo por la NC 175:2002, para todas las dosificaciones de morteros.
3.4 Análisis de resultados de la resistencia mecánica de los morteros
La resistencia a flexión y compresión de los morteros de albañilería se determinó a las edades
de 3, 7 y 28 días. Se utilizó para la realización del ensayo en cada edad, 3 probetas de 40 x
91.97
90.07
91.21
89.00
89.50
90.00
90.50
91.00
91.50
92.00
92.50
PP LC3-50 LC3-67
Ret
enci
ón
de
agu
a (%
)
Series de morteros
45
40 x 160 mm para cada serie de mortero. Se presentan en la Tabla 3.1 los resultados de las
resistencias medias a flexión y compresión.
Tabla 3.4 Resistencia a flexión y compresión.
Nomenclatura
Resistencia a flexión (MPa) Resistencia a compresión (MPa)
3 días 7 días 28 días 3 días 7 días 28 días
PP 2,60 3,28 3,48 10,55 11,01 15,78
LC3-50 1,59 2,20 3,09 4,22 6,66 9,17
LC3-67 0,71 1,60 2,05 3,24 4,68 7,07
En las figuras 3.2 y 3.3 se evidencia el comportamiento normal de las muestras, ya que ocurre
un aumento progresivo de la resistencia a la flexión y compresión a lo largo del tiempo
analizado.
Figura 3.2 Gráfico de resistencia a flexión
46
Figura 3.3 Gráfico de resistencia a compresión
Análisis de la resistencia de morteros tipo III: En la figura 3.4 se muestra la resistencia a
compresión a los 28 días para las series de morteros tipo III y las especificaciones de la NC
175:2002
Figura 3.4 Gráfico de resistencia a compresión a 28 días par morteros
El análisis de los datos reflejados en la figura 3.4 permitió obtener que los morteros con
adición de LC2, a pesar de contar con resistencias menores que la de la muestra patrón,
cumplen con las especificaciones de la NC 175:2002 para morteros tipo III la cual establece
5.2MPa a los 28 días.
47
Los valores de resistencia a compresión para los 28 días de las muestras con adición de LC2
al 50% representan el 58% de la muestra patrón, mientras que las muestras con adición al
67% representan el 45%. Ambas sobrepasan el valor normativo con un 76 y 36%,
respectivamente.
3.5 Análisis de los resultados de la absorción de agua por capilaridad
Tabla 3.5 Resultados del ensayo de absorción capilar
Serie de
mortero
Absorción capilar (g/cm²)
4h 8h 1d 3d 5d 7d
PP 0.41 0.51 0.85 0.93 0.98 1.02
LC2-50 0.65 0.84 1.64 1.87 1.91 1.98
LC2-67 0.68 0.87 1.7 1.91 1.99 2.03
Figura 3.5a Gráfico de absorción capilar
Figura 3.5b Gráfico de absorción capilar
Según los valores obtenidos, se aprecia que la absorción capilar en morteros elaborados con
la adición LC2 es superior a la que presentan los morteros elaborados con el cemento de
referencia P-35, debido fundamentalmente al contenido de arcilla que posee dicha adición.
En la Fig. 3.5 se observa el comportamiento de la absorción para cada mortero en las
diferentes edades de ensayo.
3.6 Análisis de los resultados de la resistencia a la adherencia por tracción
Los resultados a manera de resumen se muestran en la Tabla 3.6
0
0.5
1
1.5
2
2.5
4h 8h 1d 3d 5d 7d
Ab
sorc
ión
cap
ilar
(g/c
m²)
Tiempo
PP
LC2-50
LC2-67
48
Tabla 3.6 Valores de adherencia a los 28 días
Nomenclatura Adherencia (MPa)
PP 0,21
LC2-50 0,18
LC2-67 0,17
En las muestras los lugares de rotura que existieron fueron mortero-substrato y mortero-
mortero, predominando mortero-sustrato.
Figura 3.5 Gráfico de resistencia a la adherencia a la tracción
Figura 3.6 Recomendaciones para morteros de revestimiento. Tomada de la NC 175: 2002
Teniendo en cuenta los resultados recogidos en los ensayos ninguna de las muestras
analizadas cumple con la NC 175:2002 “Morteros de albañilería” en cuanto a la resistencia a
0.21
0.180.17
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
PP LC3-50 LC3-67
Res
iste
nci
a a
la a
dh
eren
cia
po
r tr
acci
ón
(M
Pa)
Series3
49
la adherencia, la cual propone 0.30MPa. Existen muchas variables que afectan este
parámetro como son: contenido de aire, succión de las unidades de albañilería, cohesión del
mortero, retención de agua del mortero, presión aplicada sobre la junta o pared, rugosidad
del substrato y condiciones de curado.
