Fábrica de Ladrillos

Introducción

Ladrillo

Un ladrillo es una pieza cerámica, generalmente ortoédrica, obtenida por moldeo, secado y cocción a altas temperaturas de una pasta arcillosa, cuyas dimensiones suelen rondar 24 x 12 x 5 cm. Se emplea en albañilería para la ejecución de paredes, ya sean muros, tabiques, tabicones, etc.

Adobes, precursores del ladrillo actual. Ladrillos de tejar o manual.

Los ladrillos como elementos constructivos

La arcilla

La arcilla con la que se elabora los ladrillos es un material sedimentario de partículas muy pequeñas de silicatos hidratados de alúmina, además de otros minerales como el caolín, la montmorillonita y la illita. Se considera el adobe como el precursor del ladrillo, puesto que se basa en el concepto de utilización de barro arcilloso para la ejecución de muros, aunque el adobe no experimenta los cambios físico-químicos de la cocción. El ladrillo es la versión irreversible del adobe, producto de la cocción a altas temperaturas.

Nomenclatura de las «caras» de un ladrillo.

Su forma es la de un prisma rectangular, en el que sus diferentes dimensiones reciben el nombre de soga, tizón y grueso, siendo la soga su dimensión mayor. Así mismo, las diferentes caras del ladrillo reciben el nombre de tabla, canto y testa (la tabla es la mayor). Por lo general, la soga es

del doble de longitud que el tizón o, más exactamente, dos tizones más una junta, lo que permite combinarlos libremente. El grueso, por el contrario, puede no estar modulado.

Existen diferentes formatos de ladrillos, por lo general de un tamaño que permita manejarlo con una mano. En particular, destacan el formato métrico, en el que las dimensiones son 24 x 11,5 x 5,25 / 7 / 3,5 cm (cada dimensión es dos veces la inmediatamente menor, más 1 cm de junta) y el formato catalán de dimensiones 29 x 14 x 5,2 / 7,5 / 6 cm, y los más normalizados que miden 25 x 12 x 5 cm.

Actualmente también se utilizan por su gran demanda dado su reducido coste en obra, medidas de 50 x 24 x 5 cm.

Tipos de ladrillo

Según su forma, los ladrillos se clasifican en:

Ladrillo perforado, que son todos aquellos que tienen perforaciones en la tabla que ocupen más del 10% de la superficie de la misma. Se utilizan en la ejecución de fachadas de ladrillo.

Ladrillo macizo, aquellos con menos de un 10% de perforaciones en la tabla. Algunos modelos presentan rebajes en dichas tablas y en las testas para ejecución de muros sin llagas.

Ladrillo tejar o manual, simulan los antiguos ladrillos de fabricación artesanal, con apariencia tosca y caras rugosas. Tienen buenas propiedades ornamentales.

Ladrillo aplantillado, aquel que tiene un perfil curvo, de forma que al colocar una hilada de ladrillo, generalmente a sardinel, conforman una moldura corrida. El nombre proviene de las plantillas que utilizaban los canteros para labrar las piedras, y que se utilizan para dar la citada forma al ladrillo.

Ladrillo hueco, son aquellos que poseen perforaciones en el canto o en la testa que reducen el peso y el volumen del material empleado en ellos, facilitando su corte y manejo. Aquellos que poseen orificios horizontales son utilizados para tabiquería que no vaya a soportar grandes cargas. Pueden ser de varios tipos:

o Rasilla: su soga y tizón son mucho mayores que su grueso. En España, sus dimensiones más habituales son 24 x 11,5 x 2,5 cm.

o Ladrillo hueco simple: posee una hilera de perforaciones en la testa. o Ladrillo hueco doble: con dos hileras de perforaciones en la testa. o Ladrillo hueco triple: posee tres hileras de perforaciones en la testa.

Ladrillo caravista: son aquellos que se utilizan en exteriores con un acabado especial.

Ladrillo refractario: se coloca en lugares donde debe soportar altas temperaturas, como hornos o chimeneas.

Usos

Los ladrillos son utilizados en construcción en cerramientos, fachadas y particiones. Se utiliza principalmente para construir muros o tabiques. Aunque se pueden colocar a hueso, lo habitual es que se reciban con mortero. La disposición de los ladrillos en el muro se conoce como aparejo, existiendo gran variedad de ellos.

