Unidad 2 - Componentes de la albañilería

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Ingeniería Civil
Diseño estructural en acero y albañilería
Unidad 2: Componentes de la albañilería
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Componentes de la albañilería
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Componentes de la albañilería
Elaborado por: Danny Yong
Componentes de la albañilería
Los elementos que componen los muros de albañilería confinada y armada son:
I. Unidades de albañilería
II. Mortero
III. Concreto liquido (grout)
IV. Acero de refuerzo
V. Concreto
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Unidades de albañilería
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Unidades de albañilería
Elaborado por: Danny Yong
Clasificación de las unidades de albañilería
a) Por sus dimensiones: - Ladrillos
- Bloques
b) Por su materia prima y fabricación: - Unidades de arcilla
- Unidades sílice - cal
- Unidades de concreto
- Unidades artesanales
- Unidades industriales
c) Por sus huecos (alveolos): - Unidades sólidas
- Unidades huecas
- Unidades alveolares
- Unidades tubulares
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Unidades de albañilería
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Tipos de unidades de albañilería
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Unidades de albañilería
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a) Clasificación por sus dimensiones
Por sus dimensiones o por su tamaño, las unidades se clasifican en
ladrillos y bloques.
a.1) Ladrillos
Los ladrillos son unidades que pueden ser manipuladas y asentadas
con una mano. Se emplean en la construcción de la albañilería
confinada.
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Sus dimensiones comunes varían:
6 a 9 cm
11 a 14 cm
23 a 29 cm
Su peso oscila entre 3 a 6 kg.
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a.2) Bloques
Los bloques son unidades que pueden ser manipuladas y asentadas con
ambas manos. Se emplean en las edificaciones de albañilería armada.
Las dimensiones comunes para el caso de los bloques de concreto
vibrado son:
19 cm
14 ó 19 cm
19 ó 39 cm
Su peso puede variar entre 12 y 20 kg.
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b) Clasificación por su materia prima y fabricación
Las arcillas que se emplean como materia prima para la fabricación
de los ladrillos, se clasifican en:
Por su materia prima, las unidades pueden ser de arcilla, sílice-cal o
concreto; y por su fabricación, las unidades pueden ser artesanales o
industriales.
b.1) Unidades de arcilla
Contienen 15% de carbonato de
calcio que proporciona un color
amarillento a las unidades.
➢ Arcillas calcáreas:
➢ Arcillas no calcáreas: Predomina el silicato de alúmina
con 5% de óxido de hierro que
proporciona el tono rojizo.
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Las mejores arcillas contienen un 33% de arena y limo.
El proceso de fabricación es el siguiente:
Extracción Tamizado Molienda Mezclado
Moldeado
Secado
Quemado
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La extracción del material se realiza en la cantera, y se hace con picos,
lampas o usando palas mecánicas.
Luego este material se tamiza empleando mallas metálicas para eliminar
piedras u otros materiales extraños.
Posteriormente, se procede con la molienda, ya sea apisonando al
material (proceso artesanal) o usando molinos (proceso industrial).
Luego se procede al mezclado de la materia prima con agua y arena, y se
deja descansar la mezcla durante un día.
Después se efectúa el moldeado. Aquí la mezcla se lanza con fuerza a
los moldes de madera.
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El proceso de secado puede realizarse artesanalmente a temperatura
ambiente, o de manera industrializada introduciendo las unidades en un
horno con temperatura regulable que va desde la temperatura ambiente
hasta los 200 °C para después volverla a la temperatura ambiente.
Por último se realiza el quemado en hornos con temperaturas de hasta
1200 °C. Este proceso tarda entre 3 y 5 días.
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Unidades de albañilería
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Fabricación de unidades de arcilla artesanales
Extracción y
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Unidades de albañilería
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Deterioro de las unidades de arcilla artesanales crudas
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Unidades de albañilería
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Fabricación de unidades de arcilla industriales (1/3)
Extracción Molienda
Dosificación y amasado Moldeado con prensa hidráulica 
y extrusión
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Unidades de albañilería
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Fabricación de unidades de arcilla industriales (2/3)
Cocción en horno tipo túnel
Secado
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Unidades de albañilería
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Fabricación de unidades de arcilla industriales (3/3)
Limpieza (escobillas y aire 
comprimido)
Control de calidad
Empaquetado
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Estas unidades existen en bloques y ladrillos.
