¿Qué es la Masonería Brick reforzado?

Las paredes de acero reforzadas, de acero y de hierro, son un sistema de construcción que integra los ladrillos de arcilla tradicionales con refuerzo de acero, barras típicamente deformadas o malla de alambre soldada, para crear un material compuesto capaz de resistir tanto las fuerzas de compresión como las de insección.

Contexto histórico

La mampostería forzada surgió en el siglo XIX, ya que los ingenieros trataron de mejorar el rendimiento de edificios de ladrillos no reforzados después de terremotos catastróficos y tormentas de viento. Entre los primeros ejemplos se encuentran el Museo de Altes en Berlín Mason (1830) y el Puente Real de Albert en el Reino Unido, donde el refuerzo de hierro forjado se incrustó en los muelles de ladrillo.

Materiales utilizados en la gestión basada en los resultados

Los tres materiales primarios en RBM son ladrillos de color ], refuerzo de estela, y mortero. Las bridas son generalmente unidades sólidas o coredes con una fuerza mínima de compresión de 20 MPa para los muros de carga generalmente.

Técnicas de construcción

Dos técnicas primarias dominan la construcción RBM: paredes de cavidad reforzadas y mampostería de ladrillos reforzados en grano. En las paredes de cavidad, el acero se coloca en la cavidad vertical y se cubre con mantos de ladrillo conectados con la construcción de metales.

Beneficios estructurales de la Masonería de ladrillo reforzado

RBM ofrece varias ventajas estructurales sobre la mampostería no reforzada y materiales competidores como unidades de mampostería de hormigón (CMU) o hormigón plano. Estos beneficios se derivan de la acción compuesta de ladrillo y acero, que se puede cuantificar mediante el estrés – análisis de cepas y verificada por pruebas a gran escala.

Aumento de la fuerza y la ductilidad

El beneficio más directo es el aumento dramático en fuerza de la tensión y la tensión. Mientras que las paredes de ladrillo no reforzadas pueden sostener sólo bajas aceleraciones horizontales antes de la grieta, las paredes de acero RBM pueden resistir hasta 2-3 veces la carga lateral antes de ceder. El refuerzo de acero proporciona la ductilidad — la capacidad de descomposición de plástico sin falla catastrófica.

Resiliencia sismica

Los informes de ingeniería de caso externo [LT] se han visto reforzados por los edificios de fabricación de metales en el marco de la construcción de la fábrica de metales, y se han convertido en una fuerza de trabajo de la industria de la construcción de materiales de ingeniería.

Mayor Durabilidad contra el estrés ambiental

El refuerzo de acero mejora el control de grietas en el ladrillo, reduciendo el flujo de agua que conduce a daños de descongelación, efluencia y crecimiento biológico. Al mantener anchos de grieta más ajustados (bajo 0.3 mm), RBM extiende la vida útil de los sobres de construcción. Además, los núcleos deslumbrados actúan como masa térmica, estabilizando las temperaturas interiores y reduciendo la demanda de calefacción/cooling.

Flexibilidad de diseño y galletines largos

El refuerzo permite construir paredes de ladrillo más altas y más delgadas que las no reforzadas, aumentando la superficie de suelo utilizable. Por ejemplo, una pared de ladrillo no reforzada de espesor de 230 mm tiene un límite de altura de aproximadamente 4 m en una zona sísmica, mientras que una pared reforzada del mismo espesor puede elevarse a 8 m o más cuando está correctamente diseñado.

Comparación de la Masonería Brick reforzado y no reforzado

La mampostería de ladrillos no reforzados (URBM) se ha utilizado durante siglos, pero sus limitaciones están bien documentadas: baja resistencia a la tensión, modo de falla frágil y vulnerabilidad a un arreglo diferencial. Mientras que la URBM puede ser adecuada para regiones poco exigentes, no sismológicas, los códigos modernos restringen cada vez más su uso.

  • Capacidad de carga: Las paredes RBM pueden cargar hasta un 50% más de carga vertical debido al confinamiento por el refuerzo y la grout.
  • Resistencia lateral: La fuerza de la jerga RBM es de 3 a 8 veces la de URBM, dependiendo de la relación de refuerzo y el estrés axial.
  • Redundancia: El acero proporciona una segunda línea de defensa si los ladrillos se rompen, evitando el colapso progresivo.
  • Velocidad de construcción: RBM no requiere tiempos de trabajo de forma ni de curación como hormigón, aunque exige una secuencia cuidadosa de la grouting.
  • Costo:] Los costos iniciales de materiales para el acero y la grout son mayores, pero los costos del ciclo de vida son menores debido a la reducción del mantenimiento y al aumento de los márgenes de seguridad.

Una evaluación comparativa del ciclo de vida de 2021 de la ASTM International] Journal encontró que los edificios de RBM tienen una huella de carbono inferior al 30% por metro cuadrado que marcos de hormigón armado con relleno de ladrillo, principalmente debido al uso masivo de cemento en columnas y losas de hormigón.

