Facultad de Ingeniería - carrera profesional de Ingeniería Civil
Comportamiento Estructural Estructural Del Acero Y Los Diferentes Materiales Materiales De Construcción.
Curso: Análisis estructural Docente: Ing. Miguel Mosqueira
Responsables:
Becerra Vásquez, Yesica. Vásquez Urbina, Fátima. Novoa Tasilla, Antonio.
Cajamarca - Perú Septiembre del 2014
Ingeniería Civil
INTRODUCCIÓN
Las propiedades mecánicas y el comportamiento típico del acero, y de cualquier otro material estructural, quedan claramente especificadas en los diagramas esfuerzodeformación. En general los diagramas se construyen mediante pruebas de tracción y se acepta para todos los efectos prácticos que el comportamiento a compresión en elementos poco esbeltos es similar a éste. La información entregada por el diagrama esfuerzo-deformación de un acero es afectada en gran medida por la composición química (específicamente el porcentaje de carbono presente en la muestra), el o los tratamientos térmicos, los procesos de laminado o de soldado, en un menor grado de las condiciones en que se realizan las pruebas y de las características geométricas de la muestra. Los factores antes señalados pueden producir una significativa alteración de los resultados para un acero de igual tipo.
2
Ingeniería Civil
ACERO ESTRUCTURAL Se define como acero estructural a lo que se obtiene al combinar el hierro, carbono y pequeñas proporciones de otros elementos tales como silicio, fosforo, azufre y oxígeno, que le contribuyen un conjunto de propiedades determinadas. El acero laminado en caliente, elaborado con fines estructurales, se le nombra como acero estructural al carbono, con límite de fluencia de 250 mega pascales, eso es igual a 2.549 kg/cm2. Es el resultado de la aleación del hierro y carbono. En los aceros al carbono comunes, el hierro constituye más del 95%. Pueden estar presentes en pequeñas cantidades; azufre, oxigeno, cilicio, nitrógeno, fosforo, manganeso, aluminio, cobre y níquel. A fin de comprender y estudiar en mejor forma las características y el comportamiento de los aceros estructurales, estructurales, se considerarán algunas definiciones de importancia. Límite de Proporcionalidad (Fp): Es el máximo esfuerzo o tensión para la cual es válida la ley de Hoocke, es decir existe proporcionalidad entre esfuerzos y deformaciones. Límite de Fluencia (Ff): Corresponde al esfuerzo en el material, para el cual se producen deformaciones importantes sin aumento apreciable de la carga, se denomina también tensión de fluencia. fluencia. Resistencia a la Tracción (Fr): También llamada resistencia última, corresponde al valor máximo del esfuerzo en la curva característica. Módulo de Elasticidad (E): corresponde a la pendiente de la curva en la zona de proporcionalidad, para un acero estructural E = 2,1 x 106 Kg/cm². Módulo de Poisson (v (v)
Para el acero v varía entre 0,25 y 0,33.
Módulo de Corte (G (G):
Para materiales elásticos elásticos (G) = 0,25 por lo tanto G = 840.000 kg/cm²
3
Ingeniería Civil
Resistencia a la fatiga (Ffat): Es el esfuerzo para el cual el acero falla, bajo aplicaciones de cargas cíclicas (situaciones de carga y descarga). Ductilidad: Es la capacidad del material de aceptar grandes deformaciones más allá del límite elástico, sin peligro de agrietarse o fracturarse. Propiedad que se presenta con mayor intensidad en aceros de baja resistencia.
Usos
El Acero estructural estructural es uno de los materiales básicos básicos utilizados en la construcción construcción de estructuras, tales como edificios industriales y comerciales, puentes y muelles, cables para puentes colgantes, atirantados y concreto presforzado; varillas y mallas electrosoldadas para el concreto reforzado; láminas plegadas usadas para techos y pisos.
Diagrama Nº 09: Esfuerzo a la tención Vs. Deformación unitaria del acero estructural.
Diagrama Nº 10: Esfuerzo a la tención Vs. Deformación unitaria del acero con bajo contenido de carbón.
4
Ingeniería Civil
Las aplicaciones comunes del acero estructural en la construcción incluyen perfiles estructurales de secciones: secciones: I, H, L, T, 0, usadas en edificios e instalaciones para industrias; cables para puentes colgantes, atirantados y concreto pre esforzado; varillas y mallas electro soldadas para el concreto reforzado; láminas plegadas usadas para techos y pisos. Como el acero tiene propiedades prácticamente idénticas a tensión y compresión, por ello su resistencia se controla mediante el ensayo de probetas pequeñas a tensión. Los elementos de acero pueden unirse fácilmente, mediante soldadura, pernos o remaches.
5
Ingeniería Civil
Secciones comerciales del acero estructural La “fatiga” puede reducir la resistencia del acero a largo plazo, cuando se lo somete a
gran número de cambios de esfuerzos y aún fallarlo frágilmente, por lo que en estos casos deben limitarse los esfuerzos máximos. El acero más comúnmente usado es el denominado A-36, que tiene un punto fluencia de 36000 psi (2530 kgf/cm2), aunque modernamente la tendencia es hacia un acero de resistencia superior, el A-572 de punto de fluencia de 50.000 psi. Las características estructurales estructurales del acero estructural tipo A-36 A -36 se pueden apreciar en las curvas “esfuerzo-deformación unitaria” a tensión, mostradas. En ella se muestra n, también, los aceros estructurales A572 y A-36 fabricados por Acerías de Caldas (ACASA) en la región.
Curvas esfuerzo-deformación en aceros estructurales
En la figura se pueden ver varias zonas: Un comportamiento elástico elástico hasta un esfuerzo alto. Se aplican las relaciones lineales entre el esfuerzo y la deformación, definidas por la Teoría de la Elasticidad. Los parámetros básicos son el Esfuerzo de Fluencia (f y) y la deformación unitaria de fluencia (Ey). Una zona de comportamiento plástico, plástico, en la cual el esfuerzo permanece prácticamente constante, pero aumenta continuamente la deformación unitaria. Un punto de falla o de ruptura. ruptura. La deformación unitaria en la falla es de 0,20 (curva inferior de la figura) para el acero estructural usado corrientemente corrientemente en la construcción de estructuras. 6
Ingeniería Civil
Los aceros de "alta resistencia" como los usados para los cables de pre esforzado y aceros especiales, no presentan la fluencia definida que se muestra en la figura para los aceros tipo A-36 (curva inferior de la figura), ni tienen el grado de ductilidad del acero estructural. En ellos, el esfuerzo de fluencia no se presenta tan claro como en los tipo A36 y debe definirse. El acero para pre esforzado tiene la resistencia más alta de las 2 mostradas: f pu pu = 240 ksi (240.000 psi = 17.500 kgf/cm ). La deformación del acero a partir de la fluencia es denominada ductilidad. Esta es una cualidad muy importante en el acero como material estructural y es la base de los métodos de diseño plástico. Permite, que la estructura absorba grandes cantidades de energía por deformación, circunstancia muy importante en zonas sísmicas, en las cuales es necesario que la estructura libere la energía introducida en su base por los terremotos. El Módulo de Elasticidad es prácticamente independiente del tipo de acero está alrededor de 2000000 kgf/cm. TIPOS DE MATERIALES USADOS
Estructuras
En América Latina las calidades más usadas son las de tipo A-36 (de 240/250 MPa de fluencia) o A-572 Grado 50 (de 340 / 350 MPa de fluencia) Otras calidades de mayores resistencias no se utilizan frecuentemente debido al reducido tamaño del mercado y a la dificultad consecuente de mantener existencias muy diversificadas.