La materia prima consiste de un 10% de cal hidratada normalizada y
un 90% de arena (con un 75% de sílice), lo que da lugar a unidades
de color blanco grisáceo. También se les pueden añadir pigmentos
para cambiarles el color.
Su proceso de fabricación es el siguiente:
b.2) Unidades sílico-calcáreas
Dosificación
Mezclado 
con agua
Moldeo
Curado al 
vapor
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La dosificación de los materiales se hace en peso.
Posteriormente, se mezclan con agua, y se deja reposar la mezcla en
unos silos durante 3 horas con la finalidad de hidratar a la cal.
Para el moldeo de las unidades, se emplean prensas hidráulicas que
aplican 500 toneladas de carga.
Luego las unidades se endurecen curándolas a vapor en cámara
autoclave con elevada presión (entre 8 a 17 atmósferas). Durante este
proceso, la cal reacciona con el silicio, formando un agente cementante
(silicato cálcico hidratado) que une las partículas de arena formando
unidades con alta resistencia a la compresión.
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La ventaja de estas unidades silico- calcáreas sobre las de arcilla es
que sus dimensiones entre el estado crudo y el estado terminado,
prácticamente, no varían.
La principal desventaja de estas unidades es que su textura es lisa,
con poros muy cerrados, ocasionando una reducción en la
adherencia mortero-unidad.
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Unidades de albañilería
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La ventaja de estas unidades de concreto sobre las anteriores, es que
dependiendo de la dosificación, se pueden fabricar unidades con
una determinada resistencia, en función al uso que se les dará.
El concreto de estas unidades es una mezcla de:
b.3) Unidades de concreto
Cemento + arena + confitillo + agua
La consistencia de la mezcla debe ser seca con un revenimiento del
orden de 1 pulg para desmoldar inmediatamente las unidades sin que
se desmoronen.
Su textura es usualmente gruesa con poros abiertos, y su peso
puede aligerarse empleando piedra pómez como agregado.
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Unidades de albañilería
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El esquema de su proceso de fabricación de estas unidades es el
siguiente:
Dosificación MoldeoMezclado Curado
La dosificación de los materiales es en peso.
Luego se realiza el mezclado del cemento, arena y confitillo con una
baja cantidad de agua (slump 1”).
Posteriormente, en unos moldes metálicos con base deslizante, se
coloca la mezcla, y el moldeado se realiza por vibro-compactación.
El proceso de curado industrial se realiza en cámarade vapor a
50°C, en cámara autoclave (150°C, a presión de 6 a 10 atmósferas) o
por riego por aspersión.
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La Norma E-070 indica en su Artículo 5.1.d):
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c) Clasificación por sus huecos (alveolos)
Artículo 3.26:
Las unidades se clasifican por su porcentaje de huecos (alveolos o
perforaciones) que tienen en su superficie de asentado.
C.1) Unidades sólidas (o macizas)
An ≥ 70% Abruta
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Artículo 3.25:
C.2) Unidades huecas
An < 70% Abruta
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Artículo 3.23:
C.3) Unidades alveolares
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Artículo 3.27:
C.4) Unidades tubulares
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Propiedades y ensayos de clasificación de las unidades de albañilería
➢ Propiedades de la unidad asociadas con la resistencia de la albañilería:
✓ Resistencia a compresión
✓ Resistencia a tracción por flexión
✓ Variabilidad dimensional
✓ Alabeo
✓ Succión
➢ Propiedades de la unidad asociadas con la durabilidad de la albañilería:
✓ Resistencia a la compresión
✓ Densidad
✓ Eflorescencia
✓ Absorción
✓ Coeficiente de saturación
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Para el muestreo, la Norma E070 en su artículo 5.4, a), indica:
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a) Variación dimensional
La prueba de variación dimensional es necesaria efectuarla para
determinar el espesor de las juntas de albañilería.
El procedimiento para determinar la variación dimensional V(%) es el
siguiente:
1) Para cada arista de la unidad, (L, b, h), se toman cuatro medidas
en mm, y en la parte media de cada cara.
2) Luego, por cada arista, se calcula el valor promedio (Dp) de
toda la muestra. A la dimensión especificada por el
fabricante (De) se le resta el valor Dp, y esta diferencia se
divide entre De.
