Sunday, June 26, 2011

Un cielo raso de ferrocemento: Renovando una casa de adobe


El Tejado Tradicional


En una gran parte de Honduras el techo tradicional es hecho de tejas de barro quemado colocadas sobre reglas de madera. Aunque es relativamente barrato y fácil de construir, este tipo de techo tiene unas serias desventajas. En un aguacero, especialmente uno acompañado por viento, las salpicaduras as de agua pueden caer y mojar el interior de la vivienda. Vientos fuertes y sísmos, aún pequeños, pueden mover las tejas creando una gotera o peor permitir que una teja caiga en los ocupantes. Sin embargo, los problemas más serios de los tejados tradicionales tienen que ver con la salúd: Los espacios entre las tejas permiten la entrada de los sancudos vectores del parásito que causa la malaria y el virus que causa el dengue; también de la chinche picuda, el vector del parásito que causa el mal de Chagas.

Estos problemas se pueden mitigar por instalar un cielo raso. Mucha gente clava cartón o carpa de plásico por debajo de los tirantes. Ésto reduce la entrada de insectos, pero la salpica prolongada de lluvias fuertes o una teja desplazada que crea una gotera puede causar la acumulación de agua sobre este cielo, resulta que ésto falla y descarga su contenido en la casa. Unas tablas o los paneles de tabla fibra ofrecen un poco más protección pero todavía pueden ser problematico en el evento de una gotera significativa en el tejado.

Una solución eficaz a estas problemas que se puede hacer en un tejado ya construido es construir un cielo raso de ferrocemento en la forma de cúpula. El agua de posibles goteras en el tejado no se acumula en el cielo raso curvo, que además es lo suficientemente resistente como para soportar la caida de tejas e incluso sostener una persona parada sobre él para reparar el tejado. (el efecto de cáscara de huevo)


El Ferrocemento

 
El ferrocemento es una mezcla de arena, cemento y agua aplicada a una armadura de alambre. Se puede construir un cielo fuerte alrededor 4 centímetros de grosor (1.5 pulgadas) reforzado de varillas y 3 capas de malla para gallinero. 


Puesto que cielo raso es relativamente delgado, es muy importante construirla con concreto de alta calidad y resistencia.  

Las siguientes recomendaciones ayudan a asegurar un concreto duradero: 
  1. Use arena lavada y colada, libre de tierra y materia orgánica. No use arena de mar a menos que esté bien lavada con agua dulce para quitarle la sal.

  2. Mezcle 4 partes de arena con 1 parte (por volumen) de cemento Portland. Mezcle muy bien los ingredientes secos antes de agregar el agua. El método más recomendable es hacerlo con una hormigonera. Si lo hace a mano, prepárelo sobre una superficie limpia para evitar la contaminación de la mezcla con tierra. Un pedazo de lámina de pino de 4 por 4 pies y 1/2 pulgada de espesor constituye una buena superficia para mezclar. Alternativamente, un día antes de preparar la mezcla, se puede fundir una plancha delgada para mezclar directamente sobre el suelo y luego mezclar sobre ella.
  3. Utilice agua dulce limpia. El agua sucia o salada disminuye la resistencia del concreto.
  4. Agregue sólo la cantidad de agua necesaria para hacer una mezcla dura pero manejable. Si se agrega demasiada agua se produce un concreto débil que se agrieta cuando se seca.
  5. Prepare sólo la cantidad de mezcla que pueda usar en el lapso de una hora. Si la mezcla llega a ser demasiada dura para trabajar, botarla o usarla para otro propósito. ¡NO AGREGAR MÁS AGUA PARA ABLANDARLA Y NO AGREGAR MEZCLA VIEJA A LA MEZCLA NUEVA! Estos son errores que producen un concreto más débil y menos duradero.
  6. Moje continuamente el concreto que está fraguando durante 15 días como mínimo. Rociar frecuentemente durante el día la superficie con agua para evitar que se seque. El fraguar del concreto es un proceso químico que requiere agua. Si el concreto se seca antes de que el proceso esté terminado, el producto resulta más débil. 


La Armadura 
 
En una casa nueva se debe hacer el cielo justo después de instalar el morillo (las viguetas), Pero en un tejado ya existente hay que quitar las tejas y las reglas para dejar el morillo al descubierto. 
 
