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FACHADAS DE EDIFICIOS CON APLACADO DE PIEDRA TRASVENTILADO
ROBERTO VERA SORIANO Dr.ARQUITECTO CATEDRÁTICO DE CONSTRUCCIÓN DE LA ESCUELA SUPERIOR DE ARQUITECTURA DE ALICANTE
TEMAS DE CONSTRUCCIÓN TOMO II
Título: Temas de construcción 2. Fachadas de edificios con aplacado de piedra transventilado Autor: Roberto Vera Soriano I.S.B.N.: 84-8454-157-6 (volúmen 2) I.S.B.N.: 84-8454-054-5 (obra completa) Depósito Legal: A-55-2003 Edita: Editorial Club Universitario Web: www.editorial-club-universitario.es www.ecu.fm Printed in Spain Imprime: Imprenta Gamma - Telf.: 965 67 19 87 C/. Cottolengo, 25 – San Vicente (Alicante) Web: www.1gamma.com www.gamma.fm Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de este libro puede reproducirse o transmitirse por ningún procedimiento electrónico o mecánico Título: Análisis del discurso., incluyendo fotocopia, grabación magnética o cualquier almacenamiento de información y sistema de reproducción, sin permiso previo y por escrito de los titulares del Copyright.
ÍNDICE PRÓLOGO
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TEMA I La piedra en la arquitectura
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I.1 Empleo de la piedra en la arquitectura I.2 La piedra como material en fachadas de edificios I.2.a La piedra empleada en revestimientos I.3 Factores que afectan a la durabilidad del aplacado pétreo I.4 Criterios de aceptación de la piedra para revestimientos I.5 Dimensiones de las placas a emplear en los revestimientos I.6 Puesta en obra del revestimiento I.6.1 Revestimiento amorterado I.6.2 Revestimiento anclado
TEMA II La fachada ventilada y su revestimiento II.1 Principio de la fachada ventilada II.1.a La cámara II.1.b Impermeabilización en la fachada ventilada II.2 Juntas II.2.1 Determinación del ancho de juntas II.3 El soporte II.4 Válidez de ciertas fábricas para recibir anclajes
TEMA III El anclaje para el revestimiento trasventilado III.1 Anclaje de bulón o pasador III.1.1 Disposición del bulón o pasador III.2 Anclaje de regleta III.3 Otros anclajes III.4 Fallos más frecuentes en el sistema anclaje / piedra / soporte
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25 27 30 32 34 38 40 44
45 53 55 56 57 58
TEMA IV Riesgos de desprendimiento de los aplacados
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TEMA V Acciones sobre el anclaje
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V.1 Acción gravitatoria sobre los aplacados V.2 Acción del viento V.3 Impactos
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TEMA VI Acción del sismo sobre los aplacados
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TEMA VII Aplicación de acciones de viento y sismo sobre el aplacado
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TEMA VIII Acción del fuego
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TEMA IX Deformaciones impuestas de carácter reológico
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TEMA X Dimensionamiento del anclaje
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TEMA XI Evaluación mecánica del comportamiento del anclaje en placas de piedra
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XI.1 Aproximación al modelo de rotura a flexión XI.1.a Aproximación al modelo de rotura por flexión. Estudio tensional frente a la acción del viento XI.1 b Estudio tensional simplificado XI.1 c Anexo XI.2 Aproximación al modelo de rotura en arrancamiento. Estudio téorico del comportamiento mecánico XI.2.1 Anexo grafico de resultados
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TEMA XII Los mayores problemas del aplacado pétreo ventilado
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TEMA XIII Aspectos que influyen en el comportamiento mecánico del revestimiento pétreo y que requieren el establecimiento de un plan de control
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TEMA XIV Refuerzo de placas
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RESUMEN
TEMA XV Normativa y documentos de interés para el proyecto XV.1 De uso XV.2 De ensayo
BIBLIOGRAFIA
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PRÓLOGO
