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Tecnología de la construcción. Nivel intermedioEstructuras, cerramientos y materiales de impermeabilización
1ª edición: marzo 2013
© Fundación Laboral de la Construcción© Tornapunta Ediciones, S.L.U. ESPAÑA
Edita:Tornapunta Ediciones, S.L.U.Av. Alberto Alcocer, 46 B Pª 728016 MadridTel.: 900 11 21 21 www.fundacionlaboral.org
ISBN OBRA COMPLETA: 978-84-15205-80-7ISBN: 978-84-15205-79-1Depósito Legal: M-7939-2013
Presentación
Objetivos generales
Conglomerados prefabricados derivados del cemento
Conceptos generales sobre estructuras (I)
Conceptos generales sobre estructuras (II)
Introducción a los diferentes tipos de forjado (I)
Introducción a los diferentes tipos de forjado (II)
Fachadas de obra vista de fábrica cerámica
Fachadas de bloque de hormigón a cara vista
Materiales bituminosos para la impermeabilización
Otros materiales para la impermeabilización
Respuestas a los ejercicios de autoevaluación
ÍNDICE
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Con el presente volumen de Tecnología de la Construcción se inicia el contenido del Nivel Intermedio del Itinerario Formativo del Albañil, cuyo objetivo final se orienta a facilitar la mejora de la capacitación profesional del albañil.
Como recordarás, cuando se hizo la presentación del Nivel Básico de este Itinerario Formativo, se explicaba que la programación prevista comprendía tres niveles de formación: Básico, Intermedio y Avanzado, y que todos ellos formaban parte de un amplio proyecto de formación que afrontaba la Fundación Laboral de la Construcción para dotar al sector de una herramienta formativa, suficientemente amplia, que permita una adecuada preparación de los trabajadores de la construcción.
Además, para lograr la completa formación del albañil, en el presente nivel se incorporarán también diferentes textos, dedicados a la Sensibilización Medioambiental, a fin de que, al igual que ocurre con la Seguridad y Prevención de Riesgos, se consiga una formación integrada a cada una de las asignaturas y prácticas de obra que componen este nivel formativo.
Para una mejor comprensión de este Nivel Intermedio se agruparán las distintas Unidades Didácticas que componen el curso de Tecnología de la Construcción en cuatro volúmenes:
• Terrenos, hormigones y cimentaciones.• Estructuras, cerramientos y materiales de impermeabilización.• Cubiertas.• Materiales de aislamiento, divisiones, pavimentos y revestimentos.
Ten presente pues que el curso de Tecnología de la Construcción, cuyo estudio vas a abordar a continuación, constituye uno de los pilares básicos de la formación teórica del albañil, y debe servir al alumno como herramienta fundamental para complementar su formación, a fin de poder realizar la parte práctica del curso y, con ello, adquirir la cualificación profesional necesaria que reclama hoy día el sector de la construcción.
PRESENTACIÓN
Al finalizar el curso el alumno será capaz de:
• Clasificar los muros de contención en función de sus características y los esfuerzos que han de soportar.
• Diferenciar los diversos conglomerados prefabricados derivados del cemento.
• Conocer las acciones y cargas a que está sometida la estructura de un edificio, así como las funciones y tipologías de los forjados.
• Definir las fachadas de obra vista de fábrica cerámica y sus soluciones.
• Enumerar los pasos del método para ejecutar una fachada con bloques a cara vista.
• Enumerar las tipologías de cerramientos, definiendo las características de las paredes medianeras y su protección.
• Enumerar y definir cada una de las propiedades de los materiales bituminosos.
OBJETIVOS GENERALES
Unidad didáctica 1. Conglomerados prefabricados derivados del cemento
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INTRODUCCIÓN
En las próximas Unidades Didácticas se estudiarán diferentes soluciones estructurales y de cerra-mientos de los edificios, que incorporan distintos tipos de materiales que no han sido presenta-dos en las Unidades que se han ido desarrollando en este curso de Albañilería.