Aparejos

Aparejo inglés. Aparejo a panderete.

Aparejo palomero. Aparejo a sogas.

Aparejo a tizones.

Aparejo es la ley de traba o disposición de los ladrillos en un muro, estipulando desde las dimensiones del muro hasta los encuentros y los enjarjes, de manera que el muro suba de forma homogénea en toda la altura del edificio. Algunos tipos de aparejo son los siguientes:

Aparejo a sogas: los costados del muro se forman por las sogas del ladrillo, tiene un espesor de medio pie (el tizón) y es muy utilizado para fachadas de ladrillo cara vista.

Aparejo a tizones o a la española: en este caso los tizones forman los costados del muro y su espesor es de 1 pie (la soga). Muy utilizado en muros que soportan cargas estructurales (portantes) que pueden tener entre 12,5 cm y 24 cm colocados a media asta o soga.

Aparejo inglés: en este caso se alternan hiladas en sogas y en tizones, dando un espesor de 1 pie (la soga). Se emplea mucho para muros portantes en fachadas de ladrillo cara

vista. Su traba es mejor que el muro a tizones pero su puesta en obra es más complicada y requiere mano de obra más experimentada.

Aparejo en panderete: es el empleado para la ejecución de tabiques, su espesor es el del grueso de la pieza y no está preparado para absorber cargas excepto su propio peso.

Aparejo palomero: es como el aparejo en panderete pero dejando huecos entre las piezas horizontales. Se emplea en aquellos tabiques provisionales que deben dejar ventilar la estancia y en un determinado tipo de estructura de cubierta.

Exigencias para la colocación de ladrillos:

Colocarlos perfectamente mojados. Colocarlos apretándolos de manera de asegurar una correcta adherencia del mortero. Hiladas horizontales y alineadas. Las juntas verticales irán alternadas sin continuidad con espesor de 1,5 cm. Los muros que se crucen o empalmen deberán ser perfectamente trabados. Se controlará el “plomo” y “nivel” de las hiladas. No se permite el empleo de clavos, alambres o hierros para la traba de paredes o salientes. Las paredes irán unidas a las estructuras por armadura auxiliar (hierro 6mm de diámetro).

Fabricación de ladrillos

Proceso de elaboración

Hoy día, en cualquier fábrica de ladrillos, se llevan a cabo una serie de procesos estándar que comprenden desde la elección del material arcilloso, al proceso de empacado final. La materia prima utilizada para la producción de ladrillos es, fundamentalmente, la arcilla. Este material está compuesto, en esencia, de sílice, alúmina, agua y cantidades variables de óxidos de hierro y otros materiales alcalinos, como los óxidos de calcio y los óxidos de magnesio.

Las partículas de materiales son capaces de absorber higroscópicamente hasta el 70% en peso, de agua. Debido a la característica de absorber la humedad, la arcilla, cuando está hidratada, adquiere la plasticidad suficiente para ser moldeada, muy distinta de cuando está seca, que presenta un aspecto terroso.

Durante la fase de endurecimiento, por secado, o por cocción, el material arcilloso adquiere características de notable solidez con una disminución de masa, por pérdida de agua, de entre un 5 a 15%, en proporción a su plasticidad inicial.

Una vez seleccionado el tipo de arcilla el proceso puede resumirse en:

Transporte

La Materia Prima a manejar se transporta mediante laminadoras y carritos transportadores, para después llegar al Almacenaje donde antes del embalaje, se procede a la formación de paquetes sobre pallets, que permitirán después moverlos fácilmente con carretillas de horquilla. Posteriormente, son trasladados en camión.

Pallets. Se define como una plataforma horizontal rígida, cuya altura está reducida al mínimo .Utilizados como base para agrupar, apilar, almacenar, manipular y transportar mercancías y cargas en general.

Maduración

Tratamiento mecánico

Depósito de MP

Humidificación

Cocción

Secado

Moldeado

Almacenaje

Carrito Transportador. Usados para transportar material de un lugar a otro.