La piedra natural ha sido objeto de empleo en la construcción, tanto arquitectónica como civil, desde los primeros tiempos y asentamientos humanos. Su carácter masivo, símbolo de resistencia y estabilidad, fue durante siglos representativo de una forma de entender la construcción duradera y lentamente evolucionó hasta alcanzar cotas de belleza y esbeltez mecánicas en la arquitectura gótica nunca alcanzadas en el despertar arquitectónico que supuso el Renacimiento. El paso de los siglos hasta nuestros días supuso un lento pero constante abandono de la piedra como material de cerramiento y material estructural, hasta que el uso de la estructura aporticada la fue marginando por no ser considerada, por arquitectos y constructores, como componente material necesario en unas fachadas que fueron asumiendo prestaciones propias y excluyentes de cerramiento, de aislamiento del interior del edificio del ambiente exterior, sin necesidad de tener que soportar acciones de carácter mecánico relegadas, poco a poco, a una estructura autónoma donde el acero, y mas tarde el hormigón armado, asumían el papel de soporte con lo que la libertad proyectual del arquitecto podía avanzar sin los impedimentos de los grandes muros, contrafuertes y diafragmas que definían las construcciones de siglos anteriores. Este lento fallecer hizo que la piedra fuese olvidada por generaciones de arquitectos, hasta que propuestas de nuevas formas de generalizar el empleo de la piedra, el aplacado, en edificios ya emblemáticos tales como el Centro Cultural de Wolfsburg de Aalto, o el Cementerio de Malmö, de Lewerentz, retomaron aquélla pero con un procedimiento nuevo de aplicación basado en la reducción de la piedra a una capa más del cerramiento como chapado a modo de piel; su tratamiento como elemento industrializado, aserrado y pulido con mayor o menor grado de afino y su puesta en obra, empleando anclajes mecánicos, tras periodos de prueba mediante procedimientos de adhesión con escayolas y morteros de cemento han marcado su evolución. El uso de estos anclajes introducidos en las obras sin una experimentación apropiada, que como elementos estructurales requerían, sin conocimiento suficiente de los factores determinantes de su comportamiento, ha sido, y continua siendo, una fuente importante de problemas y de disfunciones acompañado de unas situaciones de gran riesgo y de costes importantísimos en el sector de la construcción (Cortés Bretón, J.Mª, 1985) Este hecho, el desconocimiento profundo de las técnicas apropiadas de sujeción de las placas de piedras, hace que el estudio de todo lo que envuelve a la disposición correcta de las mismas, su estabilidad frente a las acciones mecánicas y los criterios de refuerzo y selección del material sea un objetivo de investigación de mucho interés para quienes abogan por el desarrollo de la cultura constructiva.
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TEMA I La piedra en la Arquitectura 3
I LA PIEDRA EN LA ARQUITECTURA I.1 Empleo de la piedra en la arquitectura Como ya se ha expuesto, la piedra goza desde hace algunos años de un atractivo importante tanto para arquitectos como para constructores. A pesar de algunos siniestros significativos, recogidos en las publicaciones especializadas, la piedra como material de revestimiento de fachadas, continua seduciendo en el mundo arquitectónico especialmente desde que anclada mecánicamente, aunque costosa, resulta asumible para muchos presupuestos. Los barrios de negocios, los conjuntos de edificios públicos de las grandes ciudades ven multiplicarse los inmuebles con fachadas revestidas de finas capas de piedra. Sin embargo la importancia de este mercado va a la par con la aparición de siniestros con un nivel que los expertos no conocen desde hace mucho tiempo (Dufour, Jean. 2000). Ha de tenerse en cuenta que en Francia, en España no hay datos estadísticos 2 al respecto, en el año 1999 se montaron 300.000 m de revestimiento pétreo de granito, mármol o piedra caliza, colocados mediante tres clases de técnicas: - Con anclajes de varilla y pelladas de mortero que solidarizan las placas entre ellas y el soporte - Con anclajes metálicos sujetos a un soporte que forma parte del cerramiento del edificio y que permiten el libre movimiento entre placas - Con anclajes metálicos sujetos a una estructura auxiliar (Ver I.6).
