Morteros, pastas y lechadas

Las propiedades de los morteros resultan determinantes para averiguar si éstos se adecúan a las exigencias o usos que se les vayan a dar. Por ese motivo, se realizan ensayos para su caracterización tanto en estado fresco como endurecido.

Ensayos en mortero fresco

 

 

Ensayos en mortero endurecido

 

 

 

 

Ensayos en mortero fresco

Los ensayos que se realizan en estado fresco son:

 

  • Ensayo granulométrico según UNE EN 1015-2: consiste en agrupar los áridos de una muestra, de acuerdo a su tamaño, mediante el uso de tamices normalizados. La cantidad de  áridos  retenidos en cada tamiz se utilizan para hacer la curva granulométrica del árido, que se compara con la curva de máxima compacidad de Fuller y con los límites superior e inferior del huso.

 

  • Determinación de la densidad: según UNE EN 1015-6, mediante el vaso cilíndrico del aerómetro, que se describe más adelante. Éste se llena de mortero hasta la mitad y se golpea 10 veces para compactarlo mediante una mesa de sacudidas. A continuación se rellena el volumen restante y se repite la operación. El peso del mortero se divide entre el volumen del recipiente del aerómetro, que es de 1dm3 por normativa.

 

  • Determinación del agua de amasado y consistencia: el agua de amasado se determina  según UNE EN 1015-3 mediante la mesa de sacudidas, a la que se le coloca previa humectación un cilindro normalizado que se rellena de mortero y se enrasa. A continuación se desamolda el producto, se esperan 15 segundos y se realizan 15 sacudidas, una por segundo. El diámetro final del mortero se denomina diámetro de escurrimiento y es el que determina su consistencia.  De este modo, el agua de amasado que se emplee para un mortero será aquella que dote al mortero de un diámetro de escurrimiento, y por tanto de una consistencia determinados.

 

  • Determinación de la cantidad de aire ocluido según UNE EN 1015-7: consiste en someter a presión un litro de mortero mediante un aireador para determinar mediante la caída de presión la cantidad de aire ocluido que éste contiene.


También es importante determinar la plasticidad de un mortero, así como su hidraulicidad.

Se entiende por plasticidad la facilidad de la cal de ser extendida por la llana. Es decir, una de las características principales de un producto realizado con cal, ya sea una pasta de cal o un mortero es la suavidad con la que ésta se extiende sobre un paramento, lo que le aporta una gran trabajabilidad. Esta propiedad, físicamente denominada viscosidad, es una característica determinante en la calidad de las aplicaciones de pastas y morteros, así como de pinturas, ya que cuanto más fácilmente se extiendan mejor será el resultado final.


En el caso de los morteros, la incisión de áridos hace disminuir considerablemente la trabajabilidad de estos, y más aún en el caso de los cementos que, debido a su forma de partícula y estructura molecular, son menos trabajables. Por ello, en muchos casos se añade cal a los morteros de cemento con el fin de mejorar su trabajabilidad, formándose así los denominados morteros bastardos.
En el apartado de reología del capítulo 7 se explica más extensamente la investigación que se está llevando a cabo en este campo.

Además, si el mortero va a utilizarse como revestimiento, se determina la dosificación óptima de cal apagada mediante los siguientes procesos (ANCADE, 2008):

 

  • Ensayo de placa de vidrio en laboratorio: consiste en la ejecución de una capa de mortero para revestimiento de entre 6 y 8mm de grosor sobre una placa de vidrio. Transcurridas 24 horas, se coloca en posición vertical y se observa la muestra. Si ésta se encuentra fisurada la mezcla es demasiado rica en cal, y si se desmorona es demasiado pobre. Si no presenta defectos y la resistencia es suficiente, es decir la paleta no penetra en el mortero,  es la dosificación adecuada.

  • Ensayo sobre rasilla en obra: se procede análogamente al ensayo de placa de vidrio, pero efectuando la prueba sobre una rasilla.


También se recomienda ensayar la dosificación de aditivos si van a emplearse.

Ensayos en mortero endurecido

Los ensayos en mortero endurecido se realizan a partir de la confección de probetas prismáticas y circulares, las segundas para determinar la adherencia, que son ensayadas tras su endurecimiento en condiciones ambientales de 20±2ºC y humedad relativa de 95±5%, según UNE EN 1015-2, “Fabricación de probetas para morteros de albañilería”.

