Capitulo I introducción al tema
Adición del agente estabilizante
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- Sentido de los ensayos de laboratorio
Adición del agente estabilizante “La adición de agentes estabilizantes, a la vez que permite aprovechar las mejores cualidades del suelo, les da otras que por sí mismo no tiene. La determinación práctica del porcentaje de cemento mezcla con suelo, se efectúa experimentalmente, variando la proporción del volumen de cemento entre 4.75 % y 12.5 % utilizando siempre la misma clase de suelo”. Un suelo seco tiene un alto porcentaje de vacíos y un bajo peso unitario. Humectando un suelo adecuadamente, se aumenta el peso unitario y se habrá llegado al peso unitario máximo en el momento de obtener la humedad óptima. El peso unitario máximo de un suelo puede tender al valor del peso específico, y se llamará “densificación” al incremento del peso unitario hacia el peso específico, disminuyendo por lo tanto la porosidad del suelo.
“El suelo adecuado para ser estabilizado con cemento es el que da una resistencia elevada y se contrae poco al secarse. Un suelo ideal deberá tener buenas aptitudes para ser compactado y estar compuesto de una mezcla de arena., limo y arcilla, estos dos elementos en proporción tal que de cohesión suficiente a la mezcla y buena composición granulométrica, sin que se produzcan contracciones perjudiciales”. A los efectos de la compactación, se tomó el suelo correspondiente a la muestra Nº 2, como base para confeccionar bloques y muros. Las características del suelo y sus determinaciones de campo y laboratorios figuran en el anexo del capítulo Nº 1. Pese que la muestra de suelo Nº 2, presenta los mejores valores de los tres suelos analizados, al fabricar bloques de suelo- cemento, pudo observarse, una falta de elementos plásticos, lo cual indicó un bajo porcentaje de arcillas, a la par que alto porcentaje de material granulado. Los valores obtenidos por tamizado y lavado, indicaron un 19 % de arcilla, y un 81 % del material granulado, mientras que el valor que dio el método de sifoneado fueron: 15 % de arcilla, 78 % de arenas y 7 % de limos. El porcentaje ideal de los componentes principales del suelo debieron haber oscilado entre los siguientes valores: Arcilla de 20% a 25 % Material granulado 70 % a 75 %
Basado en las determinaciones de campo y de laboratorios realizadas, se hicieron bloques de prueba con los siguientes dosajes, expresados en porcientos y medidos en volúmenes: Mezcla A: 5 % de cemento, 95 % de suelo Mezcla B: 8 % de cemento, 92 % de suelo Mezcla C: 8 % de cemento, 67 % de suelo, 25 % de virutas de madera Mezcla D: 8 % de cemento, 67 % de suelo, 25 % de aserrín de madera. Con las dos primeras mezclas (A y B) se fabricaron bloques, con los que se efectuaron diversos ensayos físicos- mecánicos de destrucción, a 8 y a 25 días de edad. Con mezcla (C y D), estos ensayos se realizaron a 28 días. Los valores obtenidos aparecen en el presente anexo y fueron preparados por el Laboratorio de Ensayos de Materiales de la Universidad Nacional de Colombia, en donde se analizaron las mezclas. Elaboración de bloques de prueba Los bloques de suelo- cemento fueron hechos en la máquina CINVA-RAM , máquina portátil para hacer bloques de tierra estabilizada, editado en el año 1957 por el Centro Interamericano de Vivienda y Planeamiento de Bogotá (Colombia).
El dopaje de 5% fue hecho en volumen, con relación al suelo empleado. Se comprobó que su fabricación era dificultosa, exigiendo más esfuerzo que el normal al ser bajada la palanca de la máquina para comprimir. Un porcentaje alto de bloques se rompió al extraerlos del molde, lo cual indica que el porcentaje de cemento era menos del necesario, o que la cantidad de arcilla integrante del suelo era escasa. La humedad necesaria para la fabricación de bloques se estimó en 14 %, medida el agua en volúmenes. El rendimiento por bolsa de cemento de cincuenta kilos fue de 144 unidades de las siguientes medidas expresadas en centímetros: 9.6 x 14 x 29.2. El rendimiento por hora – hombre fue solo de 40 unidades.