Materiales complementarios
Los principales corresponden a las coberturas sean superiores (techados) o laterales (cierres): Los materiales más usados son las chapas conformadas a partir de laminados en frío galvanizadas (revestidas en zinc o zinc-aluminio) Un material más sofisticado es el acero inoxidable (acero con aleaciones de níquel, cromo, etc.) cuyo costo es de 3 a 5 veces mayor a los galvanizados y que se utilizan en edificios iconos o de alto costo o en áreas limitadas de los mismos.
Techo de acero galvanizado
7
Ingeniería Civil
ACERO LAMINADO El acero El acero que sale del horno del horno alto de colada de colada de la siderurgia la siderurgia es convertido en acero bruto fundido en en lingotes de gran peso y tamaño que posteriormente hay que laminar para poder convertir el acero en los múltiples tipos de perfiles comerciales que existen de acuerdo al uso que vaya a darse del mismo. El proceso de laminado consiste en calentar previamente los lingotes de acero fundido a una temperatura que permita la deformación del lingote por un proceso de estiramiento y desbaste que se produce en una cadena de cilindros a presión llamado tren de laminación. Estos cilindros van conformando el perfil deseado hasta conseguir las medidas adecuadas. Las dimensiones del acero que se consigue no tienen tolerancias muy ajustadas y por eso muchas veces a los productos laminados hay que someterlos a fases de mecanizado para ajustar su tolerancia. El tipo de perfil de las vigas de acero, acero, y las cualidades que estas tengan, son determinantes a la elección para su aplicación y uso en la ingeniería y arquitectura. Entre arquitectura. Entre sus propiedades están su forma o perfil, su peso, particularidades y composición química del material con que fueron hechas, y su longitud. Entre las secciones más conocidas y más comerciales, que se brinda según el reglamento que lo ampara, se encuentran los siguientes tipos de laminados, se enfatiza que el área transversal del laminado de acero influye mucho en la resistencia que está sujeta por efecto de fuerzas.Todas fuerzas.Todas las dimensiones de las secciones transversales de los perfiles están normalizadas de acuerdo con Código con Código Técnico de la Edificación.
Acero al Carbono Estructural ASTM A36 El acero estructural A36 se produce bajo la especificación ASTM A36. Abrigando los perfiles moldeados en acero al carbono, placas y barras de calidad estructural para clavados, atornillados, o soldados de la construcción de puentes, edificios, y estructuras de diferente propósitos. El acero estructural A36 o acero estructural con carbono, es hasta hace poco tiempo, el acero estructural básico utilizado más comúnmente en construcciones de edificios y puentes. Cuando el acero estructural está identificado con la designación ASTM pero los productos no se encuentran moldeados bajo el ámbito de esa especificación (ASTM A6/A6M), los productos son fabricados en aceros de acuerdo a su forma y su uso, el acero utilizado es el siguiente: 8
Ingeniería Civil
Material Remaches de acero Pernos Pernos de alta resistencia Tuercas de acero Fundición de acero Piezas de forja Chapas laminadas en caliente una tiras Tubos conformados en frío Tubos conformados en caliente
ASTM designación A502, Grado 1 A307, Grado A o F568 Clase 4.6 A325 o A325M A563 o A563M A27/A27M, grado 65-35(450-240) A668, Clase D A570/A570M, Grado 36 A500, Grado B A501
Aplicaciones del Acero A36:
Las aplicaciones comunes del acero estructural A36 es en la construcción, y es moldeado en perfiles y láminas, usadas en edificios e instalaciones industriales; industriales; cables para puentes colgantes, atirantados y concreto reforzado; varillas y mallas electro soldada para el concreto reforzado; láminas plegadas usadas para techos y pisos.
Soldabilidad:
Según la norma ASTM A36/A36M-8, cuando el acero vaya a ser soldado, tiene que ser utilizado un procedimiento de soldado adecuado para el grado de acero y el uso o servicio previsto. Por lo que se recomienda consultar el Apéndice X3 de la Especificación A 6/A 6M para obtener información sobre soldabilidad. No obstante el acero A36 es conocido como un acero de fácil soldabilidad, por lo que se recomienda utilizar las siguientes tipos de soldaduras Lincoln Electric disponibles en Aceros Carazo: 6010, 6011, 6013, 7018, 7024, 308, 309, 312, 316, ER70S-6, ER70S-3, E71T-1. CUADRO DE PERFILES Nombre
Designación
1.Ángulo LI tamaño y espesor de lados iguales
Unidades
Dibujo
mm x mm
9
Ingeniería Civil
2.Ángulo de lados LD tamaño y espesor desiguale s
mm x mm x mm
3.- Perfil “C”
CE d x Peso
mm x kg/m
IE d x Peso
mm x kg/m
IR d x Peso
mm x kg/m
TR d x Peso
mm x kg/m
Estándar
4.- Perfil “I”
Estándar
5.- Perfil “T”
Rectangu lar
6.- Perfil “T”
Rectangu lar
10
Ingeniería Civil
7.- Perfil “I”
Soldado
8.Redondo sólido liso
IS bf x tf mm x mm mm x mm
dw x tw
OS D
Mm
9.- Tubo OC D x t circular
mm x mm
10.- Tubo cuadrado o OR tamaños y espesor rectangul ar
mm x mm x mm
11.Perfil “C”
formado en frío
CF d x cal.
mm x cal.
11
Ingeniería Civil
FIERRO CORRUGADO ASTM A615-Grado 60 Se produce en barras de 9 metros de longitud en los siguientes Diámetros: 6 mm, 8 mm, 3/8", 12 mm, 1/2", 5/8", 3/4", 1" y 1 3/8". Previo acuerdo, se puede producir en otros diámetros y longitudes requeridos por los clientes. Se suministra en paquetes de 2 toneladas y en varillas. Las barras de 6 mm también se comercializan en rollos de 550 kg.
PROPIEDADES MECÁNICAS:
Límite de Fluencia (fy) = 4,280 kg/cm2 mínimo 2 Resistencia a la Tracción (R) = 6,320 kg/cm mínimo Relación R/fy > 1.25 Alargamiento en 200 mm: Diámetros: 6 mm, 8 mm, 3/8", 12 mm, 1/2", 5/8" y 3/4"..........= 9% mínimo 1"...........................................................................= 1"............................................................ ...............= 8% mínimo 1 3/8".....................................................................= 7% mínimo Doblado a 180° = Bueno en todos los diámetros. ADO ASTM A615 – Grado 60:
USOS:
Se utiliza en la construcción de edificaciones de concreto armado de todo tipo: en viviendas, edificios, puentes, obras industriales, etc.
