Informe de Laboratorio - Ensayos Con Ladrillos FIC UNICA

UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA DE ICA”

CURSO: TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES

Informe de laboratorio Ensayos con ladrillos FIC UNICA

INTRODUCCIÓN Los ensayos de laboratorio son pruebas realizadas para la determinación de las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de reconocimiento de un reconocimiento geotécnico. Estos ensayos se ejecutan sobre las muestras previamente obtenidas en el terreno y, dependiendo del tipo de ensayo, se exigen distintas calidades de muestra. 1

Tecnología De Los Materiales | Ing. Daniel Vergara Lovera



ÍNDICE: OBJETIVOS

pág. 3

ENSAYOS Ensayo de Variación de Dimensiones Ensayo de Absorción Determinación de Volumen de Vacios Ensayo de Resistencia a la Compresión Ensayo de Resistencia a la Compresión Albañilería Determinación de Densidad de Ladrillo

pág. 3 pág. 3 pág. 3-4 pág. 4 pág. 4 pág. 4

PROCEDIMIENTO DE CADA ENSAYO Ensayo de Variación de Dimensiones Ensayo de Absorción Determinación de Volumen de Vacios Ensayo de Resistencia a la Compresión Ensayo de Resistencia a la Compresión Albañilería Determinación de Densidad de Ladrillo

pág. 5 pág. 5 pág. 5 pág. 5-6 pág. 6 pág. 6-7

ENSAYOS Ensayo de Variación de Dimensiones Ensayo de Absorción Determinación de Volumen de Vacios Ensayo de Resistencia a la Compresión Ensayo de Resistencia a la Compresión Albañilería Determinación de Densidad de Ladrillo CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES RECOMENDACIONES

pág. 7-8 pág. 8 pág. 8-9 pág. 9-10 pág. 10-11 pág. 12 pág. 13

ANEXOS

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INFORME DE LABORATORIO: LADRILLOS OBJETIVOS     

Producir en el ámbito de laboratorio un ladrillo y evaluar sus propiedades comparándolo con las Normas Técnicas Peruanas. Aplicar los pasos de producción de un ladrillo. Conocer las características y propiedades que deben tener los ladrillos . Analizar el comportamiento de los ladrillos ante posibles eventos que serán emulados mediante ensayos de laboratorio. Conocer como se deben analizar las posibles fallas de un ladrillo, mediante los resultados que arrojan los ensayos de laboratorio.

ENSAYOS: VARIACIÓN DE DIMENSIONES: Se indica como variación de dimensiones del lote de ladrillos de porcentaje de variación de todas y cada una de las dimensiones sin decimales. Material y Equipos Una regla graduada al milímetro, de preferencia de acero inoxidable, de 300mm de longitud o un calibrador de mordazas paralelas provistas de una escala graduada entre 10mm y 300mm y con divisiones correspondientes a 1mm. 

Muestra.- Estará constituida por ladrillos secos enteros, obtenidos según la Norma Técnica Peruana Nº 331.019. ABSORCIÓN: Se indica como absorción del lote de ladrillos al promedio de los porcentajes individuales calculados para cada una de los especímenes, sin decimales. Materiales y Equipos 





Balanza con capacidad no menor de 2 kg y que permita efectuar pesadas con una precisión de 0,5 g. Recipiente de agua que pueda contener las muestras completamente sumergidas Horno con libre circulación de aire que permita contener una temperatura

Muestra.- Estará constituida por ladrillos secos enteros, obtenidos según la Norma Técnica Peruana Nº 331.019. DETERMINACIÓN DE VOLUMEN DE VACIOS: Se indica así al porcentaje de vacios que se presentan en el ladrillo, el cual está dado en porcentaje. Si este porcentaje excede al 30% del volumen total, se dice que es un ladrillo hueco, de lo contrario es un ladrillo macizo.


3



Materiales y Equipos 



Balanza con capacidad no menor de 2 kg y que permita efectuar pesadas con una precisión de 0,5 g. Arena previamente calibrada, en la que se conozca su densidad correspondiente

Materiales y Equipos Muestra.- Estará constituida por ladrillos secos enteros, obtenidos según la Norma Técnica Peruana Nº 331.019. ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE UNIDADES Se indica como resistencia a la compresión del lote de ladrillo a el promedio de los valores obtenidos para cada muestra en Kg/cm2. Materiales y Equipo 

Cualquier máquina de las empleadas en el laboratorio para ensayos de compresión, debiendo estar prevista para la aplicación de la carga de un rodillo de metal endurecido

Muestra.- Estará constituida por ladrillos secos enteros, obtenidos según la Norma Técnica Peruana Nº 331.019. ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN EN PILA DE ALBAÑILERÍA Materiales y Equipo 

Cualquier máquina de las empleadas en laboratorio para ensayo de flexión, pero cuyos apoyos tengan una longitud no menor que el ancho del espécimen con el que deben tener un contacto permanente y completo. Los apoyos se deben ajustar de modo que puedan girar libremente sin ejercer fuerzas en las direcciones longitudinal y transversal a la muestra.

