ENSAYE DE ACERO PARA REFUERZO DE CONCRETO

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  • 7/25/2019 ENSAYE DE ACERO PARA REFUERZO DE CONCRETO

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    Universidad Autnoma de Quertaro

    Facultad de Ingeniera

    Lab. De Ingeniera de Materiales

    Practica No.

    ENSAYE DE ACERO PARA REFUERZO DE CONCRETO

    !b"etivo#

    1.- Conocer las propiedades fsicas y mecnicas del material2.- Determinacin de pesos y dimensiones3.- Detalles de corrugacin4.- Obtencin de cargas y refueros limites!.- Determinacin de porcenta"e de alargamiento!.- Determinacin de porcenta"e de reduccin del rea#.- $rueba de doblado

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    Marco terico $%e&erencias ' antecedentes(

    Debido a la gran cantidad de informacin %ue puede obtenerse a partir de este ensayo& es sin dualguna& uno de los test mecnicos ms empleados para el acero. 'a (ersatilidad del ensayo de tracciradica en el )ec)o de %ue permite medir al mismo tiempo& tanto la ductilidad& como la resistencia. *l (alde resistencia es directamente utiliado en todo lo %ue se refiere al dise+o. 'os datos relati(os a ductilidad& pro(een una buena medida de los lmites )asta los cuales se puede llegar a deformar el acesin llegar a la rotura.

    *ste ensayo consiste es someter una barra& de seccin uniforme y conocida& a una fuera de tracci%ue (a aumentando progresi(amente. *n forma simultnea se (an midiendo los correspondientalargamientos de la barra.'a figura !.12 muestra un es%uema de una m%uina para ensayos de traccin& en la %ue se estirabarra a una (elocidad constante. Con los resultados de la elongacin de la barra& se puede graficar ucur(a de carga contra alargamiento& %ue generalmente se registran como (alores de esfuerodeformacin unitarios& y son independientes de la geometra de la barra

    *ste ensayo consiste es someter una barra& de seccin uniforme y conocida& a una fuera de tracci

    %ue (a aumentando progresi(amente. *n forma simultnea se (an midiendo los correspondient

    alargamientos de la barra.$ara aumentar la propiedad de resistencia a la tensin del concreto simple

    com,n adicionarla a este (arillas& ngulos perfiles. etc. *l acero de refuero ms com,n es la (arilla.

    producto generalmente cumple con las ormas Oficiales e/icanas& esta calidad es contralada en l

    plantas laminadoras& pero se )ace necesario comprobar las condiciones del producto %ue se utilice

    una obra de inspeccin depender de la importancia de la obra. *stas pruebas se )acen mediante

    anlisis de probetas de ensaye.

    Figura1- Grafca esuerzo-deormaco!

    'a cur(a *sfuero real - Deformacin real 0denominada frecuentemente& cur(a de fluencia& ya %ue

    proporciona el esfuero necesario para %ue el metal fluya plsticamente )acia cual%uier deformacin

    dada& muestra realmente lo %ue sucede en el material. $or e"emplo en el caso de un material d,ctil

    sometido a tensin este se )ace inestable y sufre estriccin localiada durante la ,ltima fase del ensayo

    la carga re%uerida para la deformacin disminuye debido a la disminucin del rea trans(ersal& adems

    tensin media basada en la seccin inicial disminuye tambin producindose como consecuencia un

    descenso de la cur(a *sfuero - Deformacin despus del punto de carga m/ima. $ero lo %ue sucede

    en realidad es %ue el material contin,a endurecindose por deformacin )asta producirse la fractura& de

    modo %ue la tensin re%uerida debera aumentar para producir mayor deformacin. este efecto se

    opone la disminucin gradual del rea de la seccin trans(ersal de la probeta mientras se produce el

    alargamiento. 'a estriccin comiena al alcanarse la carga m/ima.

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    )laboracin de *robetas#

    'a probeta de ensayes a tencin debe medir #. cm de longitud& de los %ue se usaran 2 cm de ca

    lado parar su e"ecucin con las mordaas de la m%uina y 2. cm en el centro %ue es donde debe

    presentarse la falla.

    Materiales#

    5le/metro

    6ernier

    $robeta de (idrio de 1 c.c.

    rco de segueta

    as7ing tape

    arcador de tinta permanente

    *stopa

    8ascula

    Desarrollo

    Determinacin del +rea de *robetas

    1. Por medicin directa9:. *scogimos tres puntos de la (arilla 0(arilla inicial de 1.2 m de longitud

    ::. Con la ayuda del (ernier mantenindolo a ;< se realian las mediciones.:::. =e obtiene un promedio y se calcula el rea.

