CONTROL DE LA FISURAClON EN LA MAMPOSTERIA DE CONCRETO*Por:
Stephen S. Szoke, P.E Nathal Concrete Masonty AssocMon - NCMA
Estados Uni&s.
mampostera portante como no portante. Existen dos categoras
principales de juntas de movimiento que se deben considerar para
prevenir la fisuracin de construcciones de mampostera de concreto:
Las juntas rgidas, conocidas como juntas de contraccin o de
control, que no se usan para prevenir la fisuracin si no para
controlar la localizacin y la forma de las fisuras debidas al
encogimiento; y las juntas flexibles, llamadas de expansin, de
aislamiento o juntas blandas, usadas para permitir la expansin del
material y el movimiento diferencial entre los diversos materiales
o elementos constructivos. La cantidad y el grado de movimiento que
se presenta en la mampostera de concreto estn influenciados por los
cambios humedad-volumen de las unidades, los cambios de
temperatura, el mortero y la restriccin lateral de segmentos o
tramos de mamposterfa de concreto. Si se atienden, con un buen
diseo, los movimientos y esfuerzos que le imponen los movimientos
de otros elementos de la construccin a la mamposte-
Las juntas que permiten el grado de confinamiento lateral.
movimiento de la mampostera En la mampostera de concreto de concre
rlson necesarias~ po, reforzada, el acero de refuerzo ra prevenir
su fisuracin, que * tien?Ie~;;distribuir los esfueres desagradable
y potencialzos, lo quedisminuye el potenmente perjudicial. La
cantidad cial para que se desarrollen esy el tipo de estas juntas
depenfuerzos concentrados que puede del tamao y la configuradan
generar problemas de fisucibn de la estructura, de las racin, con
lo cual se minimiza propiedades de la mampostera el espaciamiento
de las juntas. de concreto, del tipo de muro y del grado de su
confinamiento Cuando se usa mampostera de lateral. concreto no
estructural en combinacin con acero estructural o Por lo general,
el espaciamiento con prticos de concreto, se de las juntas se puede
dismipueden volver m4.s crticos: El nuir cuando se tiene
mampospotencial de esfuerzos concentera portante, porque las
cartrados, los movimientos difegas proporcionan un pequeo renciales
y las fisuras resultantes de estos; por lo que es necesario hacer
Masis en dichas juntas.l
Traduccin &l documento Crcrek Contol In Concreto Mewmy
rodizadaporJoqeAT&cmaAyQwm4nG.MamdM.lrbgmhro8&l
Departamento T6cnico del ICPC.
Las recomendaciones sobre juntas son aplicables en casi todos
los casos, tanto a muros de
rladeconcreto,seconse@4 un comportamiento adecuado de sta.1.
MOVIMIENTOS A IA HUMEDAD. DEBIDOS
de las unidades en el momento de la construcci6n. Como la rata
de encogimiento disminuye con el secado de la unidad, el
encogimiento real es, por lo general, considerablemente menor que
el. lineal *.#A total. En los inicios de la utilizacin de
mampostera de concreto no se trat de controlar el contenido de
humedad de las piezas antes de su despacho, lo que origin problemas
de encogimiento y fisuracin. En la actualidad, el uso de piezas con
humedad controlada, retuerzo horizontal y juntas de control, ha
resuelto los problemas del encogimiento prematuro y de la
fisuracin. Con el control de la humedad no se elimina el
encogimiento de las unidades, pero el encogimiento real, que se
presenta en el campo, estar limitado a una cantidad predecible. Por
esto, existen unos requisitos para disear con unidades de humedad
controlada y otros para unidades de humedad no
La mampostera de concreto se encoge a medida que se seca y se
cura. F.l encogimiento lineal total de las unidades de mampostera
de concreto (que es el acortamiento que sufren las unidades cuando
el contenido de humedad se reduce de una condicin saturada (ltMl%
de humedad), hasta un condicin seca), expresado como un porcentaje
por unidad de longitud, varia tipicamente entre 0,020 y 0,06%. Este
encogimiento lineal total depende principalmente del tipo de
agregado, de la cantidad de cemento y del proceso de curado.
