Practica 4 Tension indirecta en concreto (prueba brasileña)

TENSIÓN INDIRECTA (PRUEBA BRASILEÑA)

OBJETIVO:    Determinar la resistencia a  la compresión diametral del concreto pos medio de una prueba indirecta (prueba brasileña).

INTRODUCCIÓN
                        La probeta es cargada a compresión según un plano diametral vertical de la misma. Para poder cargar la probeta a compresión en un plano diametral vertical, se requiere un dispositivo de sujeción de la probeta a través del cual se materialice dicho plano de carga. Como parte de este dispositivo, y en contacto directo con dos generatrices diametralmente opuestas de la probeta, existen dos elementos encargados de evitar la rotura local de la probeta durante el ensayo. Se utilizan unas placas de apoyo curvo, con radio de curvatura igual al radio nominal de la probeta, de 12,7 o 25,4 mm de ancho, para que la distribución de tensiones no se altere significativamente y para que los cálculos del módulo de elasticidad y la relación de Poisson se faciliten manteniendo constante el ancho de carga, en lugar de un ancho de carga variable durante el ensayo, que ocurriría con una placa de carga plana.
Por la norma la velocidad de desplazamiento del sistema durante la carga será uniforme e igual a 50,8 mm/min, igual a la empleada por la prensa en el ensayo Marshall.
Como la respuesta del material es altamente dependiente de la temperatura, la temperatura será una variable más para el ensayo. El ensayo de tracción indirecta tiene validez para materiales de comportamiento fundamentalmente elástico y lineal. La norma indica el uso de una temperatura de 25±1 ºC, pero permite el uso de otras temperaturas para analizar la susceptibilidad térmica de la mezcla en estudio y sugiere que no se utilicen temperaturas superiores al punto de reblandecimiento del ligante por ser predominante el carácter viscoso de las mezclas.

MATERIAL Y EQUIPO
·         Maquina universal
·         Cilindro de 15x30
·         Tira de madera
 30 cm de largo
 2.5 cm de ancho
y 3mm de espesor




PROCEDIMIENTO
1.-Se centra una de las tiras de madera, a lo largo del centro de la placa de acero inferior de la maquina universal.
2.-Se coloca el cilindro sobre la tira de madera, y se alinea de tal modo que las líneas marcadas en el extremo del cilindro sean verticales y queden centradas sobre la tira de madera.
 3.-Se coloca la segunda tira de madera longitudinalmente sobre el cilindro, centrada sobre las líneas marcadas en los extremos del mismo. (Quedando como en la figura).













4.-Se coloca el conjunto de tal manera que se aseguren las siguientes condiciones:
El cilindro  intercepta el centro de la placa superior de apoyo.
La placa o barra suplementaria, en caso de utilizarse, y el centro del cilindro están directamente por debajo del centro de carga de la placa de apoyo.

5.- Se aplica la carga continuamente y sin impacto a una velocidad constante, hasta la falla del espécimen. Anotándose la carga máxima aplicada indicada por la máquina universal. El tipo de falla y la apariencia del concreto deberán también anotarse.




RESULTADOS
Forma de falla
 El cilindro fallo alrededor de los puntos de carga debido a tensiones de compresión y no en la porción central de las muestras debido a tensiones de tracción. No obstante, estas tensiones de compresión se reducen considerablemente distribuyendo la carga a lo largo de una placa de carga, que no sólo reduce las tensiones de compresión vertical sino que cambia las tensiones horizontales a lo largo del diámetro vertical de tracción a compresión cerca de los puntos de aplicación, quedando entonces una distribución de tensiones

Carga máxima 21350 kg.

CONCLUSIÓN

La rotura no se ve afectada por las condiciones de la superficie del cilindro y la falla se inicia en una región relativamente uniforme.



Bibliografía

Mendoza Ernesto "Introducción al proceso Constructivo
Editorial Fundec. México DF.
CONCRETO. Serie de Conocimientos Básicos. Revista N°1. ASOCRETO. Instituto Colombiano de Productores de Cemento.
MANUAL DEL INGENIERO CIVIL. Tomo I. Mac Graw Hill: México. Sección 5-6.


