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INTRODUCCION Esfuerzo de Compresión Elesfuerzo de compresión es la resultante de las tensiones o presiones que existe dentro de un sólido deformable o un medio continuo, caracterizada porque tiende a una reducción de volumen o un acortamiento en determinada dirección. En general, cuando se somete un material a un conjunto de fuerzas puede producirse tanto flexión, como cizallamiento o torsión, todos estos esfuerzos conllevan a la aparición de tensiones t ensiones tanto de tracción como de compresión. En un prisma mecánico el esfuerzo de compresión puede definirse o ejemplificarse como la fuerza que actúa sobre el material de dicho prisma, a través de una sección transversal al eje baricéntrico, lo que tiene el efecto de acortar la pieza en la dirección de eje baricéntrico.
Mampuestos Los mampuestos son piezas individuales capaces de ser manejadas manualmente por el – forma). operario.(tamaño – operario.(tamaño – peso peso – forma). Están unidas por un mortero, el espacio que ocupa es la junta. La disposición de los mampuestos forma el aparejo. Los mampuestos dispuestos en un mismo plano horizontal conforman la hilada. Existen mampuestos de múltiples y diferentes tipos que han generado diferentes clasificaciones, en este capitulo se ha considerado la clasificación según el área de su sección transversal, que resulta determinante al momento de considerarlo con los esfuerzos de compresión,. Según esto, los Mampuestos integrantes de Muros Resistentes se clasifican en: - Ladrillos cerámicos macizos - Bloques huecos portantes cerámicos - Bloques huecos portantes de hormigón Los ladrillos cerámicos macizos sonaquellos mampuestos cuya sección según cualquier plano paralelo a la superficie de asiento tenga un área neta no menor que el 80% del
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área bruta correspondiente, no presenten pr esenten agujeros cuyas secciones transversales según el mismo plano tengan un área individual mayor que el 4% del área bruta, y los espesores de sus paredes no sean menores que 25mm. Los bloques huecos portantes sonaquellos mampuestos cuya sección según cualquier plano paralelo a la superficie de asiento tenga un área neta no menor que el 40% del área bruta. En ningún caso la altura de los mampuestos será mayor que 2/3 de su longitud, con excepción de los medios mampuestos utilizados en los bordes verticales de los muros para obtener la trabazón correspondiente. Se admitirá la utilización de bloques huecos portantes de tubos horizontales para la construcción de muros resistentes en el caso de edificios de no más de 7m de altura o de no más de dos pisos. Excepcionalmente se admitirá su empleo en muros resistentes de edificios de más de dos pisos, p isos, cuando se garantice la resistencia mediante ensayos. No se admite la reutilización de mampuestos en la ejecución de muros portantes, a menos que se demuestre su aptitud mediante ensayos, especialmente especialmente de adherencia entre morteros y mampuestos.
OBJETIVOS
Observar el comportamiento de los mampuestos sujetos a Esfuerzos de Compresión y sus fallas.
Verificar la forma de falla que se produce en cada cada mampuesto ensayado. ensayado.
Determinar el Esfuerzo que resiste cada uno de los mampuestos antes que se produzcan fisuras en los mismos.
Averiguar el costo de cada uno de los mampuestos utilizados en la Práctica de Laboratorio.
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EQUIPO o
Máquina universal 100 Ton A = +/-200 [Kp]
o
Máquina universal 30Ton A = +/-25 [Kp].
o
Máquina de compresión 180 Ton A = +/-300 [Kp].
o
Cinta Métrica A= +/- 1x10 m
o
Mortero de Cemento
-2
MATERIALES o
Adoquín
o
Mampuestos
Ladrillo Mambrón
Ladrillo Jaboncillo
Terrocemento
Ladrillo Prensado
Bloque de Hormigón
Cubo de Piedra
Cilindro de Hormigón
Murete
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PROCEDIMIENTO 1) En primera instancia registramos en la tabla de Ensayo de Compresión sobre mampuestos las medidas de las dimensiones y el peso de cada mampuesto. 2) Colocamos el primer mampuesto en la maquina Universal de 30 ton. y sobre ésta una placa metálica para distribuir de mejor forma la carga. 3) Procedemos a comprimir el primer mampuesto mediante cargas generadas por la maquina 4) Comprimimos hasta que se produzca la primera fisura en el mampuesto y registramos el dato de la carga en la tabla de valores. 5) Observamos atentamente hasta que dicho mampuesto falle por completo. 6) Registramos en la tabla de valores la forma de falla del mampuesto, que se evidencia cuando este falla por completo. 7) Se retiró el mampuesto destruido y se limpio la base donde se coloca la pieza a ensayarse. 8) De la misma forma se realizó el ensayo con los mampuestos restantes.