Camión. Un camión es un vehículo motorizado para el transporte de bienes.

Localización de la Planta

FACTORES PONDERACIÓN

ALTERNATIVA 1

CARRETERA A COTOCA KM 13 1/2

ALTERNATIVA 2

PARQUE INDUSTRIAL

PUNTOSPUNTO

PONDERADOPUNTOS

PUNTO PONDERADO

Materia Prima 30% 100 30 80 24

Mercado del Producto

30% 70 21 100 30

Disponibilidad de la Mano de Obra calificada

15% 60 9 100 15

Servicios Bás:- Agua

- Teléfono- Energía Eléctrica

10% 100 10 100 10

Acceso Viales 10% 80 8 80 8

Disposiciones legales,

Impuestos, Tributaciones

5% 80 4 100 5

100% 82 92

Distribución en Planta

Características:

Cuarto de Tratamiento 375 m2

Taller de materiales 225 m2

Almacén de Materia Prima 400 m2

Depósito 375 m2

Administración 120 m2

Almacén de productos terminados 480 m2

Maquinaria 625 m2

Total Área Terreno 2600 m2

Proceso de Fabricación

Maduración. Antes de incorporar la arcilla al ciclo de producción, hay que someterla a ciertos tratamientos de trituración, homogeneización y reposo en acopio, con la finalidad de obtener una adecuada consistencia y uniformidad de las características físicas y químicas deseadas.

El reposo a la intemperie tiene, en primer lugar, la finalidad de facilitar el desmenuzamiento de los terrores y la disolución de los nódulos para impedir las aglomeraciones de las partículas arcillosas. La exposición a la acción atmosférica (aire, lluvia, sol, hielo, etc.) favorece, además, la descomposición de la materia orgánica que pueda estar presente y permite la purificación química y biológica del material. De esta manera se obtiene un material completamente inerte y poco dado a posteriores transformaciones mecánicas o químicas.

Tratamiento mecánico previo. Después de la maduración que se produce en la zona de acopio, sigue la fase de pre-elaboración que consiste en una serie de operaciones que tienen la finalidad de purificar y refinar la materia prima. Los instrumentos utilizados en la pre-elaboración, para un tratamiento puramente mecánico suelen ser:

Rompe-terrones: como su propio nombre indica, sirve para reducir las dimensiones de los terrones hasta un diámetro de entre 15 y 30 mm.

Eliminador de piedras: está constituido, generalmente, por dos cilindros que giran a diferentes velocidades, capaces de separar la arcilla de las piedras o chinos.

Desintegrador: se encarga de triturar los terrones de mayor tamaño, más duros y compactos, por la acción de una serie de cilindros dentados.

Laminador refinador: está formado por dos cilindros rotatorios lisos montados en ejes paralelos, con separación, entre sí, de 1 a 2 mm, espacio por el cual se hace pasar la arcilla sometiéndola a un aplastamiento y un planchado que hacen aún más pequeñas las partículas. En esta última fase se consigue la eventual trituración de los últimos nódulos que pudieran estar, todavía, en el interior del material.

Depósito de materia prima procesada. A la fase de pre-elaboración, sigue el depósito de material en silos especiales en un lugar techado, donde el material se homogeiniza definitivamente tanto en apariencia como en características físico químicas.

Humidificación. Antes de llegar a la operación de moldeo, se saca la arcilla de los silos y se lleva a un laminador refinador y, posteriormente a un mezclador humedecedor, donde se agrega agua para obtener la humedad precisa.

Moldeado. El moldeado consiste en hacer pasar la mezcla de arcilla a través de una boquilla al final de la extructura. La boquilla es una plancha perforada que tiene la forma del objeto que se quiere producir.

El moldeado, normalmente, se hace en caliente utilizando vapor saturado aproximadamente a 130 °C y a presión reducida. Procediendo de esta manera, se obtiene una humedad más uniforme y una masa más compacta, puesto que el vapor tiene un mayor poder de penetración que el agua.

Secado. El secado es una de las fases más delicadas del proceso de producción. De esta etapa depende, en gran parte, el buen resultado y calidad del material, más que nada en lo que respecta a la ausencia de fisuras. El secado tiene la finalidad de eliminar el agua agregada en la fase de moldeado para de esta manera, poder pasar a la fase de cocción.

