Prueba de revenimiento del Concreto

Manual de prácticas de concreto y acero de refuerzo

Alejo Reyes Gianni Valerie Página 0

Índice

Introducción ................................................................................................................................................1 Antecedentes Composición.................................................................................................................................................2 Componentes Básicos Del Concreto Hidráulico..............................................................................4 Diseño Y Proporcionamiento Del Concreto Hidráulico Naturaleza Del Concreto..........................................................................................................................6 Definición De Cemento Pórtland.........................................................................................................10 Pruebas Físicas Que Deben Efectuarse En La Elaboración Del Concreto.............................13 Ensaye De Fabricación Del Mortero De Concreto........................................................................14 Ensaye Del Revenimiento En La Mezcla De Concreto.................................................................18 Tabla de revenimiento más usual según el tipo de obra A que se destinará el concreto..............................................................................................................21 Ensaye Del Peso Volumétrico Del Concreto Fresco.......................................................................22 Elaboración De Probetas Para Evaluar La Resistencia A La Compresión Del Concreto Hidráulico....................................................................................................................................................24 Ensaye De Curado Del Concreto Hidráulico.................................................................................26 Ensaye De Probetas De Concreto Para Determinar La Resistencia A La Compresión A Los 7 Días...............................................................................................................................................................27 Ensaye De Probetas De Concreto Para Determinar La Resistencia A La Compresión A Los 14 Días........................................................................................................................................................30 Acero De Refuerzo Para Concreto Hidráulico Características Del Acero De Refuerzo.33 Definición De La Varilla Corrugada De Acero............................................................................35 Las Varillas De Acero De Refuerzo Por Su Procedencia Y Calidad Se Clasifican...........36 Marcas Que Algunos Fabricantes Ponen Al Laminar Su Varillas.........................................37 Muestreo De Productos De Acero Para Pruebas Físicas Requisitos De Calidad Ensaye De Doblado De Varilla De Acero Corrugada................................................................39 Ensaye De Sanidad En Una Varilla De Acero Corrugada........................................................41 Ensaye De Tensión Y Alargamiento En La Varilla De Acero Corrugada............................43 Ensaye De Densidad De La Varilla De Acero Corrugada.........................................................45 Ensaye De Corrugación De La Varilla De Acero Corrugada...................................................46 Anexos .........................................................................................................................................................49 Conclusión Y Bibliografía......................................................................................................................52


En los últimos 50 años, el concreto ha ido evolucionando en lo que respecta a su utilización. Actualmente, es el material de construcción más empleado a nivel mundial. La versatilidad de formas que pueden obtenerse de él, sus propiedades físicas y mecánicas para su función estructural (concretos de alta resistencia), como la economía en su fabricación hace de éste, un objeto de estudio continúo. Para su fabricación, el concreto necesita de materias primas, tales como: Cemento Portland, agua, agregados, aditivos y/o adiciones. Esto ha llevado a que en el transcurso de los años se dedique una especial atención a la calidad de la materia prima para fabricarlo. Para nuestro caso, es el de investigar una alternativa viable de uno de los materiales que conforman el concreto hidráulico y que satisfaga las normas de calidad de éste. Por la situación actual que vive el país, debido al crecimiento urbano y vial que está en apogeo, se buscan nuevas fuentes de obtención de materiales para elaboración del concreto. Las opciones de mayor utilización, son: los ríos y planicies aluvionales, de donde se obtienen los agregados finos y cantos rodados; pero el número de ríos explotables son pocos ya que la mayoría se encuentran contaminados, por lo tanto en este trabajo se verificará el comportamiento del concreto hidráulico usando la arena tomada de Santo Domingo y ver que tanto puede influenciar. En el siguiente trabajo presentado, se efectuarán ensayos y pruebas de comportamiento del concreto hidráulico y el acero, producto de la elaboración en el laboratorio de mecánica de suelos de la Facultad de Ingeniería así como llevar el control de cada uno de los procesos a efectuar, al igual que el comportamiento del concreto hidráulico en estado fresco y seco. La finalidad es el de obtener resultados comparativos que nos permitan determinar si es factible la utilización de este tipo de concreto hidráulico así como la calidad del acero mediante el proporcionamiento de los materiales así como agua, cemento y arena y estándares de calidad del acero.


ANTECEDENTES El Concreto, es un material artificial utilizado en ingeniería que se obtiene mezclando cemento Pórtland, agua, algunos materiales bastos como la grava y otros refinados, y una pequeña cantidad de aire. El concreto es casi el único material de construcción que llega en bruto a la obra. Esta característica hace que sea muy útil en construcción, ya que puede moldearse de muchas formas. Presenta una amplia variedad de texturas y colores y se utiliza para construir muchos tipos de estructuras, como autopistas, calles, puentes, túneles, presas, grandes edificios, pistas de aterrizaje, sistemas de riego y canalización, rompeolas, embarcaderos y muelles, aceras, silos o bodegas, factorías, casas e incluso barcos. Otras características favorables del concretoson su resistencia, su bajo costo y su larga duración. Si se mezcla con los materiales adecuados, el hormigón puede soportar fuerzas de compresión elevadas. Su resistencia longitudinal es baja, pero reforzándolo con acero y a través de un diseño adecuado se puede hacer que la estructura sea tan resistente a las fuerzas longitudinales como a la compresión. Su larga duración se evidencia en la conservación de columnas construidas por los egipcios hace más de 3.600 años.

COMPOSICIÓN Los componentes principales del concreto son pasta de cemento Pórtland, agua y aire, que puede entrar de forma natural y dejar unas pequeñas cavidades o se puede introducir artificialmente en forma de burbujas. Los materiales inertes pueden dividirse en dos grupos: materiales finos, como puede ser la arena, y materiales bastos, como grava, piedras o escoria. En general, se llaman materiales finos si sus partículas son menores que 6,4 mm y bastos si son mayores, pero según el grosor de la estructura que se va a construir el tamaño de los materiales bastos varía mucho. En la construcción de elementos de pequeño grosor se utilizan materiales con partículas pequeñas, de 6,4 mm. En la construcción de presas se utilizan piedras de 15 cm de diámetro o más. El tamaño de los materiales bastos no debe exceder la quinta parte de la dimensión más pequeña de la pieza de concreto que se vaya a construir.

En condiciones normales el concreto se fortalece con el paso del tiempo. La reacción química entre el cemento y el agua que produce el endurecimiento de la pasta y la compactación de los materiales que se introducen en ella requieren tiempo. Esta reacción es rápida al principio pero después es mucho más lenta. Si hay humedad, el concreto sigue endureciéndose durante años. Por ejemplo, la resistencia del concreto vertido es de


70.307 g/cm2

al día siguiente, 316.382 g/cm2

una semana después, 421.842 g/cm2

al mes

siguiente y 597.610 g/cm2

pasados cinco años.

Las mezclas de concreto se especifican en forma de relación entre los volúmenes de cemento, arena y piedra utilizados. Por ejemplo, una mezcla 1:2:3 consiste en una parte por volumen de cemento, dos partes de arena y tres partes de agregados sólidos. Según su aplicación, se alteran estas proporciones para conseguir cambios específicos en sus propiedades, sobre todo en cuanto a resistencia y duración. Estas relaciones varían de 1:2:3 a 1:2:4 y 1:3:5. La cantidad de agua que se añade a estas mezclas es de 1 a 1,5 veces el volumen de cemento. Para obtener concreto de alta resistencia el contenido de agua debe ser bajo, sólo el suficiente para humedecer toda la mezcla. En general, cuanta más agua se añada a la mezcla, más fácil será trabajarla, pero más débil será el concreto cuando se endurezca.

El concreto puede hacerse absolutamente hermético y utilizarse para contener agua y para resistir la entrada de la misma. Por otra parte, para construir bases filtrantes, se puede hacer poroso y muy permeable. También puede presentar una superficie lisa y pulida tan suave como el cristal.

También se puede fabricar concreto de sólo 481 kg/m3

utilizando agregados ligeros especiales y espumas. Estos concretos ligeros flotan en el agua, se pueden serrar en trozos o clavar en otras superficies.