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Tabla N0 1 1
2
3
4
5
DIMENSIONES
N
1
2 3
TIPO DE MAMPUESTO
Ladrillo Mambrón Jaboncillo (Posición Horizontal) Jaboncillo (Posición Vertical)
a
b
h
mm
mm
mm
6
7
8
9
10
11
12
ESFUERZ0
DENSIDAD
MASA
VOLUMEN
CARGA
CARGA
AREA
M
V
P
P
A
FORMA DE FALLA
(kg)
( cm3)
(Kp)
(N)
(mm2)
(MPa)
(g/cm3 )
Criterio
USD
350
150
110
8
5775
10714.3
105000
52500
2
1.385
250
125
90
4.4
2812.5
13498.7
132287
31250
4.233
1.564
255
80
140
4
2856
4970.5
48711
20400
2.388
1.401
Terrocemento
300
150
110
7
4950
4489.8
44000
45000
0.978
1.414
5
Ladrillo Prensado (1)
285
140
110
5.3
4389
58077.9
569163
39900
14.265
1.208
6
Ladrillo Prensado (2)
310
135
90
4
3766.5
13979.6
137000
41850
3.274
1.062
7
Bloque de Hormigón
400
160
215
12
13760
6645.2
65123
64000
1.018
0.872
8
Cubo de Piedra
100
100
100
2.5
1000
72925.9
714674
10000
71.467
2.500
9
Cilindro de Hormigón
Ф= 150
300
12.4
5301.437
90180.3
883767
17671.5
50.011
2.339
Murete
340
155
360
14 PRECIO
4
10
13
29.2
18972
9711.2
95170
52700
1.806
1.539
Inclinación 0 aproximada de 45 que continua hasta destruir el material Fisuras en planos inclinados Falla diagonal a 450 Falla inclinada aproximadamente a 700 Falla brusca y vertical en las paredes internas del mampuesto Falla brusca, casi vertical en las paredes internas del mampuesto Falla Inclinada aproximadamente de 600 a lo largo del cuerpo Falla brusca aproxim. vertical. Falla brusca totalmente vertical que pulverizó el mampuesto Casi vertical por el asentamiento en el mortero, falla por cortante, mas no por compresión
$
15
16
0.20
1.4440
0.10
0.18
2.7065
0.043
0.18
1.7045
0.075
0.04
0.6917
0.041
0.60
11.809
0.042
0.45
3.0829
0.137
0.40
1.1674
0,393
0.50
28.587
0,010
0.55
21.381
0,011
0.80
1.1735
0.443
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FOTOGRAFIAS DE LA PRACTICA
Ladrillo Mambrón (Horizontal) Previo a la Compresión
Después de la Compresión
Tipo de Falla: Inclinación aproximada de 450 que continua hasta destruir el material
Ladrillo Jaboncillo (horizontal)
Previo a la Compresión
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Después de la Compresión
Tipo de Falla: Fisuras en planos inclinados
Ladrillo Jaboncillo (vertical) Previo a la Compresión
Después de la Compresión
Tipo de Falla: Falla diagonal a 45 0
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Terrocemento
Previo a la Compresión
Después de la Compresión
Tipo de Falla: Falla inclinada aproximadamente a 70 0
Ladrillo Prensado (1)
Previo a la Compresión
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Después de la Compresión
Tipo de Falla: Falla brusca y vertical en las paredes internas del mampuesto
Ladrillo Prensado (2)
Previo a la Compresión
Después de la Compresión
Tipo de Falla: Falla brusca, casi vertical en las paredes internas del mampuesto
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Bloque de Hormigón
Previo a la Compresión
Después de la Compresión
Tipo de Falla: Falla Inclinada aproximadamente de 60 0 a lo largo de la probeta.