I.2 La piedra como material en fachadas de edificios La piedra elegida desde tiempos inmemoriales en la arquitectura como material representativo de durabilidad, resistencia y belleza, continúa, sin embargo, sin ser bien conocida bajo el punto de vista de sus características mecánicas y más en una época de cerramientos no portantes, de cerramientos multicapas en que parece importar poco estos aspectos. Especialmente en España llama la atención del estudioso de este material, y de los profesionales sensibilizados en el buen hacer constructivo, que no se disponga de normativa alguna destinada por ejemplo a la evaluación de la resistencia de los anclajes cada vez mas usados en las nuevas técnicas de puesta en obra de los aplacados, salvo las normas UNE-41957-1 y la UNE EN 13364 5
Por ello el empleo de la piedra como placa para revestimiento llama la atención por ciertos factores que incompresiblemente aparecen de forma sistemática en las obras con este material: -Falta de criterios de elección de la clase de piedra que no sean los puramente estéticos o de precio sin más. -Contraste entre el coste final del revestimiento y la escasa atención y presupuesto destinado a los componentes estructurales de fijación. -Escasa consideración al alto riesgo que supone el desprendimiento de una placa de piedra de una fachada y la dificultad de sustituir la dañada.
I.2.a. La piedra empleada en revestimientos La piedra empleada en revestimientos, desafortunadamente, se considera que puede pertenecer a cualquiera de las explotadas comercialmente, ya que la exigencia de prestaciones basadas en principios mecánicos y de durabilidad es en muchas ocasiones olvidada por el prescriptor. El gran abanico de piedras naturales responde a la siguiente clasificación: CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS ORNAMENTALES SEGÚN SU GÉNESIS
Plutónicas
IGNEAS Filonianas
Volcánicas
SEDIMENTARIAS
METAMÓRFICAS
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Granitos Dioritas Sienitas Garbos (Serpentinitas) Peridotitas Pegmatitas (Azul Arán) Diques básicos (Negro absoluto) Pórfidos graníticos Basaltos (Filitas de Cala) Lapilipumita (Piedra pómez) Pórfidos cuarcíferos Areniscas (Bateig, Vinaixa) Tobas calcáreas (Travertinos Almería) Concreciones (Falsas ágatas) Rocas salinas (Alabastrinos) Calizas (Oolíticas) Dolomías (Compaspero) Calizas marmóreas (Marfil, Marquina) Mármoles cristalinos (Macael) Pizarras (Valdeorras) Gneises (Rosa Guadajira)
ROCAS SEGÚN NTE – RPC. 2
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ROCA
RESISTENCIA (Kp/cm )
P. e. (Kg/m )
CALIZA
> 400
>2000
MARMÓREA
> 500
> 2500
GRANITO
> 800
> 2500
Caliza: Rocas cristalinas compuestas esencialmente por CO3 Ca. Deberán ser de grano fino y color uniforme, no debiendo presentar grietas o pelos, coqueras, restos orgánicos ni nódulos o riñones. Deberán ser rechazadas las que contengan demasiada arcilla, por su característica heladicidad y su disgregación fácil en contacto con el aire. Es una roca bastante blanda y trabajable. Entre ellas se encuentran los travertinos, la piedra de Borriol y los denominados crema marfil y rojo de Alicante que, aunque considerados mármoles, no lo son. Granito: Roca cristalina compuesta fundamentalmente de cuarzo, feldespato y mica. Deberán ser de grano fino y preferibles los mas ricos en cuarzo y pobres en mica. Se desecharán los que presenten descomposición de sus feldespatos y los excesivamente ricos en feldespatos y mica. Su composición química y su constitución cristalográfica influye enormemente en su comportamiento Arenisca: Como roca sedimentaria están formadas por el depósito (generalmente en el agua) de partículas de origen orgánico o inorgánico. Son rocas constituidas por arenas de cuarzo cuyos granos están unidos por materiales aglomerantes diversos, tales como sílice, carbonato de calcio, solo o unido al de magnesio, óxido de hierro, arcillas, etc. Serán ásperas al tacto y deberá tenerse en cuenta que su resistencia varía en función del agua de cantera que contengan, así como la facilidad que presenten para desprenderse de ella. Serán preferidas las areniscas constituidas por granos de sílice y cementadas también con éste, ya que resisten mejor la acción de los agentes atmosféricos. No deben aceptarse las areniscas cementadas con arcillas por el riesgo de descomposición que presentan. Se reconoce fácilmente este factor por el olor a arcilla que ofrecen al humedecerse. Su empleo requiere ensayos de caracterización y análisis químico de su composición. Según la BS 8298, no deben ser empleadas las piedras de esta clase con riesgo de delaminación ni ser colocadas en zonas de drenaje. Igualmente establece precauciones de empleo para revestimientos flotantes y en su tabla Nº 4 hace constar que el grueso de los aplacados de esta naturaleza deberán ser del orden de 50 a 75 mm de espesor como mínimo, lo que significa la 7
