Tecnologia Trabajo Completo 1

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DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA

Índice 1

Capítulo I ............................................................................................................................. 2 1.1

Planeamiento Del Trabajo ............................................................................................ 2

1.1.1

Resumen de la investigación ................................................................................. 2

1.1.2

Abstract ................................................................................................................. 2

1.2

Planeamiento Del Problema ......................................................................................... 3

1.2.1

Problema general ................................................................................................... 4

1.2.2

Problema especifico .............................................................................................. 4

1.3

Antecedentes ................................................................................................................. 5

1.3.1

Internacional .......................................................................................................... 5

1.3.2

Regional .............................................................................................................. 16

1.4

Objetivos ..................................................................................................................... 16

1.4.1

Objetivo general .................................................................................................. 16

1.4.2

Objetivo especifico .............................................................................................. 16

1.5

Justificación ................................................................................................................ 16

1.6

Justificación Real ........................................................................................................ 16

1

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1.1

Capítulo I

Planeamiento Del Trabajo

1.1.1

Resumen de la investigación El presente informe tiene como finalidad reflejar los resultados del estudio de las características físico mecánicas que presenta el mortero con el uso de aditivos en construcciones antiguas. En este trabajo de investigación, nos vamos a centrar en el análisis y el estudio de los componentes del mortero con el uso de los aditivos en las construcciones antiguas (puente calicanto, puente balta, puente huanca pata, puente Cáceres) , analizando también los materiales ya que su uso inadecuado ha sido un grave problema, en este trabajo se podrán ver desde antecedentes internacionales como nacionales, explicando cada tipo que se presenta y de los cuales describiremos y formularemos problemas en cuanto a ellos, planteando a su vez también objetivos y algunas limitaciones y revisando de manera primaria el marco teórico para la elaboración de lo ya mencionado.

1.1.2

Abstract The purpose of this report is to reflect the results of the study of the physical and mechanical characteristics of mortar with the use of additives in old buildings. In this research, we will focus on the analysis and study of the components of the mortar with the use of additives in old buildings (Puente Calicanto, Puente Balta, Puente Huancapata, Puente Cáseres), also analyzing the materials since its inadequate use has been a serious problem, in this work 2

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DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA they will be able to be seen from international and national backgrounds, explaining each type that is presented and of which we will describe and formulate problems regarding them, proposing in turn also objectives and some limitations and reviewing in a primary way the theoretical framework for the elaboration of the aforementioned.

1.2

Planeamiento Del Problema Las primeras referencias históricas que se tiene de los primeros estudios sobre componentes y aditivos que tiene el mortero datan de los griegos de los que se sabe que usaban orina, sangre y grasa de animales y también lava ligera para mejorar la trabajabilidad y el proceso de fraguado del mortero. La primera adición de cloruro de calcio como aditivo a los hormigones fue registrada en1873, obteniéndose su patente en 1885. Al mismo tiempo que los aceleradores, los primeros aditivos utilizados fueron hidrófugos. En la década de los 60 se inició el uso masivo de los aditivos plastificantes, productos que hoy en día son los más utilizados en todo el mundo, debido a su capacidad para reducir el agua de amasado y por lo tanto para obtener hormigones más resistentes, económicos y durables, la masificación del uso de estos aditivos, ya sea por las mejoras que brinda en las propiedades físico mecánicas del mortero o por lo económicamente rentable que es su fabricación, hicieron que el uso de aditivos naturales que se usaron antiguamente quedara completamente desfasado.

Hasta la fecha hay pocas investigaciones con lo que respecta a materiales y tecnologías constructivas usadas en construcciones antiguas en el Perú y en la región de Huánuco no se ha 3

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realizado ninguna investigación con respecto a este tema , lo cual nos deja una gran falta de información con respecto a estos temas, teniendo en cuenta que en otros países suele haber un mayor interés sobre el tipo de información que sus patrimonios históricos le pueden brindar y es precisamente en las investigaciones de otros países de donde se pueden obtener referente de lo útil que es para la tecnología constructiva actual estudiar los aditivos que antiguamente se usaban. Actualmente solo se tiene un conocimiento referencial de los componentes y aditivos que tenía los morteros usados en construcciones antiguas como el puente Calicanto, puente Huancapata, puente, puente Balta, y puente Cáceres, que son las construcciones antiguas que se desea analizar por ser construcciones emblemáticas en la región de Huánuco y que además han aguantado muy bien el paso de los años. No sabemos que comportamiento tenía el mortero ni las propiedades físico-mecánicas que presentaba al usar los aditivos, solo se puede dar una vaga afirmación sobre una inferioridad al mortero actual debido a la gran brecha que existe entre la tecnología de ese entonces y la tecnología actual, sin embargo no se puede ignorar las propiedades que tienen en los morteros los elementos que se cree que usaron como aditivos.

