Revocos de arcilla en la arquitectura actual: consideraciones técnicas y evaluación de adherencia aplicada a diferentes superficies

Trabajo de Fin de Grado ETSAS Alumna: Isabel María Villanueva Molina Tutora: Ana González Serrano REVOCOS DE ARCILLA EN LA ARQUITECTURA ACTUAL: CONSIDERACIONES TÉCNICAS Y EVALUACIÓN DE ADHERENCIA APLICADA A DIFERENTES SUPERFICIES Portada. Fotografía de Matt Austin Images, diseño de LSM, acabado personalizado de tierra cruda. Fuente: Clay Works. AGRADECIMIENTOS A mis docentes: A mi tutora Ana González Serrano por emprenderme en este camino y darme todos los ánimos que necesitaba para continuar. A Reyes Rodriguez García y al personal del Laboratorio de Construcciones Arquitectónicas, quienes me han ayudado durante todo el periodo de esta investigación a conseguir mis objetivos. A todos aquellos profesores que me enseñaron la pasión por la arquitectura hasta llegar a amarla. A mi familia, por esas noches en vela que hemos aguantado durante estos 5 años. A mi pareja, por creer en mí y parar el mundo cuando lo necesitaba. A mis compañeros de clase, por los muchos proyectos que aún nos quedan por hacer juntos. Gracias Trabajo de Fin de Grado ETSA Sevilla, Universidad de Sevilla TFG (J3) 2021-22 Alumna: Isabel María Villanueva Molina Tutora: Ana González Serrano Entrega: Junio 2022 El principal objetivo que se persigue tras este trabajo es abrir el comienzo de una línea de investigación sobre el comportamiento que muestran los morteros de arcilla destinados como revoco ante distintas condiciones ambientales, aplicación sobre soportes y dosificaciones de cal en pasta como estabilizador. Además, dada la falta de normativa reguladora en España sobre la caracterización de los morteros de tierra, el ensayo ayudará a definir unos criterios básicos para su dosificación y puesta en obra. Debido al corto tiempo que se dispone para realizar esta investigación, se propone un análisis de su aptitud al servicio mediante los resultados obtenidos de resistencia a la adhesión. Para ello, se tendrá en cuenta una planificación previa sobre el tipo y número de muestras a ensayar, su composición y normas de referencia que se puedan aplicar. Tras el ensayo, se podrá cuantificar el grado de influencia que tienen estos apartados, siendo de gran relevancia la mineralogía de las arcillas utilizadas, la cantidad de aditivo y agua y el tipo de aplicación. Palabras clave: morteros de arcilla, revoco, cal en pasta, arquitectura vernácula, adherencia The main purpose of this work is to start a series of studies on the behaviour of clay mortars intended for plastering under different environmental conditions, application on substrates and dosages of lime paste as a stabilizer. In addition, given the lack of regulatory standards in Spain about the characterization of earth mortars, the test will help to define some basic criteria for their dosage and application on site. Due to the short time available to carry out this research, an analysis of its suitability for service is proposed by means of the results obtained for adherence resistance. For this purpose, a prior planning of the type and number of samples to be tested, their composition and reference regulations that can be applied will be taken into account. After the analysis, it will be possible to quantify the degree of influence that these sections have, being of great relevance the mineralogy of the clays used, the quantity of additive, water and the type of application. Keywords: clay plasters, wall finish, putty lime, vernacular architecture, adherence RESUMEN ABSTRACT ÍNDICE INTRODUCCIÓN 1.Estado de la Cuestión: situación actual de los revestimientos 2.Morteros de Arcilla: materia prima y su uso en la construcción 2.1.El barro de arcilla como expresión cultural 2.2.El revestimiento de arcilla y sus prestaciones 2.3.El revestimiento de arcilla y su uso actual 3.Contexto Actual de la Información 4.El uso de Estabilizadores en los morteros de arcilla 5.Cal: Elaboración y Tipos OBJETIVO Y METODOLOGÍA DEL TRABAJO 6.Objetivos 7.Metodología PLANIFICACIÓN DEL ENSAYO EXPERIMENTAL 8.Materia prima y Superficies soportes 9.Soportes para la aplicación de los morteros 10.Procedimientos de pruebas y ensayos DESARROLLO DE LA FASE EXPERIMENTAL 11.Plan de Ensayos 12.Preparación de Muestras 13.Ensayos en Estado Fresco 14.Preparación de los Soportes y Aplicación del revoco 15.Secado y curado del mortero de arcilla, junto con controles dimensionales 16.Ensayos en Estado Endurecido: Adherencia al soporte ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS 17.Análisis de los resultados 18.Análisis comparativo CONCLUSIONES 19.Conclusiones Generales 20.Conclusiones del Ensayo Experimental 21.Conclusiones para Investigación Futura BIBLIOGRAFÍA ANEJO DE RESULTADOS EXPERIMENTALES Pág. 8 Pág. 11 Pág. 12 Pág. 16 Pág. 18 Pág. 20 Pág. 21 Pág. 22 Pág. 26 Pág. 27 Pág. 30 Pág. 34 Pág. 35 Pág. 42 Pág. 44 Pág. 46 Pág. 48 Pág. 51 Pág. 55 Pág. 60 Pág. 63 Pág. 70 Pág. 72 Pág. 74 Pág. 77 Pág. 82 Los morteros de arcilla naturales han sido históricamente empleados para revestimientos tanto en la arquitectura tradicional andaluza como en la arquitectura vernácula a nivel internacional, ya que presentan características óptimas no solo para uso decorativo, sino que significan una protección eficiente del soporte. Con el auge de los materiales industrializados, actualmente predomina el uso de morteros industriales cuyos aditivos están basados en materiales como el cemento o productos poliméricos, presentando ciertas ventajas frente a morteros de origen natural como son el fraguado rápido, buena resistencia a la abrasión o erosión y buenas prestaciones frente al grado de impermeabilidad. En contraposición a estas ventajas, existen diversos inconvenientes a nivel ambiental como es la imposibilidad de reutilizarlos o el nivel de toxicidad que algunos presentan por sus componentes. Estos factores pueden revertirse con el uso estandarizado de los morteros naturales como una opción más de revocos, pero la falta de una normativa reguladora especifica provoca una ralentización del proceso y la aceptación por parte no sólo del usuario sino de los propios técnicos de la construcción; inconvenientes que se han atajado ya desde hace décadas en otros países como Francia o Alemania, pero aún existe desconocimiento sobre esta temática en España. Es por ello que este Trabajo Fin de Grado (TFG) enfoca el tema de los revocos con morteros de arcilla con el propósito de divulgar sus propiedades, recalcar su importancia histórica y presentar su alto potencial como “nuevo” material en la construcción. El enfoque en este tipo de productos está dirigido hacia la búsqueda de una arquitectura más sostenible que tenga en cuenta la actual limitación de recursos y el bienestar de las personas usuarias de las edificaciones son las aspiraciones de este trabajo. Desde una perspectiva técnica, resulta importante también establecer pautas de uso y aplicación de materiales para revestimientos, y más siendo un producto prácticamente desconocido y que debe aportar valores cuantificables frente a ciertas prestaciones y estado de servicio, para que el arquitecto pueda elegirlo como elemento integrado del diseño en los proyectos de arquitectura. En consecuencia, se elige ensayar un producto preparado que sea de origen natural, que existe en el mercado de la construcción como mortero para revocos y valorar sus prestaciones como revestimiento de varias superficies y expuesto a diferentes condiciones ambientales. INTRODUCCIÓN 7 ESTADO DE LA CUESTIÓN Situación actual de los revestimientos: tipologías, materialidad y uso. Fig. 1.Revestimiento discontinuo, paneles fonoabsorbentes de fibra de madera. Fuente: Tectónica 39. Interiores: revestimientos Cuando hablamos de revestimientos o acabados superficiales en la arquitectura nos referimos a productos aplicados in situ que recubren la cara externa de un soporte para proporcionar una mejora de sus cualidades, ya sean técnicas (durabilidad, impermeabilidad, resistencia) o estéticas (cuestiones de diseño). (CASTILLA, 2011) En espacios exteriores, la función de un revoco es ser una capa protectora que sufre ante las agresiones climáticas para mantener su integridad y estabilidad. En interiores su función principal es aportar cualidades plásticas y estéticas a los muros y al espacio que estos cierran; sin embargo, también sirve para regular la humedad del ambiente ya que permite un intercambio de vapor de agua entre el soporte y el entorno. Además, tendremos en cuenta la colocación del soporte sobre el que se aplica pues debemos saber qué parámetro será más influyente a la hora de su aplicación. Si es en un sistema horizontal (forjados, falsos techos), tendremos en cuenta el desgaste y el uso mientras que en una colocación vertical (muros) será más relevante cuidar la adherencia al mismo. (CASTILLA, 2011) Por todo ello, dependiendo del material que se utilice como revestimiento, el soporte sobre el que se aplique, el sistema y la ubicación podremos mejorar en mayor o menor medida estas cualidades. Los tipos de revestimientos que se utilizan más frecuentemente hoy en día y sus sistemas de aplicación, a grandes rasgos, se pueden clasificar en dos grandes grupos. Por un lado, encontramos los revestimientos discontinuos, los que están formados a partir de piezas individuales que se fijan a la superficie del soporte mediante sistemas de agarre o anclaje, teniendo la necesidad de realizar juntas entre piezas; generalmente se utilizan materiales cerámicos/pétreos/polímeros (prefabricados) que forman alicatados, aplacados o panelados. (BOZZANO, 2017) Este tipo no será objeto de estudio en nuestro TFG por lo que no nos adentraremos en la cuestión. Cabe destacar que podemos encontrar cada vez más en el mercado materiales innovadores a partir del reaprovechamiento de restos de la construcción que respeten el medio ambiente como son vidrios, madera (Fig. 1) o plásticos reciclados que consiguen unas prestaciones muy parecidas a los materiales más usados y diseños atractivos. 1 8 Fig. 2.Distintas capas de un revestimiento continuo de barro. Fuente: Casas de paja web. Por otro lado, existen los revestimientos continuos, que son aquellos que se aplican extendiéndose el material a lo largo del soporte en un espesor reducido, según la norma UNE-EN 998-1:2018, Especificaciones de los morteros para albañilería. Parte 1: Morteros para revoco y enlucido, para una correcta aplicación hay que hacer una diferenciación entre las 3 capas que lo componen (Fig. 2), siendo: • Capa Base: primera capa de revoco sobre la base soporte para regularizarla, su nomenclatura puede variar según se realice con mortero de cal y cemento o con pasta de yeso. Para que esta capa cubra la totalidad de las irregularidades que puedan existir, es necesario aplicarla con un espesor que vaya de los 10 mm a los 50 mm como máximo; si tenemos una superficie homogénea y regular no es necesaria su aplicación. Cuando manejamos un grosor superior a 30 mm, es recomendable colocar una malla textil que sirva de intermediario en el agarre con la superficie base. Su acabado final es tosco y nos ayudará a mejorar la adherencia con la siguiente capa. • Capa de Revoco: segunda capa colocada sobre la capa base, aunque se puede aplicar directamente sobre la misma como mencionábamos antes. En caso de no tener capa base anterior, el mortero debe ser del mismo material y aplicarse en una o dos capas con un espesor final de entre 2 y 8 mm. Si por el contrario sí existe una capa base, el mortero puede ser un producto diferente, pero se aplicará transcurridos de 2 a 8 días de la aplicación de la capa base. • Capa de Acabado o Enlucido: última capa fina (espesor de 0.5 a 2mm) que conforma el acabado del revestimiento por lo que se puede tratar con diferentes texturas y colores. Se aplica sobre la capa de revoco antes de que esta fragüe para conseguir una buena adherencia entre ellas. Se puede hacer además una distinción entre los materiales que pueden conformar este tipo de morteros de revestimientos continuos. Hoy en día es usual utilizar en los revocos morteros industriales cuyos componentes y aditivos están basados principalmente en el cemento o productos poliméricos ya que presenta ciertas ventajas frente a los morteros de origen natural: rápido fraguado, endurecimiento y resistencia elevada, buena trabajabilidad y en algunos casos buena respuesta al grado de impermeabilidad. Todas estas cualidades más que demostradas conllevan, a su vez, también algunos inconvenientes dependiendo de los factores que se analicen. 