Para pequeños trabajos o reparaciones, puede mezclarse a mano, pero sólo las máquinas mezcladoras garantizan una mezcla uniforme. La proporción recomendada para la mayoría de usos a pequeña escala —como suelos, aceras, calzadas, patios y piscinas— es la mezcla 1:2:3. Cuando la superficie del concreto se ha endurecido requiere un tratamiento especial, ya sea salpicándola o cubriéndola con agua o con materiales que retengan la humedad, capas impermeables, capas plásticas, arpillera húmeda o arena. También hay pulverizadores especiales. Cuanto más tiempo se mantenga húmedo el concreto, será más fuerte y durará más. En época de calor debe mantenerse húmedo por lo menos tres días, y en época de frío no se debe dejar congelar durante la fase inicial de endurecimiento. Para ello se cubre con una lona alquitranada o con otros productos que ayudan a mantener el calor generado por las reacciones químicas que se producen en su interior y provocan su endurecimiento.


Componentes básicos del concreto hidráulico. Los agregados generalmente se dividen en dos grupos: finos y gruesos. Los agregados finos consisten en arenas naturales o manufacturadas con tamaños de partícula que pueden llegar a ser desde .15mm hasta los 10mm aproximadamente; los agregados gruesos son aquellos cuyas partículas se retienen en la malla No.16 y pueden llegar hasta 152mm, el tamaño máximo del agregado que se emplea Comúnmente es el de19mm o el de 25mm. El aglutinante está compuesto de cemento Pórtland, agua y aire atrapado o incluido intencionalmente. Por lo general, la pasta constituye: entre el 25% al 40 % del volumen total de concreto. Las siguientes gráficas muestran cuatro tipos de mezclas distintas (con aire y sin aire incluido), en donde se muestran los porcentajes ideales en donde el volumen absoluto del cemento está comprendido usualmente entre el 7% y el 15% y el agua entre el 14% y el 21%. En concretos con aire incluido, este puede representar hasta el 8% del volumen de la mezcla, dependiendo del tamaño máximo del agregado grueso. Como los agregados constituyen aproximadamente entre 60% a 75% del volumen total del concreto, su selección es importante (la selección debe ser importante no por el porcentaje del volumen, sino porque son los elementos fundamentales).

Estos deben tener en las características de la composición de sus partículas unaresistencia adecuada así como resistencia a condiciones de exposición a la intemperiepues si llegaran a contener impurezas podrían causar deterioro del concreto. Paratener un uso eficiente del aglutinante (cemento y agua, aire), se requiere contar con una granulometría continua en tamaños de partículas. La calidad del concreto depende en gran parte del aglutinante. En un concreto elaborado debidamente, cada partícula de agregado está cubierta con este en toda su dimensión, al igual que todos los espacios entre partículas de agregado.


Para cualquier conjunto especifico de materiales y condiciones de curado (mantener la humedad en el concreto debido a las reacciones de hidratación del cemento), la cantidad de concreto endurecido esta determinada por la cantidad de agua utilizada con relación a la cantidad de cemento. En este punto se debe tener la precaución de que, aunque no hay un límite mínimo especificado de agua en las mezclas, hay que proporcionar la suficiente a estas para que sean manejables y cubran todas las partículas de los agregados cuidando en todo momento que la cantidad no llegue a ser tan pobre que eche a perder la pasta. A continuación se presenta algunas ventajas que se obtienen al reducir el contenido de agua en el concreto:

Aumenta la resistencia a la compresión y a la flexión. Es menos permeable, y como consecuencia tiene mayor hermeticidad y menor

absorción. Se incrementa la resistencia al intemperismo. Logra una unión más efectiva entre capas sucesivas y entre el concreto y el refuerzo. Se reducen las tendencias de agrietamientos por contracción.

Entre menos agua se utilice se tendrá una mejor calidad de concreto, siempre y cuando se pueda consolidar adecuadamente. Menores cantidades de agua de mezclado resultan en mezclas más rígidas y difíciles de manipular; pero con vibración, aún estas mezclas pueden ser fácilmente manipulables. Para una calidad dada de concreto, las mezclas más rígidas son las más económicas. Por lo tanto, la consolidación del concreto por vibración permite una mejora en la calidad de este mismo y en la economía. Las propiedades del concreto en estado fresco (plástico), se pueden modificar agregando aditivos, generalmente se añaden en forma liquida durante su mezcla. Los aditivos se usan comúnmente para: 1) Acelerar o retardar el tiempo de fraguado o endurecimiento. 2) Reducir la demanda de agua. 3) Aumentar la trabajabilidad. 4) Incluir intencionalmente aire 5) Ajustar otras propiedades del concreto.


Después de un proporcionamiento adecuado así como, mezclado, colocación, consolidación, acabado y curado, el concreto endurecido se transforma en un material de construcción resistente, tanto a las fuerzas a las que este expuesto como a la intemperie, no combustible, durable, con resistencia al desgaste y prácticamente impermeable que requiere poco o nulo mantenimiento. El concreto es un excelente material de construcción porque puede moldearse de diversas formas y obtener los acabados requeridos, entre otras aplicaciones. DISEÑO Y PROPORCIONAMIENTO DEL CONCRETO HIDRÁULICO. Podemos definir al concreto como un material artificial (piedra artificial) que resulta de la unión de los otros materiales llamados agregados. Estos se divide en agregados inertes. Son activos el agua y el cemento que al unirse provocan una reacción química formándose una lechada, la cual fragua y endurece hatsa alcanzar gran solidez. Son agregados inertes la arena y la grava que forman el esqueleto del concreto con la finalidad de abaratarlo y disminuir la reacción del fraguado. Se conoce con el nombre de concreto reforzado, al concreto que lleva un refuerzo metálico cuya función es la de absorber esfuerzos de tensión que el concreto simple no sería capaz. El peso volumétrico para concreto simple se encuentra entre 2000 y 2400 kg/cm2, y para el concreto armado va de 23000 a 2400 kg/cm3 NATURALEZA DEL CONCRETO En el análisis de una muestra de concreto ordinario, no endurecido se deben encontrar 4 componentes principales, cuyas proporciones relativas en volumen resultan dentro del intervalo siguiente: Agregados 60 a 80% Agua 12 a 20% Cemento 6 a 16% Aire 1 a 6% La reunión mezcla de los 3 primeros constituyen el llamado concreto fresco, el 4to componente ( el aire) es un componente natural cuya incorporación al concreto fresco se


produce en la acción de mezclado, si solamente se trata del aire que resulta atrapado normalmente puede esperarse que represente alrededor del 1% del volumen del concreto. Si en cambio se trata de aire que en ocasiones se requiere incluir en forma intencional y es necesario incorporarlo de un 5to componente (aditivo) el aire producido puede llegar a ocupar hasta el 6% del volumen. Auque los agregados pueden llegar a constituir hasta 80 % del volumen, en numerosas a las características de las pastas (lechada) que se encuentran en minoría los que determinan el comportamiento del concreto. Para fines de supervisión el concreto debe considerarse como un cuerpo heterogéneo integrado por 3 componentes (agregados pétreos, agua y cemento) de cuya calidad individual y grado de participación en el conjunto depende en forma directa la calidad del producto resultante. PLASTICIDAD DEL CONCRETO La plasticidad en la mezcla de concreto se mide con alturas de revenimiento la cual se obtiene mediante el siguiente proceso o prueba de revenimiento: En un molde de forma tronco- cónica y con las medidas indicadas, se coloca en una superficie plana, horizontal y limpia, para continuación llenarlo con la mezcla de concreto en 3 capas de igual espesor, apisonando cada capa con una varilla punta de bala 25 veces. Terminado este proceso se enraza el concreto al nivel del borde superior y se quita el molde jalándolo cuidadosamente hacia arriba. Al quitar el molde tenderá a deformarse según su fluidez. La diferencia entre la altura del molde y la final de la mezcla fresca, se denomina altura de revenimiento y se expresa en centímetro. Desde luego hay que tener presente que no todos los elementos estructurales fabricados con concretos necesitan mezclas de igual plasticidad, esto irá en función de la trabajabilidad y del acero de refuerzo.