controlada. Las Normas ASIM C 90 Especificaciones para Unidades
Huecas, Portantes para M a m p o s t e r a d e Ce Standard
Especification for Hollow Load-Bearing Concrete * Masoqry Units y
ASTA4 c 145 Especificacioy para Unidades de . Matnpos+e&
(Standard Specifica tion for Concrete h4asonry Units) y, en
general, todas las especificaciones para unidades de mampostera de
concreto de esta Asociaci6n, denominan a las unidades de humedad
controlada corno Tipo 1 y a las de humedad no controlada como Tipo
II. Las unidades Tipo 1 tienen un limite &ximo de contenido de
humedad. Una vez el fabricante ha determinado el encogimiento total
lineal, se debe cumplir el requisito de contenido m&ximo de
humedad para ese encogimiento con el fin de asegurar que se
presentara despus de colocar las unidades en el muro un
encogimiento real predecible. Los requisitos de contenido tiximode
humedad, tal corno
El encogimiento real de la mamposteria de concreto es el
encogimiento que ocurre despus de que se han colocado las unidades
en el muro; y es funcin del encogimiento lineal total y del
contenido de humedad
oonMorwdehumedadenhobraoendlugerdeemp&o twneda
Hmadadrelativapromerrard sobre 75%
IrIhumedad dativa pmmeda50-7594
Humedad relativa pwmediaanualmenosdol50%
0.020manoa De 0,03 hasta 0,045 De 0,045 ha8ta 0,055 rn4xhno
unidades).2
45 40 35
40 35 30
35 3025
TABLA 1. Contenido de humedad mximo como porcentaje de la
absorcin total de agua (promedio de tres
Dowmantoa
ICPC
se presentan en la Tabla 1, dependen del grado de exposicin a la
intemperie, de las unidades una vez instaladas, as como tambin del
encogimiento lineal total de las unidades. Para piezas con
encogimientos lineales totales iguales, el contenido de humedad
permitido es mayor si las unidades estarn en un ambiente hmedo y
menor si estarn en un ambienteSSO.
carlas, hasta un equilibrio con el medio ambiente. En las
columnas A y B de la Tabla 1, se presenta una comparacin
generalizada del encogimiento esperado de unidades que tienen un
encogimiento potencial similar, colocadas en diferentes ambientes.
El contenido nukimo de humedad permitido para las unidades Tipo 1
tambi&n depende del encogimiento lineal total de las unidades;
a mayor encogimiento lineal total, menor contenido de humedad
permitido. Una comparacibn entre las columnas B y C de la Tabla 2
muestra que el comportamiento en el muro de las unidades mhs secas,
con un mayor enco-
gimiento total lineal, sera similar al de las unidades que
tienen un contenido de humedad mayor y un menor encogimiento total
lineal. Los valores proporcionados en la Tabla 2, no representan el
encogimiento real que puede ser esperado, ya que el encogimiento no
ser el correspondiente al cambio de una condicin saturada a una en
las que las unidades estn en equilibrio con el ambiente. Los
valores se presentan nicamente para demostrar los efectos del
control de la humedad y, tal como se anot antes, el encogimiento
real ser menor a medida que las unidades se secan. El encogimiento
real, al pasar de la condicin saturada a la condi-
Los contenidos mximos de humedad permitidos garantizan que el
encogimiento real en el campo ser similar para todas las
condiciones que se presenten, desde que las unidades pasan de su
condicin de instalacin, en el momento de colo-
A. 8.
T l
da exposm
@sumIda). Pow.
Encogimiento (asumido).
lineal
seco OSO=100 10
Mermado W=
Mefmedo 0.045
C. 0.
Contenido da huma&d de saturacibn
(%).Contddodehumedadsecadoalhorno (X). (cuumido). D i f e r e n c i
a del c o n t e n i d o mbkno de humadad (%), de saludo a secado
al
100 10
100 10
E.
90
90
90
horno. (GD).F. Contenidodehumedaddurantelainstalaci6n (%). (ver
Te+bla 1). contenldodeasumido. do equilibrio (X), 35 40 35
0.
20
25
25
H.
15
15
10
1.
Ralac&in antro l a dfemncia mxbna cantenido de humedad
(HIE).
de
0,17
0.17
0,ll
J.
contecci6n esperada (%). dD la instaleeii al aqlJllbrio
(BI).
0,005
o.-
0,005
TABLA 2. Comparacin generalDocunlantoe ICPC
del contenido de humedad y del encogimiento.
ci6n en que las piezas tienen el contenido mAximo de hume dad
permitido, sera mayor que los valores mostrados en la Tabla 2, y el
encogimiento real, al pasar de la condicin de contenido Mximo de
humedad permitido a la condicin de equilibrio, sera menor. Las
unidades Tipo Il se pueden despachar con un contenido de humedad
menor que los mAximos permitidos para las Tipo 1; sin embargo, el
contenido de humedad puede ser, y menudo lo es, mayor que el
permitido para las piezas Tipo 1. Es por esto que el encogimiento
esperado no puede ser el mismo para pi& diferentes y con dife
rentes grados de exposicin. Se recomiendan unos requisitos de
control de las juntas rnAs exigentes para la construcci6n con
piezas de mampostera Tipo II. 2. MOVIMIENTOS TERMIcos.