Nos referimos, en especial, a aquellos materiales que suelen prefabricarse, es decir, fabricarse fuera de la obra a partir de diveros procesos de industrialización.
En la mayoría de los casos, se trata de productos conglomerados derivados del cemento, esto es, que en su proceso de fabricación se utiliza el cemento para su elaboración.
Por este motivo, en la presente Unidad se describirán los productos conglomerados derivados del cemento como, por ejemplo, los bloques, las viguetas o las bovedillas.
Finalmente, señalar que cerraremos esta Unidad Didáctica destinando un apartado a comentar un producto conglomerado muy específico, el fibrocemento, cuyo uso sigue siendo todavía habi-tual en la construcción actual, aun cuando su aplicación se va reduciendo en los últimos años por sus efectos perjudiciales para la salud.
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En la construcción actual cada vez es más habitual buscar soluciones que reduzcan la interven-ción de la mano de obra.
En este sentido, es lógico que progresivamente se utilicen más los productos que puedan pre-fabricarse, es decir, elaborarse fuera de la obra, y que se sustituyan las soluciones tradicionales por otras más industrializadas que permitan un ahorro económico y una reducción del tiempo de ejecución.
En especial, nos vamos a referir a los prefabricados de hormigón, debido a la facilidad de obtener conglomerados de gran calidad y de fácil elaboración.
Los prefabricados de hormigón presentan hoy día una gran variedad de productos que permiten un amplio abanico de usos, tanto en elementos estructurales como en soluciones de acabado, sobre todo, en pavimentación y revestimientos.
Este campo de la prefabricación de conglomerados derivados del cemento se ha desarrollado en gran medida debido a:
○ La posibilidad de utilizar cementos blancos, lo que permite conseguir una amplia variedad de colores.
○ Al hecho de poder disponer de moldes y encofrados de formas especiales y con texturas diversas. ○ Disponer, sobre todo, de cementos de altas resistencias que permiten conseguir procesos de ela-boración rápidos.
La mayoría de los productos prefabricados se obtienen a partir de dos sistemas distintos de fa-bricación:
Por prensadoEste sistema consiste en someter a la masa de mortero u hormigón, que debe conformar el pro-ducto, a un proceso de prensado para el que se utilizan especialmente consistencias secas o plásticas.
Por moldeadoEste sistema consiste en verter dentro de un molde o encofrado la masa de mortero u hormigón, que suele tener una consistencia blanda o fluida.
Para el estudio de los diferentes productos que se utilizan en la construcción, seguiremos el cri-terio de organizarlos en función de su uso como elementos para estructuras, para cerramientos, para cubiertas, para revestimiento y para pavimentación, dejando un apartado final destinado a productos diversos cuya aplicación en la construcción actual es muy específica.
La figura 1 te ofrece una clasificación de los conglomerados prefabricados derivados del cemento.
1. LOS CONGLOMERADOS DE CEMENTO EN LA INDUSTRIALIZACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN
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Los productos conglomerados prefabricados son aquellos confeccionados fuera de la obra, a partir de un proceso de industrialización.
La mayoría de estos productos se obtiene por dos sistemas: por prensado o por moldeado.
PREFABRICADOS DERIVADOS DEL CEMENTO
Según su uso
• Bovedillas y casetones
• Jácenas
• Cerchas
• Riostras
– Autoportantes o autorresistentes– Semirresistentes
PARA ESTRUCTURAS HORIZONTALES
– Alveolares pretensadas– Placas armadas– Nervadas
• Viguetas
• Placas para forjados
– Comunes– Macizos– Aligerados
PARA CERRAMIENTOS• Paneles
• Bloques de hormigón cara vista
PARA ESTRUCTURAS VERTICALES
• Pilares
• Bloques de hormigón
• Teja hormigón
• Placas fibrocementoPARA CUBIERTAS
• Panots, terrazo, adoquín, etc.
• Aplacados
PARA PAVIMENTOS Y REVESTIMIENTOS
– Vierteaguas– Cajas de persianas– Shunts, etc
– Depósitos – Arquetas– Postes– Tuberías, etc.
