ESTUDIO DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL BLOQUE DE TIERRA COMPRIMIDA ESTABILIZADO

ESTUDIO DE LAS CARACTERISTICAS DEL
BLOQUE DE TIERRA COMPRIMIDA
INDUSTRIALIZADO
TRABAJO FIN DE GRADO
MARÍA ESTEVE CANTÓN
[Exp: 10118. DNI: 71670001T]
Tutor: David Sanz Arauz.
Escuela Técnica Superior de Arquitectura.
Universidad Politécnica de Madrid.
Aula TFG 1.
Coordinadores: Luis Moya y María Jesús Muñoz.

C O N T E N I D O
CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN
1.1 OBJETIVO.
1.2 METODOLOGÍA DE TRABAJO.
CAPÍTULO 2 EL BLOQUE DE TIERRA COMPRIMIDA
2.1 DEFINICIÓN
2.2 HISTORIA
2.3 MATERIALES COMPONENTES DEL BTC
2.3.1 Tierra
2.3.2 Arcilla
2.3.3 Estabilizante
2.3.4 Agua
2.4 PRODUCCIÓN
2.5 CARACTERÍSTICAS
2.5.1 Dimensiones
2.5.2 Características Físicas
2.5.3 Resistencia a compresión
CAPÍTULO 3 ESTADO DE LA CUESTIÓN
3.1 INVESTIGACIONES
CAPÍTULO 4 MATERIALES Y MÉTODOS
4.1 BTC COMO MATERIAL DE ENSAYO
4.2 MÉTODOS DE ENSAYO
4.2.1 Justificación de los ensayos propuestos
4.2.2 Descripción de los procedimientos de ensayo
4.2.2.1 Absorción de agua por capilaridad
4.2.2.2 Absorción de agua por inmersión total
4.2.2.3 Resistencia a compresión
4.2.2.4 Resistencia a flexión
4.2.2.5 Determinación de la densidad real
4.2.2.6 Determinación de la densidad aparente
CAPÍTULO 5 RESULTADOS
5.1 ABSORCIÓN DE AGUA POR CAPILARIDAD
5.2 ABSORCIÓN DE AGUA POR INMERSIÓN TOTAL
5.3 RESISTENCIA A COMPRESIÓN SECA
5.4 RESISTENCIA A COMPRESIÓN HÚMEDA
5.5 RESISTENCIA A FLEXIÓN SECA
5.6 RESISTENCIA A FLEXIÓN HÚMEDA
5.7 DENSIDAD REAL
5.8 DENSIDAD APARENTE
5.10 OTRAS OBSERVACIONES
5.11 COMPARACIÓN CON OTROS MATERIALES
CAPÍTULO 6 CONCLUSIONES FINALES
CAPÍTULO 7 FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN
AGRADECIMIENTOS
BIBLIOGRAFÍA

C O N T E N I D O
1.1 OBJETIVO.
2.1 DEFINICIÓN
2.2 HISTORIA
2.3.1 Tierra
2.3.2 Arcilla
2.3.3 Estabilizante
2.3.4 Agua
2.4 PRODUCCIÓN
2.5.1 Dimensiones
3.1 INVESTIGACIONES
5.7 DENSIDAD REAL
AGRADECIMIENTOS
BIBLIOGRAFÍA
1

C O N T E N I D O
1.1 OBJETIVO.
2.1 DEFINICIÓN
2.2 HISTORIA
2.3.1 Tierra
2.3.2 Arcilla
2.3.3 Estabilizante
2.3.4 Agua
2.4 PRODUCCIÓN
2.5.1 Dimensiones
3.1 INVESTIGACIONES
5.7 DENSIDAD REAL
AGRADECIMIENTOS
BIBLIOGRAFÍA
2

C O N T E N I D O
1.1 OBJETIVO.
2.1 DEFINICIÓN
2.2 HISTORIA
2.3.1 Tierra
2.3.2 Arcilla
2.3.3 Estabilizante
2.3.4 Agua
2.4 PRODUCCIÓN
2.5.1 Dimensiones
3.1 INVESTIGACIONES
5.7 DENSIDAD REAL
AGRADECIMIENTOS
BIBLIOGRAFÍA
3

