Friday, March 24, 2006
4.3.7.4. DURABILIDAD DE LOS LADRILLOS
Introducción
La durabilidad de los productos cerámicos es una de sus características más interesantes y apreciadas, ya que existen pocos materiales como los ladrillos que puedan resistir el paso del tiempo de una forma tan favorable y sin cuidados de mantenimiento. Sin embargo existen defectos de estos materiales principalmente producidos por la retención del agua y agentes atmosféricos que pueden afectar a la vida útil del material sino se previenen utilizando ladrillos que hayan superado el control de calidad AENOR-N y disponiéndolos de manera adecuada en obra.
Eflorescencias
Las eflorescencias son manchas producidas por la cristalización de sales solubles en la superficie del ladrillo. Normalmente se trata de un problema estético, más que de un problema de durabilidad, aunque en algunos casos si las sales son abundantes es posible que este defecto se convierta en un peligro para el ladrillo, aunque existen soluciones que dependen de los ciclos naturales de la humedad y el secado.
Las eflorescencias aparecen en la superficie del ladrillo, favorecida por la naturaleza del sistema capilar en relación con el mortero con el que se recibe. Las sales solubles pueden tener distintos orígenes empezando por los componentes como el Na, K, Mg y Ca (sulfatos), que residen en las arcillas o combustibles empleados en la cocción del ladrillo. Otro posible origen de eflorescencias es la composición del mortero debido a las cantidades de hidróxidos de sodio, potásico y cálcico, y por las adiciones que se añaden a los cementos. La gran succión capilar propia del ladrillo y el agua de la pasta pueden producir también eflorescencias.
El ensayo sobre eflorescencias consiste en hacer pasar agua a través del ladrillo , forzando la evaporación en la cara vista. Los resultados son mas desfavorables que en la realidad. Según la norma UNE67029/25 se distinguen tres tipos de eflorescencias según su intensidad:
Se recomienda para evitar las eflorescencencias: utilizar ladrillos calificados como no eflorescidos o ligeramente eflorescidos, verificar la influencia y composición del mortero utilizado, controlar la cantidad de agua del mortero, debiendo estar impermeabilizado el ladrillo si esta en contacto con la tierra para no ser afectado por las sales del terreno. Igualmente es recomendable cuidar con láminas antihumedad la ascensión capilar de agua y proteger con elementos constructivos(como aleros) la fachada de posibles filtraciones de agua, ya que cuanto menor sea la exposición de la fabrica a ésta, menos posibilidades de aparición de eflorescencias existirán.
Heladicidad
Los agentes atmosféricos, y en particular las heladas, son causantes de la degradación del ladrillo. La acción destructiva del hielo se debe al aumento de volumen (9% aprox.) que se produce al pasar el agua existente del interior del material al estado sólido durante las heladas. El hielo produce fuertes tensiones que solo pueden ser soportadas por aquellos ladrillos cuya estructura interna y resistencia sean adecuadas. Sin embargo en zonas de costa, los ladrillos deben ser no heladizos aunque no exista riesgo de heladas, ya que con la cristalización de las sales el material puede experimentar un aumento de volumen.
El ensayo de heladicidad consiste en someter al material en ciclos de hielo-deshielo, con probetas previamente saturadas de agua. La norma UNE 67028 describe el método de ensayo para ladrillos, consistente en saturar las probetas mediante su inmersión en agua durante 48 horas y ciclos de hielo-deshielo. La aparición de desconchados de dimensión media superior a 15mm o la existencia de más de una pieza fisurada, califica el ladrillo como heladizo. Aunque por la larga duración de este proceso (1 mes aprox.) se está considerando en ocasiones, que si existiera dentro de la red capilar un volumen de poros superior al 10% que pudiera quedar libre de agua, después de la saturación de la pieza, cabria esperar que el aumento del 9% del volumen del agua al transformarse en hielo, ocuparía estos espacios libres sin producir tensiones destructivas. Pero estos principios son solo teóricos, ya que no es posible establecer por el momento una relación entre el tamaño del poro, succión capilar, arcilla empleada etc...
Se sabe que los ladrillos cocidos a temperatura óptima presentan una estructura capilar más favorable a la heladicidad, que aquellos cuya cocción ha sido insuficiente. También se ha observado que a mayor velocidad de descenso de la temperatura , el agua dispone de menos tiempo para fluir por la red capilar, lo que hace que ocupe un porcentaje menor de la misma, y por lo tanto provoca la concentración de tensiones destructivas en las zonas saturadas y el daño en la pieza se producirá mas fácilmente que cuando la temperatura desciende lentamente.