NORMAS TÉCNICAS:
Composición Química, Propiedades Mecánicas y Tolerancias Dimensionales: ASTM A615 Grado 60 / NTP 341.031 Grado 60 (Norma Técnica Peruana)/ Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú.
12
Ingeniería Civil
FIERRO CORRUGADO ASTM A706-Grado 60: El acero A706 puede ser utilizado en estructuras sismorresistentes, Relación R/fy > 1.25 Según lo especificado en el Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú (NORMA E.060) y el Reglamento del American Concrete Institute (ACI 318, sección 21). Se produce en barras de 9 metros de longitud en los siguientes diámetros: 3/8", 1/2", 5/8", 3/4", 1" y 1 3/8". Previo acuerdo, se puede producir en otros diámetros y longitudes requeridos por los clientes. Se suministra en paquetes de 2 toneladas y en varillas. Por su bajo contenido de carbono, es un material con mayor soldabilidad que el fierro corrugado ASTM A615 Grado 60.
PROPIEDADES MECÁNICAS:
Límite de Fluencia (fy) = 4,280 - 5,510 kg/cm 2 mínimo Resistencia a la Tracción (R) = 5,610 kg/cm 2 mínimo Relación R/fy > 1.25 Alargamiento en 203.2 mm: Diámetros: 3/8", 1/2", 5/8" y 3/4"...........................................= 14% mínimo 1" y 1 3/8"............................................................= 12% mínimo Doblado a 180° = Bueno en todos los diámetros.
USOS: Se usa como refuerzo para concreto armado, en estructuras sismorresistentes y donde se requiera el soldado de las estructuras.
NORMAS TÉCNICAS:
Composición Química, Propiedades Mecánicas y Tolerancias Dimensionales: ASTM A706 Grado 60 y NTP 339.186 Grado 60.
13
Ingeniería Civil
CORRUGADO 4.7 MM Se suministra en paquetes de 50 varillas y en paquetones de 2 TM aproximadamente, formados por 34 paquetes de 50 varillas cada uno.
PROPIEDADES PROPIEDADES MECÁNICAS (JIS G3532, Grado SWM - R):
Límite de Fluencia (fy) = 44.9 kg/mm² (440 MPa) Resistencia a la Tracción (R) = 55.1 kg/mm² mínimo (540 MPa) Alargamiento en 23.5 mm = 8% mínimo Doblado a 180° = Bueno a temperatura ambiente (1). Doblado con pin de 9.4 mm de diámetro.
USOS: Para refuerzo de concreto armado y como refuerzo de temperatura en techos aligerados y muros.
NORMAS TÉCNICAS: JIS G3532 - 1993 / ASTM A496-95a
14
Ingeniería Civil
BARRAS Y PERFILES
ANGULOS ESTRUCTURALES ESTRUCTURALES
Se produce en longitudes de 6 metros. Se suministra en varillas y en paquetones de 2 TM, los cuales están formados por 2 paquetes de 1 TM c/u.
PROPIEDADES MECÁNICAS: Límite de Fluencia mínimo = 2,530 kg/cm2 Resistencia a la Tracción = 4,080 - 5,620 kg/cm2 Alargamiento en 200 mm
ESPESORES: - 2.0mm, 2.5mm, 3.0mm, - 3/32” y 1/8” = 12.5 % mínimo - 4.5 mm = 14.5 % mínimo - 3/16” = 15.0 % mínimo - 6.0 mm = 17.0 % mínimo - 1/4” = 17.5 % mínimo - 5/16”, 3/8” y 1/2 = 20.0 % mínimo USOS: Estructuras metálicas de todo tipo: plantas industriales, almacenes, almacenes, techado de grandes luces, industria naval, carrocerías y torres de transmisión, construcción de puertas, portones, cercos, marcos de ventana, rejas de protección, muebles, mesas, sillas, etc.
15
Ingeniería Civil
NORMAS TÉCNICAS:
Sistema Inglés: Propiedades Mecánicas: ASTM A36 / A36 M Tolerancias Dimensionales: Dimensionales: ASTM A6 / A6 M Sistema Métrico: Propiedades Mecánicas: Mecánicas: ASTM A36 / A36 M Tolerancias Dimensionales: Dimensionales: ISO 657/ V
PLATINAS
Se produce en barras de 6 metros de longitud. Se suministra en varillas y en paquetones de 2 TM, los cuales están formados por 2 paquetes de 1 TM c/u.
USOS: Estructuras metálicas de todo tipo: construcción de puertas, portones, cercos, marcos de ventanas, rejas de protección y decorativas, barandas, carpintería metálica artística, muebles, mesas, sillas, adornos, herramientas (martillos, tenazas, cinceles, etc).
PROPIEDADES MECÁNICAS: - Límite de Fluencia mínimo = 2,530 kg/cm2 - Resistencia a la Tracción = 4,080 - 5,620 kg/cm2 - Alargamiento en 200 mm: - 1/8” = 12.5 % mínimo - 3/16” = 15.0 % mínimo - 1/4” = 17.5 % mínimo - 3/8”, 1/2”, 5/8”, 3/4” y 1” = 20.0 % mínimo NORMAS TÉCNICAS:
Composición Química y Propiedades Mecánicas: ASTM A36 Tolerancias Dimensionales: Dimensionales: ISO 1035/4
16
Ingeniería Civil
BARRAS REDONDAS LISAS
Se produce en longitudes de 6 metros.Las barras de diámetros mayores a 1" se entregan además pulidas. Se suministra en varillas y en paquetones de 2 TM, los cuales están formados por 2 paquetes de 1 TM c/u. La calidad 1045 se identifica con los colores blanco, o blanco y negro
USOS: Estructuras metálicas de todo tipo, construcción de puertas, portones, cercos, marcos de ventanas, rejas de protección y decorativas, barandas, carpintería metálica artística, muebles, mesas, sillas, adornos, herramientas (martillos, tenazas, cinceles, etc), pernos, tuercas (por recalado o mecanizado), ejes, pines, pasadores, etc. PROPIEDADES MECÁNICAS: ASTM A36: Límite de Fluencia mínimo = 2,530 kg/cm2 Resistencia a la Tracción = 4,080 - 5,620 kg/cm2 Alargamiento en 200 mm = 20.0 % mínimo SAE 1045 : Límite de Fluencia mínimo = 4,000 - 5,500 kg/cm2 Resistencia a la Tracción = 6,700 - 8,200 kg/cm2 Alargamiento en 200 mm = 12.0 % mínimo
NORMAS TÉCNICAS: Composición Química : ASTM A36, SAE 1045 Tolerancias Dimensionales - Barras de diámetros < a 1” : ISO 1035/4
17
Ingeniería Civil
BARRAS CUADRADAS
Se produce en barras de 6 metros de longitud. Se suministra en varillas y en paquetones de 2 TM, los cuales están formados por 2 paquetes de 1 TM c/u.
USOS: Estructuras metálicas de todo tipo, construcción de puertas, portones, cercos, marcos de ventanas, rejas de protección y decorativas, barandas, carpintería metálica artística, muebles, mesas, sillas, adornos, herramientas (martillos, tenazas, cinceles, etc).
