laboratorio -acero-tecnología de los materiales
-
Upload
eliza-alberto-rodriguez -
Category
Documents
-
view
30 -
download
1
description
Transcript of laboratorio -acero-tecnología de los materiales
I. TÍTULO: EL ACERO
LABORATORIO Nº 11: EL ACERO
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES
INFORMES PRACTICOS
DOCENTE:
ING. CIP. JANET V. SAAVEDRA VERA
INTEGRANTES:
ALBERTO RODRIGUEZ ELIZABETH
ESTRADA AYALA XIOMARA
INGENIERIA
CIVIL
IV CICLO
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
II.OBJETIVOS
2.1. Objetivos Generales
“Reconocer los diferentes diámetros de aceros corrugados estructurales para la Construcción.”
2.2. Objetivos Específicos
Identificar los diámetros de las muestras de acero traídos.
Realizar la evaluación de pesos nominales de los aceros corrugados.
Realizar la verificación de pesos nominales de las muestras con respecto a los pesos estándares de acero Arequipa o Siderperu.
III. MARCO TEORICO
El concreto es un material débil en tracción, por lo tanto se le usa
junto con acero de refuerzo capaz de resistir los esfuerzos de tracción. Por
ejemplo, en una viga sometida a flexión, el concreto se encarga de resistir
las compresiones y las barras de acero longitudinal, colocadas cerca de la
superficie en tracción, se encargan de resistir las tracciones originadas por
la flexión. Adicionalmente se suele colocar refuerzo transversal, en la
forma de estribos, que ayudan a resistir los esfuerzos de tracción diagonal
en el concreto causados por las fuerzas cortantes.
Para que el acero trabaje de manera efectiva es necesario que exista
una fuerte adherencia entre el concreto y el acero, para asegurar que no
ocurran movimientos relativos (deslizamientos) entre las barras de
refuerzo y el concreto circundante. Esta unión o adherencia, proviene
básicamente de tres fuentes: de la adhesión del tipo químico que
existe en la inter fase entre el acero y el concreto, de la rugosidad natural
que tienen las superficies del refuerzo de acero laminado en caliente y de
las corrugaciones (resaltes) con las cuales se fabrican las barras de
refuerzo corrugadas.
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
El acero de refuerzo estructural
es un material producto de la aleación
de hierro, carbono y pequeñas
cantidades de silicio, fósforo, azufre y
oxígeno, cuya variación en su
contenido le aporta características
específicas al material. Las barras de
acero estructural son piezas de acero
laminado, de sección transversal circular, hexagonal o cuadrada. Se
clasifican de acuerdo a su límite de fluencia (grado) y a su acabado (lisa o
corrugada). Este material es utilizado en la construcción para agregar
resistencia a otro material.
2.1 CLASIFICACION DE ACEROS
Las armaduras para el concreto serán de acero y se clasifican en:
a) Barras Lisas:
Son recomendables para aquellos casos en los que se necesita realizar
fácilmente las operaciones de doblado y desdoblado, o en los que se
necesite barras cilíndricas de superficie lisa.
b) Barras Corrugadas:
Se entiende como barras de acero corrugadas a las que presentan
resaltes o estrías que por sus características mejoran su adherencia al
concreto. El acero que se emplea en el país para concreto armado es el
producido por Siderperu o Arequipa, de sección circular y corrugada de
grado 60, cuyo punto de fluencia es de 4200 kg/cm2 (fy). Su
longitud es de 9.00 ml.
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
CARACTERÍSTICAS DE LAS VARILLAS CORRUGADAS
Designación
Diámetro
(in)
Diámetro
(mm)
Área (cm2)
Peso (kg/m)
Observaciones
234568
11
1/43/81/25/83/41
1 3/8
6.49.512.715.919.125.435.8
0.320.711.292.002.845.1010.06
0.2500.5600.9941.5522.2353.9737.907
Liso
6 mm (*)8
mm12 mm
6812
0.280.501.13
0.2220.3950.888
Ac. ArequipaAc. Arequipa – Ac. SiderperuAc. Arequipa – Ac. Siderperu
79
101418
7/81 1/81 1/4
1 11/162 1/4
22.228.732.343.057.3
3.876.458.1914.5225.81
3.0425.0606.40411.38020.240
No disponibleNo disponible No disponible No disponible No disponible
IDENTIFICACION DE LAS BARRAS
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
a. CALIDADES DEL ACERO DE REFUERZO
Las principales características que deben tener los aceros de
refuerzo, están descritas en la Norma Peruana en el artículo 3.4 y en ACI-
02 artículo 3.5.