Cubo de Piedra Previo a la Compresión
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Después de la Compresión
Tipo de Falla: Falla brusca aproximadamente vertical.
Cilindro de Hormigón Previo a la Compresión
Después de la Compresión
Tipo de Falla: Falla brusca totalmente vertical que pulverizó el mampuesto.
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Murete Previo a la Compresión
Después de la Compresión
Tipo de Falla : Casi Vertical provocada por el asentamiento en el mortero, falla por cortante, mas no por compresión
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CALCULOS TIPICOS Primer Mampuesto Ensayado: Ladrillo Mambrón Datos:
a = 350 mm
P
b = 150 mm h
h = 110 mm M= 8 kg P= 105000 N
a
b
Area A = a x b A= 350 mm x 150 mm
Densidad
A= 52500 mm2
1,385 g/cm3
Volúmen V=axbxh
Esfuerzo
V = 350 mm x 150 mm x 110 mm
V = 5775000 mm3
V = 5775 cm3
2MPa
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Resistencia/Densidad
1,444
Costo / Resistencia
0,10
Se realizan los mismos cálculos para los demás Mampuestos ensayados en el Laboratorio
Calculo del Precio del Terrocemento Datos a = 350 mm b = 150 mm
h
h = 110 mm Cemento = 6.83 USD c/qq (quintal ingles)
b a
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Contenido Cemento = 10% Agua = Se considera cantidad despreciable Tierra = Se considera cantidad despreciable Costo de la mano de obra = 25% del costo total
CONCLUSIONES
La resistencia de los mampuestos varía según el material con el que haya sido creado, así como también la forma de falla que se produce.
La forma de falla de cada mampuesto nos indica la forma de comportamiento de éste, sometido a compresión.
Mampuestos como el hormigón, fabricado en cilindrosno muestra su falla con pequeñas grietas y roturas, este mampuesto estalla y se pulveriza, esto evidencia la precisión y cuidado que se debe tener con estos al utilizarlos en diversas edificaciones.
Mampuestos como el ladrillo mambrón y el terrocemento debieron ser observados con suma prolijidad, ya que estos fallan al mostrar una pequeña grieta o fisura, en dicho momento se debió leer su carga, ya que la Maquina Universal aumenta su carga hasta pulverizar el material.
El murete ensayado en el laboratorio, nos mostró cómo en la realidad fallaría una pared de ladrillo al aplicarse una carga o ante la presencia de un sismo.
Los precios de los mampuestos varían según el material del cual está hecho, el lugar y la cantidad a comprar.
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RECOMENDACIONES
Proveer a los estudiantes las indicaciones necesarias respecto a las seguridades a tomar en la práctica.
Tomar todas lasprecauciones necesarias cuando a un cuerpo se lo está aplicando la carga porque puede reaccionar bruscamente y podría desprender fragmentos hacia los observadores.
Antes de un ensayo, colocar sobre el mampuesto una pequeña capa de mortero que permite desplazar uniformemente la carga a lo largo de toda la superficie superior e inferior (superficie de asiento).
Presentar mayor interés por parte de los alumnos a la Maquina Universal de 30 Ton. para observar y averiguar cómo se presenta y registra la carga en su mecanismo digital.
Mostrar el uso correcto del equipo y de los materiales a utilizarse antes de un ensayo de cualquier índole.
ANEXOS Proceso de Fabricación del Vidrio Es un material de estructura amorfa, que se obtiene por enfriamiento rápido de una masa fundida lo cual impide su cristalización. De aquí surge otra definición que dice que el vidrio es un líquido sobreenfriado. Esto quiere decir, de altísima viscosidad a temperatura ambiente, por lo que parece un sólido. Cuando se encuentra a 1450ºC es un líquido de baja viscosidad. A esa temperatura su temperatura su viscosidad es parecida a la de la miel. A temperatura ambiente el vidrio se comporta estructuralmente como un líquido congelado, dicho de otra forma es un líquido que se enfría tan rápidamente que es imposible que se formen cristales. Cuando el vidrio se enfría lentamente se forman cristales de vidrio, fenómeno que se conoce como devitrificación. Los artículos hechos con vidrio devitrificado tienen poca resistencia física. El vidrio se forma con diferentes tipos de sales. El componente más importante es el dióxido de silicio en forma de arena. Para fabricar el vidrio común se añaden carbonato sódico y piedra caliza (carbonato de calcio). El tono verdoso del vidrio antiguo se debe a las impurezas de hierro de la arena. Los vidrios modernos incorporan otros ingredientes para mejorar el color y algunas de sus propiedades, por ejemplo, la resistencia al calor.