FRAGUADO DEL CONCRETO Una vez que el cemento y el agua entran en contacto, se inicia una reacción química que determina el paulatino endurecimiento de la mezcla, mientras exista agua en contacto con el cemento, progresa el endurecimiento del concreto. El fraguado de la pasta de cemento es un proceso físico-químico mediante el cual pasa de un estado de plasticidad inicial a otro de cierta rigidez y firmeza. Aunque la pata es este último estado, puede manifestar una ligera resistencia, para fines prácticos se acostumbra distinguir la etapa de fraguado de la adquisición de resistencia. Se considera que la etapa de fraguado se inicia en el momento en que el cemento entra en contacto con el agua y termina cuando la pasta se convierte en cuerpo rígido capaz de resistir una presión arbitraria. Durante la fabricación del concreto interesa que el fraguado no ocurra demasiado rápido, de tal suerte que se tenga suficiente tiempo para mezclarlo, transportarlo, y acomodarlo en moldes. Tampoco conviene que el fraguado resulte demasiado lento porque las operaciones subsecuentes de desmolde y puesta en servicio en la obra sufriría retrasos. El proceso de fraguado es muy susceptible de cambiar con las variaciones de temperatura ambiente, con algunas bajas las retardan y las altas las aceleran. Otros aspectos que pueden influir ligeramente el fraguado corresponden a su finura. Los cementos molidos más finamente tienen cierta tendencia a fraguar más pronto, este es el paso del cemento tipo lll, que presenta un tiempo de fraguado más leve que los demás. En este aspecto es importante no confundir el fraguado con la resistencia, con mayor rapidez que otros pero a partir del momento en que haya fraguado. Resumiendo podemos decir que antes que su total endurecimiento, la mezcla del concreto experimenta dos etapas dentro de su proceso general que son el fraguado inicial y el fraguado final. El primero corresponde cuando la mezcla pierde su plasticidad volviéndose difícilmente trabajable, conforme la mezcla continua endureciendo, esta llegará a su segunda etapa alcanzando una dureza tan apreciable, que la mezcla entra ya en su fraguado final. El tiempo de fraguado es el mismo para todos los cementos y oscila entre 50 y 60 minutos el fraguado final se estima en unas 9 a 10 horas. Se recomienda no hacer un vaciado de concreto después de pasados 30 minutos de ser fabricada la revoltura.


CURADO DEL CONCRETO Es la protección que se le da al concreto para evitar la pérdida de agua o reponer la que se pierde durante los primeros días en que fue fabricado y colocado. Esta operación es sumamente importante, pues de un buen curado dependerá finalmente la resistencia que alcanzará el concreto. Las técnicas para efectuar el curado son muy variadas y van desde las que se consisten en cubrir la superficie con una película impermeable a base de asfalto, alquitrán, silicato de sodio, étc. Teniendo como finalidad conservar el agua que se usó en la preparación de la revoltura, hasta la más sencilla que es la de irrigar con agua la superficie colada, logrando con esto conservar húmedas las partes coladas en la que el concreto tomará el agua que necesita para su adecuada hidratación. En algunas ocasiones también se procede a colocar en las superficies coladas una tela de yute húmeda tapándolo posteriormente con un nylon o plástico. PERMEABILIDAD DEL CONCRETO En la preparación de un concreto, los agregados dejan cierta cantidad de poros vacíos, que difícilmente son llenados totalmente por la mezcla del cemento o agua, en consecuencia esos vacíos permiten el paso de agua a mayor o menos escala según el colado del concreto haya sido realizada correcta o incorrectamente. Desde luego que en la mayoría de las obras construídas con concreto armado no es necesario la impermeabilización total del mismo y en los casos particulares que la obra si lo requiera, puede incrementarse esta por otros métodos como la incorporación de aditivos impermeables. RESISTENCIA MECÁNICA Para fines prácticos se considera que a partir de que el momento en que la mezcla se encuentra fraguada, se inicia un proceso mediante el cual ésta mezcla adquiere nuevas propiedades entre las cuales sobresalen, su adquisición de resistencia mecánica, la cual puede definirse como la capacidad para resistir fuerza de diversas índole sin menoscabo de su integridad. Estas fuerzas que en el curso de servicio suele confrontar la mezcla, generan acciones muy variada naturaleza que puede manifestarse como esfuerzo de compresión, tensión o cortante, graduales, instantáneos, eventuales, sostenido, sencillos y repetidos.


El Cemento Pórtland es para muchos el material de construcción más importante en esta industria, el cual es mezclado con agua, ya sea sólo o en combinación con arena, piedra u otros materiales similares, para formar una piedra artificial. Cuando el cemento se mezcla con agua y agregados finos (arena), se obtiene mortero. Cuando son agregados finos con gruesos, se conoce como concreto hidráulico. El Cemento Pórtland tiene la propiedad de que al combinarse lentamente con el agua, va fraguando, hasta formar una pasta endurecida. Debido a su interacción con el agua este tipo de material cementante también es conocido como cemento hidráulico.

PROPIEDADES DEL CONCRETO Las propiedades del concreto son sus características o cualidades básicas. Las cuatro propiedades principales son:

TRABAJABILIDAD COHESIVIDAD RESISTENCIA DURABILIDAD

El concreto tiene tres estados diferentes: plástico, fraguado y endurecido.

Estado fresco: al principio el concreto parece una “masa”. Es blando y puede ser trabajado o moldeado en diferentes formas. Y así se conserva duranre la colocación y la compactación. Las propiedades mas importantes del concreto fresco son la trabajabilidad y cohesividad. (un trabajador que pise el concreto fresco se hundirá)


Estado fraguado: Después, el concreto empieza a ponerse rígido. Cuando ya no esá blando, se conoce como FRAGUADO del concreto. El fraguado tiene lugar después de la compactación y durante el acabado. El concreto esta aguado o muy mojado puede ser fácilmente colocado, pero será más dificil darle un acabado. (un trabajador dejará huellas de sus pisadas en el concreto que está fraguando) Estado endurecido: Después de que el concreto ha fraguado empeiza a ganar resistencia y se endurece. Las propiedades del concreto endurecido son resistencia y durabilidad. (El concreto endurecido no tendrá huellas de pisadas sobre él) Trabajabilidad: El concreto rígido o seco puede ser difícil de manejar, colocar, compactar y acabar y, si no se construye apropiadamente, no será tan resistente o durable cuando finalmente haya endurecido. La prueba de revenimiento sirve para medir la trabajabilidad del concreto. La trabajabilidad es afectada por: LA CANTIDAD DE PASTA DE CEMENTO La pasta de cemento es la parte blanda o líquida de la mezcla de concreto. Mientras más pasta se mescle con los agregados gureso y fino, mástrabajable será la mezcla. LA GRANULOMETRÍA DEL AGREGADO Los agregados bien graduados, lisos y redondos, mejoran la trabajabilidad de una mezcla. Para hacer una mezcla mas trabajable se debe agregar mas pasta de cemento, usar agregados bien graduados o bien utilizar aditivos, nunca hay qur hacer mas trabajable una mezcla agregando simplemente más agua, ya que esto reduce la resistencia y durabilidad del concreto. RESISTENCIA Y DURABILIDAD El concreto bien hecho es un material naturalmente resistente y durable.