PROPIEDADES MECÁNICAS: Límite de Fluencia mínimo = 2,530 kg/cm2 Resistencia a la Tracción = 4,080 - 5,620 kg/cm2 Alargamiento en 200 mm: Espesores: 1/4” = 17.0 % mínimo 9 mm, 12 mm, 15 mm, 3/4”, 7/8” y 1” = 20.0 % mínimo
NORMAS TÉCNICAS: Composición Química y Propiedades Mecánicas: ASTM A36 / 36M. Tolerancias Dimensionales: Dimensionales: ISO 1035/4.
18
Ingeniería Civil
BARRAS CUADRADAS ORNAMENTALES Se produce en barras de 6 metros de longitud. Se suministra en varillas y en paquetones de 2 TM, los cuales están formados por 2 paquetes de 1 TM c/u.
USOS: Estructuras metálicas de todo tipo, a las cuales se les quiera dar un toque artístico o diferencial; construcción de puertas, portones, cercos, marcos de ventana, rejas de protección y decorativas, barandas, carpintería metálica artística, muebles, mesas, sillas y adornos. Pueden usarse rectas o torcionadas.
PROPIEDADES MECÁNICAS: Límite de Fluencia mínimo = 2,530 kg/cm2 Resistencia a la Tracción mínimo = 4,080 - 5,620 kg/cm2 Alargamiento en 200 mm = 20.0 % mínimo Doblado a 180° = Bueno Soldabilidad = Buena
NORMAS TÉCNICAS: Composición Química y Propiedades Mecánicas: ASTM A36 / A36M Tolerancias Dimensionales: Dimensionales: ISO 1035/4
19
Ingeniería Civil
TEES:
Se produce en barras de 6 metros de longitud. Se suministra en varillas y en paquetones de 2 TM, los cuales están formados por 2 paquetes de 1 TM c/u. USOS:
Estructuras de construcción civil, torres de transmisión, tijerales, construcción de puertas, rejas de seguridad, marcos de ventana, etc.
PROPIEDADES MECÁNICAS: Límite de Fluencia mínimo = 2,530 kg/cm2 Resistencia a la Tracción = 4,080 - 5,620 kg/cm2 Alargamiento en 200 mm: 3,0 mm y 1/8” = 12.5 % mínimo 3/16” = 15.0 % mínimo 1/4” = 17.5 % mínimo
NORMAS TÉCNICAS: Sistema Inglés : - Propiedades Mecánicas : ASTM A36 / A36 M - Tolerancias Dimensionales :ASTM A6 / A6 M Sistema Métrico:- Propiedades Mecánicas Mecánicas : ASTM A36 / A36 M - Tolerancias Dimensionales: DIN 1024
20
Ingeniería Civil
ANGULOS DE ALTA RESISTENCIA
Producto de acero microaleado laminado en caliente, cuya transversal está formada por dos alas de igual longitud, en ángulo recto.
USOS: En la fabricación de estructuras de acero de alta resistencia y de poco peso. Son muy resistentes y vuelven más ligeras las estructuras como: torres de transmisión, vigas, viguetas, pórticos de celosía, plantas industriales, almacenes, techado de grandes luces, industria naval, carrocería, etc
PROPIEDADES MECÁNICAS: Límite de Fluencia mínimo = 3,520 kg/cm2(50,000 lbs/pulg2). Resistencia a la Tracción = 4,580 kg/cm2(65,000 lbs/pulg2) mínimo. Alargamiento en 200 mm: 1/8” = 12.5 % mínimo 3/16” = 13.0 % mínimo 1/4” = 15.5 % mínimo 5/16” = 18.0 % mínimo 3/8” y 1/2” = 20.0 % mínimo
NORMA TÉCNICA: ASTM A572 Grado 50.
21
Ingeniería Civil
BARRAS HEXAGONALES
Se produce en barras de 6 metros de longitud. Se suministra en varillas y en paquetones de 1 TM.
USOS: En la fabricación de elementos de máquinas, pernos, tuercas, ejes, pines, chavetas, barretas, cinceles, puntas, etc. Además, pueden ser usadas en estructuras metálicas y en carpintería metálica.
PROPIEDADES MECÁNICAS: Límite de Fluencia mínimo = 4,500 kg/cm2 Resistencia a la Tracción mínima = 7,500 kg/cm2 Alargamiento en 200 mm mínimo= 14%
NORMAS TÉCNICAS: Composición Química: SAE 1045 Tolerancias Dimensionales: Dimensionales: ASTM A6 / A6M
22
Ingeniería Civil
CANALES U:
Canales U hasta de 4”, se producen en longitudes de 6 metros. Se entregan en paquetones de 1 TM. Los canales mayores a 6”, se comercializa en 20 pies (6,096
mm) de longitud.
USOS: En la fabricación de carrocerías y estructuras metálicas como vigas, viguetas, etc.
PROPIEDADES MECÁNICAS: Límite de Fluencia, mínimo = 2,530 kg/cm2 Resistencia a la Tracción = 4,080 - 5,620 kg/cm2 Alargamiento en 200 mm, mínimo = 20 % (1) Soldabilidad = Buena.
NORMAS TÉCNICAS: ASTM A36 / A36 M
23
Ingeniería Civil
VIGAS H
Se comercializa en longitudes de 20, 30 y 40 pies. Se suministra en unidades.
USOS: En la fabricación de elementos estructurales, como vigas, columnas, cimbras metálicas, etc. También son utilizadas en la fabricación de estructuras metálicas para edificaciones, puentes, barcos, almacenes, etc.
PROPIEDADES MECÁNICAS: Límite de Fluencia, mínimo = 2,530 kg/cm2 Resistencia a la Tracción = 4,080 - 5,620 kg/cm2 Alargamiento en 200 mm, mínimo = 20 % (*) Soldabilidad = Buena
NORMA TÉCNICA:
ASTM A36 / A36 M
24
Ingeniería Civil
BARRAS CALIBRADAS (REDONDAS Y HEXAGONALES)
Se produce en longitudes de 6 metros. Se suministra en paquetones de 2 TM, los cuales están formados por 2 paquetes de 1 TM c/u. Las barras, para su conservación, son untadas con aceite de protección. Los paquetes tienen una protección de plástico
USOS: Para la fabricación de piezas con alta exactitud dimensional, mediante arranque de viruta (maquinado) y otros procesos en frío, en la industria metalmecánica y automotriz.
NORMAS TÉCNICAS: SAE 1018 DIN9SMn28
25
Ingeniería Civil
BARRAS PARA CALZAR ZAPATAS
Barras para Calzar Zapatas
USO: Para calzar las zapatas de vehículos con oruga. Ofrecen un mayor beneficio económico, ya que no se tiene que cambiar toda la zapata.
NORMA TÉCNICA: Composición Química: SAE 403-e (Grado 1070). BARRAS 1211 Se producen en longitudes de 22” y 3 m con una tolerancia de +5.0/-0.0 mm.
