ADOQUINES DE ARCILLA Resistencia a compresión y flexión Otros aspectos relacionados con la durabilidad VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de.

ADOQUINES DE ARCILLA Resistencia a compresión y flexión Otros aspectos relacionados con la durabilidad VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

TEMARIO - 1. 1. Requisitos de las normas. 2. Resistencias reales. 3
TEMARIO Requisitos de las normas Resistencias reales Cargas de compresión reales Presión hidrostática. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

TEMARIO - 2. 5. Otras solicitaciones a flexión. 6
TEMARIO Otras solicitaciones a flexión Inmersión en hidrófugos Sello de juntas Recomendaciones especiales VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

1. REQUISITOS DE LAS NORMAS
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REQUISITOS DE LAS NORMAS
1.1 Tráfico pesado NTC Adoquín de arcilla para tráfico vehicular pesado (ASTM C Heavy vehicular paving brick) VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

1.2 Valores de resistencia
REQUISITOS DE LAS NORMAS 1.2 Valores de resistencia VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

1.3 Tráfico Liviano NTC Adoquín de arcilla para tráfico peatonal y vehicular liviano (ASTM C 902 Heavy vehicular paving brick) VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

1.4 Resistencias Tráfico Liviano VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

1.5 Resumen Compresión – Flexión
REQUISITOS DE LAS NORMAS 1.5 Resumen Compresión – Flexión VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

1.6 Resumen Resistencias BAJAS: Tr. liviano, 300 Kg/cm2
REQUISITOS DE LAS NORMAS BAJAS: Tr. liviano, 300 Kg/cm2 MEDIAS: Tr. pesado, pavimento rígido, 560 Kg/cm2 ALTAS:Tr. pesado, pavimento flexible, 760 Kg/cm2 1.6 Resumen Resistencias VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

1.7 Relación Flexión/Compresión
MÓDULO DE ROTURA ≅ 0,15 % de la RESISTENCIA A COMPRESIÓN REQUISITOS DE LAS NORMAS 1.7 Relación Flexión/Compresión VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

2. RESISTENCIAS REALES VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

2.1 Valores típicos RESISTENCIAS REALES

3. CARGAS DE COMPRESIÓN REALES

3.1 Cargas de compresión usuales
CARGAS DE COMPRESIÓN REALES 3.1 Cargas de compresión usuales VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

Automóviles: 2,0 Kg/cm2 Camiones: 8,0 Kg/cm2
CARGAS DE COMPRESIÓN REALES 3.2 Cargas extremas Automóviles: 2,0 Kg/cm2 Camiones: 8,0 Kg/cm2 VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

3.3 Comparación con las normas
CARGAS DE COMPRESIÓN REALES 3.3 Comparación con las normas Aplicada: 8,0 Kg/cm2 Requisito: 300, 600, 800 Kg/cm2 VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

3.4 Acerca de una menor resistencia
CARGAS DE COMPRESIÓN REALES 3.4 Acerca de una menor resistencia 8,0 versus 300, 600, 800 Kg/cm2 ¿ Morteros de calicanto, tierra pisada? VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

3.5 Por qué alta resistencia
CARGAS DE COMPRESIÓN REALES 3.5 Por qué alta resistencia Por debajo de las resistencias de las normas NO se logran las demás propiedades de dureza, Resist. al Desgaste, a la intemperie, ataque de sales, heladicidad, etc. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

4. PRESIÓN HIDROSTÁTICA VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

4.1 Plena carga a compresión
PRESIÓN HIDROSTÁTICA 4.1 Plena carga a compresión VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

4.1 Plena carga a compresión
PRESIÓN HIDROSTÁTICA 4.1 Plena carga a compresión Toda la superficie del adoquín recibe la carga de la rueda: equivale a que P y R actúen en el centro sobre la misma línea de acción. El Momento o Par generado es Cero: No hay flexión y el adoquín trabaja a compresión pura. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

4.2 Carga parcial a compresión
PRESIÓN HIDROSTÁTICA 4.2 Carga parcial a compresión Medio adoquín con carga: la distribución de esfuerzos equivale a dos fuerzas P y R a L/4 del borde sobre la misma línea de acción. El Momento o Par generado es Cero: no hay flexión, el adoquín trabaja a compresión pura VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