Los aceros de refuerzo que se producen en el Perú (Siderperu, Aceros
Arequipa) deben cumplir con alguna de las siguientes Normas:
Norma Peruana Itintec 341.031-A-42. Acero Grado 60.
Norma ASTM A615. Acero Grado 60.
Norma ASTM A706. Acero de baja aleación, soldable. Grado 60.
La Norma ASTM 615 cubre los aceros de refuerzo que se utilizan con
mayor frecuencia, en nuestro medio son prácticamente los únicos que
utilizamos. La citada Norma, no limita la composición química de los
aceros, salvo el contenido de fósforo.
La Norma ASTM 706 cubre los aceros para aplicaciones especiales en
las cuales la soldabilidad, la facilidad de doblado y la ductilidad, sean
consideraciones importantes para la elección del acero. Limita la
composición química del acero de tal modo que el carbono equivalente
sea menor que el 0.55%. El carbono equivalente se calcula en función del
contenido de Carbono, Manganeso, Cobre, Níquel, Cromo, Molibdeno y
Vanadio.
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
Las calidades del acero que cubre la Norma ASTM y que es posible
emplear, como refuerzo para el concreto, se resumen en la tabla 3-2. Se
indica el esfuerzo de fluencia (fy) mínimo y máximo, el esfuerzo máximo o
último (fu) mínimo, a este último también se le denomina resistencia a la
tracción (tensile strength).
Cabe resaltar que en el Perú, tanto Acero Arequipa S.A. como
Siderperu, los únicos productores de acero corrugado, solo fabrican acero
de refuerzo Grado 60. La mayoría del acero disponible en nuestro medio,
se ajusta a la Norma ASTM A615. Aceros Arequipa, bajo pedido, fabrica
acero A706 solo en los diámetros de 5/8”, 3/4” y 1”. Este acero es
soldable, desgraciadamente es más caro que el A615 y su uso no se ha
difundido.
b. PROPIEDADES DE LAS BARRAS GRADO 60
Características Mecánicas – ASTM A615:
fy min = 4,200 kg/cm2 (fluencia nominal, valor mínimo). fu min = 6,300 kg/cm2 (esfuerzo máximo o último o
resistencia a la tracción). Es ≈ 2’000,000 kg/cm2 (módulo de elasticidad). Deformación en el inicio de la fluencia εy = (fy / Es). ≈ 0.0021 Longitud de la plataforma de fluencia = variable. Deformación de rotura >> Deformación de fluencia (30 a 40
veces). Elongación a la rotura entre el 7% y 9% (Tabla 3-3). Coeficiente de dilatación ≈ 11x10-6 1/C°. Valor muy parecido
al del concreto el cual es ≈ 10x10-6 1/C°. Ambos coeficientes de dilatación dependen de la temperatura.
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
2.4 IMPORTANCIA DEL PESO CORRECTO EN EL FIERRO
CORRUGADO
La construcción en concreto armado, se debe llevar a cabo dentro de
un contexto de Normas, con requisitos mínimos para los diversos
materiales, para procedimientos constructivos y también para el diseño
estructural con la finalidad de asegurar un nivel mínimo de calidad en las
edificaciones a construirse, de manera que puedan ofrecer a quienes lo
habitan, seguridad, comodidad y buena calidad de vida.
El fierro corrugado, cumple la función de reforzar el concreto, y es
utilizado para formar lo que denominamos “estructura” de la edificación,
la cual debe soportar los diferentes tipos de fuerzas que actuarán sobre
ella: peso propio, el peso de los ocupantes, fuerzas sísmicas, fuerzas de
los vientos, etc.
La fabricación del fierro corrugado está formada por los reglamentos
ASTM A 615 Grado 60 y la Norma Técnica Peruana NTP 341.031 2001.
Estas normas establecen las diversas características del producto entre las
que podemos citar como más importantes las
Siguientes:
La composición química
1. Las propiedades mecánicas del acero:
Límite de fluencia (fy) Resistencia a la tracción (R) Relación R/fy (ductilidad) Alargamiento a la rotura Doblado a 180º
2. Las corrugas, su forma y geometría.
3. El peso métrico y su variación permisible.
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
Peso métrico del fierro corrugado
Asimismo, se establece la variación permitida para este peso métrico
nominal: “Las barras con resaltes para concreto armado, serán evaluadas
sobre la base de su masa (peso) nominal. La variación permisible no
deberá exceder 6% por debajo de su masa (peso) nominal”. De esta
forma, la norma establece el peso mínimo de las barras.
Durante el proceso de fabricación del fierro corrugado, el fabricante
deberá verificar que
Todas sus barras cumplen con esta restricción importante de la
norma.