mayor dimensión exigida sobre cualquier otro tipo de piedra. Estos gruesos son impensables en nuestro entorno mas próximo. Mármol: El material principal es la piedra caliza, carbonatada o sacaroidea. Los mármoles se clasifican en dos grandes grupos, los calizos y los silíceos. Los calizos comprenden los sacaroideos, calizas carbonatas y los mármoles propiamente dichos, así como las lumaquelas y los alabastros. A los silíceos corresponden los jaspes y las serpentinas. El mármol deberá ser fresco, de buen aspecto y obtenido de las partes más selecta de las canteras, careciendo de pelos, coqueras y fisuras debiendo ser rechazados los que presente estructura terrosa. Otros aspectos que deben ser evaluados en la piedra de revestimiento o aplacado son: -
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La resistencia al hielo, debido a la especial exposición de ésta en fachadas ventiladas. Respecto a esta acción, que puede tener suma importancia en el comportamiento mecánico de la piedra y en la interacción piedra/anclaje, es conveniente establecer tapajuntas blandos bajo las cornisas, voladizos o hiladas sobresalientes para evitar la saturación de las superficies horizontales y los consiguientes daños de las heladas y no establecer juntas sin sellar de baja anchura (BS 8298. Punto 3.5). Respecto a la acción del hielo cabe decir que no son mas afectadas aquellas piedras mas porosas sino aquellas cuyos poros tienen tamaños críticos, es decir, ni tan pequeños que el agua no pueda penetrar , ni tan grandes que la presión generada por la congelación del agua encuentre la forma de relajarse sin dañar a la placa de piedra. -Comportamiento frente a una acción de carácter opuesto, como es el fuerte soleamiento, especialmente si la piedra se aplica contra un aislamiento térmico y no se permite la disipación de calor por el reverso -Posible estructura laminar o foliar -Absorción de agua e influencia de ello en su posible decohesión molecular y variación dimensional -Exceso de coqueras que impliquen merma importante de sección resistente puntual, caso del travertino, por ejemplo. -Presencia en su composición de arcillas, cloruros o yesos, que pueden experimentar importantes transformaciones acompañadas de bajas importantes de la resistencia debido a la pérdida de sección útil de la placa en su encuentro con el anclaje. Los cristales alojados en la
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porosidad del material dilatan por hidratación, en tiempo húmedo por absorción de agua y disminuyen su volumen en tiempo seco. Cuando la cristalización de la sales se producen no en la superficie de las placas – eflorescencias blancas- sino a unos milímetros bajo ella da lugar a criptoeflorescencias muy destructivas y cuya presencia no es evidente hasta que se desprende una fina capa de material inalterado, mostrando un substrato completamente arenizado, incapaz ya de soportarla (García de Miguel,J.M. et alter. 1999) -Presencia en su composición de óxidos ferrosos o compuestos piritosos, cuya acción puede afectar seriamente no sólo a aspectos de índole estética sino también resistente en ambientes agresivos por su humedad, especialmente. -Existencia en los mármoles de zonas terrosas o fisuradas y en el granito que no esté meteorizado -Riesgo de empleo de esquistos o gneis con posibilidad de exfoliación.
Por estas razones y otras mas derivadas de exigencias de durabilidad y prestaciones particulares a un uso determinado, es necesario que se recabe con ahínco la necesidad de que el suministrador de piedra acompañe a cada partida de una ficha de características mecánicas específica de la zona de extracción de la cantera, acompañada de datos tales como resistencia al hielo, coeficiente de dilatación y tumefacción. No hacerlo supone importantes riesgos para el empleo en sistemas constructivos como el de fachadas ventiladas, sistema en el que el aplacado pétreo descansa únicamente en su anclaje.