Práctica 2 Tensión en Varilla

Objetivo
Determinar la resistencia al la tensión del acero mediante a el ensaye de una probeta de dimensiones PRE-determinadas, identificar las cargas que definen el esfuerzo de fluencia y el esfuerzo de deformación del acero identificando los puntos del acero.
Introducción:
El acero es el material estructural más usado para construcción de estructuras en el mundo. Es fundamentalmente una aleación de hierro (mínimo 98 %), con contenidos de carbono menores del 1 % y otras pequeñas cantidades de minerales como manganeso, para mejorar su resistencia, y fósforo, azufre, sílice y vanadio para mejorar la soldadura y resistencia a la intemperie. Entre sus ventajas está la gran resistencia a tensión y compresión y el costo razonable.
En el acero de refuerzo ordinario, tipificados mediante los grados 40 y 60, existe una respuesta inicial elástica hasta un punto de fluencia bien definido, más allá del cual, ocurre un incremento substancial en la deformación sin que venga aparejado un incremento en el esfuerzo. Si se sigue incrementando la carga, esta mesa de fluencia es seguida por una región de endurecimiento por deformación, durante el cual se obtiene una relación pronunciadamente no lineal entre el esfuerzo y la deformación. Eventualmente ocurrirá la ruptura del material, a una deformación bastante grande alrededor del 13% para varillas de grado 60 y del 20% para varillas del grado 40.
El contraste con los aceros de preesfuerzo es notable. Estos no presentan un esfuerzo de fluencia bien definido. El límite proporcional para cables redondos (y para cables hechos con tales alambres) está alrededor de 14,000 Kg./cm2, o sea 5 veces el punto de fluencia de las varillas del grado 40. Con carga adicional, los alambres muestran una fluencia gradual, aunque la curva continúa elevándose hasta la fractura del acero.
Las varillas de aleación tienen características similares a aquellas de los alambres redondos o de los cables trenzados, pero sus límites proporcionales y resistencias son de 30 a 40% menores.
El módulo de elasticidad para las varillas de refuerzo es más o menos el mismo: 2.04x106 Kg./cm2.
Los aceros de alta resistencia no presentan un punto de fluencia bien definido. Se han propuesto diversos métodos arbitrarios para definir el punto de fluencia del acero de alta resistencia. Una forma de calcularlo es tomando el esfuerzo en el cual el elemento tiene una deformación unitaria de 1%. Otra forma es trazando una paralela a la curva esfuerzo-deformación en el punto correspondiente al 0.2% de la deformación unitaria y el esfuerzo de fluencia será en donde la paralela corte a la curva.
Para tales casos se define un punto de fluencia equivalente, como el esfuerzo para el cual la deformación total tiene un valor de 0.5% para varillas de los grados 40, 50 y 60 y de 0.6% para varillas de grado 75.



Material y equipo;
Una Probeta de varilla de 3/8 de 60 cm.
Un Vernier
Un marcador
Arco y segueta
Micrómetro con base magnética
Maquina universal

Procedimiento
Cortar la varilla de 3/8" con una longitud de 60cm
Colocar el micrómetro para tomar las lecturas de carga de la maquina universal
Poner la varilla en la maquina universal para empezar la prueba
Se anotan los datos del micrómetro y de la maquina universal
Se anota el momento de fluencia y de ruptura
Se hacen los cálculos
Se grafica

Conclusiones
El ensayar una varilla por la prueba de tensión nos da como resultado el poder observar como se comporta este material ante este tipo de pruebas y así poder verificar los resultados obtenidos con los establecidos en las normas y comprobar que están el lo permitido. Además, en la experiencia personal, comparando esta prueba con las de compresión al concreto puedo decir que el comportamiento es distinto, pero con ciertas similitudes, lo que nos hace apreciar mas claramente las diferentes propiedades de cada material y así saber bajo que condiciones se les puede sacar un mayor provecho a estos materiales,
En lo personal me hubiera gustado probar mas tipos de varillas para así tener un mejor parámetro y observar el comportamiento de cada tipo de varilla, pero con los resultados obtenidos creo que será un buen comienzo para este tipo de estudios.

BibliografíaCONCRETO. Serie de Conocimientos Básicos. Revista N°1. ASOCRETO. Instituto Colombiano de Productores de Cemento.
MANUAL DEL INGENIERO CIVIL. Tomo I. Mac Graw Hill: México. sección 5-6.




Mendoza Ernesto "Introducción al proceso Constructivo
Editorial Fundec. México DF.

Practica 1 Compresión en Concreto


Objetivo
Obtener la resistencia a la compresión del concreto por medio de una muestra elaborada
Introducción
En este reporte se presenta la determinación de la resistencia a la compresión de cilindros conforme a la Norma Mexicana NMX-C-083-ONNCCE 2002. En esta norma se establecen los métodos para la determinación de la resistencia a la compresión del concreto en especímenes cilíndricos moldeados y corazones de concreto con masa volumétrica mayor a 900 kg/m y se complementa con las siguientes normas mexicanas que están en vigor. Nmx-c-109-ONNCCE, cabeceo de especímenes cilíndricos NMX-CH-027-SCFI-, verificación de maquinas de ensaye uniaxiales- maquinas de ensaye a tensión y la NMZ- obtención y pruebas de corazones y vigas extraídas de concreto endurecido.