9 Tomando como referencia varias de las fuentes documentales publicadas en los últimos 20 años podemos sacar algunas conclusiones pormenorizadas sobre las características de este material según los distintos contextos que describimos en el apartado anterior: • CONTEXTO AMBIENTAL Acumula calor y es reutilizable, ayudando a reducir la contaminación ambiental. Los revestimientos de tierra ayudan a regular y mantener constante la temperatura de una estancia, sobre todo si se utiliza en regiones donde hay notables saltos y diferencias de temperatura. Además, puede ser reutilizado con facilidad picándolo, triturándolo y humedeciéndolo, sin perder sus características originales. (MINKE, 2006) Regula la humedad del ambiente de un espacio. Puede absorber y liberar la humedad de una estancia rápidamente en mayor medida que otros materiales de construcción: a mayor contenido de arcilla y de fibras vegetales en su contenido, mayor es su capacidad de absorción y regulación al ser un material poroso, inodoro e inerte. Contribuye conseguir una regulación termo higrométrica del ambiente de manera sostenible. (MINKE, 2006) Este tipo de climatización cobra relevancia sobre todo tras la época COVID, la que puso en evidencia las carencias actuales que existen en muchos de los espacios interiores que habitamos. La temperatura, el color o la humedad son factores que se pueden regular fácilmente utilizando los revocos de arcilla, conllevando un bienestar en la salud de la persona. Carece de impermeabilidad. Aunque algunas técnicas tradicionales han conseguido crear cierta resistencia al agua, en líneas generales la tierra es un material absorbente de humedad y sensible al desgaste y a la erosión. Añadiendo aditivos como cal o polímeros naturales (resinas, caseína, gluten de trigo, etc) pueden mejorar su comportamiento, pero aun así necesita de una protección adicional y un mantenimiento regular. (MINKE, 2013) Esto no supone gran problema en espacios interiores ya que está comprobado empíricamente, pero sí en exteriores, donde aún se necesita mayor desarrollo en su investigación. • CONTEXTO ECONÓMICO Ahorra energía. Sus costes de transporte son reducidos puesto que se utiliza la tierra existente en de la zona, pudiéndose utilizar en algunos casos el mismo suelo que se extraiga en obra para las excavaciones de la cimentación. Para trabajar el barro in situ se requiere sólo de un 1% a un 5% de la energía que se necesitaría para elaborar, transportar y usar un mortero de cemento. (MINKE, 2013) Actualmente el mundo no se puede permitir un consumo de energía sin limitaciones, por ello debe optimizar los costes de ejecución, la autosuficiencia energética de los edificios (o consumo 0) y buscar que se cumpla este apartado a largo plazo durante la vida útil del edificio. Requiere mano de obra cualificada. Su aplicación debe ser cuidadosa por lo que se requiere de una mano de obra que esté instruida y formada en las especificaciones que necesita el producto como con cualquier otro revestimiento solo que, al contrario que ocurre con los morteros industriales, existe menos practica y conocimiento en el mercado actual. Además, su proceso de elaboración necesita de un control en los tiempos de amasado y secado, siendo por tanto un proceso lento y artesanal. MORTEROS DE ARCILLA: Materia prima y su uso en la construcción El revestimiento de arcilla y sus prestaciones 2.2 16 • CONTEXTO NORMATIVO En la actualidad, en el contexto español, no existe regularización especifica de revestimientos por tipo de materiales, solo existe la norma UNE-EN 1015-11:2020: Métodos de ensayo de los morteros para albañilería, UNE-EN 998-1:2018: Especificaciones de los morteros para albañilería. Parte 1: Morteros para revoco y enlucido donde se especifican los procedimientos de ensayos generales aplicables a todos los tipos de morteros. En este sentido si se considera los morteros de arcilla por lo que su composición, prestaciones y características pueden variar según la localización de donde se extraiga la materia prima. Cabe destacar que, en el resto de Europa, para definir sus requerimientos y métodos de ensayo existen algunas normativas como la norma DIN 18952 alemana, donde se incluye valores de plasticidad para distintos tipos de suelo, y las distintas normas específicas para morteros de arcilla y su uso tanto en exterior como en interior DIN 18947, DIN 18550-1y DIN 18550-2:2014-2010. (GONZÁLEZ, 2016). En cambio, en España no existe normativa específica para los morteros de arcilla por lo que tomaremos como referencia la norma UNE de referencia para morteros de albañilería descrita y las consideraciones y prescripciones publicadas por AFAM (Asociación Nacional de fabricantes de Mortero). Todas estas cuestiones y falta de referencias concretas en el ámbito nacional provocan como comentábamos antes una difícil estandarización y tener que consultar normativa extranjera para extrapolarla a nuestro ámbito profesional. • CONTEXTO CULTURAL Desconocimiento sobre el material. Debido a que la tierra se considera un material poco noble por falta de conocimiento, a diferencia de lo que pueden ser los elementos metálicos, de madera o de hormigón. Aún existe la idea errónea y dudas sobre la capacidad de la tierra para ser usada ampliamente como material constructivo. Su aplicación recuerda a tiempos pasados, poco evolucionados, pero es simplemente ignorancia sobre este material natural que en determinados ámbitos provoca prejuicios y crea desconfianza en su uso. Actualmente, la tendencia está cambiando y la arquitectura contemporánea está sabiendo incorporar este material, por sus propiedades y características de diferentes maneras con propuestas de soluciones arquitectónicas bastante interesantes, combinando materiales naturales e industriales, en muros de cerramientos o particiones, revestimientos verticales y también en suelos tratados. Es el cliente que busca un edificio autosuficiente, sostenible y con materiales que hagan que sea saludable. Variedad en su diseño. Los morteros de arcilla cuentan con la cualidad y calidad de las arcillas de origen. Las diferentes tonalidades con las que nos encontramos en la naturaleza transfiere un ambiente relajado cuya posibilidad de trabajar con texturas permite alta variedad en los acabados. El revestimiento de un espacio será imprescindible en cualquier ocasión, por lo que es necesario investigar en nuevos materiales naturales que abarquen estas características antes mencionadas 17 Fig. 13.Restaurante NU Vila-Bar, Castellón, diseñado por MADE STUDIO. Fuente:Ecoclay Fig. 14.Casa residencial, San Francisco, California. Fuente: American Clay Fig. 15.Mercedes me, restaurante en Hong Kong, diseñado por Vonsung. Fuente:Clayworks Fig. 16.Connaugth Hotel, Londres, diseñado por Bryan O’Sullivan Studio. Fuente:Clayworks Existen varios factores que están relacionados con la importancia de la materia prima utilizada, la cual varía a lo largo del mundo y, por tanto, los resultados en cuanto a cualidades y características en los revestimientos son distintas. Al ser materiales naturales, su producción es limitada y en muchos casos no es rentable transportarla de un lugar a otro. Por otra parte, la técnica de aplicación es muy artesanal, lo que conlleva la organización de otros tiempos para su realización y una mano de obra cualificada que sepa tratar el material. Todo esto dificulta su estandarización puesto que frente a revestimientos industriales cuya aplicación es rápida y unitaria, parece importar poco las consecuencias ambientales que acarrea a largo plazo. Aun así, en los últimos años su aplicación ha cobrado gran relevancia en interiores de espacios públicos como restaurantes (Fig. 13 y Fig. 15.) y hoteles (Fig. 16), encontrando en los morteros de arcilla una versatilidad estética que han aprovechado los interioristas, también en sus propiedades técnicas y plásticas idóneas para su aplicación. La variedad de texturas y colores que junto a las características antes mencionadas producen un ambiente único que influye al bienestar de la persona. Es por ello que destacamos en este trabajo la importancia de redescubrir los morteros naturales, en especial los de arcilla para revoco, pudiendo llegar a ser un material con gran potencial y pudiéndose combinar con técnicas modernas (Fig. 14). MORTEROS DE ARCILLA: Materia prima y su uso en la construcción El revestimiento de arcilla y su uso actual 2.3 Fig. 13. 18 Fig. 14. Fig. 15. Fig. 16. 19 Además, en los últimos años existen diversas investigaciones a nivel europeo y Peninsular que avanzan en la investigación y caracterización de los revestimientos de arcilla para poder mejorar su comportamiento. Se puede destacar las de: • Antonia Navarro, doctora en Geología por la Universidad de Barcelona: Entre otras investigaciones, existe un estudio experimental de revestimientos de tierra con fibras vegetales (NAVARRO, 2013) para mejorar sus características ante inclemencias meteorológicas. Algunas conclusiones pueden ser interesantes como la influencia de la humedad relativa en el ambiente (a mayor tamaño de fibra mayor humedad retiene), la resistencia al vapor de agua (más fibra es igual a mayor permeabilidad), o la permeabilidad al agua líquida que se consigue (menor fibra equivale a mayor permeabilidad). • Paulina Farias, Profesora Asociada en la NOVA Universidad de Lisboa: Se encuentran diversos estudios sobre la caracterización de este material, pudiendo destacar su comportamiento favorable (impermeabilidad, adherencia, características mecánicas...) para ser utilizado en rehabilitaciones de edificios históricos o ayudar a contribuir en el equilibrio higrométrico y confort en el interior de un edificio (FARIAS, 2016). • Instituto Fraunhofer de Física de la Construcción: Investigaciones que avanzan también en la caracterización de este material, concluyendo también su aptitud al uso en rehabilitación y mejoras en la regulación de la humedad ambiente. Además, se analizan distintos tipos de fibra como aditivo para conseguir una aplicación más rápida y sencilla que la actual, minimizando el espesor total de aplicación (4 cm) a un máximo de 2 capas gruesas (FRAUNHOFER, 2014). • Mercado actual de producción: Existen diversas empresas a nivel internacional y nacional que