PRACTICA # 16 ENSAYE A COMPRESIÓN DE LOS CILINDROS DE CONCRETO OBJETIVO. Determinar la resistencia a la compresión del concreto a edades de 7, 14 y 28 días para analizar cual es el comportamiento de dicha resistencia. r esistencia. DEFINICIÓN. La resistencia de ruptura a la compresión de cilindros de concreto, es la relación de la carga máxima aplicada en el momento de la falla y el área transversal en que se aplica la carga. Se determina con la fórmula:
R= F÷A DONDE: R = Resistencia de ruptura a la compresión, en Kg/cm 2 F = Carga máxima aplicada en el momento de la falla, en kg. A = Área de la sección transversal del cilindro, en cm 2 EQUIPO UTILIZADO.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Cabeceador de acero. Guía del cabeceador. Tazón para derretir azufre. Azufre. Prensa universal o prensa hidráulica de compresión de 120 Kg de capacidad. Cronometro. Cinta métrica. Balanza d 1 gr de sensibilidad.
PROCEDIMIENTO Y CÁLCULOS.
1. Se retiran los cilindros de concreto de la pila de curado. 2. Se ponen a secar sobre el sol durante un rato para que pierdan el agua superficial y se les pueda adherir el azufre derretido. 3. Se mide el diámetro y la altura del cilindro, se obtiene: ø= Diámetro en centímetros (cm). h = altura en centímetros (cm). 4. se calcula el área transversal y el volumen:
A = (π D2) ÷ 4 = 0.786 π D2 V=Ah
DONDE:
A = Área transversal, en cm. V = Volumen, en cm se convierten a m 3 h = Altura, en cm. 5. 6. 7. 8.
Se toma el peso del cilindro en la balanza de 1 gr de sensibilidad,.... Wr,... en kg. Se calcula el peso volumétrico del en ESSS, en kg/m 3 Se cabecean los dos extremos del cilindro con azufre. Se coloca el cilindro de concreto en la prensa procurando que quede centrado sobre la base inferior y superior de esta. Se le aplica carga a una velocidad que oscile entre 1.4 y 3.5 kg/cm 2/seg., hasta que el cilindro falle. Durante la aplicación de la primera mitad de la carga máxima se puede permitir una velocidad mayor. Se obtiene el valor de F, en kg.
NOTA: Cabecear es ponerle una capa de azufre derretido en las dos caras del cilindro para que se tenga una superficie plana y ortogonal respecto a su eje. El objeto del cabeceo es para que la carga aplicada se transmita uniformemente en toda la superficie del cilindro.
9. Se calcula la resistencia del concreto a la compresión dividiendo la carga máxima aplicada P entre el área transversal A como se señala en la formula respectiva. 10. Se determina el % de la resistencia que tiene el concreto a esa edad. 11. Se dibuja el tipo de falla que tubo el cilindro. 12. Los datos calculados se anotan en el formato respectivo. ¿Que tipo de falla tuvieron los cilindros? No todos los laboratorios de pruebas indican el tipo de falla del cilindro. Cuando el informe de la prueba indica el tipo de falla, como se muestra en la figura 4.1 se puede aprender algo sobre las causas de la baja resistencia. (1)
(2)
(3)
(4)
Figura 4.1 Tipos de fallas de cilindros.
Es una falla normal del cilindro bajo compresión, los lados de la muestra tienden a adoptar la forma de un barril un instante antes de su destrucción, quedando con forma de reloj de arena (tipo 1). Tipo 2 es una falla por cortante que bien puede indicar un cabeceado irregular. La falla tipo 3 es típica de una compactación pobre, generalmente causada por falta de adherencia de una capa de la muestra anterior, por falla con la varilla de apisonado. La falla tipo 4 bien puede ser una combinación de los tipos 2 y 3.
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UAS
PRACTICA # 16
SECC DE CONSTRUCCION
OBRA ___________________ LOCALIZ________________ FECHA___________
ENSALLE A COMPRECION DE CILINDROS DE CONCRETO
Nº CIL.