4.3 Carga sobre suelo saturado
PRESIÓN HIDROSTÁTICA 4.3 Carga sobre suelo saturado Al pasar la rueda por una superficie sobresaturada ''inyecta'' agua bajo el adoquinado con una fuerza igual a su peso: durante el primer momento de carga, el agua trata de fluir o desplazarse pero no lo puede hacer a la misma velocidad con la que se aplica la carga, lo que equivale a quedar confinada, con lo cual genera una presión hidrostática igual a tener una columna de agua de P/A, siendo P la carga de la rueda y A el área del adoquín sobre la que actúa. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

4.3 Carga sobre suelo saturado
PRESIÓN HIDROSTÁTICA 4.3 Carga sobre suelo saturado Cuando se carga la mitad del adoquín y hay agua, ésta ejerce presión hidrostática homogénea debajo de toda la superficie, generando P = R pero actuando a una distancia L/4 entre ellas, lo que genera un par o momento flector VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

4.4 Generación de Momento PRESIÓN HIDROSTÁTICA

ROTURA BAJO PRESIÓN HIDROSTÁTICA

CAMBIO DE PIEZAS POR ROTURA BAJO PRESIÓN HIDROSTÁTICA

PRESIÓN HIDROSTÁTICA 4.5 Módulo de rotura: es el esfuerzo de TRACCIÓN que produce la rotura de la pieza cuando ésta es sometida a flexión VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

PRESIÓN HIDROSTÁTICA 4.5 Módulo de rotura: σ = M . C / I σ = Esfuerzo Máximo a tracción en Kg/cm2 para un Momento Flector M, en Kg-cm C = Distancia del eje neutro a la fibra sometida al esfuerzo I= Momento de Inercia de la sección en cm4= b.h3/12 VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

PRESIÓN HIDROSTÁTICA 4.6 Adoq. rectangulares. Momentos de Inercia (I): 5x10x C = Distancia al eje neutro = 3 cm I= b.h3/12 = 10 x (5)3/12 = 104,2 cm4 6X10X C = Distancia al eje neutro = 3 cm I= b.h3/12 = 10 x (6)3/12 = 180 cm4 7,5x10x20 C = Distancia al eje neutro = 3 cm I= b.h3/12 = 10 x (7,5)3/12 = 351,6 cm4 VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

PRESIÓN HIDROSTÁTICA 4.7 Análisis de esfuerzos de tracción, adoquines 10x20 y 12X20 en espesores de 5, 6 y 7.5 cm. Carga sobre 1/2 adoquín, brazo momento = L/4 VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

PRESIÓN HIDROSTÁTICA 4.10 FATIGA: Tendencia de los materiales. Cuando la carga aplicada es menor al 50% M.R. El # de repeticiones tiende a infinito. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

4.8 Esfuerzos de tracción, adoquines 10x20
PRESIÓN HIDROSTÁTICA 4.8 Esfuerzos de tracción, adoquines 10x20 VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

PRESIÓN HIDROSTÁTICA 4.9 Esfuerzos de tracción, adoquines 12x25 VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

PRESIÓN HIDROSTÁTICA CONCLUSIÓN IMPORTANTE: El empozamiento por falta de drenaje genera condiciones fuertemente destructivas para toda clase de adoquines, aún para los de muy alta calidad VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

5. OTRAS SOLICITACIONES A FLEXIÓN

desconfinamiento – empotramiento

Distribución de esfuerzos paralelos al piso

Comparación de la distribución de esfuerzos paralelos al piso

ROTURA POR FLEXIÓN. Esfuerzos paralelos al piso.
Desconfinamiento - empotramiento. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

ROTURA POR FLEXIÓN. Esfuerzos parelelos al piso.

ROTURA POR FLEXIÓN. Esfuerzos paralelos al piso.

