By Materiales de Construcción: «Propiedades Mecánicas de los Materiales» AUTORES Camilo Acuña Estudiante de pregrado, Escuela de Construcción Civil, PUC. Sergio Henríquez Estudiante de pregrado, Escuela de Construcción Civil, PUC Tomas Olave Estudiante de pregrado, Escuela de Construcción Civil, puc. Francisco Parra Estudiante de pregrado, Escuela de Construcción Civil, PIJC.
Germán Ruiz Estudiante de pregrado, Escuela de Construcción Civil, PUC Profesora: Fanny Le Palabras Clave: tensi compresión RESUMEN PACE 1 orla to View nut*ge otracción, ensayo Mediante esta experimentación se buscó determinar las ropiedades físico mecánicas que posee el hormigón, para esto se hicieron dos ensayos que nos darían una idea de las capacidades de resistencia del hormigón, el ensayo a compresión de cubo consiste en aplicarle la mayor carga posible a un cubo de hormigón de 20x20x20(cm) hasta producirse la fractura para este ensayo la probeta resistió 11 11(KN), el ensayo a tracio pro flexión de la viga en donde una viga de 50x15x1 5(cm) se le aplica una fuerza en el centro de esta hasta que se produzca la fractura, para este ensayo la probeta resistió Palabras claves Materiales granulares. Áridos. amizado Estudiante de pregrado, Escuela de Construcción Civil, PUC.
Germán Ruiz Estudlante de pregrado, Escuela de Construcción Profesora: Fanny Leonor Ordoñes Contreras Palabras Clave: tensión de rotura, ensayo flexotracción, ensayo ensayo la probeta resistió 1 1 11(KN), el ensayo a tracio pro flexión este ensayo la probeta resistió 27,77(KN). Materiales granulares, Áridos, tamizado 1. INTRODUCCIÓN Este informe se referirá a la experiencia de laboratorio sobre las propiedades físico-mecánicas del hormigón, llevado a cavo en las inmediaciones del «DECON UC» de la Pontificia Universidad Católica de Chile. El hormigón es un matenal muy ocupado en la construcción por sus propiedades como es el caso de su resistencia y durabilidad en el tiempo.
Además responde de manera óptima en servicio, frente a esfuerzo que este es sometido, ya sea por tracción o compresion. 3 También se debe mencio zcla, cemento, arena, compresión. También se debe mencionar que la mezcla, cemento, arena, gravilla y agua posteriormente terminada, debe tener un tiempo de reposo, para que obtenga su mayor resistencia, luego de esto, puede ser sometido a ensayos físico-mecánicos, por lo tanto, sto se debe tener en cuenta, para alguien que se dedique en la ejecución de obra, ya que Chile es un país, caracterizado por movimientos teluricos, y una mala mezcla afecta a la estructura en cuanto a su durabilidad y calidad en el tiempo.
Para determinar las propiedades físico-mecánicas del hormigón, previamente se elaboraron dos probetas: probeta «viga» (15×1 5x50cm) y probeta «cúbica» (20x20x20cm), elaboradas de madera lisa y caras paralelas, con una tolerancia de 1 mm entre las caras y respecto a las aristas. Luego de esto se tuvo que hacer la mezcla, con la dosificación entregada por el «DECON UC», cemento (1 1 ,7kg), gravilla después de este proceso terminado se rellenaron las probetas de madera y posteriormente para que cumplan el tiempo de curado fueron llevadas a la cámara de humedad del «DECON 13C». Se realizaron dos ensayos previamente ya desmoldadas las probetas de «viga» y «cubo».
El primero consistía en determinar la tensión de rotura, de la probeta cúbica de hormigón, para esto fue necesario medir con el pie de metro, las cuatro caras laterales del cubo en el eje horizontal de cada cara y las cuatro alturas del eje vertical de cada cara y también se determino el peso de la robeta con la balanza. Con los ancho de las caras de la probeta se pudo calcular la de la probeta con la balanza. Con los ancho de las caras de la probeta se pudo calcular la sección de esta, y posteriormente pudo ser sometida a la carga en la máquina de ensayo, hasta que llegue la rotura, y con esto se pudo calcular la tensión de rotura. En el ensayo dos se ocupo la probeta viga, para determinar la tensión de rotura del hormigón. para esto fue necesario con el pie de metro medir el ancho, el largo y el alto de la probeta, y se calculo un promedio entre dos de sus caras y con eso se pudo determinar el volumen. Además se peso la probeta en la balanza.