superficie exterior de un muro de una tachada oeste o sur, puede
subir hasta 70 C si la superficie es oscura (negra, cafe oscuro,
gris oscuro); si los muros con la misma orientaci6n son de un color
medio (rojo, caf, verde), la temperatura superficial mxima puede
alcanzar 60 C; para muros de color claro (blanco, cafe amarilloso
claro, gris claro) la temperatura difcilmente excede 50 l C. Estas
temperaturas superficiales mximas son vlidas para toda la parte
continental de los Estados Unidos. En latitudes mAs hacia el norte,
la temperatura mxima del aire, en verano, es menor que en las
latitudes sur. La altitud del sol es mayor en las latitudes
rn&s al sur y por lo tanto hay mayor incidencia de la radiacin
solar en las fachadas sur y oeste de las latitudes mAs hacia el
norte. Por esto, en las latitudes ms hacia el norte, la menor
temperatura ambiente del aire, combinada con la mayor incidencia de
la radiacin solar, producen una temperatura superficial mAxima
similar a aquellas que ocurren en latitudes ms al sur. La
temperatura superficial mnima se debe tomar como la menor
temperatura nocturna que se espere en el invierno 0 estacin fra. El
valor de la contraccin esperada se puede determinar usando la
diferencia entre la temperatura promedio de la unidad durante la
construccin (construccin del muro) y la temperatura media mnima de
un tabique de mampostera para muro doble. El
valor de la expansin esperada se puede determinar usando la
diferencia entre la temperatura media mxima del tabique y la
temperatura promedio durante la instalacin . Para muros dobles, con
cavidades para aislamiento, el tabique exterior del muro debe estar
aislado tkmicamente del resto del muro; por lo que mientras la
temperatura exterior experimenta fluctuaciones iguales al rango
entre la temperatura superficial mxima y mnima, la temperatura del
tabique interior permanece relativamente constante. Como ejemplo,
en la Figura 1 se muestra el gradiente de temperatura para un muro
doble de mampostera de concreto, con cavidad con aislamiento
tfknico, que esta sometido a una temperatura superficial mxima
exterior de 55 C y mnima de -18 C. Ntese que para los clculos se
usa la temperatura promedio del muro, es decir, en su punto medio.
Si el muro se construye durante el invierno, con unidades hechas
con concreto liviano (con un coeficiente de expansibn
de8,1xl06m/moC) y a una
Todos los materiales presentan expansin y contraccin
t&m.icas. El coeficiente lineal de expansin t&mica de la
mampostera de concreto vara aproximadamente entre 8,l x lo-6 m/m C,
para piezas hechas con agregados livianos, y 9,4 x lo-6 m/m C, para
piezas hechas con agregados densos. La cantidad de movimiento
t&m.ico que se puede esperar, depende principalmente de las
propiedades de la mampostera de concreto y del grado de exposicibn.
La temperatura m&xima de la4
temperatura de 10 Oc, el coeficiente de expansi6n t&mica del
tabique exterior sera: 8,l x 10-6 m/m Oc x - 10) Oc = 35 x lo-4
m/m. (533
8,l x lo-6 m/m Oc x (10 (-15,6)) Oc = 2,l x 10-4 m/m.-
8,l x lo-6 m/m Oc x (31,l 10) Oc = 1,7 x lo-4 m/m.Documntoa
tcPc
y la contraccin trmica esperada de la pared exterior sera:
L.a expansin t&mica esperada, de la pared interior sed:
Y no se espera contraccin ya que la temperatura media mnima del
interior de la pared (14,4 Oc) es mayor que la temperatura promedio
de instalacin (10 Oc).3. EFECTOS DEL MORTERO.
