Reporte de Concretos (Concreto Endurecido)

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE LA MONTAÑA


INGENIERÍA CIVIL ESPECIALIDAD: CONSTRUCCIÓN MATERIA: TECNOLOGÍA DEL CONCRETO DOCENTE: ING. JUAN CARLOS GARZÓN GONZÁLEZ TEMA: REPORTE DE PRÁCTICAS “PRUEBAS DE CONTROL DE CALIDAD AL CONCRETO ENDURECIDO”

PRESENTAN: EQUIPO: No 5 CANO HERNÁNDEZ ALFONSO

C16120013

CARIÑO ROJAS OMAR

C16120012

FELICIANO RAMÍREZ ANALLELY

C16120106

GONZÁLEZ MARTÍNEZ JOSÉ ENRRIQUE

C16120113

REYES CANTÚ VIRIDIANA

C16120082

SHEILA LANZ GÁLVEZ

C16120129

PARDO URBANO DAVID

C16120126

3º SEMESTRE GRUPO:”A”

TLAPA DE COMONFORT GRO., A 15 DE ENERO DEL 2018. P á g i n a 1 | 17


ÍNDICE INTRODUCCIÓN: ................................................................................................... 3 PRUEBAS AL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO ...................................... 4 PRUEBA NUMERO 01. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN ................................ 5 OBJETIVO ........................................................................................................... 5 EQUIPO ............................................................................................................... 5 PREPARACIÓN DE LOS ESPECIMENES .......................................................... 6 PROCEDIMIENTO DE PRUEBA ......................................................................... 7 CÁLCULOS Y RESULTADOS: .......................................................................... 10 CALCULO DEL ÁREA DE LOS CILINDROS Y FUERZA DE COMPRESIÓN: ........................................................................................................................ 10 DIAGRAMA DE LAS FALLAS DE CILINDROS SOMETIDOS A COMPRESIÓN ........................................................................................................................ 11 TIPO DE FALLA OCACIONADA EN LOS CILINDROS ENSAYADOS EN EL LABORATORIO .............................................................................................. 12 CURVA DE ADQUISICIÓN DE RESISTENCIA EN EL CONCRETO ALOS 28 DÍAS CON CEMENTO CRUZ AZUL CPC 30 R ............................................. 13 CONCLUSIÓN ...................................................................................................... 13 COMENTARIOS PERSONALES .......................................................................... 14 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 16

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INTRODUCCIÓN: El concreto es uno de los elementos de importancia dentro del área de la construcción, este se presenta desde la cimentación hasta el acabado de obra, por lo que un buen diseño requiere de una buena realización de las prácticas a los agregados pétreos y del cemento, para que la combinación de estos elementos de como resultado una resistencia adecuada al reglamento de construcción. por lo que a base de los resultados obtenidos en el laboratorio de los agregados y cemento se realizaron los cálculos para el diseño de concreto con una resistencia de 350kg/cm2 una vez transcurrido los 28 días de curado establecidos por la norma NMX-C-160-ONNCCE (elaboración y curado en obra de especímenes de concreto). Posteriormente a esto se realiza las pruebas de concreto en estado endurecido, por lo cual se hace la prueba de resistencia a la compresión la cual está establecida por la norma NMX-C-219-ONNCCE (resistencia a la compresión en edades tempranas y predicción de la misma a edades posteriores). Para que de esta forma ya que se haya obtenido la resistencia, esto se analiza para conocer el tipo de falla que presenta el cilindro una vez finalizada la práctica.

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PRUEBAS AL CONCRETO EN ESTADO ENDURECIDO La resistencia del hormigón es, generalmente, el índice principal para determinar la calidad del mismo. Cuando usamos el hormigón como material estructural necesitamos asegurarnos que el mismo satisface los requisitos mínimos del diseño. Es nuestro objetivo hacer las pruebas de resistencia del hormigón a la mezcla ya preparada de acuerdo al diseño de mezcla según asignado a los diferentes grupos. Con estas pruebas podemos corroborar los resultados del diseño de la mezcla y además establecer la relación entre las resistencias de tensión y flexión con la resistencia a compresión. También tendremos la oportunidad de comparar resultados a 7 y 28 días de madurez, notando el desarrollo de resistencia con respecto al tiempo y poder luego predecir resistencias a 28 días con resultados a tiempos menores. Durante la prueba de compresión también determinaremos el módulo de elasticidad del hormigón tomando lecturas de carga y deformación del cilindro. Dibujaremos una gráfica de esfuerzo vs. Deformación y utilizaremos el método del A.C.I. para un módulo secante partiendo del origen d e la gráfica hasta un punto en la curva correspondiente a 40% de la resistencia máxima de compresión. La mitad de las pruebas se harán a los 7 días y la otra mitad a los 28 días. Las pruebas del concreto en estado endurecido son:   