3.7 Conclusiones parciales del capítulo.
1. La resistencia a compresión a los 28 días de edad de los morteros elaborados con la
adición puzolánica LC2, cumple con las especificaciones establecidas en la norma cubana
NC175:2002, aunque sus resultados fueron inferiores respecto a las muestras de referencia.
2. la fluidez de las mezclas fueron fijadas para una mayor laborabilidad por lo que la relación
agua-cemento fue alta.
3. La retención de agua fue satisfactoria pues en todas las mezclas se mantuvo por encima
del 90%, que es el mínimo establecido por la norma.
4. La absorción capilar en los morteros elaborados con la adición puzolánica LC 2 adquiere
valores superiores a los morteros de referencia elaborados con cemento P-35.
5. En nuestro país no existen normativas que nos brinden valores de comparación para la
evaluación del ensayo de absorción por capilaridad, pero sus resultados nos permiten emitir
un criterio de evaluación sobre el grado de porosidad presente en el material y con ello
obtenemos un parámetro de durabilidad.
6. Los valores de resistencia a la adherencia por tracción alcanzados son bajos y no cumplen
con la normativa vigente que establece para morteros de revestimiento una Radh≥0.3Mpa.
50
Conclusiones generales
1. La adición de puzolanas a base de las arcillas calcinadas a los morteros, en sustitución
de una porción de cemento, ha alcanzado resultados negativos en casi todos los ensayos
realizados. Esto puede ser producto de la inconformidad del árido utilizado.
2. A pesar de que la resistencia a compresión a los 28 días de los morteros elaborados con
la adición puzolánica LC2 fueron inferiores respecto a las muestras de referencia, estos
cumplen con las especificaciones establecidas en la norma cubana NC 175:2002
3. La absorción capilar en los morteros elaborados con la adición puzolánica LC2 adquiere
valores superiores a los morteros de referencia elaborados con cemento P-35.
4. Los valores de resistencia a la adherencia por tracción alcanzados en las muestras son
bajos y no cumplen con lo establecido por la normativa vigente que establece para
morteros de revestimiento una Radh≥0.3Mpa.
5. La muestra de mortero con 50% de adición de LC2 es la más indicada para la continuación
de su estudio como alternativa que permita la disminución del contenido de cemento en
vista a un ahorro económico y energético, cumpliendo a la vez con las normativas
nacionales e internacionales vigentes.
51
Recomendaciones
1. Continuar con la investigación acerca de la resistencia a la adherencia a la tracción, a fin
de obtener mayor seguridad en los resultados obtenidos y una forma de mejorarlos.
2. Ampliar el estudio del comportamiento de la adición de LC2 en morteros de revestimiento
en la línea de durabilidad, específicamente ante el fenómeno de la cristalización de sales.
52
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Anexos
Anexo 1 Estadística descriptiva de resultados de los ensayos de flexocompresión a
los 3, 7 y 28 días
3 dais
Series de morteros
Dosificación (LC2:P-35:pp) Flexión (kN) Compresión (kN)
PP 0: 1: 4
2.39 10.36
10.36
2.91 10.68
10.38
2.91 10.44
11.07
LC2-50 0.5: 1: 4
1.62 4.32
4.39
1.55 4.13
4.11
1.59 4.17
4.18
LC2-67 0.67: 1: 4
0.68 3.25
3.20
0.75 3.18
3.25
0.70 3.32
3.26
PP Análisis estadístico descriptivo Resist. Flexión(kN)
PP Análisis estadístico descriptivo Resist. Compresión(kN)
Media 2.734375 Media 10.54896
Error típico 0.171875 Error típico 0.115147
Mediana 2.90625 Mediana 10.40938