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Para fabricar objetos de vidrio el hombre primitivo fundía bloques macizos, los dejaba endurecer y luego los tallaba como piedra. Mas tarde descubrió que el vidrio se trabaja mas fácilmente en estado liquido, mientras aun esta caliente. La industria del vidrio es una de las más antiguas creadas por el hombre. Apareció hace varios milenios en el Mediterráneo, casi en el mismo momento que otras dos grandes industrias que se hicieron posibles gracias al dominio de altas temperaturas: las de la cerámica y el metal. El vidrio más antiguo es in ojo de vidrio de color azuloso que imita a la turquesa y que data del reinado del faraón egipcio Amenofis I, hacia 1550 a. C. pero fue en Roma donde nació la industria vidriera hacia el año 20, con el descubrimiento del vidrio soplado. En el siglo II los romanos conocían el vidrio translucido y fabricaban objetos de vidrio, espejos de cristal sobre metal y lupas (ampollas de vidrio rellenas de agua). Existen una gran variedad de vidrios y una gran diversidad de procedimientos industriales o artesanales. Según los usos a los que están destinados, se pueden distinguir seis tipos de productos de la industria vidriera: el cristal de vidrio ordinario; el cristal para ventanas, puertas, mobiliario, espejería e industria del automóvil; los “vidrios huecos” para la botellería y la cubiletería; los “vidrios técnicos”, para la óptica, las ampollas, los tubos del televisor, etc.; la fibra de vidrio, utilizada como textil, o utilizada en la forma de paneles que sirven para el aislamiento térmico; y el vidrio trabajado a mano. Todos estos vidrios difieren sensiblemente por su composición, y sobre todo por las técnicas utilizadas para su fabricación.
Proceso de Fabricación del Ladrillo Industrial. El ladrillo es una pieza cerámica, generalmente ortoédrica, obtenida por moldeo, secado y cocción a altas temperaturas de una pasta arcillosa, cuyas dimensiones suelen rondar 24 x 12 x 6 cm. Se emplea en albañilería para la ejecución de paredes, ya sean muros, tabiques, tabicones, etc.Su forma es la de un prisma rectangular, en el que sus diferentes dimensiones reciben el nombre de soga, tizón y grueso, siendo la soga su dimensión mayor. Así mismo, las diferentes caras del ladrillo reciben el nombre de tabla, canto y testa (la tabla es la mayor). Por lo general, la soga es del doble de longitud que el tizón o, más exactamente, dos tizones más una junta, lo que permite combinarlos libremente. El grueso, por el contrario, puede no estar modulado.
Proceso de elaboración Hoy día, en cualquier fábrica de ladrillos, se llevan a cabo una serie de procesos estándar que comprenden desde la elección del material arcilloso, al proceso de empacado final. La materia prima utilizada para la producción de ladrillos es, fundamentalmente, la arcilla. Este material está compuesto, en esencia, de sílice, alúmina, agua y cantidades variables de óxidos de hierro y otros materiales alcalinos, como los óxidos de calcio y los óxidos de magnesio.