Su fabricación fue mas sencilla y rápida que con la dosificación anterior, ya que los bloques no se rompían al sacarlos y trasladarlos del molde al lugar de fraguado y curado. La humedad necesaria fue del 14 %. El rendimiento de bloques por bolsa de cemento fue de 128 unidades y el promedio hora-hombre fue de 70 unidades, siendo las medidas de los bloques iguales que los realizados con 5% de cemento. Conclusiones Además de considerar los valores que figuran en el informe elaborado por el Laboratorio de Ensayo de Materiales, pudo comprobarse que los bloques con 5 % de contenido de cemento y a los 28 días de edad, presentaba una tendencia demasiado marcada a permitirse cuando se lo golpeaba para asentarlo en el proceso de erección de un muro. Los de 8 % no se rompían, pese que fueron mampuestos con solo 8 días de edad. Las características negativas ofrecidas por los bloques de 5 % de contenido de cemento:
Permitieron definir que los muros de bloques serían realizados con los de 8 % de contenido de cemento. Bloques conteniendo aserrín de madera Se mezclo el 25 % de aserrín en volumen, con la cantidad de suelo natural a emplear. Se dejo esta mezcla por espacio de dos horas a fin de que el aserrín tomara parte de la humedad natural del suelo. La fabricación de los bloques no ofreció ninguna dificultad, ni deterioró en los mismos mediante el manipuleo, curado y fraguado. La humedad necesaria se consideró en el 18 %. La textura del bloque da muy agradable aspecto y los valores obtenidos en los distintos ensayos de laboratorio son muy aceptables. Sentido de los ensayos de laboratorio Al efectuarse ensayos comparativos entre muros de pruebas monolíticos, y muros realizados con bloques y material de pega se pretendía demostrar o verificar lo siguiente:
Pese a que el sistema de “puesta en obra” es distinto, y los resultados aparentemente iguales, es de suponer que el muro de bloque, en definitiva y operando el tiempo (el más exigente examinador) debe resultar superior al monolítico por una razón muy sencilla: el material plástico de la tierra usada (de cualquier tierra en realidad) tiende a contraerse al secarse. Al ser los bloques colocados una vez secos- ya tendrían absorbida la contracción o enjuntamiento posible. E el caso del muro monolítico, las fisuras aparecerían ya en obra definitiva, con los siguientes problemas. Además los muros monolíticos necesitan moldes o formaletas que se deforman con el uso, no así la máquina bloquera que produce siempre el mismo producto final.
Es en base a ellos que se propone, ante otras posibles, las siguientes soluciones, con distintos grados de prefabricación, o si se quiere, con distintos coeficientes de mano de obra personal y según la posibilidad regional.
En la publicación “Los eucaliptos en la silvicultura” de Mangieri y Dimitri editorial Acmé, edición 1961, al respecto del uso que se puede brindar a la citada especie forestal, se puede leer: “las diversas especies de eucaliptos suministran, no solo madera blanda semidura y dura, cuyo empleo variará desde la fabricación de cajones, parquets y muebles, hasta durmientes para ferrocarriles. Debidamente impregnados con preservados se está utilizando para la elaboración de excelentes postes y durmientes. “La madera de espesor reducido se contrae sin crear problemas. Para enmaderado se utiliza cualquier especie con un diámetro no menor de diecisiete (17) centímetros, debiendo ser derechos, sanos y sin descortezar. Si estuvieran descortezados deberán ser impregnados con una solución salina de sulfato de cobre al 10%. “La humedad es, sin duda, el factor que más atenta contra la durabilidad de las maderas. En general las maderas de eucaliptos de crecimiento lento, son mas durables que las de crecimiento rápido”. Métodos de preservación de postes y varillones para techos Método de carbonización Se logra colocando los postes al fuego, hasta formar una capa de carbón de unos 5 milímetros de espesor. El alquitranado Consiste en recubrirlos con alquitrán caliente, sumergiéndolo o pintándolos. Hay pinturas de alquitrán en comercio, de marcas reconocidas, para ser aplicadas en caliente o frío. De no ser pintados en su totalidad, las varillas, deben ser pintadas en ambas puntas y todo lugar de empotramiento.
