INVESTIGACION DE ENSAYOS DE LABORATORIO DE CONCRETO Y ACERO

MECANICA DE SOLIDOS

PRESENTA: ANGEL ORLANDO NOGUEZ GONZALEZ

2014

FACULTAD DE INGENIERIA BUAP INVESTIGACION DE PRUEBAS DE LABORATORIO DE CONCRETO Y ACERO

14/10/2014

INDICE:

INTRODUCCION...1

ELABORACION DE ESPECIMENES...3

CURADO DE LOS ESPECIMENES DE CONCRETO

HIDRAULICO...4

RESISTENCIA A LA COMPRESION DE CILINDROS DE

CONCRETO.5

TENSION DE ACERO DE REFUERZO....11

APENDICE....16

TABLA I......22

TABLA II.....23

CONCLUSION......24

ANEXO....25

BIBLIOGRAFIA...35

INTRODUCCION:

EN EL PRESENTE TRABAJO DESCRIBO LAS PRUEBAS YA ANTES REALIZADAS DE CONCRETO Y

ACERO, EL OBJETIVO FUNDAMENTAL ES QUE TENGA UNA METODOLOGIA QUE LO INTRODUZCA

UNA CORRECTA EJECUCION, BASANDOME EN LAS NORMAS ADECUADAS DE MEXICO.

PARA QUE SE LOGREN LAS PRUEBAS SE DEBE DETALLAR LO MAS POSIBLE LA PRUEBA, EL

OBJETIVO, EL EQUIPO A UTILIZAR, EL PROCEDIMIENTO EMPLEADO,CALCULOS ,RESULTADOS, LAS

CAUSAS MAS FRECUENTES DE ERROR, ETC.

SE DEBE PROCURAR TENER MUCHO CUIDADO DE QUE EL EQUIPO SEA REVISADO

DETALLADAMENTE PARA COMPROBAR SU CALIBRACION, EL DETERIORO POR EL USO PUEDE

MODIFICAR LAS CALIBRACIONES, ADEMAS DEL DESGASTE.

UNA SUGERENCIA PODRIA SER QUE SE EFECTUE DETALLADAS INSPECCIONES OCASIONALES

DEL LABORATORIO POR ALGUN DIRECTIVO COMO MEDIO PARA COMPROBAR SI SE CUENTA CON

EL EQUIPO APROPIADO, QUE EL MANTENIMIENTO SEA SATISFACTORIO, SI LOSPROCEDIMIENTOS

DE PRUEBA DE PRUEBA SON CORRECTOS, SI SE OBSERVAN LAS MEDIDAS DE SEGURIDAD

ADECUADAS.

SIN EMBARGO, LA INSPECCION NO DEBE SER UNA MOLESTA BUSQUEDA DE ERRORES, SINO

DEBE MOTIVAR EL INTERES DE LOS DIRECTIVOS EN EL MANTENIMIENTO Y SUPERACION DEL

LABORATORIO EN CONJUNTO.

ESTE MANUAL VA DIRIGIDO A TODO ESTUDIANTE, ESPERO MOTIVE PARA QUE

POSTERIORMENTE PUEDA DECIDIR EL ESTUDIANTE EL CORRECTO EMPLEO DE MATERIALES EN LA

OBTENCION DE CONCRETOS DE CALIDAD MAS CORRECTA O ADECUADA A LAS EXIGENCIAS

NECESARIAS O REQUERIDAS DE LAS ESTRUCTURAS QUE SE CONSTRUYA, APOYANDOSE DE LA

REALIZACION DE PRUEBAS.

CONCLUSION:

El ensayar una varilla por la prueba de tensin nos da como

resultado el poder observar cmo se comporta este material ante

este tipo de pruebas y as poder verificar los resultados obtenidos

con los establecidos en las normas y comprobar que estn en lo

permitido.

Adems, en la experiencia personal, comparando esta prueba

con las de compresin al concreto puedo decir que el

comportamiento es distinto, pero con ciertas similitudes, lo que

nos hace apreciar ms claramente las diferentes propiedades de

cada material y as saber bajo qu condiciones se les puede

sacar un mayor provecho a estos materiales,

Me hubiera gustado tener un estudio ms completo de ms

materiales para tener una idea ms clara de su comportamiento.

