Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional Esta licencia permite a otras combinar, retocar, y crear a partir de su obra de forma no comercial, siempre y cuando den crédito y licencia a nuevas creaciones bajo los mismos términos. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0 http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” ESCUELA DE POSGRADO APLICACIÓN DE NORMAS EN CONSTRUCCIONES DE ALBAÑILERÍA Y LA CALIDAD DE MATERIALES EN VIVIENDAS DE LA CIUDAD DE ICA. TESIS PARA OPTAR EL GRADO DE MAGISTER EN: Ingeniería Civil Mención: Gestión y Gerencia de la Construcción AUTOR: Ing. DANIEL DEMETRIO VERGARA LOVERA ASESOR: Dr. Ing. JUAN FELIX OLAECHEA HUARCAYA ICA – PERÚ 2016 DEDICATORIA: A Dios, por su saber que ayudó en mi intelecto para lograr mis objetivos en la vida. A mi esposa Martha y a mi hija Patricia por motivarme y con sus palabras de aliento hicieron posible la presente tesis, siempre morán en mi amor. ii AGRADECIMIENTO: Agradezco a todas las personas que colaboraron en todas las etapas de la presente tesis, a todos los profesores que supieron transmitir sus conocimientos. A mis estudiantes que me animan a ser mejor, y mi compromiso de regresar un poco de todo lo inmenso que me han otorgado. Un agradecimiento especial a mi asesor Dr. Juan Olaechea Huarcaya por sus atinadas revisiones y sugerencias. Daniel Vergara L. iii ÍNDICE CARÁTULA DEDICATORIA ii AGRADECIMIENTO iii ÍNDICE iv RESUMEN vii CONTRACARATULA ix INTRODUCCIÓN x CAPITULO I: MARCO TEÓRICO 1 1.1. Antecedentes 1 1.1.1. Antecedentes a nivel regional/Local 1 1.1.2. Antecedentes a nivel nacional 1 1.1.3. Antecedentes a nivel internacional 2 1.2. Bases teóricas 3 1.3. Marco conceptual 6 1.4. Marco legal 7 CAPITULO II – PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 8 2.1. Situación problemática 8 2.2. Formulación del problema 9 a) Problema General 9 b) Problemas Específicos 9 2.3. Justificación e importancia de la investigación 9 2.4. Objetivos de la investigación 10 a) Objetivo General 10 iv b) Objetivos Específicos 10 c) 2.5. Hipótesis de la investigación 11 a) Hipótesis General 11 b) Hipótesis Específicas 11 2.6. Variables de la investigación 11 a) Identificación de variables 11 b) Operacionalización de variables 12 CAPITULO III - METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN 13 3.1. Tipo, Nivel y Diseño de la Investigación 13 3.2. Población y Muestra 13 CAPITULO IV – TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIÓN 14 4.1. Técnicas de Recolección de Datos 14 4.2. Instrumentos de Recolección de Datos 14 4.3. Técnicas de Procesamiento, Análisis e Interpretación de Resultados 15 CAPITULO V: CONTRASTACIÓN DE HIPOTESIS 16 5.1. Formulación de la Hipótesis 16 5.2. Hipótesis nula 16 5.3. Hipótesis alterna 16 CAPITULO VI: PRESENTACIÓN, INTERPRETACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 20 6.1. Presentación e interpretación de resultados 20 6.1.1. Ensayos clasificatorios para unidades de albañilería 20 v 6.2. Discusión de los resultados 45  CONCLUSIONES 47  RECOMENDACIONES 49  FUENTES DE INFORMACIÓN 51  ANEXOS 52 vi RESUMEN Se determina cómo influye la aplicación de normas de albañilería en la calidad de materiales de viviendas en la ciudad de Ica. Material y métodos: La investigación es aplicada, explicativa, transversal. Con la técnica observacional de los ensayos en laboratorio, la recolección de las unidades de arcilla cocida 18 huecos, los agregados para el concreto y el mortero, los ensayos de laboratorio y bajo la herramienta estadística de Pareto. Resultados: sé evidenciaron a través de la norma estructural, en el concreto una resistencia de 219.6 kg/cm² y asentamiento de 7.0 cm. Cumpliendo con la norma técnica. La unidad de albañilería de arcilla resultó con variación de dimensión en largo (+1.56%), ancho (+0.19%) y altura (+0.22%), alabeo en cóncavo 0.425 mm, en convexo 0.661 mm y resistencia a la compresión de 108.23 kg/cm². Mediante ensayos de resistencia del mortero tipo P1 se obtuvo 146.77 kg/cm² y tipo P2 se determinó 95.98 kg/cm². Conclusiones: Los ladrillos ensayados clasificaron como ladrillo clase III. Las características vitales según Pareto son la resistencia, succión, porcentaje de vacíos y variación de la dimensión. Asimismo, para el concreto, las propiedades vitales son el peso unitario, elasticidad, peso específico y resistencia. Para el mortero la resistencia se logra con el tipo P1 (1:3) para muros portantes. Estas conclusiones permiten comprobar que mediante los ensayos se determina la calidad de la albañilería según la norma de estructuras del RNE. Palabras claves: Norma de albañilería, calidad de materiales, Nivel de resistencia. vii SUMMARY It is determined how the application of masonry standards influences the quality of housing materials in the city of Ica. Material and methods: The research is applied, explanatory, transversal. With the observational technique of laboratory tests, the collection of the 18 holes fired clay units, the aggregates for concrete and mortar, the laboratory tests and under the Pareto statistical tool. Results: it was evidenced through the structural norm, in the concrete a resistance of 219.6 kg / cm² and settlement of 7.0 cm. Complying with the technical standard. The clay masonry unit resulted in dimension variation in length (+ 1.56%), width (+ 0.19%) and height (+ 0.22%), warping in concave 0.425 mm, in convex 0.661 mm and compressive strength of 108.23 kg / cm². Through resistance tests of type P1 mortar, 146.77 kg / cm² was obtained and type P2 was determined 95.98 kg / cm². Conclusions: The tested bricks were classified as class III brick. The vital characteristics according to Pareto are resistance, suction, and percentage of voids and variation of the dimension. Also, for concrete, vital properties are unit weight, elasticity, specific gravity, and strength. For mortar, resistance is achieved with type P1 (1: 3) for bearing walls. These conclusions allow us to verify that the tests determine the quality of the masonry according to the RNE structure standard. Keywords: Masonry standard, quality of materials, Level of resistance. viii UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” ESCUELA DE POSGRADO APLICACIÓN DE NORMAS EN CONSTRUCCIONES DE ALBAÑILERÍA Y LA CALIDAD DE MATERIALES EN VIVIENDAS DE LA CIUDAD DE ICA. TESIS PARA OPTAR EL GRADO DE MAGISTER EN: Ingeniería Civil Mención: Gestión y Gerencia de la Construcción AUTOR: Ing. DANIEL DEMETRIO VERGARA LOVERA ASESOR: Dr. Ing. JUAN FELIX OLAECHEA HUARCAYA ICA – PERÚ 2016 ix INTRODUCCIÓN Las edificaciones de albañilería confinada en la ciudad de Ica están expuestas a eventos sísmicos por estar la ciudad de Ica ubicada en la zona sísmica 4, por lo que se requiere en su construcción materiales de calidad y de un control del trabajo en obra, aplicando estrictamente las normas técnicas de estructuras peruanas. La albañilería se clasifica en: armada, simple o no reforzada y confinada que utiliza ladrillos, mortero, columnas y vigas de concreto armado y cimientos considerados de confinamiento de muros del primer piso. Para el diseño de la estructura se emplean las referencias de las propiedades de las normas estructurales, sin considerar las propiedades que caracterizan a los materiales empleados. Otro motivo de la falta de calidad de materiales es la falta de asesoría técnica profesional, como son las viviendas autoconstruidas generando alta vulnerabilidad sísmica, igualmente ocurre con la interrelación mortero-ladrillo de arcilla por la calidad de materiales en la región, dado que la unidad y el mortero tienen funciones distintas pero complementarias, si la unidad es buena y el mortero es malo o viceversa, estos no trabajarían como un todo sino como ladrillos apilados unos sobre otros. Una vivienda formal que cumpla con los estándares mínimos requeridos es aquella que tiene acceso a la municipalidad y al ingeniero, actores con tendencia a disminuir los riesgos, toda vez que existe la indiferencia por las normas técnicas, ya que los propietarios invierten muy poco en construir viviendas seguras y no se cumple con el rol de supervisión. Las omisiones en el cumplimiento de las x especificaciones técnicas dan como resultado, la presencia de patologías, requieren implementar métodos y criterios de desempeño de prevención ante el colapso, para mitigar la amenaza sísmica y vulnerabilidad de las viviendas. Una vivienda corresponde a sus funciones cumpliendo con el mínimo de requisitos de seguridad y asesoría ingenieril. La presente tesis constituye una contribución a la problemática de la población iqueña de habitar viviendas dignas, no vulnerables, con la calidad de servicio consecuente con la aplicación de normas técnicas estructurales y el desarrollo sostenible en la ciudad de Ica. xi CAPITULO I MARCO TEORICO 1.1. ANTECEDENTES 1.1.1. ANTECEDENTE LOCAL V. Meza Morales, y E. Ríos Villagómez, “EVALUACION DE MUROS DE ALBAÑILERIA CON LADRILLOS DE ICA PARA SOLICITACIONES ESTATICAS Y DINAMICAS”. 