comercializan morteros de arcilla predosificados (Fig. 17). Ponemos el ejemplo de “American Clay” en EE.UU., de “Argilus” en Francia, de “ClayTec” en Alemania o de “ClayWorks” en Reino Unido, los cuales son de los principales productores en Europa, pero suministran al resto de países e incluso de continentes. En España encontramos que empresas mineras dedicadas a la industria cerámica ahora siguen otro rumbo en paralelo para diversificar su distribución. (GONZÁLEZ-SERRANO, 2016) CONTEXTO ACTUAL DE LA INFORMACIÓN Investigaciones y mercado actual sobre los revestimientos de arcilla 3 Fig. 17. Empresas comercializadoras de morteros de arcilla, 2022 20 Los morteros de arcilla, por las características de sus componentes y dependiendo del contenido de agua y porcentaje de arena y granulometría, tienden a la fisuración durante la fase de secado, por lo que usualmente en su composición se utilizan aditivos o estabilizadores cuya misión es mejorar las características del mortero. La plasticidad, resistencia frente a la humedad o adherencia pueden verse alteradas dependiendo de la composición del aditivo y de su dosificación. Tradicionalmente, estos aditivos en forma de fibras como virutas de bambú, coco, cáñamo o incluso pelos de animales y estiércol han sido utilizados para aumentar su resistencia a la durabilidad y adherencia del mortero (MINKE,2013) y mejorar su respuesta frente a la retracción, pero también se pueden utilizar otros materiales según el tipo de aplicación y función que se necesite: partículas para una capa base texturizada, fibras naturales para evitar fisuras en la capa base y revoco, plastificantes naturales para impermeabilizar la capa de revoco y enlucido, cemento para estabilizarlas o colorantes para cambiar su estética (GONZÁLEZ-SERRANO, 2016). Para conseguir un mortero de arcilla 100% natural, se pretenderá utilizar un estabilizador de las mismas características que, además, haya tenido un uso tradicional, como son la arcilla, la cal y el yeso ya que aportan buena plasticidad y permeabilidad al vapor de agua. Es por ello que destacaremos la cal como estabilizador, la cual puede utilizarse en las distintas capas del revestimiento y que incluso combina bien con otros productos naturales con los se llega a mejorar su impermeabilidad y, por tanto, su posible aplicación en exteriores (MINKE,2013). El uso de los morteros de cal data prácticamente desde los griegos y también fue utilizado por los romanos, quienes, interesados en su composición, desarrollaron su uso. Además, el mundo islámico también se dio cuenta de su importancia para la impermeabilización y mejora de su resistencia de los muros de tapial. Utilizaban el tapial calicastrado (tapial con lechada de cal como revestimiento) que evitaba su erosión y suponía un ahorro frente aquéllos compuestos exclusivamente por hormigón de cal. (ALEJANDRE, 2002) Durante el siglo XIX en Inglaterra, llegaron a la conclusión de que si estos morteros disponían además un contenido arcilloso, mejoraba sus propiedades. Su desarrollo supuso la creación del cemento Portland el cual precipitó el decaimiento de los morteros de cal, quedando a día de hoy su uso prácticamente restringido para rehabilitaciones e intervención en el patrimonio cultural. (CAPARRÓS, GIMÉNEZ, VIVÓ. 01) EL USO DE ESTABILIZADORES EN LOS MORTEROS Cal: naturaleza y su uso como estabilizador y su importancia histórica 4 21 La cal necesita de varias operaciones para poder sacar el máximo rendimiento al material antes de poder utilizarlo como mortero. (BARAHONA, 92) Estas son la calcinación, la hidratación y la carbonatación respectivamente. El primer paso, es un proceso lento que consiste en cocer la piedra de cal en hornos a grandes temperaturas donde se consigue una reducción considerable de su tamaño, llegándose a reducir su peso en un 0.55% del original. Tras este proceso obtendremos lo que llamaremos cal viva, es decir, la piedra se mantendrá a una alta temperatura que tendremos que apagar mediante la hidratación de la misma. La cantidad de agua utilizada dependerá de su uso posterior, puesto que un bajo porcentaje hará que se convierta en polvo mientras que a mayor cantidad hará que se convierta en una pasta, ideal para revocos puesto que facilita la puesta en obra. Finalmente, esta pasta se endurecerá lentamente al exponerla al aire, produciendo así el proceso de carbonatación. En esta fase cabe destacar la lentitud con la que se produce y la posibilidad de la aparición de grietas debido a su retracción. Podemos diferenciar dos tipos de cal según como se produzca esta carbonatación: (CAPARRÓS, GIMÉNEZ, VIVÓ. 01) • Cal Aérea. (Fig. 18) Su proceso de carbonatación se da sólo si están expuestas al aire. Pueden darse por tanto en dos estados: vivas o hidratadas. Cabe recalcar que su composición no suele tener más de un 5% de material arcilloso. • Cal en pasta: tipo de cal aérea cálcica hidratada, obtenida a partir del apagado controlado de la cal viva. (UNE-EN 459-1:2016) • Cal Hidráulica. (Fig. 19) Su proceso de carbonatación puede darse también si están en contacto con el agua. Tiene una granulometría más fina ideal para revestimientos y una consistencia fresca por lo que debe emplearse poco después de prepararla ya que rápidamente comienza su proceso de fraguado. Su composición a diferencia de la anterior, contiene una mezcla de arcillas ricas en sílice, aluminio e hierro. Se pueden encontrar además diversas comparativas sobre los efectos de los distintos tipos de cal en su uso como estabilizador en suelos arcillosos. Algunas conclusiones dadas por las investigaciones de Mateos de Vicente sobre este material son (MATEOS, 63): • Todos los tipos aportan mayor plasticidad que los estabilizadores basados en cemento, siendo la cal hidratada con alto contenido en calcio la que menos. • Para bajas concentraciones de cal (menos del 5%) y un periodo de secado mayor a 28 días, se consigue una resistencia igual de efectiva que con cemento. • La cal aérea hidratada aporta mayor resistencia y menor retracción utilizando menos cantidad de material, siendo altamente recomendable para la estabilización de tierras arcillosas. Mejora aún más sus propiedades en grandes tiempos de curado. Además, en las investigaciones realizadas por José Ignacio Álvarez se acentúa las ventajas que tienen las cales aéreas hidratadas en el proceso de carbonatación (ÁLVAREZ, 06): • Rápida velocidad de carbonatación debido a su microestructura, mejorando la difusión del aire por su mayor diámetro de poro, aunque desciende a mayor cantidad por volumen. • Esta velocidad de carbonatación es independiente a la velocidad de secado. • Las condiciones ambientales que mejoren la difusión del CO2 aceleran dicho proceso hasta que algún otro lo limite. En conclusión, por todas estas razones, en este trabajo se ha establecido como pauta usar como aditivo de los morteros de arcilla la cal en pasta y estudiar cómo actúa em su función de estabilizador. CAL: ELABORACIÓN Y TIPOS 5 22 23 Fig. 18. Ciclo de la Cal Aérea (BRYCE,WEISMANN, 2015). La piedra de cal pura se quema para convertirse en cal viva (quicklime), después se hidrata y se obtiene cal apagada. Finalmente con aditivos se obtiene mortero fresco que endurece al carbonatar al aire. Fig. 19. Ciclo de la Cal hidráulica (BRYCE,WEISMANN, 2015). Mismo proceso que en la figura 18 pero además de aditivos se mezcla con agua. Figura 20: ERRE Arquitectura y AT4, Clínica Alejandría en Valencia. Fotografías David Zarzoso. Fuente: Ecoclay. Objetivo y Metodología del Trabajo 25 Figura 20: ERRE Arquitectura y AT4, Clínica Alejandría en Valencia. Fotografías David Zarzoso. Fuente: Ecoclay. Tabla 2.Nomenclaturas de las amasadas de los morteros preparados seleccionados • Cal en pasta Para estabilizar el mortero de arcilla, ya que se ha de ensayarse tanto en interior como en exterior, se utiliza como aditivo la cal en pasta (CL-90S PL) (Fig. 26) tal como la define y contempla la normativa UNE-EN 459-1:2016 Cales para la construcción. Parte 1: Definiciones, especificaciones y criterios de conformidad para revocos y enlucidos. La proporción estándar vendrá referenciada por ANCADE (Asociación Nacional de Fabricantes de Cales y Derivados de España), la cual define una relación de 1:8, 1:6 y 1:3 teniendo en cuenta el volumen total de la masa de mortero. Además, según los datos de la Federación Francesa de la Construcción (FBB,2012), podemos obtener una orientación sobre el volumen de cal en pasta como aditivo para revocos de arcilla, siendo el máximo para capas de enlucido de un 20%. Por tanto, se decide comprobar 1 dosificación con un 20% de aditivo como máximo y contrastarla con otra dosificación utilizando la mitad, un 10%. En consecuencia, finalmente tendremos seis (6) amasadas diferentes, correspondientes a los tres colores escogidos (Rojo, Amarillo y Gris) con dos dosificaciones de cal en pasta cada uno (10% y 20%) que procederemos a caracterizar, analizar y ensayar. No utilizaremos morteros destinados a la capa base, solo morteros de revoco, por lo que el mismo tipo de mortero de arcilla será utilizado en todas las capas del revestimiento, tanto revoco como enlucido. En la Tabla 2 se muestran las designaciones elegidas para denominar a las diferentes muestras de mortero. Fig. 26. Cal en pasta utilizada. CL-90S PL Cales Gordillos. 32 • Superfices soportes Para conseguir buenas prestaciones de los morteros de arcilla, es necesario que el soporte sobre el que se aplica reúna unas características mínimas que permitan su buena adherencia, tanto en el proceso de colocación como a largo plazo para su mantenimiento y estabilidad. Dependerá, por tanto, de varios factores como pueden ser la porosidad, la compatibilidad química o el nivel de absorción del mismo. Además, hay que tener en cuenta que las variaciones de dilataciones y retracciones térmicas derivadas de las condiciones climatológicas a la que está sometido el soporte, sobre todo en las superficies exteriores, puede provocar esfuerzos mecánicos entre las distintas capas que el revestimiento debe solventar sin incidencias. Es por ello por lo que uno de los factores más importantes a considerar en este tipo de morteros será la superficie sobre la que se aplique, aparte de las dosificaciones utilizadas y el tipo de aplicación. Teniendo en cuenta esto, aplicaremos los morteros de arcilla seleccionados sobre diferentes tipos de bases material, como ya se ha descrito, para poder analizar su comportamiento tanto en condiciones climáticas controladas como es en el interior del Laboratorio, donde se verifica una temperatura ambiente constante de ±24ºC y HR ±55%) y su exposición a la intemperie donde influye el clima exterior, cambiante en temperatura, asoleamiento y humedad relativa del aire. Los soportes elegidos serán acorde con la norma UNE-EN 1015-12:2016: Métodos de ensayo de los morteros de albañilería. Parte 12: Determinación de la resistencia a la adhesión de los morteros para revoco y enlucido endurecidos aplicados sobre soportes donde especifica que los soportes para el ensayo de las muestras de mortero pueden ser ladrillos cerámicos, bloques silicocalcáreos, de hormigón o prefabricados del mismo. A partir de los materiales disponibles para nuestro trabajo y partiendo de esta normativa, escogeremos unos soportes con diferentes características para realizar el ensayo de adherencia y comprobar la compatibilidad entre las diferentes muestras. Por