1.2.1

Problema general

¿Qué características físico mecánicas presenta el mortero con el uso de aditivos en construcciones antiguas? 1.2.2

Problema especifico

¿Cuál es la composición física y química del mortero usado en las construcciones antiguos? 4

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¿Se puede recrear el mortero de construcciones antiguas, sabiendo que aditivos se usaron? ¿Cuánta resistencia tiene un mortero, usando los aditivos que tienen los morteros de construcciones antiguas? 1.3 1.3.1

Antecedentes Internacional El propósito de esta investigación se centra en el estudio de la efectividad de una serie de morteros compuestos. El empleo de estos materiales artificiales supone una alternativa a la piedra natural. De este modo, se intenta resolver problemas de sellados, reposiciones y réplicas en elementos escultóricoornamentales realizados con piedra Tosca de Rocafort (genéricamente “Pedra de Godella”) y piedra Bateig (“Pedra de Novelda”). Estas rocas, ampliamente utilizadas en monumentos del Patrimonio Valenciano, están sufriendo un importante deterioro causado por las alteraciones físicas, químicas y biológicas.( XAVIER MAS i BARBERÀ-2006) Los morteros compuestos se obtienen combinando el micronizador del material pétreo Tosca de Rocafort o Bateig y, el conglomerante orgánico (resinas termoplásticas o termoendurecibles) o inorgánico (hidróxido de calcio). También, en la matriz del mortero se adiciona unos aditivos (retardadores y biocidas) que mejoran sus propiedades físicas. En este apartado se muestra la evolución histórica del mortero en sus diferentes manifestaciones constructivas y artísticas, desde sus orígenes hasta nuestros días, observando su proceso, técnica y evolución (Furlan et al. 1975). 5

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DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA El origen del mortero viene ligado al descubrimiento de la cal y el yeso, no siendo claro su origen, ciertos autores lo sitúan en el comienzo de la Prehistoria junto con el descubrimiento del fuego y la posibilidad de calcinar piedras.

Tecnología de fabricación del mortero en Época Neolítica en Europa Central y Septentrional. Es el caso del antiguo yacimiento de Jericó (9.000 a C.), que situado junto a un manantial de agua permanente y surgido inicialmente como santuario, es donde se hallan los primeros morteros basados en la cal. También, y debido al

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DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA desarrollo de cambios en el contexto religioso (alrededor del 7.000 a C.), se han hallado cráneos con recubrimiento de yeso según modelos de antepasados venerados (Kenyon, K., 1981-82). Estos hallazgos de morteros en yacimientos neolíticos evidencian el conocimiento de la cal y la tecnología de fabricación: la calcinación de la cal,

su apagado, la mezcla para obtener morteros y su aplicación para obtener refinados de superficies. En la civilización egipcia y Mesopotámica, conocían y fabricaban materiales conglomerantes, yesos y cales aéreas, que bien, mediante pastas o morteros de yeso y cal reforzaban los aparejos de piedra y ladrillos, y revestían y ornaban sus fábricas (Torres Balbas, 1955). Es así que, la disposición de las piedras de las pirámides egipcias, amontonadas primero y labradas y revestidas después, tienen su equivalente en los Ziggurats mesopotámicos, pirámides truncadas ejecutadas con escalonamientos de fábrica de ladrillos secados al sol, a veces revestidas con ladrillos cerámicos ornamentados con bajorrelieves.

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DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA Los egipcios fueron los primeros en utilizar el yeso hemihidratado, obtenido por cocción a temperaturas de, aproximadamente, 120º C para unir los bloques de las construcciones como en la pirámide de Kheops (2.600 a C.). Los egipcios conocían bien el yeso y lo empleaban de forma indistinta como material de unión de grandes bloques de piedra, como acabado de superficies y como material de decoración. En el templo de Amón en Karnak (2.000 a C.), los morteros de las juntas de los bloques de piedra estaban formados por anhidrita insoluble, es decir, yeso sobrecosido, mientras que los revestimientos que servían de soporte para las decoraciones estaban realizados con yeso, esto demuestra el riguroso conocimiento y, los secretos que tenían de este material por ser tan abundante en la región del Nilo (Gaspar Teba, 1995).