Se suministran en paquetes de 16 piezas. BARRAS 545 Se producen en longitudes de 3 m con una tolerancia de +5.0/-0.0 mm. Se suministran en paquetones formados por 11 paquetes de 8 piezas cada uno.
26
Ingeniería Civil
PLANCHAS DELGADAS LAC
USOS: Construcción de silos, embarcaciones pesqueras, vagones, estructuras y usos en general.
PROPIEDADES MECÁNICAS: Comercial: Límite de Fluencia mínimo = 2,110 - 3,510 kg/cm2 Alargamiento en 50 mm = 25.0 % mínimo Doblado = a 180º Estructural Límite de Fluencia mínimo = 2,550 kg/cm2 Resistencia a la Tracción = 4,080 - 5,610 kg/cm2 Alargamiento en 50 mm = 20.0 % mínimo Doblado = a 180º 180 º (opcional). Diámetro Pin = 3e. Sentido Laminación
NORMAS TÉCNICAS: Comercial : ASTM A1011 TB Estructural : ASTM A36
27
Ingeniería Civil
PLANCHAS GRUESAS LAC
USOS:
1.1 CONSTRUCCIÓN DE SILOS , PLATAFORMAS, EMBARCACIONES , EQUIPAMIENTO PESADO , CARROCERÍAS, ETC .
NORMAS TÉCNICAS: Comercial : ASTM A1011 Tipo B Estructural : ASTM A36
28
Ingeniería Civil
PLANCHAS ESTRIADAS LAC
Las planchas vienen sueltas en función del espesor o en paquetes de 2.0 TM mínimo. A solicitud del cliente se emiten certificados de calidad.
USOS: En la construcción de plataformas, pisos, escaleras, equipamiento de transporte y circulación, y estructuras en general.
PROPIEDADES MECÁNICAS: Límite de Fluencia mínimo= 2,110 - 3,510 kg/cm2 Alargamiento = 25 % mín. Doblado al frío = Sin fisura
NORMA TÉCNICA: ASTM A786 1 A786M Adicionalmente, estos productos cumplen con las exigencias de la norma estructural respectiva, como A 1011 / A 1011 M Tipo B.
29
Ingeniería Civil
BOBINAS LAC
Se presenta en calidad comercial y en calidad estructural. Las bobinas se entregan con peso mínimo de 5 TM aproximadamente. Embalaje: Las bobinas deben ser ensunchadas longitudinalmente longitudinalmente y transversalmente.
USOS: Se usa en la fabricación de tubos y perfiles plegados. Asimismo, luego de su corte en planchas, se emplea en la construcción de silos, carrocerías y construcción en general.
NORMA TÉCNICA: Comercial : ASTM A1011 Tipo B Estructural : ASTM A36
30
Ingeniería Civil
PLANCHAS Y BOBINAS LAF
ACABADO: las ACABADO: las planchas y bobinas laminadas en frío son aceitadas, con bordes de laminación. EMPAQUETADO PLANCHAS: se PLANCHAS: se entregan en paquetes de 2 TM. BOBINAS: se BOBINAS: se entregan con peso mínimo de 5 TM aproximadamente. aproximadamente.
USOS: En partes expuestas donde se requiere un buen acabado superficial, como por ejemplo: muebles, tubos, paneles, carrocerías, artefactos electrodomésticos, electrodomésticos, etc.
PROPIEDADES MECÁNICAS:
Límite de Fluencia mínimo = 1,410 - 2,810 kg/cm2 Alargamiento en 50 mm = 30.0 % mínimo (referencial)
31
Ingeniería Civil
PLANCHAS Y BOBINAS ZINCADAS
Las planchas vienen en paquetes de 2 TM aproximadamente. Las bobinas vienen con peso mínimo de 4 TM.
USOS:
En la fabricación de paneles, paneles, coberturas, carrocerías, carrocerías, instalaciones para para la avicultura, ductos, silos, etc.
PROPIEDADES MECÁNICAS:
Calidad Comercial: Límite de Fluencia mínimo = 2,110 - 3,860 kg/cm2 Alargamiento en 50 mm = 20.0 % mínimo (referencial) Revestimiento de Zinc: G40 = Mínimo 120 g/m2 (total en ambas caras) G60 = Mínimo 180 g/m2 (total en ambas caras) Doblado a 180° = Diámetro de Pin = 4e
32
Ingeniería Civil
PLANCHAS ZINCADAS ONDULADAS
Se suministra en unidades (paquete mínimo de 10 piezas).
USOS: En el techado de casas, almacenes, plantas industriales, etc.
PROPIEDADES MECÁNICAS: Calidad Comercial: Límite de Fluencia =2,110 - 3,860 kg/cm2 Alargamiento =20.0 % mínimo Revestimiento de Zinc =Mínimo 120 g/m2 (total en ambas caras). Producto importado (1) El espesor es del metal base
NORMA TÉCNICA: ASTM A653/A653M Tipo B o JIS G3302 SGCH Modificada, sin restricción del contenido de P y S.
33
Ingeniería Civil
ESTRIBOS CORRUGADOS
NORMA TECNICA: ASTM A615/A615M – NTP 341.031 Grado 60.
USOS: Actúan como refuerzo de vigas y columnas de confinamiento en viviendas de muros de ladrillo.
PROPIEDADES MECANICAS: Límite de fluencia (fy) = 4,280 kg/cm2 mínimo Resistencia a la tracción(R) = 6,330 kg/cm2 mínimo Alargamiento en 200 mm = 8% mínimo (A%) Doblado a 180º = bueno en todos los diámetros.
34
Ingeniería Civil
ALAMBRON LISO PARA CONSTRUCCION
NORMA TECNICA: Composición química, propiedades mecánicas y tolerancias dimensionales ITINTEC 341.030 – GA63R.
USOS: En construcción de concreto armado como estribos en columnas y vigas en refuerzo de contracción y temperatura.
PROPIEDADES MECANICAS: Límite de fluencia (fy) = 3,800 kg/cm2 mínimo Resistencia a la tracción(R) = 6,300 kg/cm2 mínimo Alargamiento en 200 mm = 8% mínimo (A%) Doblado a 180º = bueno. Diámetro de doblado = 24,0 mm
35
Ingeniería Civil
ALAMBRON PARA TREFILERIA.
NORMA TECNICA: Especificaciones de de la norma SAE o especificaciones especificaciones del cliente.
USOS: Diversas aplicaciones en la industria de la construcción, minería, metal mecánica, agricultura, entre otros.
DIMENCION Y TOLERANCIAS TOLERANCIAS DIMENCIONALES: Los diámetros estándares son 5.5, 6.5 y 8.0 mm, con una tolerancia máxima de ± 0.3mm. otros diámetros pueden fabricarse a pedido del cliente. Tolerancia en la movilización: máximo 0.50mm.
36
Ingeniería Civil
ALAMBRE NEGRO RECOCIDO.
NORMA TECNICA: ASTM A853.
USOS: Se usa en la industria de la construcción para amarres de fierro corrugado en todo tipo de estructuras.
TRABAJABILIDAD Y DUCTILIDAD: Por su bajo contenido de carbono y su recocido a altas temperaturas, tiene gran trabajabilidad y ductilidad. Cada rollo de alambre tiene peso medidas exactas, exactas, dando como resultado más metros por kilo.