1.- Ensayes de compresión 2.- Ensayes de flexión 3.- Ensayes de tensión

EQUIPO 1. Máquina de prueba universal con capacidad de 300,000 lbs. 2. Multímetro programable para lecturas de carga y deformación. 3. Fuentes de voltaje +15v y -15v 4. Compresómetro con LVDT instalado 5. Celda de carga con capacidad de 200,000 libras 6. Dos bases circulares con gomas de neopreno para los cilindros 7. Accesorios para prueba de flexión 8. Dos pedazos de madera 9. Regla

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PRUEBA NUMERO 01. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN La resistencia a la compresión se define como la máxima resistencia medida en un espécimen de concreto a carga axial. Por lo general, se expresa en Kg. /cm². A la edad de 28 días y se le designa con el símbolo f’c que corresponde a la resistencia de proyecto. Para determinar la resistencia a la compresión se realizan pruebas sobre especímenes de concreto en cilindros que miden 15 cm de diámetro y 30 cm de altura. La resistencia del concreto a la compresión es una propiedad física fundamental, siendo empleada en los cálculos para diseño de estructuras de concreto. La resistencia a la compresión de uso más general fluctúa entre los 200 y 350 Kg. /cm². Los concretos de alta resistencia tiene una especificación de por lo menos 450 Kg. /cm². La resistencia a la compresión que desarrolla el concreto se ve afectada por la relación agua-cemento que se utilice.

OBJETIVO Determinar la resistencia nominal a la compresión del concreto, inferior a 500 Kg. /cm², en especímenes cilíndricos moldeados, con relación altura – diámetro 2:1. Este método de prueba no es aplicable en corazones de concreto endurecido y morteros con diámetros menores de 100 mm.

EQUIPO Máquina de prueba: puede ser de cualquier tipo, con capacidad suficiente y que pueda funcionar a la velocidad de aplicación de la carga, sin producir impactos ni perdida de carga. Verificación de carga: el error permitido en la máquina de prueba para la realización de la prueba a compresión de concreto, debe ser como máximo de ± 3% de la carga aplicada. La máquina debe calibrarse inicialmente antes de ser puesta en operación y posteriormente en forma interna cada 2 000 cilindros, lo cual podrá ampliarse hasta 12 000 si no se detectan desviaciones. Estas máquinas deben calibrarse cada año como máximo si el número de especímenes ensayados es menor de 40 000. Si fuese mayor de 40 000 la calibración debe efectuarse cada 40 000 ensayes.

Condiciones de humedad de los especímenes: el ensaye a compresión de los especímenes curados en húmedo debe efectuarse tan pronto como sea posible después de retirarlos de la pileta o del cuarto de curado húmedo y una vez que el material de cabeceo haya adquirido la resistencia requerida; durante el tiempo P á g i n a 5 | 17


transcurrido entre el retiro del almacenamiento húmedo y el ensaye, los especímenes se deben conservar húmedos por cualquier método.

Condiciones especiales: en el caso de especímenes sometidos a diversas condiciones de curado especial, como puede ser curado a vapor o curado ambiente a las mismas condiciones que la estructura, los especímenes se ensayaran con la condición de humedad resultante del curado. PREPARACIÓN DE LOS ESPECIMENES (Imagen 1.1)

Imagen 1.1 Se retira humedad excesiva de los cilindros para medirlos y hacer la prueba de resistencia a la compresión.

Dimensiones: el diámetro y la altura del espécimen de prueba debe determinarse con una aproximación de 1 mm, las medidas de 2 diámetros perpendiculares entre si y a una altura media del espécimen y dos alturas opuestas. Para efecto de medir el diámetro, es suficiente utilizar el compás de punta. Cuando, la altura promedio del espécimen es menor de 1.8 veces el diámetro, el resultado de la resistencia debe corregirse por esbeltez de acuerdo a la tabla numero 1:

TABLA NUMERO 01 FACTORES DE CORRECION POR ESBELTEZ RELACION ALTURA - DIAMETRO DE

FACTOR DE CORRECION A LA

ESPECIMEN

RESISTENCIA

2.00

1.00

1.75

0.99

1.50

0.97

1.25

0.94

1.00

0.91

Cabeceo: antes del ensaye, la base de los especímenes o caras de aplicación de carga no se deben apartar de la perpendicular al eje en más de 0.5°, P á g i n a 6 | 17


aproximadamente 3 mm en 300 mm y no se permiten irregularidades respecto de un plano que exceda de 0.05 mm, en caso contrario deben ser cabeceados de acuerdo a lo indicado en la norma NMX –C-109.