V(%) = 
(De – Dp)
De
x100
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Ejemplo para la determinación de la 
variación dimensional en la altura
V(%) = 
(De – Dp)
De
x100
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b) alabeo
El alabeo es la concavidad o convexidad de la unidad que conduce a un
mayor espesor de junta.
El alabeo disminuye el área de contacto de la unidad con el mortero
reduciendo la adherencia entre ambos; e incluso puede producir fallas
de tracción por flexión en la unidad por el peso de las hiladas superiores.
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Unidades de albañilería
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Para medir el alabeo se coloca la superficie de asiento de la unidad sobre
una mesa plana. Luego se introduce una cuña metálica graduada al
milímetro en la zona alabeada. También debe colocarse una regla que
conecte los extremos diagonalmente opuestos de la unidad para después
introducir la cuña en el punto de mayor deflexión. El resultado promedio se
expresa en milímetros.
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Unidades de albañilería
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Las muestras son medias unidades secas cuyas superficies de asiento se
coloca un capping de yeso.
Luego se aplica la carga vertical a una velocidad de desplazamiento de
1.25 mm/min entre los cabezales de la máquina de ensayo.
La resistencia unitaria a compresión se expresa como el valor de la
carga de rotura dividida entre el área bruta.
c) Resistencia a compresión axial (f’b)
funit = 
Pu
A
donde:
funit = Resistencia unitaria a compresión axial
Pu = Carga de rotura
A = Área bruta de la superficie de asiento
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La resistencia característica a compresión axial de la unidad, f’b, se
obtendrá restando al resultado promedio una desviación estándar.
f’b = funit - 
prom
Fórmula para calcular la desviación estándar:
donde:
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Es preciso indicar que la resistencia a compresión (f’b) no da la verdadera
resistencia de la masa componente de la unidad porque depende de:
✓ La forma de la unidad.
✓ La altura de la unidad.
✓ El capping empleado.
✓ La restricción al desplazamiento lateral impuesta por
los cabezales de la maquina de ensayo que permite
una acción de confinamiento transversal a la carga
aplicada.
Por consiguiente, el ensayo de resistencia a compresión da solamente una
medida cualitativa de las unidades ensayadas bajo las mismas
condiciones.
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d) Succión (S), Absorción (A), Absorción Máxima (Am), Coeficiente de 
saturación (CS) y Densidad (D)
Para calcular estos parámetros, se emplean unidades enteras, y se determinan 
los siguientes pesos en gramos:
P0 = Peso en estado natural.
P1 = Peso de la unidad, secada en un horno a 110C.
P2 = Peso de la unidad, luego de ser sumergida su cara de asiento en una 
película de agua de 3 mm de altura durante 1 minuto.
P3 = Peso de la unidad saturada, luego de haber estado 24 horas en una 
poza de agua.
P4 = Peso de la unidad completamente saturada luego de haber estado 5 
horas en agua en ebullición.
P5 = Peso de la unidad sumergida totalmente en agua fría.
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T = 24 horas
Peso P3
T = 1 minuto
3 mm
Peso P2
T = 5 horas
Peso P4
Peso P5
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Realizando los cálculos:
Humedad natural = Hn (%)= 100 (P0-P1)/P1
Succión = S (gr/200cm2-min) = 200 (P2-P1)/ área de la cara de asiento
Absorción = A (%) = 100 (P3-P1)/P1
Absorción máxima = Am (%) = 100 (P4-P1)/P1
Coeficiente de saturación = CS = A/Am
Volumen = V (cm3) = P4-P5 por el Principio de Arquímedes
Área neta = An = V/h siendo h = altura promedio
Densidad = D (gr/cm3) = P1/V
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En este rango de succión se encuentran las unidades silico-calcáreas y las
unidades de concreto. Sin embargo, las unidades de arcilla tienen una succión
más elevada [40 gr/(200 cm2.min) para las unidades industriales, y 80 gr/(200
cm2.min) para las unidades artesanales].