6. INMERSIÓN EN HIDRÓFUGOS

INMERSIÓN PREVIA EN HIDRÓFUGOS SOLUBLES EN AGUA
Muchas de las patologías en los adoquines están relacionadas con la acción química del agua o con los abusos de lavado VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

Tramo de adoquín (centro) protegido por inmersión previa en hidrófugos solubles en agua (Hidrosil Dip). Evolución comparativa. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

7. SELLO DE JUNTAS VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

SELLO DE JUNTAS Si se pierde el confinamiento no solo se desestabiliza la superficie sino que se propicia el bombeo de finos de la base. La arena de sello retiene los finos que salen con el agua durante el bombeo. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

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TRADUCCIÓN OFERTA FACSIMIL
Estabilizador de juntas de arena Consolidante de juntas y repelente de agua para adoquinados. Duradero recubrimiento de protección que liga los granos de arena en las juntas y ayuda a que toda la superficie repela manchas y agua. - Mantiene la arena dentro de las juntas de los adoquines, a pesar del tráfico, del clima y de los lavados. - Mantiene las juntas sin maleza. - Resalta el aspecto natural de los adoquines - Protege contra derrames de alimentos y bebidas y contra manchas relacionadas con la lluvia. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

ABUSO DE DETERGENTES Y LAVADOS

MEDIO MARINO VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

Ataque químico en medio marino

Ataque químico en medio marino (ataque de álcalis)

INFLUENCIA DE LAS CARACTERÍSTICAS PROPIAS DE LOS MATERIALES O DE LOS PROCESOS DE FABRICACIÓN. -Aportes de sales solubles del cemento o de la arcilla. - Oxidación – reducción en distintos sectores del adoquín durante la cocción y cambios petrográficos y físicos en cada sector. - Estructuras de fabricación (moldes) VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

Estructura helicoidal de la extrusión de adoquines de arcilla

DEFECTOS DE DISEÑO Y FABRICACIÓN

Falta de separadores y de bordes biselados

Deterioro por mala calidad

FORMACIÓN DE LAMA VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

Prevención de la lama mediante el control de la humedad de equilibrio
Prevención de la lama mediante el control de la humedad de equilibrio. Aplicación de hidrófugos por inmersión antes de la instalación. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

No contiene humedad ni contaminación ni manchas.
GENERACIÓN DE LAMA 1. Adoquinado nuevo, instalado sobre lecho de arena o mortero de cemento. No contiene humedad ni contaminación ni manchas. Adoquín Lecho de arena o cemento Terreno VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

GENERACIÓN DE LAMA 2. Se inicia el aporte de agua, que en su recorrido se convierte en una solución biótica que contiene todos los microorganismos necesarios para la aparición de hongos, líquenes y vegetación. El agua la aportan: la lluvia, el terreno y los usuarios en las operaciones de lavado. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

GENERACIÓN DE LAMA 3. La continuidad en el aporte de agua va llenando todos los poros existentes, desde las paredes hacia el centro, hasta que toda la masa del adoquín queda saturada de la solución biótica. Dado que la superficie es un frente de evaporación, toda el agua transita hasta ese punto, trasladando toda su carga química y biótica. En la superficie se concentra todo el aporte de la solución acuosa y, junto con la luz solar que permite la fotosíntesis, produce el desarrollo de los líquenes. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

INHIBICIÓN DE LA GENERACIÓN DE LAMA
LAMA: hay fotosíntesis en la superficie INHIBICIÓN DE LA GENERACIÓN DE LAMA Superficie hidrofugada: la carga biótica se sitúa varios milímetros adentro, debajo del hidrófugo, a donde no tiene acceso la luz solar: No hay fotosíntesis, no hay lama. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

8. RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS ESPECIALES

RECOMENDACIONES CONSTRUCTIVAS ESPECIALES
Garantizar bombeo subrasante para evitar empozamiento VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

Homogenidad en las capas inferiores: compactación espesor VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

Preferir adoquines de geometrías sencillas y menores dimensiones VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

Capa de asiento en arena-cemento (1:10 a 1:12) VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

Distribución en espina de pescado a 45° VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

Inmersión previa en hidrófugos solubles en agua VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

Sello de juntas o mantenimiento de sellado periódico, acorde al tráfico. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

Medios de amortiguación en la compactación final VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