2006. “Determinaron mediante ensayos para la unidad su resistencia y para muretes su resistencia al corte. Además, aplicando la especificación normativa se halló el módulo de corte y el comportamiento del muro a escala natural frente a acciones de carga lateral y carga vertical de 15 toneladas y de esta manera tener un mejor entendimiento del comportamiento de la albañilería. La resistencia promedio fue de 183,03 kg/centímetro cuadrado, las unidades clasificaron como de muy buena calidad. Pero al momento de los ensayos se dio con muchas variaciones entre las unidades, lo cual se debe que en Ica no se tiene una propia cantera para elaborarlas y al traer de otros lugares cambia la materia prima.” 1.1.2. ANTECEDENTE NACIONAL F. Lulichac, “DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICO - MECÁNICAS DE LAS UNIDADES DE ALBAÑILERÍA EN LA PROVINCIA DE CAJAMARCA”.2015. https://www.academia.edu/33928145/TESIS_Lulichac_S %C3%A1enz_Fanny_Carmen Se “determinaron las características del ladrillo artesanal de las ladrilleras: Cerrillo Parte Alta y Parte Baja, Rumi pampa y Santa Bárbara, evaluándose los resultados de pruebas en el laboratorio con las exigencias menores de control de 1 la norma técnica. Siendo el estudio de tipo descriptiva experimental al describir las propiedades de los ladrillos mediante ensayos en laboratorio. Se efectuaron los ensayos: variabilidad dimensional (V%), alabeo, resistencia, peso específico, resistencia en pilas y resistencia del mortero (f’c). y se concluyó: que los ladrillos de Rumipampa sus dimensiones son de mayor variabilidad: largo, ancho y Altura. (Largo= 0.65%, Ancho = 1.44% y Atura = 2.37%), y las ladrilleras en estudio no alcanzaron la menor resistencia que corresponde para un ladrillo clase I, obteniendo el valor más próximo de 41.50 kg/cm2 de la ladrillera Rumipampa. 1.1.3. ANTECEDENTES A NIVEL INTERNACIONAL Afanador, N; Guerrero, G; Monroy, R. (2012). PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LADRILLOS MACIZOS CERÁMICOS PARA MAMPOSTERIA. BOGOTÁ, UMNG. https://www.redalyc.org/pdf/911/91125275003.pdf “Determinaron las características de unidades macizas elaboradas de forma artesanal en municipalidad Ocaña, Bogotá, Colombia, aplicando ensayos de la materia prima empleada , se realizado ensayos de control de calidad no destructivos y destructivos de las muestras elegidas entre los diferentes unidades elaboradas en el sector, aplicando para la norma NTC-4017, conociendo las características de materiales de los elementos estructurales, analizando la elasticidad y la resistencia, que influyen en la rigidez del edificio, determinando que el material arcilloso, posee alto porcentaje de arena y limo que equivale el 81% y baja fracción de arcilla igual al 19% del total, seleccionadas como arcillas arenosas de mediana plasticidad, es decir; obteniendo ladrillos, que no cumplen las resistencias establecidas por normas Colombianas”. 2 1.2. BASES TEORICAS NORMA E.070. https://www.ici.edu.pe/brochure/normas/Norma%20E.070%20alba %C3%B1ileria.pdf Esta norma “establece los requisitos y las exigencias menores para analizar, diseñar, los materiales, las construcciones, el control de calidad y la observación de las edificaciones estructuradas principalmente por muros confinados y por muros armados. Las edificaciones de mediana altura que más abundan en nuestro medio, son estructuradas por muros confinados o por muros reforzados interiormente. El comportamiento frente al sismo de estas edificaciones depende mucho de la calidad de los materiales empleados y del proceso constructivo empleado, es por ello que en esta norma se hace especial cuidado en estos aspectos”. Clasificación para fines estructurales Para efectos del diseño estructural, las unidades tendrán las características indicadas en la Tabla 1. 3 Limitaciones El uso de las unidades está condicionado a lo indicado en la tabla 2 (2006). MORTERO Para la NORMA E.070 “Material empleado para adherir horizontal y verticalmente a las unidades de albañilería. Para el mezclado del mortero destinado a obras de construcción, se tendrá en cuenta lo indicado en las normas NTP 399.607”. Componentes Cemento Portland tipo I y II, NTP 334.009, Cemento Adicionado IP, NTP 334.830. Una mezcla de cemento Portland o cemento adicionado y cal hidratada normalizada de acuerdo a la NTP 339.002. El agregado fino será arena natural, libre de materia orgánica y sales, con las características indicadas en la Tabla 3. 4 Morteros para fines estructurales: Los componentes tendrán las proporciones volumétricas indicadas tabla 4. Se podrán emplear otras composiciones de morteros, morteros con cementos seleccionados, o morteros industriales, siempre y cuando los ensayos de pilas y muretes proporcionen resistencias iguales o mayores a las especificadas en los planos y se asegure la durabilidad de la edificación. CONCRETO Para la norma E.070 “El concreto de los elementos de confinamiento abarcará una resistencia mayor o igual a 17,15MPa (175kg/cm2) y cumplirá con los requisitos establecidos en la norma de edificaciones (Norma E.060 concreto armado)”. 5 1.3.- MARCO CONCEPTUAL Albañilería Confinada “Obra reforzada con elementos de concreto armado en toda su periferia, vaciado posteriormente a la construcción de los muros. El cimiento de concreto se considera como confinamiento horizontal para los muros del primer nivel” (Norma E.070) Control de calidad Son “todos los mecanismos, acciones, herramientas realizadas para detectar la presencia de errores. El control de calidad existe primordialmente como una ordenación de servicio, para conocer las especificaciones establecidas por la ingeniería del producto y proporcionar asistencia al departamento de manufacturación, para que la elaboración alcance estas especificaciones”. Calidad de un material “Conjunto de propiedades deseables frente a la actuación exterior que consideremos. Es el grado en el cual una serie de propiedades propias del producto o material cumple con los requisitos especificados por el cliente o patrocinador”. Calidad en el sector construcción “Es la consecuencia del proceso de indagación de eficiencia, eficacia y oportunidad. Al terminar el proceso el producto final debe satisfacer al cliente. Al analizar el sector construcción en general notamos que un producto para este sector presenta singularidades totalmente distintas a un producto en el sector industrial”. 6 Especificaciones técnicas Son documentos que nos especifican los requerimientos técnicos de los diferentes materiales a utilizar y características finales de los productos a producir. 