ANEXO.

Prueba de resistencia a la Compresin del concreto

La resistencia a la compresin de las mezclas de concreto se puede disear de tal manera que tengan una amplia variedad de propiedades mecnicas y de durabilidad, que cumplan con los requerimientos de diseo de la estructura. La resistencia a la compresin del concreto es la medida ms comn de desempeo que emplean los ingenieros para disear edificios y otras estructuras. La resistencia a la compresin se mide tronando probetas cilndricas de concreto en una mquina de ensayos de compresin, en tanto la resistencia a la compresin se calcula a partir de la carga de ruptura dividida entre el rea de la seccin que resiste a la carga y se reporta en mega pascales (MPa) en unidades SI. Los requerimientos para la resistencia a la compresin pueden variar desde 17 MPa para concreto residencial hasta 28 MPa y ms para estructuras comerciales. Para determinadas aplicaciones se especifican resistencias superiores hasta de 170 MPa y ms. Por qu se determina la Resistencia a la compresin?

Los resultados de las pruebas de resistencia a la compresin se usan fundamentalmente para determinar que la mezcla de concreto suministrada cumpla con los requerimientos de la resistencia especificada, c, del proyecto. Los resultados de las pruebas de resistencia a partir de cilindros moldeados se pueden utilizar para fines de control de calidad, aceptacin del concreto o para estimar la resistencia del concreto en estructuras, para programar las operaciones de construccin, tales como remocin de cimbras o para evaluar la conveniencia de curado y proteccin suministrada a la estructura. Los cilindros sometidos a ensayo de aceptacin y control de calidad se elaboran y curan siguiendo los procedimientos descritos en probetas curadas de manera estndar segn la norma ASTM C31 Prctica estndar para elaborar y curar cilindros de ensaye de concreto en campo. Para estimar la resistencia del concreto in situ, la norma ASTM C31 formula procedimientos para las pruebas de curado

en campo. Las probetas cilndricas se someten a ensayo de acuerdo a ASTM C39, Mtodo estndar de prueba de resistencia a la compresin de probetas cilndricas de concreto. Un resultado de prueba es el promedio de, por lo menos, dos pruebas de resistencia curadas de manera estndar

o convencional elaboradas con la misma muestra de concreto y sometidas a ensaye a la misma edad. En la mayora de los casos, los requerimientos de resistencia para el concreto se realizan a la edad de 28 das.

Al disear una estructura los ingenieros se valen de la resistencia especificada, c, y especifican el concreto que cumpla con el requerimiento de resistencia estipulado en los documentos del contrato del proyecto. La mezcla de concreto se disea para producir una resistencia promedio superior a la resistencia especificada de manera tal que se pueda minimizar el riesgo de no cumplir la especificacin de resistencia. Para cumplir con los requerimientos de resistencia de una especificacin de proyecto se aplican los siguientes dos criterios de aceptacin: **El promedio de tres ensayes consecutivos es igual o supera a la resistencia especificada, c. ** Ninguno de los ensayes de resistencia deber arrojar un resultado inferior a c en ms de 3.45 MPa, ni ser superior

en ms de 0.10 c, cuando c sea mayor de 35 MPa. Resulta importante comprender que una prueba individual que caiga por debajo de c no necesariamente constituye un fracaso en el cumplimiento de los requerimientos del trabajo. Cuando el promedio de las pruebas de resistencia de un trabajo caiga dentro de la resistencia promedio exigida, c, la probabilidad de que las pruebas de resistencia individual sean inferiores a la resistencia especificada es de aproximadamente 10% y ello se tiene en cuenta en los criterios de aceptacin. Cuando los resultados de las pruebas de resistencia indican que el concreto suministrado no cumple con los requerimientos de la especificacin es importante reconocer que la falla puede radicar en las pruebas, y no en el concreto. Ello es particularmente cierto si la fabricacin,

