Practicas de Laboratorio. Comportamiento de Materiales

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LABORATORIO DE COMPORTAMIENTO DE MATERIALES. PRÁCTICA No. 1 RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN SIMPLE DEL CONCRETO. 1.1 OBJETIVO El alumno determinará la resistencia a la compresión del concreto (f´c) para verificar si éste cumple con las especificaciones con que fue diseñado y poder establecer una opinión. 1.2 INTRODUCCIÓN RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN Es la relación que existe entre la carga aplicada y el espécimen y el área transversal de éste. Esta prueba se realiza a los 7, 14 y 28 días de edad del concreto. Además, esta prueba es la más común de todas las pruebas del concreto endurecido, en parte porque es fácil de llevar a cabo y en parte porque muchas de las características deseables del concreto, aunque no todas, están relacionadas cualitativamente con su resistencia; pero debido a la gran importancia de la resistencia a la compresión del concreto. Las pruebas pueden llevarse a cabo para diferentes fines, aunque los dos objetivos principales son control de calidad y el cumplimiento de las especificaciones. Se pueden utilizar tres tipos de especimenes para pruebas de compresión: cubos, cilindros, y prismas. Los cubos son empleados generalmente en los países europeos. Los cilindros son utilizados en los Estados Unidos, Francia, Canadá, Australia y Nueva Zelanda; también se utilizan en México. Para este ensaye nos enfocaremos al cilindro estándar. El cilindro estándar es de 150 x 300 mm y generalmente se cuela en un molde de acero, dotada con una base de abrazaderas, MORALES HUERTA HÉCTOR IVÁN

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PRACTICAS DEL LABORATORIO DE COMPORTAMIENTO DE MATERIALES DE LA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL.

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OBJETIVO

LABORATORIO DE COMPORTAMIENTO DE MATERIALES.

PRCTICA No. 1RESISTENCIA A LA COMPRESIN SIMPLE DEL CONCRETO.1.1 OBJETIVO

El alumno determinar la resistencia a la compresin del concreto (fc) para verificar si ste cumple con las especificaciones con que fue diseado y poder establecer una opinin.1.2 INTRODUCCIN

RESISTENCIA A LA COMPRESIN

Es la relacin que existe entre la carga aplicada y el espcimen y el rea transversal de ste. Esta prueba se realiza a los 7, 14 y 28 das de edad del concreto.Adems, esta prueba es la ms comn de todas las pruebas del concreto endurecido, en parte porque es fcil de llevar a cabo y en parte porque muchas de las caractersticas deseables del concreto, aunque no todas, estn relacionadas cualitativamente con su resistencia; pero debido a la gran importancia de la resistencia a la compresin del concreto.Las pruebas pueden llevarse a cabo para diferentes fines, aunque los dos objetivos principales son control de calidad y el cumplimiento de las especificaciones.

Se pueden utilizar tres tipos de especimenes para pruebas de compresin: cubos, cilindros, y prismas. Los cubos son empleados generalmente en los pases europeos. Los cilindros son utilizados en los Estados Unidos, Francia, Canad, Australia y Nueva Zelanda; tambin se utilizan en Mxico. Para este ensaye nos enfocaremos al cilindro estndar.

El cilindro estndar es de 150 x 300 mm y generalmente se cuela en un molde de acero, dotada con una base de abrazaderas, compactndose en tres capas utilizando una varilla de punta de bala de 16 mm de dimetro, o en dos capas, mediante un vibrador de inmersin.

Equipo y material:

Estufa. Aceite. Mquina Universal. Equipo para cabeceo. Esptula. Azufre.PROCEDIMIENTO1. De las muestras elaboradas cuando se fabric el concreto, tomar una para someterlas a prueba (de preferencia dos por ensaye).

2. Para llevar a cabo la prueba la superficie debe ser plana, normales a su eje, lo que tambin garantiza que los planos terminales sean paralelos entre s. Como el elaborarse los especimenes las superficies quedan rugosas, stas debern ser cabeceadas (colocar una pasta para que las secciones transversales sean totalmente lisas), entre los materiales adecuados para el cabeceo s encuentra el cemento de alumina, una mezcla de cemento Portland y de alta aluminia, cemento dental de alta resistencia, cemento fraguado regulado, as como una mezcla de azufre fundido. En nuestro caso se utiliza una mezcla de azufre fundido. Para poder utilizar el azufre como material de cabeceo, se deben elaborar cubos de 5 cm. por arista con esta mezcla, dejndolos enfriar y someterlos a compresin axial a la edad de dos horas, cumpliendo con una resistencia mnima a la compresin de 350 Kg/cm2, de acuerdo a la NOM-C-109-1997.3. despus de cabecearlos se coloca entre las plantas de la mquina de compresin (Maquina Universal) para aplicarle la carga a una velocidad constante hasta alcanzar la mxima, anotando tipo de falla y apariencia en el concreto.