Es DENSO, razonable IMPERMEABLE AL AGUA, capaz de resistir cambios de temperatura, asi como también resistir cambios de temperatura, así como también resistir desgaste por INTEMPERISMO. La resistencia y durabilidad son afectadas por la densidad del concreto. El concreto más denso es más impermeable al agua, la durabilidad del concreto se incrementa con la resistencia. CURADO: curar el concreto significa mantener húmedo el concreto por un periodo de tiempo, para permitir que alcance la resistencia máxima. Un mayor tiempo de curado dará un concreto más durable. CLIMA: un clima más caluroso hará que el concreto tenga una mayor resistencia temprana. TIPO DE CEMENTO. Los diferentes tipos de cemento afectarán las propiedades del concreto, es decir, que tán rápida o qué tan lentamente el concreto gana resitencia. LA RELACIÓN AGUA- CEMENTO. Demasiada agua sin suficiente cemento significa que el concreto será más débil y menos durable. La relación agua-cemento (A/C) es el peso del agua dividido entre el peso del cemento. Ejemplo:


En todo el mundo se recurre al concreto como un material de construcción seguro, resistente y seguro, resistente y sencillo. Se usa todo tipo de construcciones, desde vivienda hasta conjuntos de edificios para oficinas y complejos comerciales.

A pesar del uso común del concreto, pocas personas están conscientes de las consideraciones involucradas en el diseño de un concreto resistente, durable y de lata calidad.

El concreto se hace mezclando; cemento, agua, agregados grueso y fino, aditivos (si se requieren).

El objetivo es el de mezclar estos materiales en cantidades medidas para hacer que el concreto sea fácil de; transportar, colocar, compactar, dar un acabado, y que fragüe y se endurezca, para proporcionar un producto resistente y durable.

La cantidad de cada material (es decir, cemento, agua y agregados) afecta las propiedades del concreto fresco y/o endurecido.

LA DE REVENIMIENTO. La prueba de revenimiento muestra la trabajabilidad del concreto. La trabajabilidad es una medición de qué tan fácil resulta colocar, manejar y compactar el concreto.

LA DE COMPRESIÓN. La prueba de compresión muestra la mejor resistencia posible que pueda alcanzar el concreto en condiciones perfectas. Esta prueba mide la resistencia del concreto en estado endurecido.

Las pruebas siempre deben hacerse cuidadosamente. Los resultados erróneos de una prueba pueden ser costosos. Esta prueba se debe hacer a los 7dias, 14 y 28 días para obtener la mayor resistencia de este mediante cálculos que se efectuaran al obtener los datos obtenidos como área del cilindro y la fuerza aplicada.


Objetivo: Elaborar una mezcla de concreto que cumpla con las especificaciones y con la calidad adecuada para proceder a ensayarla en otras pruebas.

Material:

Balanza Pala Materia prima: Arena, grava, cemento y agua Revolvedora Moldes.- deberán ser moldes de metal, de forma cilíndrica, con todos sus aditamentos

y estar totalmente limpios por dentro y por fuera. Estopa Aceite.- deberá ser aceite para automóvil que servirá para engrasar los moldes por

dentro. (AKRON SL CP sal 40)

Procedimiento: Para la fabricación de muestras, se lleva a cabo un procedimiento este se enuncia a continuación: 1) Tomar la cantidad de material de los almacenes de materia prima; el necesario para las pruebas 2) Preparar el equipo a utilizar para la elaboración de las pruebas. 4) Calcular el diseño de mezcla a agregar en la revolvedora para compensar la pérdida de mortero que se adhiere a la revolvedora. 4.1) inmediatamente antes de iniciar el mezclado de la revoltura de prueba, la revolvedora debe prepararse con una revoltura de mortero o concreto proporcionada aproximadamente igual a la de prueba en cantidad suficiente para cubrir las paredes internas de la revolvedora. El mortero que se adhiere a la revolvedora después de la descarga compensa la pérdida de mortero en la revoltura de prueba. *se deben tener precauciones especiales para limpiar la revolvedora y demás equipo, a fin de asegurar que las sustancias químicas o aditivos que se hayan empelado anteriormente en ciertas revolturas de concreto no afecten a las revolturas subsecuentes. 5) Pesar las cantidades de material a utilizar.


6) Humedecer la revolvedora y dosificar los materiales en el siguiente orden: Agregado grueso, la mitad de agua, agregado fino y el restante de agua. 7) Mezclar los materiales por 3 minutos. Dejar reposar la mezcla por 2 minutos, tapando la boca de la misma con una jerga húmeda, para evitar evaporación de agua. Después, reiniciar el remezclado por 3 minutos más y vaciar el concreto en la carretilla. Fotos:

Tomar la cantidad de material de los almacenes de materia prima y pesarlos.

Preparar el equipo a utilizar para la elaboración de las pruebas

Dosificar los materiales en el siguiente orden: Agregado grueso, la mitad de agua, agregado fino y el restante de agua.

Tapar la boca con una jerga húmeda, reiniciar el remezclado por 3 minutos más y vaciar el concreto en la carretilla.


DATOS DEL PROYECTO

F´c, kg/cm2: 200 Revenimiento, cm: 10 T.M.A: ¾´´ Relación agua/ cemento, en peso: 0.48 Relación grava/ arena, en peso: 1.04 Agua/ saco cemento, lts: 24 Agua/ m3: 194.5 Condiciones de trabajo: comunes

Características de los materiales empleados:

MATERIAL CEMENTO ARENA GRAVA P.V.V.S (kg/m3) 1515 1594 1360 DENSIDAD 3.15 2.53 2.8 % ABSORCIÓN 1.15 2.36 MÓDULO DE FINURA 3.38 6.69 TAMAÑO MÁXIMO ,mm 4.75 19

A/c= Agua /cemento g/a= grava/arena

Relaciones en volúmenes:

Curva de Abram’s

(Anexo 2)


Rel. A/c, en volumen = (Rel. A/c en peso)(Dens. Cemento)= (3.48)(3.15)= 1.51

Rel. g/a en volumen =

=

= 0.94

Cemento por m3=

=

= 128.80

Lechada por m3= Agua/m3 + cemento /m3= 194.5+128.80= 323.30

Agregados en lt/m3= 1m3- lechada/m3= 1000-323.30= 676.7

Arena en lts/m3=

=

= 348.81

Grava en lts/m3= (arena en lts/m3)(Rel. g/a en vol)= (348.81)(0.94)= 327.88

Proporciones

MATERIALES VOL X DENS. Lts PESO Kg

CEMENTO AGUA ARENA GRAVA SUMATORIA

28.8*3.15 405.72 194.5*1.0 194.5 348.82*2.53 882.51 327.88*2.8 918.06 1000 2400.79

Cantidad A Utilizar Para 0.018 M3 (3 Cilindros)

CEMENTO: 405.48 X 0.018 m3= 7.300 Kg AGUA: 194.63 X 0.018m3= 3.500 Kg GRAVA: 916.39 X 0.018 m3 Kg

AGUA DE ABSROCIÓN ARENA:15.910 (1.15/100)= 0.1829 GRAVA: 16.500 (2.36/100)= 0.3894 SUMATORIA: 0.5723 LTS

Cantidad de mezcla utilizada para agregar a la revolvedora y compensar la pérdida de mortero adherido Arena: 500 gr Cemento: 230 gr


Agua: 270 ml

Objetivo: Esta prueba tiene como objetivo determinar la fluidez del concreto fresco por el método del asentamiento del cono de Abrams. Material:

• Molde.- El molde deberá ser metálico, troncocónico, abierto por ambos extremos, con un diámetro superior de 10cms. e inferior de 20cms, además de pisaderas y asas (Fig. siguiente). • Varilla punta de bala.- la varilla deberá ser lisa, de un diámetro de 1.6cms. y largo 60cms. • Placa.- La placa de apoyo deberá ser, rígida, no absorbente y por lo menos de 40 x 60cms. • Cucharón.- El cucharón deberá ser metálico y con una capacidad suficiente para detener la mezcla. • Mezcla de concreto.- La mezcla de concreto no deberá ser inferior a los 8lt.

Procedimiento:

1) Colocar el molde sobre una superficie de apoyo horizontal, ambos limpios y humedecidos con agua, (no se debe humedecer con aceites ni grasa).

2) El operador se debe parar sobre las pisaderas del molde, evitando el movimiento de éste durante el llenado.

3) Después llenar el molde en tres capas de aproximadamente igual volumen procurando depositar cada una de estas capas a una distancia mínima de la base del cono.