tanto, escogeremos piezas de adobe fabricadas in situ, placas de piedra natural calcarenita y rasillones de cerámica(Fig 27), materiales que podemos encontrar fácilmente en el mercado y semejantes a una aplicación real en obra que puedan tener los morteros de arcilla. Finalmente, para todas las amasadas y sus dosificaciones con cal en pasta tendremos un total de 12 muestras sobre las que realizaremos el ensayo de adherencia, 6 de las cuales estarán colocadas durante un intervalo de tiempo mínimo de 28 días, en el exterior y otras 6 dentro del Laboratorio de Construcción de la ETSA, Universidad de Sevilla, donde se realizarán los ensayos y proveerá de todo el equipamiento necesario para la realización del mismo. Fig. 27. Superficies soportes: Piedra calcarenita, Placas de adobe y rasillón cerámico 33 • Condiciones de Aplicación: Todas las muestras se aplicarán sobre los soportes limpios y no degradados que nos ofrece el Laboratorio de Construcción como método de iniciación a los ensayos de adherencia. De esta manera analizaremos la respuesta de morteros de arcilla estabilizados sobre cual tipo de soportes (de tierra cruda, piedra natural o cerámico) que podemos encontrar fácilmente en un edificio de construcción tradicional o estandarizado con productos industriales del mercado. Para garantizar un buen agarre entre el mortero de arcilla y la superficie a tratar, se decide ejecutar la capa de revoco mediante dos aplicaciones, una directamente sobre el soporte y otra capa de acabado, para tener un espesor total que no supere los 5 mm de espesor. El grosor de las capas influirá en el secado y fraguado del mortero de arcilla y más al contener cal en pasta en la dosificación (GonzálezSerrano, 2016), por lo que deberemos controlar la cantidad de agua añadida y la que puede contener la propia cal en pasta. Además, hay que tener en cuenta que, si el soporte no presenta una porosidad adecuada, es muy liso y poco permeable sería necesario colocar un producto fijador o elemento en la capa base para conseguir unos buenos resultados en su adherencia. (Didier-Felgten, 2005) Al realizarse el ensayo en Laboratorio y en muestras individuales de diferentes superficies, la aplicación sobre el soporte que se encuentra en posición horizontal sobre la mesa de trabajo, se hace de forma manual con palustre para luego alisar con una llana flexible en una sola dirección. Este proceso lo repetiremos para ambas capas mientras que la masa esté en estado fresco para tratar de garantizar una buena adherencia. Tradicionalmente, tal como sería la ejecución en obra, se emplea una aplicación que consiste en el lanzamiento de la mezcla con el palustre desde una corta distancia a la superficie lo que mejoraría seguramente su adherencia, pero se descarta esta opción y se aplica por arrastre sobre la superficie. Hay que considerar que en obra la mayoría de los revestimientos se aplican sobre paramentos verticales, si se revisten muros. • Preparación de las amasadas: Para una correcta dosificación de la muestra es importante controlar la cantidad de agua de cada amasada. Según datos del fabricante Ecoclay, para preparar la masa de sus morteros de arcilla preparados sin aditivos es necesario un porcentaje de agua del 24% (con una tolerancia del +-2% según las condiciones ambientales y para todos los colores de morteros) del peso total del mortero a utilizar. Para conseguir el rendimiento descrito por la empresa (1.4 kg/m2), nos debemos remitir a la normativa UNE-EN 1015-11:2020: Métodos de ensayo de los morteros para albañilería. Parte 11: Determinación de la resistencia a flexión y a compresión del mortero endurecido, donde se debe preparar 1.5 veces la cantidad total de muestra necesaria para el ensayo. Además, la composición mineralógica influye en aporte de mayor o menor contenido en agua del mortero (González-Serrano, 2016), por lo que tomaremos como base de referencia los datos de su investigación. Por otra parte, para mejorar la consistencia de la muestra es recomendable dejar un tiempo de reposo entre la preparación de esta hasta su aplicación (FBB, 2012). Según las indicaciones del fabricante, Ecoclay, se debería humedecer el producto al menos 3 horas antes de su aplicación, aunque según referencia González-Serrano, 2016, es recomendable dejar la mezcla preparada y humedecida al menos 24h antes, para asegurar que su plasticidad sea óptima. SOPORTES PARA LA APLICACIÓN DE LOS MORTEROS Para la aplicación de los morteros de arcilla 9 34 El paso inicial en toda fase experimental, para proceder a ensayar los morteros de arcilla, conlleva diferentes pruebas que nos permitan clasificar e identificar características esenciales de la amasada para luego, mediante el ensayo de adherencia obtener valores de su resistencia a la adhesión en diversas superficies expuestas a distintas situaciones de servicio. Los resultados obtenidos estarán relacionados por una parte con factores inherentes al revoco de arcilla (dado por las diferentes dosificaciones de cal en pasta, agua y morteros de arcilla) y por otra parte con los factores externos al revoco de arcilla (como son las condiciones ambientales y tipo de soporte) El proceso experimental, se realiza con los siguientes procedimientos donde se puede diferenciar 3 tipos de ensayos: • Pruebas previas: Antes de comenzar el ensayo en sí mismo, es recomendable realizar pruebas previas o comúnmente llamadas de campo para comprobar que la masa tiene proporciones adecuadas entre mortero y agua. Por ejemplo, se puede medir la cohesión de la misma mediante la prueba de la bola (figura 28) para ver si su dosificación de agua es suficiente y conseguir así una plasticidad y una capacidad aglutinante óptimas. En esta prueba de control se coge una muestra de mortero y se amasa creando una bola de unos 5cm de diámetro que se deja caer desde una altura de 1.5 metros aproximadamente. Según el tipo de deformación que presente la bola podemos constatar su nivel de fisuración y, por tanto, si las proporciones de sus componentes son adecuadas. También se podría medir la retracción del mortero para evaluar su resistencia a la rotura cuando está sometida a esfuerzos de flexión o su resistencia en estado endurecido (figura 299) mediante pruebas de retracción y resistencia seca respectivamente. En el primero, se coloca el mortero en un molde circular metálico de unos 50 mm de diámetro y se controla la contracción que se produce en los 2 primeros días de secado. En el segundo, se verifica su resistencia mediante la rotura de la pieza manualmente. En este trabajo, debido a que usaremos un producto preparado ya predosificado, no será necesario realizar estas pruebas ya que el fabricante nos detalla sus características para poder ejecutarlo correctamente. En este caso, haremos pequeñas comprobaciones ya que se adiciona cal en pasta y el propio aditivo contribuirá en modificar las propiedades de la masa. PROCEDIMIENTOS DE PRUEBAS Y ENSAYOS Pruebas a realizar en estado fresco y endurecido sobre las distintas muestras. 10 Fig. 28. Proceso de realización de la prueba de la bola y resultados. Fuente: CANAVESI-2020 Fig. 29.Proceso de medición de la retracción y rotura de las distntas probetas. Fuente: González-Serrano, 2016 35 Son pruebas que se realizan antes de que la mezcla pueda iniciar el proceso de fraguado y endurecimiento o de que puedan producirse interacciones químicas irreversibles tras haber añadido aditivos y agua a al mortero de arcilla. De esta manera se puede estudiar si la dosificación de cada elemento ha sido la adecuada para conseguir una consistencia y densidad suficientemente maleables con las que se pueda trabajar en su aplicación. Existen diversos métodos con los que hacer estas comprobaciones, pero se toma como referencia el procedimiento de la norma UNE-EN 1015-3:2000 (Métodos de ensayo para morteros de albañilería. Parte 3: Determinación de la consistencia del mortero fresco (por la mesa de sacudidas)) y UNE-EN 10142:1999 (Métodos de ensayo de los morteros para albañilería Parte 2: Toma de muestras total de morteros y preparación de morteros para ensayos). • Consistencia Este ensayo servirá para confirmar que el porcentaje de agua escogido para cada amasada es el adecuado. Esto se traducirá en un valor de escurrimiento que demuestre que se puede utilizar como revoco, lo que significa obtener un mortero medianamente fluido y fácil de aplicar. El ensayo debemos de realizarlo siguiendo las pautas dadas por la normativa UNE-EN 1015-3:2000, mencionada. En cuanto a instrumental necesario para el procedimiento experimental, el ensayo se realizará en una mesa de sacudidas con su respectivo cilindro de forma troncocónica (de bronce de 60 mm de altura y diámetros 100 mm en la base y 70 mm en la parte superior) y un pisón de resina polimérica (40 mm de diámetro, 200 mm de longitud y masa de 250 gramos). Tras haber transcurrido el tiempo descrito en apartados anteriores sobre la humectación de las amasadas, podemos comenzar a realizar el ensayo. El procedimiento consiste en compactar 2 tongadas sucesivas de mortero en el interior del cono metálico mediante el pisón de resina polimérica. Es decir, se rellena el mismo hasta la mitad de su volumen, se apisona con 10 golpes y se repite el proceso nuevamente hasta colmatar el cilindro. Una vez realizado esto, se desmolda con facilidad gracias a la previa aplicación de una fina capa de desencofrante (tanto en el interior del mismo como en la mesa de sacudidas), y se deja caer el disco de la mesa 15 veces con una frecuencia constante de 1 segundo. Después mediremos el diámetro (en mm) del mortero extendido sobre la mesa de sacudidas en dos direcciones perpendiculares para conseguir un valor de escurrimiento. Como este procedimiento lo repetimos 2 veces por amasada, haremos la media de los resultados obtenidos en cada uno de ellos teniendo en cuenta que los resultados no deben diferir más de un 10% entre ellos. Además, estos datos los trasladaremos al valor de escurrimiento tomando como referencia los dados por la normativa UNE-EN 1015-2:1999 como vemos en la Tabla 3, en la cual se relaciona dicho valor con la densidad aparente del mortero fresco. Finalmente, compararemos este dato con las tablas definidas por AFAM (AFAM, 2012) sobre los requisitos y clasificación que tendremos como recomendación para revestimientos de mortero como vemos en la Tabla 4. La consistencia, por tanto, deberá ser plástica para garantizar una fácil aplicación de la mezcla sobre los soportes. ENSAYOS EN ESTADO FRESCO Tabla 3. Valor de Escurrimiento para diferentes tipos de mortero para revoco y enlucido 36 • Densidad Aparente Con este procedimiento conoceremos el nivel de compactación que tiene la amasada, es decir, la facilidad con la que puede circular el aire y el agua a través de sus poros. Para evaluar la densidad aparente en estado fresco seguiremos las normas dadas por UNE-EN 1014-6:1999 (Métodos de ensayo para morteros de albañilería Parte 6: Determinación de la densidad aparente del mortero fresco). En cuanto a los elementos que se necesitan se emplean un recipiente cilindro metálico (capacidad 1L y diámetro de 12.5 cm) y una balanza medidora. El procedimiento consiste en rellenar dicho recipiente con la masa de mortero a ensayar y compactarla mediante sacudida para obtener un valor de densidad aparente. Para ello, se rellena la mitad del volumen del cilindro con el mortero, se bascula de un lado a otro 10 veces y