Muestra.- Estará constituida por ladrillos secos enteros, obtenidos según la Norma Técnica Peruana Nº 331.019. DENSIDAD DEL LADRILLO Se indica como densidad al lote de ladrillos del promedio de los valores para cada espécimen en g/cm3 con dos decimales. Materiales y Equipos 





Balanza con capacidad no menor de 2 kg y que permita efectuar pesadas con una precisión de 0,5 g. Recipiente de agua que pueda contener las muestras completamente sumergidas Horno con libre circulación de aire que permita mantener una temperatura comprendida entre 110ºC y 115ºC. Tecnología De Los Materiales | Ing. Daniel Vergara Lovera

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Muestra.- Estará constituida por ladrillos secos enteros, obtenidos según la Norma Técnica Peruana Nº 331.019. PROCEDIMIENTO DE CADA ENSAYO VARIACIÓN DE DIMENSIONES: Se mide en cada espécimen el largo. Ancho y alto, con la precisión de 1mm. Cada medida se obtiene como promedio de las cuatro medidas entre los puntos medios de los bordes terminales de cada cara. ABSORCIÓN: Se calientan los especímenes en el horno entre 110ºC y 115ºC y se pesan luego de enfriarlos a temperatura ambiente. Se repite el tratamiento hasta que no se tenga variaciones en el peso. NOTA: Para enfriar los especímenes se recomienda colocarlos sin amontonarlos en un espacio abierto con libre circulación de aire manteniéndolos a temperatura ambiente durante 4 horas. Se introducen los especímenes secos en un recipiente lleno de agua destilado, manteniéndolos completamente sumergidos durante 24 hrs, asegurando que la temperatura del baño esté comprendida entre 15ºC y 30ºC. Trascurrido el lapso indicado, se retiran los especímenes del baño, secando el agua superficial con un trapo húmedo y se pesan. Los especímenes deben pesarse dentro de los 5 min a partir del instante en que se extraen del recipiente. DETERMINACIÓN DE VOLUMEN DE VACIOS: Se toman los especímenes, luego de ver estén previamente limpios de residuos que se encuentren en su interior, se rellenan estos orificios con arena, la cual ha sido previamente calibrada. Después del vaciado, se quita toda la arena excedente en la superficie y en su alrededor del espécimen; para luego levantar verticalmente el ladrillo (espécimen), asegurando que no se pierda ninguna cantidad de la arena. Seguidamente esta arena es recogida y pesada instantáneamente para poder realizar los cálculos correspondientes. ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE UNIDADES Si las caras del espécimen presentan irregularidades se rellenan con una capa de cemento Portland, que se dejará fraguar 24 horas, antes de aplicar el recubrimiento, por medio de un procedimiento que se detalla a continuación:


5



Recubrimiento de azufre.Se usa una mezcla que contenga 40% a 60% de azufre en polvo completándose con arcilla refractaria cocida y otro material inerte apropiado que pasa por el tamíz ITINTEC Nº 100 (149 m) Se usa un recipiente de aproximadamente la misma medida del ladrillo y de 1.25 cm de profundidad. Se aceita ligeramente el molde y se vierte 0,5 cm de azufre calentado y fluido. Se coloca inmediatamente sobre el líquido la superficie del ladrillo que se va a recubrir, sosteniendo el espécimen de tal maneta que el recubrimiento sea uniforme. Procedimiento.Se coloca el espécimen con una de sus caras mayores sobre el apoyo de la máquina y se hace descender el vástago solidario al cabezal, maniobrando suavemente la rótula hasta obtener un contacto perfecto sobre la cara superior del espécimen, asegurando que el eje de la misma coincida con el eje longitudinal del espécimen. Se aplica la carga cuidando que la velocidad del cabezal de la máquina no sea mayor de 1,27 mm/min. ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN EN PILA DE ALBAÑILERÍA Se prepara una mezcla de mortero, de preferencia de proporción 1:4 (muros portantes), la cual luego es untada en las caras de los ladrillos previamente humedecidos, formando así una pila de 3 ladrillos con una altura aproximada de 300mm y un espesor de mortero entre ladrillo de 10 a 15mm. Si las caras del espécimen presentan irregularidades se rellenan con una capa de cemento Portland o con un recubrimiento de Azufre de igual manera que en la compresión individual de ladrillos. Se coloca el espécimen con una de sus caras mayores sobre el apoyo de la máquina y se hace descender el vástago solidario al cabezal, maniobrando suavemente la rótula hasta obtener un contacto perfecto sobre la cara superior del espécimen, asegurando que el eje de la misma coincida con el eje longitudinal del espécimen. Se aplica la carga cuidando que la velocidad del cabezal de la máquina no sea mayor de 1,27 mm/min. DENSIDAD DEL LADRILLO Se calientan los especímenes en el horno entre 110ºC y 115ºC y se pesan luego de enfriarlos a temperatura ambiente. Se repite el tratamiento hasta que no se haga variaciones en el peso obtenido.