4) Apisonar cada capa con 25 golpes de la varilla pisón, distribuidos uniformemente. La capa inferior se llena hasta aproximadamente 7cm de altura y la capa media hasta aproximadamente 16 cm. de altura. Al apisonar la capa inferior se debe dar los primeros golpes con la varilla pisón, ligeramente inclinada, alrededor del perímetro. Al apisonar la


capa media y superior se darán los golpes de modo que la varilla pisón penetre 2.5 cms. de la capa subyacente.

5) Durante el apisonado de la última deberá mantener permanentemente un exceso de concreto sobre el borde superior del molde.

6) Enrasar la superficie de la capa superior con la varilla pisón y limpiear el concreto derramado en la zona adyacente al molde.

7) Inmediatamente después de terminado el llenado, enrasar y limpiar, cargar el molde con las manos, sujetándolo por las asas y dejando las pisaderas libres, levante en dirección vertical sin perturbar el concreto en un tiempo de 5 a 12 segundos. Toda la operación de llenado y levantamiento del molde no debe demorar más de tres minutos.

8) Una vez levantado el molde se mide inmediatamente la disminución de altura del concreto moldeado respecto al molde, aproximando a 0,5 cm. La medición se hace en el eje central del molde en su posición original.

Fotos:


DATOS OBTENIDOS:

Medida Del Revenimiento: 3.5 centímetros

Apisonar cada capa con 25 golpes de la varilla pisón, distribuidos uniformemente.

levantado el molde se mide inmediatamente la disminución de altura del concreto moldeado respecto al molde

Observaciones: según los estándares nuestro concreto es apto para estructuras de tipo puentes, cimientos etc., debido al revenimiento de este solo que nos dimos cuenta que el concreto estaba muy seco. Aunque menor revenimiento mayor resistencia pero nos indica mayor gasto de cemento.


Tabla de revenimiento más usual según el tipo de obra A que se destinará el concreto.

Obra (estructura) Revenimiento en cm.

mínimo promedio máximo

Puentes, presas, pavimentos, rellenos, cimientos, etc.

2 5 4

Trabes, losas, y muros de grandes dimensiones

8 10 12

Losas y columnas delgadas difíciles de colar

16 18 20

Columnas y muros de pequeñas dimensiones y con gran cantidad de armado dificultando la correcta colocación del concreto

14 17 20


Ensaye del peso volumétrico del concreto fresco.

Objetivo: Esta prueba tiene como objetivo el peso por unidad de volumen de nuestro concreto en estado fresco.

Material:

Mezcla de concreto. Molde o tara Una varilla de acero de forma recta con un diámetro de 5/8” (1.6 cm), teniendo en

uno de sus extremos la punta en forma de bala. El largo total deberá ser de 60 cm. Una báscula sensitiva al 0.05 % del peso de la muestra. Un cucharón metálico

Procedimiento:

1) Pesar el molde vacío y registrar su peso. 2) Llenar en capas con el cucharón metálico pero en este caso varillar cada capa con 25 golpes de punta de bala en diferente lugar. Se debe tener cuidado en no penetrar más del espesor de cada capa. 3) Enrasar la mezcla de concreto como anteriormente se ha mencionado con la ayuda de la varilla. 4) Finalmente proceder a su pesado y efectuar los cálculos correspondientes. El peso

obtenido es el peso de la tara + peso del material. El peso de la tara y su capacidad son datos conocidos de laboratorio.

Fotos

Llenado en capas con el cucharon metálico y varillado del concreto


Datos obtenidos

Sustituyendo los valores obtenidos en la fórmula siguiente se obtiene el peso volumétrico de concreto fresco: P.V.C.F. = M/V Dónde: M = (Peso de molde + mezcla) – Peso del molde. V = Volumen del molde o tara. P.V.C.F = Peso volumétrico del concreto fresco. M=23,400kg V=10.000 lts = 0.010 m3 P.V.C.F = ¿? P.V.C.F= (28,400-5) kg/0.010 m3= 2,340 kg/m3

Enrasado y Pesado del recipiente


Elaboración de probetas para evaluar la resistencia a la compresión del concreto hidráulico. Objetivo: Esta prueba tiene como objetivo establecer los procedimientos para el colado, cimbrar y curar las probetas de concreto fresco que se destinan a ensayos de compresión. Material: • Varilla punta de bala • Molde para confeccionar probetas destinadas a ensayos que deben ser metálicos, estancos, forma cilíndrica y de superficies lisas. La dimensión es 15 cm de diámetro y altura de 30 cm cuyo volumen es 5301.43. A la superficie de los moldes que entran en contacto con el concreto, se debe aplicar una delgada capa de aceite u otro material que prevenga la adherencia y no reaccione con los componentes del concreto. Procedimiento:

1) Elegir un lugar adecuado y limpio para el moldeado 2) Colocar el concreto en tres capas para los moldes cilíndricos, de igual espesor y apisonar con la varilla pisón cada capa, a razón de 25 golpes cada una. La capa inferior se apisona en toda su altura sin golpear el fondo y la o las capas superiores, se apisonan de modo que la varilla pisón penetre aproximadamente 2 cm en la capa subyacente. 3) Después de apisonar golpear suavemente los costados de los moldes para cerrar los vacíos dejados por la varilla punta de bala. 4) Enrasar el concreto superficialmente con la varilla pisón con un movimiento de aserrado, evitando separar el mortero del árido grueso. No se permite golpear la superficie del concreto. Finalmente se enrasa. 5) Marcar las probetas de modo que puedan ser perfectamente identificadas. 6) Inmediatamente después de moldeadas, cubrir las probetas con algún material Impermeable, además de proteger el conjunto. 7) Los tiempos mínimos para desmoldar las probetas, son de 24 horas para cilindros y vigas. 8) cimbrar los cilindros desatornillándolos es decir desmoldar con cuidado evitando vibraciones y golpes de los cilindros para evitar fracturas.


Observaciones: Debe realizarse el llenado de los recipientes antes de la media hora ya que el mortero es menos trabajable por las propiedades del concreto después de ese tiempo que se endurecerse. Es importante decir que no hubo sobrantes ni pérdidas para el llenado de los cilindros

Cimbrado y registro de identificación en el cilindro de la muestra para ensaye


Ensaye de curado del concreto hidráulico.

Objetivo: hacer un buen curado del concreto para que este alcance su máximo es fuerzo según como lo especifique la Norma NMX.

Procedimiento:

1. Se almacenan los especímenes de concreto durante 24 hrs. En un depósito de agua. Se debe evitar vibraciones, movimientos bruscos, golpes o inclinaciones.

2. La norma NMX-C-403-ONNCCE-1999 “Concreto hidráulico para uso estructural” en

suApéndice Informativo, establece que el curado de los especímenes debe iniciarse tan pronto como sea posible; como regla practica establece que cuando el concreto recién colado pierde su brillo superficial, debido al agua propia de la mezcla, debe iniciarse el curado. El tiempo en que se presente este efecto, depende básicamente de cuatro condiciones que determinan la rapidez de evaporación del agua de la mezcla: temperatura y humedad ambiente, velocidad del viento y temperatura del concreto recién mezclado.

3. Siempre que la temperatura ambiente sea superior a 10º C, se puede considerar que el curado ha sido satisfactorio si se ha conservado el concreto permanentemente húmedo por lo menos 7 días. 4. Los especímenes permanecerán dentro de la tina de curado hasta que llegue el momento de ser transportados al lugar donde se van a ensayar para su caracterización en estado endurecido.