También se necesito marcar con líneas finas las cuatros caras mayores que marquen la sección de apoyo y de carga en forma indeleble. Luego en la prensa de ensayo se registrara la carga en los límites del tercio central de luz de ensayo, y con las dimensiones ya calculadas del ancho ,el alto, la carga máxima y la luz de ensayo se puede determinar la tensión de rotura. 2. OBJETIVOS Determinar experimentalmente las propiedades físico-mecánicas de probetas de hormigón 3. DEFINICIONES Hormigón: material que resulta de la mezcla de agua, arena, agua cemento, eventualmente aditivos y adiciones adecuadas al fraguar y al endurecer, adquieren resistencia II] Compresión: fuerza o presión que ejerce sobre algo con el fin de reducir su volumen. 2] Tensión de rotura: es la minima tensión que produce la rotura de un material 13] Flexión: es la fuerza externa que comprime las caras cercanas a la fuerza y fracciona a la cara contraria 13] Dosificación: la cantidad de los distintos materiales e 40F 13 Dosificación: la cantidad de los distintos materiales expresados en masa o volumen que constituye el hormigón II] Molde cubico: molde cuya forma interior es un cubo abierto or sus caras y de características que especifican en la nch1070. of1975 en el punto 4. 1. 4. RESULTADOS Ensayo 1: «Ensayo a Compresión de la Probeta Cúbica» Para este procedimiento, de determinación de la capacidad máxima de compresión de la Probeta Cúbica propiamente fabricada, según las indicaciones antes especificadas, se deben determinar datos iniciales como dimensiones, sección, volumen y masa.
Estos datos deben ser correctamente tomados con los elementos correspondientes y de la forma específica indicada en la Norma Chilena NCh1 037. 0f1 977 «Hormigón Ensayo de Probetas Cúbicas y Cilíndricas» en el Punto 5. 2. 1, donde dice: Sobre la Medición de las Longitudes: a) Colocar el cubo con la cara de llenado en un plano vertical frente al operador. b) Medir los anchos de las cuatro caras laterales del cuboc al a2 , bl , b2) aproximadamente en el eje horizontal de cada cara (ver figura 1) c) Medir las alturas de las cuatro caras laterales (hl , h2 , h3 , h4) aproximadamente en el eje vertical de cada cara (ver figura 2) d) Expresar las medidas en mm con aproximación a Imm Sobre la Medición de la Masa: (1) Determinar la Masa de la Probeta aproximando a 50g
La Probeta ensayada en esta experiencia no fueron sometidas al proceso de Refrentado, entiéndase por «previamente acondicionada» al proceso de Refrentado de las p s 3 acondicionada» al proceso de Refrentado de las probetas, que tiene la finalidad de ajustar las caras en contacto con la máquina de ensayo de manera de proporcionar a una superficie plana de contacto y no la desnivelada que pueda tener una probeta, de esta forma se evitan tensiones parásitas o irregulares que den una rotura extraña y que falsee los resultados. Para este caso se espera que en el proceso de fabricación de la probeta se hayan omado las medidas necesarias para alisar y nivelar la cara de llenado del moldaje de fraguado, de esta forma se asegura una superficie plana para el proceso de ensayado. Figura 1: «Sección de Probeta Cúbica» Figura 1 » : Medición de anchos en las caras Laterales de la Probeta cúbica» Figura 2: «Sección de Probeta Cúbica» Figura 1: «Medición de altos en las caras Laterales de la probeta Considerando las especificaciones, los datos arrojados por la probeta cúbica corresponden a los indicados en la Tabla 1 y 2 respectivamente.