4. Tomar las lecturas de cargas para poder realizar los clculos con la siguiente expresin:

Donde:

El tipo de falla que presenta un cilindro sometido a compresin axial es aproximadamente a 45 respecto a la horizontal formndose as un cono, cuando la carga es bien aplicada.Tambin el efecto de la relacin altura /dimetro ( debe ser igual a 2 ) en la resistencia tiene gran importancia: los cilindros estndar tienen una altura h igual a dos veces su dimetro d, pero en ocasiones se encuentran especimenes con otras proporciones, como es el caso particular de los corazones de concreto cortados directamente de la estructura, ya que depende del tamao de la herramienta con la que se corta el corazn, en tanto que su altura depende y vara segn el espesor del elemento.El concreto de alta resistencia es menos afectado por las variaciones en las proporciones del espcimen y resulta tambin menos influido por la norma del espcimen.

NOTA: El ensaye de los especimenes curados en hmedo debe efectuarse tan pronto como sea posible despus de retirarlos de la pileta o del cuarto hmedo y una vez que el material de cabeceo haya adquirido la resistencia requerida. En el caso de corazones de concreto que se hayan obtenido de un elemento cuyas condiciones de servicio sean las de un ambiente superficialmente seco, deben permanecer por lo menos 7 das a menos que se acuerde otro lapso en un ambiente con humedad relativa no mayor de 60% antes del ensaye y a una temperatura de 15 a 26 C. Los corazones que se hayan extrado de un elemento que estar sujeto durante su servicio a una completa saturacin, debern curarse de acuerdo con lo siguiente: sumergiendo los especimenes de prueba en agua saturada con cal, cuya temperatura sea de 23 2 C, por lo menos 40 horas inmediatamente antes del ensaye.Los especimenes para aceptacin o rechazo de concreto deben ensayarse a la edad de 14 das en el caso de resistencia rpida, o a 28 das en caso de resistencia normal.DIAGRAMA DE FALLAS DE CILINDROS SOMETIDOS A COMPRESIN

1. Se observa cuando se logra una carga de compresin bien aplicada sobre un espcimen de prueba bien preparado. En una falla normal del cilindro bajo compresin, los lados de la muestra tienden a adoptar la forma de un baril un instante antes de su destruccin, quedando con forma de reloj de arena.

2. Se observa comnmente cuando las caras de aplicacin de carga se encuentran en el lmite de tolerancia especificadas o excediendo sta.

3. Se observa en especimenes que presentan una superficie de carga convexa y/o por deficiencia del material de cabeceo, tambin por concavidad del plato de cabeceo o convexidad en una de las placas de carga.

4. Se observa en especimenes que presentan una carga d aplicacin de carga cncava y/o por deficiencias del material de cabeceo o tambin por concavidad en una de las placas de carga. Esta falla es tpica de una compactacin pobre, generalmente causada por falta de adherencia de una capa de la muestra con la capa anterior, por falla con la varilla de apisonado.

5. Se observa cuando se producen concentraciones de esfuerzos en puntos sobresalientes de las caras de aplicacin de carga por deficiencia del material de cabeceo o rugosidades en el plato de cabeceo o placas de carga.

6. Se observa en especimenes que presentan una cara de aplicacin de carga convexa y/o por deficiencias del material de cabeceo o del plato del cabeceador.

7. Se observa cuando las caras de aplicacin de carga del espcimen se desvan ligeramente de las tolerancias del paralelismo establecidos o por ligeras desviaciones en el centrado del espcimen para la aplicacin de carga. Es una falla por cortante que bien puede indicar un cabeceo irregular.

INFORME. RESISTENCIA A LA COMPRESIN SIMPLE DEL CONCRETO.

Nmero de identificacin:PRACTICA 01

Dimetro promedio en cm:15.0

rea de la seccin transversal, en cm2176.71

Carga mxima, en kg:52,900

Resistencia a la compresin calculada: aproximacin de un 1 kg/cm2299

Tipo de falla, en caso de no ser la cnica usual:TIPO 2

Defectos, en el espcimen o en el cabeceado:NINGUNO

Edad del espcimen:28 DIAS

PRCTICA No. 2TENSIN EN ACERO

4.1 OBJETIVO

El alumno determinar la resistencia a la tensin del acero, mediante en ensaye con una probeta de dimensiones predeterminadas, identificando las cargas que definen al esfuerzo de fluencia y esfuerzo ltimo respectivamente, adems de elaborar la grfica esfuerzo-deformacin unitaria del acero, identificando los puntos de al grfica. Debido a que esta prctica est sofocada a varillas corrugadas de cero, torcidas en fro, para esfuerzo de concreto, se comprobar que sus lmites de fluencia mnimos sean de 42, 50 y 60 kg/cm2, segn sea el caso.