 

  • Determinación de la retracción: consiste en medir mediante un pie de rey, en mm, la disminución de volumen que ha tenido lugar entre el amoldado del mortero en las probetas y el final de fraguado.

 

  • Determinación del módulo de elasticidad: para estudiar las deformaciones que admite el material objeto de ensayo se calcula su módulo de elasticidad estático y dinámico. El módulo de elasticidad estático, según UNE EN 14580, se obtiene calculando el incremento de voltaje mediante galgas extensiométricas al someter las probetas a una flexotracción. El módulo de Young dinámico puede determinarse mediante el ensayo de ultrasonidos según UNE EN 14150, o bien mediante la frecuencia de ondas sonoras según UNE EN 12680-1.

 

  • Determinación de la resistencia mecánica: se realiza mediante la rotura de probetas prismáticas sometidas a flexotracción y posteriormente a compresión, según UNE EN 1015-11.

 

  • Determinación de la resistencia a la carbonatación: para poder determinar la velocidad de carbonatación de un mortero, según UNE EN 13295 se le aplica un reactivo denominado fenolftaleína, el cual reacciona si la muestra de contacto tiene un pH>8, y por tanto la muestra no está carbonatada. De este modo se puede determinar qué profundidad de carbonatación ha alcanzado la muestra objeto de estudio en un tiempo determinado.

 

  • Determinación de la densidad aparente, relativa y cálculo del índice de porosidad según UNE EN1015: a partir de las bases establecidas en el apartado 6 del capítulo 1, se determina las densidades y porosidad de un mortero endurecido de la siguiente manera. Se deseca la muestra para obtener su peso seco. a continuación, se la somete a un vacío y a una posterior inmersión en agua destilada, para que ésta rellene los poros, obteniéndose así un peso saturado de la muestra y un peso hidrostático. Teniendo la masa seca se deduce el volumen que ocupan los poros ya que éstos han sido rellenados de un líquido de densidad conocida, y mediante éste cálculo se determina la porosidad.

 

  • Permeabilidad, desorción y absorción: la capacidad de absorción y retención de agua de un mortero resulta determinante, por lo que éstos son sometidos a ensayo para determinar la permeabilidad al vapor de agua según UNE EN 1015-19 y la desorción y absorción capilar según UNE EN 1015-18. Estas propiedades también pueden determinarse mediante porosimetría por inyección de mercurio que, basándose en  los principios de cálculo de porosidad y densidades, permite determinar las densidades utilizando el mercurio como líquido de densidad conocida.

 

  • Heladicidad: sometiendo las probetas a la absorción de sales, tales como el sulfato sódico (Na2SO4)  éstas, al internarse en los poros del mortero y cristalizar nos muestran la resistencia a las heladas del mortero objeto de ensayo, tal y como se describe en la UNE EN 1015-18.

 

  • Adherencia: según UNE EN 1015-12, tras la confección de probetas cilíndricas éstas se colocan en un soporte rugoso y se las somete a una fuerza de tracción mediante un tester para determinar su adherencia al soporte.

 

  • Conductividad térmica: según UNE EN 1745, se determina mediante un sensor térmico automatizado conectado a un dispositivo de lectura, permitiéndonos conocer la capacidad de absorción de calor del futuro elemento constructivo.

 

Bibliografía: (AENOR); (ANCADE, 2008)

 

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La confección de los morteros, las dosificaciones según su uso, el modo de realizarlo y las aplicaciones que se le atribuyen son cuestiones que han preocupado a muchos estudiosos a lo largo de la historia. Vitrubio afirmaba que la mejor es la de pedernal: una variedad de cuarzo que se compone de sílice con muy pequeñas cantidades de agua y alúmina. Es compacto, de fractura concoidea translúcida en los bordes, lustrosa como la cera y por lo general de color gris amarillento más o menos oscuro. Fray Lorenzo de San Nicolás comentaba en su obra (San Nicolas, 1639) que algunos autores contradecían a Vitrubio alegando que el pedernal no era la mejor piedra. No comprendían que Vitrubio utilizaba el concepto de pedernal para describir la mejor piedra que él conocía para hacer cal, es decir “la más dura y sólida”, ya que el pedernal era la caliza más dura en el entorno en que se desenvolvía Vitrubio. Esta expresión se encuentra en muchos otros tratados de construcción, como Perrault, quien dice que “la mejor para la mampostería es la que se hace de la piedra más dura” o Briguz (Briguz, 1738) , quien afirmaba que “Las piedras para obtener cal han de ser muy duras, pesadas y blancas.”