¿Qué pasaría si esta variación permisible se descontrola, se excede?
¿Afectaría las otras Propiedades de la barra? Veamos:
El diámetro con que es designada cualquier barra corrugada es igual
al de una barra lisa circular (ver figura D-1) que tiene el mismo peso por
metro de longitud en toda su extensión. Por ejemplo una barra corrugada
de 3/8” tiene un peso nominal igual al de una barra lisa circular con ese
diámetro 3/8” (cabe indicar que el diámetro de la barra corrugada no
puede ser medido directamente debido a su forma irregular).
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
Si la barra corrugada perdiera peso, el diámetro que le corresponde
disminuirá dado que la barra lisa circular equivalente deberá tener un
peso menor y también un diámetro menor. Entonces la barra corrugada
con menos peso tendrá menor área transversal y por tanto menos
resistencia.
Si el peso de la barra es inferior al límite mencionado (6% debajo del
peso nominal), la barra no debe ser utilizada en una construcción dada su
menor área y menor resistencia a las fuerzas.
Comprobar el peso métrico de una barra corrugada es bastante
sencillo, se puede efectuar en la misma obra:
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
Se corta un metro de barra del diámetro que se desee. Se pesa en una balanza bien calibrada y por último Se compara con los valores de la tercera columna del cuadro
anterior.
IV. MATERIALES Y EQUIPOS
Balanza
Una botella de jugo
Agua de mar
1Lija
Fierro de diferentes diámetros (3 muestras de cada una)
1. 6 mm (ACEROS AREQUIPA)
2. 8 mm (SIDERPERU)
3. ½’’ (ACEROS AREQUIPA)
4. 3/8’’ (SIDERPERU)
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
ENSAYO Nº01: VERIFICAR LAS CARACTERISTICAS
DE LAS BARRAS DE ACERO
BARRA DE 6 mm (ACEROS AREQUIPA)
3 Muestras de aproximadamente 10 cm de longitud
Medimos el diámetro de cada una de las muestras
Medimos la longitud de cada una de las muestras
Pesamos cada una de las muestras
V.PROCEDIMI
ENTO
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
BARRA DE ½ ‘’ (ACEROS AREQUIPA)
3 Muestras de aproximadamente 10 cm de longitud
Medimos el diámetro de cada una de las muestras
Medimos la longitud de cada una de las muestras
Pesamos cada una de las muestras
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
BARRA DE 8 mm (SIDERPERU)
3 Muestras de aproximadamente 10 cm de longitud
Medimos el diámetro de cada una de las muestras
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
Medimos la longitud de cada una de las muestras
Pesamos cada una de las muestras
BARRA de 3/8’’ (SIDERPERU)
3 Muestras de aproximadamente 10 cm de
longitud
Medimos el diámetro de cada una de las muestras
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
Medimos la longitud de cada una de las muestras
Pesamos cada una de las muestras
ENSAYO Nº02: OXIDACIÓN
BARRA DE 6mm,8 mm , 1/2 ’’ ,3/8’’
Introducimos en la botella( con agua de mar) las barra de acero
de cada diámetro.
Después de 72 horas obtenemos los resultados .
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
Muestras después de las 72 horas en agua de mar .
COMPARACIÓN CON LAS MUESTRAS EN BUEN ESTADOBARRA DE FIERRO DE 6 mm
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
BARRA DE FIERRO DE 8 mm
BARRA DE FIERRO DE 1/2 mm
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
MEDIMOS EL DIÁMETRO Y LA LONGITUD DE CADA MUESTRA DESPUES DE HABER SIDO DEJADA EN AGUA.
PESAMOS CADA MUESTRA DESPUES DE HABER SIDO DEJADA EN AGUA.
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
ENSAYO Nº03: ANALIZAMOS UNA BARRA DE
FIERRO EN MAL ESTADO (1/2’’ ACEROS
AREQUIPA)
BARRA DE ½ ‘’ (ACEROS AREQUIPA)
1 Muestra de aproximadamente 10 cm de longitud
Medimos el diámetro de la de las muestra
Medimos la longitud de la muestra Pesamos la muestra
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
CON LA AYUDA DE UNA LIJA QUITAMOS EL ÓXIDO CONTENIDO EN LA BARRA DE FIERRO DAÑADA
IMAGEN LUEGO DE LIMPIARLA ,LUEGO PROCEDEMOS A PESARLO.