4.2 INTRODUCCIN

La prueba de tensin consiste en someter una probeta de acero, maquinada o de seccin completa, a un esfuerzo de tensin creciente, aplicado axialmente, hasta causarle la ruptura.

Una fuerza externa aplicada aun cuerpo, hace que ste se deforme o cambie ligeramente de forma. Tambin produce fuerzas externas (esfuerzos) que actan dentro del cuerpo. Es esfuerzo es una funcin de las fuerzas internas en un cuerpo que se producen por la aplicacin de cargas exteriores. Como anteriormente se dijo probaremos una probeta de acero.

El acero es un material elstico y dctil; la elasticidad es una propiedad que hace que un cuerpo que ha sido deformado regrese a su forma original despus de que se ha retirado la accin de carga. La ductilidad es si se producen grandes deformaciones antes de llegar a la falla y por tanto la rotura e la probeta. Tambin tenemos materiales frgiles y son los que presentan deformaciones pequeas al momento de la falla.

Dentro de la grfica esfuerzo deformacin se observa que se tiene una etapa elstica y otra inelstica. La primera nos dice las deformaciones son proporcionales al esfuerzo, adems de que si en sta etapa se retira la accin de carga el material recupera su estado inicial, en la segunda las deformaciones ya no son proporcionales al esfuerzo, si en sta etapa se retira al accin que lo est deformando el material va a presentar deformaciones permanentes.

Grfica esfuerzo deformacin unitaria del acero estructural

Lmite de proporcionalidad. (punto 1) Es el punto a partir del cual el esfuerzo ya no es proporcional a la deformacin unitaria, o sea, a partir del cual la grfica esfuerzo deformacin unitaria ya no es lineal. Este punto casi esta en la misma posicin que os puntos 2 y 3 de la grfica. La determinacin exacta del lmite de proporcionalidad es bastante complicada ya que el cambio de la etapa elstica a la ineslstica es gradual.

Lmite elstico. (punto 2) Es el esfuerzo mximo que puede ser aplicado a un material sin que se produzcan deformaciones inelsticas permanentes, despus de que se ha eliminado totalmente el esfuerzo aplicado. Con frecuencia es imposible detectar una diferencia los lmites proporcional y elstico.

Lmite de fluencia. (punto 3) Es el esfuerzo que corresponde a la transicin de la etapa elstica a la ineslstica (plstica9 y que se define por un cambio brusco en el movimiento de la aguja indicadora de carga de la mquina de ensaye. Es el primer esfuerzo detectable, en el que ocurre un aumento en la deformacin, sin que se cause un aumento en el esfuerzo.

Rigidez. Es la medida de la resistencia de un material a deformarse. La rigidez bajo carga axial se puede medir por medio del mdulo de elasticidad, o mdulo de Young, E. A mayor mdulo de elasticidad.

Mdulo de Poisson . Es otra medida de la caracterstica de deformacin de dimensiones unitarias sujetas a tensin y es igual a la deformacin lateral entre la deformacin axial.

Alargamiento. Es el aumento en la longitud calibrada en una probeta despus de la prueba de tensin, que comnmente se expresa en porcentajes de la longitud calibrada inicial.

Resistencia a la tensin. Es el mximo esfuerzo de tensin que un material es capaz de soportar, se determina con la carga mxima en una prueba de tensin llevada hasta la ruptura y con el rea de las seccin transversal original de la probeta. Se expresa en Kg/cm2, kg/mm2.

Resistencia a la fluencia. Es el esfuerzo al cual un material exhibe unos lmites especificados de desviacin de la proporcionalidad del esfuerzo a la deformacin.

La desviacin se expresa en trminos de deformacin, usualmente.

La resistencia de fluencia se puede determinar por:

a) El mtodo de la deformacin permanente especificada (offset); generalmente se considera una deformacin unitaria de 0.2%b) El mtodo del alargamiento total bajo carga. Usualmente se especifica una deformacin unitaria de 0.5%

Esfuerzo

El valor de E es la pendiente de la lnea recta de la grfica y se denomina mdulo de elasticidad o mdulo de Young. Tiene unidades de fuerza dividido entre longitud al cuadrado, (kg/cm2). La relacin esfuerzo - deformacin representada por la ecuacin 1, se conoce como Ley de Hooke.Resistencia. Es el esfuerzo mximo que resiste un espcimen.