FECHAS COLD
TRON
EDAD A Ø (cm) DIAS (cm2)
Pmáx (kg)
(κγ/χµ ) ) (% 2
TIPO FALLA
OBSERVACIONES_____________________________________________________ _
____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ALUMNO ____________________________ GPO ______ BRIG ____ CAL ____
PRACTICA # 17
ENSAYE A TENCION POR FLEXION EN VIGAS DE CONCRETO OBJETIVO. Generalmente el concreto trabaja a compresión, ya que es débil atención (aproximadamente entre 10 y 20% de la resistencia a la compresión). Aunque en algunos miembros estructurales como vigas y losas, siempre se producen esfuerzos a tensión como consecuencia de la condición de carga o contracciones producidas por cambios de humedad y temperatura. En este caso, es importante conocer la resistencia a la tensión, ya que los agrietamientos se deben a este tipo de esfuerzo. La prueba de resistencia del concreto a tensión por flexión se emplea para el control de calidad en la construcción de pavimentos rígidos de concreto hidráulico. La resistencia a tensión del concreto se puede determinar de tres maneras: 1. tensión directa,… es poco usada. 2. tensión por flexión (usada en pavimento). 3. tensión indirecta (prueba brasileña). En el siguiente ensañe se determinara la resistencia a tensión del concreto por flexión. EQUIPO UTILIZADO. 1. Moldes de viga de 15 cm de ancho, 15cm de alto y 50cm de largo. 2. Cuchara de albañil 3. Cucharón 4. Azufre 5. Tres varillas punta de bala 6. Prensa hidráulica de compresión 7. Cronometro 8. Calzas de acero o cuero de 0.60cm de espesor y de 2.5 a 5cm de ancho PROCEDIMIENTOS Y CALCULOS. 1. voltear la viga sobre uno de sus lados (respecto a la posición inicial en la cual fue colocado) 2. marcar la viga donde iran los apoyos inferiores, tomando la distancia exacta del claro entre apoyos 3. marcar el centro del claro donde se aplicara la carga 4. acomodar las vigas para aplicarle carga. P
5. si no se obtiene un contacto completo entre el espécimen y los apoyos, es necesario cabecear con azufre, pulir o calzar con tiras de cuero o acero la superficie de contacto, cuando difiere es más de 0.4mm. 6. se aplica carga hasta más o menos el 50% de la carga de ruptura a una velocidad uniforme de modo que no se produzca impacto. Después se aplica a una velocidad de manera que el incremento de esfuerzos en la fibra extrema no exceda de 10 kg/cm 2 /min. 6. se mide el ancho y el peralte promedio del espécimen en la sección de falla, como aproximación al milímetro. DIBUJAR:
d b
7. si la fractura ocurre en el centro de claro, el esfuerzo de ruptura se calcula con la siguiente formula.
t f = (3PL) ÷ (2bd2)
DONDE:
t f = Esfuerzo a la tensión por flexión, en kg/cm
2
P= Carga máxima aplicada, en kg L= Claro libre entre los apoyos inferiores, en cm. b= Ancho promedio del espécimen, en cm. d= peralte promedio del espécimen, en cm.
8. Si la fractura no ocurre en e centro del claro:
t f = (3Pa) ÷ (bd2)
DONDE: A = Distancia entre la línea de fractura y el apoyo inferior más cercano, medida sobre el eje de simetría de la superficie de la viga, en cm.
9. Los datos y cálculos se anotaran en el formato respectivo.
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PRACTICA # 17
SECC DE CONSTRUCCION
OBRA ___________________ LOCALIZ.________________ FECHA___________ OPERADOR________________________________
ENSAYE
Nº Fecha Viga Colado
Fecha Rupt.
Edad Días
A
FLEXION
EN
b d L a (cm) (cm) (cm) (cm)
VIGAS
Pmáx. (kg)
ðtf Defecto (kg/cm) Viga
OBSERVACIONES_____________________________________________________ _
____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ALUMNO ____________________________ GPO ______ BRIG ____ CAL ____
PRACTICA No. 18
ENSAYE A FLEXION Y COMPRESION DE TABIQUES OBJETIVO. Determinar el módulo de ruptura a la flexión, el esfuerzo de compresión cuando se le presenta la primera grieta y el esfuerzo a la ruptura total de los tabiques de barro recocidos. EQUIPO UTILIZADO. 1. Una prensa de compresión.