Esta fase se realiza en secaderos que pueden ser de diferentes tipos. A veces se hace circular aire, de un extremo a otro, por el interior del secadero, y otras veces es el material el que circula por el interior del secadero sin inducir corrientes de aire. Lo más normal es que la eliminación del agua, del material crudo, se lleve a cabo insuflando, superficialmente, al material, aire caliente con una cantidad de humedad variable. Eso permite evitar golpes termohigrométricos que puedan producir una disminución de la masa de agua a ritmos diferentes en distintas zonas del material y, por lo tanto, a producir fisuras localizadas.

Cocción. Se realiza en hornos de túnel, que en algunos casos pueden llegar a medir hasta 120 m de longitud, y donde la temperatura de la zona de cocción oscila entre 900 °C y 1000 °C.

En el interior del horno, la temperatura varía de forma continua y uniforme. El material secado se coloca en carros especiales, en paquetes estándar y alimentado continuamente por una de las extremidades del túnel (de dónde sale por el extremo opuesto una vez que está cocido).

Es durante la cocción donde se produce la sinterización, de manera que la cocción resulta una de las instancias cruciales del proceso en lo que a la resistencia del ladrillo respecta.

Almacenaje. Antes del embalaje, se procede a la formación de paquetes sobre pallets, que permitirán después moverlos fácilmente con carretillas de horquilla. El embalaje consiste en envolver los paquetes con cintas de plástico o de metal, de modo que puedan ser depositados en lugares de almacenamiento para, posteriormente, ser trasladados en camión.

Instalaciones

El piso:Los pisos industriales son estructuras de concreto con características muy específicas para garantizar un comportamiento que permita desarrollar sobre éstas diferentes procesos en condiciones de servicio.

Un piso industrial debe ser eficiente, durable y rentable, y poseer las siguientes características: - Resistencia mecánica. - Resistencia a la abrasión. - Resistencia al impacto. - Resistencia a ataques químicos. - Impermeabilidad. - Superficie antipolvo. - Superficie antideslizante. - Facilidad de limpieza y mantenimiento.

- Aspecto con alta calidad estética.

Debido a las características específicas del concreto para pisos industriales se recomienda el uso de aditivos plastificantes (EUCOMEX RA 200), superfluidificantes (EUCON 37 y EUCON 537) o más recientemente los base policarboxilato (PLASTOL 4000). Con un adecuado diseño de mezcla y una acertada utilización del aditivo se logrará construir el piso conveniente a sus requerimientos.

De acuerdo con el uso final del piso se pueden utilizar sobre el concreto fresco endurecedores de regado en seco no metálicos (SURFLEX o EUCO FLOOR 40) o endurecedores metálicos.La línea EUCO cuenta con retardantes de evaporación (EUCOBAR), membranas de curado base agua (KUREZ 100, KUREZ VOX WP), compuestos disipantes para concreto (KUREZ DR VOX), membranas de curado y selladores superficiales (AQUA-CURE VOX, SUPER AQUA-CURE VOX, REZ SEAL Y SUPER REZ SEAL).

En concretos endurecidos se pueden aplicar compuestos sellador y de curado (DIAMOND CLEAR), compuestos endurecedores y de sellado (EUCOSIL), densificador y sellador líquido (EUCO DIAMOND HARD) y selladores impermeabilizantes de siloxano (EUCO GUARD 100 y 200).En pisos industriales sujetos a ataque químico, desgaste y abrasión se recomienda el uso de recubrimientos superficiales epóxicos (EUCOPOXY TUFCOAT, EUCOPOXY TUFCOAT DBS o EUCOPOXY TUFCOAT HB+) o recubrimiento de uretano de alto desempeño (EUCOTHANE).

Los selladores de juntas de un piso industrial tienen especial importancia, pues además de soportar los movimientos de contracción y dilatación propios del concreto, deben resistir el tráfico de montacargas. La línea EUCO cuenta con selladores epóxicos semirígidos (EUCO 700 y EUCO 800) y selladores de poliurea de curado extra rápido para tráfico pesado (EUCO QWIKjoint 200). Las cintas de respaldo usuales son BACKER ROD y EUCOFLEX.