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1.1 OBJETIVO.
2.1 DEFINICIÓN
2.2 HISTORIA
2.3.1 Tierra
2.3.2 Arcilla
2.3.3 Estabilizante
2.3.4 Agua
2.4 PRODUCCIÓN
2.5.1 Dimensiones
3.1 INVESTIGACIONES
5.7 DENSIDAD REAL
AGRADECIMIENTOS
BIBLIOGRAFÍA
4

C O N T E N I D O
1.1 OBJETIVO.
2.1 DEFINICIÓN
2.2 HISTORIA
2.3.1 Tierra
2.3.2 Arcilla
2.3.3 Estabilizante
2.3.4 Agua
2.4 PRODUCCIÓN
2.5.1 Dimensiones
3.1 INVESTIGACIONES
5.7 DENSIDAD REAL
AGRADECIMIENTOS
BIBLIOGRAFÍA
5

EL BLOQUE DE TIERRA COMPRIMIDA
Figura 01 . Extensión del colegio en Gando (Burkina Faso). Foto-
grafía de Erik-Jan Ouwerkerk .2005.
http://www.akdn.org/architecture/. Fecha de actualización Septiembre, 2008.
Figura 02. Muro de BTC de La Boutique. Proyecto
construído por Arquitectura Sin Fronteras. 2013.
Figura 03. Bloque DuraBric

Figura 04. Producción de BTC. [8]
Tabla 01. Características de los BTC estabilizados. Fuente: Auroville Earth Institute
[9]
PROPIEDADES UNIDAD CLASE A CLASE B
Resistencia a compresión a los 28 días N/mm2 5 a 7 2 a 5
Resistencia a tracción a los 28 días N/mm2 1 a 2 0,5 a 1
Resistencia a flexión a los 28 días N/mm2 1 a 2 0,5 a 1
Resistencia a cortante a los 28 días N/mm2 1 a 2 0,5 a 1
Módulo de Young N/mm2 700 a 1000
Densidad aparente kg/m3 1900 a 2200 1700 a 2000
Coeficiente de expansividad térmica mm/mºC 0,10 a 0,015
Hinchamiento tras inmersión 24 horas mm/mºC 0,5 a 1 1 a 2
Retracción por secado mm/mºC 0,2 a 1 0,2 a 1
Permeabilidad mm/sec 1.10-5
Absorción de agua total % del peso 5 a 10 10 a 20
Calor Específico Kj/Kg 0,85 0,65 a 0,85
Coeficiente de conductividad térmica W/mºC 0,46 a 0,81 0,81 a 0,93
Coeficiente de transmisión de vapor % 5 a 10 10 a 30
Desfase térmico horas 10 a 12 5 a 10
Aislamiento acústico muros de 40 cm dB 50 40
Nota: Estos valores son los obtenidos para 5-10% de cemento y para fuerza compresión de
fabricación de 2-4 MPa.
Figura 05. Producción de los bloques DuraBric. Prensa
Cinva-Ram. [18]
Lafarge. http://www.solutions-and-co.com/wp-content/uploads/2015/10/x14-Durabri-
c_-Credits-Jacob-Kushner-3.jpg.pagespeed.ic.a0CWUuM-9Y.jpg

ESTADO DE LA CUESTION
Figura 08. Unfired Clay Bricks. [12] Figura 09. Resistencia a compresión en función del tiempo de secado
de las probetas de ensayo [12]
Figura 10. Resistencia a compresión según composición de cemento,
cal y ceniza volante. [15]
Figura 11. Correlación entre el cemento y la resistencia a compresión.
[16]