2. Dos placas de acero de 15cm de ancho, 30cm de largo y ½” de diámetro, mìnimamente. 3. Tres varillas punta de bala. 4. Estufa 5. Tazón para derretir azufre 6. Azufre o yeso MUESTREO. Se puede hacer de común acuerdo entre comprador y fabricante, de no ser asì, se ensayarán tres tabiques de cada tipo por lote de 1000 piezas. PROCEDIMIENTO Y CALCULOS. a) Para determinar el modulo de ruptura M.R. a la flexión:
1. Se clasifican los tabiques que se vayan a ensayar. 2. Se cabecean con azufre o yeso la cara superior e inferior o se pulen para tener una superficie plana. Las dos caras deben quedar paralelas entre sí. 3. Se miden todos los lados, en cm. 4. se marca en la muestra los puntos donde se colocará el apoyo superior (parte central, donde se aplicará la carga), y los inferiores, quedando un claro de 18 cm. P Superiores Apoyos (Varillas)
Tabique Inferiores Placa metálica P
5. Con las medidas de la figura y sobre la varilla punta de bala colocada en la parte superior central del ladrillo se le aplica carga hasta que se rompa, se obtiene el valor de en kg. 6. Si la cara del tabique se encuentra plana o regular se realiza el inciso anterior, en caso contrario, se deberán de cabecearse con yeso o con azufre. 7. se calcula el Módulo de Ruptura (M.R.) con la siguiente fórmula:
MR.= (3PL) ÷ (2BD 2) Donde: M.R. = Modulo de ruptura, en kg/cm 2 P = Carga de ruptura, en kg. L = Claro entre apoyos, en cm. B = Ancho de tabique, en cm. D = Espesor del tabique, en cm. b) RESISTENCIA DE RUPTURA A LA 1er GRIETA (
).
PROCEDIMIENTO
1. De la muestra ensayada, se toma la mitad mas grande, se verifica que los extremos hayan quedado planos y paralelos, en caso contrario, se vuelven a cabecear o se pulen. 2. Se toman las medidas de la cara superior e inferior y se calcula el área de cada una y se saca el promedio. 3. Se coloca en la prensa sobre dos placas metálicas y se le aplica carga, procurando que la primera grieta aparezca entre 1 y 2 minutos. F
Tabique
Placas Metálicas
4. Se toma el valor de la carga aplicada cuando apareció la primer grieta, se obtiene, F , en kg.
5. Se calcula la resistencia con la formula:
R = F ÷ Am DONDE:
R = Resistencia a la primera grieta, en kg/cm 2 P = Carga aplicada, en kg. Am= Área promedio, en cm 2
RESISTENCIA DE RUPTURA TOTAL.
6. Se continúa aplicando carga hasta que aparezcan grietas en los cuatro lados, se considera que la ruptura es total. 7. Se determina la carga máxima de ruptura, Fr, en kg. 8. Se calcula la resistencia de ruptura dividiendo el valor de Fr del inciso anterior entre el área.
Rr = fr ÷ A NORMAS DE CALIDAD DE LOS TABIQUES. Normas de calidad 025-K de la Dirección General de Normas “Ladrillos y losetas”, de arcilla hechas a mano. Norma 025-K.03 Clasificación de ladrillos. Tipo “A”. Color negruzco o rojizo. Nombre: Recocho o cabezas negras. Tipo “B”. Color Rojizo. Nombre: Colorado. Tipo “C” Color entre rojo y amarillo. Nombre: Anaranjado o bayo. Norma 025-K.04 y 025-K.05 Se refiere a los requisitos físicos que los ladrillos de arcilla recocida y hechos a mano deberán cumplir: CONCEPT O 2
Módulo de ru tura a la flexión MR, en k /cm , min. 2 Esfuerzo a la com resión, 1ª rieta k /cm Esfuerzo a la ruptura kg/cm2
T IPO A
TIPO B
TIPO C
15 30 70
12 25 60
10 20 50
CRITERIO DE AEPTACION Si el resultado de las pruebas efectuadas cumple minimamente con las resistencias especificadas en la tabla, se debe aceptar el lote de tabiques para usarse como material de construcción, en caso contrario se rechaza.
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PRACTICA # 18
OBRA ___________________ LOCALIZ________________ FECHA___________
ENSAYE A FLEXION Y COMPRESION DE TABIQUES DE BARRO RECOCIDO DATOS Nº MUES.