Se recomienda en las zonas con riesgo de helada o ambientes marinos utilizar ladrillos que cumplan el ensayo de resistencia a la helada, evitar que la disposición de los ladrillos favorezca la saturación de los mismos y utilizar elementos constructivos como albardillas provistas de goterones, láminas antihumedad etc. Debe interrumpirse la ejecución de la fábrica en tiempo frío al ser el mortero muy sensible a la helada, no siendo efectivos los anticongelantes. Los ladrillos con absorción de agua inferior al 6% pueden emplearse en zonas de máximo riesgo, aunque no aseguran la resistencia a las heladas, ya que el valor de absorción sirve para conocer el grado de cocción del ladrillo, para un tipo de arcilla y proceso de fabricación.
Caliches
Los ”caliches” son los granos de óxido cálcico existentes en las piezas cerámicas de arcilla cocida. La expansión producida por la hidratación de estos para formar hidróxido cálcico provoca desconchados en las piezas cerámicas. Los granos de óxido cálcico se forman durante la cocción y proceden de los granos de caliza (carbonato cálcico), contenidos en la materia prima, que no han sido suficientemente triturados durante el proceso de molienda. Para tamaños menores de 0,5 mm, la actividad de los “caliches” es muy baja, siendo muy poco probable su acción rompedora. La presión ejercida por la expansión de las partículas es proporcional al cuadrado de su radio. De tal forma, una partícula de 4 mm de radio producirá un efecto 16 veces mayor que otra de 1 mm. La resistencia mecánica de la pieza es un factor muy importante para definir la vulnerabilidad de los productos de arcilla cocida frente a la acción de los caliches. De esta forma, para un mismo tamaño de caliches puede producir desperfectos en una pieza de menor resistencia mecánica que otra. La formación de tensiones es más probable si la hidratación se produce por vapor de agua ya que, si la hidratación se produce con agua líquida, la masa plástica formada puede disgregarse parcialmente y fluir por la red capilar del material sin producir tensiones.
El principal problema de este defecto es que su apreciación no es inmediata sino que su aparición varia según la humedad ambiente pudiendo darse en días, semanas o incluso meses. Es durante los meses de verano cuando el defecto suele aparecer con mayor rapidez, ya que el aire puede contener mayor cantidad de vapor y la temperatura es más elevada, lo que favorece la velocidad de la reacción. Para minimizar los desconchados por caliches, el fabricante cuenta con medios durante el proceso de fabricación como son molienda más fina, la regulación correcta de la temperatura de cocción y/o la inmersión del material en agua a la salida del horno.
El ensayo para determinar la presencia de caliches (según la norma UNE 67039) consiste en someter una muestra de 6 probetas a un baño de vapor durante 3 horas, observando a continuación la aparición o no de desconchados o roturas por caliche. La norma considera caliches aquellos desconchados cuya dimensión media es superior a 7 mm, y no se tienen en cuenta las pequeñas picaduras producidas por minúsculos granos de cal ya que carecen de importancia en el comportamiento o en la estética de la fachada.
Para la muestra sometida a ensayo el número máximo de piezas desconchadas (aquellas con más de un desconchado en sus caras no perforadas) será uno. Además, ningún desconchado de las caras no perforadas tendrá una dimensión media superior a 15 mm.
Expansión por humedad
La expansión por humedad es la característica que tienen los productos cerámicos de aumentar mínimamente sus dimensiones, como consecuencia de la fijación de agua procedente de la humedad ambiente. La expansión por humedad en los materiales cerámicos depende de varios factores, como son el tipo de arcilla, la temperatura de cocción, el tiempo desde la cocción hasta la puesta en
obra y la humedad.
El tipo de arcilla influye mucho en este tema, de manera que las expansiones de mayor magnitud se dan en piezas compuestas por arcillas de tipo caolinítico, y las de menor magnitud, en aquellas con alto contenido calcáreo.
La temperatura es otro factor importante, ya que para cada tipo de arcilla existe una temperatura de cocción para la cual la expansión es máxima, aunque esta temperatura no suele coincidir con la óptima de cocción, lo que hace muy importante el empleo de ladrillos bien cocidos.
Un tercer factor, el tiempo, permite considerar la relación expansión-tiempo como una curva de tipo exponencial observándose que una parte importante de la expansión total de la pieza se produce en los primeros días tras su cocción.