1.4. MARCO LEGAL La norma E.070. Componentes de la albañilería confinada: unidad de albañilería, mortero y concreto, y la resistencia de la albañilería confinada [resistencia de la albañilería a compresión axial (f ´m)] El Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE) Tiene por “objeto normar los criterios y requisitos mínimos para el Diseño y realización de las Habilitaciones Urbanas y las Edificaciones, permitiendo de esta manera una mejor confección de los Planes Urbanos. Es la norma rectora en el territorio nacional.” Las Normas Técnicas Peruanas (NTP) establecen las especificaciones de calidad de los productos, procesos y servicios. Aprobadas por el Instituto Nacional de Calidad (Inacal). Se indican según requerimiento. 7 CAPITULO II: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 2.1. SITUACIÓN PROBLEMÁTICA En la región las instituciones comprometidas en la edificación de viviendas, por lo general no tienen en cuenta los mecanismos de concertación en la vigilancia de estas obras, perjudicando la construcción de viviendas seguras y duraderas. En esta ciudad el gobierno regional, Municipalidad y Colegio de Ingenieros por descoordinación no cumplen con su rol de responsabilidad respectiva con los pobladores, como son la de exigir la licencia de edificación, consultoría ingenieril, charlas de riesgos y medidas preventivas, formación y identificación a la mano de obra por la especialidad y experiencia adquirida, con la finalidad de hacer construcciones que cumplan estrictamente las normas peruanas de estructuras y Reglamento Nacional de Edificaciones. La inspección está a cargo de un profesional a fin a las construcciones, con la capacidad suficiente de controlar el tiempo, calidad y costo de la obra, verificando las especificaciones técnicas indicadas en los planos y observando los resultados de los ensayos del laboratorio. La falta de vigilancia en los procesos constructivos contribuye a la presencia de enfermedad en las viviendas. La Municipalidad para otorgar la licencia de obra debe exigir como requisito indispensable que se adjunte los juegos de planos y la memoria descriptiva firmados y sellados por el profesional colegiado responsable del proyecto. Las viviendas construidas sin asesoramiento ingenieril no tienen en cuenta las especificaciones de la obra, empleando materiales sin control de calidad, que no cumplen con las normas peruanas, resultando con patologías estructurales y 8 constructivas, que atentan contra la calidad de vida por ser viviendas con riesgo de colapso. Las construcciones de viviendas deben cumplir con las normas E. 070, que tiene como componentes unidades asentadas con mortero que cumplan con lo establecido por la mencionada norma. Ante lo expuesto se formula la interrogante correspondiente a la formulación del problema general. 2.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA a) PROBLEMA GENERAL  ¿Cómo influye la aplicación de normas en construcciones de albañilería para la calidad de materiales en viviendas de la ciudad de Ica? b) PROBLEMAS ESPECIFICOS  ¿Cómo influyen las características de las unidades de albañilería en la calidad de materiales?  ¿Cómo influyen las propiedades del concreto en la calidad de materiales?  ¿Cuál es la influencia del nivel de resistencia a la compresión del mortero en la calidad de materiales? 2.3. JUSTIFICACION E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN Se considera que el uso de ladrillos está condicionado a lo establecido en Tabla 2 de la norma estructural para la zona sísmica 4, en la ciudad de Ica. Asimismo, debe cumplirse con lo establecido en tabla 1 de la norma estructural referente a las características de clasificación de la unidad. 9 Se debe cumplir con lo establecido para los componentes del mortero utilizado en el asentado de las unidades, es decir referente al material cementante, la cal y el agregado fino (arena gruesa natural). Asimismo, considerar lo indicado por la norma estructural E.060 referente al concreto armado a emplearse en los elementos de confinamiento. Las características establecidas en la norma, son importantes para cumplir con la calidad de los componentes de la albañilería empleados en la edificación de viviendas, como medida de aseguramiento de los pobladores de riesgos de daños en viviendas ante los eventos sísmicos. Con la presente investigación se determinó que las características de los materiales obtenidas en el laboratorio, influyen en la calidad de materiales empleados en la construcción de viviendas en esta ciudad. 2.4. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION a) OBJETIVO GENERAL.  Determinar cómo influye la aplicación de normas en construcciones de albañilería en la calidad de materiales en viviendas de la ciudad de Ica. b) OBJETIVOS ESPECIFICOS.  Determinar cómo influyen las características de unidades de albañilería en la calidad de materiales.  Establecer el grado de influencia de las propiedades del concreto en la calidad de materiales.  Establecer el grado de influencia del nivel de resistencia del mortero en la calidad de materiales. 10 2.5.- HIPÓTESIS DELA INVESTIGACIÓN. a) HIPÓTESIS GENERAL.  La aplicación de normas en construcciones de albañilería influye en la calidad de materiales en viviendas de la ciudad de Ica. b) HIPÓTESIS ESPECÍFICAS.  Las características de unidades de albañilería influyen en la calidad de materiales.  Las propiedades del concreto influyen en la calidad de materiales.  El nivel de resistencia del mortero influye en la calidad de materiales. 2.6. VARIABLES DE LA INVESTIGACIÓN. VARIABLE INDEPENDIENTE.  Aplicación de normas en construcciones de albañilería. VARIABLE DEPENDIENTE.  Calidad de materiales en viviendas de la ciudad de Ica. INDICADORES Características de unidades de albañilería Propiedades del concreto Nivel de resistencia a la compresión del mortero 11 OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES CUADRO Nº 1. OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES VARIABLE DEFINICIÓN OPERACIONAL NATUR ALEZA ESCA LA INDICADOR TECNICAS: OBSERVACIÓN DE LOS ENSAYOS INSTRUMENT OS FUENT ES Aplicació n de normas en construc ciones de albañilerí a (Variable Indepen diente) Aplicación obligatoria en los procesos de edificaciones en el ámbito nacional público o privado Cualita tiva Ordin al  Caracter ísticas de unidade s de albañiler ía  propieda des del concreto  Nivel de resistenc ia a la compres ión del mortero Variación de la dimensión/ Alabeo/Resistencia a la compresión de la unidad/Absorción/densid ad/% de vacíos/eflorescencia /Succión/resistencia a la compresión de la albañilería Ensayos de los agregados: Contenido de humedad/Peso unitario suelto y compactado/Granulomet ría/peso específico/% de absorción. Ensayos del concreto: Consistencia/peso unitario/ Contenido de aire/elaboración de probetas cilíndricas/exudación/pe so específico/resistencia a la compresión en probetas Resistencia a la compresión de cubos de mortero Calibrador con división mm/ Cuña de acero graduada a ½ mm/Máquin a para ensayo compresión/ Horno/Balan za/recipiente . Balanza/ Horno/ tamices/ bandejas/ barra compactado ra de acero lisa/recipient es cilíndricos. Moldes// Máquina para ensayo de compresión Certifi cación de labora torio Calidad de materiale s en vivienda s. (V. Dependi ente Evidenciar la calidad de materiales obtenida y demostrar la influencia que tienen las característic as de ladrillo de arcilla cocida los agregados, el mortero y el concreto en la construcción Cualita tiva Nomi nal normas de calidad Cumplimiento de la norma en la calidad de albañilería. Norma E.0.70 de albañilería. Regla mento Nacio nal de Edifica ciones del Minist erio de Vivien da, Constr ucción y Sanea miento . 