Especímenes dentro de cuarto de curado


Ensaye de probetas de concreto para determinar la resistencia a la compresión a los 7 días Objetivo: Esta prueba tiene como objetivo determinar la resistencia a la compresión de probetas cilíndricas de concreto a los 7 días de ser elaboradas. Material: Prensa de ensaye en este caso manual.- Deberá estar calibrada y en óptimas

condiciones. Aceite sal 40 y brocha Azufre Espécimen a ensayar (cilindro de concreto) Flexómetro. Balanza de capacidad igual o superior a 25 kgs. Regla Procedimiento: 1) Retire las probetas del curado inmediatamente antes del ensayo y manténgalas mojadas hasta el ensayo. Si las probetas son transportadas por medio de algún vehículo al lugar del ensaye, se recomienda que se asienten sobre arena para evitar fisuras o perdidas y cambio de volúmenes 2) Mida con el flexómetro dos diámetros perpendiculares entre sí (d1, d2) a nivel medio; Y a la altura del cilindro de concreto en dos generatrices opuestas (h1 y h2), aproximando a 1mm 3) Se determina el peso del cilindro con la balanza, aproximando a 50 grs., para obtener el peso Volumétrico del concreto y limpie la superficie del cilindro. 4) Cabecee los especímenes de concreto (esto se logra poniéndoles azufre líquido y arena de médano en la superficie que estará en contacto con la placa de carga; déjelos reposar durante 2 horas). 5) Limpie las superficies de contacto de las placas de carga y de la probeta, colocamos la probeta en la máquina de ensayo alineada y centrada. 6) Acerque la placa superior de la máquina de ensayo y la asiéntela sobre la probeta de modo de obtener un apoyo lo más uniforme posible. 7) Aplique una carga en forma continua y sin choques de velocidad uniforme, cumpliendo las siguientes condiciones: alcanzar la rotura en un intervalo de tiempo igual o superior a 100 seg.


8) Registre la carga máxima (P) expresada en kgs., cuando se presente el punto de falla del cilindro, dividiendo esta carga entre el área y será la resistencia del espécimen en kg/cm2

.

Pesado y medidas de la muestra para ensaye

Procedimiento del cabeceo

Aplicación y registro de la fuerza máxima aplicada.


Datos obtenidos: Peso del volumen del cilindro diámetro Diámetro promedio: 15.25 cm Altura 30.4 cm 30.3 cm Altura promedio: 30.35 cm Área A=

= 182.6546 cm2

Fuerza aplicada: 49,000 kg F’c=

= 268.26 kg/cm2

15.2 cm

15.3 cm

12,700 gr


Ensaye de probetas de concreto para determinar la resistencia a la compresión a los 14 días Objetivo: Esta prueba tiene como objetivo determinar la resistencia a la compresión de probetas cilíndricas de concreto a los 14 días de ser elaboradas. Material: Prensa de ensaye en este caso manual.- Deberá estar calibrada y en óptimas

condiciones. Aceite sal 40 y brocha Azufre Espécimen a ensayar (cilindro de concreto) Flexómetro. Balanza de capacidad igual o superior a 25 kgs. Regla Procedimiento: 1) Retire las probetas del curado inmediatamente antes del ensayo y manténgalas mojadas hasta el ensayo. Si las probetas son transportadas por medio de algún vehículo al lugar del ensaye, se recomienda que se asienten sobre arena para evitar fisuras o perdidas y cambio de volúmenes 2) Mida con el flexómetro dos diámetros perpendiculares entre sí (d1, d2) a nivel medio; Y a la altura del cilindro de concreto en dos generatrices opuestas (h1 y h2), aproximando a 1mm 3) Se determina el peso del cilindro con la balanza, aproximando a 50 grs., para obtener el peso Volumétrico del concreto y limpie la superficie del cilindro. 4) Cabecee los especímenes de concreto (esto se logra poniéndoles azufre líquido y arena de médano en la superficie que estará en contacto con la placa de carga; déjelos reposar durante 2 horas). 5) Limpie las superficies de contacto de las placas de carga y de la probeta, colocamos la probeta en la máquina de ensayo alineada y centrada. 6) Acerque la placa superior de la máquina de ensayo y la asiéntela sobre la probeta de modo de obtener un apoyo lo más uniforme posible. 7) Aplique una carga en forma continua y sin choques de velocidad uniforme, cumpliendo las siguientes condiciones: alcanzar la rotura en un intervalo de tiempo igual o superior a 100 seg.


8) Registre la carga máxima (P) expresada en kg., cuando se presente el punto de falla del cilindro, dividiendo esta carga entre el área y será la resistencia del espécimen en kg/cm2

Datos obtenidos: Peso del volumen del cilindro diámetro Diámetro promedio: 15.1 cm

Peso y medida de la muestra para ensaye

Cabeceo del cilindro del concreto

Aplicación y medición de la fuerza máxima

15.2 cm

15 cm

12,500 gr


Altura 30.2 cm 30 cm Altura promedio: 30.1 cm Área A=

= 179.0786 cm2

Fuerza aplicada: 50,000 kg F’c=

= 279.2070kg/cm2


ACERO DE REFUERZO PARA CONCRETO HIDRÁULICO Características del acero de refuerzo El acero como material indispensable de refuerzo en las construcciones, es una aleación de hierro y carbono, en proporciones variables, con el fin de mejorar algunas de sus propiedades, puede contener también otros elementos. Una de sus características es admitir el temple, con lo que aumenta su dureza y su flexibilidad. Antes del tratamiento térmico, la mayoría de los aceros son una mezcla de tres sustancias, ferrita, perlita, cementita. La ferrita, blanda y dúctil, es hierro con pequeñas cantidades de carbono y otros elementos en disolución. La cementita es un compuesto de hierro con el 7% de carbono aproximadamente, es de gran dureza y muy quebradiza. La perlita es una mezcla de ferrita y cementita, con una composición específica y una estructura características, sus propiedades físicas son intermedias entre las de sus dos componentes. La resistencia y dureza de un acero que no ha sido tratado térmicamente depende de las proporciones de estos tres ingredientes. Cuanto mayor es el contenido en carbono de un acero, menor es la cantidad de ferrita y mayor la de perlita: cuando el acero tiene un 0,8% de carbono, está por compuesto de perlita. El acero con cantidades de carbono aún mayores es una mezcla de perlita y cementita. Las propiedades principales que un metal debe cumplir para ser utilizado en una construcción son las siguientes:

• Fusibilidad: Es la facilidad de poder dar forma a los metales, fundiéndolos y colocándolos en moldes.

• Forjabilidad: Es la capacidad para poder soportar las variaciones de formas, en estado sólido o caliente, por la acción de martillos, laminadores o prensas.

• Maleabilidad: Propiedad para permitir modificar su forma a temperatura ambiente en laminas, mediante la acción de martillado y estirado.

• Ductilidad: Es la capacidad de poderse alargar longitudinalmente. • Tenacidad: Resistencia a la ruptura al estar sometido a tensión. • Facilidad de corte: Capacidad de poder separarse en trozos regulares con

herramientas cortantes. • Soldabilidad: Propiedad de poder unirse hasta formar un cuerpo único.


El acero de refuerzo se define como un elemento liso o corrugado fabricado especialmente para usarse como refuerzo del concreto para absorber principalmente los esfuerzos a tensión. Una vez tratado el acero se pueden elaborar también alambres de acero estirado en frio, que es un elemento de acero que se obtiene del estirado en frio de barras de palanquilla que hayan sido laminadas en caliente, el cual puede ser empleado como tal o en forma de malla para refuerzo del concreto. Entre algunos elementos de acero extras que se pueden utilizar con el concreto para mejorar sus propiedades están el alambre para preesfuerzo que consiste en un elemento redondo de acero de alto carbono estirado en frio hasta obtener el diámetro requerido, el cual es relevado de esfuerzos por medio de un tratamiento continuo. Es importante hacer mención de algunos conceptos básicos para un correcto entendimiento de lo concerniente al acero de refuerzo, entre los que se encuentran, las columnas, los estribos, la longitud de desarrollo, entre otros. Columna: elemento que tiene una altura de por lo menos tres veces su mínima dimensión lateral, usado para resistir principalmente cargas de compresión. Estribo: anillo de acero usado para confinar el acero de refuerzo longitudinal así como para tomar esfuerzos de cortante o torsión en un elemento estructural (este término se aplica usualmente al refuerzo transversal de vigas o trabes). Longitud de desarrollo: Longitud del refuerzo empotrado necesaria para que éste desarrolle su resistencia de diseño en la sección crítica. Malla soldada de alambre de acero: Elemento para refuerzo del concreto formado por alambres de acero estirados en frío, galvanizados o no, unidos en forma de malla mediante soldadura eléctrica. Torón de preesfuerzo: Cable de acero compuesto de 6 alambres colocados en forma helicoidal sobre un alambre central, con un paso uniforme no menor de 12 veces ni mayor de 16 veces el diámetro nominal del torón, el cual es relevado de esfuerzos por medio de un tratamiento térmico continuo después del torcido, para ser usado en la construcción de elementos de concreto presforzado.