Las caractersticas deseables del acero para aplicaciones ssmicas son.

a) Extensas plataformas de fluencia.

b) Endurecimiento por deformacin gradual.

c) Baja variabilidad del esfuerzo real de fluencia con respecto al nominal.Las corrugaciones en el acero estructural (barras o varillas) deben tener las siguientes caractersticas:

Espaciamiento

> 0.7 db (db = dimetro de la barra)

Altura > 0.04 a 0.05 db.

Distribucin 7 5 % permetro nominal

ngulo de inclinacin respecto al eje de la varilla > 45

Debemos entender por varilla corrugada una barra de acero que ha sido especialmente fabricada para usarse en refuerzos de concreto, que se clasifican en grados de acuerdo con su lmite de fluencia mnimo: 42, 50 y 60 kg/mm2 y se designan respectivamente como grado 42, 50 y 60.

MUESTREO

Propiedades mecnicas

Las probetas para la prueba de tensin, deben ser de seccin completa en su estado final. Las determinaciones de los esfuerzos unitarios, de las probetas de seccin completa, deben basarse en las reas de las secciones transversales nominales indicadas en la tabla 1. Las probetas para la prueba de doblado, deben de ser de seccin completa en su estado final.

Debe de hacerse una prueba de tensin y una de doblado de cada colada de acero, con las varillas terminadas de mayor dimetro. Sin embargo, si el material de una colada difiere en tres o ms nmeros de designacin debe hacerse una prueba de tensin y una de doblado de las varillas terminadas de mayor y menor nmero de designacin.

Si el porcentaje de alargamiento de cualquier probeta para la prueba de tensin es menor del especificado en tabla 2, y adems una parte de la fractura se presenta fuera del tercio medio de la longitud calibrada, como se indica por las marcas de la probeta antes de la prueba, se permite repetir la prueba. Se deben probar varillas representativas seleccionando una varilla por cada 10 toneladas o fraccin de cada lote.

TABLA 2. REQUISITOS DE TENSIN

ConceptoGrado 42Grado 50Grado 60

Lmite de fluencia mnimo, en N/mm2 (Kg/mm2)412 (42)490 (50)589 (60)

Resistencia a la tensin mnima, en N/mm2 (kg/mm2)510 (52)

589 (60)687 (70)

Alargamiento en 200 mm de longitud calibrada, mnimo, en %:

Varilla nmero:

2, 2.5, 3, 4, 5 y 69 %8 %8 %

7, 8, 9 y 108 %7 %7 %

11 y 127 %6 %6 %

MARCADO

Las varillas corrugadas se deben identificar con nmero, letras y/o smbolos realzados que indiquen los siguientes datos.

a) Procedencia de la palanquilla (con letra N)b) Marca del fabricantec) Nmero correspondiente a la designacin de la varilla.d) Nmero que indique el grado de la varilla 42, 50 y 60.Dimensiones nominales: dimetro equivalente a de una varilla lisa de misma masa unitaria.

Los valores tpicos para el acero grado 60 son.

a) = 4550 4900 kg/cm2.

b) = 2100,000 Kg/cm2.c) = 0.01

d) = 7000 7700 Kg/cm2.

e) = 0.10

Las propiedades mecnicas promedio de las varillas ( del # 3 a # 10 ) en Mxico son:

a) = 4494 kg/cm2.

b) = 0.00023

c) = 0.0081

INFORME

DEFORMACINCARGAAREAf`u

000,71#DIV/0!

501000,712

1002250,712,25

1503900,712,6

2005750,712,875

2508000,713,2

30010500,713,5

35013200,713,77142857

40016100,714,025

45019150,714,25555556

50022100,714,42

55025900,714,70909091

60028700,714,78333333

65031600,714,86153846

70032250,714,60714286

75032450,714,32666667

80032550,714,06875

85032550,713,82941176

90033500,713,72222222

95034000,713,57894737

100035000,713,5

105035750,713,4047619

110036600,713,32727273

115037400,713,25217391

120037900,713,15833333

125038750,713,1

130039400,713,03076923

135051450,713,81111111

PRCTICA No. 3FLEXIN EN MADERA 2.1 OBJETIVO

Determinar la resistencia a la tensin por medio del ensaye a flexin de la madera o concreto con una viga de dimensiones predeterminadas.

2.2 INTRODUCCIN

La flexin en una viga es de las tres pruebas que se hacen para aplicar tensin. Esta prueba es muy til especialmente para darnos cuenta de que la madera tiene una gran resistencia a la tensin en comparacin con el concreto. Si se tiene una madera de clima fro y otra de otra de clima templado, la primera tendr ms resistencia ya que su desarrollo es ms lento (tiene anillos con una separacin pequea) que la de clima templado o caliente, (sus anillos tienen una separacin ms grande que la de clima fro) en que su desarrollo es ms rpido.