MATERIALES Y METODOS
EL BLOQUE DE TIERRA COMPRIMIDO COMO MATERIAL DE ENSAYO
Figura 12. Vivienda en Malawi. Lafarge. [18]
http://www.solutions-and-co.com/wp-content/uploads/2015/10/x14-Durabric_-Credits-Jacob-Kush-
ner-2.jpg.pagespeed.ic.KlexIEhX9s.jpg
Figura 13. Modelo a escala 1:1 de la estructura del puerto de drones.
Bienal de Venecia, 2016. Carlos Martín Jiménez. Norman Foster.
https://scontent-mad1-1.xx.fbcdn.net/v/t1.09/13265930_274440146234183_305088071029233378
_n.jpg?oh=4cd9f730f722aac53de2116cc929815c&oe=57D55729
Figura 14. Proyecto Puerto de Drones. Foster & Partners.
http://www.fosterandpartners.com/media/2072140/Img3.gif.

MATERIALES Y METODOS
JUSTIFICACIÓN DE LOS ENSAYOS PROPUESTOS
Figura 15. Especificaciones del ensayo de absorción por capilaridad según normas internacionales [28]
Figura 16. Especificaciones del ensayo de absorción por capilaridad según normas internacionales [28]

r e s u l t a d o s
ABSORCIÓN DE AGUA POR CAPILARIDAD
Figura 17. Ensayo succión capilar

r e s u l t a d o s
ABSORCIÓN DE AGUA POR CAPILARIDAD
Gráfico 01. Incremento de peso en función del tiempo de las tres probetas.
MUESTRAS M ASA SECA Md(g) MASA SATURADA MS(g) ABSORCIÓN TOTAL WS(%)
BLOQUE 1 1890 1937 2,5
BLOQUE 2 1834 2049 11,7
BLOQUE 3 1902 2014 5,9
Valor medio 6,7
Tabla 02. Resultados de absorción de agua por inmersión total de los BTC.
ABSORCIÓN DE AGUA POR INMERSIÓN TOTAL

r e s u l t a d o s
RESISTENCIA A COMPRESIÓN. SECO Y HÚMEDO
Figura 18. Rotura de la probeta. Ensayo de compresión

r e s u l t a d o s
RESISTENCIA A COMPRESIÓN. SECO Y HÚMEDO
Nº de ensayo Carga máxima (T) Carga máxima (N) Área Bruta (mm2
) Resistencia a compresión (N/mm2
)
Ensayo 1 2 9,2 286354,2 10000 28,6
Ensayo 2 2 6 254972,9 10000 25,5
Ensayo 3 2 5 245166,3 10000 24,5
Valor medio 26,2
Tabla 03. Valores de resistencia a compresión seca.
Figura 19. Detalle de la forma de rotura de la probeta.

r e s u l t a d o s
RESISTENCIA A FLEXIÓN. SECO Y HÚMEDO
Figura 20. Ensayo de flexión

r e s u l t a d o s
RESISTENCIA A FLEXIÓN. SECO Y HÚMEDO
Tabla 04. Valores de resistencia a flexión seca.
Nº de ensayo Carga máxima (N) L(mm) a (mm) b(mm) b2
(mm) Resistencia a flexión (N/mm2
)
Ensayo 1 971 200 110 40,0 1600 0,8
Ensayo 2 1192 200 110 40,0 1600 1,0
Ensayo 3 1083 200 110 40,0 1600 0,9
Valor medio 0,9
Figura 22. Rotura a flexión

r e s u l t a d o s
DENSIDADREAL.MÉTODO DEL VOLUMENÓMETRO
FIGURA 23. Muestra pulverizada en el molino de bolas.
DENSIDAD APARENTE
Nº probeta Peso seco (g) Peso saturado (g) Peso sumergido(g) Densidad (g/cm3
)
Probeta 1 1890 1937 1025 2,1
Probeta 2 1834 2049 1094 1,9
Probeta 3 1902 2014 1075 2,0
Valor medio 2,0
Tabla 05. Valores de la densidad aparente.