Moda 2.90625 Moda 10.3625
Desviación estándar
0.297696 Desviación estándar 0.282052
Varianza de la muestra
0.088623 Varianza de la muestra 0.079553
Curtosis #¡DIV/0! Curtosis 2.230002
Coeficiente de asimetría
-1.73205 Coeficiente de asimetría 1.65371
57
Rango 0.515625 Rango 0.70625
Mínimo 2.390625 Mínimo 10.3625
Máximo 2.90625 Máximo 11.06875
Suma 8.203125 Suma 63.29375
Cuenta 3 Cuenta 6
Mayor (1) 2.90625 Mayor (1) 11.06875
Menor(1) 2.390625 Menor(1) 10.3625
Nivel de confianza (95.0%)
0.739518 Nivel de confianza (95.0%)
0.295996
LC2-50 Análisis estadístico descriptivo Resist. Flexión(kN)
LC2-50 Análisis estadístico descriptivo Resist. Compresión(kN)
Media 1.585938 Media 4.215625
Error típico 0.02067 Error típico 0.045379
Mediana 1.59375 Mediana 4.171875
Moda #N/A Moda #N/A
Desviación estándar
0.035801 Desviación estándar
0.111155
Varianza de la muestra
0.001282 Varianza de la muestra
0.012355
Curtosis #¡DIV/0! Curtosis -0.9442
Coeficiente de asimetría
-0.93522 Coeficiente de asimetría
0.940743
Rango 0.070313 Rango 0.275
Mínimo 1.546875 Mínimo 4.1125
Máximo 1.617188 Máximo 4.3875
Suma 4.757813 Suma 25.29375
Cuenta 3 Cuenta 6
Mayor (1) 1.617188 Mayor (1) 4.3875
Menor(1) 1.546875 Menor(1) 4.1125
Nivel de confianza (95.0%)
0.088936 Nivel de confianza (95.0%)
0.11665
LC2-67 Análisis estadístico descriptivo Resist. Flexión(kN)
LC2-67 Análisis estadístico descriptivo Resist. Compresión(kN)
Media 0.710938 Media 3.241667
Error típico 0.02067 Error típico 0.020391
Mediana 0.703125 Mediana 3.25
Moda #N/A Moda 3.25
Desviación estándar
0.035801 Desviación estándar
0.049948
58
Varianza de la muestra
0.001282 Varianza de la muestra
0.002495
Curtosis #¡DIV/0! Curtosis 0.287492
Coeficiente de asimetría
0.93522 Coeficiente de asimetría
0.225444
Rango 0.070313 Rango 0.14375
Mínimo 0.679688 Mínimo 3.175
Máximo 0.75 Máximo 3.31875
Suma 2.132813 Suma 19.45
Cuenta 3 Cuenta 6
Mayor (1) 0.75 Mayor (1) 3.31875
Menor(1) 0.679688 Menor(1) 3.175
Nivel de confianza (95.0%)
0.088936 Nivel de confianza (95.0%)
0.052417
7 dais
Serie de mortero Dosificación (LC2:P-35:pp) Flexión (kN) Compresión (kN)
PP 0: 1: 4 3.0703125 10.63
10.91
3.2109375 11.24
11.01
3.5625 11.3
10.98
LC2-50 0.5: 1: 4 2.15625 6.58
6.78
1.875 6.42
6.4
2.5546875 6.78
6.99
LC2-67 0.67: 1: 4 1.640625 4.75
4.81
1.8046875 4.58
4.7
1.359375 4.57
4.69
PP Análisis estadístico descriptivo Resist. Flexión(kN)
PP Análisis estadístico descriptivo Resist. Compresión(kN)
Media 3.28125 Media 11.01188
Error típico 0.146367141 Error típico 0.098544
59
Mediana 3.2109375 Mediana 10.995
Moda #N/A Moda #N/A
Desviación estándar 0.253515324 Desviación estándar 0.241384
Varianza de la muestra 0.06427002 Varianza de la muestra 0.058266
Curtosis #¡DIV/0! Curtosis 0.079508
Coeficiente de asimetría 1.152069638 Coeficiente de asimetría -0.43604
Rango 0.4921875 Rango 0.66875
Mínimo 3.0703125 Mínimo 10.63125
Máximo 3.5625 Máximo 11.3
Suma 9.84375 Suma 66.07125
Cuenta 3 Cuenta 6
Mayor (1) 3.5625 Mayor (1) 11.3
Menor(1) 3.0703125 Menor(1) 10.63125
Nivel de confianza (95.0%)
0.629766977 Nivel de confianza (95.0%) 0.253317
LC2-50 Análisis estadístico descriptivo Resist. Flexión(kN)
LC2-50 Análisis estadístico descriptivo Resist. Compresión(kN)
Media 2.1953125 Media 6.658333
Error típico 0.197178585 Error típico 0.094742
Mediana 2.15625 Mediana 6.68
Moda #N/A Moda 6.78
Desviación estándar 0.341523328 Desviación estándar
0.23207
Varianza de la muestra 0.116638184 Varianza de la muestra
0.053857
Curtosis #¡DIV/0! Curtosis -1.36135