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DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA Fabricación del mortero en la época egipcia. También, el soporte habitual de las pinturas egipcias se preparaba con árido calizo, pajote fino o crin de caballo o asno, arcilla y 1/5 de yeso como aglutinante. Por otro lado, en construcciones procedentes del continente asiático, (valle de Ajanta, China, 200-600 a C.), encontramos frescos budistas pintados sobre revocos de cal en fresco directamente sobre gruesos enfoscados de cal y áridos. Así mismo, cerca de Mingoi y Astana (Asia Central, Al Norte de la Ruta de la Seda), aparecieron unas esculturas de Buda (siglos VI al X d C.), construidos a partir de una armadura previa de madera, paja y elementos fibrosos amasados, y modelados, con morteros compuestos de arcilla, procedente de granitos descompuestos en finas partículas, más caolín sedimentario (arcilla natural compuesta de Sílice y Alúmina). La forma definitiva estaba ejecutada mediante estucos compuestos de Alúmina y silicatos mezclados con paja y pelos en pastas de yeso y polvo de mármol, posteriormente pulidos y coloreados. Son los griegos los primeros en utilizar el mortero de cal propiamente dicho, encontrándose morteros fechados a finales del siglo II y principios del I a C. , ejemplo de ello, las viviendas de Délos y de Théra. Estos morteros, conocidos como morteros helénicos, eran a base de cal, yeso y áridos de polvo de mármol; Además se ha probado que se incorporaban adiciones para hacer el mortero más duro y estable (Gaspar Teba, 1995). En Théra, se introducía en la mezcla de cal y arena, polvo volcánico o “tierra de Santorín” obteniéndose unos morteros estables aL agua y con propiedades análogas a los morteros 9

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DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA actuales a base de aglomerantes hidráulicos (Laffarga Osteret et al. 1995). También, en estos morteros se empleó ladrillo machacado (chamota) traduciéndose en una coloración rosácea en ciertos revestimientos exteriores. Técnica de fabricación de morteros griegos

Los

romanos emplearon la arcilla cocida y, sobre todo, la puzolana o polvo de puzol, roca volcánica que se da en la región de Bayas y Pozzuoli, en las comarcas de los municipios situados cerca del volcán Vesubio, y que confieren al mortero propiedades hidráulicas. Tampoco se descarta la idea de que se hayan utilizado aditivos como la albúmina, caseína, urea y aceites.

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DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA Por otro lado, en el período de la Edad Media, se produce un progresivo olvido de mucho de los conocimientos que dominaron sus predecesores los romanos, ya que durante este período se generalizó el empleo de la piedra de construcción. Los morteros medievales, así como cualquier otro fenómeno que afecte a este período, son poco conocidos. Tan sólo, existe un estudio realizado por Viollet-le-Duc sobre morteros medievales en la región de Francia, y observa que, la calidad de los morteros durante los siglos IX, X y XI es mediocre, así como, desfavorable el efecto que produce la adicción de teja machacada. Todo ello agravado por el hecho de que la puesta en obra no presentaba el cuidado de los procedimientos romanos. En el siglo XII se homogeneiza la mezcla y se consiguen morteros de mejor calidad, a menudo, combinados con grava y carbón de madera. Pero, no será hasta bien entrados los siglos XIV y XV cuando la calidad del mortero se vea mejorada.

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Técnicas de fabricación de los morteros griegos. Técnicas de fabricación de los morteros romanos. Técnicas de fabricación de los morteros medievales.

Técnicas de fabricación de los morteros griegos. Técnicas de fabricación de los morteros romanos. Técnicas de fabricación de los morteros medievales. Evolución de los morteros romanos a los modernos. El primer esquema corresponde a la fabricación de los morteros romanos y el segundo a los morteros actuales. En 1812, L. J. Vicat fue el primero que expuso científicamente las propiedades hidráulicas de ciertas cales, y que estas propiedades se debían principalmente a la reacción del óxido de calcio con compuestos derivados de las arcillas, es decir, sílice más óxidos de hierro y aluminio, originando silicatos cálcicos hidratados. Así, los compuestos resultantes poseían mayor o menor 12

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DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA hidraulicidad según el contenido de arcilla, la temperatura y el tiempo de cocción. Joseph Aspdin, en 1824, patenta el cemento que produce, y del que afirma ser “tan duro como la piedra Portland”. Este es el principio de la denominación “cemento Portland”, aunque las características difieran de las de la piedra de la cual tomó su nombre. Pero quizá sea M. I. Brunel quien, en 1828, usara el primer hormigón a base de cemento Portland para taponar agujeros en el túnel construido bajo el río Támesis. Ya en el 1839, L. J. Vicat fijó el término “hidráulico” para definir aquellos conglomerantes que podían endurecer bajo el agua al comprobar el éxito de un cemento ideado por él a base de cochura de mezclas de cal y arcilla, empleado en la construcción del puerto de Cherburgo. L. C. Jonson descubre que el clínker, producto que hasta entonces se desechaba como residuo, daba mayores resultados que el cemento usual si estaba finamente triturado. Con la Exposición Universal de 1851, y a partir de finales del XIX, se perpetúa el producto consiguiéndose toda una gama de conglomerantes derivados del Portland, reemplazando al mortero de cal. En el proceso de fabricación del cemento primero se calcina la caliza, a continuación se tritura y se mezcla con arcilla. Esta mezcla se vuelve a calcinar a una temperatura entre 1300-1500 º C, resultando el clinker. De nuevo, esta mezcla