Perrault (Perrault, 1761) también comentaba que la cal que se hace piedra esponjosa es más propia para enlucidos.  

 

 

Actualmente, para la confección de morteros pueden emplearse todos aquellos morteros definidos en las normativas referentes UNE- EN 197-1, UNE 80.305 y RC-08. Como se ha comentado anteriormente, en la restauración y rehabilitación se empleará cemento blanco para que éste pueda ser pigmentado.


Arenas

 

Las arenas son áridos de naturaleza cálcica, dolomítica o silícea de tamaño máximo de partícula de 4mm. Aun así, cuanto menor sea el tamaño de partícula menor será el espesor necesario del mortero para cumplir su función. Además, la presencia de finos disminuye la cantidad de agua necesaria para el amasado, disminuyendo el riesgo de retracción  y pérdida de adherencia del mortero durante el secado y, por tanto, el riesgo de microfisuración del mismo. Deberá además descartarse la presencia de materia orgánica, arcillas y limos ya que éstos afectan a la durabilidad del producto final. Las especificaciones de las arenas que se emplean para morteros se describen en la norma UNE EN 13139.

 

En los tratados de construcción, se distinguen desde Vitrubio cinco clases según su procedencia: de cava, de río, de guija, de mar y la puzolana. Se recomienda utilizar la de cava para mampostería, o la de guijarro extrayendo la capa superficial. La arena de mar y de río se reserva para revestimientos. Perrault añade: “Si se quiere hacer buen uso de la arena, se ha de tener presente que siendo la mezcla para enlucidos, no se ha de gastar recién cavada; porque esto la hace secar muy pronto y ocasiona hendiduras en ellos. Al contrario, si se emplea en el grueso de las paredes, no debe estar mucho tiempo al aire; porque el sol y la luna la alteran de modo que la lluvia la disuelve y al fin la reduce a polvo.”

Agua

Para la confección de morteros debe emplearse agua potable sin sustancias nocivas ni suspensiones que cumpla con las siguientes condiciones según las normativas especificadas:

Características del agua

Característica

Normativa

pH entre 5 y 8

UNE 72434

Sustancias disueltas  < 15 g/l

UNE 7130

SO42 < 1 g/l

UNE 7131

Cl < 6 g/l

UNE 7178

Aceites y grasas < 15 g/l

UNE 7235

Hidratos de carbono 0 g/l

UNE 7132

Adiciones

Las adiciones son materiales inorgánicos que en pequeños tamaños de partícula y bajas proporciones pueden mejorar las propiedades hidráulicas de la cal.

Materiales puzolánicos

Son aquellos materiales de composición silícea o silico-aluminosa que no endurecen por si mismos cuando se amasan con agua, pero sí  que reaccionan con el hidróxido de calcio formando estructuras más rígidas que las compuestas únicamente por hidróxido cálcico, es decir, son las denominadas impurezas que aportan hidraulicidad a la cal. Los más utilizados son:

Cenizas volantes: se obtienen de la emisión de gases de los quemadores de centrales termoeléctrias alimentadas con carbón pulverizado. Mejoran la impermeabilidad, la durabilidad y la resistencia mecánica de los morteros de cal. Como desventaja cabe tener en cuenta que debido a la presencia de carbón sin quemar, oscurecen el color del producto final.

 

Humo de sílice: se obtienen de la reducción del cuarzo en hornos eléctricos de arco para la obtención de carbón puro, obteniendo sílice amorfa de reducido tamaño de partícula. Mejoran la impermeabilidad y resistencia mecánica, sobre todo a corto plazo,  de los morteros.

 Metacaolín: se obtiene por la deshidratación del caolín, compuesto por óxidos silícicos y aluminosos en altas proporciones que, junto a la elevada superficie específica del producto final confieren al mortero una mayor impermeabilidad, una considerable reducción de la porosidad capilar, una gran resistencia química y una mejor y más rápida adquisición de resistencia mecánica.

Cerámica molida: comúnmente denominada chamota, se obtiene mediante la trituración a diferentes tamaños de cerámica. Proporciona además de una mejora de las propiedades hidráulicas, una mayor durabilidad y resistencia mecánica de los morteros.