Se recomienda que la succión de las unidades, antes de asentarlas, esté
comprendida entre:
Succión recomendable = 10 y 20 gr/(200 cm2.min)
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Con respecto a la absorción, la norma E-070 indica lo siguiente en su
Artículo 5.5 b)
Asimismo, las unidades con coeficiente de saturación CS mayor que 0.85,
son muy absorbentes (muy porosas); y en consecuencia, son menos durables.
Clase P
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Al igual que la resistencia a compresión, la resistencia a tracción por flexión f’t
da una medida cualitativa de la unidad.
El ensayo consiste en someter a la unidad a la acción de una carga
concentrada creciente al centro de la unidad, a una velocidad de
desplazamiento de 1.25 mm/min entre los cabezales de la máquina.
Luego se calcula f’t mediante la aplicación de la fórmula de flexión simple.
e) Resistencia a la tracción por flexión (f’t) o Módulo de ruptura
donde:
P = Carga aplicada al centro de la unidad
L = Longitud de la unidad
b = Ancho de la unidad
h = Altura de la unidad
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Unidades de albañilería
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Deducción:
P
L
b
h
DFC
P/2
P/2
L/2 L/2
y
DMF
L/2 L/2
(P.L)/4
donde:
M = (P.L)/4
y = h/2
I = (b.h3)/12
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Unidades de albañilería
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La eflorescencia es la presencia de sales (básicamente sulfatos) en la misma
unidad o en la arena de mortero, que atacan químicamente a la unidad
afectando su durabilidad y su adherencia con el mortero.
La eflorescencia se produce cuando las sales entran en contacto con el
agua, y afloran hacia la superficie a través de los poros de la unidad o del
mortero.
El riesgo de eflorescencia es mayor en las unidades de arcilla que en las
unidades de concreto, y es casi inexistente en las unidades sílico-calcáreas.
f) Eflorescencia
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Unidades de albañilería
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Eflorescencia en la unidad y en el mortero
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Unidades de albañilería
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Para determinar la eflorescencia en campo, se coloca una muestra de cinco
unidades sobre una bandeja con 25 mm de altura de agua, espaciando las
unidades a 50 mm entre ellas.
Transcurridos siete días en la bandeja, las unidades se retiran y se dejan secar
a temperatura ambiente.
Si aparecen manchas blanquecinas, la unidad puede clasificarse como
eflorescida, ligeramente eflorescida o sin eflorescencia. Esta clasificación
se realiza por inspección ocular.
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Unidades de albañilería
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Aceptación de la unidad
Artículo 5.5 – Norma E-070
Clase P
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Unidades de albañilería
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Unidades de albañilería
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Unidades de albañilería
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Clasificación de la unidad de albañilería para fines estructurales
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Unidades de albañilería
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Ejemplo:
En la figura se muestra una unidad de albañilería con sus dimensiones y con
los resultados de la variación dimensional en cada arista. Se pide clasificar
esta unidad si además se sabe que tiene 6 mm de alabeo, y su resistencia a
compresión es de 120 kg/cm2.
90 mm
120 mm
240 mm
V(%) = 5%
V(%) = 3%
V(%) = 4%
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Unidades de albañilería
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Desarrollo
90 mm
120 mm
240 mm
V(%) = 5%
V(%) = 3%
V(%) = 4%
(Ladrillo III)
(Ladrillo II)
(Ladrillo IV)
Alabeo: 6 mm (Ladrillo III)
f’b = 120 kg/cm2 (Ladrillo III)
La unidad de albañilería se 
clasifica como Ladrillo II
Rpta
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Unidades de albañilería
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Zonas sísmicas 
2, 3 y 4 
Limitación en el uso de las unidades de albañilería para fines estructurales
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Mortero
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Mortero
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Artículo 6.1
Definición de Mortero
El mortero tiene dos funciones principales:
➢ Adherir las unidades corrigiendo sus irregularidades.
➢ Sellar las juntas contra la penetración del aire y de la 
humedad.
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Mortero
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Componentes del mortero
El mortero está constituido por:
✓ Material aglomerante: (cemento y cal hidratada normalizada)
✓ Agregado fino: (arena gruesa)
✓ Agua
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Mortero
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a) Cemento
El cemento que se usa, es el cemento portland Tipo I, y
excepcionalmente se usa el cemento portland Tipo II
(resistente a los sulfatos).