se deja caer otras 10 veces desde una altura de 3 cm sobre una base sólida. Después, se rellena nuevamente el recipiente en su totalidad (enrasándolo si fuera necesario) y se repite el mismo proceso para tomar una medida final de su peso. Al igual que con la consistencia, haremos este proceso 2 veces por cada amasada y tomaremos una media en los resultados parciales obtenidos (procurando una diferencia menor al 10% entre ellos). Finalmente, los resultados obtenidos deberán seguir las recomendaciones dadas por la norma UNEEN 1015-6:1999 y por el fabricante Ecoclay que se muestran en la Tabla 5. Además, se tendrán en cuenta las recomendaciones dadas por AFAM para verificar si los resultados cumplen con los criterios de aceptación mostrados en la tabla 6, (Gonzalez-Serrano,2016). Tabla 6. Propiedades y requisitos para morteros de revoco en estado fresco: densidad Tabla 4. Propiedades y requisitos de morteros para revoco en estado fresco: consistencia Tabla 5. Valores de Referencia para densidad aparente 37 Fig. 30. Tipos de Rotura. Fuente: UNE-EN 1015-12:2016 Leyenda:1 Pastilla para tracción 2 Capa de adhesivo 3 Mortero 4 Soporte Rotura Adhesiva Tipo a Rotura Cohesiva Tipo b Rotura Cohesiva Tipo c • Resistencia a la adhesión Una de las principales propiedades que debe presentar un revoco es su capacidad de adherencia al soporte sobre el que esté aplicado. De esta manera tenemos una garantía de que su resistencia ante esfuerzos mecánicos y tensionales provocados por dilataciones, tensiones o movimientos derivados de condiciones internas y externas al mortero no van a provocar que el mismo se despegue del soporte. Entre estas condiciones externas podemos encontrar todos los factores ambientales y climatológicos a los que pueden ser expuestos los revestimientos. Lluvias, heladas, cambios de temperatura y humedad en el ambiente serán parte de los agentes que desgasten el material a corto y largo plazo. Es por lo que resulta de interés investigar el comportamiento de los morteros de arcilla ante ellos, colocando parte de las muestras a la intemperie y comparándolas con aquéllas que se mantendrán en condiciones ideales dentro del Laboratorio. Además de las condiciones de exposición externas, el grado de adherencia dependerá de interacciones químicas internas entre el mortero y el soporte, como es la granulometría utilizada en la composición, el tipo de aplicación o el grado de rugosidad, porosidad o la permeabilidad al agua del soporte. Utilizaremos por ello diferentes tipos de soporte para poder hacer una comparativa entre ellos y ver qué características son las más influyentes a la hora de aplicar y conseguir buen mantenimiento de los revocos de morteros de arcilla preparados. Por tanto, para hacer el ensayo de resistencia a la adherencia se aplica el procedimiento según la normativa UNE-EN 1015-12:2016 (Métodos de ensayo de los morteros para albañilería. Parte 12: Determinación de la resistencia a la adhesión de los morteros de revoco y enlucido endurecidos aplicados sobre soportes). Para ello, se establece colocar en muestras de no menos de 300 x 300 mm por tipo de mortero y en todas las superficies seleccionadas, 5 probetas circulares sobre la capa de acabado (estas muestras circulares se realizan con anillas de acero de 50 mm de diámetro) a partir de las cuales sacaremos los valores de adherencia. Cabe aclarar que solo en los adobes, debido a la cantidad de piezas disponibles, se toman 4 probetas por muestra ya que con un mínimo de 3 se obtendrían resultados válidos. Además, según la resistencia que oponga la muestra de mortero aplicado ante la adhesión a cada una de las superficies, tendremos tipos de rotura diferentes tal como se clasifican en la Tabla 7(Fig. 30.): ENSAYOS EN ESTADO ENDURECIDO 38 Este ensayo como debe ser realizado por el fabricante y proporcionar unos valores de referencia de resistencia a la adhesión, se utilizarán los datos de referencia detallados en la Tabla 8, según Gonzalez-Serrano,2016. En AFAM,2012 (Tabla 9) encontramos además que el valor del ensayo debe ser mayor al garantizado por el fabricante. En ningún caso se especifica en qué condiciones se deban de cumplimentar estos valores puesto que no se especifica para qué tipo de aplicación, dosificación o soporte es válido este resultado. Es por lo que con este trabajo se considera oportuno presentar una metodología que evalúe de forma más específica la resistencia a la adhesión de estos morteros de arcilla bajo diferentes superficies y ambientes. Tabla 8. Valores de referencia para resistencia Tabla 9. Propiedades y requisitos de revestimiento en estado fresco: adherencia 39 Fig. 31. Fotografía de Matt Austin Images, diseño de Taner’s Sons Desgin Studio. Fuente: Clay Works. Desarrollo de la fase experimental 41 Para tener mejores parámetros de comparación entre los diferentes tipos de soporte, se decide partir de una aplicación directa del mortero sobre el mismo sin un tratamiento previo de la superficie como podría ser una capa base o un producto fijador que mejorara la adherencia entre ambos. La empresa Ecoclay dispone de un fijador para morteros de arcilla que sirve de puente de contacto entre éste y soportes de yeso, cartón yeso y polímeros, pero no lo utilizaremos debido a que nuestros soportes difieren bastante de los verificados por la empresa. (Fig. 40) La aplicación del mortero se realizará con una llana muy flexible de punta recta, de acero inoxidable de 0.3mm diseñada para una aplicación fácil de revocos y enlucidos que se utilicen para revestimientos. En primer lugar, colocaremos una capa de revoco menor a 3 mm de espesor lo más lisa posible para después proceder a la capa de acabado de 2 mm de espesor, teniendo un espesor total menor a 5 mm. El formato necesario para realizar el ensayo de adherencia tendrá forma cuadrangular de unos 300x300mm, aproximadamente. Por supuesto, esto dependerá de las dimensiones del propio soporte, pero tendremos en cuenta dejar el suficiente espacio para poder colocar las 5 marcas de 50 mm de diámetro para las sufrideras metálicas. Antes de la aplicación, el soporte deberá de ser humedecido por la cara en la que vayamos a aplicar el mortero de arcilla, para evitar el aforamiento de la amasada. A continuación, se detalla la aplicación sobre cada una de las diferentes superficies: • Adobes: 12 placas de 260x120x35mm. En primer lugar, debemos utilizar un pulverizador con agua sobre la base para humedecerla, con cuidado de no echar en exceso para no descomponer el material, recordemos que es solo tierra con fibras moldeadas. Se utilizan unos adobes ya fabricados con más de 4 años de secado, disponibles en el Laboratorio y podemos ver en la figura 41 que la superficie de unos de sus lados aunque rugosa resulta blanda y por la otra, el mampuesto presenta una superficie más lisa. La muestra se aplica sobre la cara rugosa, lo que en algunos casos se deshacen trozos con facilidad. En los colores Rojo y Amarillo haremos la aplicación sobre la cara más rugosa mientras que en la amasada Gris utilizaremos la cara más lisa. Con la llana, aplicaremos las dos capas antes descritas y procedemos rápidamente a su marcado de 50 mm de diámetro, antes de que se inicie el proceso de secado y fraguado. Debido a las dimensiones del adobe, en cada pieza colocaremos 2 muestras por lo que para poder realizar el ensayo de adherencia necesitaremos un total de 48 muestras, es decir, 12 adobes. (Fig. 42) PREPARACIÓN DE LOS SOPORTES Y APLICACIÓN DEL REVOCO Realizado durante la fase experimental 14 Fig. 40. Fijador para morteros de arcilla. Fuente: Ecoclay Fig. 41. Placa de adobe por ambas caras y aplicación mortero de arcilla Rojo. 48 • Piedra calcarenita: 6 placas de 600x300x20mm. Para humedecer la piedra, utilizaremos una esponja mojada en agua y le daremos golpes secos sobre el soporte para empapar sus poros. La aplicación de las capas es mucho más sencilla que anteriormente puesto que su superficie presenta un comportamiento más estable. Todas las muestras se aplicarán sobre el mismo tipo de base, teniendo 5 marcados en cada una, es decir, un total de 6 placas y 60 muestras. (Fig. 43) Fig. 42. Aplicación del mortero y marcado sobre placas de adobe Fig. 43. Piedra calcarenita: marcado sobre capa superficial y aplicación de la segunda capa de mortero respectivamente 49 • Rasilla cerámica: 4 rasillones de 1020x240x36mm Lo primero que recalcamos será la diferencia entre la cantidad de agua que va a necesitar este elemento cerámico con respecto a los anteriores, ya que se trata de un material poroso. Debido a su gran capacidad de absorción, necesitaremos utilizar una mayor cantidad y lo aplicaremos del mismo modo que la piedra, con la ayuda de una esponja humedecida y golpes secos sobre el soporte (Fig. 44). En obra, tendremos en cuenta que la preparación de este tipo de materiales cerámicos se deja horas bajo el agua para asegurar una correcta ejecución y adherencia del mortero al mismo. Después, aplicaremos con la llana en dirección paralela a las llagas las capas del mortero de arcilla, teniendo cuidado con los posibles restos que se puedan desprender del material puesto que impedirá una correcta adherencia. Cada muestra tendrá 5 marcados en cada una, repartidos en 4 rasillones diferentes haciendo un total de 60 muestras. Fig. 44. Humectación mediante esponja, aplicación de mortero de arcilla rojo y marcado final. 50 Tras este proceso de aplicación y marcado de las muestras para el posterior ensayo de adherencia, procedemos a cubrirlas con una doble capa de film de polietileno para mantenerlas al 95% de humedad durante el proceso de secado y curado del mortero, siguiendo lo estipulado en la norma UNE-EN 101511:2020, Métodos de ensayo de los morteros para albañilería. Parte 11: Determinación de la resistencia a flexión y a compresión del mortero endurecido. Este proceso tendrá una duración de 28 días tras los cuales realizaremos el ensayo de adherencia. En nuestro trabajo, recordamos que tendremos dos tipos de muestras, unas resguardadas durante todo el proceso en el interior del Laboratorio mientras que otras estarán expuestas durante la mitad del proceso a las condiciones climatológicas del exterior. Realmente por la inestabilidad meteorológica que se presenta los primeros días de experimentación, se procede al desembolsado y colocación de estas muestras al exterior durante los últimos 14 días del proceso, donde se enfrentarán a una temperatura cálida, oscilando entre 16ºC y 32ºC a una humedad del 40% (Fig. 45 y 46). En el interior en cambio tendremos una temperatura constante de 22ºC con una humedad relativa del 65% (Fig. 47). SECADO Y CURADO DEL MORTERO DE ARCILLA Junto con los controles dimensionales a lo largo del secado 15 Fig. 45. Colocación de la estantería al exterior. Patio de la ETSA Sevilla 51 • Controles dimensionales Se establece que se hará un seguimiento de la estabilidad dimensional de las muestras para poder cuantificar la retracción de cada tipo de mortero, es decir, para conocer la respuesta ante el secado que tiene cada uno. Como hemos descrito anteriormente, cada color tiene una composición mineralógica diferente, además de unos determinados porcentajes de cal en pasta y agua. Esto influirá en su proceso de secado y, por lo tanto, en sus propiedades y apariencia finales. Al realizar el seguimiento de las variaciones de dimensión de los marcados de cada probeta en los distintos soportes nos permite tener una caracterización más completa en nuestro trabajo. Transcurridos 14 días de la aplicación del revoco de arcilla sobre los soportes, vemos como cada amasada presenta unos comportamientos similares, pero con pequeñas diferencias. En general, todas las muestras presentan leves retracciones (con diámetros entre los 47 mm y 59mm) que no afecta a su adherencia con el soporte. Tanto en el mortero de arcilla Roja como en el Amarillo vemos fisuraciones considerables en los adobes (Fig. 48), pero éstas no se presentan en la arcilla Gris. En menor grado podemos ver que la arcilla Gris presenta un mejor acabado también en el rasillón (Fig. 49) y en piedra (Fig. 50). Fig. 46.Detalle muestras al exterior y malla de protección. Fig. 47.Muestras al interior embolsadas para mantener el 98% de humedad 52 Fig. 48.Muestras de adobes, todos las amasadas a los 14 días de su aplicación. Fig. 49.Muestras de rasillón cerámico, todos las amasadas a los 14 días de su aplicación. Fig. 50.Muestras de piedra calcarenita, todos las amasadas a los 14 días de su aplicación. 