• Piezas especiales
• MoldeadosOTROS PREFABRICADOS
Figura 1. Clasificación de los conglomerados prefabricados
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Figura 2. Viguetas prefabricadas de hormigón
2. PREFABRICADOS UTILIZADOS EN SISTEMAS ESTRUCTURALES
En la construcción de la parte estructural de un edificio interviene un gran número de elementos que se obtienen a partir de la industrialización.
Debido al amplio abanico de productos que se fabrican hoy día con aplicación en el sistema es-tructural del edificio, los presentamos a continuación en función de que se utilicen en las estruc-turas horizontales o verticales del mismo.
2.1 Productos prefabricados para estructuras horizontalesa. Viguetas prefabricadasEn las estructuras horizontales debe señalarse, ante todo, un tipo de elemento esencial en la construcción de los forjados: las viguetas.
Las viguetas prefabricadas son elementos destinados a conformar los forjados de un edificio.
Se presentan bajo diferentes tipologías, que reconocerás por la forma de su sección.
Por un lado, se dispone de las viguetas denominadas autoportantes o autorresistentes, cuya sección puedes observar en las figuras 2 y 3.
Se trata de viguetas que pueden colocarse en obra y entrar en carga por sí mismas sin precisar, por lo general, de apuntalamiento previo.
Las viguetas autoportantes o autorresistentes pueden colocarse en obra y entrar en carga por sí mismas, sin precisar de apuntalamiento previo.
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Por otro lado, tenemos las viguetas semirresistentes, muy habituales hoy día en la construcción de forjados unidireccionales, y cuya sección puedes observar en las figuras 2, 3 y 4.
Básicamente tienen la misma forma que las autoportantes pero sin la cabeza superior, por lo que precisan de otros elementos del forjado, como el hormigón de relleno del entrevigado y la chapa de compresión, para adquirir sus características de resistencia previstas.
Las características de trabajo y diferencias de comportamiento de unas a otras las estudiarás en la Unidad Didáctica destinada a los forjados.
Son unos prefabricados que deben responder a elevadas exigencias de resistencia. Por ello, se confeccionan con mezclas ricas en cemento, entre 300 y 400 Kg/m3, que permiten además un proceso de desmoldeado rápido, como exige la prefabricación actual.
Figura 3. Viguetas prefabricadas de hormigón
Figura 4. Viguetas semirresistentes
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Las viguetas semirresistentes precisan de otros elementos del forjado, como el hormigón de relleno del entrevigado y la chapa de compresión, para adquirir sus características de resistencia previstas.
b. Bovedillas y casetonesEn la construcción actual sigue destacando el uso de las bovedillas cerámicas, sobre todo, en los sistemas estructurales tradicionales. Sin embargo, cada vez es más habitual la utilización de bo-vedillas y de casetones de hormigón, en especial en el caso de forjados bidireccionales.
Con ellos se consigue, por un lado, un tipo de forjado con materiales mucho más similares entre sí y, por otro, unas características de ligereza de peso y de aislamiento térmico mucho más inte-resantes, debido a la utilización de hormigones aligerados para su confección.
c. Placas para forjadosSe trata de una solución de forjado en la que desaparece la diferenciación entre el elemento por-tante o vigueta y el elemento de entrevigado o bovedilla.
El forjado se construye con estos elementos realizados en una sola pieza prefabricada en forma de placa, del espesor del forjado y de un ancho que varía de un tipo a otro de placa, aun cuando suele ser habitual la dimensión de 1,20 m.
Se trata, pues, de forjados que no disponen de elemento de entrevigado.
Con la colocación contigua de diversas placas se construye el forjado con gran rapidez, debiendo colocarse sobre las placas una chapa de compresión, que para determinadas tipologías no es siempre necesaria.
Las placas para forjados se realizan en hormigón armado o pretensado.