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Las partículas de materiales son capaces de absorber higroscópicamente hasta el 70% en peso, de agua. Debido a la característica de absorber la humedad, la arcilla, cuando está hidratada, adquiere la plasticidad suficiente para ser moldeada, muy distinta de cuando está seca, que presenta un aspecto terroso. Durante la fase de endurecimiento, por secado, o por cocción, el material arcilloso adquiere características de notable solidez con una disminución de masa, por pérdida de agua, de entre un 5 a 15%, en proporción a su plasticidad inicial. Una vez seleccionado el tipo de arcilla el proceso puede resumirse en: Maduración, Tratamiento mecánico previo, Depósito de materia prima procesada, Humidificación, Moldeado, Secado, Cocción, Almacenaje
Maduración
Antes de incorporar la arcilla al ciclo de producción, hay que someterla a ciertos tratamientos de trituración, homogeneización y reposo en acopio, con la finalidad de obtener una adecuada consistencia y uniformidad de las características físicas y químicas deseadas. El reposo a la intemperie tiene, en primer lugar, la finalidad de facilitar el desmenuzamiento de los terrores y la disolución de los nódulos para impedir las aglomeraciones de las partículas arcillosas. La exposición a la acción atmosférica (aire, lluvia, sol, hielo, etc.) favorece, además, la descomposición de la materia orgánica que pueda estar presente y permite la purificación química y biológica del material. De esta manera se obtiene un material completamente inerte y poco dado a posteriores transformaciones mecánicas o químicas. Tratamiento mecánico previo
Después de la maduración que se produce en la zona de acopio, sigue la fase de preelaboración que consiste en una serie de operaciones que tienen la finalidad de purificar y refinar la materia prima. Los instrumentos utilizados en la pre-elaboración, para un tratamiento puramente mecánico suelen ser:
Rompe-terrones:
Eliminador de piedras:.
Desintegrador:.
Laminador refinador:
Deposito de materia prima procesada
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A la fase de pre-elaboración, sigue el depósito de material en silos especiales en un lugar techado, donde el material se homogeniza definitivamente tanto en apariencia como en características físico químicas. Humidificación
Antes de llegar a la operación de moldeo, se saca la arcilla de los silos y se lleva a un laminador refinador y, posteriormente a un mezclador humedecedor, donde se agrega agua para obtener la humedad precisa. Moldeado
El moldeado consiste en hacer pasar la mezcla de arcilla a través de una boquilla al final de la extrusora. La boquilla es una plancha perforada que tiene la forma del objeto que se quiere producir. El moldeado, normalmente, se hace en caliente utilizando vapor saturado aproximadamente a 130 °C y a presión reducida. Procediendo de esta manera, se obtiene una humedad más uniforme y una masa más compacta, puesto que el vapor tiene un mayor poder de penetración que el agua. Secado
El secado es una de las fases más delicadas del proceso de producción. De esta etapa depende, en gran parte, el buen resultado y calidad del material, más que nada en lo que respecta a la ausencia de fisuras. El secado tiene la finalidad de eliminar el agua agregada en la fase de moldeado para, de esta manera, poder pasar a la fase de cocción. Esta fase se realiza en secaderos que pueden ser de diferentes tipos. A veces se hace circular aire, de un extremo a otro, por el interior del secadero, y otras veces es el material el que circula por el interior del secadero sin inducir corrientes de aire. Lo más normal es que la eliminación del agua, del material crudo, se lleve a cabo insuflando, superficialmente, al material, aire caliente con una cantidad de humedad variable. Eso permite evitar golpes termohigrométricos que puedan producir una disminución de la masa de agua a ritmos diferentes en distintas zonas del material y, por lo tanto, a producir fisuras localizadas. Cocción
Se realiza en hornos de túnel, que en algunos casos pueden llegar a medir hasta 120 m de longitud, y donde la temperatura de la zona de cocción oscila entre 900 °C y 1000 °C. En el interior del horno, la temperatura varía de forma continua y uniforme. El material secado se coloca en carros especiales, en paquetes estándar y alimentado continuamente por una de las extremidades del túnel (de dónde sale por el extremo opuesto una vez que está cocido).
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Es durante la cocción donde se produce la sinterización, de manera que la cocción resulta una de las instancias cruciales del proceso en lo que a la resistencia del ladrillo respecta. Almacenaje
Antes del embalaje, se procede a la formación de paquetes sobre pallets, que permitirán después moverlos fácilmente con carretillas de horquilla. El embalaje consiste en envolver los paquetes con cintas de plástico o de metal, de modo que puedan ser depositados en lugares de almacenamiento para, posteriormente, ser trasladados en camión.
BIBLIOGRAFIA
TROXELL, DAVIS, WISKOCIL; Ensayo e inspección de los Materiales de Ingeniería
bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/1069/1/CD-1902.pdf
www.inti.gov.ar/cirsoc/pdf/501/REGLAMENTO/5.pdf
http://www.arquba.com/monografias-de-arquitectura/resistencia-de-materiales/
http://quimicaindinem.blogspot.com/2010/04/proceso-de-produccion-deladrillo.html