Coeficiente de asimetría 0.507964282 Coeficiente de asimetría
0.211883
Rango 0.6796875 Rango 0.59
Mínimo 1.875 Mínimo 6.4
Máximo 2.5546875 Máximo 6.99
Suma 6.5859375 Suma 39.95
Cuenta 3 Cuenta 6
Mayor (1) 2.5546875 Mayor (1) 6.99
Menor(1) 1.875 Menor(1) 6.4
Nivel de confianza (95.0%)
0.848390979 Nivel de confianza (95.0%)
0.243543
60
LC2-67 Análisis estadístico descriptivo Resist. Flexión(kN)
LC2-67 Análisis estadístico descriptivo Resist. Compresión(kN)
Media 1.6015625 Media 4.683333
Error típico 0.130025914 Error típico 0.038442
Mediana 1.640625 Mediana 4.695
Moda #N/A Moda #N/A
Desviación estándar 0.225211489 Desviación estándar
0.094163
Varianza de la muestra 0.050720215 Varianza de la muestra
0.008867
Curtosis #¡DIV/0! Curtosis -1.29723
Coeficiente de asimetría -0.757035114 Coeficiente de asimetría
-0.08105
Rango 0.4453125 Rango 0.24
Mínimo 1.359375 Mínimo 4.57
Máximo 1.8046875 Máximo 4.81
Suma 4.8046875 Suma 28.1
Cuenta 3 Cuenta 6
Mayor (1) 1.8046875 Mayor (1) 4.81
Menor(1) 1.359375 Menor(1) 4.57
Nivel de confianza (95.0%)
0.559456353 Nivel de confianza (95.0%)
0.098818
28 dais
Serie de mortero Dosificación (LC2:P-35:pp) Flexión (kN) Compresión (kN)
PP 0: 1: 4 3.61 15.28
16.16
3.02 15.37
15.35
3.82 16.23
16.3
LC2-50 0.5: 1: 4 2.74 9.36
9.25
3.33 9.24
9.13
3.19 8.73
9.3
LC2-67 0.67: 1: 4 1.41 6.97
6.88
2.58 7.38
61
7.19
2.16 7.05
6.98
PP Análisis estadístico descriptivo Resist. Flexión(kN)
PP Análisis estadístico descriptivo Resist. Compresión(kN)
Media 3.483333 Media 15.78167
Error típico 0.239467 Error típico 0.201683
Mediana 3.61 Mediana 15.765
Moda #N/A Moda #N/A
Desviación estándar
0.414769 Desviación estándar
0.494021
Varianza de la muestra
0.172033 Varianza de la muestra
0.244057
Curtosis #¡DIV/0! Curtosis -3.19619
Coeficiente de asimetría
-1.24609 Coeficiente de asimetría
0.017605
Rango 0.8 Rango 1.02
Mínimo 3.02 Mínimo 15.28
Máximo 3.82 Máximo 16.3
Suma 10.45 Suma 94.69
Cuenta 3 Cuenta 6
Mayor (1) 3.82 Mayor (1) 16.3
Menor(1) 3.02 Menor(1) 15.28
Nivel de confianza (95.0%)
1.030343 Nivel de confianza (95.0%)
0.518443
LC2-50 Análisis estadístico descriptivo Resist. Flexión(kN)
LC2-50 Análisis estadístico descriptivo Resist. Compresión(kN)
Media 3.086667 Media 9.168333
Error típico 0.177983 Error típico 0.093002
Mediana 3.19 Mediana 9.245
Moda #N/A Moda #N/A
Desviación estándar
0.308275 Desviación estándar
0.227808
Varianza de la muestra
0.095033 Varianza de la muestra
0.051897
Curtosis #¡DIV/0! Curtosis 3.792674
62
Coeficiente de asimetría
-1.33891 Coeficiente de asimetría
-1.87878
Rango 0.59 Rango 0.63
Mínimo 2.74 Mínimo 8.73
Máximo 3.33 Máximo 9.36
Suma 9.26 Suma 55.01
Cuenta 3 Cuenta 6
Mayor (1) 3.33 Mayor (1) 9.36
Menor(1) 2.74 Menor(1) 8.73
Nivel de confianza (95.0%)
0.765797 Nivel de confianza (95.0%)
0.23907
LC2-67 Análisis estadístico descriptivo Resist. Flexión(kN)
LC2-67 Análisis estadístico descriptivo Resist. Compresión(kN)
Media 2.05 Media 7.075
Error típico 0.342199 Error típico 0.074151
Mediana 2.16 Mediana 7.015
Moda #N/A Moda #N/A
Desviación estándar
0.592706 Desviación estándar
0.181631
Varianza de la muestra
0.3513 Varianza de la muestra
0.03299
Curtosis #¡DIV/0! Curtosis 0.489153
Coeficiente de asimetría
-0.80639 Coeficiente de asimetría
1.023761
Rango 1.17 Rango 0.5
Mínimo 1.41 Mínimo 6.88
Máximo 2.58 Máximo 7.38
Suma 6.15 Suma 42.45
Cuenta 3 Cuenta 6
Mayor (1) 2.58 Mayor (1) 7.38
Menor(1) 1.41 Menor(1) 6.88
Nivel de confianza (95.0%)
1.472362 Nivel de confianza (95.0%)
0.190611