12 Fuente: Elaboración propia CAPITULO III: METODOLOGIA DE LA INVESTIGACIÓN 3.1 TIPO, NIVEL Y DISEÑO DE LA INVESTIGACION Tipo de Investigación Tipo aplicada para modificar el entorno constructivo con el empleo de materiales que cumplan con normas para la albañilería confinada adecuadas para prevenir los eventos sísmicos. Nivel de Investigación El nivel es explicativo, en función de la relación de variables inmersas en cumplir con la calidad de materiales de viviendas de albañilería confinada. Diseño de Investigación El diseño es explicativa transversal que explica las características de los componentes de la albañilería mediante la observación e instrumentos compatibles para llegar a la eficacia y eficiencia en edificación de viviendas. 3.2. POBLACION Y MUESTRA Población Son las ladrilleras, canteras de agregados grueso y fino para la edificación de viviendas en la ciudad de Ica. Muestra Se obtuvo muestras representativas de la ladrillera Santa Angélica, el agregado grueso de la cantera Palomino y la arena del Rio Ica, cumpliendo con normas para las unidades de albañilería y agregados empleados en el concreto y el mortero. 13 CAPITULO IV: TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE INVESTIGACION 4.1. TECNICAS DE RECOLECCION DE DATOS Las muestras representativas de agregados se obtuvieron por el cuarteo, y los ladrillos se seleccionaron aleatoriamente, las que fueron remitidas al laboratorio para los ensayos correspondientes. Los ladrillos se sometieron a pruebas de variación de la dimensión, alabeo, absorción, porcentaje de vacíos, resistencia de la unidad, resistencia de prismas de albañilería, succión y eflorescencia; para agregados se realizó el ensayo de granulometrico, peso volumétrico, peso específico y contenido de humedad, para el mortero se efectuó el ensayo de resistencia de cubos y para el concreto se ejecutaron los ensayos de consistencia, exudación, peso unitario, resistencia de compresión de probetas cilíndricas, peso específico, porcentaje de vacíos y módulo de elasticidad. La recolección de información de los resultados obtenidos para cada ensayo se realizó mediante la observación directa y registro de apuntes. 4.2. INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS Los instrumentos, equipos y procedimientos empleados para obtener los datos fueron los indicados por la norma técnica empleada en el laboratorio, entre los cuales se utilizaron: Los tamices, el horno, la cocina, las balanzas, la prensa hidráulica, la mezcladora, los recipientes, bandejas, regla graduada, moldes para probetas, varilla compactadora y el cono de Abrams y los formatos de observación para cada ensayo. Para la calidad en la eficacia y eficiencia se consideraron la aplicación de las técnicas para cada ensayo y lo establecido en el reglamento cumpliendo estándares y protección del medio ambiente. 14 4.3. TÉCNICAS DE PROCESAMIENTO, ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS La recolección de información se realizó a través de la toma de muestras de los resultados de los ensayos y una ficha técnica, para el seguimiento en la calidad de los materiales. El procesamiento de la información por los programas Excel y Word con las técnicas estadísticas en promedios de los ensayos y la aplicación de la ficha técnica. En el análisis e interpretación de resultados por el diagrama de Ishikawa o espina de pez, diagrama de Pareto, representados a través de los histogramas con un nivel de confiabilidad del 95%. 15 CAPITULO V: CONTRASTACIÓN DE HIPOTESIS 5.1. FORMULACIÓN DE LA HIPÓTESIS Se realiza a fin de verificar que la aplicación de normas en construcciones, referida a la norma de estructuras E.070, orientada a establecer entre otros los requisitos y las exigencias mínimas para la inspección y control de calidad de las edificaciones con muros confinados; influye en la calidad de materiales en viviendas de la ciudad de Ica. 5.2. HIPOTESIS NULA La aplicación de normas en construcciones de albañilería no influye en la calidad de materiales en viviendas de la ciudad de Ica. 5.3. HIPOTESIS ALTERNA Las características de unidades de albañilería influyen en la calidad de materiales en viviendas de la ciudad de Ica. Por consiguiente, para realizar la hipótesis en función de los resultados de la observación y análisis de los resultados de ensayos y de la ficha técnica, aplico el diagrama de Ishikawa y de Pareto. Diagrama de Ishikawa o Espina de Pez Es el ordenamiento de los factores que influyen en el resultado final de la aplicación de las normas de construcciones de albañilería en la calidad de materiales en viviendas en la ciudad de Ica. 16 DIAGRAMA DE PARETO Es una herramienta que nos ayuda a seleccionar los problemas de mayor importancia de los de menor importancia estableciendo un orden de prioridades. 17 Tabla 5. Resultados de ensayos con características deficientes de la unidad de albañilería que influyen en el control de calidad según Pareto. Facto r Ensayos de albañilería Resultados con característica s deficientes % % acumulado A Resistencia de la unidad albañilería (fˈb) 9 20.4 5 20.45 B Succión 8 8.19 38.64 C % vacíos 7 15.9 1 54.55 D Variación de la dimensión 6 13.6 4 68.19 E Resistencia de la albañilería (f´m) 5 11.3 7 79.56 F Densidad 4 9.09 88.65 G Absorción 3 6.82 95.47 H Alabeo 2 4.54 100 TOTAL 44 100 Fuente: Elaboración propia Fi g. 2. Diagrama de Pareto con el resultado de las características de la unidad que generan la mayor deficiencia en su calidad. Según Pareto las características que generan una mayor deficiencia de la unidad y que deben controlarse con la aplicación de la norma E.070 para obtener la calidad de materiales en las construcciones de viviendas, son: La 18 resistencia de unidades, succión, % de vacíos, variación de dimensión y resistencia de la albañilería. Tabla 6. Resultados de ensayos con características deficientes del concreto que influyen en el control de calidad según Pareto. Factor Ensayos del concreto Resultados con características deficientes % ACUMULADO (%) A Peso unitario 9 21.43 21.43 B Módulo de elasticidad 8 19.05 40.48 C Peso específico 7 16.67 57.15 D Resistencia a la compresión 6 14.29 71.44 E % de Vacíos 5 11.90 83.34 F Consistencia 4 9.52 92.86 G Exudación 3 7.14 100 TOTAL 42 100 Fuente: Elaboración propia Fig.3. Diagrama de Pareto con el resultado de las características del concreto que generan la mayor deficiencia en su calidad. Según Pareto las características que generan una mayor deficiencia de concreto y que deben controlarse con la aplicación de la norma E.070 para obtener la calidad de materiales en las construcciones de viviendas, son: El peso unitario, Módulo de elasticidad, el peso específico, la resistencia a la compresión y el % de vacíos. 19 CAPITULO VI: PRESENTACIÓN, INTERPRETACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 6.1. PRESENTACIÓN E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS 6.1.1. ENSAYOS CLASIFICATORIOS PARA UNIDADES DE ALBAÑILERIA 1.- ENSAYO DE VARIACIÓN DE LA DIMENSION NTP 399.613 y 339.604 Se aplicó para 60 ladrillos de la muestra representativa seleccionada de la ladrillera, se utilizó una regla metálica graduada para obtener las 4 medidas de cada una de las dimensiones, en la mitad de cada cara. Con estas medidas se determinó el % de variación para cada una de las dimensiones mediante la fórmula: V %= (DE−MP) DE x 100 Dónde: DE: Dimensión especificada MP: medida promedio V%: Variación de la dimensión. Ensayo: Obtención de variación de dimensión en unidades de arcilla cocida 20 Figura 4: Variación de medidas Cuando un muro está compuesto de ladrillos con variaciones de medidas se requiere de un mayor espesor de juntas perjudicando la resistencia de la albañilería. Como se puede observar en las tablas siguientes, la variabilidad no es alarmante porque no excede al 1, 68 %. Fuente: Elaboración propia 21 2.