También se puede usar cemento puzolánico IP, pero en este
caso se recomienda preparar una mezcla más rica (bajando a la
mitad el volumen de arena) para lograr la misma resistencia a la
de un cemento portland Tipo I.
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Mortero
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b) Cal hidratada normalizada
De emplearse cal en el mortero, ésta debe ser hidratada y
normalizada.
La razón por la cual se emplea cal normalizada se debe a que
la cal puede contener partículas muy finas que en vez de
trabajar como materiales aglomerantes, lo hacen como residuos
inertes.
Para obtención de la cal hidratada [hidróxido de calcio =
Ca(OH)2], se calcina la piedra caliza para obtener primero la cal
viva (oxido de calcio = CaO). Luego se procede con la
hidratación de la cal viva agregándole agua, y así se obtiene la
cal hidratada.
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Mortero
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Calcinación
(a 1000 °C)
Piedra caliza + Calor = Cal viva + Anhidrido carbónico
CaCO3 + Calor = CaO + CO2
Apagado
(hidratación)
CaO + H2O = Ca (OH)2 + Calor
Ca (OH)2 = Cal hidratada
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Mortero
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En los morteros que contienen cemento y cal, como
aglomerantes, el cemento proporciona resistencia a la mezcla,
mientras que la cal le proporciona trabajabilidad y retentividad.
Tener presente que el uso de la cal en el mortero, reduce la
resistencia a compresión del mortero.
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Mortero
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c) Arena gruesa
La arena gruesa debe ser de granos redondeados y de una
granulometría completa, es decir con una variedad en el
tamaño de las partículas para que puedan llenar los espacios
vacíos. La función de la arena gruesa es dar estabilidad
volumétrica a la mezcla.
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Mortero
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Mortero
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d) Agua
El agua debe ser potable, libre de materias orgánicas.
El uso de agua de mar debe evitarse porque produce
eflorescencia en la unidad y en el mortero, y también produce
corrosión en el refuerzo.
El agua proporciona trabajabilidad a la mezcla, e hidrata al
cemento.
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Mortero
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Clasificación del mortero para fines estructurales
Los morteros se clasifican en:
Empleado en la construcción 
de muros portantes.
Mortero Tipo P
Empleado en la construcción 
de muros no portantes.
Mortero Tipo NP
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Mortero
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Mortero
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Verificación de la fluidez y la trabajabilidad
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Mortero
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Mortero con poca fluidez 
No cubre la 
superficie del 
ladrillo
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Mortero
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Mortero industrial embolsado 
(en seco)
Mortero industrial premezclado 
(con agua)
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Concreto líquido (grout)
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Concreto líquido (grout)
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Concreto líquido (grout)
El concreto líquido se emplea para rellenar los alveolos de las
unidades de albañilería en la construcción de muros armados,
y tiene la función de integrar el refuerzo con la albañilería en
un solo conjunto estructural.
El concreto líquido se clasifica en:
➢ Concreto líquido fino
➢ Concreto líquido grueso
El concreto líquido fino se usará cuando la dimensión menor
de los alveolos de la unidad sea inferior a 60 mm, y el concreto
líquido grueso se usará cuando la menor dimensión de los
alveolos sea igual o mayor a 60 mm.
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Concreto líquido (grout)
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Composición del concreto líquido
a) Materiales aglomerantes: ▪ Cemento portland Tipo I
▪ Cemento adicionado IP
▪ Una mezcla de cemento portland o 
adicionado y cal hidratada 
normalizada.
b) Agregado grueso: ▪ Confitillo
c) Agregado fino: ▪ Arena gruesa natural
d) Agua: ▪ Agua potable y libre desustancias, 
ácidos, álcalis y materia orgánica
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Concreto líquido (grout)
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Mortero
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Concreto líquido (grout)
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Concreto líquido (grout)
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Concreto líquido (grout)
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Concreto líquido (grout)
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f’c = f’c,prom – 1.3 Desv. estándar
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Concreto líquido (grout)
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Elaboración de las probetas
b
b
h
Esbeltez =
h
b
= 2
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Acero de refuerzo
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Acero de refuerzo
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Concreto
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Concreto
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Resistencia de prismas de albañilería
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Resistencia de prismas de albañilería
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Resistencia de prismas de albañilería
Artículo 13 de la Norma E-070
La resistencia a compresión axial (f’m) y la resistencia al corte (’m) de la 
albañilería se determinarán por medio de los siguientes procedimientos:
A. De manera empírica
o
B. Mediante ensayos
Recurriendo a tablas o a 
registros históricos de 
resistencia de las unidades.
