Tipos y causas de movimiento en edificios de mampostería

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El movimiento de los edificios de mampostería es una deformación debido a varias razones. Discutiremos los tipos y las causas de tales movimientos en los edificios de mampostería. Varios factores, como los cambios de temperatura y los cambios en el contenido de humedad, producen o crean deformaciones en las estructuras de mampostería. Estos movimientos deben tenerse en cuenta para evitar efectos adversos en los edificios de piedra. Las restricciones en los miembros de mampostería debido a las interconexiones con elementos de mampostería que se mueven de manera diferente pueden generar tensiones significativas. Al ser un material frágil, el movimiento restringido de la mampostería provoca grietas que permiten que el agua penetre y dañe la estructura del edificio. Las técnicas de restauración suelen ser laboriosas y costosas, por lo que es muy importante considerar el movimiento de las estructuras de mampostería durante la etapa de diseño.

Tipos y causas de movimiento en edificios de mampostería

A continuación se muestran los tipos y causas de movimiento en los edificios de piedra.

• fluctuación de la humedad
• cambio de temperatura
• Deformación debido a la carga
• Movimiento de la Fundación
• reacción química de los materiales

Figura 1: Estructura de mampostería

Movimiento de edificios de mampostería debido a cambios en la humedad.

Los cambios en el contenido de agua conducen a cambios dimensionales en la piedra. Esto se aplica a todos los tipos de materiales de construcción, excepto a los metales. Estos cambios dimensionales pueden ser permanentes, es decir, irreversibles. Los ladrillos de arcilla, por ejemplo, sufren una expansión permanente por humedad a largo plazo, que es el valor final después de que la unidad se haya enfriado, y que también varía mucho según el grado de horneado. El Estándar Británico brinda orientación sobre el movimiento debido a los cambios en la humedad, y establece que el rango de movimiento típico esperado para las unidades de arcilla calcinada suele ser inferior al 0,02%. La absorción de humedad de la atmósfera provocó una hinchazón a largo plazo. Tanto la pared exterior como la interior absorben la humedad, pero la primera absorbe la humedad mucho más rápido. Todos los tipos de materiales de mampostería exhiben una contracción o expansión reversible a diferentes contenidos de humedad durante todas las etapas de su vida. La Tabla-1 muestra los valores típicos para la transferencia de agua en mampostería, hormigón y acero.

Tabla-1: Índice de transferencia de humedad para piedra, hormigón y acero

Movimiento de edificios de mampostería debido a cambios de temperatura

El comportamiento de la fluctuación térmica se basa en el coeficiente de expansión del material y el rango de temperatura al que está expuesto el elemento de mampostería. La evaluación del rango de temperatura es complicada porque se basa en otras propiedades del material, como la capacidad calorífica y la reflectividad, pero los valores para el coeficiente de expansión térmica se dan en la Tabla 2.

Tabla-2: Coeficiente de dilatación térmica de piedra, hormigón y acero

Además, si la pared de mampostería está restringida en sus bordes, no hay espacio para la expansión lineal libre, por lo que los cambios de temperatura provocarán esfuerzos de compresión. La fuerza de estas tensiones depende del módulo elástico del material, el cambio de temperatura y el coeficiente de expansión térmica. La distribución de tensiones a lo largo de los bordes restringidos de las paredes de mampostería no es uniforme en las estructuras reales y puede provocar grietas. Sin embargo, es imposible suprimir completamente los bordes de mampostería. Por lo tanto, es posible que los cambios térmicos puedan causar algún tipo de movimiento o deformación en lugar de un agrietamiento puro. Tenga en cuenta que la contracción de la pared de mampostería debido al enfriamiento puede provocar el inicio de grietas, ya que se evita que toda la pared regrese a su posición original.

Deformación debido a la carga

Las deformaciones debidas a las cargas aplicadas incluyen la fluencia, la contracción y el movimiento elástico. Cuando los elementos de mampostería, como los pilares, se someten a cargas axiales de compresión, pueden disminuir ligeramente de altura y volver a su posición original cuando se retira la carga. En este caso, el pilar se comporta elásticamente. Sin embargo, cuando ocurre una pequeña deformación permanente después de que se elimina la carga de compresión vertical, el comportamiento del pilar se vuelve plástico, un fenómeno llamado fluencia. Los ladrillos de arcilla no se deslizan bajo cargas normales y no deben mostrar signos de deslizamiento apreciable. En el diseño de estructuras de mampostería, la consideración de la fluencia se vuelve más importante en los miembros de refuerzo donde es necesario estimar la deformación elástica inicial y la deformación debido a la carga permanente.

Deformación debido al movimiento de la fundación.

En general, la causa más común de grietas en las paredes de mampostería es el movimiento de los cimientos. Es probable que los edificios de mampostería construidos sobre suelos arcillosos estén más expuestos a los movimientos de los cimientos porque el contenido de humedad del suelo debajo de la estructura de mampostería disminuye y aumenta con frecuencia. El hundimiento del suelo en los vertederos y el impacto de las operaciones mineras son responsables de los defectos de mampostería en algunas áreas. Si se esperan estos problemas, es muy importante tomar precauciones con respecto al diseño de los cimientos. Por ejemplo, asegúrese de que el nivel de los cimientos esté a 1 metro por debajo del suelo. Esta es la solución más básica. Además, para evitar hundimientos en minas y problemas de cimentación en suelos frágiles, se toman medidas más apropiadas y diligentes para resolver estos problemas y evitar futuros daños estructurales donde el proceso de remediación es antieconómico y difícil.Se requieren contramedidas.

Figura 2: Edificio de mampostería construido sobre tierra

Movimiento de edificios de mampostería debido a reacciones químicas de los materiales.

En la mayoría de los casos, los materiales de mampostería no están sujetos al ataque químico, pero el ataque de sulfatos en el mortero, los bloques de concreto, la corrosión de las uniones de las paredes y otros componentes de acero instalados en edificios de mampostería pueden causar problemas. La expansión del mortero o del hormigón debido al ataque de los sulfatos puede provocar el colapso de la mampostería. Los ladrillos de arcilla o el agua subterránea pueden ser fuentes de sales solubles, y el ataque ocurre cuando la mampostería se satura continuamente.La selección adecuada de los componentes del cemento, como el uso de cemento, puede tratarse con éxito.