INTRODUCCIÓN
La investigación estuvo orientada al desarrollo de una técnica de reparación aplicada en un muro de albañilería confinada que previamente había fallado por fuerza cortante. Dicha técnica consistió en encamisar a la albañilería con mallas electro soldadas, interconectadas entre sí, para luego tarrajearlas con mortero en proporción volumétrica cemento-arena fina 1:4.
Durante el desarrollo de la investigación se realizaron ensayos de clasificación de los ladrillos, ensayos de compresión del mortero y del concreto empleado en la construcción del muro confinado, así como ensayos de tracción de la malla electro soldada. Adicionalmente, se construyeron y ensayaron 4 pilas y 4 muretes de albañilería simple, con la finalidad de obtener su resistencia característica a compresión axial y a compresión diagonal.
Las dimensiones del muro de albañilería confinada original (Fig.2) fueron: 2.6 m de longitud por 2.4 m de altura y un espesor de 13 cm. Este muro fue ensayado a carga lateral cíclica con desplazamiento horizontal controlado, obteniéndose una falla por corte. Luego se procedió a reparar al muro encamisando la albañilería con 2 mallas electro soldadas (una en cada cara), para después, con fines comparativos, aplicarle la solicitación a que estuvo sujeto el muro original.
2. MATERIALES
2.1 UNIDAD DE ALBAÑILERÍA
La unidad de albañilería utilizada fue ladrillo de arcilla King Kong de fabricación industrial, con dimensiones nominales de 23x13x9 cm y perforaciones perpendiculares a la cara de asiento. Se ensayaron 10 ladrillos, obteniéndose los siguientes resultados:
• Variación dimensional: largo = 0.51 %, ancho = 0.84 %, altura = 0.82 %
• Alabeo: 0.8 mm
• Resistencia a compresión (f´b): 155 kg/cm2 sobre área bruta
• Porcentaje de perforaciones: 45 % del área bruta
• Succión: 27 gr / (200 cm2 – min)
De acuerdo a la Ref.3, el ladrillo clasificó como tipo IV, pero no era apto para ser empleado en la construcción de muros portantes, ya que las perforaciones ocupaban más del 30% del área bruta, a pesar de ello, se utilizó esa unidad en vista que es de uso común en Lima. Además, la succión 2 resultó mayor que el límite máximo especificado en la Ref.3 (20 gr/ (200 cm2 – min)), por lo que fue necesario regar las unidades durante media hora 12 horas antes de asentarlas.
2.2 MORTERO Y CONCRETO
El mortero utilizado en las juntas de la albañilería tuvo una proporción volumétrica cemento – arena gruesa 1:4. Los ensayos de compresión hechos en probetas cúbicas de mortero con 5 cm de lado y 28 días de edad, proporcionaron una resistencia promedio de 255 kg/cm2. El concreto utilizado para los elementos de confinamiento del muro tuvo una resistencia promedio a compresión f´c = 280 kg/cm2, en 7 probetas estándar ensayadas a los 28 días de edad.
2.3 ACERO DE REFUERZO
Las varillas de acero corrugado, utilizadas en los confinamientos, fueron de grado 60.
2.4 MALLA ELECTRO SOLDADA
La malla electro soldada empleada en la etapa de reparación del muro confinado, estuvo compuesta por varillas de acero corrugado de 4.5 mm de diámetro, espaciadas a 15 cm; esta malla se comercializa en planchas de 2.4 x 5.0 metros. El ensayo de tracción hecho en tres muestras extraídas de la malla proporcionó una resistencia promedio última de 6114 kg/cm2.
3. PROPIEDADES DE LA ALBAÑILERÍA SIMPLE
Con el fin de determinar las propiedades de la albañilería, se realizaron ensayos de compresión axial en 4 pilas (Fig.1) de 60 cm de altura y 13 cm de espesor, y de compresión diagonal en 4 muretes cuadrados de 60 x 60 cm con 13 cm de espesor. De estos ensayos se obtuvo una resistencia característica a compresión axial f’m = 86 kg/cm2 y a compresión diagonal v’m = 17 kg/cm2. La falla de estos especímenes fue frágil, triturándose los ladrillos (Fig.1).