- ENSAYO DE ALABEO NTP 399.613 Se mide la concavidad o convexidad que presenta un ladrillo, tomando medidas de sus dos caras con una cuña milimetrada. Para este proceso, necesitamos 10 ladrillos, colocar los ladrillos en una superficie lisa y plana, deben estar limpios superficialmente; específicamente las caras, donde se dará uso a una regla rígida de longitud superior a la diagonal de ladrillo y un equipo de medida (cuña) de precisión de 0.1 mm. Figura 5. Medida del alabeo de las unidades de albañilería Tabla 10. Alabeo del ladrillo de arcilla cocida King Kong 18 huecos. Fuente: Elaboración propia 22 Resultado: Los promedios obtenidos demuestran según la norma estructural que el alabeo es aceptable, al no superar los 2 mm. 3.- ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESION DE LA UNIDAD DE ARCILLA COCIDA NTP. 399.613, 339.604 Se halla la resistencia del lote de ladrillo por unidad al promedio de los valores obtenido de las muestras ensayadas en el laboratorio, en Kg/cm². Primero de midió la cara de asiento obteniendo el área bruta. Se aplica el Capping en cada cara de asiento de la unidad. Se colocarón las muestras en la Máquina Compresora, para aplicar y determinar la carga máxima de rotura (en lb-f). Fig. 6 y Fig. 7 Ensayo de resistencia del ladrillo de arcilla cocida Tabla 11. Ensayo de resistencia a la compresión de la unidad de arcilla cocida Esp Dimensiones (mm) Área bruta cm² Carga Máx. kg f´b Kg/cm² f´b prom Kg/cm² Ds Kg/cm² f´b Kg/cm²L A H E.1 23.125 12.93 8.975 298.891 36288.0 121.41 115.56 7.38 108.23 E.2 23.125 12.9 9.075 298.313 31752.0 106.44 E.3 23.35 12.95 9.100 302.38 36288.0 120.01 E.4 23.175 13.03 9.100 301.854 31751.4 105.19 E.5 23.00 12.98 8.975 298.425 34019.4 113.99 E.6 23.00 12.98 9.00 298.43 36288.0 121.60 E.7 23.175 12.93 8.975 299.54 31298.0 104.48 E.8 23.00 13.03 8.925 299.575 36287.4 121.13 E.9 23.225 12.98 9.000 301.344 36288.0 120.42 E.10 23.3 12.88 8.975 299.99 36287.4 120.96 23 Tabla 12: Resultados de los ensayos clasificatorios de las unidades de arcilla Fuente: Elaboración propia Nota: Clasifica como ladrillo de clase III ENSAYOS NO CLASIFICATORIOS. 1.- ENSAYO DE ABSORCION DE LA UNIDAD DE ARCILLA COCIDA NTP 399.604 y 399.1613 Se colocan las unidades en el horno durante 24hrs, hasta no tener variación apreciable de su peso, luego se obtienen los pesos secos de los ladrillos ensayados. Luego se colocaron las unidades en agua totalmente sumergidos por 24hrs, se extraen las unidades del agua, y pasado 15min se secaron con un paño superficialmente, finalmente se obtuvo su peso saturado superficialmente. Con la fórmula se determinó el % de absorción: %A= G 4−G 3 G 3 x100 Dónde: G4 es peso SSS y G3 es peso seco 24 Ensayos Variación de la Dimensión (%) Alabeo (mm) Resistencia a la compresión Muestra 60 10 10 Promedio +1.56 +0.19 +0.22 0.425 0.661 108.23 kg/cm² NTE.070 Ladrillo III ± 5 ±4 ± 3 6.0 95 kg/cm² Cumplen estándares Sí Sí Sí Sí SI Fig. 8 y Fig. 9: Ensayo de absorción de las unidades de albañilería Tabla 13. Ensayo de Absorción de la unidad de arcilla cocida Espécimen Peso seco (Gramos) Peso saturado (Gramos) Absorción (%) Absorción promedio ( %) E – 1 3180.40 3701.2 16.339 15.218 E – 2 3219.70 3735.0 16.005 E – 3 3966.20 4495.2 13.338 E – 4 3358.00 3876.0 15.430 E – 5 3214.60 3741.6 16.394 E – 6 3394.00 3906.0 15.090 E – 7 3214.16 3696.0 14.991 E – 8 3330.00 3869.0 16.190 E – 9 3234.94 3675.8 13.627 E – 10 3272.00 3758.0 14.850 Fuente: Elaboración propia 2.- Ensayo de resistencia de prismas de albañilería NTP 399.605. Fig.10: Ensayos de resistencia de prismas de unidades de arcilla en el laboratorio Tabla 14. Resistencia de prismas de unidades de arcilla con mortero 1:3 Espéci men Dimensiones (mm) Esbel tez Área cm² Carga Máx. Kg fm̅ Kg/cm² f´m prom. Kg/cm² C pro m Ds Kg/ cm² V % f´m Kg/ cm² L A h h/a E – 1 22,95 12,93 29,9 2,31 296,6 22679,6 87,834 101.61 0.78 10.14 9.98 86.73 E – 2 22,9 12,83 29,5 2,30 293,8 27210,0 99.696 E – 3 22,8 12,84 29,5 2,37 296,8 34020,0 99.92 E – 4 22,83 12,8 29,8 2,33 292,2 31751,5 104,6 E – 5 23 12,93 29,3 2,27 297,4 33112,2 115,98 Fuente: Elaboración propia 3.- ENSAYO DE SUCCION 25 En este ensayo el ladrillo toma agua por capilaridad, medida en gramos de agua absorbida por cada cm² de superficie puesta con el agua en un minuto, es decir es la cantidad de agua que pueda ascender por tensión capilar en una unidad. El número de unidades para la muestra fue de 20 ladrillos. Fig. 11 y Fig. 12: Ensayo de succión de la unidad de arcilla Tabla 15. Resultados del ensayo de succión de unidades de arcilla cocida (1) Fuente: Elaboración propia 4.- ENSAYO DE DENSIDAD Y PORCENTAJE DE VACIOS. 26 Espécimen Peso seco (Gramos) Peso succión (Gramos) Dimensión de la Unidad (mm) Área (cm²) Succión Succión Promedio Largo Ancho E – 1 3278 3393 230 129.8 298.54 77.04 60.56 E – 2 3389 3391 232.75 131.15 305.25 66.83 E – 3 3303 3409 234 130.75 305.96 69.29 E – 4 3325 3425 233.25 126.8 295.76 67.62 E – 5 3321 3430 230.1 128.0 294.53 74.02 E – 6 3203 3284 232.5 129.25 300.51 53.91 E – 7 3202 3290 232 129 299.28 58.81 E – 8 3245 3336 233.25 129.75 302.64 60.14 E – 9 3195 3269 232.75 129.25 300.83 49.20 E – 10 3224 3310 233.5 129.25 301.80 56.99 E – 11 3207 3294 232.25 130 301.93 57.63 E- 12 3188 3282 232 128.75 298.70 62.94 E – 13 3217 3301 233 130 302.90 55.46 E – 14 3201 3268 232.5 129 299.93 44.68 E – 15 3232 3315 233.25 129.5 302.06 54.96 E – 16 3180.4 3269.5 232 128 296.96 60.01 E – 17 3171.1 3259.0 231 129 297.99 58.59 E – 18 3220.1 3308.1 233 130 302.9 58.11 E – 19 3250.3 3340.0 231 129 297.99 60.20 E – 20 3283.8 3382.0 233 130 302.9 64.84 El ensayo de densidad está especificado en la NTP 399.604. Con este ensayo se determinó el porcentaje de vacío que tienen las unidades En los ladrillos se llenaron sus huecos con la arena calibrada, con la ayuda de la cuchara se vació la arena, hasta llenar los 18 huecos en su totalidad (cara superior); luego se eliminó el exceso de la arena con una escobilla. Fórmula para hallar la densidad de la arena que utilizo. Densidadarena= Pes oarena Volumen %Vacíos= VolumenVacío Volumendel Ladrillo Fig. 13. Llenado de arena calibrada de los 18 huecos y el pesado de la unidad de arcilla para el ensayo de densidad. Si el porcentaje de vacíos excede al 30% del volumen total, las unidades se clasifican como unidades huecas, no recomendables en muros portantes y según la norma E.070 no se recomienda su uso en la construcción de muros portantes en zona sísmica 4. La densidad de la unidad de arcilla se determinó por las formulas. Densidad ladrillo= Peso Seco Volumen Neto 27 D: Densidad en gr/cm³ G 3: Peso seco en gr Vol.: Volumen en cm³ Tabla 16. Densidad y porcentaje de vacíos de las unidades de arcilla Espé cime n Dimensiones (mm) Peso seco (g) Volumen Densida d (g/cm³) % de vacío sLargo ancho Altura Bruto Huecos Neto E – 1 230 129.75 90 3278 2691.91 904 1787.91 1, 84 33.58 E – 2 229.5 126.75 89.5 3325 2603.49 882.67 1720.82 1, 93 33.9 E – 3 230 128 91 3322 2683.99 837.33 1846.66 1, 80 31.25 E – 4 230 128 90 3352 2649.6 837.76 1811.84 1, 85 31.62 E – 5 228 127 88 3118 2548.13 872.03 1676.10 1, 86 34.22 E – 6 229 128 90 3461 2638.08 797.3 1840.78 1, 88 30.22 Promedio 1.86 32.47 Fuente: Elaboración propia 5.- ENSAYO DE EFLORESCENCIA EN LAS UNIDADES DE ARCILLA La eflorescencia se produce cuando las sales (sulfatos) que contiene la materia prima, se disuelven en contacto con el agua y luego se evapora el agua y emergen a través de los poros del ladrillo cristalizándose en sus superficies. Fig. 14: Ensayo de eflorescencia de las unidades de arcilla cocida Resultado: Después del ensayo se consideran las unidades no eflorecida Tabla 17: Resultados de ensayos no clasificatorios de unidades de arcilla 28 Ensayos Resistencia de la albañilería Kg/cm2 Densidad gr/cm3 % de vacíos Eflorescencia Succión Gr/200cm2xmin Absorción (%) Muestra 6 16 16 6 20 10 Promedio 76.939 1.855 32.89 No eflorecida 57.615 15.218% NTE.070 65 > 1.6 30 No eflorecida 10 y 20 < 22% Cumplen estándares SÍ SÍ NO SÍ NO Si 6.- ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESION DE CUBOS DE MORTERO APARATOS • Molde para los cubos • Espátula • Cemento • Agregado fino Fig. 15: Ensayo de resistencia a la compresión del mortero MUESTRA: Se elaboraron 9 cubos de mortero de 5x5 cm PROCEDIMIENTO: 29 Se limpian los moldes de 5 x 5 cm y se untan con petróleo para evitar que se adhiera el mortero y enseguida se procedió a llenar los moldes. Tabla 18. Ensayo de Resistencia a la compresión del mortero (agregado rio Ica) Fuente: Elaboración propia Espécime n (Cubo) Medidas (cm) Proporción Mortero Área (cm²) fcm (Kg/cm²) f´cm prom (Kg/cm²) Ds (Kg/cm²) f´cm (Kg/cm²) L A h C : A E – 1 5.0 5.3 4.95 1: 4 26.5 128.38 130.58 26.617 95.98 E – 2 5.1 5.2 4.90 26.52 102.64 E – 3 5.1 5.0 4.90 25.5 97.843 E – 4 5.1 5.0 5.00 25.5 160.08 E – 5 5.0 5.1 4.95 25.5 142.31 E – 6 5.1 5.1 4.95 26.01 122.07 E – 7 5.1 5.2 4.95 26.52 171.04 E – 8 5.2 5.1 4.95 26.52 102.64 E – 9 5.1 5.1 4.90 26.01 148.25 Tabla 19: Ensayo de granulometría, el módulo de fineza y la resistencia a la compresión de los ensayos del mortero de cemento 1:4. PORCENTAJE RETENIDO NTE.070 % QUE PASA Media % QUE PASAMALLAS O TAMICES PESO RETENIDO %RETENIDO Nº4 6.7 0.67 100 99.33 Nº8 17.2 1.72 95 a 100 97.61 Nº16 67.1 6.71 70 a 100 90.90 Nº30 265.5 26.55 40 a 75 64.35 Nº50 441.9 44.19 10 a 35 20.16 Nº100 176.8 17.68 2 a 15 2.48 Nº200 21.8 2.18 < 2 0.30 FONDO 3.0 0.30 -- 0 Módulo de fineza Entre 1, 6 y 2, 5 2, 25 Proporción del Mortero de cemento para el ensayo de resistencia de prismas de albañilería Tipo: P2 Proporción: 1:4 Tipo: P1 Proporción: 1:3 Resistencia a la compresión del mortero 95, 98 kg/cm² 146, 77 kg/cm² Fuente: Elaboración propia ENSAYOS DE LOS AGREGADOS PARA EL CONCRETO 30 CONTENIDO DE HUMEDAD DE LOS AGREGADOS ASTM C-566 /NTP 339.185 El método de determinación de la humedad de agregados en laboratorio, es por medio del secado al horno, donde la humedad es la relación expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de agregado y el peso de las partículas sólidas, como se indica: Tabla 20. Contenido de humedad de los agregados grueso y fino CONTENIDO DE HUMEDAD AG. GRUESO AG. FINO Nº Tara K15 X3 VG3 X46 1. Peso Tara 39 39 40 40 2. Peso T + Ag. Húmedo 484 490 612 610 3. Peso T + Ag. Seco 480 486 610 607 4. Peso de agregado seco (3-1) 441 447 570 567 Contenido de humedad del agregado (%) 0.907 0.895 0.351 0.529 %Humedad promedio 0.901 0.44 Fuente: Elaboración propia ENSAYO DEL PESO UNITARIO SUELTO Y COMPACTADO DE LOS AGREGADOS: NORMAS: ASTM C- 29 / NTP 400 - 017 31 En ASTM C 29 define la densidad total o peso unitario de los agregados como la masa de un volumen unitario de agregado, en la cual el volumen incluye el volumen de las partículas individuales y el volumen de vacíos entre las partículas. Tabla 21. Peso unitario suelto de los agregados grueso y fino. Fuente: Elaboración propia Tabla 22. Peso unitario compactado Peso unitario compactado Peso del recipiente = 5,31 Kg Peso del recipiente = 4.40 Kg Volumen = 0.0145 m³ Volumen = 0.0096 m³ Agregado Grueso Agregado Fino Peso Ag. + recip. Peso unitario Peso Ag. + recip. Peso unitario 1561.38 kg/m3 1655.21 kg/m3 1568.28 kg/m3 1675.00 kg/m3 1582.76 kg/m3 1672.92 kg/m3 Promedio 1570.00 kg/m3 Promedio 1667.71 kg/m3 Fuente: Elaboración propia ENSAYO DE LA GRANULOMETRIA DE LOS AGREGADOS NORMAS: ASTM C-136 / NTP 400-012 32 Peso unitario Suelto Peso del recipiente = 5,31 Kg Peso del recipiente = 4.40 Kg Volumen = 0.0145 m3 Volumen = 0.0096 m3 Agregado Grueso Agregado Fino Peso Ag. + recip. Peso unitario Peso Ag. + recip. Peso unitario 1437.93g/m3 1575.00g/m3 1475.17g/m3 1560.42g/m3 1480.00g/m3 1592.71g/m3 Promedio 1464.37g/m3 Promedio 1576.04g/m3 La granulometría y el tamaño máximo de los agregados son importantes debido a su efecto en la dosificación, trabajabilidad, economía, porosidad y contracción del concreto. Tabla 23. Granulometría del agregado grueso FFuente: Elaboración propia Tabla 24. Granulometría del agregado fino: MALLAS O TAMICES PESO RETENIDO %RETENIDO % RETENIDO ACUMULADO % QUE PASA Nº4 6.7 0.67 0.67 99.33 Nº8 17.2 1.72 2.39 97.61 Nº16 67.1 6.71 9.10 90.90 Nº30 265.5 26.55 35.65 64.35 Nº50 441.9 44.19 79.84 20.16 Nº100 176.8 17.68 97.52 2.48 Nº200 21.8 2.18 99.70 0.30 FONDO 3.0 0.30 100 0 Mf = 2.25 Fuente: Elaboración propia ENSAYO DEL PESO ESPECÍFICO Y ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS NORMAS: NTP 400.022 / ASTM C - 128 ASTM C127 / NTP 400.021 33 TAMIZ PESO RETENIDO %RETENIDO % RETENIDO ACUMULADO % QUE PASA 1” - - - 100% ¾” 2524 25.24% 25.24% 74.76 ½” 7260 72.6% 97.84% 2.16 3/8” 157.9 1.579% 99.419% 0.581 N°4 51.3 0.513% 99.932% 0.068 N°8 3.5 0.035% 99.967% 0.033 FONDO 3.3 0.033% 100% 0 TMN=3/4” Mg = 7.25 El peso específico de una sustancia de define como su peso por unidad de volumen. Se calcula dividiendo el peso de la sustancia entre el volumen que esta ocupa. Tabla 25. Peso específico del agregado fino Nº Picnómetro 01 02 1. Peso del picnómetro. 158 157 2. Peso Ag. Fino seco 100 100 3. Peso = P + agua 656 655 4. Peso = P + agua + Ag. Fino 717 718 5. Volumen 39 37 Peso Específico 2.564 2.703 Peso Específico promedio 2.634 Fuente: Elaboración propia Fuente: Elaboración propia Tabla 26. Peso específico del agregado grueso Nº Tara X17 RELAX32 1. Peso al aire. 470 488 2. Peso sumergido al agua. 295 308 3. Peso seco del horno 466 485 4. Volumen 175 180 5. Peso Específico 2.663 2.694 Peso Específico promedio 2.679 Fuente: Elaboración propia ENSAYO DEL PORCENTAJE DE ABSORCION DE LOS AGREGADOS 34 Los agregados poseen poros en su estructura, que a su vez contienen agua en su interior, el ensayo busca identificar la cantidad de agua que aproximadamente absorben los agregados de acuerdo a su porcentaje de absorción. Tabla 27. Ensayo del porcentaje de absorción del agregado fino Fuente: Elaboración propia Tabla 28. Ensayo del porcentaje de absorción del agregado grueso Fuente: Elaboración propia ENSAYOS PARA EL CONCRETO 35 Nº Tara DA CS3 1. Peso tara. 39 42 2. Peso T. + Ag. Fino (SSS). 463 467 3. Peso seco + Tara 458 463 4. Peso seco 424 425 5. Peso agua 5 4 % Absorción x 100% 1.179 0.941 % Absorción (promedio) 1.06 % Nº Tara X17 RELAX32 1. Peso Ag. SSS 470 488 2. Peso Ag. Seco 466 485 3. Peso del agua 4 3 % Absorción 0.858 0.67 % Absorción (promedio) 0.764 % DISEÑO DE MEZCLA PROCEDENCIA DE LOS AGREGADOS: El agregado fino se obtuvo del rio Ica y el agregado grueso procede de la cantera “Palomino” CARACTERISTICAS DE LOS COMPONENTES DEL CONCRETO: CEMENTO. Tipo y Marca: Tipo I Sol. Peso Específico: 3, 11 AGREGADOS. Extracción y selección de muestras - NTP 400.010 Fig. 16 y Fig. 17. Selección de muestra de agregados por el método del cuarteo AGUA. Se utilizó el agua en el laboratorio del pozo de la ciudad universitaria. AGREGADO FINO O ARENA 36  Peso específico : 2.634  Porcentaje de absorción (%) : 1.06%  Contenido de humedad (%) : 0.44%  Peso unitario suelto seco : 1569.14Kg /m3  Peso unitario suelto húmedo : 1576.04Kg /m3  Peso unitario compactado seco : 1660.40Kg /m3  Peso unitario compactado húmedo : 1667.71 Kg/m3  Módulo de fineza : 2.25 AGREGADO GRUESO  Peso específico : 2.679  Perfil : Angular  Porcentaje de absorción (%) : 0.764%  Contenido de humedad (%) : 0.901%  Peso unitario suelto seco : 1451.29Kg /m3  Peso unitario suelto húmedo : 1464.37Kg /m3  Peso unitario compactado seco : 1555.98Kg /m3  Peso unitario compactado húmedo : 1570.00 Kg/m3  T.M.N (NTP) : ¾ “  Módulo de fineza : 7.25 DISEÑO DE MEZCLA POR EL METODO DEL MODULO DE FINEZA DE LA COMBINACION DE AGREGADOS 37 Diseño de Mezcla de Concreto por el método del módulo de fineza de la combinación de agregados F´c 28 días =210 kg/cm2 F´c p = 210 kg/cm² + 84 kg/cm² = 294 Kg/cm² Condiciones Normales. Consistencia plástica: 75 mmm a 100 mm Valores de diseño para 1 m3 de concreto: Cemento : 358.1662 kg Agua : 200. 