Efecto del agua de escorrentia sobre la piedra
El empleo de “cualquier clase de piedra” para revestimientos anclados es algo a proscribir y en este campo se echa en falta una norma orientativa que ordene un poco el sector y advierta al arquitecto de los riesgos que conlleva una elección desacertada. Deformaciones de las placas sofito de mármol de Carrara por su propio peso (5 ó 6 cm en pocos años sobre placas de 150 cm de lado mayor), caso de la parisina Grande Arche (Otto Spreckelsen,1989), o de roturas generalizadas en el nuevo edificio de l´Opera de la Bastille de París (Carlos Ott,1989), son problemas enormes frente a las deformaciones del aplacado de Aalto (Centro Cultural de Wolfsburg (1958-64) y que reflejan una carencia de los conocimientos necesarios para el empleo de nuevas tecnologías. Es necesario tener en cuenta la especial exposición de un aplacado ventilado a los agresivos ambientes urbanos y su acción sobre la alteración de las vetas o el ensuciamiento de las piedras claras. Actualmente, la norma europea de mayor interés, a los efectos de proyecto y construcción de revestimientos pétreos de fachadas, corresponde al DTU.55.2 revisado en el año 2000 y éste, surgido en respuesta a los muchos siniestros 9
habidos, como los de las dos grandes obras citadas, establece que no deben ser empleados “mármoles cristalinos” en los aplacados, debido a su tendencia al aumento de volumen y a la descohesión granular motivados por la acción conjunta de absorción de agua y cambios térmicos importantes que se traducen en dilataciones y contracciones propiciadores de estos efectos, como ya se ha expresado. Por ello deberán llevarse a cabo ensayos que garanticen el comportamiento en este sentido según la UNE EN 13364.
I.3 Factores que afectan a la durabilidad del aplacado pétreo En general la durabilidad de la piedra está ligada a procesos de alteración química por reacción con agentes externos, especialmente los atmosféricos o artificiales, como el riego abundante en proximidades de zócalos pétreos. Depende por tanto de factores tales como la composición de los minerales que la forman, de la superficie expuesta al contacto y de la porosidad accesible por el agua u otros fluidos (gases o líquidos). En los aplacados pétreos, de los referidos en este estudio, el agua puede penetrar en la piedra por las siguientes vías: absorción, permeabilidad (por efecto de presión del viento), condensación, succión capilar, por ósmosis y por diferencia de potencial eléctrico. En los dos últimos casos si existe una fuerte relación con el terreno, lo que debe ser evitado en planteamientos correctos de aplacados. El agua puede afectar a procesos graves de deterioro mecánico –por ejemplo los derivados de presiones superficiales debidas a la hidratación de 2 sales solubles como la etringita que puede generar presiones de 500 Kp/cm con resultados negativos en la estabilidad en los puntos de anclaje, así como ser el origen de los riesgos inherentes a las heladas sobre piedras húmedas. Por las derivaciones que puede tener respecto a la seguridad de la fijación de la piedra, procede citar los factores de alteración que en la mayoría de casos van acompañados de una merma de la capacidad resistente en la placa: Los factores de alteración cabe dividirlos en dos grupos: a) Factores intrínsecos b) Factores ambientales Factores intrínsecos Se consideran del primer grupo los relacionados con la composición química (en especial el riesgo de caolinización de los feldespatos, presencia de restos orgánicos, consecuencias de la disolución de sales o minerales por el agua, expansión por hidrolización de sales ferrosas, presencia de compuestos piritosos,etc). 10
También los que basan su acción en las características petrográficas de la piedra (tamaño y forma de cristales, anisotropía con diferente dilatación de éstos, tipo y grado de cementación, compacidad, estratificación y existencia de espacios vacíos como poros, fisuras o capilares). En tercer lugar los derivados de las propiedades físicas (movimiento del agua en los espacios vacíos, heladicidad, especialmente en los microporos, presiones por cristalización de sales y comportamiento térmico). Factores ambientales En cuanto a éstos su influencia puede afectar no únicamente a la piedra del aplacado sino también al propio anclaje y al soporte, y entre ellos cabe destacar los siguientes: -Los geográficos y