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DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA se tritura y se vuelve a calcinar hasta pérdida total del dióxido de carbono. Finalmente, a la mezcla resultante se le añade yeso para retardar el fraguado. Actualmente, la fabricación de este cemento no ha cambiado, aunque las investigaciones a lo largo del siglo XX han sido muy significativas. Paralelamente, se podría decir que, es el desarrollo experimentado por la Química durante los siglos XVII y XVIII el detonante de la impresionante variedad de materiales, tanto convencionales como de “nuevos”, en la búsqueda de diferentes compuestos con características preestablecidas. Surgen, así, otros materiales como el estireno en 1831.

1.1.1. NACIONAL Es importante mencionar que durante la República y hasta hoy, la madera del algarrobo se sigue usando sobre todo en las zonas rurales, para la construcción de viviendas, cercos y otros. Se usó el algarrobo en los siguientes componentes de las edificaciones: Dintel o cabezal en los vanos. Columna, pilar o viga. Umbral o tablón. Pie derecho, carrera o tornapunta (quincha). Las características físicas y propiedades mecánicas del algarrobo son: 

Densidad básica: 0.71 0.77 (madera seca).



Contracción Total.



Radial: 3.1 1.9% 14

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Tangencial: 6.5a 3



Volumétrica:8.4 a 6.8



Textura: mediana a homogénea



Grano: oblicuo a entrelazado



Veteado: suave e imperceptible



Longitud útil: 2 a 6 m.



Diámetro: 20 a 35 cm (promedio)



Conformación: sinuosa

Los Mochicas en Lambayeque. La presencia mochica en Lambayeque fue tradicionalmente definida a través de los estudios en Pampa Grande, que por su extensión de 5.5km2 puede considerarse como uno de los centros más importantes de esta cultura en el cual se puede apreciar el uso de fibras vegetales, como intrusiva en la historia de Lambayeque y como el producto de la expansión tardía de los centros de poder ubicados en los valles de Moche y Chicama (Shimada, 1995) Las casas populares en Lambayeque apenas han cambiado en miles de años y en el virreinato siguieron manteniendo los patrones de diseño y constructivos de la etapa prehispánica, con algunas adaptaciones en las reducciones indígenas. Es decir, se usó básicamente la quincha en muros con techo de caña y barro sobre horcones y vigas de algarrobo. Con los años se hizo más accesible el adobe que fue reemplazando a la quincha hacia el final del virreinato, sobre todo en los pueblos o reducciones indígenas (Haydeé Chirinos Cuadros Eduardo Zárate Aguinaga- 2011) 15

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1.3.2

Regional En nuestro medio aún no existe estudios sobre este tema razón suficiente para creer que nuestro proyecto es un aporte.

1.4

Objetivos

1.4.1 -

Objetivo general Determinar las características físico mecánicas del mortero usado en las construcciones antiguas, mediante distintos experimentación en laboratorio.

1.4.2 -

Objetivo especifico determinar la composición física y la composición química del mortero usado en las construcciones antiguas.

1.5

-

simular el diseño de mezcla usando los aditivos encontrados en los morteros antiguos.

-

determinar la resistencia física-mecánica del mortero.

Justificación Como estudiantes tenemos una creciente necesidad de información, el hecho de que hasta la fecha no exista ninguna investigación sobre las construcciones que se desea estudiar (Puente Calicanto, Puente Balta, Puente Huancapata y Puente Cáceres), siendo que estas son patrimonio histórico de la región, nos deja un gran vacío sobre cómo era en ese entonces las tecnologías constructivas.

1.6

Justificación Real La presente investigación trata de dar a conocer sobre la composición y las propiedades físico mecánicas de los morteros con los aditivos naturales que usaban nuestros antepasados en las construcciones que hicieron No solo nos va a dar 16

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conocimiento científico sino también; si se aísla y obtiene los componentes de dichos aditivos estos se pueden utilizar para los aditivos actuales. Esto nos puede generar muchos beneficios en la tecnología constructiva actual como un beneficio socioeconómico que vendría siendo la reducción de costos en la fabricación, en la obtención y traslado de materia prima además también permitiría la reducción de impacto ambiental en la fabricación de materiales de construcciones.

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