La humedad produce la aceleración de la expansión. Este efecto puede utilizarse para que la expansión del material se realice sin producir daños. Simplemente humedeciendo el ladrillo en los días anteriores a su puesta en obra se puede reducir considerablemente
su expansión residual.
Las probetas de ladrillo se ensayan introduciéndose en agua hirviendo. Dado que el fenómeno de la expansión por humedad se produce durante un periodo de tiempo largo (hay casos en los que puede durar hasta cinco años desde la fecha de fabricación) y su magnitud es muy pequeña, el método de ensayo actual se basa en provocar rápidamente el proceso para poder medir las magnitudes resultantes. Para ello se miden las probetas antes y después de someterlas a la acción del agua hirviendo. Previamente
se someten a un proceso de secado en estufa a 60 ±5°C durante 48 horas y de recocido en horno eléctrico a 600°C durante 6 horas, para conseguir regenerar el material al estado en que se encontraba a la salida del horno. Este ensayo nos da dos valores: La expansión por humedad, que indica el valor máximo de la expansión de la probeta, y la expansión potencial, que indica la expansión que de forma natural hubiera sufrido la probeta desde el momento de ensayo hasta alcanzar máxima.
Para evitar problemas debido a la expansión por humedad, se recomienda conocer los valores de la expansión por humedad del ladrillo que se va a utilizar, colocar ladrillos que lleven fabricados al menos una semana si el valor de su expansión es alto, • mantener húmedos los ladrillos hasta su puesta en obra y disponer juntas de dilatación a distancias adecuadas
Conclusión
Como hemos visto, la evitación de los problemas descritos se puede conseguir si seguimos ciertas recomendaciones en el diseño y en la puesta en obra del material, aunque las nuevas técnicas y ladrillos empleados facilitan el trabajo en obra sin que dicho material se vea afectado por condiciones ajenas como la mala colocación, la polución de las ciudades, etc.
Blibliografía:- http://www.malpesa.es/
-pdf el ladrillo cara vista y el adoquín cerámico.
Nota: Para ampliar las imagenes es posible pulsar sobre ellas para su correcta visualización.
La durabilidad de los productos cerámicos es una de sus características más interesantes y apreciadas, ya que existen pocos materiales como los ladrillos que puedan resistir el paso del tiempo de una forma tan favorable y sin cuidados de mantenimiento. Sin embargo existen defectos de estos materiales principalmente producidos por la retención del agua y agentes atmosféricos que pueden afectar a la vida útil del material sino se previenen utilizando ladrillos que hayan superado el control de calidad AENOR-N y disponiéndolos de manera adecuada en obra.
Eflorescencias
Las eflorescencias son manchas producidas por la cristalización de sales solubles en la superficie del ladrillo. Normalmente se trata de un problema estético, más que de un problema de durabilidad, aunque en algunos casos si las sales son abundantes es posible que este defecto se convierta en un peligro para el ladrillo, aunque existen soluciones que dependen de los ciclos naturales de la humedad y el secado.
Las eflorescencias aparecen en la superficie del ladrillo, favorecida por la naturaleza del sistema capilar en relación con el mortero con el que se recibe. Las sales solubles pueden tener distintos orígenes empezando por los componentes como el Na, K, Mg y Ca (sulfatos), que residen en las arcillas o combustibles empleados en la cocción del ladrillo. Otro posible origen de eflorescencias es la composición del mortero debido a las cantidades de hidróxidos de sodio, potásico y cálcico, y por las adiciones que se añaden a los cementos. La gran succión capilar propia del ladrillo y el agua de la pasta pueden producir también eflorescencias.
El ensayo sobre eflorescencias consiste en hacer pasar agua a través del ladrillo , forzando la evaporación en la cara vista. Los resultados son mas desfavorables que en la realidad. Según la norma UNE67029/25 se distinguen tres tipos de eflorescencias según su intensidad:
Se recomienda para evitar las eflorescencencias: utilizar ladrillos calificados como no eflorescidos o ligeramente eflorescidos, verificar la influencia y composición del mortero utilizado, controlar la cantidad de agua del mortero, debiendo estar impermeabilizado el ladrillo si esta en contacto con la tierra para no ser afectado por las sales del terreno. Igualmente es recomendable cuidar con láminas antihumedad la ascensión capilar de agua y proteger con elementos constructivos(como aleros) la fachada de posibles filtraciones de agua, ya que cuanto menor sea la exposición de la fabrica a ésta, menos posibilidades de aparición de eflorescencias existirán.