La longitud de la probeta debe permitir un claro de tres veces su peralte con una tolerancia de 2%. Las caras laterales de la probeta deben estar en ngulo recto con caras horizontales. Todas las superficies deben estar listas y libres de bordes, hendiduras agujeros o identificaciones grabadas.

EQUIPO Y MATERIAL:

Mquina universal

Viga de madera

Flexmetro

PROCEDIMIENTO (carga a los tercios):

1. Se determina cual va a ser la muestra que se va a someter a prueba.

2. Se colocan los aditamentos para flexin en la Mquina Universal.

3. Se coloca la viga en la Mquina y se aplica la carga. (se debe voltear la probeta sobre un lado con respecto a la posicin del moldeado, se centra la probeta en los bloques de aplicacin de carga y a su vez, stos debe estar centrados respecto a la fuerza aplicada; se debe tener un contacto total, entre los bloques de aplicacin de la carga, con la superficie de la probeta. Se deben lijar o cortar las superficies de la probeta o bien usarse tiras de cuero, si la separacin de la lnea de contacto entre ellas y los bloques es mayor de 0.1 mm. Con una longitud de 25 mm.

Se deben usar tiras de cuero nicamente cuando las superficies de las probetas en contacto con los bloques de aplicacin de carga, se aparten de un plano en no ms de 0,38 mm. Las tiras de cuero deben de tener un espesor uniforme de 6.4 mm., un ancho de 25 a 50 mm. Y cubrir todo el ancho de la probeta.

La carga se debe aplicar rpidamente hasta aproximadamente el 50% de la carga de ruptura. Luego se sigue aplicando, continuamente a una velocidad que constantemente aumente el esfuerzo de las fibras externas entre 8.5 y 11.8 kg/cm2 por minuto, hasta que se presente la falla.4. Se anotan los datos y se calcula el Mdulo de Ruptura (Mr) con las expresiones correspondientes.5. Cabe mencionar que la prueba se puede llevar tambin con carga al centro del claro con el mismo procedimiento de ensaye anterior (carga a los tercios).CLCULOS.Carga al centro

donde.

Mr=Mdulo de ruptura (Kg/cm2)

P=carga aplicada (Kg)

L=longitud del claro (de apoyo a apoyo) en (cm)

b=ancho de la viga (cm)

d=peralte de la viga (cm)

Si se aplica la carga al centro tambin se puede calcular con la frmula de la escuadra:

Donde.

= Esfuerzo de ruptura de la viga. (kg/cm2)

M= Momento mximo de la seccin. ( kg cm )

C = Distancia del eje neutro a la fibra de tensin o de compresin, cm.

I = Momento e inercia de la seccin. (cm4)

I seccin = b h3/12 en cm4.

Si la carga es aplicada a los tercios la falla puede ocurrir de dos maneras:Si la factura se inicia en la superficie de tensin dentro del tercio medio (central) del claro, el mdulo de ruptura se calcula como sigue.

Falla fuera del tercio central. Si la ruptura se presenta en la superficie de tensin fuera del tercio medio del claro, en no ms de l 5% de su longitud, se calcula el mdulo de ruptura como sigue.

Donde:a = Es la distancia del punto donde ocurri la falla al apoyo ms cercano en la superficie de la viga (cm).

Si la fractura ocurre en la superficie de tensin fuera del tercio medio del claro en ms del 5%, se desecha el resultado de la prueba.PRCTICA No. 4TENSIN INDIRECTA O PRUEBA BRASILEA

4.1 OBJETIVO

El alumno determinar la resistencia a la compresin del concreto por medio de una prueba indirecta (Prueba Brasilea).

4.2 INTRODUCCIN

La prueba brasilea consiste en colocar un cilindro de los que se emplean para pruebas de compresin con su eje horizontal (acostado) entre las platinas de la Mquina de prueba y se aplica la carga, incrementndose hasta la falla por separacin a lo largo del dimetro vertical.Los especimenes curados en ambiente hmedo se deben mantener en esta condicin mediante una cubierta de yute y otro material que los conserve hmedos, durante el periodo que transcurra entre su retiro del proceso de curado y la prueba, se deben probar tan pronto como sea posible a fin de evitar la prdida de humedad.

Los especimenes que se prueban a los 28 das deben estar secos despus de un curado hmedo de 7 das, siguiendo por 21 das un secado a 23.0 1.5 C y con una humedad relativa de 50 5%

Para la aplicacin de la carga se recomienda colocar unas tiras de madera entre las platinas de la mquina de prueba para que sirvan como empaque ( puede ser tripay ). Las tiras por lo general son de 3 mm de espesor y es conveniente que su ancho sea igual a 1 dimetros de cilindro. La norma ASTM C 496 - 71 prescribe un ancho de 25 mm. La longitud igual o ligeramente mayor que el espcimen. Estas tiras de madera slo deben utilizarse una sola vez.