00 lt Agregado Fino : 737.52 kg Agregado Grueso : 1030.88 kg Cantidad de Materiales para 1m3 en OBRA. Cemento : 358.1662 kg Agua : 203.160 lt Agregado Fino : 740.765 kg Agregado Grueso : 1040.168 kg CANTIDAD DE MATERIAL POR BOLSA DE CEMENTO EN OBRA. Cemento = 42.5 x (358.1662/358.1662) = 42.5 kg. Agua = 42.5 x (203.160 /358.1662) = 24.1069 lt/bolsa. Agregado Fino = 42.5 x (740.765/358.1662) = 87.8992 kg Agregado Grueso = 42.5 x (1040.168/358.1662) = 123.4263 kg. PROPORCIONES EN OBRA C A P a/c 1 1.97 2.98 24.12lt/bolsa ELABORACIÓN DE PROBETAS CILINDRICAS EN EL LABORATORIO NTP. 339.033 38 MEZCLA DE PRUEBA Se determinó la cantidad componentes para las probetas de ensayo, con un desperdicio de 25 % de mezcla. Tabla 29. Cantidad de componentes para 1 m³ de concreto y para las probetas de ensayo con un desperdicio del 25 % Componentes 1m3(diseño) 1m3(obra) 0.0212m3(obra) 4 probetas 25%(obra) desperdicio Cemento 358.1662kg 358.1662kg 7.5931kg 18.983kg Agua 200lt 203.160lt 4.307lt 10.768lt Agr. Fino 737.52kg 740.765kg 15.704kg 39.26kg Agr. Grueso 1030.88kg 1040.168kg 22.052kg 55.13kg a/c 0.5584 0.567 0.567 0.567 Fuente: Elaboración propia PREPARACIÓN DE MEZCLA DE CONCRETO Fig.18. Se muestran los componentes que se utilizaron para preparar la mezcla de concreto Fig.19. Corresponde a probetas recién llenadas de la muestra de concreto. LLENADO DE PROBETAS Los moldes se emplearón limpios, lijados y con el petróleo la paredes interiores Los moldes se llenarón en tres capas; cada capa se compacto con 25 golpes con la varilla de acero lisa y se enraso al final. DESENCOFRADO Y CURADO DE LAS PROBETAS 39 Las probetas se identificaron con la fecha de elaboración, la resistencia de diseño, el elemento estructural y la edad de rotura. Las probetas se retiraron de los moldes pasada las 24 horas, después de su elaboración. Se almacenaron las probetas en una poza con agua hasta el momento del ensayo, evitando golpearlas en su traslado desde el lugar de llenado. Fig. 20. Corresponde a las probetas en Fig. 21. Se muestran las probetas la poza con agua en el proceso de curado después de sacarse de los moldes ENSAYO PARA DETERMINAR EL ASENTAMIENTO (SLUMP) Como resultado del ensayo del Cono de Abrams, se obtuvo un asentamiento de 9 cm, se encuentra dentro del intervalo del revenimiento requerido por las vigas y columnas que es de 2 a 10 cm., según la tabla de revenimientos recomendados. Fig. 22 y Fig. 23. Corresponden al ensayo del cono de Abrams y el resultado obtenido de su asentamiento. ENSAYO DEL PESO UNITARIO DEL CONCRETO ASTM C-138 / NTP 339.049 40 El peso unitario es el peso varillado, expresado en kilos por metro cubico (kg/m³), de una muestra representativa del concreto. Cuando las mezclas de concreto experimentan un incremento de aire, disminuye el Peso Unitario. La mayor compactación incrementa el Peso Unitario. Pero las modificaciones del Peso Unitario son debidas al tipo de agregado empleado. Determina el rendimiento de la mezcla Permite determinar el contenido de materiales (cemento, agua y agregado), por metro cubico de concreto, así como el contenido de aire. pesounitario delconcreto= pesototal−pesodelmolde volumendelmolde Resultado obtenido de tres ensayos del peso unitario. P1= 19.70180−7.2449 0.0053 =2350.3585 kg/m3 P2= 19.8799−7.2449 0.0053 =2383.9623kg/m3 P3= 19.9103−7.2449 0.0053 =2389.6981 kg/m3 P4= 19.7851−7.2449 0.0053 =2366.0755 kg/m3 PU=2372.5236 kg /m ³ CONTENIDO TOTAL DE AIRE %Vacíos= P .e−PLab P .e PESO ESPECÍFICO P .e= 2326.5662 0.979966279 =2374.1288Kg/m³ %Vacíos= 2374.1288−2372.5236 2374.1288 x 100=0.07 % 41 ENSAYO DE EXUDACIÓN NORMA NTP 399.077 / ASTM C 232 Consiste en llenar el concreto fresco en un molde en 3 capas con 25 golpes cada capa, dejándose 1pulg. libre en la parte superior. Luego de llenarse el molde, se dio inicio al fenómeno de exudación, registrándose lecturas de volúmenes parciales de agua exudada cada 10 min, durante los primeros 40 min. y luego cada 30 min. hasta que la mezcla dejo de exudar.(ASTM C– 232) Tabla 30. Resultados del ensayo de la exudación TIEMPO (min) 10 10 10 10 30 30 30 30 30 30 VOLUMEN EXUD. (cm3) 8.8 6.25 6.25 7.00 20.40 15.30 8.00 4.50 2.00 0.10 Fuente: Elaboración propia Volumenexudado=79.1 cm3 volumende latanda=42.48dm3=0.04248m3 volumendelmolde=π ×1502× (300−25.4 )mm3=0.01941033021 m³ VOLUMEN DEL AGUA EN MOLDE= 45.464 99.499 ×8.63=3.943<¿ EXUDACION= 79.1 cm3 3.3943<¿×100=2 ,338 % ¿ 42 Vol . aguaMolde= Pesodel concretoenelmolde Peso total enla tanda ×Vol agua tanda ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL CONCRETO EN PROBETAS CILINDRICAS NTP 339.034 /ASTM C 3961 Se colocó en la máquina compresora de ensayo la probeta a ensayar. Se aplicó la fuerza a una velocidad constante para conseguir comprimir el cilindro hasta la falla. Se anotó la carga correspondiente a la falla dada en libras. La resistencia a la compresión se obtuvo del cociente entre la carga máxima y la sección media de la probeta . Fig. 24 y Fig. 55. Se aprecia el ensayo de resistencia en probetas cilíndricas en el laboratorio 43 RESISTENCIAS MECANICAS Y MODULO DE ELASTICIDAD Tabla 31. Resultados de la resistencia obtenida a los 7, 14 y 28 días Fuente: Elaboración propia PROMEDIO DE LA RESISTENCIA EN PROBETAS CILÍNDRICAS Promedio de resistencia 7 días Proyección a 14 días 28 días Factor 0.67 0.86 1 Resistencia kg/cm² 147.130 188.853 219, 597 MODULO DE ELASTICIDAD DEL CONCRETO Ec=Wc1.5×4000√ f ' c Tabla 32. Promedios de Resistencias mecánicas y módulo de elasticidad Resistencia a la compresión 219.60 kg/cm2 Resistencia al Tracción 21.960 kg/cm2 Resistencia al Flexión 34.380 kg/cm2 Resistencia a la Rotura 29.6382 kg/cm2 Módulo de Elasticidad 216616.72 kg/cm2 Fuente: Elaboración propia Tabla 33: Promedio de resultados de los ensayos del concreto Fuente: Elaboración propia 44 Ensayos Resistencia a compresión Kg/cm² Consistencia (cm) Peso Unitario (Kg/m³) Exudación (%) Muestra 4 4 4 4 Promedio 219.60 7.00 2 372, 52 2.33 NTE 0.70 ≥ 175 10.0 cm 2 300 < 5 Cumplen Estándares Sí Sí SI Sí 6.2. DISCUSION DE LOS RESULTADOS Las características clasificatorias establecidas en la tabla 1 de la norma estructural E.070 se obtuvieron en el laboratorio mediante los ensayos, variación de la dimensión: variación en largo +1,56 %, variación en ancho + 0,19 % y variación en altura + 0,22 %, el que cumple para unidad de clase III; el alabeo establecido como cóncavo 0,425 mm y como convexo 0,661 mm, cumple para todas las clases de ladrillos; la resistencia característica obtenida fue 108.23 kg/cm². Clasificando los ladrillos de arcilla cocida King Kong 18 huecos como unidades de clase III, según los parámetros establecidos por la norma de calidad E.070. Con referencia a la succión obtenida fue de 57,615 g/200cm²-min superando lo establecido, por lo que los ladrillos antes de asentarlos deberán regarse durante 30 minutos un día antes según la norma. Asimismo, el porcentaje de vacíos obtenido fue de 32,89% mayor al 30% de vacíos del área bruta, considerándose como unidades de albañilería hueca por la norma técnica. También se determinó que la resistencia de prismas de albañilería a compresión axial con mortero 1:3 fue de 86.73 kg/cm²y con mortero 1:4 fue de 76.939 kg/cm²resultados mayores a los parámetros establecidos por la norma estructural. Por otro lado, se determinó que el nivel de resistencia de un mortero de cemento tipo P2 de proporción 1:4 fue de 95,98 kg/cm², y de un mortero tipo P1 de proporción 1:3 resultó 146.77 Kg/cm2 considerando que el tipo P1 es el 45 apropiado para emplearse en las juntas de la albañileria para muro portante, según la norma de calidad. Se diseñó un concreto para los elementos de concreto armado con una proporción en volumen 1:1.97:2.98/ 24.12 lt/bolsa, para una resistencia característica a los 28 días de 219,61 kg/cm² cumpliendo con la resistencia que establece la norma, asimismo cumplen los parámetros de consistencia (7.0 cm), exudación (2.33 %) y peso unitario 2372.52 kg/m³ para los elementos de concreto de la albañilería confinada. Del resultado obtenido se determinó que la norma considera aceptado los parámetros determinados. Considerando que la investigación para la calidad de materiales en viviendas de albañilería se cumple con la norma estructural. 