manejo, curado y pruebas de los cilindros no se realizan en conformidad con los procedimientos estndar. Ver Baja resistencia de cilindros de concreto, revista C y T , marzo 2006. Los registros histricos de las pruebas de resistencia se utilizan para establecer la resistencia promedio deseada de mezcla de concretos para obras futuras. Cmo realizar la prueba de Resistencia del concreto Las cilindros para pruebas de aceptacin deben tener un tamao de 6 x 12 pulgadas (150 x 300 mm) o 4 x 8 pulgadas (100 x 200 mm), cuando as se especifique. Las probetas ms pequeas tienden a ser ms fciles de elaborar y manipular en campo y en laboratorio. El dimetro del cilindro utilizado debe ser como mnimo tres veces el tamao mximo nominal del agregado grueso que se emplee en el concreto. El registro de la masa de la probeta antes de cabecearla constituye una valiosa Informacin en caso de desacuerdos. Con el fin de conseguir una distribucin Uniforme de la carga, generalmente los cilindros se cabecean con mortero de azufre (ASTM C 617) o con almohadillas de neopreno (ASTM C 1231). El cabeceo

de azufre se debe aplicar como mnimo dos horas antes y preferiblemente un da antes de la prueba. Las almohadillas de neopreno se pueden usar para medir las resistencias del concreto entre 10 a 50 MPa. Para resistencias mayores de hasta 84 Mpa se permite el uso de las almohadillas de neopreno siempre y cuando hayan sido calificadas por pruebas con cilindros compaeros con cabeceo de azufre. Los requerimientos de dureza en durmetro para las almohadillas de neopreno varan desde 50 a 70 dependiendo del nivel de resistencia sometido a ensaye. Las almohadillas se deben sustituir si presentan desgaste excesivo. No se debe permitir que los cilindros se sequen antes de la prueba. El dimetro del cilindro se debe medir en dos sitios en ngulos rectos entre s a media altura de la probeta y deben promediarse para calcular el rea de la seccin. Si los dos dimetros medidos difieren en ms de 2%, no se debe someter a prueba el cilindro. Los extremos de las probetas no deben presentar desviacin con respecto a la perpendicularidad del eje del cilindro en ms 0.5% y los extremos deben hallarse

planos dentro de un margen de 0.002 pulgadas (0.05 mm).

Los cilindros se deben centrar en la mquina de ensayo de compresin y cargados hasta completar la ruptura. El rgimen de carga con mquina hidrulica se debe mantener en un rango de 0.15 a 0.35 MPa/s durante la ltima mitad de la fase de carga. Se debe anotar el tipo de ruptura. La fractura cnica es un patrn comn de ruptura. La resistencia del concreto se calcula dividiendo la mxima carga soportada por la probeta para producir la fractura entre el rea promedio de la seccin. ASTM C 39 presenta los factores de correccin en caso de que la razn longitud - dimetro del cilindro se halle entre 1.75 y 1.00, lo cual es poco comn. Se someten a prueba por lo menos dos cilindros de la misma edad y se reporta la resistencia promedio como el resultado de la prueba, al intervalo ms prximo de 0.1 MPa. El tcnico que efecte la prueba debe anotar la fecha en que se recibieron las probetas en el laboratorio, la fecha de la prueba, la identificacin de la probeta, el dimetro del cilindro, la edad de los cilindros de prueba, la

mxima carga aplicada, el tipo de fractura y todo defecto que presenten los cilindros o su cabeceo. Si se mide, la masa de los cilindros tambin deber quedar registrada. La mayora de las desviaciones con respecto a los procedimientos estndar para elaborar, curar y realizar el ensaye de las probetas de concreto resultan en una menor resistencia medida. El rango entre los cilindros compaeros del mismo conjunto y probados a la misma edad deber ser en promedio de aproximadamente. 2 a 3% de la resistencia promedio. Si la diferencia entre los dos cilindros compaeros Sobre pasa con demasiada frecuencia 8%, o 9.5% para tres cilindros compaeros, se debern evaluar y rectificar los procedimientos de ensaye en el laboratorio. Los resultados de las pruebas realizadas en diferentes laboratorios para la misma muestra de concreto no debern diferir en ms de 13% aproximadamente del promedio de los dos resultados de las pruebas. Si uno o dos de los conjuntos de cilindros se truenan a una resistencia menor a c, evale si los cilindros presentan

