Informe de Laboratorio Tecnología del Hormigón Ensayo de probetas cúbicas de mortero y hormigón (*) (*) adicionalmente una cilíndrica de hormigón INTRODUCCIÓN Para poder crear un buen hormigón es necesario tener conocimiento de todos todos los materiales que serán utilizados en la mezcla de este. Los materiales que participan p articipan en la mezcla del hormigón son agua, cemento, agregado fino (arena) y agregado grueso (grava). Es necesario estudiar las características de los materiales ya que el conocimiento de las características de estos será fundamental en la realización del hormigón con las mejores resistencias alcanzables y economizando lo más posible. El presente informe de laboratorio tiene como objetivo explicar de forma breve la experiencia de laboratorio, la cual consistió en realizar dos ensayos que fueron los de fluidez, compresión, y resistencia a flexo-tracción en viga -no armada-. Cada uno de estos laboratorios nos presentó de forma práctica todo lo visto en clases acerca de estos ensayos, aplicando los pasos correspondientes a cada uno de estos y aplicando la norma correspondiente a cada uno de ellos. El mortero fue realizado en probetas con arena de estero río y duna para su análisis comparativo. En el remate del laboratorio se habló sobre maquinas para ensayos superficiales no destructivos y escaneo de armaduras en obra. OBJETIVOS Identificar, reconocer y aprender a elaborar los distintos tipos de hormigones, utilizando las herramienta y procedimientos necesarios para ello y cada uno de los procesos asociados, así como también las tomas de muestras para los ensayos de resistencia de esos mismos hormigones. Reconocer y manejar el equipo para realizar muestras de tipos de morteros morteros y hormigones, sean en probetas cubicas, o cilíndricas -no se realizó-. Aprender a rellenarlas sin dejar aire y desmoldarlas sin romperlas ni fisurarles, ya que esto perjudicaría su resistencia y aun más en general el ensayo. Ensayar hormigones de distintas resistencias y ver el resultado de las resistencias al final del curso con los distintos ensayos realizados, formar conclusiones al respecto y tener diferencias entre estos. Con cada arena el mortero toma propiedades distintas y hace variar su resistencia ya sea con efecto retardador, acelerador, etc. Diferenciar entre tipos de hormigones con distintas resistencias, y tiempo de espera mínimos y máximos para que este alcance la resistencia requerida o esperada. MARCO TEÓRICO Se realiza los ensayos en base a la NCH 170 para el proceso general; NCH 158 para compresión de morteros; NCH 1037 para compresión de cubos y cilindros de hormigón; y NCH 1038 para flexo compresión de viga de hormigón. Para la elaboración del laboratorio se propuso lograr un hormigón H30 sin aditivos, para lo cual se debió antes que nada ver evaluar los áridos de río, estero y duna seleccionados. Una vez conocidos estos datos se procede a calcular las
diferentes cantidades de los distintos tipos de materiales que debe poseer el hormigón para llegar a la resistencia solicitada, estos son calculados de acuerdo a la NCh 170, en la cual se da a conocer los tipos de materiales que se utilizan y en qué proporciones para el molde que se debe hormigonar (que en este caso fue solo para rellenar las probetas de mortero y el cono de truncado para evaluación de fluidez en mesa vibradora). Listos los cálculos de dosificación se procede a medir las distintas cantidades de materiales y luego a la fabricación del mortero y recipiente metálico, para el cual se debió realizar una mezcla en el siguiente orden: - 310 ml Agua - 500 gr Cemento - 1200 gr Arena - R A/C = 0,62 Nota