climáticos (temperatura, soleamiento, precipitaciones de agua, nieve y granizo ) y especialmente el ambiente cálido y húmedo, que genera alteraciones de origen químico con facilidad, o el ambiente frío, con afectaciones de índole física. -Térmicos, especialmente por las variaciones de temperatura elevadas, acción del hielo y acciones sobre materiales anisótropos. -Hídricos, por sus efectos físico-químicos con resultados como el hinchamiento de componentes arcillosos o por la actuación del agua como catalizador de ciertas reacciones. También la filtración del agua de lluvia impulsada por el viento en coqueras y fisuras, y la acción mecánica de erosión derivada de la escorrentía en planos de fachada. Por los resultados estéticos de su acción procede citar el lavado diferencial de los paños que modifica el color y la propia textura pétrea. Y en relación a ciertas piedras, como las areniscas, debe tenerse en cuenta la pérdida de sección resistente de los aplacados expuestos a ciclos frecuentes de mojado y secado con consecuencias de disolución – decementación (ver fotografía anexa). Por causas hídricas conviene destacar dos clases de efectos graves sobre los aplacados: la alveolización (acción de las sales solubles con arenización de la roca por frecuente disolución-cristalización) y la arenización en sí (por desagregación granular muy ligada a la alveolización pero que se da también por pérdida del material cementante). En el caso concreto de las areniscas según los Profesores Esbert y Marcos de la Universidad de Oviedo, en estas piedras, si el cemento es silíceo (mas compactas y estables que las de carbonatos) presentan desagregaciones y descamaciones, con disyunción de placas paralelas a la superficie. Si el cemento es calizo la alteración está ligada a su porosidad, grado de cementación, tipo de. 11
cemento y minerales accesorios. En caso de presentar lechos arcillosos experimentan una cierta tendencia a la exfoliación
Alteración de la piedra por la acción de la humedad
-La acción del viento que va acompañada de efectos con resultados a medio o largo plazo sobre la capacidad mecánica de la placa pétrea, como los que tiene su origen en el efecto mecánico de erosión de la superficie de aquélla por el transporte por el viento y posterior impacto de partículas duras, caso de la proximidad a playas -La acción del spray marino que puede también dañar al sistema de fijación (el spray marino favorece la condensación del agua con un 75% de humedad y temperaturas de 20º-30ºC). -Otro factor de interés es la contaminación natural o antropogénica, con acciones químicas debidas a la presencia de SO2, SO3, CO y CO2 en ambiente húmedo. También a este grupo de acciones pertenece, aunque sin relación directa con aspectos mecánicos de la piedra, la acción del ácido fosfórico de los excrementos de aves. -A los factores citados cabría añadir otro de especial relevancia como el de la incompatibilidad de cualquier orden de la piedra de aplacado con otros materiales. Entre los que suponen riesgos para la estabilidad de la piedra procede citar los derivados del contacto de la piedra con ligantes o selladores de Ph diferentes, con resinas de coeficientes de dilatación muy dispar con la piedra, o con cementos cola muy alcalinos con piedras de carácter marcadamente ácido. 12
I.4 Criterios de aceptación de la piedra para revestimientos La aplicación de la piedra como revestimiento ligero, actualmente se lleva a cabo en muchos casos mediante dos procedimientos, fijando placas de piedra natural de pequeño espesor, en la que este proyecto se basa, o bien aplicando placas de piedra “artificial”, triturados pétreos amasados con resinas, o de piedra igualmente natural, pero en placas muy delgadas (4,5 mm ÷ 5,0 mm) y trasdosadas mediante un refuerzo generalmente en nido de abeja de aluminio o de polietileno. En ambos casos con la técnica mas implantada, su disposición como revestimiento flotante anclado mecánicamente, como requiere la construcción de la denominada fachada ventilada. En una fachada con revestimiento pétreo se debe establecer un control de calidad de los componentes específico que debe abarcar fundamentalmente al único material cuya procedencia no es industrial y que puede ofrecer características muy variables, incluso dentro de una misma cantera de origen, como es el material pétreo de revestimiento. Al respecto deberá ser controlado: -En