problemas obvios y retenga los cilindros sometidos a ensaye para examinarlos posteriormente. A menudo, la causa de una prueba malograda puede verse fcilmente en el cilindro, bien inmediatamente o mediante examen petrogrfico. Si se desechan o botan estos cilindros se puede perder una oportunidad fcil de corregir el problema. En algunos casos se elaboran cilindros adicionales de reserva y se pueden probar si un cilindro de un conjunto se truena a una resistencia menor. Una prueba a los tres o siete das puede ayudar a detectar problemas potenciales relacionados con la calidad del concreto o con los procedimientos de las pruebas en el laboratorio, pero no constituye el criterio para rechazar el concreto. La norma ASTM C 1077 exige que los tcnicos del laboratorio que participan en el ensaye del concreto deben estar certificados. Los informes o reportes sobre las pruebas de resistencia a la compresin son una fuente valiosa de informacin para el equipo del proyecto para el proyecto actual o para proyectos futuros. Los reportes se deben remitir lo ms pronto posible al productor del concreto, al contratista y al representante del propietario.

Referencias: 1. ASTM C 31, C 39, C 617, C 1077, C

1231, Annual Book

of ASTM Standards, Vol. 04.02, ASTM,

West Conshohocken,

PA, www.astm.org.

2. Concrete in Practice Series, NRMCA,

Silver Spring, MD,

www.nrmca.org.

3. In-Place Strength Evaluation - A

Recommended Practice,

NRMCA Publication 133, NRMCA RES

Committee,

NRMCA, Silver Spring, MD.

4. How producers can correct improper

test-cylinder curing,

Ward R. Malisch, Concrete Producer

Magazine, November

1997, www.worldofconcrete.com.

5. NRMCA/ASCC Checklist for Concrete

Pre-Construction

Conference, NRMCA, Silver Spring, MD

6. Review of Variables That Influence

Measured Concrete

Compressive Strength, David N.

Richardson, NRMCA

Publication 179, NRMCA, Silver Spring,

MD.

7. Tips on Control Tests for Quality

Concrete, PA015, Portland

Cement Association, Skokie, IL,

www.cement.org.

8. ACI 214, Recommended Practice for

Evaluation of Strength

Tests Results of Concrete, American

Concrete Institute,

Farmington Hills, MI, www.concrete.org.

PRACTICA DE TENSION DE ACERO.

Objetivo

El alumno determinara la resistencia a la tensin del acero mediante el ensaye a una

probeta de dimensiones predeterminadas, identificando las cargas que definen al esfuerzo

de fluencia y esfuerzo ltimo, respectivamente, adems de elaborar la grfica de esfuerzo

del acero, identificando los puntos de la grfica.

Introduccin

En el ensayo se mide la deformacin (alargamiento) de la probeta entre dos puntos fijos

de la misma a medida que se incrementa la carga aplicada, y se representa grficamente

en funcin de la tensin (carga aplicada dividida por la seccin de la probeta). En general,

la curva tensin-deformacin as obtenida presenta cuatro zonas diferenciadas:

Deformaciones elsticas: en esta zona las deformaciones se reparten a lo largo de la

probeta, son de pequea magnitud y, si se retirara la carga aplicada, la probeta

recuperara su forma inicial. El coeficiente de proporcionalidad entre la tensin y la

deformacin se denomina mdulo de elasticidad o de Young y es caracterstico del

material. As, todos los aceros tienen el mismo mdulo de elasticidad aunque sus

resistencias puedan ser muy diferentes. La tensin ms elevada que se alcanza en esta

regin se denomina lmite de fluencia y es el que marca la aparicin de este fenmeno.

Pueden existir dos zonas de deformacin elstica, la primera recta y la segunda curva,

siendo el lmite de proporcionalidad el valor de la tensin que marca la transicin entre

ambas. Generalmente, este ltimo valor carece de inters prctico y se define entonces

un lmite elstico (convencional o prctico) como aqul para el que se produce un

alargamiento prefijado de antemano (0,2%, 0,1%, etc.). Se obtiene trazando una recta

paralela al tramo proporcional (recto) con una deformacin inicial igual a la convencional.

