laboratorio -acero-tecnología de los materiales

I. TÍTULO: EL ACERO

LABORATORIO Nº 11: EL ACERO

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

TECNOLOGIA DE LOS MATERIALES

INFORMES PRACTICOS

DOCENTE:

ING. CIP. JANET V. SAAVEDRA VERA

INTEGRANTES:

ALBERTO RODRIGUEZ ELIZABETH

ESTRADA AYALA XIOMARA

INGENIERIA

CIVIL

IV CICLO

E.A.P.INGENIERÍA CIVILTecnología de los Materiales

IV CICLOFACULTAD DE INGENIERIA

II.OBJETIVOS

2.1. Objetivos Generales

“Reconocer los diferentes diámetros de aceros corrugados estructurales para la Construcción.”

2.2. Objetivos Específicos

Identificar los diámetros de las muestras de acero traídos.

Realizar la evaluación de pesos nominales de los aceros corrugados.

Realizar la verificación de pesos nominales de las muestras con respecto a los pesos estándares de acero Arequipa o Siderperu.

III. MARCO TEORICO

El concreto es un material débil en tracción, por lo tanto se le usa

junto con acero de refuerzo capaz de resistir los esfuerzos de tracción. Por

ejemplo, en una viga sometida a flexión, el concreto se encarga de resistir

las compresiones y las barras de acero longitudinal, colocadas cerca de la

superficie en tracción, se encargan de resistir las tracciones originadas por

la flexión. Adicionalmente se suele colocar refuerzo transversal, en la

forma de estribos, que ayudan a resistir los esfuerzos de tracción diagonal

en el concreto causados por las fuerzas cortantes.

Para que el acero trabaje de manera efectiva es necesario que exista

una fuerte adherencia entre el concreto y el acero, para asegurar que no

ocurran movimientos relativos (deslizamientos) entre las barras de

refuerzo y el concreto circundante. Esta unión o adherencia, proviene

básicamente de tres fuentes: de la adhesión del tipo químico que

existe en la inter fase entre el acero y el concreto, de la rugosidad natural

que tienen las superficies del refuerzo de acero laminado en caliente y de

las corrugaciones (resaltes) con las cuales se fabrican las barras de

refuerzo corrugadas.



El acero de refuerzo estructural

es un material producto de la aleación

de hierro, carbono y pequeñas

cantidades de silicio, fósforo, azufre y

oxígeno, cuya variación en su

contenido le aporta características

específicas al material. Las barras de

acero estructural son piezas de acero

laminado, de sección transversal circular, hexagonal o cuadrada. Se

clasifican de acuerdo a su límite de fluencia (grado) y a su acabado (lisa o

corrugada). Este material es utilizado en la construcción para agregar

resistencia a otro material.

2.1 CLASIFICACION DE ACEROS

Las armaduras para el concreto serán de acero y se clasifican en:

a) Barras Lisas:

Son recomendables para aquellos casos en los que se necesita realizar

fácilmente las operaciones de doblado y desdoblado, o en los que se

necesite barras cilíndricas de superficie lisa.

b) Barras Corrugadas:

Se entiende como barras de acero corrugadas a las que presentan

resaltes o estrías que por sus características mejoran su adherencia al

concreto. El acero que se emplea en el país para concreto armado es el

producido por Siderperu o Arequipa, de sección circular y corrugada de

grado 60, cuyo punto de fluencia es de 4200 kg/cm2 (fy). Su

longitud es de 9.00 ml.



CARACTERÍSTICAS DE LAS VARILLAS CORRUGADAS

Designación

Diámetro

(in)

Diámetro

(mm)

Área (cm2)

Peso (kg/m)

Observaciones

234568

11

1/43/81/25/83/41

1 3/8

6.49.512.715.919.125.435.8

0.320.711.292.002.845.1010.06

0.2500.5600.9941.5522.2353.9737.907

Liso

6 mm (*)8

mm12 mm

6812

0.280.501.13

0.2220.3950.888

Ac. ArequipaAc. Arequipa – Ac. SiderperuAc. Arequipa – Ac. Siderperu

79

101418

7/81 1/81 1/4

1 11/162 1/4

22.228.732.343.057.3

3.876.458.1914.5225.81

3.0425.0606.40411.38020.240

No disponibleNo disponible No disponible No disponible No disponible

IDENTIFICACION DE LAS BARRAS



a. CALIDADES DEL ACERO DE REFUERZO

Las principales características que deben tener los aceros de

refuerzo, están descritas en la Norma Peruana en el artículo 3.4 y en ACI-

02 artículo 3.5.