Las paredes:

Condiciones para la construcción de una pared. Para la ejecución de una pared, la primera operación será su replanteo sobre la cimentación, efectuando con la máxima precisión, sobre todo en el caso de hacerla de ladrillo visto. La cimentación, convenientemente enrasada, se enlucirá con mortero de cemento portland en los encuentros, esquinas y puntos concretos, marcando el eje de la pared y comprobando que este eje coincida con el del cimiento. Se ejecutan las primeras hiladas con la máxima precisión, y sobre ellas se fijan unos regles que sirven de maestras mediante el pase de cordeles, que determinaran la perpendicularidad del conjunto. Si es obra vista, se marcara sobre las maestras el espesor de las hiladas para repartir el grueso de la junta de formar que, al llegar al techo, coincida con una hilada entera. Las hiladas se empiezan a colocar por los extremos, asentándolas mediante el proceso de tortada y restregón, y nivelándolas; con la paleta se extiende el mortero sobre la hilada anterior y se asienta, restregándolo, picándolo y retirando las partes sobrantes de mortero para llenar las llagas.

Cuando, por cualquier causa, no se finaliza un muro en toda su longitud, se dejan hiladas interrumpidas con unos entrantes y unos salientes para asegurar la unión cuando se prosiga con la obra. Esto recibe el nombre de adaraja o enjarje.El techo:

Lamina Galvanizada (Acanalada de Zinc): Esta es una lámina acanalada que constituye uno de los productos más usados en nuestro medio por su fácil instalación, su peso ligero y sucio. Lámina de Zinc: es muy resistente al agua y al aire, ya que recubre de una película compacta y adherente de carbonato de zinc, lo que constituye un buen protector del acero contra la oxidación. Sin embargo, todos los ácidos enérgicos lo atacan o además, al entrar en contacto con otros les manifiesta actividad galvánica.

Las cualidades de la lámina pueden resumirse de la siguiente forma: 

- es fácil de transportar- es fácil de colocar como cubierta- es liviana- no se quiebra- es económica.

Peso especifico de la calamina 5600Kg. / m3

Área del techo:

L * 40 * 2 = 15m * 40m * 2 = 1200 m2

Área de la calamina:

0.8m * 8m = 6.4m2

# de calaminas = 1200m2/6.4m2 = 187.5 calaminas

V = 8m * 0.9m * 0.0005m = 0.0036m3

Para una calamina:

W = 0.0036m3 * 5600 Kg. / m3 = 20.16Kg.

WCal. = 20.16Kg. * 188 = 3790.08 Kg.

Zapatas:

Fórmula de Branson:

Caso de Zapatas Rígidas:

As fyd= Nd (a2-a1) / (d a22 ) [(a2

2-4x2)/8] [1]

Con:

a2= longitud de la base de la zapata en la dirección de cálculo.

a1= longitud de la base del pilar en la dirección de cálculo.

Nd= Axil de cálculo que llega a la base del pilar.

x= coordenada que tiene su origen en el eje del pilar y vale a2/2 en el extremo de la

zapata.

 Observemos los resultados aplicados de las fórmulas anteriores a un caso particular:

a2= 1,80 m

a1= 0,40 m

Nd= 20 T

Quedan los siguientes gráficos de las parábolas de las fórmulas [1]

Axil máximo que puede resistir un pilar de hormigón armadoPongamos un pilar de sección 30x40cm, con 320 por cara. El acero será B-400 S y el hormigón HA-25. Supondremos unos coeficientes de minoración de resistencia de los materiales para una situación de proyecto permanente o transitoria de c=1,50 para el hormigón y s=1,15 para el acero. Nos queda:

MÁXIMO AXIL DE COMPRESIÓN:

- Axil resistido por el hormigón: 0,85 fcd b h = 0,85 *25,00/1,50 N/mm2 *300,00mm * 400,00mm=1700000,00N

- Axil resistido por el acero: nº redondos* Aredondo* fyd = 8 * 314,16mm2 * 400,00/1,15N/mm2= 874184,35N