relación a la naturaleza física de la piedra *Absorción e higroscopicidad. Estas dos propiedades diferentes deberán evaluarse por lo que pueden significar de reducción de la capacidad resistente de la piedra a cortante y a flexotracción al absorber agua tras largo periodos de lluvia o en ambientes de alta humedad. El grado de absorción y la naturaleza de la piedra pueden llevar a aconsejar su empleo únicamente en interiores. *Porosidad. Refleja el mejor o peor comportamiento mecánico previsible de la piedra que será anclada puntualmente. Este factor, junto a la absorción e higroscopicidad, está íntimamente ligado con la heladicidad *Heladicidad. Deberá ser comprobado, tras conocer las variables ambientales de temperatura del lugar de ubicación del edificio, el riesgo de alcanzar los 0º C. Este aspecto tiene especial importancia no sólo por la posibilidad de disgregación de la piedra por la presión del agua helada contenida en los poros de la misma, como ya se ha expresado, sino también por el agua que puede acumularse en los orificios practicados en la placa para insertar el anclaje que puede producir roturas, al aumentar su volumen por heladas, en la zona precisamente menos deseable. -En relación a las características mecánicas *Resistencia a compresión. Es el parámetro básico en el análisis del comportamiento mecánico de un material pétreo. El comportamiento frente a solicitaciones de flexión o a cortante estará íntimamente ligado a él. Ha de tenerse en cuenta que la piedra natural no es un material homogéneo, que presenta discontinuidades mas o menos significativas en su masa e, incluso, que su comportamiento puede verse sensiblemente modificado por el sistema 13
de corte y disposición del mismo respecto al lecho de la piedra. A estos factores ha de añadirse la disminución de la capacidad resistente de ciertas piedras al encontrarse saturadas por agua. Estos aspectos deben ser evaluados por el proyectista y el director de obra deberá comprobar la equivalencia del material servido a obra con el ensayado. *Resistencia a flexión. En este caso, como ocurre con las placas destinadas a pavimentos, el conocimiento del comportamiento a flexión es muy importante debido a que la acción del viento mediante presiones y succiones hará que el aplacado de fachada deba soportar, apoyado única y muy puntualmente en los anclajes, momentos flectores significativos. No se dispone para ensayar de normas adecuadas o que recojan ensayos especialmente diseñados al estudio del comportamiento de las placas, por lo que, a efectos comparativos, puede aplicarse las UNE de ensayos de flexotracción correspondientes que ofrece resultados de este orden: Resistencia a flexotracción según UNE- EN 12372 (Kp/cm2) Pizarras 500 > T > 225 Granitos, calizas y mármoles 225 > T > 75 Areniscas T > 75
*Resistencia a cortante. La evaluación del comportamiento del aplacado ante esfuerzos de corte es todavía más problemático por la carencia absoluta de normativa de ensayos en España con este fin, o normas al respecto, que ofrezcan valores fiables e interrelacionados con la flexión y compresión. *Resistencia al impacto. Los aplacados no amorterados, como son los de referencia, se ven sometidos de forma muy especial al riesgo de rotura por impacto. Para la evaluación de la resistencia al mismo puede aplicarse la UNE 22/179 que somete a la acción de esferas de diferente peso en caída libre a placas de reducidas dimensiones, 20 x 20 cm ó 12 x 5 cm, apoyadas sobre lecho de arena. *También son aplicables las directrices de la U.E.A.t.c. de resistencia mecánica a los choques mediante masas de 50 Kg (∅ 40 cm) como cuerpo blando con energía de 600 J ó 1000 J, o bien como cuerpo blando de pequeñas dimensiones (∅ 10 cm), con una masa de 3 Kg, que presentan las ventajas de poder ensayar el comportamiento no sólo de las placas sino de 14
todo el sistema a la vez. Esta Guía para la evaluación técnica de los choques clasifica a éstos en dos tipos: -choques de seguridad -choques de conservación de las prestaciones o choques prestacionales.Los choques de seguridad son los convencionales, concebidos para el ensayo de obras, para verificar su comportamiento “in situ” bajo la acción de los choques más severos a los que pueden verse sometidos excepcionalmente y que: a) no supongan peligro para las personas b) no perjudiquen el mantenimiento de la seguridad estructural del edificio.