46 CONCLUSIONES  En el mercado los ladrillos se seleccionan de diferentes clases según el proceso de fabricación y materia prima empleada, las unidades de albañilería de arcilla cocida King Kong 18 huecos estudiadas clasifican como ladrillo clase III de acuerdo a la norma E.070 con resistencia característica 108.23 kg/cm², valores de alabeo y variación de la dimensión que cumplen los límites establecidos por la norma de estructuras.  Según la norma de calidad y como consecuencia de los ensayos realizados para las unidades se determinó mediante el análisis de Pareto que las características vitales son la resistencia de la unidad, succión, % de vacíos y variación de la dimensión, considerándose que las características clasificatorias y no clasificatorias influyen para alcanzar la calidad de las unidades de albañilería.  En el análisis del concreto mediante el diagrama de Pareto se determinó que las propiedades vitales son: el peso unitario, módulo de elasticidad, peso específico y la resistencia, propiedades que depende de un apropiado método de diseño de mezcla y componentes de calidad controlada, para obtener una dosificación de mezcla con resultados comprobados mediante ensayos en el laboratorio para el concreto en estado fresco y estado endurecido en cumplimiento de los requerimientos de obra para los elementos de concreto armado en viviendas de albañilería confinada.  4.- Para el nivel de resistencia del mortero de cemento se estableció dos tipos de mortero P1 y P2, de los que se determinó el mortero de cemento 47 tipo P1 (1:3) de 146.77 Kg/cm2 para las juntas de muro portante cumpliendo con lo establecido por la norma de calidad.  Mediante el Diagrama de Ishikawa se determinó que las causas que influyen en la calidad de materiales son: los estudios técnicos, el cumplimiento de normas, el proceso productivo y el control de calidad que se han comprobado mediante los ensayos.  Los parámetros establecidos en la norma estructural que clasifican los componentes de la albañilería y la certificación del laboratorio influyen en la calidad de los materiales empleados en las viviendas de esta ciudad. 48 RECOMENDACIONES  Se recomienda mayor control en la materia prima para la elaboración de las unidades de arcilla, por las deficiencias observadas en ladrilleras al no contar con una cantera reglamentada y controlada en cuanto a la procedencia de la arcilla y tierra de chacra empleada, influyendo en la calidad del producto final.  Realizar ensayos de control de calidad de las unidades de albañilería, del concreto y del mortero especificado para la construcción de viviendas seguras, no vulnerables al sismo y durables de albañilería confinada, cumpliendo con lo establecido por la norma E. 070 y las especificaciones técnicas de la obra.  Las empresas de la fabricación de las unidades de albañilería deben mejorar la selección, dosificación y análisis de la materia prima, el proceso de elaboración, el secado y quemado de los ladrillos. Asimismo, deben cumplir con el control de calidad de las unidades que fabrican mediante ensayos en un laboratorio calificado para garantizar el cumplimiento de la norma E.070 en sus productos.  Se recomienda la no construcción de viviendas informales, para lo cual deben tener el asesoramiento de un ingeniero civil, emplear unidades de albañilería de arcilla cocida, mortero para juntas de las unidades y el concreto para los elementos estructurales que cumplan con lo establecido en la norma de calidad E.070 de albañilería. 49  Las unidades de albañilería King Kong 18 huecos no deben exceder al 30% de vacíos en el área bruta de la superficie de asiento para considerarse ladrillos sólidos y ser aptos para ser empleados en muro portante de 1 a 3 pisos en cumplimiento a lo establecido por la norma E.070.  Para controlar la succión de la unidad de arcilla cocida la norma E.070 recomienda humedecer (regar) los ladrillos un día antes del asentado por un tiempo aproximado de 20 a 30 minutos. 50 FUENTES DE INFORMACIÓN  San Bartolomé, D. Quiun. Nuevas metas para mejorar la Norma de Albañilería E.070-2006- XVI Congreso Nacional de Ingeniería Civil, colegio de Ingenieros del Perú, Arequipa. 2007.  A. San Bartolomé. Comentarios a la Norma Técnica de Edificación E.070- Solicitado por el Servicio Nacional de Capacitación para la Industria de la construcción. SENCICO. 2007.  Colegio de Ingenieros del Perú. El Sismo del 15 de Agosto 2007- Rev. Editorial ACI Perú. 2007.  J. Alva (2007). Sismo de Pisco-Ica del 15 de Agosto 2007. CISMID UNI.  SENCICO. Norma Técnica de Edificación E.070. Albañilería. Lima Perú.  NTP 399.613 (2013). Unidades de Albañilería. Método de Muestreo y Ensayo de Ladrillos de arcilla Usados en Albañilería. Perú.  NTP 399.622 (2013). Evaluación de los morteros de albañilería antes y durante la construcción. Perú.  NTP 399.605. Método de Ensayo para la determinación de la Resistencia a compresión de Prismas de Albañilería. Perú.  A. San Bartolomé. Construcciones de Albañilería – Comportamiento sísmico y Diseño Estructural. Fondo Editorial de la PUCP. Lima, Perú.  O. Vásquez (2014). Reglamento Nacional de edificaciones. Comentado. 51 ANEXOS FICHA DE OBSERVACIÓN SOBRE LA GESTIÓN DE CALIDAD 1. ENSAYOS REALIZADOS: a) En unidades de arcilla cocida: ( ) Variación de dimensión ( ) Alabeo ( ) Resistencia a la compresión ( ) Absorción ( ) Resistencia a la compresión de la albañilería ( ) Densidad ( ) % de vacíos ( ) Succión b) En concreto: ( ) Resistencia a la compresión ( ) Consistencia ( ) Peso unitario ( ) Peso específico ( ) Exudación ( ) % de vacíos ( ) Módulo de elasticidad c) En mortero: ( ) Resistencia a la compresión ( ) Consistencia Proporción: ( ) 1 : 3 ( ) 1 : 3,5 ( ) 1 : 4 Espesor de junta: ( ) 1 cm ( ) 1, 2 cm ( ) 1, 3 cm ( ) 1, 5 cm 2. ESTUDIOS TÉCNICOS a) Procesos empíricos: ( ) Desactualización tecnológica ( ) Falta de capacitación ( ) No estandarizado b) Deficientes estudios químicos ( ) Falta de análisis químicos ( ) Ensayos de selección c) Deficientes métodos de fabricación 52 ( ) Artesanal ( ) Semindustrial ( ) Industrial 3. CUMPLIMIENTO DE LAS NORMAS a) Técnicas en el proceso de selección de agregados: ( ) Esporádico ( ) Continuo ( ) Cada 6 meses b) Técnicas en la fabricación de unidades de albañilería: ( ) Esporádico ( ) Continuo ( ) Cada 6 meses 4. PROCESO PRODUCTIVO: a) M.O. no especializada b) Materiales deficientes ( ) Carga y descarga del horno ( ) Procesos de acomodo c) Calibración de los equipos ( ) Reutilizadas ( ) Poco mantenimiento ( ) Horas maquina ( ) Maquinarias antiguas 5. CONTROL DE CALIDAD ( ) Control de dosificación ( ) Ensayos de control ( ) Requerimientos del cliente ( ) Cumplimiento de entrega del producto 53 CANTERA PALOMINO S.R.L. Sociedad Sociedad comercial de responsabilidad limitada Razón Social Palomino S.R.L Funcionamiento 22 de febrero de 1995 Tipo de Explotación Tajo abierto o a cielo abierto Tipo de Roca Sedimentaria Metamórfica Dirección Av. Pachacutec Yupanqui N° 263. Comercializa Afirmado Piedra chancada de ¾” Piedra chancada de ½” Confitillo Piedra desplazadora 54 Fotos de la cantera Palomino S.R.L. Se aprecia el proceso de obtención de los materiales granulares: Piedra chancada de ¾”, ½”, confitillo y Afirmado. 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 ESCUELA DE POSGRADO APLICACIÓN DE NORMAS EN CONSTRUCCIONES DE ALBAÑILERÍA Y LA CALIDAD DE MATERIALES EN VIVIENDAS DE LA CIUDAD DE ICA.