Varilla corrugada: Barra de acero especialmente fabricada para usarse como refuerzo del concreto y cuya superficie está provista de salientes llamadas corrugaciones, las cuales sirven para inhibir el movimiento longitudinal relativo entre la varilla y el concreto que la rodea. Varillas torcidas en frío: Son aquellas varillas especialmente fabricadas que provienen de la laminación en caliente de lingotes o palanquillas de coladas controladas, las cuales, por su composición química y un posterior torcido en frío, adquieren el límite de fluencia mínimo que se especifica para cada grado. Zuncho: Anillo cerrado a anillo en espiral continúa; el anillo cerrado puede estar constituido por varios elementos de refuerzo con ganchos.

Definición de la Varilla corrugada de acero Ésta ha sido especialmente fabricada para usarse como refuerzo en el concreto. La superficie de la varilla está provista de rebabas o salientes llamadas corrugaciones, las cuales evitan el movimiento relativo longitudinal entre la varilla y el concreto que la rodea El Acero de refuerzo para concreto hidráulico es el conjunto de varillas de acero que se utilizan para tomar los esfuerzos internos de tensión que se generan por la aplicación de cargas, contracción por fraguado y cambios de temperatura, en una estructura de concreto hidráulico; pueden ser varillas lisas o corrugadas. Los metales se clasifican en no ferrosos y ferrosos dentro de los ferrosos estos se dicen que son aleaciones de hierro, carbón y pequeñas cantidades de sulfuros, fósforo, silicio y Manganeso. En algunos casos con níquel, Cromo, molibdeno, etc.

Los metales ferrosos se clasifican en tres: acero, hierro colado y hierro forjado (dulce). El acero es una solución sólida de carbón en hierro, en la que el 1.7 % de carbón en peso (a la temperatura de fusión interna) viene a ser el límite superior del carbón en el acero. Los aceros comerciales rara vez contienen más del 1.2 % de carbón. El hierro colado contiene 2.2 % a 4.5 % de carbón llamado hierro colado gris, por el color de su fractura. Cuando el enfriamiento es rápido del hierro colado derretido, no permite la separación del grafito al permanecer combinado con el acero, tal material es llamado hierro colado blanco.


El hierro forjado (Dulce) es un acero de bajo contenido de carbón (<0.10%) y las pequeñas partículas de escoria distribuidas en el metal, aparecen como elementos fibrosos, por la operación de laminado empleado en su fabricación, Las varillas de acero de refuerzo por su procedencia y calidad se clasifican en : corrugadas Torcidas en Frí Tipo B Procedentes de rieles Tipo C Procedentes de ejes y ruedas de acero Para locomotora de ferrocarril o de Materiales de composición uniforme Y sano (flechas, barras y perfiles estructurales)

TIPO A: Procedentes de tochos o sean trozos de lingotes laminados en desbaste provenientes de vaciados especiales:

Lisas estructuras

Intermedias

Duras (Alta resistencia) Estructuras

Intermedias

Duras (Alta resistencia)

Lisas

Corrugadas Lisas duras (Alta resistencia)

Corrugadas duras (alta resistencia)

Lisas duras (Alta resistencia)

Corrugadas duras (alta resistencia)


MARCAS QUE ALGUNOS FABRICANTES PONEN AL LAMINAR SU VARILLAS

Diámetro de la varilla Es indicado con un número equivalente al diámetro en octavos de pulgada Ejemplo: No. Equivalente 8 1´´ (8/8) 3 3/8´´

Tipo de Acero Se indica con una letra mayúscula según la calidad de la varilla ejemplo: letra Equivalente “E” Grado estructural “I” Grado intermedio “AR” Alta resistencia “TOR” Varillas Torcidas en Frío

Límite elástico mínimo Es indicado con un número equivalente al límite elástico en Kg/cm2 dividido entre 100. Ejemplo: No. Equivalente (límite elástico) 23 2300 Kg/cm2 40 4000 kg/cm2

Marca de Fabrica Finalmente algunos fabricantes también ponen en las varillas las iniciales que identifican su fabrica Ejemplo: No. Equivalente MV Mtalurgía veracruzana HYLSA Hierros y Laminados Sociedad Anónima


CARACTERÍSTICAS DEL ACERO DE REFUERZO 1) Diámetro 2) Área Límite elástico aparente 3) Carga de ruptura 4) Doblado 5) Alargamiento 6) Corrugación 7) Sanidad


MUESTREO DE PRODUCTOS DE ACERO PARA PRUEBAS FÍSICAS 118-03.2 El término “Lote” se refiere a todos los productos del mismo peso unitario y tamaño nominal que correspondan a una misma colada o a una orden de embargue. 118-03.3 Para el muestreo de las varillas de acero de refuerzo para concreto se procederá como sigue:

A) Por cada lote de varillas hasta de 10 toneladas se tomará 4 muestras. B) Para lotes mayores de 10 toneladas deberán tomarse además de las 4 muestras por

las primeras 10 toneladas, una muestra por cada 10 toneladas adicionales o fracción.

C) Las muestras se cortarán con segueta o equipo de oxiatileno, con una longitud de 1.20 metros, procurando que sean de los extremos de las varillas.

D) Para su identificación se pintarán los extremos de las varillas del lote muestreado con un color determinado. Las muestras se identificarán marcándolas y registrando el nombre de la obra y fecha del muestreo.

REQUISITOS DE CALIDAD El acero de refuerzo para concreto hidráulico cumplirá con los requisitos de calidad que se indican a continuación. Ensaye de doblado de varilla de acero corrugada Este ensayo mide la capacidad de la barra para doblarse hasta llegar a un doblez de radio mínimo sin agrietarse. La composición química y las propiedades mecánicas de resistencia y fluencia le permiten a la varilla corrugada ANDEC ser sometida a los más estrictos controles de calidad como el Ensayo de Doblado. Para realizar el ensayo las varillas son colocadas en la máquina de doblado según Norma NMX), para un ensayo de doblez a 180 grados, el mismo que pone a prueba la ductibilidad de las varillas de acero ANDEC, al soportar un doblado extremo sin que lleguen a fracturarse.


Se debe tomar en consideración las siguientes recomendaciones para realizar un ensayo de doblado con éxito: . • Realizar el doblado a temperatura ambiente. • Observar que los resaltes transversales de la varilla queden siempre frente al operario, en la mesa de doblado. • Colocar la barra de doblado o “perro” sobre el resalte longitudinal de la varilla (permite el escurrimiento libre del material), y luego proceder al doblado. Para evitar que se produzcan fisuras o la fractura de la varilla el diámetro mínimo de doblado para las varillas corrugadas ANDEC en sus diferentes diámetros debe cumplir con las especificaciones de la siguiente tabla:

Se puede observar en la tabla que el diámetro de doblado mínimo para una varilla de diámetro 8 mm es de 3 veces el diámetro de la varilla es decir el diámetro mínimo de doblado es de 24 mm, el número en paréntesis indica el número de veces que el diámetro


de la varilla debe sumarse para obtener como resultado el diámetro mínimo de doblado. A continuación se puede observar los requisitos del ensayo de doblado de las varillas en frio:

En resumen el diámetro mínimo de doblado para varillas de 8 a 18 mm es de tres veces el diámetro de la varilla, para varillas de 20 a 25 mm el diámetro mínimo de doblado es de 4 veces el diámetro de la varilla y para varillas de 28 y 32 mm el diámetro mínimo de doblado es de 6 veces el diámetro de la varilla, por último para diámetros de 36 a 40 mm el diámetro mínimo de doblado para la varilla es de 8 veces el diámetro de la varilla. Los diámetros de los dobleces realizados en las barras no deben ser menores a los diámetros de doblado mínimo para evitar productos terminados que no satisfagan las necesidades y demandas de los clientes. Ensaye de sanidad en una varilla corrugada Objetivo: esta prueba tiene como objetivo verificar la presencia de defectos tales como grietas de laminación radiales o tangenciales, traslapes o lajas y defectos superficiales con reducción de área, tubo de laminación o rechupe, grietas de enfriamiento, inclusión de materia y porosidad. Material:

• Ácido muriático : 50 ml • Agua: 50 ml • Alcohol: 75 ml • Arena • Vaso de precipitado 400 ml • Muestra de varilla

Procedimiento:

1) Verter el agua y el ácido en el vaso de precipitado


2) Se le agrega la muestra de varilla 3) Se calienta a 80°c 4) Se espera media hora 5) Se le agrega alcohol 6) Para limpiar se cepilla con cerdas duras para quitarle las impurezas Observaciones:

No sé encontró ningún defecto, ninguna laminación.