VI.CÁLCULOS
Y
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
ENSAYO Nº1
DATOS DEL LABORATORIO
BARRA 6mm-AREQUIPA DIAMETRO LONGITUD PESO
I 6mm 99mm 0,019
II 6mm 100mm 0,021
III 6mm 90mm 0,023
PROMEDIO 6mm 96,333mm 0,021
BARRA 1/2 ''-AREQUIPA DIAMETRO LONGITUD PESO
I 12mm 96mm 0,083
II 12mm 102mm 0,089
III 12mm 101mm 0,087
PROMEDIO 12mm 99,667mm 0,0863
BARRA 8mm-SIDERPERU DIAMETRO LONGITUD PESO
I 8mm 99mm 0,037
II 8mm 100mm 0,038
III 8mm 90mm 0,034
PROMEDIO 8mm 96,333mm 0,0363
BARRA 3/8 ''-SIDERPERU DIAMETRO LONGITUD PESO
I 10mm 98mm 0,054
II 10mm 100mm 0,054
III 10mm 95mm 0,052
PROMEDIO 10mm 97,667mm 0,0533
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
CALCULO DE LOS PESOS EN Kg/m
BARRA 96,333 mm 0,021kg/m6mm 1000 mm X
X= 0,218 kg/m
PESO EN Kg/m, SEGÚN LAS NORMAS ESTABLECIDAS ES DE 0,22
BARRA 99,667 mm 0,0863 kg/m
1/2'' 1000 mm X
X= 0,866 kg/m
PESO EN Kg/m ,SEGÚN LAS NORMAS ESTABLECIDAS ES DE 0,994
BARRA 96,333 mm 0,0363 kg/m
8mm 1000 mm X
X= 0,377 kg/m
PESO EN Kg/m, SEGÚN LAS NORMAS ESTABLECIDAS ES DE 0,395
BARRA 97,667 mm 0,0533 kg/m
3/8'' 1000 mm X
X= 0,546 kg/m
PESO EN Kg/m, SEGÚN LAS NORMAS ESTABLECIDAS ES DE 0,560
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
ENSAYO Nº2:ÓXIDO
VARILLA 6mm-AREQUIPA
DIAMETRO LONGITUDPESO (Kg)
ANTES 6mm 99mm 0,019
DESPUES 6mm 99mm 0,026
VARIACIÓN DE PESO : 0,007 kg
VARILLA 1/2 ''-AREQUIPA
DIAMETRO LONGITUDPESO (kg)
ANTES 12mm 96mm 0,083
DESPUES 12mm 96mm 0,087
VARIACIÓN DE PESO : 0,004 kg
VARILLA 8mm-SIDER
DIAMETRO LONGITUDPESO (kg)
ANTES 8mm 99mm 0,037
DESPUES 8mm 99mm 0,042
VARIACIÓN DE PESO : 0,005 kg
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
ENSAYO Nº3
MUESTRA DE FIERRO PASADO POR INTEMPERISMORESULTADOS DESPUES DE QUITAR EL OXIDO
ACUMULADO
VARILLA 1/2 ''-AREQUIPA
DIAMETRO LONGITUDPESO kg
ANTES 11mm 100mm 0,084
DESPUES 11mm 100mm 0,083
VARIACIÓN DE PESOS EN 0,001 Kg
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
Se realizó de manera ordenada y con los materiales necesarios los pesos nominal y diámetros de los distintos fierros empleados en el laboratorio (1/2”, 8 mm, 1/4” aceros Arequipa y Siderperu respectivamente).
Las barras de acero traídas presentan diferentes tonos de color y olor después de sumergirlos por 24 horas en agua de mar, en este caso todas las muestras presentan un color negruzco.
Se realizó una comparación entre los distintos pesos nominales y diámetros de los aceros corrugados de Siderperu y aceros Arequipa según el reglamento nacional de edificaciones.
Se debe tener mucho cuidado al pesar las barras de acero traídas, ya que se debe tener el laboratorio cerrado para que el aire que circule no aumente nuestras medidas.
Utilizar los materiales adecuados en el laboratorio para no tener ningún error en nuestros cálculos y resultados de nuestros diámetros nominales y pesos.
Tener en cuenta, cuanta contaminación presenta el agua de mar (extraído del mar de coishco), ya que una posible indicación del grado de contaminación del agua de mar puede llegar a establecerse por su velocidad de corrosión.
VII.CONCLUSI
ONES
VIII.RECOMEN
DACIONES
E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales
IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA
LLORCA, A. (2008). Corrosión de armaduras en estructuras de hormigón. México: universidad autónoma.
CRESPO, S. (2010).materiales de construcción para la edificación y obra civil. España: editorial club universitario.
http://www.sider.com.pe
http://www.ingenieria.unam.mx/~luiscr/ECyM_43327/ACERO_REFUERZO.pdf
http://www.acerosarequipa.com
IX.BIBLIOGRA
FIA