Heladicidad
Los agentes atmosféricos, y en particular las heladas, son causantes de la degradación del ladrillo. La acción destructiva del hielo se debe al aumento de volumen (9% aprox.) que se produce al pasar el agua existente del interior del material al estado sólido durante las heladas. El hielo produce fuertes tensiones que solo pueden ser soportadas por aquellos ladrillos cuya estructura interna y resistencia sean adecuadas. Sin embargo en zonas de costa, los ladrillos deben ser no heladizos aunque no exista riesgo de heladas, ya que con la cristalización de las sales el material puede experimentar un aumento de volumen.
El ensayo de heladicidad consiste en someter al material en ciclos de hielo-deshielo, con probetas previamente saturadas de agua. La norma UNE 67028 describe el método de ensayo para ladrillos, consistente en saturar las probetas mediante su inmersión en agua durante 48 horas y ciclos de hielo-deshielo. La aparición de desconchados de dimensión media superior a 15mm o la existencia de más de una pieza fisurada, califica el ladrillo como heladizo. Aunque por la larga duración de este proceso (1 mes aprox.) se está considerando en ocasiones, que si existiera dentro de la red capilar un volumen de poros superior al 10% que pudiera quedar libre de agua, después de la saturación de la pieza, cabria esperar que el aumento del 9% del volumen del agua al transformarse en hielo, ocuparía estos espacios libres sin producir tensiones destructivas. Pero estos principios son solo teóricos, ya que no es posible establecer por el momento una relación entre el tamaño del poro, succión capilar, arcilla empleada etc...
Se sabe que los ladrillos cocidos a temperatura óptima presentan una estructura capilar más favorable a la heladicidad, que aquellos cuya cocción ha sido insuficiente. También se ha observado que a mayor velocidad de descenso de la temperatura , el agua dispone de menos tiempo para fluir por la red capilar, lo que hace que ocupe un porcentaje menor de la misma, y por lo tanto provoca la concentración de tensiones destructivas en las zonas saturadas y el daño en la pieza se producirá mas fácilmente que cuando la temperatura desciende lentamente.
Se recomienda en las zonas con riesgo de helada o ambientes marinos utilizar ladrillos que cumplan el ensayo de resistencia a la helada, evitar que la disposición de los ladrillos favorezca la saturación de los mismos y utilizar elementos constructivos como albardillas provistas de goterones, láminas antihumedad etc. Debe interrumpirse la ejecución de la fábrica en tiempo frío al ser el mortero muy sensible a la helada, no siendo efectivos los anticongelantes. Los ladrillos con absorción de agua inferior al 6% pueden emplearse en zonas de máximo riesgo, aunque no aseguran la resistencia a las heladas, ya que el valor de absorción sirve para conocer el grado de cocción del ladrillo, para un tipo de arcilla y proceso de fabricación.
Caliches
Los ”caliches” son los granos de óxido cálcico existentes en las piezas cerámicas de arcilla cocida. La expansión producida por la hidratación de estos para formar hidróxido cálcico provoca desconchados en las piezas cerámicas. Los granos de óxido cálcico se forman durante la cocción y proceden de los granos de caliza (carbonato cálcico), contenidos en la materia prima, que no han sido suficientemente triturados durante el proceso de molienda. Para tamaños menores de 0,5 mm, la actividad de los “caliches” es muy baja, siendo muy poco probable su acción rompedora. La presión ejercida por la expansión de las partículas es proporcional al cuadrado de su radio. De tal forma, una partícula de 4 mm de radio producirá un efecto 16 veces mayor que otra de 1 mm. La resistencia mecánica de la pieza es un factor muy importante para definir la vulnerabilidad de los productos de arcilla cocida frente a la acción de los caliches. De esta forma, para un mismo tamaño de caliches puede producir desperfectos en una pieza de menor resistencia mecánica que otra. La formación de tensiones es más probable si la hidratación se produce por vapor de agua ya que, si la hidratación se produce con agua líquida, la masa plástica formada puede disgregarse parcialmente y fluir por la red capilar del material sin producir tensiones.