45%4ot35% 30%25%ro%I5%lo%5%O%-5% -IeI -IS%I -2o%-I I I
1
I I
I I I I I
El mortero, que representa cerca del 7% del Area superficial en
la mayora de los muros de mampostera de concreto, afecta el
comportamiento del muro en lo referente al movimiento. La
adherencia entre las unidades y el mortero se incrementa a medida
que aumenta el area de contacto. Como la mayora de unidades de
mampostera de concreto se colocan con pega solamente en las paredes
exteriores, la mano de obra es crtica para que se produzcan unas
juntas bien rellenas. El uso de mortero con resistencias a la
traccin y a la cizalladura, ayuda a reducir el espaciamiento y la
intensidad de la fisuracibn; ademas, a mayor extensibilidad del
mortero (capacidad de fluir) en estado endurecido, se tendr mayor
resistencia a la fisuracin. En la Figura 2 se muestra el mecanismo
de resistencia del mortero a la fisuracin. En vista de que mientras
tis flexible sea el mortero es ms resistente a la fisuracin, se
debe usar un mortero que sea consistente con los requisitos de
resistencia de carga con que se dise el muro; usar un mortero que
sea m& 0 menos resistente que ese valor, puede aumentar
1 Superlkle exlerbr.al&e I l
t
I
S~hleflor aJ&e
pane(deyeSO (12.7 m da
cavkladrhah (2smmdeMcho)
cavldaddedre (2slNndeacho) unldaddempm poeterladeconcrelo (loo
lml Wespewr)
FIGURA
1. Gradiente de temperatura a travs de un muro doble, con
cavidad y aislamiento trmico.
Unidpd Tipo
contr~~delaa-da mampo8terfadeconcreto
D&wlcia
enkmcl6ndelardaeibn~~a(W),nose debeexcedwdvabren(m)lJHs2~ Mis1
12,lQ
mlxlma enlmjuntas de conbd. expr-
III
s 0,065s w=
lR~9.14
IIll TABlA3. Dikstanchmaxilna
0,031 a 0,0450,046
lJH~l3/8&8.53 IA 51 114s 7,63
a
0,065
entre las juntas de control verticales en le construccion de
marnposteria de concreto.
el potencial de que se desarro llen problemas de
fisuracin.4.
JUNTAS DE CONTROL
El espaciamknto entre las juntas de control depende no ~510 de
b,propicd;rdcs de la mamposterfr, sino del grado y tipo
ro 0 panel, se pueden presentar esfuerzos concentrados que
originen fisuracin. En la Figura 4 se muestra el modo tpico de
talla cuando existen restricciones laterales. La distancia entre
las juntas de control en tramos largos de mampostera de concreto se
determina con base en el potencial de encogimiento de la
mampostera, y esto es adecuado para muchas aplicaciones. Por
ejemplo, considerando el muro interior mostrado en la Figura 1, si
las piezas tienen un encogimiento lineal por secado
total de 4,!5 x 10-4 y se espera que el 50 % del encogimiento
ocurra despus de la instalacibn, se puede esperar que un panel de 6
m de longitud tenga una encogimiento (debido nicamente a la
humedad, sin esperar contraccin t&mica )de:O,!! x 4,5
de res- del movimiento~semuestraenLaFigura 3, el mayor
movimiento ocu-
x 10-4 x 6m = 1,4 x 103 m (1,4 mm).
rrir&argeneral,enlapartesuperior de muros o paneles sin
resCuando se presentan restricciones laterales o de otro tipo, no
tanibmm a lo largo del mu-
Y una expansin total de: (31,l - 10) Oc x 8,l x lo-6 m/m oCx6m=
103 x lo-4 m (Lo3 mm). Para el muro interior controla
- -- w TalycomowbsW Despdsdrl-
-----
,,
muRA 2 . Mocanbrno de funcionamiento del mortero dura& d
movitnhto.
FKIURA 3. Modo de encogimiento de de concreto (exagerado).
la mamposterla
DocumentoelcPc
el encogimiento debido a las condiciones de secado y curado, por
lo cual se requieren juntas de control. Si embargo, para la parte
exterior del muro, el encogimiento debido a cambio de humedad del
muro sera: OJx4,5xl~x6m=1,35x 10-3 m (1,4 mm). Y la contracci6n
total ser& de de24 x 10-3 m (24 mm). La ex-
nos casos es necesario disear juntas de expansin en el tabique
exterior de los muros de mampostera de concreto que estan
tkmicamente aislados del resto del muro.
mos interiores tienden a comportarse como muros ms cortos. La
junta de control debe estar conformada por un material rgido cuando
se requiera transmitir cargas laterales entre los paneles
adyacentes de mampostera de concreto, sin que se produzca un
deformacin excesiva. Con esto se reduce el potencial de
deflecciones desiguales debidas a cargas laterales, reduciendo as
los esfuerzos, o su importancia, en la mampostera de concreto y en
cualquier otro material cuando cambian la luz, las restricciones 0
las cargas laterales de los paneles adyacentes. En la Figura 5 se
muestra este mecanismo en las juntas de control. Si no se provee la
conexin rgida entre los paneles adyacentes se puede presentar
fisuracin o deterioro de los
pansin t&mica total que se estima a partir del estado de
contraccin total sera: cw - (-173)) oc x 8,l x lo-6 m/m Oc x 6 m =
3,% x 0-3 m (3,% mm). L.a expansin calculada excede a la contraccin
total en 2,ll mm. Esta pequea diferencia entre la expansin mAxima y
la contraccin mbxima se soluciona con el mtodo de construcci6n de
las juntas decontrol. Sin embargo, en algu-
En la Tabla 3 se muestran los requisitos para paneles 0 paredes
que no tienen aberturas y ni refuerzo horizontal. Las separaciones
mostradas estAn expresadas en funcin de la relacin entre la
longitud y la altura del muro; adena& se sugiere un
espaciamiento rnkimo de las juntas para atender las restricciones
temporales que se presentan durante la construccin. Como no es
posible construir la altura total de muros altos en una sola
operacin, el encogimiento ocurre primero en la porcin interior del
muro, antes de que se terminen las partes superiores. Por esto, los
traa
Deflexibn desigual sin conexin r@da entre los peneles.