r e s u l t a d o s
COMPARACIÓN DE LOS RESULTADOS
OBTENIDOS CON OTROS MATERIALES
Tabla 06. Características de varios materiales.
CARACTERÍSTICAS UNIDADES
Bloque de
ensayo
(DuraBric)
BTC
estabilizado
BTC Adobe
Ladrillo cocido
caravista
DIMENSIONES cm 2 2x11x4 2 9,5x14x9 2 9,5x14x9 4 0x20x10 22x10,5x6,5
DENSIDAD
APARENTE
kg/m3
2000 1900-2.200 1.700-2.200 1.200-1.500 1.200-1.900
COEFICIENTE DE
ABSORCIÓN POR
INMERSIÓN TOTAL
(%)
% 6,7 - - 0.1–0.2
RESISTENCIA A
COMPRESIÓN
N/mm2
26,2 2 a 7 1 a 4 0,53 a 1,72 1.5–32
RESISTENCIA A
FLEXIÓN
N/mm3
0 ,9 0,5 a 2 - 0 a 0,075 -
Referencias
Valores
obtenidos a
partir de los
ensayos
Auroville [x] CRATerre [x]
Bauluz, G.;
Bárcena, P
(1992) [x]
F. M. Fernandes
et al. (2006) [x]
5 -10

c o n c l u s i o n e s
Definición del panorama normativo internacional obtenido a través de
normas encontradas para el estudio de este Trabajo.
Definición de las características de los bloques DuraBric.
futuras lineas de investigacion

b i b l i o g r a f i a
[1] AENOR (2008a). Bloques de tierra comprimida para muros y tabiques. Defi-
niciones, especificaciones y métodos de ensayo. UNE 41410. Madrid, Asocia-
ción Española de Normalización.
[2] H. Guillaud, T. Joffroy, P. Odul (1995). Blocs de terre comprimée. Volume II.
Manuel de construction et production. CRATerre-EAG.
[3] R. Etchebarne, G. Piñeiro, J. C. Silva (2005). Proyecto Terra Uruguay. Mon-
taje de Prototipos de Vivienda a través de la Utilización de Tecnologías en Tierra:
Adobe, Fajina y BTC. Unidad Regional de Estudios y Gestión del Hábitat. Uru-
guay.
[4] Miguel Carcedo Fernández (2012). Trabajo Fin de Máster.Resistencia a com-
presión de Bloques de Tierra Comprimida Estabilizada con materiales de sílice
de diferente tamaño de partícula.
[5] Gracomaq E. U. Medellín. Estabilizantes para los Adobes. Colombia.
http://gracomaq.net/index_archivos/estabilizantes.htm
[6] Ignacio de Oteiza (2002). Introducción a la Construcción con Tierra.. Arqui-
tectura y Construcción de Tierra, Tradición e Innovación.
[7] V. Rigassi (1995). Blocs de terre comprimée. Volume I. Manuel de produc-
tion. CRATerre-EAG.
[8] CRATerre. BTC: le bloc de terre comprimée. Présentation générale. Fichas de
construcción. Nº 5.3.
[9] Auroville Earth Institute. Características de los BTC AURAM.
[10] S. Bestraten, E. Hormías, A. Altemir (2011). “Construcción con tierra en el
siglo XXI”. Informes de la Construcción. Vol 63, Nº 523.
[11] Ficha técnica del Bloque BTC Bioterre, fabricante: Grup Planas.
[12] J.E. Oti, J.M. Kinuthia (2012).“Stabilised unfired clay bricks for environ-
mental and sustainable use”. Applied Clay Science 58 (52–59). Elsevier.
[13] J.E. Oti , J.M. Kinuthia, J. Bai (2009). “Engineering properties of unfired
clay masonry Tricks”. Engineering Geology 107 (130–139). Elsevier.
[14] L. Miqueleiz, F. Ramírez, A. Seco, R.M. Nidzam, J.M. Kinuthia, A. Abu Tair,
R. Garcia (2012). “The use of stabilised Spanish clay soil for sustainable cons-
truction materials”. Engineering Geology 133-134 (9–15). . Elsevier.
[15] Chang-Seon Shon, Don Saylak, Dan G. Zollinger (2009). “Potential use of
stockpiled circulating fluidized bed combustion ashes in manufacturing com-
pressed earth Tricks”. Construction and Building Materials 23. Elsevier.
[16] C. Morel, A. Pkla, P. Walker (2007). “Compressive strength testing of com-
pressed earth blocks”. Construction and Building Materials 21. Elsevier.
[17] http://www.lafarge.com/fr/durabric-une-solution-terre-ciment-aux-cha-
llenges-des-villes-au-malawi
[18] http://www.solutions-and-co.com/project/durabric-by-lafargeholcim/
[19] http://www.fosterandpartners.com/news/archive/2015/09/proposals-for-
droneport-project-launched-to-save-lives-and-build-economies/
[20] SLSI (2009b). Specification for compressed stabilized earth blocks. Part 2:
Test Methods. . SLS 1382-2. Sri Lanka Sri Lanka Standards Institution.
[21] BIS (1982). Specification for soil based blocks used in general building
construction. IS 1725 Indian Bureau of Indian Standards.
[22] AFNOR (2001). Compressed earth blocks for walls and partitions: defi-
nitions - Specifications - Test methods - Delivery acceptance conditions. XP
P13-901. Saint-Denis La Plaine Cedex, Association française de Normalisation.
[23] ABNT (1984-1996c). Tijolo maciço de solo-cimento. NBR 8491-13555.
Rio de Janeiro. Brasil, Associaçao Brasileira de Normas Técnicas.
[24] SENCICO (2000). Adobe. NTE E 0.80. Lima, Reglamento Nacional de Cons-
trucciones.
[25] SNZ (1998a,1998b,1999). NZS 4297-4299. Wellington, Standards New
Zealand.
[26] KEBS (1999). Specifications for stabilized soil blocks. KS02-1070:1993.
Nairobi, Kenya Bureau of Standards.