Al peso de 1500 gr de arena de descontó los 300 gr de bandeja metálica. PROCEDIMIENTOS Para realizar los morteros: - Tomamos las pailas metálicas para pesar los componentes del mortero - Pesamos 1200 gr de arena - Pesamos 500 gr de cemento - Llenamos una probeta con 310 ml de agua El orden a seguir para llenar la fuente de mezclado es el siguiente - Agua - Cemento - Arena El tiempo de revoltura de la mezcla fue de 2 a 3 min aprox. Procedimiento de Ensayo de fluidez - Se prepara la base de la mesa de sacudida - Se ubica el tronco cónico de dosificación de muestra - Se le llena 1/3 y se le dan 25 golpes sin tocar la base 2 ° tercio y se le dan da n 25 golpes nuevamente nue vamente - Se le llena el 2° - Se llena el 3r tercio y se le dan 25 golpes - Enrazar y ejercer presión al cono - Retirar el cono muy lentamente y se da 25 vueltas de sacudida en la manija al lado de la mezcla - Se miden los asentamientos en los 4 sectores de la superficie de las mezcla los que fueron los siguientes: Arena indefinida: Arena de estero: Arena de río: Arena de duna:
20,3 18,2 19,45 23,85
cm de diámetro de expansión cm de diámetro de expansión cm de diámetro de expansión cm de diámetro de expansión
Procedimiento de llenado de Probetas - Se llenan los cubos de 40x40x160 mm3 - Se vibra la mezcla hasta que aparezca la pasta de cemento (lechada) que corresponde a la mezcla del agua y el cemento - Se enraza los cubos hasta que la superficie de llenado quede totalmente lisa - Se protegen las probetas con un Nylon La función de llenar 3 probetas es que se las ensayara a compresión 1 a 7 días y las otras 2 a los 28 días. (el ensayo a 28 días no se realizo, salvo en hormigón pre fabricado por estudiantes de obras civiles). MATERIALES Y HERRAMIENTAS OCUPADAS Fuente metálica Para mezclar de hormigón o mortero. Funciona manualmente, auxiliada con cuchara de madera y pala manual de dosificación Molde de curado Donde se introducen las mezclas para que se realicen las probetas de mortero. Pailas o bandejas de metal Pailas utilizadas para pesar la cantidad de cemento, grava, o arena. Cemento Es un material pulverizado que por adición de una cantidad conveniente de agua forma una pasta conglomerada capaz de endurecer tanto bajo el agua como en el aire (NCh 148 Of.68) Arena Material cerámico para la realización de la mezcla de hormigón. Agua En lo posible se debe usar agua potable (pH neutro y sales e impurezas mínimas). Probetas cubicas y cilíndricas Moldes para hacer una muestra de hormigón a las cuales se les mide su resistencia. Pesa electrónica Instrumento utilizado para pesar las cantidades de cemento, arena, grava que calculamos en la dosificación. Prensas Se utiliza prensas de ensayo que poseen un sistema de rótula que permite, en el ensaye, el ajuste de probetas con respecto a un plato o barra superior que se alinea
con la cara de la probeta -cuando se realiza el contacto inicial- antes de quedar bloqueado hasta el término del ensayo. ENSAYO DE COMPRESIÓN DE PROBETAS DE MORTERO Cabe destacar que la cara donde se cargara la prensa no debe ser la cara de llenado ya que es una zona débil, por lo tanto se procede a un enfrentado correcto de caras. Se pesan cada una de las probetas y se realiza los ensayos de similar forma que en los del primer informe de laboratorio de hormigón. Como norma de referencia se consideró la NCh 1037 que aplica al ensayo de compresión de probetas obtenidas según ésta. Se determina la densidad aparente, con la masa de la probeta en kg aproximados y las medidas de probeta expresadas en mm. Durante el procedimiento de ensayo se aplica una carga en forma continua y sin choques, a una velocidad de 0,25 MPa/s ± 0,05 MPa/s hasta alcanzar una franca rotura de la probeta, y se registra la carga máxima en las unidades que indica la prensa. Se puede considerar que hay franca rotura cuando el indicador de carga retrocede bajo el 90% de la carga máxima y hay clara manifestación de agrietamiento en la probeta. La resistencia a compresión como la tensión de rotura se calcula según la siguiente formula: R=
P S