53 Transcurridos 21 días de la aplicación, destacamos que las fisuras en los adobes de los morteros Rojos y Amarillos ya afectan a la estabilidad del revestimiento y en algunos casos hay partes que incluso se desprenden del soporte (figura 51). Mientras, en la Gris aún no se ha producido ningún tipo de fisuramiento. Destacamos también que en los rasillones cerámicos los morteros Rojos y Amarillos aparecen una decoloración junto con pequeñas fisuras en el sentido longitudinal del soporte. Por otro lado, en piedra existe un craquelado del mortero en los extremos de la muestra debido al modo de aplicación pero mantiene una buena adherencia y diámetro estable. Tras esta toma de datos, se procede a colocar al exterior la mitad de las muestras, se disponen en el patio de la E.T.S.A Sevilla en una estantería metálica sobre bandejas inclinadas a 60º. Finalmente, transcurridos 28 días desde la aplicación, se puede proceder al ensayo de adherencia. Vemos que aparentemente no ha habido grandes cambios en los soportes que han sido expuestos al exterior frente a los que han estado resguardados al interior. Se presentan fisuras y decoloraciones parecidas a los 21 días (figura 52). Fig. 51.Muestras de adobes y rasillón cerámico a los 21 días de su aplicación. Fig. 52.Muestras de adobes y piedra a los 28 días de su aplicación. 54 Fig. 53.Sufrideras y pegamento bicomponente Una vez terminado el proceso de secado y curado de las muestras, se procede a la colocación de las sufrideras de aluminio de 50 mm de diámetro sobre los marcados realizados en estado fresco. Se conseguirá la adherencia entre ambos elementos gracias a una capa de pegamento bicomponente de resina epoxi (figura 53). colocada al menos 3h antes de la realización del ensayo para garantizar su secado y una máxima resistencia (figura 54). En la programación de la preparación de las muestras a ensayar se ha decidió dejar 7 días pegadas las sufrideras, lo que no supone una alteración en los resultados del ensayo. En la Figura 55 se pueden ver la totalidad de muestras al interior rojas y amarillas ensayadas. ENSAYO DE RESISTENCIA A LA ADHESIÓN EN ESTADO ENDURECIDO Realizado durante la fase experimental 16 Figura 55. Totalidad de las muestras de arcilla Roja en ambas dosificaciones y de la Amarilla (a excepción de rasillones)con la colocación de las 100 sufrideras. Figura 54 Rasillón cerámico, adobe y piedra natural con revestimiento de arcilla roja tras 4 semanas de secado tras su aplicación. 55 Para realización concreta del ensayo de resistencia a la adhesión se utiliza un dispositivo electrónico portátil que mide magnitudes eléctricas como resistencias (Fig 57). De esta manera se obtiene el valor de tensión máxima y el tipo de rotura de la muestra. Para ello, en primer lugar, debemos nivelar el dispositivo para garantizar una extracción ortogonal; después se procede a su colocación mediante atornillamiento a la sufridera y con su extracción se obtiene el valor de la resistencia a la adhesión sobre el soporte. Los valores dados se miden en kg/cm2 pero lo referiremos a las mismas unidades que consta en la normativa, N/mm2. (Fig 56). En algunos casos se comprueba que la capa de pegamento no ha sido lo suficientemente gruesa como para conseguir una adherencia entre la sufridera y el mortero, por lo que se procede a pegarlas de nuevo para conseguir unos resultados válidos. A continuación, en la tabla 14. se muestran los resultados finales obtenidos de resistencia a la adhesión y tipo de rotura de las diferentes amasadas sobre los distintos soportes. En el anejo se adjunta un desarrollo en detalle de cada muestra ensayada y observaciones sobre las mismas. Tabla 14. Valores medios de adherencia de todas las dosificaciones y soportes Figura 56. Muestras amarillas y rojas al interior tras el ensayo. 56 Fig. 57.Procedimiento de ensayo con aparato medidor de resistencia. 57 CERÁMICA(Figura 63): en cambio sí vemos unos resultados verdaderamente favorables, sobre todo en las muestras al exterior en las amasadas rojas “R” y grises “G” mientras que en las amarillas “A” presentan un comportamiento similar en ambos ambientes. Esto puede deberse a la retracción que sufre la cerámica durante el secado, cuya dilatación por cambios de temperatura pueden haber favorecido la adherencia del mortero a la base de soporte. Además, la aplicación sobre el rasillón cerámico era más sencillo puesto que su llagueado permitía de antemano una cierta adherencia entre la capa base y la de revoco. El tipo de rotura que prevalece es el c, dándose rotura a en algunas muestras de arcilla gris “G” y del tipo b en rojas “R”. Fig. 63. Cerámico, todas las dosificaciones y colores a interior y exterior Fig. 64. MORTERO ROJO todas las dosificaciones y soportes a interior y exterior • SEGÚN COLOR DE MORTERO: se analizan de forma diferenciada cada tipo de dosificación de morteros para interior y exterior de acuerdo con el tipo de arcilla que contiene Teniendo en cuenta la arcilla que compone cada mortero se verifican los valores obtenidos sobre cada una de las superficies aplicadas. MORTEROS ROJOS “R” (Figura 64): los valores de adherencia no mejoran con la adición de cal en pasta y además en general no se obtienen valores superiores al 0.05N/mm2 tomado de referencia. Este límite sólo es superado por los soportes cerámicos 10I, 10E y 20E. El tipo de rotura que prevalece es el c aunque en buena parte de las muestras encontramos rotura tipo b. Esto es favorable en los soportes cerámicos y adobes puesto que son roturas adecuadas para su uso como revestimiento. 64 MORTEROS AMARILLOS “A” (Figura 65):los valores de los morteros sin aditivo en este caso, son similares a los morteros rojos, presentando mejor adherencia en las superficies de piedra y cerámica comparada con los adobes. Se observa mejor respuesta en la dosificación con 20% de cal en pasta sobre piedra al interior, mientras que en adobe y cerámico los mejores resultados se obtienen con las mezclas con un 20% de cal al exterior. El tipo de rotura que prevalece es el c, dándose el caso en algunas muestras de rotura a, por lo que la resistencia a la adherencia ha sido relativamente alta en todas las superficies. Por tanto, al igual que en los morteros de arcillas rojas, aunque los resultados numéricos puedan considerarse bajos, el comportamiento adhesivo que muestran es bastante fiable. MORTEROS GRISES “G” (Figura 66): en este tipo de morteros cabe destacar en general la repercusión tan favorable en la resistencia a la adhesión que provoca la adición de cal. Exceptuando el soporte de piedra 10I, se consiguen unos mejores resultados en situación interior que a exterior. Al exterior sin embargo existe una mejoría únicamente en soporte adobe y cerámico. El tipo de rotura que prevalece es el c, dándose el caso en algunas muestras de rotura a lo cual vuelve a mostrar la favorable adhesión de los morteros, independientemente del valor de resistencia obtenido. Fig. 65. MORTERO AMARILLO todas las dosificaciones y soportes a interior y exterior Fig. 66. MORTERO GRIS todas las dosificaciones y soportes a interior y exterior 65 • SEGÚN AMBIENTE INTERIOR: se analizan de forma diferenciada cada tipo de mortero con aditivo y sus variaciones en cuanto a dosificación de aditivo expuestos, durante su estado de secado y curado en ambiente interior, con temperatura controlada de ±25º C y HR ± 55 % y el tipo de soporte. En los datos aportados de morteros de arcilla sin aditivos (GONZÁLEZ-SERRANO,2016) los resultados son prácticamente idénticos en el comportamiento de los adobes, independientemente del color(Figura 67). En cambio, tanto en la piedra como en cerámico los mejores resultados se obtienen en los morteros de color rojo “R” mientras que va disminuyendo en los morteros de arcillas amarillas “A” y gris “G. Si se seleccionan solo las dosificaciones con 10% de cal en pasta (Figura 68), existen resultados dispares tanto por el tipo de soporte como en las diferentes amasadas. Por un lado, las amasadas de morteros rojos “R10I” tienen un mejor comportamiento en material cerámico, las del amarillo “A10I” en Piedra y las de los grises “G10I” en adobes. El tipo de rotura que prevalece es el c, dándose el caso solo en algunas muestras de piedra y cerámico rotura a. Si por el contrario el análisis se realiza con las dosificaciones con el 20% de aditivo (Figura 69), la amasada de mortero gris “G20I” presenta una buena resistencia a la adherencia, especialmente en la piedra. En la amasada de los morteros rojos “R20I” se consiguen unos valores constantes para piedra y cerámica mientras que en la amarilla “A20I” existe variaciones entre los soportes, especialmente una gran diferencia con los adobes. El tipo de rotura que prevalece es el c, a excepción de adobe y cerámico rojo donde se da del tipo b. Fig. 67. INTERIOR 0% todas los colores y soportes Fig. 68. INTERIOR 10% todas los colores y soportes 66 • SEGÚN AMBIENTE EXTERIOR: se analizan de forma diferenciada cada tipo de mortero con aditivo expuesto durante su estado de secado y curado en ambiente exterior, con temperatura controlada de ±25º C y HR ± 55 % y sobre todos los tipos de soporte. En las dosificaciones con cal en pasta del 10%(Figura 70), destaca la aplicación sobre soporte cerámico en el mortero rojo “R10E” en cambio en los adobes grises sobresale “G10E”. En los soportes cerámicos al igual que ocurría con las muestras al interior presenta buenos resultados en el mortero rojo “R” mientras que disminuye en el amarillo “A” y el gris “G” respectivamente. No prevalece ningún tipo de rotura, se presentan valores medios para tipo a, b y c indistintamente en las tres amasadas y soportes, siendo mejores las dosificaciones del 10%. En las dosificaciones con el 20% de cal en pasta al exterior (Figura 71) hay una respuesta favorable en los soportes cerámicos de todas las amasadas, continuando en valores con la piedra y los adobes. Se destacan los resultados de la amasada del mortero gris “G20E” por sus valores continuos en adobe y piedra. Encontramos generalmente rotura tipo c pero con variaciones entre la b y a entre los 3 tipos de morteos. No existe correlación entre las distintas muestras. Fig. 69. INTERIOR 20% todas los colores y soportes Fig. 70. EXTERIOR 10% todas los colores y soportes Fig. 71. EXTERIOR 20% todas los colores y soportes 67 Fig. 72. Fotografía de Oculis Project, diseño de