37
Ingeniería Civil
PLANCHAS DE ACERO CARBONO: ASTM A572 GRADO 50 Estado de Suministro Laminado. Tolerancia ASTM A6. Características Acero estructural ASTM A 572 Grado 50 soldable y de baja aleación, aleado con Niobio y Vanadio como afinadores de grano. Aplicaciones Sus mejores propiedades mecánicas, en comparación con el producto ASTM A 36, 36, permiten reducir espesores y disminuir peso de estructuras remachadas, apernadas o soldadas como por ejemplo puentes, carrocerías, equipos de transporte y estructuras en general.
El acero A- 36 significa 36,000 lb/pg2 de resistencia última a la tensión y acero A-50 de 50,000 lb/pg2 de resistencia ultima a la tensión. Un punto de fuerza o rendimiento de rendimiento de un material se define en ingeniería y ciencia de los materiales como la tensión en el cual un material comienza a deformarse plásticamente. Antes del punto de fluencia el material se deforma elásticamente y volverá a su forma original cuando se elimina la tensión aplicada. Una vez que se pasa al punto de producción, una fracción de la deformación será permanente y no reversible. la diferencia estriba entonces en este valor especificado como mínimo para cada uno de los materiales, por sus composición química (cantidad de carbono principalmente en el acero). La denominación A36 fue establecida por la ASTM (American Society for Testing and Materials), al igual que la del A-50.La resistencia tensil es de 36 ksi y 50 ksi respectivamente, lo que parece ser su única diferencia, pues ambos son empleados principalmente en construcción de puentes y estructuras de edificios.
38
Ingeniería Civil
Diagramas Esfuerzo vs Deformación de otros Materiales de Construcción 1.
Concreto Simple.
Es un producto artificial constituido por la mezcla en ciertas proporciones de cemento, agua, agregado fino, agregado grueso y opcionalmente aditivo, que inicialmente denota una estructura plástica y moldeable y que posteriormente adquiere una consistencia rígida con propiedades aislantes y resistentes, lo que hace un material ideal para la construcción. Usos del concreto simple: Se utiliza para construir estructuras, como autopistas, calles, puentes, túneles, presas, grandes edificios, pistas de aterrizaje, sistemas de riego y canalización, rompeolas, embarcaderos y muelles, aceras, silos o bodegas, factorías , casas e incluso barcos. En la albañilería el concreto es utilizado también en forma de tabiques o bloques. Ventajas • Resistencia a fuerzas de compresión elevadas. • Bajo costo. • Larga duración (En condiciones normales, el concreto se fortalece con el paso del
tiempo). • Puede moldearse de muchas formas. • Presenta amplia variedad de texturas y colores .
Limitaciones El uso del concreto simple con fines estructurales se limitará a: a) Miembros que estén apoyados sobre el suelo en forma continua, o soportados por otros miembros estructurales capaces de proporcionar apoyo vertical continuo; b) Miembros para los cuales la acción de arco origina compresiones bajo todas las condiciones de carga; o c) Muros y pedestales. No se permite el uso del concreto simple en columnas confines estructurales. estructurales.
Diagrama Nº 01: Esfuerzo a la compresión Vs. Deformación unitaria del Concreto Simple.
39
Ingeniería Civil
2. Concreto Armado.
Cada uno de los materiles del concreto armado estaran sometidos a esfuerzos consistentes con sus respectivos diagramas esfuerzo-deformación unitaria.
Graf. 06) Representación Representación proporcional a doble escala de los esfuerzos esfuerzos del concreto y el acero, con el objeto de que tengan proporciones comparables.
PRIMER RANGO DE DEFORMACIÓN A COMPRESIÓN (concreto elástico y acero elástico). Tomando como referencia a las deformaciones en el diagrama previo, claramente se puede observar que existe un rango para el que el hormigón como el acero tiene un comportamiento lineal (los esfuerzos son proporcionales a las deformaciones). Este rango se extiende desde cero hasta aproximadamente una deformación unitaria de 0.0007 para 0.0007 para el hormigón, este valor incrementara para hormigones de mayor resistencia, de acuerdo a la siguiente tabla aproximada. MÁXIMA DEFORMACIÓN ELÁSTICA (ee) 0.00070 0.00085 0.00100 0.00115
MÁXIMO ESFUERZO f'c ELÁSTICO (Kg/cm2) APROXIMADO(Kg/cm2) APROXIMADO(Kg/cm2) 210 152 280 213 350 281 420 354 Tab.02 (Fuente: “Temas de Hormigón Armado”. cap. IV- Marcelo Romo Proaña) 40
Ingeniería Civil
Graf. 07) Representación del comportamiento lineal del concreto armado, en el rango fijado de deformaciones, proveniente de añadir el comportamiento lineal del concreto y del acero. SEGUNDO RANGO DE DEFORMACIÓN A COMPRESIÓN COMPRESIÓN (concreto inelástico y acero elástico) En el siguiente tramo, el acero continúa mostrando un comportamiento lineal elástico (hasta aproximadamente aproximadamente 0.002 de deformación unitaria para unitaria para el acero), mientras que el concreto inicia su comportamiento inelástico. inelástico.
41
Ingeniería Civil
Graf.08) El resultado sobre la carga axial del concreto armado es un tramo de comportamiento inelástico mostrado en la figura.
TERCER RANGO DE DEFORMACIÓN A COMPRESIÓN (concreto inelástico y acero inelástico). A partir de este punto, el acero entra en fluencia por lo que no incrementa su capacidad resistente, y aproximadamente en ese mismo rango de deformación el concreto empieza su proceso de colapso por lo que su capacidad de carga se reduce continuamente cada vez que se incrementa las deformaciones. A pesar de que el acero podría continuar deformándose, al colapsar el concreto, físicamente es imposible que el acero continué resistiendo cargas, pues el concreto armado ya ha sido destruido.
42
Ingeniería Civil
Graf. 09) Dado que la resistencia del concreto armado es la suma de la resistencia del acero y del concreto el gráfico mostrado describe la variación de capacidades del concreto armado.
Graf. 10) Los códigos de diseño establecen deformaciones unitarias máximas que se fijan en 0.003 lo que reduce el gráfico.
43
Ingeniería Civil
3.
Madera.
La madera es un material complejo, con unas propiedades y características que dependen no sólo de su composición sino de su constitución (o de la manera en que están colocados u orientados los diversos elementos que la forman). En primer lugar se ha de recordar que la madera no es un material de construcción, fabricado apropósito por el hombre, sino que es un material obtenido del tronco y las ramas de los árboles. Será interesante recordar algunos conceptos respecto a la composición, micro estructura y sobre todo la macro estructura de la madera Posee características como la resistencia a tensión superior a la de compresión. Es Fuertemente anisotrópico, de poca durabilidad en ambientes agresivos y es susceptible al fuego. Los usos más comunes en la construcción están en los encofrados, y estructuralmente se usa en cubiertas planas de una o más aguas, formadas por pendientes o planos, también en entrepisos, es decir, cerramientos intermedios que separan diferentes niveles, y decorativamente en revestimientos de pisos o cerramientos verticales.