R = Tensión de rotura, MPa P = Carga máxima aplicada, N S = Sección de ensayo, mm2 La expresión de los resultados es en MPa aproximando a 0,1 MPa La densidad aparente se expresa de igual forma que en el ensayo de tracción en kg/m3
ENSAYO DE COMPRESIÓN Y TRACCIÓN DE PROBETAS DE HORMIGÓN Para este caso se llenaron una probeta de Viga, una Cilíndrica y una Cubica para ensayar a Flexo tracción la Viga y la cilíndrica y la Cubica a compresión. El cálculo y procedimientos de ensaye de compresión son expresados de igual forma que en el tópico anterior Para el ensaye a tracción se utilizó Como Norma de Referencia la NCh 1038 que aplica al ensayo de tracción por flexión de probetas obtenidas según ésta. Se determina la densidad aparente, con la masa de la probeta en kg aproximados y las medidas de probeta expresadas en mm La expresión de los resultados de resistencia a tracción como la tensión de rotura se calcula según la siguiente fórmula: R=
3xPxL 2 x b x h2
R = Tensión de rotura, MPa P = Carga máxima aplicada, N L = Luz de ensayo, mm2 B = ancho promedio de la probeta en la sección de rotura, mm H = altura promedio de la probeta en la sección de rotura, mm Se expresa los resultados en MPa. La densidad aparente (Masa/ Volumen) se expresa en kg/m3
CONCLUSIONES Dado los resultados se puede concluir que la resistencia requerida (300 Kgf/cm2) se puede alcanzar satisfactoriamente a los 28 días. La disparidad de las resistencias esperadas es medianamente similar, lo que nos demuestra que la fluidez obtenida es óptima en las 4 experimentaciones, ya que el área de asentamiento que se obtiene sería aceptada para utilizar en mortero según estipula la NCh 170. Una relación agua/cemento baja conduce a un hormigón de mayor resistencia que una relación agua/cemento alta. Pero entre más alta esta relación, el concreto se vuelve más trabajable. La menor relación a/c para obtener una hidratación completa del cemento se considera igual a 0,42. La relación a/c que obtuvimos es aceptable en los 3 casos ensayados, aunque en una de las muestras se usó agua adicional. Por lo tanto la relación a/c no puede ser considerada como causa principal de la baja resistencia obtenida en los ensayos. El almacenamiento de las muestras debe ser en condiciones óptimas (en un lugar fresco, techado y tapadas). El vibrado en este ítem se vibro de manera adecuada cada una de las probetas, hasta obtener mescla agua/cemento (lechada) en la superficie de cada una de las muestras. El hormigón para el ensayo a los 7 días muestra una resistencia apropiada para esa fecha debido a que los resultados están dentro de los estándares de resistencia requerida, lo que muestra que este hormigón posee la resistencia adecuada. Para el ensayo de los 28 días ocurre que la probeta, alcanza la resistencia en una proporción mayor, manifestándose el aumento de la resistencia al paso del tiempo. Para el caso del hormigón en el ensayo a flexo tracción, la viga se daño, llegando al extremo de que la viga se partió a la mitad, demostrando la menor resistencia a la tracción del material en cuestión. La probeta cilíndrica, requería de mayores cargas para que se dañara superficialmente, demostrándose sus cualidades para este efecto. El hecho de que todos las probetas se dañaran durante su desmolde luego de haber pasado un periodo razonable de tiempo para que fraguasen nos indica que se debió realizar un alisado artificial para no entorpecer los resultados de laboratorio con resina y papel. Se puede concluir después de analizar los resultados obtenidos en laboratorio que el método teórico utilizado para dosificar hormigón no es infalible y que debe utilizarse como guía sobre todo para personas como nosotros con poca experiencia en la dosificación de hormigón, ya que como se pudo comprobar en laboratorio, hay veces en la que el hormigón necesita más agua de la dosificada. Estos “arreglos” a la
dosificación se irán aprendiendo con el tiempo y experiencia.
JUAN MENARES 2413027-4
Preparación de probetas
Moldaje
Ensaye de probetas