b i b l i o g r a f i a
[27] CID (2009). New Mexico Earthen Buildings Materials Code. NMAC 14.7.4.
Santa Fe, Construction Industries Division.
[28] Jaime Jesús Cid Falceto (2012).Tesis. Durabilidad de los Bloques de Tierra
Comprimida. evaluación y recomendaciones para la normalización de los ensa-
yos de erosión y absorción.
[29] CTE (2006). Código técnico de la Edificación. Documento básico de salu-
bridad DB HS Madrid (España).
[30] IETcc, H. (2008). Catalogo de soluciones cerámicas para el cumplimiento
del código técnico de la edificación. Madrid (España), Hyspalyt.
[31] AENOR (2007). Métodos de ensayo para piedra natural. Determinación de
la resistencia a la flexión bajo carga concentrada. UNE EN 12372. Madrid, Aso-
ciación Española de Normalización.
[32] AENOR (2011a). Métodos de ensayo de piezas para fábrica de albañilería.
Parte 11: Determinación de la absorción de agua por capilaridad de piezas para
fábrica de albañilería de hormigón, hormigón celular curado en autoclave, piedra
artificial y piedra natural, y de la tasa de absorción de agua inicial de las piezas
de arcilla cocida para fábrica de albañilería. UNE 771-11. Madrid (España).
[33] ARSO (1996n). Compressed Earth Blocks. Standard for classification of
material identification tests and mechanical tests. ARS 683. Nairobi. Kenya.,
African Regional Standard.
[34] ICONTEC (2004). Ground blocks cement for walls and divisions.Definitions.
Especifications.Test methods.Conditions of delivery. NTC 5324.
[35] AENOR (2011b). Métodos de ensayo de piezas para fábricas de albañilería.
Parte 11: Determinación de la absorción de agua por capilaridad de piezas para
fábrica de albañilería de hormigón, hormigón celular curado en autoclave, piedra
artificial y piedra natural y la tasa de absorción de agua inicial de las piezas de
arcilla cocida para fábrica de albañilería. UNE EN 772-11. Madrid (España).
[36] AENOR (2011c). Métodos de ensayo de piezas para fábricas de albañilería.
Parte 21: Determinación de la absorción de agua de piezas para fábrica de al-
bañilería de arcilla cocida y silicocalcáreas por absorción de agua fría. UNE EN
772-21. Madrid (España), Asociación española de normalización.

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