4. MURO DE ALBAÑILERÍA CONFINADA ORIGINAL
El muro confinado tuvo las características mostradas en la Fig.2. El aparejo utilizado fue de soga y la conexión columna – albañilería fue dentada. No se utilizó refuerzo horizontal.
Fig. 2. Características geométricas del muro de Albañileria confinada. Dimensiones en metros.
OTRAS CARACTERÍSTICAS DEL MURO FUERON LAS SIGUIENTES:
• Columnas de 13×20 cm, reforzadas con 4 f ½” y estribos de ¼” 1 @ 5, 4 @10, rto @ 20 cm.
• Solera de 13×20 cm, reforzada con 4 f 3/8’’ y estribos de ¼”, 1 @ 5, 4 @10, rto @ 20 cm.
• Espesor de las juntas de mortero 1:4 igual a 1 cm.
5. ENSAYO DE CARGA LATERAL CÍCLICA DEL MURO ORIGINAL
El muro se ensayó a carga lateral cíclica controlándose el desplazamiento horizontal (Do en la Fig.3) en 7 fases (Tabla 1) mediante un actuador dinámico, hasta alcanzar un desplazamiento de 12.5 mm, equivalente al límite de reparación especificado por la Ref.1 (h/200 = 2400/200 = 12 mm). La instrumentación utilizada permitió medir, además:
• La deformación angular y el módulo de corte G, con los LVDT D1 y D2.
• El tamaño de las grietas acumuladas en la región central del muro, con el LVDT D3.
5.1 DESCRIPCIÓN DE LAS FALLAS OBSERVADAS
En la fase 2 se presentaron fisuras por flexión en los bordes libres de las columnas. Luego, en la fase 4 ocurrió la falla por corte, manifestada por una grieta diagonal (Fig.4). En la fase 6 algunos ladrillos se trituraron, y en la fase 7 uno de los nudos (unión solera-columna) se agrietó.
Fig.4. Falla por corte (izq.) y trituración de algunos ladrillos (der.).
6. TÉCNICA DE REPARACIÓN
Luego de ensayar al muro original, se le reparó reforzándolo por corte de la siguiente manera:
• Se procedió al picado de las fisuras gruesas en la albañilería, para luego limpiarlas, humedecerlas y rellenarlas con mortero 1:3 (Fig.5). Las fisuras finas no fueron resanadas.
• Los ladrillos triturados fueron reemplazados por concreto simple.
• En uno de los nudos dañados (Fig.5), el concreto fue sustituido por otro de similar característica, empleándose resina epóxica en la unión de ambos materiales con distintas edades. Las fisuras finas existentes en las columnas no se resanaron.
Fig. 5. Picado y resane con mortero en las grietas gruesas (izq.) y picado de uno de los nudos con el retiro de los ladrillos triturados (der.).
• Luego se procedió a pañetear al muro (Fig.6) con un mortero cemento-arena gruesa 1:4.
• Para interconectar las mallas electro soldadas, se realizaron perforaciones en la albañilería con un cincel de ¼” cada 45 cm (tres veces la distancia entre los nudos de la malla con cocada de 15 cm). Enseguida estas perforaciones fueron limpiadas con aire comprimido.
Fig.6. Pañeteo del muro (izq.) y perforaciones con cincel (der.).
• Se colocaron las mallas, para luego introducir los conectores (alambre # 8) a través de las perforaciones, atortolándolos contra los nudos de la malla mediante alambre #16 (Fig.7).
• Luego se taponaron las perforaciones con una lechada de mortero que tenía una relación cemento-arena fina 1:3. Para esta operación se usó una botella de plástico como inyector.
Fig.7. Atortolado de la malla con los conectores (izq.) y taponado de las perforaciones con lechada de mortero 1:3con un inyector (der.).
• Finalmente, se tarrajeó el muro con un mortero que tenía una relación cemento-arena fina 1:4. El espesor final del muro fue 18 cm (incluyendo el pañeteo, las mallas y el tarrajeo).