Aplicaciones en Construcción Moderna

RBM no se limita a ningún tipo de edificio único; su versatilidad lo hace adecuado para un amplio espectro de proyectos donde la fuerza, durabilidad y materia estética.

Edificios residenciales y comerciales

En la construcción residencial, RBM se utiliza para paredes de fiesta de carga, paredes de corte y paredes de retención en sótanos. Proporciona una excelente aislamiento de sonido (STC √ 55), resistencia al fuego (2-4 horas), y masa térmica, contribuyendo a la eficiencia energética. Edificios comerciales como hoteles, apartamentos y escuelas se benefician de la capacidad de RBM para abarcar grandes aberturas con arcos de ladrillo reforzado o lintels superficiales.

Puentes e infraestructura

La mampostería de ladrillo reforzado tiene una larga historia en puentes pequeños a medianos, particularmente puentes de arco donde el ladrillo y el acero trabajan en compresión y tensión respectivamente. El famoso puente Robert Street en Minnesota (1926) es un ejemplo notable. Hoy, RBM se utiliza para puentes peatonales, culverts y muros de retención a lo largo de las carreteras. Su autopeso ayuda a estabilizar las estructuras de gravedad, mientras que el refuerzo resiste la presión del suelo y los puentes de los puentes reforzados.

Retención de muros y retención de la Tierra

Las paredes de retención RBM son rentables para alturas de hasta 6 m. El acero vertical resiste momentos de retorcimiento, mientras que el refuerzo horizontal en la base proporciona una acción de llave de remojo. Estas paredes se pueden construir con una cara batida (desplazada hacia atrás) para mejorar la estabilidad y reducir el volumen de material. Comparado con las paredes de retención de hormigón armado, RBM ofrece mejor drenaje a través de agujeros incrustados en el patrón de ladrillo, y la superficie de ladrillos

Restauración histórica y conservación

Al restaurar las estructuras de ladrillo patrimonial, los ingenieros a menudo especifican refuerzo ocultado para cumplir con el código sísmico moderno sin alterar la apariencia. Esta técnica implica la rotura de canales estrechos en las juntas de mortero existentes, la inserción de barras de acero inoxidable y el llenado con un epoxi o grout compatible. RBM también se utiliza para fortalecer las bóvedas y cúpulas de mampostería, como se observa en la restauración de la Basílica de San Francisco en Assis después del terremoto de 1997 y el nuevo.

Proceso de construcción y consideraciones

La construcción exitosa de RBM requiere una atención rigurosa al detalle, manejo de materiales y control de calidad. Los diseñadores deben asegurar que el refuerzo esté debidamente colocado, anclado e integrado con otros elementos de construcción.

Colocación de la fuerza

Las barras verticales se colocan normalmente en núcleos espaciados a 400–1200 mm en el centro, dependiendo de las cargas de diseño. Deben ser soportadas en la base con una doalla anclada en la fundación, y en la parte superior se arrojó en un haz de enlace o la placa de techo. El refuerzo horizontal se coloca en las articulaciones de la cama presionando la barra en mortero fresco antes de colocar el siguiente curso de ladrillo.

Mortar y Bonding

El mortero debe tener suficiente fuerza de unión para transferir fuerzas entre ladrillo y refuerzo sin aplastar. Tipo S mortero (2,500 psi) es el estándar para RBM, ya que equilibra la capacidad de trabajo con alta resistencia. Cuando las barras horizontales se colocan en las juntas de la cama, la cama de mortero debe ser lo suficientemente gruesa (10-12 mm) para envolver completamente la barra.

Control de calidad y pruebas

Las pruebas de campo incluyen verificar el tamaño y la calidad de la barra, comprobar la cubierta con un medidor de cubierta, realizar pruebas de desmontaje en las doallas de anclaje y probar la fuerza compresiva de grout a través de cilindros. Para estructuras críticas, las paredes de muestra pueden ser probadas bajo cargas laterales cíclicas para validar las suposiciones de diseño.

Costo y consecuencias para la sostenibilidad

El costo instalado de RBM varía según la región y la complejidad, pero es generalmente 10–20% más alto que el ladrillo no reforzado y comparable a la UMC reforzada. Sin embargo, al considerar la velocidad de construcción (sin trabajo de forma) y los requisitos de base reducidos (estructura de acero más ligera que el marco de hormigón), RBM puede ser competitivo para edificios de altura.

Conclusión

La mampostería de ladrillo reforzado sigue siendo un sistema estructural vital para arquitectos, ingenieros y constructores que buscan un equilibrio de fuerza, resistencia, estética y sostenibilidad. A través de la combinación sinérgica de la capacidad de compresión de ladrillo y la ductilidad de acero, RBM ofrece un rendimiento superior en zonas sísmicas, áreas de viento alta y aplicaciones de carga diarias.