Laboratorio Acero y Concreto

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    12-Sep-2015

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Informe de laboratorio sobre acero y concreto

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UNIVERSIDAD PERUANA UNINFACULTAD DE INGENIERA Y ARQUITECTURAEAP Ingeniera CivilCURSO:TECNOLOGA DE CONCRETOCICLO V GRUPO 2INGENIERO:YAYA LUYO JUAN MANUELINFORME DE LABORATORIO:CONCRETO FRESCO Y ENDURECIDOACEROALUMNOS:ZRATE ALTZ JHAIR ALEJANDRORODRGUEZ ZRATE JONATN ESAaa, Lima Junio del 2015ContenidoENSAYOS DE CONCRETO FRESCO Y ENDURECIDO4I.OBJETIVOS4II.FUNDAMENTO TERICO41.Diseo42.Dosificacin43.Mezclado44.Colocacin45.Materiales del concreto56.Cemento Portland57.Agregado fino (arena)58.Agregado grueso (piedra)59.Agua510.Aditivo611.Adicin612.Pasta613.Mortero614.Concreto615.Relacin agua-cemento (a/c)716.Trabajabilidad717.Rententividad718.Consistencia719.Consistencia normal820.Fluidez8III.MATERIALES UTILIZADOS821.Cono de Abrams822.Mesa de sacudidas923.Probetas924.Mezcladora de concreto1025.Mquina Forney 50010IV.PROCEDIMIENTO DE ENSAYOS1126.Medida del asentamiento con el cono de Abrams (NTP 339.035)1127.Determinacin del ndice de consistencia (NTP 339.085)12Expresin de resultados:1328.Determinacin de la resistencia a compresin (NTP 339.034)13Expresin de resultados14V.CONCLUSIONES14VI.ANEXOS151515ACERO16I.OBJETIVOS16II.FUNDAMENTO TERICO161.Barra corrugada162.Longitud entre marcas163.Alargamiento porcentual despus de la rotura (A)164.Probeta165.Propiedades mecnicas17III.MATERIALES UTILIZADOS176.Mquina Universal17IV.PROCEDIMIENTO DE ENSAYO (ASTM A 370)18Expresin de resultados18V.CONCLUSIONES18VI.ANEXOS19ENSAYOS DE CONCRETO FRESCO Y ENDURECIDOI. OBJETIVOS Aplicar procedimientos de ensayo estandarizados a fin de determinar las propiedades del concreto en estado fresco y endurecido. Complementar los conceptos desarrollados en clase con los diversos ensayos.II. FUNDAMENTO TERICO1. DiseoConsiste en determinar la proporcin adecuada de los materiales que conforman el concreto, a fin de obtener las caractersticas deseadas tanto en su estado fresco como en su estado endurecido.El diseo del concreto se realiza en funcin de tres propiedades: trabajabilidad, consistencia y resistencia a la compresin (fc).2. DosificacinEs la seleccin de las cantidades adecuadas de los componentes del concreto, a partir del conocimiento de las propiedades fsicas de los materiales, el mtodo de dosificacin empleado y el nmero de tandas de prueba. Para ello, se cuenta con diversos mtodos de diseo tales como el mtodo ACI, el mtodo del agregado global, el mtodo Walker y el mtodo Fuller, entre otros.3. MezcladoSe realiza con el fin de obtener una mezcla homognea de los componentes que conforman el concreto haciendo uso de una mezcladora.4. ColocacinLa colocacin del concreto se realiza de acuerdo a un procedimiento normalizado, en el cual las propiedades del concreto fresco deben cumplir con los requisitos especificados en su diseo. Este procedimiento se realiza en un molde, recipiente o encofrado, segn sea el caso.5. Materiales del concretoEl concreto est compuesto principalmente por cemento Portland, arena, piedra, agua y aire. Dependiendo de los requerimientos de obrase puede incluir aditivos y/o adiciones minerales. El estudio de estos materiales es de gran importancia debido a que determinan las propiedades del concreto y su correspondiente dosificacin.6. Cemento PortlandSegn la norma ASTM C-150, se define como el producto obtenido por la pulverizacin del Clinker Portland con la adicin eventual de sulfato de calcio (yeso).Los cementos Portland se clasifican de acuerdo a su composicin y uso. Existen los cementos Portland Puros y los cementos Portland Adicionados. Dentro del primer grupo se tienen los tipos I, II, III, IV y V (en el Per solo se fabrican los tipos I, II y V) y dentro de los cementos Portland Adicionados tenemos a los cementos con puzolanas, escorias, filler calizo, entre otros.7. Agregado fino (arena)Material que pasa la malla 3/8 y queda retenido en el tamiz N100.8. Agregado grueso (piedra)Material retenido en el tamiz N4, puede tratarse de: Grava (canto rodado): se encuentra en el lecho de los ros. Piedra chancada: obtenida por la trituracin de las rocas.Tiene la funcin de transmitir la carga y crear un esqueleto rgido y estable al unirse con la pasta. Reduce el costo de fabricacin del concreto al disminuir el contenido de pasta por volumen de metro cbico.9. AguaEs uno de los principales componentes del concreto ya que permite la hidratacin del cemento y adecuada formacin de su fase continua. Asimismo, influye en la resistencia del concreto y permite que ese tenga la capacidad de integrar a todos los materiales que lo conforman, siendo determinante en la trabajabilidad y consistencia de la mezcla10. AditivoSegn el American Concrete Institute, un aditivo es todo compuesto qumico que modifica las propiedades del concreto en su estado slido o lquido. Puede usarse en cualquier parte del proceso de fabricacin del concreto acompaado de una reduccin del agua de diseo y en base a una proporcin adecuada obtenida por resultados experimentales.11. AdicinUna adicin es un compuesto qumico que tambin modifica alguna de las propiedades del concreto pero que a diferencia de los aditivos produce dichos efectos como consecuencia de alguna reaccin previa en la pasta y/o agregados. Una adicin depende de las propiedades del concreto para que dichos efectos se den como una reaccin secundaria de los componentes del mismo. Generalmente producen modificaciones en la resistencia o durabilidad del concreto.12. PastaLa pasta est conformada por una mezcla uniforme de cemento, agua y aire. Es conocida como la fase continua del concreto debido a que es la nica fase que mantiene una distribucin homognea dentro de la mezcla.13. MorteroEs la unin, total o parcial, de cemento, agua y agregado fino (en proporciones adecuadas). Confiere al concreto las propiedades de trabajabilidad, rententividad y consistencia.14. ConcretoMaterial alcalino, cementante y estructural de amplio uso en la construccin, compuesto por una combinacin uniforme de mortero y agregado grueso. Es un material muy verstil en su estado fresco y dependiendo de su dosificacin, aumenta su rigidez a causa de la hidratacin del cemento.15. Relacin agua-cemento (a/c)Es la relacin entre los pesos de agua y cemento usados en el diseo. Influye en la trabajabilidad y consistencia del concreto en su estado fresco y constituye un indicador muy importante en la dosificacin del concreto a travs de datos estadsticos que la asocian con la resistencia requerida.16. TrabajabilidadEsta propiedad est en funcin a la proporcin de los componentes del concreto, el porcentaje de aire, la relacin de agua-cemento y la incorporacin de determinadas adiciones o aditivos en la mezcla. Sin embargo, no existe un mtodo directo para medir la trabajabilidad y esta solo es representada indirectamente a travs de la fluidez de la mezcla, la cual puede medirse de distintas maneras siendo las ms conocidas el ensayo del cono de Abrams y el ensayo de mesa de sacudidas.17. RententividadEs la capacidad del concreto para mantener su trabajabilidad durante el transporte, vaciado y asentamiento de la mezcla, para lo cual es necesario que el concreto no ceda el agua de diseo al estar en contacto con una superficie absorbente. Esta propiedad se mide como el porcentaje entre la fluidez inicial y final de la mezcla, obtenidas antes y despus de someter al concreto a un vaco estndar durante un determinado perodo.18. ConsistenciaLa consistencia se mide a partir de las proporciones y caractersticas de los componentes del concreto, est relacionada con la trabajabilidad de la mezcla pero no necesariamente depende de ella. Por ejemplo, una mezcla pastosa con una determinada cantidad de agua puede tener la misma trabajabilidad que una mezcla ms pedregosa con mayor cantidad de agua, sin embargo ambas tendran una consistencia diferente.19. Consistencia normalConsistencia estndar en la cual el concreto adquiere las propiedades necesarias para su aplicacin en cualquier obra. Se distingue a partir de la apariencia del concreto en su estado fresco y los materiales que lo conforman.20. FluidezEs la propiedad por la cual el concreto en su