Bone Studio, proyecto HOOF Café. Fuente: Dezeen Magazine. Conclusiones 69 Tras realizar, con este trabajo principalmente experimental, solo una parte de lo que puede considerarse un campo de estudio amplio entorno a los revocos de tierra cruda, se pueden plantear una serie de conclusiones que intentan arrojar algo de luz al panorama que se abordó hace 8 meses. Se decide reunir estas reflexiones en apartados diferenciados para describirlos de la siguiente manera: • La investigación y la profesión de arquitecto: La investigación en materiales (tanto tradicionales como experimentales) normalmente puede verse como un campo alejado de la profesión del arquitecto. Definir un ensayo experimental conlleva una lectura detallada de normativa, artículos científicos y síntesis de datos que pueden resultar tediosos pero que, sin embargo, aportan unos resultados en cuanto al aprendizaje y conocimientos sorprendentes. Se ha podido verificar que gracias a la disciplina del método científico, se pueden obtener una gran capacidad de análisis y de correlación de información que el arquitecto, desde su formación, puede implementar en el ámbito de la arquitectura. Desde el punto de vista puramente científico, el estudio de un producto en un laboratorio lleva a unos resultados un tanto abstractos, es decir, se obtiene un dato empírico que es difícil traducir a una aplicación real del mismo. En cambio, desde el punto de vista de la arquitectura, un material será la herramienta que concretar, dar forma y textura lo ideado, dibujará una imagen de la cultura del lugar y vinculará su conservación patrimonial. Es por ello, que el planteamiento inicial de este trabajo, ya consideraba aprender cómo se puede rescatar y mejorar un material sencillo, saludable e imperecedero en la arquitectura, que ha sido postergado por las prácticas impuestas desde el invento del cemento y el acero a finales del siglo XIX. Para ello, ha sido necesario aprender y comprender las metodologías y procedimientos de otras disciplinas, completamente accesibles, que durante siglos de aplicación han derivado al desarrollo de una amplia gama de productos que se disponen en la actualidad. Sólo se necesita interés en comprenderlos para que el ejercicio de experimentación sea enriquecedor, tal como lo ha sido en este caso, tanto para la persona que lo realiza como para la sociedad que se nutre de ello. • Los morteros de arcilla y su regulación normativa: En primer lugar, se reivindica la necesidad de establecer, en España, un escenario normativo y de reglamentación de uso específico sobre los revestimientos de arcilla para su uso en la construcción. Aunque en este trabajo se demuestra que se puede tener en cuenta lo referido en la normativa vigente para morteros de albañilería (específicamente de revocos y enlucidos) para tener unos criterios sobre su elaboración, aplicación y posterior mantenimiento, cualquier irregularidad producida en el proceso conlleva cambios en las propiedades finales del producto. Es por ello, que este trabajo fin de grado junto con otras investigaciones existentes puede servir de guía tanto para su desarrollo a nivel de ensayos en laboratorio como de su puesta en obra, por supuesto, abiertos a modificaciones y desarrollos más exhaustivos. Por otra parte, aunque el fabricante define algunos criterios en cuanto a las dosificaciones a tener en cuenta para un mortero de arcilla sin aditivos, debería ampliar su caracterización para el uso con estabilizantes, y considerar la importancia dela diversidad de soportes (los cuales podemos encontrar fácilmente en el mercado) y los diversos tipos o procedimientos de aplicación, de acuerdo a la experiencia recopilada en varios años de comercialización. Se ha podido verificar que, además, las propiedades mineralógicas de cada tipo de arcilla suponen una diferenciación en las características de los morteros por lo que debería de desarrollarse un estudio pormenorizado en este sentido. Todos estos aspectos, se consideran ámbitos básicos de los que dependerá el resultado final. CONCLUSIONES GENERALES 19 70 • Los morteros de arcilla y su uso estandarizado en construcción: Como consecuencia de lo mencionado, la repercusión que tiene esta ampliación de datos y la falta de regulación específica, supone contar con una incompleta guía de factores que inciden también en su puesta en obra. Por una parte, el mortero de arcilla cuando tiene como aditivo la cal en pasta necesita considerar una correcta proporción en sus componentes, lo que facilitaría contar con una base de datos adecuada que permita reproducir en obra, de manera sencilla, unas dosificaciones óptimas sin necesidad de herramientas de trabajo especializadas. Además, la preparación de los morteros requiere un control riguroso en los tiempos de amasado y en su reposo. Lo que permite reflexionar que un incorrecto almacenamiento de la mezcla durante esta fase puede suponer un gran cambio en las propiedades del producto final. Por otra parte, su aplicación necesita una mano de obra cualificada que controle su correcta ejecución en las diferentes formas y soportes que se puedan encontrar en un proyecto real. El acabado final, diversas opciones de diseño y su conservación dependen de ello. Cabe destacar que todos estos factores hacen que actualmente su uso en obras de pequeña escala, unos cuantos muros, sea factible siempre que se sigan dichas recomendaciones y controles. En cambio, a gran escala sería necesario desarrollar un protocolo de actuación previo para garantizar que se pueda utilizar siguiendo las pautas descritas. Cuestión que en realidad está implícita en cualquier producto nuevo que sale al mercado y con características especiales o diferenciadas a los más usados. Consecuentemente, es necesaria una mayor divulgación e investigación sobre el uso de los morteros naturales en el mundo de la construcción. A pesar de su dificultosa aplicación debido a la falta de regulación, pueden suponer un gran cambio a nivel medioambiental si se consigue una estandarización del producto que logre aceptación técnica y del promotor. Las prestaciones y usos que conllevan los materiales naturales en la construcción, la mayoría de las veces, pasan desapercibidos por desconocimiento y es necesario restaurarlos en búsqueda de una arquitectura más saludable, que conserve los recursos naturales y sea amable en los procesos de fabricación y puesta en obra. Además, existe y se pone en evidencia la necesidad de continuar estudiando estos materiales y productos no solo en ambientes interiores sino, sobre todo, en su posible aplicación en el exterior. Para ello, debe plantearse, desde el rigor experimental, ya que algunas afirmaciones generalistas han conseguido que las intervenciones no hayan sido lo esperado. Si esto no se hace con severidad, se dan pasos hacia atrás en la reivindicación de la oportunidad de recurrir a estos materiales en la arquitectura. 71 20 72 El trabajo experimental ha sido necesario para conocer y ayudar a divulgar la singularidad que supone trabajar con los morteros de arcilla. Centrándonos en los morteros, pero transferible a cualquier producto, en el campo de la arquitectura se pide unas prestaciones homogéneas y únicas bajo cualquier circunstancia. En materiales artificiales, como son los cementos y hormigones, existe un margen de variabilidad pequeño si se compara con los que puede haber con los morteros naturales. Al no tratar con un producto de talla única, que además se encuentra de muy diversa naturaleza en todos los lugares del mundo, es necesario conocer las pautas de funcionamiento, los rangos admisibles, las particularidades de su puesta en obra y mantenimiento. Para esto, se debe dejar de intentar equiparar al funcionamiento normativo derivado del cemento y demás productos industriales a los productos naturales. A continuación, se destacan algunos aspectos a tener en cuenta: • Dosificaciones: Como ya hemos comentado, las propiedades mineralógicas de cada tipo de arcilla suponen grandes cambios en sus características y se traduce y comprueba en el ensayo de consistencia y de densidad aparente. Son materiales de una gran sensibilidad al agua de amasado y reaccionan de manera condicionada a la dosificación. Los valores de escurrimiento y la trabajabilidad de la mezcla dependerán sobre todo del tipo de arcilla con el que trabajemos, teniendo el porcentaje de agua utilizado y aditivo también gran influencia. La elección del color de la arcilla en el mortero implica, por tanto, un comportamiento singular: las arcillas rojas son las menos densas y menos plásticas debido a su alto contenido en Óxido de Hierro, necesitando, por tanto, un porcentaje de agua superior al descrito por el fabricante. En cambio, en las grises se comprueba lo contrario, su contenido en Caolinita hará que, con menos humedad que la recomendada, se consiga una plasticidad mucho mayor y unos valores de escurrimiento óptimos para los morteros de revoco. Podemos concluir por tanto que el porcentaje de agua necesaria debe detallarse rigurosamente y controlarse según el tipo de arcilla a utilizar, llevando esta revisión al campo normativo y regulador. Además, en el estudio ha sido difícil contabilizarlo con exactitud puesto que la cal en pasta ya contiene cierta cantidad de agua en su composición, lo que facilita su trabajabilidad con el resto de añadidos, pero impide tener un control riguroso de contenido de agua en el amasado de la mezcla. En obra, este factor puede estar condicionado a la experiencia del operario después de métodos de prueba y error. Con respecto a las dosificaciones de cal en pasta, no mejoran los valores resistentes de adherencia de manera contundente, se observan algunas mejoras dependiendo del tipo de arcilla y del soporte en el que se hayan aplicado. En general las dosificaciones con un 10 % de cal en pasta se comportan mejor en el proceso de secado y curación que las que tienen 20%, ya que este aditivo acelera el proceso de carbonatación y el mortero tiende a cuartearse. A mayor cantidad de cal e pasta, mayor será la retracción en el proceso de secado, por lo que será recomendable en dosificaciones superiores al 10 % partir de un mortero base fibrado o una malla anti retracciones que garantice mejor resultado. Además, la experimentación con muestras en el exterior y en el interior permite concluir que, en un uso protegido, no es necesario que se adicione cal para aumentar o garantizar la adherencia. En estos casos quizás la necesidad de adición de cal, como aditivo estabilizante, venga dada más por la aplicabilidad en zonas húmedas o sensibles a la humedad. Pero hay que considerar que se demuestra que en algunas muestras existe una decoloración superficial tras la fase de secado. Esto puede deberse a la falta de un batido heterogéneo durante el amasado, lo que provoca que las partículas de cal en pasta no se distribuyan uniformemente en la mezcla, carbonaten y se diferencien de la arcilla contenida en el mortero y, por tanto, cambien el color final. CONCLUSIONES DEL ENSAYO EXPERIMENTAL Sin embargo, teniendo en cuenta que estamos hablando de un producto que también ornamenta el espacio, se puede tener en cuenta estas circunstancias para lograr efectos estéticos particulares y de diseño gracias a las distintas dosificaciones. • Preparación y aplicación del mortero de arcilla: Debido a las irregularidades en el color de acabado, se recomienda utilizar en el proceso de