La armadura del cielo raso se hace con arcos de varilla de 10 mm de diámetro (3/8 pulgada) colocados 20 cm (8 pulgadas) entre ellos; estos arcos se cruzan horizontalmente con varillas de 6 mm de diámetro (1/4 pulgada), colocadas también a 20 cm.


Para montar los arcos en las vigas soleras, taladre en éstas agujeros de 13 mm de diámetro (1/2 pulgada) y 25 mm de profundidad cada 20 cm (8 pulgadas). Para evitar la pudrición de la madera, pinte el interior de los agujeros con curante antes de insertar la varilla. 



En las esquinas de un techo de 4 aguas o en un rincón donde el cielo toca un tabique, doble la varilla de 10 mm para formar ángulos rectos y amarrelas al arco de la esquina.  








Si haya una tragaluz, corte las varillas y doblarlas hacia arriba 90o. Clavelas al marco con grapas. 





  

Amarre la malla para gallinero a la armadura de varilla, dos capas por debajo y una por encima.




  


Grapea la orilla de la malla al lado de la viga solera. 







Alinee las capas de malla para que los alambres coincidan lo menos posible, para que los agujeros queden los más pequeños posible.  






Aplicación de la Mezcla
 
La mezcla tiene 4 partes de arena, 1 parte de cemento y sólo suficiente agua para hacer una mezcla dura. 
 

Aplique una capa de mezcla 13 mm de grosor (1/2 pulgada) por encima de la malla, prensandola con firmeza para que penetre en la misma. Raspe ligeramente la superficie del concreto endureciendo para mejorar la adhesión de la segunda capa. 



  



Al aplicar la mezcla Hay que sostenerla en alguna manera por debajo de la malla. Una persona con una tabla o un paleta puede dar soporte debajo del punto de aplicación.








Para sostener la mescla en áreas grandes, pueda ser más conveniente colocar lámina de pino de 6 mm de grosor (1/4 pulgada) cortada en pedazos suficientemente pequeños para que se ajusten a la forma curva del cielo.




Al día siguiente, aplique una segunda capa de la mezcla, también 13 mm de grosor (1/2 pulgada), dandole un acabado liso por encima. Una vez endurecido, mantenga el concreto continuamente húmedo por un mínimo de 15 días. 









Cuando estén terminadas las dos capas por encima de la malla, el cielo estará estructuralmente fuerte pero la superficie por debajo se verá tosca y estéticamente desagradable.





Aplique, entonces, una capa de 13 mm de grosor(1/2 pulgada) por debajo de la malla, forzando la mezcla en todos los huecos y las grietas. Para evitar que la mezcla fresca caiga, hay que aplicarla poco a poco, hasta llegar gradualmente al grosor final. Cuando el concreto esté firme, pula ligeramente la superficie con una esponga húmeda. 





El Cielo Acabado 
 
Cuando el concreto haya curado por lo menos 15 días, déjelo a secar bien antes de pintarlo.


 

  

A ferrocement ceiling: An adobe house retrofit



The Traditional Tile Roof


Throughout a large part of Honduras the traditional roof is fired clay tiles set on a wooden framework. Though relatively inexpensive and easy to construct, this type of roof has some serious drawbacks. In a heavy downpour, especially one accompanied by wind, small droplets of splashing rain can drift down and dampen the interior of the house. High winds and even small earth tremors can cause the tiles to shift and create a leak or, even worse, to allow a tile to fall in on the occupants. The most serious problems of traditional tile roofs are health related. The spaces between the tiles allow easy entrance of mosquitoes, the vectors of the parasite that causes malaria and the virus that causes dengue, and kissing bugs, the vectors of the parasite that causes Chagas' disease.  

These problems can be mitigated by installing a ceiling. Many homeowners will tack sheets of plastic or cardboard to the undersides of the "tirantes." This reduces the entrance of insects, but prolonged splash from heavy rains or a shifted tile that creates a leak can result in a significant accumulation of water on top of this ceiling that will cause it to fail and dump its contents into the house. Boards or fiber-board panels nailed to the undersides of the "tirantes" offer a little more protection but can still be problematic in the event of a significant leak in the roof. 

An effective solution to all of these problems that can be done as a retrofit to an existing house with a tile roof is to construct a domed ceiling of ferrocement. The domed shape sheds the water from any leaks, and it is strong enough to resist a falling tile and even to support the weight of someone standing on it to repair the roof. (The "egg shell" effect.) 