TPI
B (cm)
D (cm)
L (cm)
CALCULOS P (kg)
F1ª (kg)
Fr (kg)
MR R1ª 2 (kg/cm ) (kg/cm2)
Rr
(kg/cm2)
OBSERVACIONES_____________________________________________________ _
____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ALUMNO ____________________________ GPO ______ BRIG ____ CAL _____ PRACTICA # 19
ENSAYE A TENSIÓN DEL ACERO OBJETIBO. Determinar la resistencia a tensión, el límite o esfuerzo de fluencia y el alargamiento de rotura en un espécimen de prueba. DEFINICIONES.
Resistencia a tensión.Es el máximo esfuerzo de tensión que el material es capaz de soportar, se determina dividiendo la carga máxima registrada en la prueba de tensión cuando se rompe la muestra y el área nominal de la sección transversal original.
ð
t
= Pmax. ÷ A
DONDE:
ð
la rotura, en kg/cm 2 P = Carga máxima de rotura, en kg. A = Área nominal (inicial), en cm 2 t = Resistencia o esfuerzo a
Esfuerzo de fluencia.Es el primer esfuerzo, menor que el máximo para el cual ocurren incrementos en la deformación sin aumento en la carga. Alargamiento de rotura.Aumento en la longitud de medición, determinado en la ruptura o después de esta. Se expresa como un por ciento de la longitud de medición original. EQUIPO UTILIZADO. 1. Maquina universal o hidráulica de tensión. 2. Extensometro. 3. Compás de punta. 4. Cronómetro. 5. Muestra o especimenes.
PREPARACION DEL ESPECIMEN DE ENSAYE.
Los especimenes para prueba de tensión pueden ser de sección completa o, a opción del fabricante, de sección reducida con longitud de medición de 5 o 20 cm según se muestra a continuación: 1.- Espécimen estándar de sección completa de ½ “ de diámetro D, con longitud de medición de 5 cm.
D
L Longitud patrón = 5 cm. Figura que ilustra un espécimen estándar de sección completa.
L D
A Dimensiones en mm. L = Longitud patrón = 50 + 0.1 A = Longitud mínima con sección reducida = 57 D = Diámetro de la porción reducida R = Radio mínimo de la transición = 10 Figura que ilustra un espécimen estándar maquinado.
3.- cuando se emplean especimenes de sección completa, debe registrarse le separación libre entre mordazas que se tenga al iniciar la prueba. En dichos especimenes, los esfuerzos se calculan con las áreas nominales transversales.
Marcado.Con tinta o punzón se marca lo que se considera la longitud de medicion, a la parte central de la varilla.
Área nominal transversal.-
El área nominal transversal se determina con el diámetro nominal que se especifica el número de octavos de pulgada. A continuación se presenta una tabla de varillas con diversas características. Tabla que muestra el número de varilla en octavos de pulgada, peso unitario y sus dimensiones.
Nº
Peso unitario kg/m
2,5
Dimensiones
ø (mm)
A (cm2)
0,384
7,9
0,49
3
0,557
9,5
0,71
4
0,996
12,7
1,27
5
1,56
15,9
1,99
6
2,25
19,1
2,87
7
3,034
22,2
3,87
8
3,975
25,4
5,07
9
5,033
28,6
6,42
10
6,225
31,8
7,94
11
7,503
34,9
9,57
12
8,938
38,1
11,4
Velocidad de ensaye. 1. Se aplicara una velocidad conveniente hasta la mitad del punto de fluencia. 2. Entre la mitad del punto de fluencia o punto nominal de fluencia, la velocidad de carga no debe exceder de 7 000 kg / cm 2 por minuto (cuando se emplea graficador automático, se aplicaran 2 000 kg cm 2 por minuto). 3. Durante la fluencia (si la hay), se mantendrá la velocidad de separación de las cabezas de la maquina, correspondiente a la velocidad de carga indicada en el párrafo anterior.
Determinación de la tensión máxima. 1. Se aplica carga hasta obtener la ruptura del espécimen y se obtiene el valor de Pmax, …, en kgs. 2. Se calcula la tensión máxima dividiendo el valor de P max entre el área transversal original, en kg / cm 2 .