Agregando ácido al vaso precipitado

Calentando y sumergiendo la muestra

Verificando si hay algún agrietamiento


ENSAYE DE TENSIÓN Y ALARGAMIENTO EN LA VARILLA DE ACERO CORRUGADA Introducción: En el ensayo se mide la deformación o bien el alargamiento o incremento de longitud que ha sufrido la probeta entre dos puntos fijos de la misma a medida que se incrementa la carga aplicada. Este incremento se mide entre dos puntos cuya posición está normalizada y se expresa en porcentaje. Se representa gráficamente en función de la tensión, la cual es la carga aplicada dividida por la sección de la probeta. Objetivo: Reconocer el acero como uno de los materiales más utilizados en la construcción, experimentando con la varilla corrugada para conocer su comportamiento bajo esfuerzo a tensión. Se observará su ruptura así como su deformación, el esfuerzo máximo y el porciento de elongación, y se compararán los resultados conforme a la normaNMX-C-407-ONNCE-2001, para verificar su grado de calidad. Material a utilizar:

Máquina Universal Cinta Métrica Vernier Mordaza Muestra de varilla corrugada

Diámetro = 1.27 cm (1/2 “) Longitud Total = 60 cm Área transversal = 1.27 cm2 Procedimiento: 1. Se utilizó una varilla corrugada con una longitud total de 50 cm la cual deberá indicar su peso previamente obtenido con la ayuda de una balanza de precisión. 2. Con la cinta métrica se saca el centro de la varilla midiendo en tercios marcándola a cada tercio medido partiéndola en el centro de modo que el centro de la varilla midió 20 cm (se recomienda utilizar corrector o marcador indeleble o colocar una ¡s marcas tenues con la segueta). 3. Se enciende el equipo y se coloca la probeta en la máquina universal sujetándola con mordaza en V


4. Se introduce los datos de la muestra en el equipo de cómputo y se aplica la carga a tensión a una velocidad de 1.27 cm/min. “La velocidad de aplicación de la carga tiene un efecto importante sobre las propiedades de los materiales. La resistencia tiende aumentar y la ductibilidad a disminuir con velocidades aumentadas”. 5. Se observa cuando la probeta alcance el límite elástico y la carga máxima 6. Una vez fallada la muestra, se retira de la máquina universal se observa el tipo de falla en su forma, su elongación se establece la longitud de la placa. Datos obtenidos: Área =πd2/4= (π x 1.27)2 / 4= 1.27cm2 Carga de fluencia = 5349 kg Esfuerzo de fluencia = F/A = 5349 kg /1.27 cm2 = 4211.81 kg/cm2 Carga máxima de fluencia = 8999 kg Esfuerzo en el límite elástico= Fmax/A= 8999kg/ 1.27 cm2 = 7085.82 Kg/ cm2 Alargamiento: Longitud inicial en el centro de la varilla= 20 cm Longitud final en el centro de la varilla = 23.2 Alargamiento que sufrió la varilla =3.2 cm % de alargamiento=

=

(100) = 5.3 %

Fotos:

Marcando la varilla Durante el ensaye Después del ensaye


ENSAYE DE DENSIDAD DE LA VARILLA DE ACERO CORRUGADA Objetivo: Determinar la densidad de la varilla de acero de refuerzo para cumplir con los requerimientos de calidad de la Norma ASTM Materiales Balanza ó báscula Flexómetro Muestra de la varilla Procedimiento: 1. Tomamos la varilla de refuerzo de 35 cms, en una báscula 2. Registraremos su peso 3. Con el flexómetro mediremos su longitud. 4. Calcularemos la densidad de la varilla. Esta registra un peso de 1,366kg, con una longitud 0.333 mts, para saber los valores unitarios de una pieza uniforme se hace lo siguiente: P/L=

=1.087 kg/m. Tomando en cuenta que la densidad del acero es de 7.8,

el cual si lo comparamos con el tramo que se cortó que estuvo en un rango de 3 a 5 cm. Ahora para calcular la densidad utilizaremos la siguiente fórmula:

Ahora calculamos la densidad en el agua, para ello, el trozo de varilla se introduce en una cubeta con agua y sostenida por un extremo de la balanza con la cual registra un peso, de tal forma que la balanza registre, cuánto pesa en el agua. La densidad del agua fue de 178.8 g Datos obtenidos Tipo de varilla: corrugada Diámetro:1’’ Marca: HyL 8N Masa, kg: 1,3611 Longitud, m: 0.333


Masa unitaria, kg/m:

=1.087 kg/m Densidad de la varilla=

=7.3404 g

Fotos

Ensaye de corrugación de la varilla de acero

Objetivo: verificar que la corrugación de la varilla cumpla con los requerimientos de la Norma NMX para el control de calidad. Materiales • muestra de la varilla 1’’ • vaso precipitado • vernier (en este caso utilizaremos escuadra) • hoja de carbón • transportador Procedimiento 1. Tomamos la varilla de refuerzo y la medimos con una escuadra para medir su

espaciamiento 2. Enseguida marcamos con la ayuda de la hoja de carbón y un transportador para

medir el ángulo longitudinal de la corrugación con respecto al eje longitudinal de la varilla

Obteniendo el peso del agua y la varilla


3. Seguidamente mediremos con la escuadra su altura y verificaremos con la tabla de la Norma ASTM

Datos obtenidos Espaciamiento 33mm=33/2= 16.5 mm

Máx 17.8mm

Altura= 1.6 mm

Min. 1.3 mm

Separación máx. 4mm

Máx 10

Ángulo de corrugación: 30°

Fotos:

Forma en como medir las corrugaciones de la varilla NMX:

Obtenidos en el ensaye Medidas tolerables ASTM


Anexos


Conclusión: Los laboratorios que se imparten dentro de la carrera de Ingeniero civil son parte fundamental de la formación de nosotros como estudiantes, ya que nos permiten comprobar en forma práctica muchos de los conocimientos adquiridos en el salón de clase, de ésta manera, presento el manual de prácticas correspondiente a las pruebas necesarias para el acero y el concreto, esperando que permita a nosotros como alumnos un mejor desarrollo de las mismas y que su estancia sea lo más fructífera posible Bibliografía: [1] Resistencia de materiales. Croxton, Martin, Mills. Primera edición. Enero 2000, Que brecor imprentas, santa fe, Bogotá, Colombia [2] Resistencia de materiales. Introducción a la mecánica de solidos. Pytel, Singer. Cuarta edición. 1994. Escuela politécnica del ejercito, Madrid, España [3] Ensaye e inspección de los materiales de ingeniería. Davis, Traxell, Wiskocil. Tercera edición. 1970. Compañía editorial Continental, S. A., México D.F . @http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_universal@http://www.ensayodetraccion.8m.com/ @http://tq.educ.ar/grp0128/Ensayos/Compres.htm@http://es.thefreedictionary.com/compresi%C3%B3n @http://www.parro.com.ar/definicion-de-fuerza+de+tensi%F3n @ http://normas.imt.mx/barra.php?tm=1

Prueba de revenimiento del Concreto

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