Figura 5. Placas alveolares prefabricadas de forjado
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Tres son los tipos de placas más utilizadas:
○ Las placas cuyo espesor es el del canto del forjado, como ocurre con el caso de las placas alveo-lares pretensadas Son las más utilizadas.
○ También son habituales las placas armadas planas, tipo “DC”. ○ Las placas nervadas, también conocidas como placas “TT”, muy habituales en edificios indus-triales y que se han ido extendiendo a otros ámbitos, utilizándose incluso en algunos casos en la construcción de viviendas.
Los forjados realizados con placas prefabricadas no disponen de elemento de entrevigado.
d. Jácenas y cerchas prefabricadasEn la construcción de edificios industriales suele ser habitual la utilización de estructuras to-talmente prefabricadas, mediante la colocación de pilares prefabricados de hormigón armado, que se estudiarán en un apartado posterior, así como de jácenas y riostras de unión totalmente prefabricadas.
Figura 6. Secciones de distintos tipos de placas prefabricadas para forjados
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Las jácenas prefabricadas, armadas o pretensadas responden a diferentes tipologías, según su función, pero en general suelen ser peraltadas, si van a servir de apoyo a una cubierta inclinada, o de sección constante cuando deban sostener un forjado, que en edificios industriales suele ser realizado con las placas prefabricadas ya estudiadas.
Las riostras de unión, en la construcción prefabricada, son elementos horizontales que cumplen diversas funciones:
○ Como su propio nombre indica, sirven de arriostramiento. ○ A la vez suelen utilizarse como canal de recogida de aguas, pues sobre ellas entregan las placas de la cubierta.
○ En algunas soluciones de naves industriales, sujetan también los paneles prefabricados de ce-rramiento.
En el gráfico adjunto de la figura 7 puedes observar el detalle constructivo de la entrega de estos elementos prefabricados.
Figura 7. Detalle de la unión de un pilar prefabricado con una jácena y una riostra en una estructura prefabricada
chapa galvanizada (8) placa ondulada (7)
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Finalmente no podemos acabar este apartado, destinado a exponer los diferentes tipos de ele-mentos prefabricados destinados a las estructuras horizontales, sin mencionar un elemento muy significativo: las cerchas prefabricadas.
Se trata de piezas de hormigón armado o pretensado que tienen la función de soportar las viguetas y las placas de cubrición que conforman la cubierta de un edificio industrial.
Permiten superar grandes luces, especialmente cuando las cargas que deben soportar son rela-tivamente pequeñas.
Figura 8. Entrega de elementos de pilar, jácena y riostra de unión en una estructura prefabricada
Figura 9. Pilares prefabricados y jácenas peraltadas en un edificio industrial. Fuente: Catálogo prefabricados Pujol
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Las cerchas prefabricadas son piezas de hormigón armado o pretensado que tienen la función de soportar las viguetas y las placas de cubrición que conforman la cubierta de un edificio industrial.
2.2 Productos prefabricados para estructuras verticalesa. Pilares prefabricadosTal como se ha comentado, en la construcción de edificios industriales cada vez es más habitual utilizar estructuras de hormigón prefabricadas, además de las habituales estructuras metálicas.
En este sentido es muy normal encontrar edificios totalmente prefabricados en los que, a excepción de la cimentación, el resto de los elementos estructurales responden a soluciones prefabricadas.
Sin duda, uno de los elementos más característicos en este tipo de construcciones son los pilares prefabricados.
Estos pilares suelen ser de hormigón armado y responden a diferentes formas y secciones en función de la solución constructiva adoptada.
Un aspecto a tener en cuenta es que, pese a ser un elemento que habitualmente trabaja a com-presión, al tratarse de pilares normalmente muy esbeltos, es decir, muy altos con respecto a su sección y, en especial, por el hecho de tratarse de piezas prefabricadas que deben ser transpor-tadas, están armados con el fin de soportar también esfuerzos de flexión, en especial en el mo-mento de ser elevados y colocados en obra.