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Nota: Para enfriar los especímenes se recomienda colocarlos sin amontonarlos en un espacio abierto con libre circulación de aire, manteniéndolos a temperatura ambiente durante 4 horas. Se coloca el espécimen en un recipiente lleno de agua destilada hirviendo disponiéndolo de modo que el líquido pueda circular libremente por los costados, reteniéndolo durante 3 horas en ebullición. Se pesa el espécimen sumergido, equilibrando previamente la balanza con el dispositivo de suspensión y el espécimen sumergido. Se retira el espécimen del recipiente secando el agua superficial con un trapo húmedo y se pesa CÁLCULO Y OPERACIONES DE RESULTADOS VARIACIÓN DE DIMENSIONES:

MUESTRA M-1 M-2 M-3 MEDIDA PROMEDIO (MP) DIMENSIÓN ESPECIFICADA (DE) VARIABILIDAD DIMENSIONAL (V%)

LARGO(mm) 229.0 228.0 228.25

ANCHO(mm) 130.75 131.125 130.875

ALTO(mm) 91.575 89.50 89.50

228.42

130.92

90.19

230

130

90

0.687

- 0.708

- 0.211

    

Donde: DE: Dimensión Especificada MP: Medida Promedio V%: Variabilidad Dimensional Cálculo: Largo (Medida Promedio):

      

Ancho (Medida Promedio):

       Tecnología De Los Materiales | Ing. Daniel Vergara Lovera

7



Alto (Medida Promedio):

      

ABSORCIÓN:

MUESTRA PESO SECO AL HORNO (G 3) PESO SATURADO 24HRS (G 4) % ABSORCIÓN (A) PROMEDIO % A

M-1 (gr)

M-2 (gr)

M-3 (gr)

2914

2865

2871

3267

3242

3248

12.114

13.159 12.801

13.131

        

Donde: G 3: Peso Seco al Horno G 4: Peso Saturado 24hrs A: % Absorción

                    

Cálculo

DETERMINACIÓN DE VOLUMEN DE VACIOS: DIMENSIÓN DEL LADRILLO (mm) MUESTRA

ARENA EN ALVEOLOS

LARGO

ANCHO

ALTO

VOLUMEN (cm3)

PESO (gr)

M-1

229.00

130.75

91.575

2741.92

1684

M-2

228.00

131.125

89.50

2675.74

1663

M-3

228.42

130.875

89.50

2675.55

1702

  ()  

DENSIDAD (gr/cm3)

1.43

VOLUMEN (cm3)

% VOLUMEN DE VACIO

1177.62

57.06

1162.94

56.54

1190.21

55.52 8

 ()  ( )  () Tecnología De Los Materiales | Ing. Daniel Vergara Lovera



Cálculo Muestra 1:

 ()        ()       ()         ()    ()        ()       ()     ( )

Muestra 2:

Muestra 3:

Promedio de Volumen de Vacios:

ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE UNIDADES

MUESTRA

AREA BRUTA (cm2)

M-1 M-2 M-3

299.42 298.97 298.94

MUESTR A M-1 M-2 M-3

f´b BRUTA (Kg/cm2) Unid. 49.27 94.07 53.11

Prom. 61.68

AREA ALVEOLO (cm2) 128.60 129.94 132.98

Ds (Kg/cm 2) 29.06

f´b BRUTA (Kg/cm2) 32.62

AREA NETA (cm2)

CARGA ROTURA (lb)

170.82 169.03 165.96

25000 62000 35000

CARGA ROTURA (Kg) 11340.0 28123.2 15876.0

Unid.

