Estabilización de arcilla para uso en estructuras patrimoniales: evaluación de sus propiedades físico-mecánicas a edades tardías

Abstract

This research addresses issues relating to the tests carried out to a mortar made from clay with the implementation of additives, with the aim of achieving a better stabilization of the material to be used in the restoration of ancient structures, maintaining the scope of construction with this material, as well as the improvement of the physical and mechanical properties. To achieve this was developed a mixture control, i.e. only clay, and clay blends with certain percentage of additive in relation to the mass. The additives were Gypsum in 6%, Nopal Fiber 0.5% and Sodium Sulphate 0.5%. The clay in study was obtained from the locality of Santiago Undameo, Michoacán, Mexico. First a disintegration of the material was carried out, to achieve a homogenization and to pass through the ASTM mesh No. 40 as established by the Standard (D-4318 ASTM).The characterization of the material was carried out through the liquid limit, limit plastic, index plastic, volumetric shrinkage and linear shrinkage tests. Were prepared cubic specimens of 5 cm x 5 cm x 5 cm, prismatic specimens of 4 cm x 4 cm x 16 cm, cylindrical specimens of 5 cm of diameter by 10 cm of high and briquettes, following them specifications of the standard (NMX-C-159-ONNCCE, 2004). We worked with destructive and non-destructive tests, the first including Simple compression, stress by bending and direct stress, with which determines the strength of the material to different mechanical stress, as well as its plasticity. Non-destructive tests include the electrical resistivity and ultrasonic pulse velocity, with these determined indirectly porosity and modulus of dynamic elasticity of the material analysed. The above tests were performed on 5 specimens of each mixture at the ages of 150, 180 and 220 days. The Capillary Absorption test was performed at 250 days of age on cubic specimens, with which the effective porosity (ɛe), capillary absorption (k) and resistance to water penetration (m) were determined, being this a parameter of design by durability.

En la presente investigación se abordan temas referentes a pruebas realizadas a un mortero elaborado a base de arcilla con la implementación de aditivos, con el propósito de lograr una mejor estabilización del material para ser utilizado en la restauración de estructuras antiguas y/o patrimoniales, mantener el ámbito de construcción con este material, así como el mejoramiento de las características físicas y mecánicas. Para lograrlo se elaboró una mezcla testigo, es decir solo Arcilla, y mezclas de Arcilla con porcentajes determinados de aditivos en relación a la masa. Los aditivos fueron Yeso en un 6%, Fibra de Nopal 0.5% y Sulfato de sodio 0.5%. La arcilla en estudio se obtuvo de la localidad de Santiago Undameo, Michoacán, México. Primeramente se realizó una disgregación del material, para lograr una homogenización y poder pasarlo por la malla ASTM No. 40 como lo establece la Norma (D-4318 ASTM). La caracterización del material se realizó por medio de las pruebas de Límite Líquido, Límite e Índice Plástico, Contracción Volumétrica y Contracción Lineal. Se elaboraron especímenes cúbicos de 5cm x 5cm x 5cm, prismáticos de 4cm x 4cm x 16 cm, cilíndricos de 5cm de diámetro x 10cm de alto y briquetas, siguiendo las especificaciones de la norma (NMX-C-159-ONNCCE, 2004). Se trabajó con pruebas destructivas y no destructivas, las primeras incluyen a la Compresión Simple, Tensión por Flexión y Tensión Directa, con las cuales se determina la resistencia del material ante diferentes solicitaciones mecánicas, así como también su plasticidad. Las pruebas no destructivas incluyen a la Resistividad Eléctrica y Velocidad de Pulso Ultrasónico, con estas determinamos de forma indirecta la porosidad y el Módulo de Elasticidad Dinámico del material analizado.