estado fresco puede adecuarse a la forma y volumen del recipiente que lo contiene, permitiendo un adecuado vaciado y colocacin de la mezcla. Est en funcin del peso de agua, la relacin agua/cemento y la incorporacin de determinados aditivos.III. MATERIALES UTILIZADOS21. Cono de AbramsEquipo utilizado en el ensayo de asentamiento (trabajabilidad), consiste en un troncocnico de metal de 30 cm de alto, con dimetro mayor y menor de 8 y 4 respectivamente. Cuenta con dos paletas en la base inferior, las cuales se presionan para evitar el movimiento del cono durante la compactacin, y con dos agarraderas ubicadas a dos tercios de altura, tiles para levantar el cono luego de alisar su superficie.22. Mesa de sacudidasEquipo utilizado para determinar el ndice de consistencia del concreto fresco. Cuenta con un tronco cnico de metal para el clocado de la mezcla (de dimetro mayor y menor de 8 y 7 respectivamente), una mesa circular (de un metro de dimetro) y una manivela que en cada revolucin origina la cada repetitiva de la mesa circular.23. ProbetasProbetas cilndricas de plstico o metal, con una altura igual al doble de su dimetro. Utilizadas al obtener muestras de la mezcla para ensayos de compresin, traccin, permeabilidad o determinacin del mdulo de elasticidad.24. Mezcladora de concretoEquipo utilizado para la mezcla uniforme de los componentes del concreto. Est conformado por una tolva con capacidad de 6 pie3 capaz de girar a 60 revoluciones por un minuto y un pequeo motor que se enciende con un panel de control.25. Mquina Forney 500IV. PROCEDIMIENTO DE ENSAYOS26. Medida del asentamiento con el cono de Abrams (NTP 339.035)Tambin conocido como slump o ndice de consistencia, se realiza con el fin de obtener una medida de la trabajabilidad de la mezcla. En obra, esta prueba se realiza durante la descarga del concreto, dentro de los cinco minutos siguientes de haber obtenido una muestra representativa del mismo. No es aplicable en concretos no plsticos y no cohesivos. Asimismo, si el agregado grueso del concreto es mayor a 1 se deber separar la fraccin de concreto retenida en la malla de 1 y ensayar slo la fraccin que pasa por dicha malla. Los pasos generales a seguir son: Humedecer el interior del molde. Colocar el cono de Abrams sobre una superficie plana no absorbente y pisar firmemente las aletas. Colocar un accesorio en la parte superior a fin de evitar la prdida innecesaria de la mezcla durante el llenado del cono (opcional). Llenar un tercio del volumen del cono con la muestra de concreto. Compactar la primera capa con 25 golpes en forma de espiral, inclinando un poco la barra y dando la mitad de golpes alrededor del permetro. Llenar el cono hasta las 2/3 de su volumen total (la mitad de la altura). Compactar la segunda capa con 25 golpes distribuidos en forma de espiral procurando penetrar ligeramente la capa anterior. Llenar la ltima capa en exceso y compactarla de la misma forma que la anterior. Enrasar la superficie del cono utilizando la varilla de acero o un badilejo. Retirar el accesorio de la parte superior (en caso se haya utilizado) y devolver el material retenido al bugui o carretilla. Levantar cuidadosamente el cono en direccin vertical, en un tiempo de 5 a 10 segundos evitando movimientos laterales. El tiempo transcurrido desde el llenado de la mezcla hasta la remocin del molde no deber ser mayor a 2.5 minutos. Inmediatamente despus de retirar el cono colocarlo a un lado de la mezcla en forma invertida. Colocar la varilla de acero horizontalmente sobre la base mayor del cono y, usando una wincha o regla metlica, medir la diferencia de la parte inferior de la varilla y el centro original del cono deformado. Registrar esta medida como el asentamiento de la mezcla.27. Determinacin del ndice de consistencia (NTP 339.085)Los pasos a seguir son los siguientes: Humedecer el molde tronco cnico y la superficie de la mesa de sacudidas. Colocar la primera capa de concreto hasta la mitad del volumen del molde. Usando la varilla de acero compactar la primera capa con 25 golpes distribuidos uniformemente sobre su superficie. Llenar la segunda capa excediendo el volumen del