Madera sometida a compresión.
Diagrama Nº 02: Esfuerzo a la compresión Vs. Deformación unitaria de la madera en general.
44
Ingeniería Civil
Madera sometida a tracción.
Diagrama Nº 03: Esfuerzo a la tensión Vs. Deformación unitaria de la madera en general.
4.
Ladrillos de arcilla en tabiquería.
Los ladrillos de arcilla se definen como unidad de albañilería que se maneja con una sola mano. Se forma mediante moldeo compactado o por extrusión. En forma artesanal es quemado en hornos a leña o carbón. En forma industrial es quemado con temperatura controlada en hornos tipo túnel. Siendo de uso común en construcciones de pequeña envergadura, sirviendo para muros portantes, tabiques y parapetos.
Existiendo diferentes clases de ladrillos, como: Ladrillo macizo, que cuenta con el 70% de su área para asentado y 30% huecos
Figura Nº 01: esquema del ladrillo de arcilla macizo.
Ladrillo hueco, cuya superficie presenta más del 30% de huecos en sentido vertical.
45
Ingeniería Civil
Figura Nº 02: esquema del ladrillo de arcilla hueco.
Ladrillo tubular, cuyos agujeros se encuentran en las caras laterales de la pieza, horizontales al plano.
. Figura Nº 03: esquema del ladrillo de arcilla tubular.
Tabiquería sometida a compresión vertical.
Figura Nº 04: Esquema de ladrillos unidos por mortero sometidos a compresión vertical.
46
Ingeniería Civil
Diagrama Nº 04: Esfuerzo a la compresión Vs. Deformación unitaria de tabiquería de ladrillos macizos con mortero 1:3, de forma vertical.
Diagrama Nº 05: Esfuerzo a la compresión Vs. Deformación unitaria de tabiquería de ladrillos huecos con mortero 1:3, de forma vertical.
Diagrama Nº 06: Esfuerzo a la compresión Vs. Deformación unitaria de tabiquería de ladrillos tubulares con mortero 1:3, de forma vertical. 47
Ingeniería Civil
Tabiquería sometida a compresión diagonal.
Figura Nº 05: Esquema de ladrillos unidos por mortero sometidos a compresión diagonal.
Diagrama Nº 07: Esfuerzo a la compresión Vs. Deformación unitaria de tabiquería de ladrillos macizos con mortero 1:3, de forma horizontal.
48
Ingeniería Civil
Diagrama Nº 08: Esfuerzo a la compresión Vs. Deformación unitaria de tabiquería de ladrillos tubulares con mortero 1:3, de forma horizontal.
5.
Aluminio
El aluminio es un metal ligero, blando pero resistente, de aspecto gris plateado, con el 8,13 % es el elemento metálico más abundante en la corteza terrestre. Su ligereza, conductividad eléctrica, resistencia resistencia a la corrosión y bajo punto fusión le convierten en un material idóneo para multitud de aplicaciones. Propiedades Su densidad es aproximadamente un tercio de la del acero o el cobre. Es muy maleable y dúctil y es apto para el mecanizado y la fundición. Debido a su elevado calor de oxidación se forma rápidamente al aire una fina capa superficial de óxido de aluminio (Alúmina Al2O3) impermeable y adherente que detiene el proceso de oxidación proporcionándole resistencia resistencia a la corrosión y durabilidad. Esta capa protectora puede ser ampliada por electrólisis en presencia de oxalatos. Usos -Transporte, como material estructural en aviones, automóviles, tanques, superestructuras superestructuras de buques, blindajes, etc. -Embalaje; papel de aluminio, latas, tetrabriks, etc. -Construcción; ventanas, puertas, perfiles estructurales, etc. - Bienes de uso; utensilios de cocina, herramientas, herramientas, etc. -Transmisión eléctrica. Aunque su conductividad conductividad eléctrica es tan sólo el 60% de la del cobre su mayor ligereza permite una mayor separación de las torres de alta tensión, disminuyendo los costes de la infraestructura.
49
Ingeniería Civil
-Recipientes criogénicos (hasta -200 ºC, ya que no presenta temperatura de transición (dúctil a frágil) como el acero, así la tenacidad del material es mejor a bajas temperaturas, calderería. -Las sales de aluminio de los ácidos grasos (p. ej. el estearato de aluminio) forman parte de la formulación del napalm. -Los aluminosilicatos son una clase importante de minerales. Forman parte de las arcillas y son la base de muchas cerámicas. -Aditivos de óxido de aluminio o aluminosilicatos a vidrios varían las características térmicas, mecánicas y ópticas de los vidrios.
Diagrama Nº 11: Esfuerzo a la tención Vs. Deformación unitaria del aluminio.
Diagrama Nº 12: Comparación de los diagramas de Esfuerzo a la tención Vs. Deformación unitaria del aluminio de alta resistencia y el aluminio suave.
50
Ingeniería Civil
6.
Hule
Hule viene a ser un polímero natural o sintético nombrado originalmente en Náhuatl como un producto natural hecho de la savia de plantas especificas como por ejemplo Guayule. Utilizando azufre se logra el enlazamiento de las cadenas elastómeras, este proceso es lo que se llama vulcanización y fue desarrollado por Charles Goodyear en 1839. Resultado es un producto elástico más estable y resistente contra químicos. químicos. Se puede formar componentes de Hule por medio de extrusión o por moldeo de inyección similar al proceso de elaboración de plásticos termoelasticos. Se calientan los moldes, y bajo la alta presión y temperatura el azufre agregado (en una forma no reactiva) raciona con los polímetros entrelazándolos, para que los elastómeros se conviertan a hule. Los bondos de azufre son tan durables que no hay manera de revertir este proceso y por lo tanto todos los deshechos de la producción de productos de hule no son reciclables para moldeo repetido. Los deshechos de la producción de hule se venden a bajo precio para uso como relleno dentro de asfalto de carreteras etc.
Diagrama Nº 13: Esfuerzo a la tención Vs. Deformación unitaria del hule.
7.
Cobre
Es uno de los metales de mayor uso, de apariencia metálica y color pardo rojizo. Su punto de fusión es de 1.083 °C, mientras que su punto de ebullición es de unos 2.567 °C, y tiene una densidad de 8,9 g/cm3 Propiedades Elevada conductividad del calor y electricidad, la resistencia a la corrosión, así como su maleabilidad y ductilidad, además de su belleza. Usos Además de su utilización en el cableado eléctrico, el cobre adquiere una gran importancia en el sector de la construcción gracias a su utilidad para techos tradicionales o revestimientos de las paredes, así como para baños, material de iluminación o de decoración. 51
Ingeniería Civil
Diagrama Nº 14: Esfuerzo a la tención Vs. Deformación unitaria del cobre.
8.
Vidrio.