TtTTTtTttTTT CargpUdb . Launifomridaddelade(kximejoraconeluso de
conexiones rlgldas entre loa paneles.
Luzants
Y
TTTTtTtftTtTtFKIURA 4. Modo tpico de falla de la mampostera de
concreto con extremos restringidos. FIGURA 5. Resistencia de cargas
laterales en las juntas de control.
ooclJmentoelcPc
7
acabados interiores. AdemSs, los sellantes de las juntas de los
muros exteriores pueden fallar y generar problemas de penetracin de
agua. Existen varios m&odos para lograr estas conexiones
rigidas en las juntas de control: construir la junta de control
llenando con mortero el espacio vaco entre las aletas de las
unidades de
mampostera de concreto, tal mmo se muestra en la Figura 6a. Para
este tipo de junta es necesario colocar cinta de papel para
construcci6n 0 un material similar en uno de los extremos, con el
fin de prevenir la adherencia. El mortero se encoge un poco,
separhdose de papel, a medida que se cura, con lo que se genera el
espacio para la expansin thmica de la mam-
postera de concreto. El concreto endurecido, colocado entre las
aletas, resisti las cargas laterales. Tal como se muestra en la
Figura 6b, es posible formar otro tipo de juntas de control usando
piezas de mampostera de concreto fabricadas especialmente; pero
estas no siempre es& disponibles.
a Tal como so instala
b. Juntacan bkqws -ados
b. Mmposterla contrafda
c. Junta con premddoado rlgido ds neopreno FIGURA 6. Juntas de
control.
c. Mamposterla
expandida.
FKWRA 7. Movimientos tipicos que se presentan en las juntas de
control. Documontoe ICPC
FIOURAO. FdhpwtraccMnenunmurolargode marrposterfa
naURA 8. Junta de wmtcd didada y conutruided8CUdMlWlt~.
-
y-
I
,,
___
:
3
-.
-1..
_
--
-1-7
:.+u-h,R . x
FmuRArO.
F&wat@kaenlwabwtune
FmuFtAll.
Fhatfpkacsmdolasesquinaa.
FnlaFigura6csemuestraun material de juntas premoldeado, que
generalmente se fabrica de neopreno rgido y se disea para que se
ajuste a las ranuras de este tipo de unidades de la mampostera de
concreto. Las juntas de control se deben disetiar de manera que
proporcionen una conexin rgida aun despu& de que la mampostera
de concreto se haya contrado debido a los movimientos trmicos y los
cambios de humedad. Es muy comn que las juntas de control se
disefien con base, $n+mente, en el encogimien&debido al secado.
Como & muestra en la Figura 7 , losTnovimientos q u e s e
pueden presentar en estas juntas son tanto de contraccin como de
expansin. Los pocos casos de talla debido a la expansin de la
mampostera de concreto, se deben a que los movimientos debidos a
esta son slo un poco mayores que los movimientos combinados
generados por la expansibn t&mica y al enco@miento por
secado.
Esta pequea dikrencia es generalmente compensada mediante el
diseo y la instalacin de materiales para las juntas de control. Por
ejemplo, se deja un pequeiio espacio para la expansin, entre el
material de la junta de control y uno o ambos lados de los paneles
adyacentes de mampostera de concreto. En muchos casos las juntas de
control son acabadas mediante el ranurado del mortero de las juntas
verticales, a una profun-
didad de aproximadamente 2 cm; y despues se acaba de llenar
dicha junta con un sellante. Para mampostera expuesta a la
intemperie, es necesario insertar un rodillo del respaldo antes de
colocar el sellante, para evitar que se produzca una falla del
material de sello debida a la adherencia en tres puntos; este tipo
de junta de control no permite expansibn alguna. Si se espera una
expansin mayor que la total, la junta debe tener un rodillo de
Y
L,