Prom

Ds (Kg/cm 2)

66.39 166.38 95.66

109.48

51.41

f´b NETA (Kg/cm2)

()             ̅ ∑ (  )    √  Tecnología De Los Materiales | Ing. Daniel Vergara Lovera

f´b NETA (Kg/cm2) 58.07

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Cálculo de f´b Bruta

   ()   ()        ()      (     ) (    ) (    ) √        ()    ()        ()     (     ) (    ) (    ) √    

Cálculo de f´b Neta

ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN EN PILA DE ALBAÑILERÍA

MEDIDAS (mm) ESPECIMEN M-1 M-2

LARGO

ANCHO

ALTO

23.0 23.2

12.9 13.1

28.9 29.1

PROPORCIÓN (MORTERO)

EDAD DIAS

CARGA ROTURA (lb)

1:4

7

45000 45000





AREA Pr f i Ds h/a C aI V% f´m(kg/cm2) (cm2) (kg) (kg/cm2) (kg/cm2) (kg/cm2) 54.75 2.24 0.7636 372.81 20412 1,1 54.15 0.7622 0.8485 1.5669 45.40 53.55 2.22 0.7608 381.21 20412

 ̅ ∑   () (  )  √            { [ ()]} Tecnología De Los Materiales | Ing. Daniel Vergara Lovera

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Cálculo De la tabla (relación h/a con C)

Relación h/a C

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

0.73

0.80

0.86

0.91

0.95

0.98

1

Analizando C: (espécimen 1) 2 2.24 2.5

0.73 x 0.80

      

Analizando C: (espécimen 2)

2 2.22 2.5

0.73 x 0.80

         (     ) (    ) √    

Hallando Desviación Estándar

Hallando Coeficiente de .Variación

Hallando f´m:

      {  [ ()]} ()   {}  No se considera


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DENSIDAD DEL LADRILLO

MUESTRA

DIMENSIONES (cm) LARGO

M-1 M-2 M-3

ANCHO

22.9 13.075 9.1575 22.8 13.1125 8.95 22.825 13.0875 8.95

Donde: D: Densidad en gr/cm3 G 3: Peso seco en gr Vol.: Volumen en cm3 Cálculo:

ALTO

PESO VOLUMEN DENSIDAD SECO (cm3) (gr/cm3) (gr) 2741.916 2675.737 2673.564

2936 2845 2846

1.071 1.063 1.064

DENSIDAD PROM. (gr/cm3) 1.066

  

( )     ( )      ( )     

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Para construir un muros, ya sea confinado o no, hay que tener en cuenta las propiedades de las unidades de mampostería, como son la absorción, su variación de dimensiones, sus resistencia a la compresión ya sea en unidades y en pilas de mampostería. Actualmente para los resultados de los ladrillos, referente a su resistencia a la compresión, se tiene que tomar en cuenta el área bruta a la que está sometida la carga; y no utilizando los resultados de resistencia en el área neta, por motivos de seguridad de los muros. 13




ANEXOS

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ENSAYO DE COMPRESIÓN DE LADRILLO INDIVIDUAL Solicitado por

: Estudiantes de Ing. Civil – 3º ciclo A

Obra

: ------

Ubicación

: ICA

Muestra de ladrillo : Ladrillo Individual de Arcilla Cocida de 18 huecos FECHA

: Ica, Noviembre del 2010

Técnico Operador

: Ing. RENE CANCHARI VEGA

Muestra

Peso gr.

Largo cm.

Ancho cm.

Altura cm.

Area bruta cm2

Area de huecos (cm2)

Area neta cm2

01 02 03

2936 2845 2846

22.90 22.80 22.83

13.08 13.11 13.09

9.15 8.95 8.95

299.42 298.97 298.94

128.60 129.94 132.98

170.82 169.03 165.96

Volumen de ladrillo

Volumen de Huecos

% Huecos

2741.92 2675.74 2675.55

1177.62 1162.94 1190.21

57.06 56.54 55.52

Carga máx. (lb)

Carga máx. (kg)

25000 62000 35000

11340.00 28123.20 15876.00

Resist. De ladrillo en kg/cm2 Bruta 49.27 94.07 53.11

Neta 66.39 166.38 95.66

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Solicitado por

: Estudiantes de Ing. Civil – 3º ciclo A

Obra

: ------

Ubicación

: ICA

Muestra de ladrillo : Ladrillo Individual de Arcilla Cocida de 18 huecos FECHA

: Ica, Noviembre del 2010

Técnico Operador

: Ing. RENE CANCHARI VEGA PORCENTAJE DE VACIOS

01 02 03

01 02 03

PESO MUESTRA

LARGO cm.

ANCHO cm.

ALTURA cm.

VOLUMEN BRUTO

2936 2845 2846

22.90 22.80 22.83

13.08 13.11 13.09

9.15 8.95 8.95

2741.92 2675.74 2675.55

PESO ARENA

VOLUMEN DE ALVEOLOS

% VACIOS V ALV/V BRUT

% VACIOS

1684/1.43= 1663/1.43= 1702/1.43

1177.62 1162.94 1190.21

57.06 56.54 55.52

56.37 Promedio Final

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Informe de Laboratorio - Ensayos Con Ladrillos FIC UNICA

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