Queda un axil total de: Ncomp max=1700000,00 + 874184,35 = 2574184,35N=2574,18kN

MÁXIMO AXIL DE TRACCIÓN:

- Axil resistido por el hormigón= 0 (Toda la sección traccionada) - Axil resistido por el acero:

nº redondos* Aredondo* fyd = 8 * 314,16mm2 * 400,00/1,15N/mm2= 874184,35N

Queda un axil total de: Ntracc  max= 874184,35N = 874,18kN

Axil resistido por el hormigón:

 0,85 fcd b h - nº redondos* Aredondo=

 =0,85 *25,00/1,50 N/mm2 *(300,00mm * 400,00mm - 8 * 314,16mm2)= 1664395,20N

Y queda un axil total de:

Ncomp max= 11664395,20N + 874184,35 = 2538579,55N=2538,58kN,

que supone aproximadamente una reducción del 1,40%

Columnas:

Utilizaremos para la columna el perfil H.HEAA : Perfiles de alas aligeradas.- HEA : Perfiles de alas aligeradas.- HEB : Perfiles de largas alas.- HEM : Perfiles de alas reforzadas

Vigas:

Partiendo de la base de unos rangos concretos de perfiles estándar, estamos en posición de ofrecer al constructor una gama completa de perfiles derivados: perfiles fabricados a medida (tailor-made).

El usuario dispone de la capacidad de determinar por sí mismo el perfil que desea y de que éste se lamine a medida. Gracias a nuestra técnica universal de laminación, la fabricación resulta eficaz y económica. El pedido de perfiles a medida está sujeto a un peso mínimo de 500 toneladas por perfil y calidad.

Peso especifico del acero: 7850 Kg. / m3 w = V * P W = peso de cada viga V = volumen de la viga P = peso especifico de acero

El perfil que utilizaremos será IPN 280 → A = 61.1cm2/10000 = 0.00611m2

V = A * L A = área del perfil L = longitud del perfil (largo)V = 0.00611m2 * 15m = 0.09165m3

Para una viga:W = 0.09165m3 * 7850 Kg. / m3 = 719.4525 Kg.WV = 719.4525 Kg. * 18 = 12950.145Kg.

Correas:

CódigoDimensiones PesoSección

Valores estáticos relativos a los ejes XX-YY

hmm

amm

dmm

e=rmm

gkg/m

Fcm2

Jxcm4

Wxcm3

ixcm

xGcm

JYcm4

WYcm3

iYcm

096-2 80 50 14 1,25 2,03 2,51 26,54 6,71 3,27 1,89 3,11 2,93 1,90978-2 100 45 10 2,00 3,21 4,02 64,74 12,95 4,02 1,71 9,87 2,97 1,58117-2 120 50 15 2,00 3,72 4,74 105,80 17,63 4,72 1,59 15,95 4,82 1,83981-2 140 65 23 2,00 4,82 6,04 188,33 26,88 5,58 1,67 37,61 8,49 2,49983-2 160 60 20 2,00 4,82 6,04 240,20 30,86 6,22 1,85 30,25 7,3 2,20

Utizaremos el codigo 981-2 → = 6.04cm2 = 0.000604m2

V = A * L

V = 0.000604m2 * 41m = 0.024764m3

Para una correa :W = 0.024764m3 *7850 Kg. / m3 = 194.3974Kg.WC = 194.3974 * 20 = 3887.948Kg.

Hallar la Carga Viva:CU = 1.2D + 1.3W + 0.5* L + 0.5 *(Lr o S o R)CU = 1.2 * 20628.173/1230 + 1.3*200 + 0.5 * 2000/1000 CU = 281.13 Kg. / m2

Plano de la industria

VISTA FRONTAL

VISTA POSTERIOR

VISTA LATERAL IZQUIERDA

VISTA LATERAL DERECHA

VISTA SUPERIOR

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA “GABRIEL RENÉ MORENO”

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y TECNOLOGIA

INGENIERIA INDUSTRIAL

Proyecto Final

“Fábrica de Ladrillos”

Integrantes:

Bejarano Rodriguez Patricia 200768751

Rojas Rezk Anne Priscilla 200821131

Santa Cruz de la Sierra - Bolivia