Figura 10. Cerchas prefabricadas de hormigón. Fuente: Catálogo prefabricados Pujol
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En cuanto a la forma que presentan estos pilares prefabricados puedes observar, en la figura 11, las características de este tipo de elementos estructurales que varían lógicamente en función del tipo de edificio.
b. Bloques de hormigónEste prefabricado consiste en un conglomerado paralelípedo rectangular que dispone de unos grandes huecos que permiten disponer de una pieza, con unas dimensiones mucho mayores que las piezas cerámicas, y con un peso relativamente pequeño.
Esta característica de los bloques de hormigón, su tamaño y su peso, facilitan su colocación de modo rápido, necesaria en edificios de grandes dimensiones como, por ejemplo, los de uso in-dustrial en los que se utiliza como elemento de cerramiento.
El hecho de que sus huecos se pueden rellenar con hormigón y armarlos, permite también el uso de estos bloques como elemento para la realización de paredes de carga en viviendas unifamilia-res y en edificios bajos con pocas cargas, así como para la ejecución de determinadas soluciones de muros de contención.
Figura 11. Pilares prefabricados de hormigón. Fuente: Catálogo Prainsa
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En todos estos casos suelen utilizarse bloques de hormigón destinados a ir revestidos, fabricados a partir de morteros de cemento portland de consistencia seca, que se introducen en moldes me-tálicos y se someten a compresión y vibrado, y a unos procesos especiales de curado en cámaras de humectación.
Estos bloques de hormigón utilizados en soluciones estructurales tienen sus caras lisas y son de color gris.
No obstante, las posibilidades del bloque de hormigón en la construcción actual, a partir de tex-turas y colores diversos, son mucho más amplias, pero, dado que se utilizan en soluciones de cerramiento de los edificios, las analizaremos con más detalle en el próximo apartado de esta misma Unidad Didáctica.
Finalmente, conviene recordar que si bien es muy habitual hallarlos comercializados bajo la de-nominación de bloques de hormigón, de hecho se trata prácticamente de un mortero, dado que se elaboran con hormigón de árido muy pequeño. Por ello, también se pueden encontrar bajo la denominación de bloques de mortero.
Figura 12. El bloque de hormigón utilizado en las paredes de carga de una vivienda unifamiliar. Fuente: Catálogo Torho
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3.1 Paneles de cerramiento prefabricadosLos paneles de cerramiento son placas rectangulares de hormigón armado prefabricadas, pa-recidas en algunos casos a las placas para forjados, que se utilizan para los cerramientos exte-riores de edificios industriales prefabricados.
Son elementos que no cumplen ninguna función estructural y que suelen apoyarse sobre una base de cimentación y sujetarse en su parte superior en las propias riostras de unión de la estruc-tura del edificio.
No obstante, debe señalarse que su uso no se circunscribe únicamente a los edificios industriales.
En muchos edificios singulares de grandes dimensiones, incluso con tipologías distintas a las naves industriales y, por tanto, con forjados intermedios, la placas o paneles de cerramiento, al poder prefabricarse como piezas de gran altura, solucionan el cerramiento continuo de las distin-tas plantas del edificio, sujetándose, en este caso, en los forjados intermedios.
Su prefabricación permite además la utilización de moldes complejos para darles texturas de acabado muy variadas, así como la utilización de cementos blancos y aditivos coloreantes, lo que facilita la obtención de tonalidades diversas que propician su utilización sin ningún tipo de revestimiento superficial.
Estos paneles o placas de cerramiento suelen tener una anchura variable y unas alturas impor-tantes, limitadas más por los condicionantes de transporte por carretera que por los propios procesos de fabricación o colocación.
3. PREFABRICADOS UTILIZADOS PARA CERRAMIENTOS
Figura 13. Paneles de cerramiento. Fuente: Catálogo Span Deck
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● Los productos conglomerados prefabricados son aquellos confeccionados fuera de la obra, a partir de un proceso de industrialización.
● La mayoría de estos productos se obtiene por dos sistemas: por prensado o por moldeado.