Zócalo dañado por impacto
Los choques prestacionales son los convencionales concebidos para verificar si el comportamiento, bajo la acción de impactos ocasionales o habituales en condiciones normales de uso del edificio, asegura la prestación deseada en términos visuales y físicos durante el periodo de vida previsto. Esta comprobación tiene especial importancia por el riesgo de impactos o golpes no sólo en zonas de zócalo, que la Guía citada amplía hasta una altura de 1,50 m, sino también en zonas elevadas de fachada cuando esté previsto el empleo de góndolas de limpieza. 15
Aunque la Guía de referencia se ciñe de forma muy especial a los resultados del impacto sobre el comportamiento a flexión del cerramiento, en este caso habría que referenciarlo específicamente al riesgo de rotura por cortante en el punto de fijación de la placa pétrea, aunque ambas posibilidades son factibles en función de las dimensiones máximas de las placas. Asimismo en los criterios de aceptación debe considerarse con carácter previo a la conformidad de idoneidad de la piedra, la posibilidad que puedan mantenerse las prestaciones de ésta tras el adecuado control de recepción en obra que se establezca y que, como mínimo, deberá comprender los siguientes aspectos: - Control de las operaciones de carga y descarga y disposición para el transporte. - Acopio en obra: con la exigencia de que las placas se apoyen sobre rastreles o durmientes de madera en posición apaisada y casi vertical lejos de cualquier zona de posibles golpes y de manchas por morteros o pastas. - Comprobación de que la disposición de las perforaciones, rebajes y ranurados en los cantos de las placas están en la disposición prevista y en lugares sin defectos de la piedra. - Cumplimiento de la prohibición absoluta de manipular con perforaciones o ranurados complementarios las iniciales orificios en las placas. Perforación excesiva para la disposición del bulón del anclaje.
- Control dimensional: Dimensiones de las placas de piedra (En largo y ancho no debe superarse la tolerancia de ± 1 mm. y en espesor y escuadra en el canto ± 0,7 mm). - Estado de los cantos. (Debe ser rechazada, de forma rotunda, cualquier placa con cantos dañados de forma rotunda dado que su reparación siempre quedará manifiesta aumentando la señal con el paso del tiempo). - Control de apariencia: Color y tonos. Homogeneidad. - Control visual de la estructura de la piedra: Existencia de vetas y fisuras, coqueras o fracturas y especial cuidado en la elección o rechazo, por el sistema de puesta en obra elegido, de las piedras exfoliables. - Influencia de los tratamientos mecánicos o químicos superficiales en el comportamiento mecánico de la placa debido a la microfisuración o alteración de la piedra que acompaña al tratamiento reduciendo la sección útil resistente de aquélla.
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CONTROLES A LLEVAR A CABO Resistencia a compresión de la piedra Resistencia a flexotracción de la piedra Resistencia a impacto o choque de la piedra Heladicidad de la piedra Absorción piedra Características geométricas de los anclajes Naturaleza del acero inoxidable Resistencia del material del soporte
Por todo lo expuesto los criterios de aceptación de la piedra para aplacados deben ser aplicados en función del riesgo de fallos mas frecuentes y que pueden ser establecidos en los siguientes: - Rotura en los puntos de anclaje por cortante derivado de la acción de impactos o sismo y falta de resistencia para ello - Rotura por flexión en el plano de la placa, por acción del viento, y falta de resistencia para ello - Fisuración por la acción de hielo/deshielo - Rotura en los puntos de anclaje por disminución de sección resistente puntual (coqueras u oquedades) - Rotura por cortante o flexión debido a la presencia de vetas o falta de homogeneidad de la piedra - Disminución de resistencia debida a la decohesión molecular - Transformaciones de carácter estético y resistente por presencia de sales ferrosas en ambientes agresivos - Certeza de procedencia de los mismos frentes y vetas de cantera (Paris, F. 1982)
Perforación excesiva para la disposición del bulón del anclaje.
I.5 Dimensiones de las placas a emplear en los revestimientos anclados mecánicamente Limitadas por el peso para su manejo, o medios de colocación, las placas de piedra no deberían superar los 60 ó 70 Kp de peso en caso de puesta en obra manual. Comercialmente las dimensiones mas usuales son las de proporción 3 x 5 entre lados y las de 60 x 40 cm ó 60 x 80 cm. 17