recipiente. Compactar la muestra de la misma forma indicada anteriormente. Enrasar la superficie de la muestra usando la varilla de acero. Levantar el molde lenta y cuidadosamente. Girar la manivela hasta completar 15 revoluciones en 15 segundos. Finalmente, tomar cuatro mediciones del dimetro de la muestra revenida y registrar su promedio.Expresin de resultados:-Determinar la fluidez de la mezcla a partir de la siguiente expresin:Donde:F: Porcentaje de fluidez.Dp: Dimetro promedio (cm).Medido3736.5353628. Determinacin de la resistencia a compresin (NTP 339.034)Los pasos a seguir son los siguientes: Medir el dimetro de la probeta un total de 2 veces. Promediar la medicin anterior. Colocar la probeta en la mquina de ensayo de compresin. Aplicar la carga en un rango de 20 a 50 PSI/s (1.5 a 3.5 kg/cm2/s). Identificar el tipo de falla. Expresin de resultadosCilindro NFecha moldeoFecha roturaDimetroAlturaCarga de rotura120/04/201517/05/201514.830399.79V. CONCLUSIONES-Con el ensayo de consistencia podemos notar que el concreto tiene un 44% de consistencia. Lo que nos quiere decir que, el concreto tiene un ndice muy bajo de consistencia, en otras palabras, se deforma fcilmente.-Para calcular la resistencia a la compresin en kg/cm2, es necesario obtener datos como: carga total aplicada al testigo y rea. En este caso no se cuenta con dichos datos para expresar la resistencia a la compresin en kg/cm2. Pero se entiende que la resistencia por cm2 de este espcimen es de 399.79. Lo que nos hace suponer que este diseo de mezcla es para estructuras que necesiten de una resistencia de 360 kg/cm2.VI. ANEXOSACEROI. OBJETIVOS Verificar las propiedades de las varillas de acero utilizadas en la construccin mediante la realizacin de ensayos y comparacin de los resultados con los requisitos establecidos en las normas.II. FUNDAMENTO TERICO1. Barra corrugadaEs una barra en cuya superficie existen nervaduras llamadas resaltes, hechas con el fin de aumentar la adherencia de la barra con el concreto.2. Longitud entre marcasEs la longitud del espcimen en cualquier momento del ensayo, sobre la cual se mide el alargamiento.a) La longitud inicial entre marcas (Lo)Es la longitud entre marcas antes de la aplicacin de las cargas.b) La longitud final entre marcas (Lu)Es la longitud entre marcas despus de la rotura del espcimen juntando y ajustando cuidadosamente los dos fragmentos de manera que uno sea la continuacin del otro.3. Alargamiento porcentual despus de la rotura (A)Es la variacin de longitud entre marcas del espcimen de ensayo despus de la rotura.4. ProbetaEspcimen de seccin circular, cuadrada, poligonal, rectangular, o en casos especiales de otra forma, la cual es sometida al ensayo de traccin.5. Propiedades mecnicasRequerimientos para el ensayo de traccin El material representado por los especmenes de ensayo, debe cumplir con los requisitos de propiedades de traccin prescritos en la tabla:Propiedades mecnicasGrado 60Resistencia a la traccin (MPa)620Lmite de fluencia, mn (MPa)420Alargamiento en 200 mm, mn, %Designacin de barras mm: 10 (3/8) 13 (1/2), 16 (5/8) 19 (3/4) 25 (1) 36 (1 3/8)99987III. MATERIALES UTILIZADOS6. Mquina UniversalIV. PROCEDIMIENTO DE ENSAYO (ASTM A 370) Determinar con aproximacin de 1% la longitud Lo entre marcas y con aproximacin de 0.5% el rea medida de la zona calibrada antes de colocar el espcimen en la mquina de ensayo. Las marcas deben hacerse con permanente. Colocar el espcimen en la mquina de ensayo. Velocidad de la mquina. La velocidad de la mquina debe regularse de modo que la tensin entre marcas por minuto. Perodo plstico. En este perodo la velocidad no debe ser mayor al 40% de la longitud entre marcas por mismo.Expresin de resultadosIdentificacin de la muestraDimetro nominalCarga mximaLongitudMasaElongacin finalpulgMm2FluenciaRoturaTortuga3/4284125001750052.711.2423V. CONCLUSIONES-Podemos ver que al aplicar la frmula de elongacin del acero nos da un total de 15%, esto quiere decir que se estir un total 3 cm antes de llegar a la falla. Esto a escalas macroscpicas, nos da un gran valor puesto que el estiramiento o deflexin del acero en obra es mnimo.VI. ANEXOS3