● Las viguetas autoportantes o autorresistentes pueden colocarse en obra y entrar en carga por sí mismas, sin precisar de apuntalamiento previo.
● Las viguetas semirresistentes precisan de otros elementos del forjado, como el hormigón de relleno del entrevigado y la chapa de compresión, para adquirir sus características de resistencia previstas.
● Los forjados realizados con placas prefabricadas no disponen de elemento de entrevigado.
● Las cerchas prefabricadas son piezas de hormigón armado o pretensado que tienen la función de soportar las viguetas y las placas de cubrición que conforman la cubierta de un edificio industrial.
● Los paneles de cerramiento son placas rectangulares de hormigón armado prefabricadas, que se utilizan para los cerramientos exteriores de edificios industriales prefabricados.
● Los bloques aligerados son prefabricados que, en su proceso de elaboración, se han utilizado áridos de características particulares que les confieren propiedades específicas de ligereza y de aislamiento térmico.
● El fibrocemento es un conglomerado de hormigón en el que para su elaboración se utiliza el amianto como árido.
Su uso está en retroceso por su negativa influencia sobre la salud.
TERMINOLOGÍA
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Alveolar:Que tiene cavidades o huecos.
Canto:Grueso o cara más estrecha de una pieza o elemento constructivo. Arista de ángulo saliente que forman dos caras contiguas. Cuando se habla de un forjado la expresión “canto” se refiere a la sección o grueso del mismo.
Entrevigado:Conjunto de piezas como, por ejemplo, las bovedillas que llenan el espacio entre dos viguetas de un forjado.También se da este nombre a la distancia de separación entre dos viguetas.
Forjados bidireccionales: Forjados en que su nervios resistentes se orientan en dos direcciones, apoyándose, por tanto, en sus cuatro extremos.
Poliestireno expandido:Material de origen plástico, conocido comúnmente como “porexpan”. Se utiliza para el aislamien-to térmico, debido a la incorporación de celdillas de aire en su interior. Se estudiará en una próxi-ma Unidad.
Pretensado:El hormigón pretensado es aquel prefabricado de hormigón cuyas armaduras han sido someti-das a un esfuerzo de tracción previo al hormigonado. Al finalizar el hormigonado se destensan las armaduras, es decir dejan de someterse al mencionado esfuerzo de tracción, lo que conlleva a que la armadura provoca un esfuerzo de compresión sobre el hormigón que la recubre. Esta compresión provoca sobre la pieza una deformación o contraflecha, contraria a la deformación que presentaría cuando la pieza entrase en carga. Con ello se reduce la deformación final, lo que permite conseguir mayores luces o resistir mayores cargas.
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EJERCICIOS DE AUTOEVALUACIÓN
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Señala con una x la casilla que consideres correcta:
1. Las viguetas que pueden colocarse en obra y entrar en carga por sí mismas se denominan:
a) Viguetas semiresistentes.
b) Semiviguetas.
c) Viguetas autorresistentes.
d) Cerchas.
2. ¿Qué función estructural cumple una cercha?
a) Soportar las cargas de las paredes laterales de una cubierta.
b) Las cerchas no cumplen ninguna función estructural.
c) Zunchar una estructura industrial prefabricada.
d) Soportar el peso de las viguetas y placas de cubrición.
3. ¿Cuáles de los siguientes prefabricados se elaboran por centrifugación?
a) Los depósitos.
b) Las viguetas.
c) Las tejas de hormigón.
d) Las tuberías.
4. El entrevigado no es necesario cuando se utilizan como elementos del forjado:
a) Las viguetas semiresistentes.
b) Las placas de forjado.
c) Siempre deben colocarse los elementos de entrevigado.
d) Las viguetas prefabricadas.
5. En el proceso de elaboración de fibrocemento, ¿qué material se utiliza como árido?
a) El cemento desfibrado.
b) El aluminio.
c) El amianto.
d) El cemento mezclado con caolín.
Las respuestas a estos ejercicios están en la página 201.