En su fabricación se utiliza eucaliptos glóbulos con gran éxito alcanzando gran duración a la intemperie, resultando ser un material capaz de compet5ir con el lapacho, no solo en precio, sino por su duración y flexibilidad. En los establecimientos de campos, las maderas de eucaliptos son destinadas a múltiples aplicaciones, por las económicas que resultan y los excelentes resultados que se obtienen en construcciones rurales, vigas, tiranterías, puertas y ventanas, etc. En el anexo correspondiente a proyecto, sección techados, puede apreciarse un sistema de aplicación que utilizando las técnicas tradicionales de conocimientos común, las perfecciona. Es de hacer notar que en viviendas económicas en lo que hace a techados respecta, significa básicamente simplificación. No debe hacerse techados con pendientes muy pronunciadas, la superficie como para el natural escurrimiento de aguas de lluvias, siendo el techo de dos aguas, con justa pendiente, y ningún juego de intersección de volúmenes, el más económico.
El planchón básicamente, es un “sándwich” de cemento vibrado en su zona estructural resistente y cáscara de arroz en la zona considerada obra muerta. Se consiguen las siguientes características: resulta liviano y por lo tanto es antisonoro, pues neutraliza los sonidos; es atérmico, pues la cáscara de arroz es mala conductora y no es atacado por diversas zoonosis, en particular vinchucas, vector del mal de Chagas Mazza; son autoportantes (o sea, se sostienen por sí mismas). Su inconveniente estriba, como en las chapas estructurales de fibro cemento, que caminar sobre ellas requiere algunas previsiones a fin de evitar roturas. Su colocación es rápida y constituye una demostración lógica de prefabricación, y apoyada la idea por algún municipio o institución progresista, resultaría una fuente de trabajo nada desdeñable, sobre todo por absorción de mano de obra no especializada. Los planchones realizados por I.A.P.V., y utilizado con buen suceso en muros divisorios, al ser utilizados para techos debieran ser cambiados sus medidas y llevados a 6 x 40 x 60, y colocados sobre vigas “T” prefabricadas (según se expresa en el correspondiente croquis). Se enrazarían con mezcla de suelo estabilizado, al que se le agregaría cáscara de arroz, como árido, y luego un tratamiento hidráulico convencional.
Los costos que pueden analizarse, y sus posibles economías porcentuales aún no realizando la prueba anteriormente citada, son los que se detallan a continuación: Relación de precios entre bloques de suelo estabilizado y ladrillos comunes: Bloques: con un dopaje de 8% de cemento y con una tierra de granulometría adecuada, se fabrican normalmente 120 bloques con cada bolsa de cemento. En 1 m3 de mampostería, sin contar la argamasa de pega, entran 237 bloques de suelo-cemento a 16.20 la bolsa de cemento, considerando que la tierra es gratuita, 1 m3 costaría prácticamente $ 32.40, sino se considera costo de mano de obra. La mano de obra gratuita forma parte del contexto filosófico en el sistema de ayuda mutua, esfuerzo propio, etc. De cualquier manera, en el caso de que la mano de obra no fuese gratuita, se puede calcular el costo final por m3, considerando que tres obreros, normalmente pueden hacer 600 bloques diarios promedios; lo que reportaría casi 3 m3 de material bloque por día. A eso habría que aplicar los jornales correspondientes; con los cual se obtendría el precio resultante. En este estudio, y atento a la filosofía de acción, se ha considerado y así fue en efecto, que la mano de obra correspondiente fue absorbida por el beneficiario. Como dato comparativo, a la fecha de fabricación de los bloques, el millar de ladrillos costaba $ 300, y en iguales circunstancias de medición en 1 m3 de bloques = a $ 32.40.-; 1 m3 de ladrillos = a 500 unidades, resultaría $ 150.- La diferencia es suficientemente clara: $ 32.40 por bloque suelo estabilizado, contra $ 150 ladrillos comunes para cada m3 de material. Las ventajas económicas se marcan aún más si consideramos que la mano de obra de colocación será menor en un 50 % de su tiempo, y que el material de pega o argamasa, se efectúa con mezcla de suelo cal y cemento, en la que el suelo se sigue considerando gratis (no lo es del todo, pues lleva mano de obra de excavación y zarandeado, que en un análisis exhaustivo, tal como el indicado en los puntos a, b, y c aparecería evaluado).