    ,. Por di&erencia de vol-menes

    :. Cortamos una probeta de 1cm de longitud y limamos los e/tremos los cuales deben%uedar a ;< con respecto al e"e de la (arilla.

    ::. 'lenamos una probeta graduada con agua )asta un (alor inicial.:::. Colocamos dentro de la probeta graduada la (arilla de 1cm:6. Determinamos la lectura

    . Peso *or metro lineal#:. >omamos dos tramos de (arilla de longitud conocida.

    ::. $esamos cada uno de los tramos de (arilla

    :::. Calculamos el peso por metro lineal

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    !*eraciones ' obtencin de resultados

    Medicin directa

    2 22

    1 2 3 1.98 1.81 21.93

    3 3

    (D ) (1.93cm)2.9255

    4 4

    prom

    prom

    D D D cm cm cmD cm

    A cm

    + + + += = =

    = = =

    Por di&erencia de vol-menes

    3 32

    3

    3

    175 1502.510 10

    Donde:

    V volumen final=175cm

    V Volumen inicial=150cm

    10cm=longitud de la !o"eta

    f i

    f

    i

    V V cm cmA cmcm

    = = =

    =

    =

    Peso *or metro lineal

    1

    2

    e#o de la va!illa ($g)%=

    &ongitud de la va!illa(m)

    1.32 $g2.2

    0.'

    1.332.21'

    0.' m

    kgP

    m m

    kg kg P

    m

    = =

    = =

    Determinacin de las corrugaciones

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    Altura de la corruga

    1.-=e escogieron tres puntos de la (arilla2.- Con la ayuda del (ernier medimos la altura de la corruga en cada punto de la (arilla.3.- =e obtu(o un promedio de alturas de corruga.

    2.04 1.810.115

    2 2

    Corruga Liso

    corruga

    D D cm cmAltura cm

    = = =

    /e*aracin entre corrugas

    1.- edimos la separacin de las corrugas con el (ernier en tres puntos diferentes.2.- >omamos el centro de cada corrugacin y obtu(imos el promedio de cada una de las (arillas.

    1

    2

    3

    1.21 cm

    1.19 cm

    1.2 cm

    1.21 1.19 1.21.2

    3prom

    S

    S

    S

    cm cm cmS

    =

    =

    =

    + += =

    Anc0o de costilla

    1.- Con la ayuda del (ernier medimos (arios puntos en la parte media de la costilla.2.- =e report un promedio de los datos obtenidos.

    co#tilla1

    co#tilla2

    co#tilla3

    anco 0.2 cm

    anco 0.21 cm

    anco 0.18 cm

    0.2 0.21 0.18anco 0.19'

    3prom

    cm cm cmcm

    =

    =

    =

    + += =

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    Inclinacin de corrugas

    1.- =e en(ol(i la (arilla en una )o"a de papel de tal manera %ue las corrugas se %uedaran marcadas.2.- Con un lpi se prolong la lnea de la corruga en la )o"a.3.- =e obtiene el ngulo con un transportador.4- Operaciones y obtencin de resultados

    ngulo *55corruga =

    )nsa'e de tensin

    1.2*n la probeta de #cm se pusieron marcas con la segueta a na distancia de 2 cm. *n el centro de lprobeta& se colocaron dos troos de cinta as7ing para localiarlos ms fcilmente en la m%uina depruebas.,.26erificamos %ue la m%uina de pruebas tenga las mordaas adecuadas al dimetro de la probeta.

    .2Colocamos la (arilla en la m%uina de prueba y su"etamos firmemente.

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    3.2Determinamos el lmite de fluencia de manera apro/imada.4.2?egistramos la carga m/ima y se contin,a aplicando carga )asta llegar a la fractura.5.2?ealiamos las mediciones de longitud y dimetro final.

    !*eraciones ' obtencin de resultados

    )nsa'e de tensin

    Prueb

    a

    6arga

    de

    &luenci

    a 7N

    6arga

    de

    &luencia

    7g

    6arga

    m+8im

    a 7N

    6arga

    m+8ima

    9g

    Longitu

    d inicial

    $cm(

    Longitu

    d &inal

    $cm(

    Di+metr

    o

    Inicial

    $cm(

    Di+metr

    o &inal

    $cm(

    1 [email protected] 13;#!.3

    4

    [email protected]!2 [email protected]

    ;

    # #4.# 1.;! 1.1A

    2 131.## 1342.;

    ;

    21.#; [email protected]@.