PROCEDIMIENTO DE PRUEBA 1.- Se retiran los cilindros del tanque de curado para realizar los ensayes correspondientes del concreto endurecido (imagen 1.2).

Imagen 1.2 Se retira el cilindro del tanque de curado. 2.- A continuación se mide el diámetro y la altura del espécimen de prueba promediando las medidas de 2 diámetros perpendiculares entre sí a una altura media del espécimen y dos alturas opuestas con una aproximación, esto se realiza en los tres cilindros (imagen 1.3).

Imagen 1.3 Se mide y registran dimensiones del cilindro.

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3.- Se limpia las superficies de las placas superior e inferior y las cabezas del espécimen de prueba, se coloca este último sobre la placa inferior alineando su eje cuidadosamente con el centro de la placa de carga con asiento esférico; mientras la placa superior se baja hacia el espécimen asegurándose que se tenga un contacto suave y uniforme (imagen 1.4).

Imagen 1.4 Limpieza de los cilindros y colocación de las placas de metal. 4.- Se coloca el cilindro en la máquina de prueba universal cuidadosamente y revisando que el cilindro quede puesto adecuadamente (imagen 1.5)

Imagen 1.5 colocación del cilindro en la máquina de prueba universal 5.- Se debe aplicar la carga con una velocidad uniforme y continúa sin producir impacto, ni pérdida de carga. La velocidad de carga debe estar dentro del intervalo de 137 kpa /s a 343 kPa/s (84 kg. /cm² /mim. A 210 kg. /cm² /mim) equivalente para un diámetro estándar de 15 cm. a un rango de 2.4 kN / s a 6.0 kN /s (14.8 t/min. a 37.1 t/min.) (Imagen 1.6) P á g i n a 8 | 17


Se aplican las cargas hasta alcanzar la máxima, registrándola. Cuando sea necesario se podrá llevar hasta la ruptura, para observar el tipo de falla y apariencia del concreto.

Imagen 1.6 Aplicación de carga al cilindro como indica el manual. 5.- Una vez que se truena el cilindro se toma la lectura de la carga y se retira el cilindro de la máquina (imagen 1.7).

Imagen 1.7 Se registra la lectura y se saca el cilindro de la máquina.

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6.- Se observa la falla que presenta el cilindro después de recibir la carga máxima (imagen 1.8).

Imagen 1.8 Falla que presenta el cilindro.

Diagrama de fallas de cilindros sometidos a compresión: Los especímenes para aceptación o rechazo de concreto deben ensayarse a la edad de 14 días en el caso de concreto de resistencia rápido o 28 días en caso de resistencia normal con las tolerancias que se indican en la tabla numero 2: TABLA NUMERO 2 TOLERANCIAS DE ACEPTACIÓN O RECHAZO DE ESPECIMENES DE CONCRETO Edad de prueba (Días) Tolerancia Permisible 14

± 12 h

28

± 24 h

Para aquello especímenes en los cuales no se tenga una edad de prueba de las prescritas en la tabla anterior. Se ensayarán con las tolerancias que se fijen en común acuerdo por los interesados.

CÁLCULOS Y RESULTADOS: Se calcula la resistencia a la compresión del espécimen, dividiendo la carga máxima soportada durante la prueba entre el área promedio de la sección transversal determinada con el diámetro medido. El resultado de la prueba se expresa con una aproximación de 100 k Pa (1kg/cm²).

CÁLCULO DEL ÁREA DE LOS CILINDROS Y FUERZA DE COMPRESIÓN: CILINDRO 1  = (. ) = .  ′  =

 . 

= .  /

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CILINDRO 2  = (. ) = .  ′  =

 . 

= .  /

  ′ = . /

DIAGRAMA DE LAS FALLAS DE CILINDROS SOMETIDOS A COMPRESIÓN (Imagen 1.8 y tabla 3) TIPO DE FALLA

01

02

03

04

05

06

07

Imagen 1.8 tipos de fallas en los cilindros. Tabla numero 3 Descripción de los tipos de fallas en los cilindros.