El principal problema de este defecto es que su apreciación no es inmediata sino que su aparición varia según la humedad ambiente pudiendo darse en días, semanas o incluso meses. Es durante los meses de verano cuando el defecto suele aparecer con mayor rapidez, ya que el aire puede contener mayor cantidad de vapor y la temperatura es más elevada, lo que favorece la velocidad de la reacción. Para minimizar los desconchados por caliches, el fabricante cuenta con medios durante el proceso de fabricación como son molienda más fina, la regulación correcta de la temperatura de cocción y/o la inmersión del material en agua a la salida del horno.
El ensayo para determinar la presencia de caliches (según la norma UNE 67039) consiste en someter una muestra de 6 probetas a un baño de vapor durante 3 horas, observando a continuación la aparición o no de desconchados o roturas por caliche. La norma considera caliches aquellos desconchados cuya dimensión media es superior a 7 mm, y no se tienen en cuenta las pequeñas picaduras producidas por minúsculos granos de cal ya que carecen de importancia en el comportamiento o en la estética de la fachada.
Para la muestra sometida a ensayo el número máximo de piezas desconchadas (aquellas con más de un desconchado en sus caras no perforadas) será uno. Además, ningún desconchado de las caras no perforadas tendrá una dimensión media superior a 15 mm.
Expansión por humedad
La expansión por humedad es la característica que tienen los productos cerámicos de aumentar mínimamente sus dimensiones, como consecuencia de la fijación de agua procedente de la humedad ambiente. La expansión por humedad en los materiales cerámicos depende de varios factores, como son el tipo de arcilla, la temperatura de cocción, el tiempo desde la cocción hasta la puesta en
obra y la humedad.
El tipo de arcilla influye mucho en este tema, de manera que las expansiones de mayor magnitud se dan en piezas compuestas por arcillas de tipo caolinítico, y las de menor magnitud, en aquellas con alto contenido calcáreo.
La temperatura es otro factor importante, ya que para cada tipo de arcilla existe una temperatura de cocción para la cual la expansión es máxima, aunque esta temperatura no suele coincidir con la óptima de cocción, lo que hace muy importante el empleo de ladrillos bien cocidos.
Un tercer factor, el tiempo, permite considerar la relación expansión-tiempo como una curva de tipo exponencial observándose que una parte importante de la expansión total de la pieza se produce en los primeros días tras su cocción.
La humedad produce la aceleración de la expansión. Este efecto puede utilizarse para que la expansión del material se realice sin producir daños. Simplemente humedeciendo el ladrillo en los días anteriores a su puesta en obra se puede reducir considerablemente
su expansión residual.
Las probetas de ladrillo se ensayan introduciéndose en agua hirviendo. Dado que el fenómeno de la expansión por humedad se produce durante un periodo de tiempo largo (hay casos en los que puede durar hasta cinco años desde la fecha de fabricación) y su magnitud es muy pequeña, el método de ensayo actual se basa en provocar rápidamente el proceso para poder medir las magnitudes resultantes. Para ello se miden las probetas antes y después de someterlas a la acción del agua hirviendo. Previamente
se someten a un proceso de secado en estufa a 60 ±5°C durante 48 horas y de recocido en horno eléctrico a 600°C durante 6 horas, para conseguir regenerar el material al estado en que se encontraba a la salida del horno. Este ensayo nos da dos valores: La expansión por humedad, que indica el valor máximo de la expansión de la probeta, y la expansión potencial, que indica la expansión que de forma natural hubiera sufrido la probeta desde el momento de ensayo hasta alcanzar máxima.
Para evitar problemas debido a la expansión por humedad, se recomienda conocer los valores de la expansión por humedad del ladrillo que se va a utilizar, colocar ladrillos que lleven fabricados al menos una semana si el valor de su expansión es alto, • mantener húmedos los ladrillos hasta su puesta en obra y disponer juntas de dilatación a distancias adecuadas
Conclusión
Como hemos visto, la evitación de los problemas descritos se puede conseguir si seguimos ciertas recomendaciones en el diseño y en la puesta en obra del material, aunque las nuevas técnicas y ladrillos empleados facilitan el trabajo en obra sin que dicho material se vea afectado por condiciones ajenas como la mala colocación, la polución de las ciudades, etc.
Blibliografía:- http://www.malpesa.es/
-pdf el ladrillo cara vista y el adoquín cerámico.
Nota: Para ampliar las imagenes es posible pulsar sobre ellas para su correcta visualización.
Labels: Enrique Morales Puente, Javier Sánchez Jiménez
# posted by materiales grupo J @ 4:44 AM 
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