    #

    # #4.! 1.;! [email protected]

    )s&uer:o en el lmite de &luencia

    1

    2

    2 2

    2 2 2

    +a!ga de fluencia ($g),#fue!-o en el limite de fluencia=

    !ea nominal (cm )

    139'5.34 $g4899.72

    (1.905cm)

    413420.99 $g

    4708.74(1.905cm)

    4

    y

    y

    kgf

    cm

    kgf

    cm

    = =

    = =

    )s&uer:o m+8imo

    2

    ma1 2 2

    ma2 2 2

    +a!ga m/ima ($g),#fue!-o maimo=

    !ea nominal (cm )

    22173.297779.47

    (1.905cm)

    4

    21477.0' $g7535.203

    (1.905cm)

    4

    kg kg f

    cm

    kgf

    cm

    = =

    = =

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    ; De alargamiento

    1

    2

    &ongitud final&ongitud inicial de ala!gamiento= 100

    &ongitud inicial

    0.'4' 0.'ala!gamiento 100 7.''

    0.'0.'45 0.'

    ala!gamiento 100 7.50.'

    m m

    mm m

    m

    = =

    = =

    ; De reduccin de +rea

    2 2

    2 2

    1 2 2

    2 2

    2 2

    !ea inicial!ea final

    de !educcin de a!ea= 100!ea inicial

    (1.905 ) (1.18 )2.8502 1.09354 4./!ea 100 100 '1.'3

    (1.905 ) 2.8502

    4

    (1.905 ) (1.47 )

    4 4./!ea 100(1.905 )

    4

    cm cmcm cm

    cm cm

    cm cm

    cm

    = = =

    =

    2 2

    2

    2.8502 1.'971100 40.45

    2.8502

    cm cm

    cm

    = =

    %e*orte Fotogr+&ico#

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    $rimero e/aminamos la (arilla %ue (amos a ensayar& y reconocemos los datos %ue trae marcados

    0marca& numero& y (alor de la fluencia.

    *n esta imagen se muestra cuando di(idimos la probeta de # cm en tres partes iguales& lo cual indicamrcala cada 2 cm.

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    ?ealiamos el clculo del rea por medio de la diferencia de (ol,menes& cortando un tramo de 1 cm de

    (arilla.

    Con ayuda de los laboratoristas realiamos el ensayo a tensin

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    $or ultimo c)ecamos como fue %ue %uedo la (arilla despus del ensayo& "untamos ambas partes y

    (erificamos la longitud final.

    6onclusiones#

    'os materiales& en su totalidad& se deforman a una carga e/terna. =e sabe adems %ue& )asta ciercarga lmite el slido recobra sus dimensiones originales cuando se le descarga. 'a recuperacin de ldimensiones originales al eliminar la carga es lo %ue caracteria al comportamiento elstico. 'a carglmite por encima de la cual ya no se comporta elsticamente es el lmite elstico. l sobrepasar el lm

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    elstico& el cuerpo sufre cierta deformacin permanente al ser descargado& se dice entonces %ue sufrido deformacin plstica. *l comportamiento general de los materiales ba"o carga se puede clasificcomo d,ctil o frgil seg,n %ue el material muestre o no capacidad para sufrir deformacin plstica. 'materiales d,ctiles e/)iben una cur(a *sfuero - Deformacin %ue llega a su m/imo en el punto dresistencia a la tensin. *n materiales ms frgiles& la carga m/ima o resistencia a la tensin ocurre el punto de falla. *n materiales e/tremadamente frgiles& como los cermicos& el esfuero de fluencia&resistencia a la tensin y el esfuero de ruptura son iguales.'a deformacin elstica obedece a la 'ey de Boo7e. 'a constante de proporcionalidad * llamada mdude elasticidad o de oung& representa la pendiente del segmento lineal de la grfica *sfuero

    Deformacin& y puede ser interpretado como la rigide& o sea& la resistencia del material a la deformacielstica. *n la deformacin plstica la 'ey de Boo7e de"a de tener (alide.

    umero de

    probeta

    *sfuero de

    fluencia

    nominal

    *sfuero de

    fluencia

    obtenido

    Dimetro

    nominal

    Dimetro

    obtenido

    12

    4200 kg

    cm

    24899.72

    kg

    cm

    1.;! cm 1.;3 cm

    224200

    kg

    cm 24708.74

    kg

    cm

    1.;! cm 1.;3 cm

    *n la tabla anterior se puede obser(ar los (alores nominales y calculados de las probetas de (arilla %u

    se ensayaron& se puede (er %ue los datos nominales son muy seme"antes a los calculados. =e pued

    concluir %ue estas (arillas cumplen con los parmetros establecidos en las normas y %ue es factible

    ocupacin en la construccin considerando los datos comerciales mane"ados.