 

Materiales con propiedades hidráulicas latentes

Son aquellos cuya capacidad hidráulica se activa solamente en presencia de cal, entre los cuales destacan las escorias de la industria siderúrgica, que confieren una mayor hidraulicidad al mortero.

Aditivos

 

Son materiales que, añadidos hasta en un 5% en peso del contenido de conglomerante de un mortero, mejoran sus características. La siguiente tabla resume los aditivos más habituales en la fabricación de los morteros de cal:

 

  • Aireantes: aumentan el contenido en aire ocluido en un mortero, mejorando así su resistencia a las heladas y la exudación del mortero en estado fresco. Añadido en excesivas cantidades podría conducir a una pérdida de resistencia mecánica.
  • Plastificantes: modifican la reología del fluido en estado fresco, mejorando así su trabajabilidad. Añadido en excesivas cantidades podría conducir a un incremento del tiempo de fraguado.
  • Retardantes o retardadores del fraguado: modifican el tiempo de fraguado y/o endurecimiento del mortero.
  • Hidrofugantes: reducen la absorción capilar del mortero, aportando una menor absorción de agua a baja presión, es decir de agua de lluvia, al mismo.
  • Retenedores de agua: aumentan la capacidad de retención de agua evitando así la retracción, pérdida de adherencia y microfisuración del mortero, compensando así la posible falta de finos en la granulometría del árido empleado.
  • Resinas: proporcionan adherencia química, elasticidad e impermeabilidad, pero no son adecuados para el uso en morteros puros de cal.

Actualmente se utilizan aditivos artificiales, pero esta práctica ha sido llevada a cabo de forma más rudimentaria durante siglos. A los morteros de cal se les añadía sangre, fibras vegetales, huevo y otros muchos productos cotidianos para mejorar sus propiedades. Veamos un curioso ejemplo que se encuentra en la obra de Briguz (Briguz, 1738):

En algunos países se acostumbraba a añadir orina al agua con la que se batía el mortero para “hacer agarrar el mortero más presto”. Otros batían el mortero con agua de río a la que habían añadido amoniaco para que tomara tanto cuerpo como el yeso.

Pigmentos

Los pigmentos que se utilizan para colorear algunos acabados de revestimientos verticales pueden ser colorantes naturales, tanto minerales como vegetales, o bien artificiales. Los colorantes artificiales se obtienen tanto por preparaciones artificiales como por combinación de minerales naturales. Los colorantes de origen mineral son menos susceptibles a reacciones químicas, y por tanto suelen ser más compatibles con otros materiales y más durables.


La aplicación de dichos pigmentos varía según la técnica, pudiéndose utilizar como aditivo en la masa aglomerante o bien como aplicación final.

Los pigmentos tradicionales más utilizados (Barahona, 2000), son el albin, el almagre, el añilo indigo, el bermellón, el bol, el carmín, el minio, el ocre y el oropimiente.

 

De cada uno de estos colores pueden obtenerse varios tonos, y la mezcla entre ellos da lugar a otros muchos colores. Para su confección, se molían con agua en una losa y se almacenaban por separado para que estuvieran libres de polvo. Por otro lado, los óxidos metálicos abarcan también una amplia gama de colores mediante combinaciones. Así, el óxido de cromo da los tonos verdes, el óxido de cobalto los azules, y el óxido de hierro cubre la gamma del amarillo al negro: siena, cuero, mangra, marrón, etc.


Los blancos se obtienen de tierras, como el blanco de Viena o el blanco de España entre otros, o bien de metales como el albayalde. Los primeros son más solubles en agua y por tanto más adecuados para frescos y pintura a la cal. Los segundos, al ser más pesados, se utilizan más a menudo en la pintura al oleo.

En cuanto a los negros, estos suelen obtenerse del carbón, de la calcinación de huesos o del humo resultante de la combustión de aceites, entre otros.


Bibliografía:(San Nicolas, 1639); (Perrault, 1761);  (AENOR); RC-08; (Briguz, 1738); (Barahona, 2000)

 

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Los albañiles de la antigua Roma denominaban mortarius, mortero, al recipiente en el cual amasaban y transportaban la mezla de pasta de cal y arena. Con el paso del tiempo, este nombre fue adoptado para designar a la propia mezcla, que se ha utilizado para la construcción de cimentaciones, muros, pavimentos y revestimientos hasta la aparición del cemento Pórtland. Hoy en día, los morteros de cal son utilizados para la rehabilitación y restauración arquitectónica debido a que éstos tienen una mejor compatibilidad con los morteros antiguos.