ðt = Pmax ÷ A Cantidades calculadas
TIPO VARILLA ______________ ___________________________
G R A D O
Resistencia a tensión (kg/mm 2) Limite de fluencia (kg/mm 2) Alargamiento Long. medic 20 cm. (%) Alargamiento Long. medic 5 cm. (%)
Se ensayara una muestra por cada 10 toneladas de varillas. Las cantidades calculadas deben de cumplir con los valores especificados para el tipo de varilla para poder aceptar el lote muestreado.
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PRACTICA # 19
GRADO DE ACERO ________________ TIPO DE VARILLA__________________ TIPO SECCION DEL ESPECIMEN_______________DIAM. NOMINAL________cm. AREA NOMINAL___________cm2 LONGITUD PATRON____________LONGITUD TOTAL_______________
Carga Aplicada P en kg
Deform. long. en cm.
Esfuerzo unit ð en kg/cm2
Defom. Unit. F
2. La maquina de prueba será rígida de tal forma que la distribución de la carga no quede afectada apreciablemente por la deformación de cualquiera de su partes.
3. Al colocar los apoyos se señalaran dos líneas diametralmente opuestas en la superficie exterior del tubo y en toda su longitud. 4. Las caras de las maderas que servirán de apoyo deben estar pulidas y completamente planas. De ser necesario se cabecearan con yeso y arena. 5. La arena que se use debe pasar por la malla Nº 4 y deberá tener una humedad mínima de 5%. 6. El ancho del barrote que servirá de marco superior, debe ser igual a la mitad del radio del tubo. PROCEDIMIENTO Y CALCULOS a. Método de los tres apoyos. 1. Sobre el apoyo inferior se colocan dos tiras de madera con costados verticales y cuyas esquinas inferiores estarán redondeadas con un radio de 1.3 cm.. Las tiras deben ser rectas y estar perfectamente sujetas a una base rígida. 2. Se coloca el tubo procurando que quede perfectamente centrado. 3. Se coloca el apoyo superior. 4. Se acerca la cabeza de la maquina con la palanca hasta que este en contacto con el apoyo. 5. Previamente se elabora una tabla donde se especifiquen la carga que se va a aplicar en base al tiempo, siendo de manera uniforme a una velocidad que al termino de cada minuto se apliquen 3 000 kg. por metro lineal (250 kg /m cada 5 seg.). Para convertir a carga concentrada se multiplica la carga especificada por el claro libre entre apoyos. 6. Se aplica carga hasta obtener la ruptura. Se registra esta para obtener la carga máxima aplicada,…, p. en kg. 7. Se calcula la resistencia con la formula indicada en definiciones.
Método de los tres apoyos
b) Método de apoyos de arena. 1. Se divide con precisión el perímetro del tubo en cuatro partes. 2. Se coloca el apoyo del cuerpo de tubo sobre la base de la maquina. 3. Se vacía arena a una altura de la mitad del radio del tubo. 4. Se coloca el tubo sobre la cama de arena suelta y se vacía arena hasta una altura igual al radio del tubo. 5. Sin tentar el tubo, en la parte superior de este se coloca el marco y se tapan los huecos con una tira de tela a lo largo del tubo. 6. Se vacía arena a una altura un poco mayor al marco de madera. 7. Se enrasa la arena del marco superior. 8. Sobre la cama de arena se coloca la placa rígida y sobre esta el apoyo de madera que transmitirá al tubo la carga que la prensa le transmite. 9. Se aplica carga a la velocidad indicada hasta la rotura del tubo. 10.Se obtiene la resistencia con la formula indicada. 11.Se determina la absorción con un pedazo de tubo, según se indica en el ensaye Nº 3 y 4.
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PRACTICA # 20
OBRA____________________LOCALIZACION________________FECHA_______ MUESTRA_______ ø _____cm. LARGO_____mt. CLARO ENTRE APOYOS_____mt
RESISTENCIA TUBOS DE CONCRETO METODO DE PRUEBA___________________________________
MUESTRA Nº
CARGA kg
RESISTENCIA ABSORCION RUPTURA % kg/m
OBSERVACIONES______________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ALUMNO____________________________GPO______BRIG_______CALIF_______