La vivienda experimental, se realizó en las más exigentes condiciones climáticas desfavorables, a la par que en el proyecto se colocaron paramentos testeros de 15 cm. De espesor, para ex profeso, exigir aún más sus cualidades. Los resultados obtenidos, así como las modificaciones aconsejables figuran en el capítulo siguiente. Se aclara que este punto, como el siguiente corresponden a la experiencia realizada en Paraná, siendo la fecha de iniciación de la obra el 23 de marzo de 1973, de allí que los precios deben actualizarse, y se dan solo a título informativo. A la fecha, abril 84, el comportamiento de la casa supera las expectativas primeras, siendo de destacar que fueron realizadas las paredes exteriores, orientadas al norte y al sur, con ancho de 15 cm. No notándose humedades en el interior, lo cual demuestra la nobleza del material.- Muros de bloques de suelo-cemento y muros monolíticos del mismo material, sometidos a esfuerzos de compresión En el plan de trabajo correspondiente al estudio de suelo-cemento y sus aplicaciones, se estableció la necesidad de comparar valores de resistencia a la compresión entre muros realizados con bloques de suelo-cemento y muros monolíticos del mismo material. Para ellos se ejecutaron seis muros en el “salón de máquinas del laboratorio de ensayos de materiales” de la Universidad Nacional de Colombia, al lado de la máquina con que fueron probados. Muros de bloques de suelo-cemento
Se emplearon 40 bloques para cada muro, no rompiéndose ninguno de ellos en el manipuleo ni en su colocación: el mortero de pega fue elaborado con: una parte de cemento Pórtland y tres de suelo usado en la confección de bloques,. Los valores de los ensayos de compresión cúbica y de adherencia del mortero de pega, aparecen al final de este anexo. A los 28 días de edad, los muros no presentaban fisuras de ninguna índole, ni defectos visibles, permaneciendo perfectamente aplomados y nivelados.
Fueron ejecutados tres muros monolíticos, designados como nº 4, Nº 5 y Nº 6. El dosaje del suelo-cemento empleado fue de 8% de contenido de cemento y de iguales características la preparación del material para fundirlo que para confección de bloques (muros Nº 1, 2 y 3). La humedad óptima de la mezcla fue considerada entre 14 % y 16 %, medida en volumen y se lo apisonó en capas sucesivas de 15 cm., cada una con dos pisones de madera de guayacán de 16 kilos de peso cada uno. Los golpes fueron y se apisonó hasta sentir el ruido característico que da la compacidad óptima. La formaleta empleada fue de madera y no resistió adecuadamente la presión del apisonado ya que sufrió una deformación en el centro de la sección mayor del muro y a la mitad de altura del mismo, donde su ancho resultó de 15.6 cm., siendo su medida original en la base y en el coronamiento de 14.2 cm. La textura obtenida resultó muy agradable a la vista y al tacto, no mostrando a los veintiocho días de edad fisuras ni defectos visibles. Los valores de ensayo tanto de los muros monolíticos como de bloques figuran al final de este anexo.
Luego de las pruebas y en función de los valores obtenidos, se pudo comprobar que la resistencia en los muros realizados con bloques fue sensiblemente superior a la obtenida en los muros monolíticos. Esta conclusión está en pugna con lo sostenido por S. Cytryn en su libro “Construcción con tierra” (2H), que dice: “Una pared apisonada es monolítica y por consiguiente mucho más resistente que una pared de bloques, pero pueden aparecer en ella grietas debidas a enjutamiento, si el trabajo no se lleva a cabo bajo una consonante y cuidadosa supervisión. Tal vez sea posible bajo ciertas circunstancias construir paredes apisonadas más rápidamente y a un costo más bajo que paredes de bloques, pero esto aún no ha sido comprobado satisfactoriamente.