Se da la circunstancia que los morteros de cal aérea proporcionan, a diferencia de los conglomerantes hidráulicos como los morteros de cal hidráulica o de cemento, una permeabilidad al aire que se adecúa en mayor medida a las exigencias de salubridad y protección frente al ruido exigidas por el Código Técnico de la Edificación en los Documentos Básicos HS-1, HS-3 y HR. Esto es debido a que los conglomerantes aéreos tienen una porosidad mayor para permitir el paso del aire y la carbonatación de la cal aérea y, por tanto, ofrecen mayor permeabilidad al aire, lo que aporta mayor protección contra la humedad, permite una mejor ventilación y calidad del aire interior  y su porosidad confiere un mayor aislamiento acústico.

 


Bibliografía: (Adam, 1996); (ANCADE, 2008)

Los morteros pueden ser clasificados en función de diferentes variables:

Según conglomerante o característica específica

Podemos clasificar los morteros según el conglomerante que se incorpora a éstos. Así, los morteros pueden denominarse según la composición y proporción de sus componentes, o según una característica especificada que, según la norma UNE EN 998-2, define la resistencia a compresión a 28 días.

Clasificación según composición

Conglomerante

Composición (ejemplos)

Resistencia

Morteros de cemento

cemento:arena (1:3)

 P.e.:

M-5 (5N/mm2 a 28 días)

M-20 (20N/mm2 a 28 días)

Morteros de cal hidráulica

cal:arena (1:3)

Morteros de cal aérea

cal:arena (1:3)

Morteros mixtos de cemento y cal hidráulica

cemento:cal:arena (1:1:3)

Morteros mixtos de cemento y cal aérea

cemento:cal:arena (1:1:3)

 

En cuanto a la composición de los morteros, cabe resaltar la importancia de especificar si las proporciones han sido establecidas en peso o en volumen. Además, también es importante detallar la cantidad de agua de amasado a utilizar para dicha mezcla.

La incorporación de cemento en los morteros incrementa considerablemente la velocidad de fraguado, así como su resistencia mecánica. En el ámbito de la restauración suele emplearse cemento blanco para que éste pueda ser posteriormente pigmentado en caso necesario. En cuanto a los revestimientos, debe tenerse en cuenta el material de soporte y, en caso necesario, someterlo a tratamientos previos para garantizar la estabilidad y adherencia del revestimiento.

Según su uso o aplicación

Según la aplicación de los morteros, éstos se clasifican en:

  • Morteros para obras de fábrica
  • Morteros de revestimiento
  • Morteros para solados
  • Morteros cola
  • Morteros de reparación
  • Morteros impermeabilizantes


Estos pueden ser de cualquiera de las composiciones de conglomerante anteriormente mencionadas, excepto los morteros mixtos de cemento y cal aérea que se aplicarán únicamente en obras de fábrica y revestimientos.

 

Según su método de fabricación

La norma UNE EN 998-2 clasifica también los morteros según su método de fabricación:

  • Mortero para albañilería hecho en obra: la dosificación de los componentes y el amasado se realiza en obra.
  • Mortero para albañilería semiterminado hecho en fábrica. Pueden ser morteros que se dosifican en fábrica y se mezclan en obra;morteros cuya cal y arena se dosifica en fábrica y se mezclan en obra, añadiendo otros componentes subministrados o bien especificados por el fabricante.
  • Mortero para albañilería hecho en fábrica, o mortero industrial: la dosificación de los componentes y el amasado se realiza en fábrica.
Según su forma de suministro

También pueden clasificarse según su forma de suministro:

  • Mortero seco en sacos o silos: el fabricante proporciona uno o varios sacos o silos de mortero especificado y sólo es necesario añadir el agua indicada para realizar la mezcla en obra. La utilización de sacos o silos dependerá de la cantidad de mortero requerida.
  • Mortero húmedo: generalmente son morteros de cal en pasta, que se suministran en sacos o bidones según la cantidad de mortero requerido.

 

Bibliografía: (AENOR)

 

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