Los aceros de refuerzo que se producen en el Perú (Siderperu, Aceros

Arequipa) deben cumplir con alguna de las siguientes Normas:

Norma Peruana Itintec 341.031-A-42. Acero Grado 60.

Norma ASTM A615. Acero Grado 60.

Norma ASTM A706. Acero de baja aleación, soldable. Grado 60.

La Norma ASTM 615 cubre los aceros de refuerzo que se utilizan con

mayor frecuencia, en nuestro medio son prácticamente los únicos que

utilizamos. La citada Norma, no limita la composición química de los

aceros, salvo el contenido de fósforo.

La Norma ASTM 706 cubre los aceros para aplicaciones especiales en

las cuales la soldabilidad, la facilidad de doblado y la ductilidad, sean

consideraciones importantes para la elección del acero. Limita la

composición química del acero de tal modo que el carbono equivalente

sea menor que el 0.55%. El carbono equivalente se calcula en función del

contenido de Carbono, Manganeso, Cobre, Níquel, Cromo, Molibdeno y

Vanadio.



Las calidades del acero que cubre la Norma ASTM y que es posible

emplear, como refuerzo para el concreto, se resumen en la tabla 3-2. Se

indica el esfuerzo de fluencia (fy) mínimo y máximo, el esfuerzo máximo o

último (fu) mínimo, a este último también se le denomina resistencia a la

tracción (tensile strength).

Cabe resaltar que en el Perú, tanto Acero Arequipa S.A. como

Siderperu, los únicos productores de acero corrugado, solo fabrican acero

de refuerzo Grado 60. La mayoría del acero disponible en nuestro medio,

se ajusta a la Norma ASTM A615. Aceros Arequipa, bajo pedido, fabrica

acero A706 solo en los diámetros de 5/8”, 3/4” y 1”. Este acero es

soldable, desgraciadamente es más caro que el A615 y su uso no se ha

difundido.

b. PROPIEDADES DE LAS BARRAS GRADO 60

Características Mecánicas – ASTM A615:

fy min = 4,200 kg/cm2 (fluencia nominal, valor mínimo). fu min = 6,300 kg/cm2 (esfuerzo máximo o último o

resistencia a la tracción). Es ≈ 2’000,000 kg/cm2 (módulo de elasticidad). Deformación en el inicio de la fluencia εy = (fy / Es). ≈ 0.0021 Longitud de la plataforma de fluencia = variable. Deformación de rotura >> Deformación de fluencia (30 a 40

veces). Elongación a la rotura entre el 7% y 9% (Tabla 3-3). Coeficiente de dilatación ≈ 11x10-6 1/C°. Valor muy parecido

al del concreto el cual es ≈ 10x10-6 1/C°. Ambos coeficientes de dilatación dependen de la temperatura.



2.4 IMPORTANCIA DEL PESO CORRECTO EN EL FIERRO

CORRUGADO

La construcción en concreto armado, se debe llevar a cabo dentro de

un contexto de Normas, con requisitos mínimos para los diversos

materiales, para procedimientos constructivos y también para el diseño

estructural con la finalidad de asegurar un nivel mínimo de calidad en las

edificaciones a construirse, de manera que puedan ofrecer a quienes lo

habitan, seguridad, comodidad y buena calidad de vida.

El fierro corrugado, cumple la función de reforzar el concreto, y es

utilizado para formar lo que denominamos “estructura” de la edificación,

la cual debe soportar los diferentes tipos de fuerzas que actuarán sobre

ella: peso propio, el peso de los ocupantes, fuerzas sísmicas, fuerzas de

los vientos, etc.

La fabricación del fierro corrugado está formada por los reglamentos

ASTM A 615 Grado 60 y la Norma Técnica Peruana NTP 341.031 2001.