✓ Ensayo de compresión 
axial en pilas.
✓ Ensayo de compresión 
diagonal en muretes.
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Resistencia de prismas de albañilería
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Zonas sísmicas 
3 y 4 
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Resistencia de prismas de albañilería
Elaborado por: Danny Yong
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Resistencia de prismas de albañilería
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Prismas de albañilería y ensayos
Los prismas de albañilería son pequeños especímenes cuyos ensayos a
compresión axial y a compresión diagonal permiten determinar la resistencia
de la albañilería a compresión axial (f’m) y a corte puro (’m), respectivamente.
P
P
Capping de cemento-yeso 
(> 3mm)
Capping de cemento-yeso 
(> 3mm)
Ensayo de compresión 
axial en pilas (f’m)
P
60 cm
60 cm
Ensayo de compresión 
diagonal en muretes (’m)
P
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Ensayo de compresión 
axial en pila (f’m)
Ensayo de compresión 
diagonal en murete (v’m)
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Resistencia de prismas de albañilería
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Resistencia de prismas de albañilería
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Resistencia de prismas de albañilería
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Resistencia de prismas de albañilería
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Pu
Pu
b
h
Esbeltez = 
h
b
La resistencia individual a compresión axial de una pila se obtiene
dividiendo la carga de rotura entre el área bruta de la sección
transversal.
Este valor se corrige por el factor de esbeltez indicado en la Tabla 10 de la
Norma E-070.
f’m, unit = 
Pu
Abruta
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Resistencia de prismas de albañilería
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La resistencia característica a compresión axial (f’m) de la albañilería se
obtendrá como el valor promedio de la resistencia de las pilas ensayadas
menos una desviación estándar.
f’m = f’m, unit - Desv. estándar
prom
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Resistencia de prismas de albañilería
Elaborado por: Danny Yong
La resistencia individual a corte de un murete se obtiene dividiendo la
carga diagonal de rotura entre el área bruta de la diagonal cargada.
Pu
Pu
D
L
’m, unit = 
Pu
D.t
L
t = Espesor del murete
Donde:
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Resistencia de prismas de albañilería
Elaborado por: Danny Yong
Si la edad del ensayo del murete es distinta de los 28 días, se corrige la
resistencia por un factor indicado en la Tabla 8 de la Norma E-070.
La resistencia característica a corte (’m) de la albañilería se obtendrá como
el valor promedio de la resistencia de los muretes ensayados menos una
desviación estándar.
’m = ’m, unit - Desv. estándar
prom
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Resistencia de prismas de albañilería
Elaborado por: Danny Yong
Con respecto al valor de ’m para el diseño, se debe cumplir que:
’m ≤ 0.319 
’m ≤
en MPa
en kg/cm2
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Resistencia de prismas de albañilería
Elaborado por: Danny Yong
Por otra parte, la Norma E-070 en su Artículo 13.9 menciona que:
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Resistencia de prismas de albañilería
Elaborado por: Danny Yong
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Resistencia de prismas de albañilería
Elaborado por: Danny Yong
La falla ideal de las pilas de albañilería es una grieta vertical en la
cara de menor dimensión, que corta a las unidades y al mortero.
Fallas en pilas y muretes
a) Fallas en pilas
Ideal Indeseable
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Resistencia de prismas de albañilería
Elaborado por: Danny Yong
Cuando la adherencia entre la unidad y el mortero es óptima, la falla
atraviesa tanto a la unidad como al mortero.
b) Fallas en muretes
Ideal Indeseables
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Muros reforzados
➢ Ángel San Bartolomé, Daniel Quiun, Wilson Silva. “Diseño y
Construcción de Estructuras Simorresistentes de
Albañilería”, Pontificia Universidad Católica del Perú, 2011.
➢ Ángel San Bartolomé. “Construcciones de Albañilería:
Comportamiento Sísmico y Diseño Estructural”, Pontificia
Universidad Católica del Perú, Fondo Editorial, 2001.
➢ http://blog.pucp.edu.pe/blog/albanileria/
Bibliografía