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INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE LA MONTAÑA No DE FALLA

1 2

DESCRIPCION

se observa cuando se logra una carga de compresion bien aplicada sobre un espécimen de prueba bien preparado. se observa comunmente cuando las caras de aplicación de carga se encuentra en el limite de tolerancia especificada u existiendo ésta.

3

se observa en especimenes que presenta una superficie de carga convexa y/o por deficiencia del material de cabeceo,tambien por concavidad del plato de cabeceo o convexidad en una de las placas de carga.

4

se observa en especimenes que presenta una superficie de carga convexa y/o por deficiencia del material de cabeceo,tambien por concavidad del plato de cabeceo o convexidad en una de las placas de carga.

5 6 7

se observa cuando se producen contracciones de esfuerzos en los puntos sobresalientes de las caras de aplicación de cargas por deficiencias del material de cabeceo o del plato cabeceador. se observa en especimenes que presentan una cara de aplicación de carga convexa y/o por deficiencias del material de cabeceo o del plato cabeceador. se observa cuando las caras de aplicación de carga del especimen se desvia ligeramente de las tolerancias del paralelismo establecidas o por ligeras desviaciones en el centrado del especimen para la aplicación de carga.

TIPO DE FALLA OCACIONADA EN LOS CILINDROS ENSAYADOS EN EL LABORATORIO (Imagen 1.9)

02

Imagen 1.9 Falla ocasionada por la fuerza de compresión aplicada en el cilindro. La falla que se observó y de acuerdo a lo que se especifica en la imagen 1.8 y en la tabla 3, deducimos que es una falla tipo 2, la cu al se presenta cuando las caras de aplicación de la carga están en el límite de tolerancia.

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CURVA DE ADQUISICIÓN DE RESISTENCIA EN EL CONCRETO ALOS 28 DÍAS CON CEMENTO CRUZ AZUL CPC 30 R

F´c 120.0% 100.0% 80.0% e j a t n e c r o P

60.0% F´c

40.0% 20.0% 0.0% -20.0%

0

5

10

15

20

25

30

Días

CONCLUSIÓN Con la realización de la prueba de la resistencia a la compresión basándonos con las normas mexicanas mencionadas anteriormente, se obtuvieron los resultados de la resistencia de los cilindros de concreto que se elaboraron hace 4 semanas, respetando de esta manera los valores del diseño de mezcla que se realizó con los datos obtenidos en pruebas anteriores de los agregados y del material cementante. Los datos arrojados por la máquina de prueba universal, la cual se utilizó manualmente, nos aportaron un valor de carga que se dividía entre el área promedio de los cilindros a los cuales se les aplico la prueba de la resistencia. Con este cálculo obtuvimos los resultados de la resistencia de cada cilindro y finalmente se tomó un valor promedio para la resistencia a la compresión final. Con la observación que se le hizo, el resultado quedo dentro del rango de tolerancia para cierto diseño que es de 350 kg/cm² ± 30 kg/cm². Después se hizo la observación del tipo de falla en los cilindros, los dos especímenes tuvieron la misma falla. Esta falla es aceptable para el concreto de acuerdo a sus características. Entonces se llega a la opinión de que los agregados que se utilizaron para la elaboración de la mezcla, tienen características aceptables y este caso cumplió los requerimientos.

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COMENTARIOS PERSONALES González Martínez José Enrrique Realizar esta práctica final. Aparte de interesante tuvo algo de suspenso, puesto que estábamos pensando entre si daba o no daba la resistencia que se requería para el diseño. Ver cómo iba aumentando la carga hasta llegar a un resultado necesario nos llenaba de nerviosismo, pues estar sostenidos de un hilo es de mucha preocupación, pero al final de hacer los cálculos con los valores obtenidos nos fue de gran consuelo ver que la resistencia estaba dentro del rango. Hacer un buen diseño requiere de hacer las pruebas adecuadamente, con esto se obtendrá resultados favorables. Cano Hernández Alfonso En esta práctica de una manera fue muy interesante ya que pudimos visualizar la manera en cómo se comprime los cilindros donde pudimos ver que tuvimos una resistencia de 344.645 kg/cm2, fue entretenido ya que se tuvo que medir los cilindro con una herramienta que es el vernier y de igual manera se tuvo que pesar y sacar un promedio, todo esto fue con ayuda de mi equipo en donde se realizó las demás pruebas para que de esta manera se obtuviera la resistencia, con esfuerzo y un poco de dedicación la prueba del concreto endurecido nos da a entender que cada vez que sea mayor el curado es mayor la resistencia, en las obras de ingeniería civil se sabrá que un concreto dura aproximadamente 60 años dependiendo del mantenimiento que se obtenga. Es una forma en donde en mi personal y junto con mis compañeros podemos aprender más acerca del estudio del concreto. Cariño Rojas Omar Realizar esta práctica en lo personal fue la más interesante y la que más preocupación me originó, puesto que la resistencia diseñada es de 350 kg/cm2 ± 30 y se tiene que cumplir dentro de ese rango para acreditar la unidad. Después de haber hecho las prácticas de concreto fresco tenia las ansias que ya fueran los 28 días para poder tronar los cilindros. Tronar los cilindros es una experiencia única, ya que al dar la carga procuras obtener la máxima y que este dentro del rango especificado. La resistencia promedio que se obtuvo al tronar dos cilindros es de 344.645 kg/cm2 por lo que está dentro del rango, esto nos indica que la mayoría de las prácticas se realizaron bien, esto se debe a la buena organización del equipo. Todos estos conocimientos que se adquieren al realizar las prácticas son muy importantes para mi desarrollo adámico y se debe de ampliar estos mismos investigando puesto que al realizar nuestra actividad laboral se tienen que P á g i n a 14 | 17