Ferrocement 

Ferrocement is a sand-cement-water mixture applied to a a wire reinforcing matrix. A strong ceiling about 1.5 inches (3 centimeters) thick can be made with a matrix of steel reinforcing rods and 3 layers of chicken wire. 



Since the ceiling is relatively thin, it is of utmost importance to make it with concrete of the highest quality and strength.


The following will help to assure a durable concrete:

  1. Use washed, screened sand free of soil and organic matter. Do not use sea sand unless it has been thoroughly washed with fresh water to remove the salt.

  2. Mix 4 parts of sand to 1 part (by volume) of Portland cement. Mix the dry ingredients thoroughly before adding water. The preferred method is to use a cement mixer. If done by hand, the mixing should be done on a clean surface to avoid contamination of the mix with soil. A piece of 1/2-inch plywood, 4 feet by 4 feet, makes a good mixing surface. Alternatively, the day before one could pour a thin, flat mixing slab directly on the ground.
  3. Use clean, fresh water. Dirty or salty water will weaken the concrete.
  4. Add only enough water to provide a stiff, plastic mix. Adding too much water at this point can yield a weak concrete and one that will crack as it dries.
  5. Prepare only as much mix as can be used within about 1 hour. If the mix becomes too hard to use, throw it away or use it for some other purpose. DO NOT ADD WATER TO SOFTEN THE MIX AND DO NOT ADD OLD MIX TO NEW MIX! This will result in a much weaker and less durable concrete.
  6. Keep the hardening concrete continuously moist for at least 15 days. Spray the surface with water frequently throughout the day to keep it from drying out. The hardening of concrete is a chemical process that requires water. Drying before this curing process is complete will result in a weaker product.


 The Armature 

On new construction, the ceiling is installed just after the rafters are completed. On a retrofit, the roof tiles and "reglas" are removed to expose the bare rafters. 
 
The armature of the ceiling is made of arches of 3/8-inch (10 mm) rebar spaced 8 inches (20 cm) apart. The arches are crossed horizontally by 1/4-inch (6 mm) rebar, also 8 inches apart.

To mount the arches in the top plates, drill holes 1/2 inch (13 mm) in diameter and 1 inch (25 mm) deep at intervals of 8 inches (20 cm). To prevent rot, paint the insides of the holes with wood preservative before inserting the ends of the rebar. 





 In the corners of a hip roof or in the corners of a room where the ceiling will meet a partition, bend the 3/8-inch rebar at right angles and tie the corner to the hip arch. 









If there is a skylight in the roof, cut the rebar and bend it upward 90o and fasten it to the framing members with staples. 






Tie chicken wire to the rebar frame, two layers below the rebar and one above. 







Staple the edge of the chicken wire to the side of the top plate. 







  
Align the layers of chicken wire so that the wires line up as little as possible, making the open spaces as small as possible. 







Applying the Mix

The cement mix is 4 parts of sand to 1 part of cement with only enough water to make a very stiff mix. 

To the top of the chicken wire, apply a 1/2-inch (13 mm) layer of the mix, pushing it firmly into the chicken wire matrix. Lightly scratch the top surface of hardening concrete to enhance the adhesion of the second coat.




 
The application of the mix has to be backed up in some manner. One way is to have a second person beneath the chicken wire holding a board or a trowel at the point of application. 





For large areas, it may be more convenient to back up the application with pieces of 1/4-inch (6 mm) plywood cut small enough to conform to the domed shape of the ceiling.  





The day following the application of the first layer, apply a second half-inch layer of the cement mix, troweling it to a smooth finish on top. Once hardened, keep the concrete continuously moist for at least 15 days. 




When the top two layers are complete, the ceiling is structurally strong, but the underside is still rough and aesthetically unpleasing.  






Parge the underside with a 1/2-inch (13 mm) layer, forcing the mix into all the crevices and hollows. To keep the fresh mix from falling, it must be applied a little at a time, gradually building up the layer to the full thickness. Once the concrete is firm, lightly smooth the surface with a damp sponge. 



The Finished Ceiling

After the concrete has cured for at least 15 days, it can be allowed to dry so that it can be painted. 


Phil A. Arneson
El Ocotal
Municipio de Yuscar�n
Departamento de El Para�so
Honduras 
Phil A. Arneson
El Ocotal
Municipio de Yuscar�n
Departamento de El Para�so
Honduras