Es ideal poder utilizar para la confección de bloques o muros monolíticos la tierra extraída de la excavación de cimientos, aljibes o pozos negros, pues así se evitan transportes siempre caros. Si las proporciones arena- arcilla, constituyentes del suelo y el dosaje de cemento y porcentaje de agua es correcto, el producto final, muro de bloques o muro monolítico tendrá las siguientes bondades:
Valores obtenidos en el laboratorio de ensayos de materiales Ensayo a compresión de los muros de bloques Nº 1, 2 y 3 y monolíticos Nº 4, 5 y 6 Referencia: 18689 Bogotá, D.E., Mayo 20 de 1966 Señores CINVA L.C A continuación informamos a ustedes sobre los resultados de los ensayos a la compresión de 6 muros de suelo-cemento de aproximadamente 1.20 m de longitud. Se trató de aplicar la carga de manera tan uniforme como era posible. Los tres primeros muros habían sido edificados con bloques de suelo-cemento, mientras que los tres últimos eran monolíticos. En la tabla siguiente aparecen cargas que se formo la primera grieta. En los muros Nº 4 y 5 no se pudo observar exactamente, pero coincidía prácticamente con la carga de rotura.
Las maneras de rotura eran lasa siguientes: el muro Nº 1 se dividió (probablemente por flexión) en dos mitades por una grieta vertical ya cada mitad seguía cargando. Los muros Nº 2 y 3 principiaron a abrirse por una grieta vertical ceca al tercio del muro y visible desde ambos lados. La rotura final de los primeros tres muros consistía en aplastamientos casi individuales de cada bloque con escamaciones. Los muros Nº 4 y 5 principiaron por grietas verticales cerca de los extremos (y visible inicialmente desde solo una cara). Cuando estas hubieron progresado hasta la mitad de la profundidad del muro, la grieta se desvió e dirección horizontal dando un aspecto de letra “I” Ó “U”. El muro Nº 6 se agrietó casi horizontalmente cerca de una de las esquinas inferiores formando un plano alabeado de rotura. Atentamente. Marijan Bomhard B. Ingeniero de Laboratorio Valores obtenidos en el laboratorio de ensayos de materiales Ensayo de compresión del mortero con que fueron adheridos los bloques en los muros Nº 1, 2 y 3 Referencia: 18690 “Bogotá, D.E. Mayo 20 1966” Señores
CINVA L. C
Me es grato informarles que los 3 cubos recibidos el 11 de mayo de 1966, fueron sometidos al ensayo de compresión y ofrecieron los siguientes resultados:
Nota: Los cubos de mortero eran de 2 x 2 x 2 pg, mezcla relación 1: 3 Atentamente Marijan bomhard B. Ingeniero del laboratorio Bogotá, D. e Abril 19 de 1966 Señores CINVA
Les informamos sobre los ensayos llevados a cabo sobre briquetas de suelo-cemento que en promedio tenían las dimensiones 14.1 x 29.2 x 9.6 cm. Los ensayos a la rotura se llevaron a cabo siempre de modo que la dimensión de 9.6 cm., estuviera e posición vertical. C.H. indica compresión en una máquina sin rótulas apoyando la probeta sobre dos cartones. Antes del ensayo estuvo sumergida 2 horas en agua fría. C.S. son ensayos de compresión después de 2 horas de estar en un horno seco a 110º C. FL. Se refiere al módulo de rotura a la flexión usando una luz de 17 cm., y una carga concentrada aplicada con una rótula en el centro. Tales probetas tenían apenas su humedad natural. Todos los ensayos (18) se llevaron a cabo a los 8 días de edad.
Referencia: 18445 18446
Ensayos para determinación de 5 de absorción y pesos unitarios.
Referencia 18445 18446
18726
Señores CINVA.
L. C. Me es grato informarles que los 16 bloques enviados por ustedes fueron sometidos a los ensayos de flexión por compresión, adherencia, compresión húmeda, pesos unitario y específico y ofrecieron los siguientes resultados:
Nota:
Los bloques tenían 9.8 cm. de altura, 29.2 de largo y 14.2 cm. de ancho. En el caso de la primera probeta por adherencia, la resistencia es mayor que 7.6 Kg. / cm2, ya que el ladrillo central falló a la compresión. En los otros dos la rotura pasó por el bloque y no tanto por el mortero. Atentamente Marijan Bomhard B. Ingeniero en Laboratorio L Para grandes emprendimientos la industria provee máquinas de alta producción- 1 En su parte superior se encuentran dos descansos para recibir uno de los ejes superiores de las bielas de la palanca.