Esta prueba es fcil de realizar y proporciona resultados ms uniformes que otras pruebas de tensin. Se considera que la resistencia determinada en la prueba brasilea es ms aproximada a la resistencia real de tensin que la del Mdulo de ruptura. La resistencia a la tensin del concreto esta entre 10 y 15% de las resistencia a la compresin.

EQUIPO Y MATERIAL

Mquina Universal

Cilindro de 15 x 30 cm

Tiras de madera de 3.00 mm. de espesor, 25 mm. de ancho y 30 cm. de longitud.

PROCEDIMIENTO

1. Tomar un cilindro, determinando el dimetro de ste con una aproximacin de 0.25 mm. Calculando el promedio de tres dimetros, medidos cerca de los extremos, al centro del espcimen y contenidas dentro del plano que incluye las lneas marcadas en los extremos; se determina la longitud del especien con aproximacin de 1.0 mm., promediando por lo menos dos medidas de longitud.

2. Colocar el cilindro entre las platinas de la mquina, se centra una de las tiras de carga sobre la platina inferior. Se coloca el espcimen sobre la tira y se alinea en tal forma, que las lneas marcadas en los extremos del cilindro, estn verticales y centradas con relacin a las tiras. Se coloca la segunda tira de carga longitudinalmente sobre el cilindro, centrndolo con relacin a las lneas marcadas en los extremos del cilindro.

3. Aplicar la carga hasta que ocurra la falla. Se debe aplicar la carga en forma continua sin impacto a una velocidad constante de tal manera, que se logren esfuerzos de tensin por compresin diametral de 5 a 15 kg/cm2 por minuto hasta la falla, estos esfuerzos corresponden a una carga aplicada aproximadamente de 2500 y 10600 Kg., por minuto respectivamente.

4. Registrar la carga mxima aplicada, indicada por la mquina de prueba en el momento de la falla. Se debe observar el tipo de falla y la apariencia del concreto.

5. Se calcula la resistencia a la tensin diametral del espcimen con la siguiente expresin:

Donde:

T=Resistencia a la tensin por compresin diametral, en kg/cm2.

P=carga mxima aplicada al espcimen (Kg)

L=longitud del cilindro en cm.

D=dimetro del cilindro en cm.

RESISTENCIA A LA COMPRESIN SIMPLE DEL CONCRETO.

Nmero de identificacin:PRACTICA 04

Dimetro promedio en cm:15

Longitud en cm30

Carga de ruptura, en kg:21,750

Resistencia a la tensin por compresin diametral.Aproximacin de 0.5 Kg/cm2.15.38

Tipo de curado:SATURADO

Edad del espcimen:28 DIAS

Observaciones. NINGUNA

INFORME.

Prctica No. 5

COMPRESIN SIMPLE EN UN SUELO

5.1 OBJETIVO

Determinar la resistencia a la compresin simple (qu) de un suelo cohesivo.

5.2 INTRODUCCIN

Esta prueba se realiza aplicando un esfuerzo axial a un espcimen sin la etapa previa de presin hidrosttica. Es una prueba fcil de realizar, en comparacin a las pruebas triaxiales, sin embargo una correcta interpretacin de los resultados es ms difcil que en el caso de las pruebas triaxiales.

Esta prueba es aplicada nicamente a suelos cohesivos y arcillas, pues para los suelos arenosos no es posible labrar muestras. Adems de los suelos arenosos tienen ngulo de friccin interna, el cual no es posible determinar con este ensaye.

Para la Mecnica de Suelos existen tres tipos de suelos:

a) Cohesivos

b) Friccionantes

c) Cohesivo friccionante.

Un suelo puramente cohesivo sera una arcilla, uno puramente friccionante son las arenas, gravas. Pero las arcillas tambin tienen un pequeo ngulo de friccin interna.

EQUIPO:

torno de labrado

cuerda de guitarra

cutter

balanza

marco de carga

anillo de carga (50 kg)

micrmetro con base magntica

manta de cielo

parafina

brea vernier

parrilla

DESARROLLO

1. Tomar una porcin de la muestra inalterada (12 x 12 x 12) aproximadamente.2. Labrar un espcimen de h = 9 cm y D = 3.6 cm, pero tambin se acepta una relacin h/d = 2.5 a 3

3. Tomar el contenido de agua (W %) de lo ltimo quitndole a la probeta los extremos, pesar, anotar datos y meterla al horno durante 24 horas aproximadamente a una temperatura de 110 5 C. Al introducir la muestra al horno, se debe tener especial cuidado para observar si sta contiene o no demasiada materia orgnica. Si esto es positivo la temperatura del horno tendr que ser de 60 C aproximadamente para que el material orgnico no se calcine y e peso seco de la muestra puede ser no real.