ANÁLISIS DE UN CASO REAL

FIN ¡MUCHAS GRACIAS! VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

1. Sub-rasante, Sub-base y base. Son la estructura del pavimento
1. Sub-rasante, Sub-base y base. Son la estructura del pavimento. De su adecuada conformación se logra que no haya deformaciones excesivas o permanentes de la superficie, con lo cual el trabajo de las unidades es fundamentalmente a compresión y no a flexión. Para asegurar esta condición, influyen varios factores como: – Adecuada capacidad portante de la sub-rasante de acuerdo con las cargas de diseño. – Que haya homogeneidad en espesor y compactación para asegurar un comportamiento igualmente homogéneo de la superficie: la discontinuidad en cualquiera de las capas o la existencia de estructuras rígidas a profundidades menores de 30 ó 40 cm genera comportamientos estructurales diferenciales que redundan en deformación superficial diferencial. – Que la sub-rasante tenga la pendiente necesaria (>3%) para garantizar el escurrimiento del agua que se infiltra por las juntas, sin que se produzca empozamiento de sub-base y base. El empozamiento genera esfuerzos hidrostáticos, presión de poros, ''bombeo'' de la fracción fina de los agregados sub-superficiales y asentamientos adicionales de la sub-estructura del pavimento, esfuerzos y fenómenos que redundan en rotura de piezas y deformación de la superficie del adoquinado – Compactación de la base por encima del 96% VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

2 Capa de arena Se recomienda que esta última capa que cumple funciones de nivelación, transferencia de cargas y soporte, se reemplace por una capa de arenilla de unos 3 cm de espesor, mezclada con cemento (1 parte de cemento por 12 partes de arenilla). De esta manera se reduce de manera efectiva el bombeo de finos y los daños estructurales derivado de ese fenómeno Protección de los adoquines antes de su instalación Los adoquines se deben proteger antes de su instalación con una solución 1:70 de silicona soluble en agua (Hidrosil Dip) para reducir la permeabilidad de la superficie y sus consecuencias sobre las capas inferiores, así como para reducir manchas de hongos y eflorescencias y facilitar el mantenimiento y limpieza a largo plazo. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

4. Instalación – Siempre se prefiere una disposición a 45º de los adoquines en relación con el eje de la vía para lograr una mejor distribución de esfuerzos sobre la superficie de rodadura. – Se deben llevar los hilos del adoquinado durante la colocación de las unidades, de manera que no se generen espacios ''flojos'' o sueltos. Estos espacios sueltos hacen que los adoquines desarrollen trabajo a flexión excesivo, desplazamientos en la dirección de rodadura que produce esfuerzos cortantes paralelos a la superficie y accesos de agua que empozan las capas inferiores generando diversos daños y patologías. – Se deben evitar saltos superficiales mayores a 1 cm que creen desniveles que generen alto impacto durante el desplazamiento de los vehículos. Estas escalas hacen que el peso de los vehículos caiga con más fuerza incrementando la rotura superficial y los asentamientos diferenciales – Es necesario compactar el adoquinado recién instalado, usando medios de amortiguación durante la compactación final para impedir la rotura de piezas. Antes de la compactación se deben sellar las juntas con arena fina y repasar las que queden abiertas después de la compactación. – La pendiente final de la superficie debe estar por encima del 3% en la dirección del escurrimiento – Para pendientes por encima del 9% se aconsejan medios de confinamiento adicionales. – Cualquier tramo que se desconfine o se suelte, debe ser retirado (incluida la capa de arenilla) y vuelto a instalar por completo como si se tratara de un tramo nuevo. VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

5. Mantenimiento Lavado: no se debe lavar el adoquinado con ácidos ni jabones corrientes, ya que propician ataque químico a largo plazo tanto de la arcilla como de cemento o de piedra. (Ataque de álcalis). Si llegaren a aparecer manchas de hongos o de lama, se deben tratar con biocidas; se recomienda una solución 1:5 de Biosán como tratamiento de choque ó 1:25 como tratamiento preventivo. Se puede hacer un lavado general a los 5 ó 7 años con Ladri Bright disuelto con 2 ó 3 partes de agua Protección: se requiere únicamente la aplicación periódica de un hidrófugo de superficie (Hidropiso), cada 24 ó 36 meses, en tiempo de verano, así como la reposición y reinstalación de las piezas eventualmente rotas y el resellado con arena fina de las juntas entre adoquines. El resellado es importante para mantener confinados los adoquines y debe hacerse cuando sea obvio a la vista y al menos cada tres años. (las condiciones de tráfico de vehículos de cada adoquinado es determinante para definir este tiempo). VÍCTOR MANUEL ARISTIZÁBAL GIL - Julio de 2005, Medellín, Antioquia.

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