haces todas estas pruebas para evitar problemas en nuestro concreto de cualquier construcción que realicemos. Lanz Gálvez Sheila En esta práctica la vi de una manera bastante interesante, puesto que realizamos una de las pruebas finales que se le hace al concreto endurecido. De esta manera poder determinar si el diseño y las prácticas realizadas a lo largo del semestre fueron adecuados para realizar un concreto es favorable. Cabe destacar que la espera valió la pena, pues se obtuvo un resultado apropiado a lo que se esperaba. De esta manera puedo concluir que se puede seguir el estudio del concreto para de esta forma poder conocer el amplio conocimiento. David Pardo Urbano: La realización de esta práctica de resistencia a la compresión se me hiso de muchos nervios por la posible falta a la resistencia requerida para aprobar, también se me hiso muy interesante ya que es el resultado de nuestras prácticas de todo el curso y ver si las realizamos adecuadamente para poder alcanzar la resistencia de 350kg/cm2, al momento de realizar la prueba me puse muy nervioso porque mis compañeros y maestro observaban minuciosamente pero al final que se tronaron los dos cilindros seleccionados para la práctica nos dio una resistencia promedio de 344.645 kg/cm 2 lo cual indica un buen trabajo en equipo y que los cálculos para el diseño del concreto junto con las practicas a los agregados se realizaron adecuadamente. Feliciano Ramírez Anallely Realizar esta práctica me pareció muy importante pero sobre todo se me hizo muy estresante ya que para obtener la resistencia establecida, en el diseño de mezclas de 350kg/cm2 al aplicar la resistencia a comprensión hacia nuestros cilindros teníamos que obtener una resistencia que estuviera en el rango de la resistencia proporcionada la cual tenía una tolerancia de ± 30. En un principio cuando colocaron los cilindros en la máquina tenía nervios de que la resistencia no concordara ya que de ello dependía nuestra calificación; pero por fortuna al tronar ambos cilindros y obtener el promedio de ambos obtuvimos una resistencia de 344.645 kg/cm2 que cumple con el rango de tolerancia establecido. Concluyendo así que nuestro diseño de mezclas así como nuestras prácticas anteriores fueron elaboradas correctamente REYES CANTU VIRIDIANA En esta última práctica de concreto endurecido, tratándose de la resistencia a la compresión según la norma ASTM C 31, ésta nos ayuda a determinar que la P á g i n a 15 | 17


mezcla de concreto cumpla con los requerimientos de la resistencia especificada en el proyecto a través del diseño de mezclas. Me pareció muy interesante al momento de aplicar las cargas para determinar cuántos kilogramos soporta el cilindro antes de que se fracture y en este momento los nervios nos invadían al estar en el dilema de alcanzar o no la resistencia propuesta. Cabe mencionar que la resistencia obtenida se encuentra en el rango de ± 350 Kg/cm2, esto indica que los procesos de todas las prácticas, desde los agregados pétreos, concreto fresco y el concreto endurecido se llevaron correctamente.

BIBLIOGRAFÍA ASTM C511 NORMA MEXICANA NMX-C-160-ONNCCE-2004 “INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN-CONCRETO-ELABORACIÓN Y CURADO EN OBRA DE ESPECÍMENES DE CONCRETO”

NORMA MEXICANA NMX-C-083-ONNCC

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Reporte de Concretos (Concreto Endurecido)

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