4. Tomar medidas de la probeta, (altura, dimetros superior, medio e inferior) anotando los datos.

5. Pesar la probeta y con los datos anteriores obtener el volumen, para as poder obtener el peso volumtrico.

Donde: P = peso de la probeta seca

V = volumen

6. Colocar la probeta en el marco de carga (deformacin controlada). En el marco ya deben estar colocados el micrmetro con el anillo de carga para medir las deformaciones y las lecturas del anillo para con stas ltimas obtener las cargas respectivas calculadas a partir de la ecuacin de calibracin del anillo de carga7. Tomar lecturas del anillo y del micrmetro. El primer minuto tomarlos a cada 10 seg. y los minutos subsecuentes a cada 15 seg. hasta que falle la muestra. Al suceder esto se registrarn dos lecturas ms. Aqu pueden ocurrir dos tipos de fallas una de tipo elstica que es donde se empieza a regresar la aguja del anillo de carga; la segunda es que el ensaye dure demasiado tiempo y no se presente la falla en la probeta, aqu se deja de tomar lecturas cuando la longitud de la probeta se reduzca un 20% 8. Se debe dibujar la forma en que fall la probeta.

9. Se toma una porcin de la muestra (del lugar donde ocurri la falla) se pesa y se mete al horno durante 24 horas a la temperatura antes mencionada, para determinar el contenido de agua.10. Tomar la muestra restante, pesarlas y meterla al horno durante 24 hrs. a temperatura constante antes mencionada para determinar su contenido de agua y anotar los datos.

11. Como se mencion en los pasos anteriores de las tres muestras que se tomaron se determina el contenido de agua (W%).

W (%) = (Ww / Ws) x 100

Donde:

Ww = Wh Ws

Ww = peso del agua

Wh = peso hmedo de la muestraWs = peso seco de la muestra

12. Con los datos obtenidos se efectan los clculos necesarios y se elabora la grfica de deformacin unitaria contra esfuerzo

13. Calcular la resistencia a la compresin simple (qu9, la cohesin ( c ), con las siguientes expresiones y la grfica:

c = qu/2S = c + tan

S = c ; en suelos cohesivos

c : en kg/cm2

INFORME. TIEMPOANILLO CARGA (Y)MANOMETRODEFORMACIONAREAESFUERZO

000,037716620010,25240,00367881

1000,037716620010,25240,00367881

2010,39851662110.1110,25240,03887057

3010,82491662240.2410,25240,08046083

40101,18571662350.3510,25240,11565259

50221,84171662550.5510,25240,17963761

60351,67771662500.5010,25240,16364135

75351,51371662450.4510,25240,1476451

90403,25211662980.9810,25240,3172054

105533,908116621181.1810,25240,38119042

120644,564116621381.3810,25240,44517543

135695,088916621541.5410,25240,49636345

150695,941716621801.8010,25240,57954397

165726,630516622012.0110,25240,64672824

180747,319316622222.2210,25240,71391251

Prctica No. 6

VISCOSIDAD EN MATERIALES ASFLTICOS

6.1 OBJETIVO

El alumno determinar la viscosidad de un material asfltico, observando el tiempo que tarda en pasar 60 cm3 a travs de un orificio furol a una temperatura dada.

6.2 INTRODUCCIN

Para determinar la viscosidad Saybolt - Furol, de los asfaltos rebajados de fraguado rpido y fraguado medio, cuyos resultados permiten conocer la consistencia de los productos asflticos a las temperaturas especificadas, para esta prueba pudindose realizar a otras temperaturas, comprendidas entre 20 y 100 C, para conocer las susceptibilidad trmica de estos productos asflticos y fijar el intervalo de temperatura dentro del cual, adquieren las consistencias apropiadas para su uso. La prueba consiste fundamentalmente, en determinar el tiempo que tardan en pasar 60 cm3 del material asfltico a travs de un orificio furol, instalado en un tubo corto en posicin vertical, bajo condiciones de carga y temperatura especificada.EQUIPO

1. Viscosmetro Saybolt con orificio Furol.

2. Matrz aforado de 60 cm33. Termmetro graduado de 0 a 100 C

4. Cronmetro.

MATERIAL

1. Rebajado de fraguado medio FM - 1

(Producto asfltico)

2. Rebajado de fraguado rpido FR - 3

(Producto asfltico)

3. Petrleo o gasolina blanca

4. Estopa

DESARROLLO1. El viscosmetro se calienta en bao de aceite a una temperatura de 0.5 C mayor que la de prueba.