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 = P/ A
DONDE:
R = Resistencia de ruptura a la compresión, en Kg/cm2
P = Carga máxima aplicada en el momento de la falla, en kg.
A = Área de la sección transversal del cilindro, en cm2

Velocidad de aplicación de carga
Se debe aplicar la carga con una velocidad uniforme y continua 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 kgf/cm2/min a 210 kgf/cm2/min) equivalente para un diámetro estándar de 15 cm a un rango de 2,4 kN/s a 6,0 kN/s (14,8 ton/min a 37,1 ton/min). Se permite una velocidad mayor durante la aplicación de la primera mitad de la carga máxima esperada siempre y cuando durante la segunda mitad se mantenga la velocidad especificada; pueden utilizarse máquinas operadas manualmente o motorizadas que permitan cumplir con lo anterior, teniendo en cuenta que sólo se harán los ajustes necesarios en los controles de la máquina.

Material y Equipo
Un Cilindro de concreto de 30cm de altura por 15cm de diámetro.
Base para cabecear
Azufre
Estufa
Vernier
Guantes de asbesto
Maquina Universal
Aceite quemado
Brocha
Franela

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
.
Desarrollo
1) Identificar el cilindro
2) Medición del cilindro
3) Calentar el azufre
4) Preparar la base del cabeceo
5) Ya calentado el azufre se vacía en el plato de la base
6) Se coloca el cilindro en el plato de la base
7) Se repite el procedimiento para el otro extremo del cilindro
8) Se coloca en la maquina universal
9) Se centra y se le aplica la carga hasta obtener la ruptura.
10) Se registra la carga máxima con la que se obtuvo la ruptura y se observa como fallo
11) En el segundo cilindro se colocan las bases de neopreno en la parte de arriba y en la parte inferior
12) Se repite el procedimiento en la maquina universal como con el primer cilindro
13) Se registra la carga máxima
14) Realizar los cálculos necesarios.

Cálculo y expresión de los resultados
Se calcula la resistencia a la compresión del cilindro, dividiendo la carga máxima soportada durante la prueba entre el área promedio de la sección transversal determinada con el diámetro medido.

Cálculos
Se mide el diámetro y la altura del cilindro, se obtiene:
ø= Diámetro en centímetros (cm).
h = altura en centímetros (cm).
Se calcula el área transversal y el volumen:
A = (
A= (
π D2) / 4 = 0.786 π D2π) (15)2 / 4 = 176.71 cm2
DONDE:
A = Área transversal, en cm.
V = Volumen, en cm se convierten a m3
h = Altura, en cm.

Calculo del cilindro cabeceado
R= P/A
R= 50,750kg / 176.71
R= 287kg/cm2
Cumple si el cilindro fue diseñado para una resistencia de f` = a 250 kg/cm2
Calculo del cilindro con base de neopreno
R= 22,250kg / 176.71
R= 125.91Kg/cm2
R= P/A
No cumple para el diseño de un cilindro f`= a 250 kg/cm2

Conclusiones
En el desarrollo de esta pra0ctica se pudo observar en el primer cilindro cabeceado con la mezcla de azufre una resistencia superior a los 250 kg/cm2 lo que nos hace suponer que si el cilindro fue diseñado bajo este criterio, cumple de manera satisfactoria con la especificación de dicho diseño para la prueba de 28 días o mas, pero si el cilindro fue diseñado para una resistencia de 300 kg/cm2 debemos de decir que se quedo algo corto con la capacidad de carga para este diseño, ya que solo resistió poco mas de los 287 kg/ cm2, faltando unos kilos para cumplir con lo que especifica la norma de este diseño.
Por otra parte podemos decir que el cilindro fallo de una manera adecuada, es decir la falla se dio con un ángulo de alrededor de 45 grados, lo cual es lo esperado para este tipo de pruebas.
Por otra parte el cilindro que se probo con las capas de neopreno obtuvo una resistencia muy por debajo de lo que se esperaba para el diseño que se suponía estaba diseñado y del cilindro anterior antes probado. Hay que señalar que la falla se dio en la parte superior del cilindro y que no fue de una forma diagonal, lo que no hace suponer que las capas de neopreno no transmite uniformemente la carga en la superficie del concreto.
En algunos casos, aun cuando los resultados de "tronar" el concreto muestran una baja resistencia del mismo, "esto no es necesariamente así." Los resultados de pruebas de cilindros con frecuencia son causados por un diseño de muestra inapropiado, componentes inadecuados, o por el mezclado inapropiado de los ingredientes. Sin embargo, a veces, la culpa reside en un muestreo y unos procedimientos de prueba deficientes, así como también en un pobre control de calidad en el campo por parte del personal de supervisión y pruebas.

Bibliografía


Mendoza Ernesto "Introducción al proceso Constructivo
Editorial Fundec. México D.F.
CONCRETO. Serie de Conocimientos Básicos. Revista N°1. ASOCRETO. Instituto Colombiano de Productores de Cemento.
MANUAL DEL INGENIERO CIVIL. Tomo I. Mac Graw Hill: México. Sección 5-6.