Estas normas establecen las diversas características del producto entre las

que podemos citar como más importantes las

Siguientes:

La composición química

1. Las propiedades mecánicas del acero:

Límite de fluencia (fy) Resistencia a la tracción (R) Relación R/fy (ductilidad) Alargamiento a la rotura Doblado a 180º

2. Las corrugas, su forma y geometría.

3. El peso métrico y su variación permisible.



Peso métrico del fierro corrugado

Asimismo, se establece la variación permitida para este peso métrico

nominal: “Las barras con resaltes para concreto armado, serán evaluadas

sobre la base de su masa (peso) nominal. La variación permisible no

deberá exceder 6% por debajo de su masa (peso) nominal”. De esta

forma, la norma establece el peso mínimo de las barras.

Durante el proceso de fabricación del fierro corrugado, el fabricante

deberá verificar que

Todas sus barras cumplen con esta restricción importante de la

norma.

¿Qué pasaría si esta variación permisible se descontrola, se excede?

¿Afectaría las otras Propiedades de la barra? Veamos:

El diámetro con que es designada cualquier barra corrugada es igual

al de una barra lisa circular (ver figura D-1) que tiene el mismo peso por

metro de longitud en toda su extensión. Por ejemplo una barra corrugada

de 3/8” tiene un peso nominal igual al de una barra lisa circular con ese

diámetro 3/8” (cabe indicar que el diámetro de la barra corrugada no

puede ser medido directamente debido a su forma irregular).



Si la barra corrugada perdiera peso, el diámetro que le corresponde

disminuirá dado que la barra lisa circular equivalente deberá tener un

peso menor y también un diámetro menor. Entonces la barra corrugada

con menos peso tendrá menor área transversal y por tanto menos

resistencia.

Si el peso de la barra es inferior al límite mencionado (6% debajo del

peso nominal), la barra no debe ser utilizada en una construcción dada su

menor área y menor resistencia a las fuerzas.

Comprobar el peso métrico de una barra corrugada es bastante

sencillo, se puede efectuar en la misma obra:



Se corta un metro de barra del diámetro que se desee. Se pesa en una balanza bien calibrada y por último Se compara con los valores de la tercera columna del cuadro

anterior.

IV. MATERIALES Y EQUIPOS

Balanza

Una botella de jugo

Agua de mar

1Lija

Fierro de diferentes diámetros (3 muestras de cada una)

1. 6 mm (ACEROS AREQUIPA)

2. 8 mm (SIDERPERU)

3. ½’’ (ACEROS AREQUIPA)

4. 3/8’’ (SIDERPERU)



ENSAYO Nº01: VERIFICAR LAS CARACTERISTICAS

DE LAS BARRAS DE ACERO

BARRA DE 6 mm (ACEROS AREQUIPA)

3 Muestras de aproximadamente 10 cm de longitud

Medimos el diámetro de cada una de las muestras

Medimos la longitud de cada una de las muestras

Pesamos cada una de las muestras

V.PROCEDIMI

ENTO



BARRA DE ½ ‘’ (ACEROS AREQUIPA)







BARRA DE 8 mm (SIDERPERU)







BARRA de 3/8’’ (SIDERPERU)

3 Muestras de aproximadamente 10 cm de

longitud






ENSAYO Nº02: OXIDACIÓN

BARRA DE 6mm,8 mm , 1/2 ’’ ,3/8’’

Introducimos en la botella( con agua de mar) las barra de acero

de cada diámetro.

Después de 72 horas obtenemos los resultados .



Muestras después de las 72 horas en agua de mar .

COMPARACIÓN CON LAS MUESTRAS EN BUEN ESTADOBARRA DE FIERRO DE 6 mm



BARRA DE FIERRO DE 8 mm

BARRA DE FIERRO DE 1/2 mm



MEDIMOS EL DIÁMETRO Y LA LONGITUD DE CADA MUESTRA DESPUES DE HABER SIDO DEJADA EN AGUA.

PESAMOS CADA MUESTRA DESPUES DE HABER SIDO DEJADA EN AGUA.



ENSAYO Nº03: ANALIZAMOS UNA BARRA DE

FIERRO EN MAL ESTADO (1/2’’ ACEROS

AREQUIPA)

BARRA DE ½ ‘’ (ACEROS AREQUIPA)

1 Muestra de aproximadamente 10 cm de longitud

Medimos el diámetro de la de las muestra

Medimos la longitud de la muestra Pesamos la muestra



CON LA AYUDA DE UNA LIJA QUITAMOS EL ÓXIDO CONTENIDO EN LA BARRA DE FIERRO DAÑADA

IMAGEN LUEGO DE LIMPIARLA ,LUEGO PROCEDEMOS A PESARLO.