Original en: CINVA-RAM, MÁQUINA PORTATÍL PARA HACER BLOQUES DE TIERRA ESTABILIZADA. SERIE DELEGACIÓN Nº 4- CINVA- BOGOTÁ- COLOMBIA 1957 M 1- Coloque la palanca en su posición de descanso. Abra la caja deslizando la tapa hacia atrás. Llénela entonces de mezcla hasta los bordes, usando una paleta a la medida que se recomienda fabricar para este fin. 2- Cierre la caja, deslizando la tapa hacia delante, acción que servirá a la vez, para eliminar el excedente de mezcla. 3- Levante la palanca hasta apoyarla verticalmente en los descansos de la tapa. Alce el pistillo para desconectar la biela inferior.
5 6- Baje la palanca hasta que quede horizontal a la base de la máquina. 7- El bloque puede ser retirado con las manos. Por ningún motivo debe pretender bajarse la palanca con el esfuerzo de más de un hombre, pues esto conducirá a dañar el sistema del pistón. Original en: CINVA-RAM, SERIE DELEGACIÓN Nº 4- CINVA- BOGOTÁ- COLOMBIA 1957 F F F F F F F F 
Figura Nº 9: Comparación de Bloques erosionados con contenido de 8 % de cemento. Edades 8 y 28 días. F . F 
Figura Nº 17: Las juntas verticales y horizontales están rehundidas un centímetro. F 
Figura Nº 19: Diversos tipos de revoques gruesos y enlucidos puestos a prueba. F Figura Nº 21: Fisuras que aparecieron 24 horas después de realizado el paño Nº 11. F suelo-cemento. Vista inferior.
Figura Nº 23: Prototipo de teja de suelo-cemento. Vista posterior. F Suelo-cemento Nº 1, 2 y 3.
Figura Nº 25: Muros monolíticos de suelo-cemento. Formaleta y pisón usados en su construcción. F F Máquina de ensayo comprimiendo muro Nº 1. F Figura Nº 29: Roturas en muros Nº 1 de bloques de suelo-cemento. F Figura Nº 31: Muro monolítico Nº 4 de suelo-cemento sometido a esfuerzo de compresión (carga de rotura 45.635 kg.). F F Carga de rotura 25.800 kg.
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os bloques de suelo estabilizado fueron realizados con la máquina portátil “CINVA-RAM”.-
. Tapa: rectángulo metálico, unido a la caja por dos tirantes laterales, móviles, que le permiten deslizarse para taparla.
ODO DE OPERAR
- Vuelva la palanca hacia su posición inicial de descanso, y abra la caja deslizando la tapa hacia atrás.
igura Nº 1: Equipo para ensayos de erosión.
igura Nº 2: Comparación de bloques de suelo-cemento (8 días de edad) con 5 % de contenido de cemento. Bloque sometido a erosión y bloque de testigo.-
igura Nº 4: Bloque de suelo-cemento, con contenido del 5 % de cemento, sometido a erosión a los 8 días de edad.
F
igura Nº 16: El muro con sus juntas tomadas listo para recibir el “chicoteado”. 
igura Nº 18: Aspecto que mostraron los planos de prueba dos semanas después de hechos.
igura Nº 20: Paños revocados Nº 11, 11ª, 12 y 13 a las dos semanas de realizados.
igura Nº 22: Prototipo de teja de
igura Nº 24: Muros de bloques de
igura Nº 26: Muro monolítico de suelo-cemento.
igura Nº 27: Muros de bloques de suelo-cemento Nº 1, 2 y 3 y monolíticos Nº 4.5 y 6.
igura Nº 28: Efectos producidos en muro Nº 1 por la carga de rotura- (45.400 kg.)
igura Nº 30: Roturas en muros Nº 1.
igura Nº 32: Muro monolítico Nº 5, mostrando las fisuras que aparecieron a los 19.750 kg. Carga de rotura.
igura Nº 33: Muro monolítico Nº 6 de suelo-cemento.