Es un material duro, frágil, transparente, resistente al desgaste, a la corrosión y a la compresión. A pesar de comportarse como sólido, es un líquido sobre enfriado, no tiene una forma definida, carece de una estructura cristalina. Los vidrios comunes, incoloros y transparentes. Están compuestos por dos silicatos metálicos: silicato de sodio y silicato de calcio, pero para obtención del vidrio que todos conocemos es necesario: Arenas: que aportan dióxido de silicio Carbonato de sodio decahidratado, para reducir la temperatura de fusión. Piedra caliza: que suministra el carbonato de calcio, para estabilizar la mescla. Usos Según la fabricación y tipos, el vidrio puede ser usado como elemento decorativo, como tabiquería translucida, como elemento de seguridad con el vidrio templado, como aislante acústico con el vidrio doble, también se usa en la óptica, en la fabricación de anteojos, lupas.
Diagrama Nº 15: Esfuerzo Vs. Deformación unitaria del vidrio. 52
Ingeniería Civil
10.-Roca Las rocas son agregados naturales compuestos de uno o más minerales, cristalinos o amorfos, que presentan características homogéneas y constituyen sobre la Tierra cuerpos geológicamente independientes. Las rocas se dividen, según su modo de formación, en tres grupos: ígneas o magmáticas, sedimentarias y metamórficas USOS Y PROPIEDADES PROPIEDADES Las rocas se emplean según a los usos a los cuales se destinen. Estos usos se clasifican en dos grupos: 1) para utilizar en estado bruto y 2) para fines químicos. En el primer grupo figuran las utilizadas en la construcción, en la cual se requiere que la piedra sea de cierto tamaño, posea resistencia y larga duración. La roca granítica y afines son las que cumplen con estos requisitos, siguiendo la arenisca para conglomerados y rellenos. Para fines químicos la caliza sirve casi exclusivamente en la fabricación de cemento Portland y también tiene importancia en la producción de cal álcalis para la agricultura y en la fabricación de azúcar, refractarios y lana mineral. La arena y la grava son esenciales en la construcción moderna, principalmente para pavimentación y construcción. La arena, la grava, y la piedra triturada solas o en combinación y mezcladas con cemento o un material bituminoso forman un mortero o concreto, proporcionándole volumen y consistencia a la mezcla. La piedra triturada proviene de calizas, areniscas, dolomitas, mármol, anfibolitas, serpentinas y gneis granítico. La arcilla es la principal materia prima de la industria cerámica, en la fabricación de ladrillos, tejas y terracotas donde sólo se necesita arcilla. Pero en la fabricación de loza o porcelana son necesarios feldespato y cuarzo; mientras que en ciertas porcelanas se necesitan bauxita, bentonita, pirofilita, circón y espatoflúor, aunque la espina dorsal de la industria es la arcilla. Las piedras de techar se limitan en gran parte a la pizarra.
53
Ingeniería Civil
11.- YESO El yeso puro es un mineral blanco, pero debido a impurezas puede tornarse gris, castaño o rosado. Se denomina sulfato de calcio dihidratado y su estructura cristalina esta constituida por dos moléculas de agua y por una de sulfato de calcio USOS Yeso Natural Los principales usos de los yesos naturales son los siguientes:
Cemento portland como retardador - manufacturas manufacturas de cemento Como un acondicionador de suelo Como carga mineral. Como filtrante Otras aplicaciones industriales
Yesos Calcinados Los yesos hemihidratos y anhidros obtenidos luego del proceso de calcinación resultan aptos para distintos usos de acuerdo a las características adquiridas durante dicho proceso. A continuación se nombran los principales: Yeso de obra: hemihidrato beta con retardador. Puede llevar otros agregados Yeso para paneles: hemihidrato hemihidrato beta con acelerador y otros otros agregados. Yeso para moldes para la industria cerámica: hemihidrato beta o alfa o una mezcla de ambos.
2. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS La calidad y las especificaciones técnicas requeridas dependen del uso final al cual se aplique el yeso.
Agricultura: el yeso como acondicionador de suelo requiere una molienda de 80 a 90 % pasante 149 micrones. Cemento: menos riguroso Grado carga mineral: 97% CaSO 4. 2H2O, brillo de +97%. Grado farmacéutico - alimento: típico - 96,75% CaSO 4. 2H2O con niveles máximos de As (3 ppm), Se (30 ppm), F(30 ppm), metales pesados (10 ppm), hierro (100 ppm), plomo (10 ppm).
PROPIEDADES
54
Ingeniería Civil
•Por sus excelentes cualidades higrométricas el yeso es el más ef icaz y natural regulador
de la humedad ambiental en los interiores de las edificaciones. Absorbe la humedad excesiva y la libera cuando hay sequedad. •La utilización de yeso en los revestimientos interiores de las edificaciones puede
aumentar en un 35% la capacidad de aislamiento térmico frente a construcciones no revestidas. •Debido a su elasticidad y estructura finamente porosa, el yeso ofrece una excelente
capacidad de insonorización. Disminuye ecos y reverberaciones, mejorando las condiciones acústicas de las edificaciones.
Diagrama tensión - deformación 0.4 0.3 0.2 σ
0.1 0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
Ɛ
12.-Adobe: El adobe es una unidad de albañileria para construcción hecha de una masa de barro (arcilla y arena) mezclada con paja, con paja, moldeada moldeada en forma de ladrillo en la zona de la costa y en la sierra con medidas de 0.50 por 0.40 m. secada al sol; con ellos se construyen paredes y muros de variadas edificaciones. La técnica de elaborarlos y su uso están extendidos por todo el mundo. 10 9 8 7 σ 6 o z r e 5 u f s 4 e 3 2 1 0
tramo plastico
limite de tramo 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Deformacion
Graf.10 adobe (www.google.com/grafica de adobe)
55
Ingeniería Civil
Esta curva representa el material que es el adobe nos muestra que su tramo plástico es un poco mayo que el tramo elástico. Es una mezcla de barro con paja u otros agregados orgánicos, modelada o moldeado y secada al sol que se emplea en la construcción de paredes o muros. En nuestra área de estudio los adobes han sido utilizados para la construcción de muros. Gran parte de éstos adobes presentan un color marrón oscuro y otros, un color algo más claro; algunos mostraban huellas de quema. Todos son de forma paralelepípeda, de consistencia compacta, hechos con moldes de tabla y compuestos de tierra lino o arcilla; algunos tienen pequeños fragmentos de cerámica o grava. Sus dimensiones varían entre 28 x 19 x 10 cm. y 34 x 19 x 10 cm.
56
Ingeniería Civil
CONCLUSIONES
La resistencia a la compresión, flexión o corte de un material depende de las características características de este, así como al tipo de fuerzas que está sometido. El acero tiene mayor resistencia a la flexión y el concreto mayor resistencia a la compresión. Se logró conocer el Comportamiento Estructural de diferentes Materiales de Construcción. Se logró conocer las características importantes de cada uno de los materiales de construcción. Logramos interpretar las gráficas de Esfuerzo vs Deformación de los Materiales de Construcción. Obteniendo Obteniendo la siguiente grafica que relaciona a estos:
Diagramas Esfuerzo vs Deformación típico de diferentes materiales
Acero Concreto Armado Concreto Simple Roca Madera Ladrillo
57
Ingeniería Civil
58