2. Se colocan 150 gr. De producto asfltico aproximadamente, en un vaso de precipitado, se calienta a 1 C ms que la temperatura de prueba, teniendo cuidado de agitar el vaso para que la temperatura sea uniforme.

3. Se vaca el contenido en la copa de viscosmetro, hasta que el nivel se derrame, se mantendr as durante 15 minutos hasta alcanzar la temperatura adecuada.

4. Se comprueba la temperatura con el termmetro, se permite que entre el aire.

5. Se abre el obturador y cuenta el tiempo en que tarda en llenarse el matraz aforado de 60 cm3, a travs de la viscosidad del producto a la temperatura de prueba.6. Las temperaturas de prueba recomendadas son:

25 C para emulsiones: FRO, FMO y FLO.

50 C para emulsiones: FR1, FM1 y FL1.

60 C para emulsiones: FR2, FM2, FL2, FR3, FM3 y FL3.

82 C para emulsiones : FR4, FM4 y FL4.

OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES

Al efectuarse esta prueba debern tener las siguientes precauciones.

Llevar a cabo la prueba en lugares que no tengan corrientes de aire ni cambios bruscos de temperatura.

Evitar la formacin de espuma o burbuja de aire, para lo cual el asfalto debe escurrir por la pared del cuello del matraz

Limpiar el equipo de prueba, antes y despus de utilizarlo con petrleo.

Verificar peridicamente que las paredes interiores del vaso y del tubo del viscosmetro no tengan impurezas.

Prctica No. 7DENSIDAD DEL CEMENTO PORTLAND7.1 OBJETIVOS. a) Que el estudiante calcule a base de datos obtenidos en la prctica de laboratorio el peso especfico relativo del cemento y que realice una comparacin con el rango establecido para el cemento Prtland.

b) Puntualizar la importancia que tiene el peso especfico relativo del cemento en el diseo y control de mezclas de concreto.

7.2 INTRODUCCIN.

El peso especfico relativo del cemento Portland tipo I , oscila entre 3.1 y 3.2. Cuando el tipo de obra no justifica la determinacin exacta del peso especfico relativo del cemento, se puede usar el valor de 3.15. El peso especfico relativo es la relacin entre el peso de un volumen dado de material a cierta temperatura, al peso de un volumen igual de agua a esa misma temperatura. En este caso, la temperatura a la cual se haga la prueba no ocasiona mucha diferencia en los resultados; pero es importante que la temperatura del frasco, del lquido y del cemento se mantenga constante durante toda la prctica. La principal utilidad que tiene el peso especfico del cemento est relacionada con el diseo y control de mezclas de concreto.MATERIAL Y EQUIPO.

a) Balanza con una apreciacin de 0,01g

b) Frasco de Le Chatelier

PROCEDIMIENTO:1. Se llena el frasco con kerosene o nafta libre de agua, hasta un nivel comprendido entre las marcas correspondientes a 0 y 1cm3.

2. Se seca cuidadosamente el interior del frasco sobre el nivel del lquido.

3. Se coloca el frasco en posicin vertical en un bao de agua y se mantiene sumergido hasta que las variaciones en la temperatura del lquido del frasco sean menores de 0,2 C.

4. Se efectan lecturas hasta obtener un valor constante, para verificar que el contenido del frasco ha alcanzado la temperatura del agua.

5. Se registra la primera lectura (V1)

6. Se pesan al 0,01g, aproximadamente 64g de cemento y se introduce en pequeas porciones en el frasco de Le Chatelier, evitando que el cemento se adhiera a las paredes interiores del frasco.

7. Se tapa el frasco y se hace girar en posicin inclinada, o suavemente en crculos horizontales, hasta que no suban burbujas de aire a la superficie del lquido.

8. Se registra la lectura final (V2) despus de repetir la operacin de colocar el frasco en bao de agua.

INFORME. DENSIDAD DEL CEMENTO PORLAND.

Nmero de identificacin:CPO-40-RS

Gramos de cemento:64

Volumen desplazado:20.51

Temperatura:21

Densidad:3.12

BIBLIOGRAFA

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Lmite de proporcionalidad.

Lmite de elasticidad.

Lmite de fluencia.

Falla del espcimen.

Ruptura o colapso

Fu=Esfuerzo mximo.

Fy=Esfuerzo de fluencia.

EMBED Equation.3 Deformacin unitaria al

lmite elstico, por endurecimiento y

ltima respectivamente.

5

(deformacin unitaria)

EMBED Equation.3

2

1

Esfuerzo

(Kg/cm2)

fu

fy

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Rango plstico

Esfuerzo

qu

MORALES HUERTA HCTOR IVN

_1208592434.unknown

_1208597477.unknown

_1208598676.unknown

_1208600026.unknown

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