amasado una batidora eléctrica de baja potencia que garantice una mezcla homogénea del aditivo tras haber añadido el agua a la arcilla predosificada. Cabe recalcar la importancia que tiene asegurar un buen agarre entre las diversas capas del revestimiento y el soporte, pudiendo particularizar la cuestión por cada soporte. En adobes es necesario un tratamiento previo sobre la superficie para garantizar la presencia de una capa de transición entre la capa base y el revoco, contribuyendo a la adherencia una leve compactación de la misma. En piedra es recomendable tener una superficie con un grado de porosidad o rugosidad que facilite su adherencia, evitando superficies pulidas o lisas. En los materiales cerámicos al haber conseguido buenos resultados, se destaca que su porosidad y relieve irregular y estriado ha podido influir en la buena adherencia del revestimiento. En definitiva, para asegurar la adherencia entre el soporte y el mortero de revoco es imprescindible que su superficie sea estable y con cierto nivel de rugosidad, que sirva de agarre mecánico. Por otra parte, para mejorar la adherencia entre la capa base del mortero y su capa de acabado, sería recomendable colocar un elemento que absorba retracciones y que facilite mecánicamente el agarre entre ellos como puede ser una malla textil de tejido natural preferentemente, o una capa base de mortero con fibra. • Exposición ambiental: Tras el análisis de resultados existen diferencias en el comportamiento de las distintas muestras y soportes al interior y al exterior. Se partía de la base de que su exposición al exterior aceleraría el proceso de secado (por tanto de la carbonatación de la cal en pasta), provocando una mayor resistencia en su adhesión pero esto sólo ocurre en aquéllas muestras sobre soporte cerámico. Esto será especialmente notable en las arcillas rojas, donde en todas sus dosificaciones y exposiciones se obtendrán mejores resultados. Sin embargo, en el resto de soportes al exterior tendremos unos resultados menores a los de interior en todas las amasadas. Las amasadas rojas y amarillas tendrán un comportamiento similar ante ambas exposiciones mientras que en la amasada gris responderá mejor al interior. En una posible utilización en exterior, los resultados permiten concluir que la adición de un 10% de cal es suficiente para conseguir un mejor comportamiento en el caso de los morteros de arcillas rojas y grises, pero no es suficiente para emplear arcillas amarillas, al menos en los casos que se han estudiado en este trabajo. Se puede concluir, por tanto, que la influencia del grado de exposición ambiental en la resistencia a la adherencia de los morteros de arcilla dependerá tanto de su composición mineralógica como del tipo de soporte sobre el que se aplique, pudiendo mejorar en gran medida sus valores. En el caso de una aplicación real en una obra, este factor será determinante puesto que sus prestaciones finales pueden verse alteradas. 73 - Portada. Fotografía de Matt Austin Images, diseño de LSM, acabado personalizado de tierra cruda. Fuente: Clay Works. URL: https://clay-works.com/?gallery=gaucho-charlotte-street - Fig. 1. Revestimiento discontinuo paneles fonoabsorbentes de fibra de madera Fuente: Tectónica 39. Interiores: revestimientos - Fig. 2. Distintas capas de un revestimiento continuo de barro. Fuente: Casas de paja web. URL: http:// casadepaja.es/revestimientos-acabados-y-pinturas-en-la-bioconstruccion/ - Fig. 3: Mapa de la expansión de las técnicas de construcción en tierra por el mundo. Fuente: (JAQUINCHARLES, 2012) - Fig. 4. Gran Mezquita de Djenné Fuente: Fotografías de Michele Alfieri - Fig. 5. Ciudad de Tomboctú. Fuente: Fotografías de Moussa Niakate - Fig. 6. Torreón Palacio de Peñaflor, Écija. Fuente: (Turismo de Écija) - Fig. 7. Fachada Palacio de Peñaflor, Écija. Fuente: (Banco de imágenes del Patrimonio Cultural Andaluz) - Fig. 8. Patio Palacio de los Marqueses de la Algaba, Sevilla España. Fuente: (Leyendas de Sevilla) - Fig. 9. Galería fachada Lorenzo de Oviedo Alcázar de Sevilla España. Fuente: (Alcázar Sevilla) - Fig. 10. Detalle de las diversas técnicas del Litema, fotografiadas por Carina Mylene. Fuente: (BRYCE,WEISMANN, 2015) - Fig. 11.Riad en Marrakech, Marruecos.Detalle de hueco.Fuente: (BRYCE,WEISMANN, 2015) - Fig. 12.Ejemplos de Shikkui y Arakabe japonés. Fuente: (BRYCE,WEISMANN, 2015) - Fig. 13.Restaurante NU Vila-Bar, Castellón, diseñado por MADE STUDIO. Fuente:Ecoclay - Fig. 14.Casa residencial, San Francisco, California. Fuente: American Clay - Fig. 15.Mercedes me, restaurante en Hong Kong, diseñado por Vonsung. Fuente:Clayworks - Fig. 16.Connaugth Hotel, Londres, diseñado por Bryan O’Sullivan Studio. Fuente:Clayworks - Fig. 17. Empresas comercializadoras de morteros de arcilla, 2022 - Fig. 18. Ciclo de la Cal Aérea (BRYCE,WEISMANN, 2015). - Figura 19: Ciclo de la Cal Hidráulica (BRYCE,WEISMANN, 2015). - Figura 20. ERRE Arquitectura y AT4, Clínica Alejandría en Valencia. Fotografías de David Zarzoso. Fuente: Ecoclay. URL: https://ecoclay.es/proyectos/clinica-alejandria/ - Fig. 21: Acabado personalizado Ombré. Fuente: Clay Works. URL: https://clay-works.com/customfinishes/rustic-pigmented-top-coat-ombre/# - Fig. 22.Colores de comercialización de las arcillas Ecoclay. Fuente:Ecoclay web - Fig. 23.Arcillas Ecoclay, colores utilizados. Rojo Atacama, Amarillo Castilla y Gris Mahal - Fig. 24.Clasificación según porcentaje máximo de mineral encontrado. Fuente: González-Serrano, 2016 - Fig. 25.Mineralogía de los distintos morteros de arcillas Ecoclay. Fuente: González-Serrano, 2016 - Fig. 26. Cal en pasta utilizada. CL-90S PL Cales Gordillos. - Fig. 27. Superficies soportes: Piedra calcarenita, Placas de adobe y rasillón cerámico - Fig. 28. Proceso de realización de la prueba de la bola y resultados. Fuente: CANAVESI-2020 - Fig. 29.Proceso de medición de la retracción y rotura de las distintas probetas. Fuente: González Serrano, 2016 - Fig. 30. Tipos de Rotura. Fuente: UNE-EN 1015-12:2016 - Fig. 31. Fotografía de Matt Austin Images, diseño de Taner’s Sons Desgin Studio, acabado personalizado. Fuente: Clay Works. URL: https://clay-works.com/?gallery=baraka - Fig. 32. Plan de Ensayos: amasadas, superficies soportes y exposición ambiental - Fig. 33. Plano de situación ETSA Sevilla y Laboratorio de Construcciones Arquitectónicas - Fig. 34. Material de ensayo. - Fig. 35. Proceso de elaboración del mortero de arcilla amarilla. Peso de arcilla en polvo, de la cal en pasta, del agua, mezcla y reposo durante un mínimo de 24h. - Fig. 36. Proceso de elaboración del mortero de arcilla roja. Peso de arcilla en polvo, de la cal en pasta, del agua, mezcla y reposo durante un mínimo de 24h. - Fig. 37. Ensayo de Consistencia: relleno de cilindro troncónico y posterior medición del diámetro de las amasadas - Fig. 38. Peso del cilindro colmatado con las distintas amasadas. - Fig. 39. Basculación y caída del cilindro para el ensayo de densidad - Fig. 40. Fijador para morteros de arcilla. Fuente: Ecoclay - Fig. 41. Placa de adobe por ambas caras y aplicación mortero de arcilla Rojo. - Fig. 42. Aplicación del mortero y marcado sobre placas de adobe - Fig. 43. Piedra calcarenita: marcado sobre capa superficial y aplicación de la segunda capa de mortero respectivamente - Fig. 44. Humectación mediante esponja, aplicación de mortero de arcilla rojo y marcado final. - Fig. 45. Colocación de la estantería al exterior. Patio de la ETSA Sevilla - Fig. 46. Detalle muestras al exterior y malla de protección. ÍNDICE DE FIGURAS 80 - Fig. 47. Muestras al interior embolsadas para mantener el 98% de humedad - Fig. 48. Muestras de adobes, todos las amasadas a los 14 días de su aplicación. - Fig. 49. Muestras de rasillón cerámico, todos las amasadas a los 14 días de su aplicación. - Fig. 50. Muestras de piedra calcarenita, todos las amasadas a los 14 días de su aplicación. - Fig. 51. Muestras de adobes y rasillón cerámico a los 21 días de su aplicación. - Fig. 52. Muestras de adobes y piedra a los 28 días de su aplicación. - Fig. 53. Sufrideras y pegamento bicomponente - Fig. 54. Rasillón cerámico, adobe y piedra natural con revestimiento de arcilla roja tras 4 semanas de secado tras su aplicación. - Fig. 55. Totalidad de las muestras de arcilla Roja en ambas dosificaciones y de la Amarilla (a excepción de rasillones) con la colocación de las 100 sufrideras. - Fig. 56. Muestras amarillas y rojas al interior tras el ensayo. - Fig. 57. Procedimiento de ensayo con aparato medidor de resistencia. - Fig. 58. Fotografía de Matt Austin Images, acabado personalizado de tierra cruda. Fuente: Clay Works. URL: https://clay-works.com/custom-finishes/rustic-stratified-finish/ - Fig. 59. Valor de escurrimiento en mm - Fig. 60. Valor de Densidad Aparente en kg/m3 - Fig. 61. Adobe, todas las dosificaciones y colores a interior y exterior - Fig. 62. Piedra, todas las dosificaciones y colores a interior y exterior - Fig. 63. Cerámico, todas las dosificaciones y colores a interior y exterior - Fig. 64. MORTERO ROJO todas las dosificaciones y soportes a interior y exterior - Fig. 65. MORTERO AMARILLO todas las dosificaciones y soportes a interior y exterior - Fig. 66. MORTERO GRIS todas las dosificaciones y soportes a interior y exterior - Fig. 67. INTERIOR 0% todas los colores y soportes - Fig. 68. INTERIOR 10% todas los colores y soportes - Fig. 69. INTERIOR 20% todas los colores y soportes - Fig. 70. EXTERIOR 10% todas los colores y soportes - Fig. 71. EXTERIOR 20% todas los colores y soportes - Fig. 72. Fotografía de Oculis Project, diseño de Bone Studio, proyecto HOOF Café. Fuente: Dezeen Magazine. URL: https://www.dezeen.com/2020/01/15/hoof-cafe-interiors-uae-bone/ - Fig. 73. Fotografía de Jonas Bjerre-Poulsen, diseño de Norm Architects, tienda de joyería Dulong en Copenague. Fuente: Dezeen Magazine. URL: https://www.dezeen.com/2021/01/20/dulong-jewellery-storenorm-architects-interior-copenhagen/ - Tabla 1: Características y propiedades de morteros industriales y naturales - Tabla 2. Nomenclaturas de las amasadas de los morteros preparados seleccionados - Tabla 3. Valor de Escurrimiento para diferentes tipos de mortero para revoco y enlucido - Tabla 4. Propiedades y requisitos de morteros para revoco en estado fresco: consistencia - Tabla 5. Valores de Referencia para densidad aparente - Tabla 6. Propiedades y requisitos para morteros de revoco en estado fresco: densidad - Tabla 8. Valores de referencia para resistencia - Tabla 9. Propiedades y requisitos de revestimiento en estado fresco: adherencia - Tabla 10. Programación de muestras para ensayos de adherencia - Tabla 11. Dosificaciones de los morteros de arcilla - Tabla 12. Valores finales ensayo de consistencia - Tabla 13. Valores finales ensayo de densidad aparente - Tabla 14. Valores medios de adherencia de todas las dosificaciones y soportes ÍNDICE DE TABLAS 81 Anejo de Resultados Experimentales 82 RESULTADOS CONSISTENCIA Y DENSIDAD POR AMASADA Fig. 4.Mapa de la expansión de las técnicas de construcción en tierra por el mundo. Fig. 4.Mapa de la expansión de las técnicas de construcción en tierra por el mundo. 83 Fig. 4.Mapa de la expansión de las técnicas de construcción en tierra por el mundo. 84 RESULTADOS RESISTENCIA A LA ADHESIÓN 85 86 Trabajo de Fin de Grado ETSA Sevilla, Universidad de Sevilla TFG (J3) 2021-22 Alumna: Isabel María Villanueva Molina Tutora: Ana González Serrano Entrega: Junio 2022