Fluencia o cedencia. Es la deformacin brusca de la probeta sin incremento de la carga

aplicada. El fenmeno de fluencia se da cuando las impurezas o los elementos de aleacin

bloquean las dislocaciones de la red cristalina impidiendo su deslizamiento, mecanismo

mediante el cual el material se deforma plsticamente. Alcanzado el lmite de fluencia se

logra liberar las dislocaciones producindose la deformacin bruscamente. La

deformacin en este caso tambin se distribuye uniformemente a lo largo de la probeta

pero concentrndose en las zonas en las que se ha logrado liberar las dislocaciones

(bandas de Luders). No todos los materiales presentan este fenmeno, en cuyo caso la

transicin entre la deformacin elstica y plstica del material no se aprecia de forma

clara.

Deformaciones plsticas: si se retira la carga aplicada en dicha zona, la probeta recupera

slo parcialmente su forma quedando deformada permanentemente. Las deformaciones

en esta regin son ms acusadas que en la zona elstica.

Estriccin. Llegado un punto del ensayo, las deformaciones se concentran en la parte

central de la probeta aprecindose una acusada reduccin de la seccin de la probeta,

momento a partir del cual las deformaciones continuarn acumulndose hasta la rotura

de la probeta por esa zona. La estriccin es la responsable del descenso de la curva

tensin-deformacin; realmente las tensiones no disminuyen hasta la rotura, sucede que

lo que se representa es el cociente de la fuerza aplicada (creciente) entre la seccin inicial

y cuando se produce la estriccin la seccin disminuye, efecto que no se tiene en cuenta

en la representacin grfica. Los materiales frgiles no sufren estriccin ni deformaciones

plsticas significativas, rompindose la probeta de forma brusca. Terminado el ensayo se

determina la carga de rotura, carga ltima o resistencia a la traccin: la mxima resistida

por la probeta dividida por su seccin inicial, el alargamiento en (%) y la estriccin en la

zona de la rotura.

Otras caractersticas que pueden caracterizarse mediante el ensayo de traccin son la

resiliencia y la tenacidad, que son, respectivamente, la energa elstica y total absorbida y

que vienen representadas por el rea comprendida bajo la curva tensin-deformacin

hasta el lmite elstico en el primer caso y hasta la rotura en el segundo.

Material

1 probeta de varilla 3/8 de 60 cm de longitud

Vernier

Marcador de tinta permanente

Marcador de tinta de base de agua

Arco con segueta

Micrmetro con base magntica

Mquina Universal

Franela

Desarrollo

a) Se corto una muestra de varilla de 60 cm de 3/8, grado 42, San Luis (SAN423).

b) La varilla se marco con el marcador de tinta permanente a cada 20 cm, del centro hacia

arriba y hacia abajo, se identifico que el material tena la suficiente corrugacin, para que

no afecte la adherencia al concreto.

c) Se coloco esta misma en la Maquina Universal junto con el micrmetro con base

magntica junto a la platina, en una base de metal.

d) Se marcaron con el marcador a base de agua, las cargas obtenidas por la Maquina

Universal con base a la deformacin que se iba realizando y se media con ayuda del

Micrmetro.

e) Se prosigui con esto hasta lograr la falla de la varilla y unas cuantas mediciones ms.

Clculos

Conversin del dimetro de la varilla pulgadas a centmetros

Conclusiones

Se determino la grfica de curva de esfuerzo-deformacin del acero

de refuerzo, comprobndose las propiedades geomtricas de las

corrugaciones, segn la norma B-294-1996, notndose que la carga

ltima y el esfuerzo de fluencia, son satisfactorias, dando una

resistencia factible del ms del 200%. Se observo tambin que la

falla de la varilla fue cnica o punta de lpiz, demostrando con esto

la calidad del material y de la prueba.

BIBLIOGRAFIA:

Apuntes teora comportamiento de materiales

http://www.quiminet.com/articulos/la-varilla-de-acero-corrugada-

20839.htm

www.imcyc.com/normas/NMX-C-407-ONNCCE-2000.pdf