VI.CÁLCULOS

Y



ENSAYO Nº1

DATOS DEL LABORATORIO

BARRA 6mm-AREQUIPA DIAMETRO LONGITUD PESO

I 6mm 99mm 0,019

II 6mm 100mm 0,021

III 6mm 90mm 0,023

PROMEDIO 6mm 96,333mm 0,021

BARRA 1/2 ''-AREQUIPA DIAMETRO LONGITUD PESO

I 12mm 96mm 0,083

II 12mm 102mm 0,089

III 12mm 101mm 0,087


BARRA 8mm-SIDERPERU DIAMETRO LONGITUD PESO

I 8mm 99mm 0,037

II 8mm 100mm 0,038

III 8mm 90mm 0,034


BARRA 3/8 ''-SIDERPERU DIAMETRO LONGITUD PESO

I 10mm 98mm 0,054

II 10mm 100mm 0,054

III 10mm 95mm 0,052




CALCULO DE LOS PESOS EN Kg/m

BARRA 96,333 mm 0,021kg/m6mm 1000 mm X

X= 0,218 kg/m

PESO EN Kg/m, SEGÚN LAS NORMAS ESTABLECIDAS ES DE 0,22

BARRA 99,667 mm 0,0863 kg/m

1/2'' 1000 mm X

X= 0,866 kg/m

PESO EN Kg/m ,SEGÚN LAS NORMAS ESTABLECIDAS ES DE 0,994

BARRA 96,333 mm 0,0363 kg/m

8mm 1000 mm X

X= 0,377 kg/m


BARRA 97,667 mm 0,0533 kg/m

3/8'' 1000 mm X

X= 0,546 kg/m




ENSAYO Nº2:ÓXIDO

VARILLA 6mm-AREQUIPA

DIAMETRO LONGITUDPESO (Kg)

ANTES 6mm 99mm 0,019

DESPUES 6mm 99mm 0,026

VARIACIÓN DE PESO : 0,007 kg

VARILLA 1/2 ''-AREQUIPA

DIAMETRO LONGITUDPESO (kg)




VARILLA 8mm-SIDER

DIAMETRO LONGITUDPESO (kg)






ENSAYO Nº3

MUESTRA DE FIERRO PASADO POR INTEMPERISMORESULTADOS DESPUES DE QUITAR EL OXIDO

ACUMULADO

VARILLA 1/2 ''-AREQUIPA

DIAMETRO LONGITUDPESO kg



VARIACIÓN DE PESOS EN 0,001 Kg



Se realizó de manera ordenada y con los materiales necesarios los pesos nominal y diámetros de los distintos fierros empleados en el laboratorio (1/2”, 8 mm, 1/4” aceros Arequipa y Siderperu respectivamente).

Las barras de acero traídas presentan diferentes tonos de color y olor después de sumergirlos por 24 horas en agua de mar, en este caso todas las muestras presentan un color negruzco.

Se realizó una comparación entre los distintos pesos nominales y diámetros de los aceros corrugados de Siderperu y aceros Arequipa según el reglamento nacional de edificaciones.

Se debe tener mucho cuidado al pesar las barras de acero traídas, ya que se debe tener el laboratorio cerrado para que el aire que circule no aumente nuestras medidas.

Utilizar los materiales adecuados en el laboratorio para no tener ningún error en nuestros cálculos y resultados de nuestros diámetros nominales y pesos.

Tener en cuenta, cuanta contaminación presenta el agua de mar (extraído del mar de coishco), ya que una posible indicación del grado de contaminación del agua de mar puede llegar a establecerse por su velocidad de corrosión.

VII.CONCLUSI

ONES

VIII.RECOMEN

DACIONES



LLORCA, A. (2008). Corrosión de armaduras en estructuras de hormigón. México: universidad autónoma.

CRESPO, S. (2010).materiales de construcción para la edificación y obra civil. España: editorial club universitario.

http://www.sider.com.pe

http://www.ingenieria.unam.mx/~luiscr/ECyM_43327/ACERO_REFUERZO.pdf

http://www.acerosarequipa.com

IX.BIBLIOGRA

FIA

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