Tabla 1: «Datos probeta Cúbica» Probeta Cúbica Dato I mm I Dato I mm I al 200 bl 1200 2 200 | 52 205 | Tabla 1: «Datos del ancho de la probeta cúbica, Tensión de Rotura se debe realizar según lo indicado en la siguiente fórmula: Donde: o – Tensión de Rotura [N/mm2] F = Carga Máxima Aplicada a la Probeta [N] A — Sección de la Probeta [mm2] Cabe señalar que la Sección de la Probeta [A] debe ser calculada según lo indicado en la Norma Chilena NCh1037. Of1977 «Hormigón Ensayo de Probetas Cúbicas y Cilíndricas» en el Punto 6. 1. 1 a, donde se determina que: [r-nrn2] al= Ancho 1 Cara 1 Ancho 2 Cara 2 Ancho 1 Cara 3 b2 = Ancho 2 Cara 4 Calculando la Sección se tiene que: A: ( 200+ A- 40500[mm2]
El proceso de Ensayo consiste en someter Carga sobre la sección de la probeta hasta que está llegue a un punto de rotura, la carga máxima en el punto exacto de rotura es la que se utiliza para el cálculo de la Tensión de Rotura. Para los próximos análisis , principalmente los Ensayos Demostrativos realizados por medio de máquinas específicas de ensayo utilizadas en el laboratorio DECON CJC perteneciente a la Escuela de Construcción Civil de la Pontificia Universidad Católica de Chile ,se debe tener en cuenta que los resultados o son entregados en 13 Kilo Newton [KN] los cuale e adaptación al sistema edida Newton[N] según lo especificado en la fórmula 3. KN=IOOO [N] En resumen, toda unidad en Kilo Newton [KN] debe ser multiplicada por 1000 para fines de establecerla como Newton para el primer ensayo, «Compresión de Probetas Cúbicas» los datos arrojados por la máquina de ensayo se detallan en la siguiente tabla. Tabla 3: «Resultados Ensayo» Carga Máxima Probeta Cúbica CARGA I I [N] I Tabla 3: «Resultados ensayo de Compresión de la probeta Cúbica» Utilizando entonces los datos de la tabla 1, el área de sección de aplicación de la carga y por la fórmula 1, la tensión máxima de compresion es: 11 1000 [N]40500 mm2 Resultando: 27. 4320988 Nmrn2 También es importante, realizar el cálculo de la densidad de la probeta ensayada, el cálculo de esta propiedad fisica del cuerpo se realiza según la fórmula siguiente. : Masa [g o Kg]Volumen [mm3 0 cm3] p – Densidad [g/mm3] Masa = Masa de la Probeta [g] Volumen = Volumen de la Probeta [mm3] Para este procedimiento, se debe tener el volumen de la probeta, esto se puede calcular utilizando los datos correspondientes a la sección de la probeta multiplicada por el promedio de las 4 alturas efecto tomando los datos de la tabla 1 y realizando e las alturas de la tabla 2, tilizando la Fórmula 4, considerando que la masa de la probeta es de 18600 g Reemplazando. p: 18600 [g]8115187. 5 [mm3] Obteniendo: p- 229199* 10-3gmm3 Ensayo 2: «Ensayo a Tracción por Flexión de Probeta Viga» Para este ensayo especificado en la Norma Chilena NCh10380f. 1977 «Hormigón – Tracción por Flexión» se deben tener las siguientes consideraciones, especificadas en los puntos 5 y 6 de esta Norma, seguir las indicaciones de la Norma asegura una buena ejecuclón del ensayo además de una recepción exacta de los datos iniciales de la probeta Viga. Figura 3: «Posición de la Viga para el Ensayo» Figura 3: «Posicionamiento de la Viga con sus respectivas características de longitud entre soportes de la máquina. Expresión de resultados Ensayo con cargas P/2 en los límites del tercio central de la luz de ensayo Si la fractura de la probeta se produce en el tercio central de la luz de ensayo, calcular la resistencia a la tracción por flexión como la tensión de rotura según la fórmula siguiente: Dónde: R tensión de rotura, N/mm2 (kgf/cm2); p – carga máxima aplicada, N (kgf); L = luz de ensayo de la probeta, mm (cm); b – ancho promedio de la probeta en la sección de rotura, mm cm); h- altura promedio de la sección de rotura, mm (cm). calcular la resistencia a la tracción por flexión como la tensión de rotura según la fórmula siguiente: a = distancia entre la sección de rotura y el apoyo más próximo, medida a lo largo de la línea central de la superficie inferior de la probeta, cm. Si la fractura se produce fuera del tercio central de la luz de ensayo y más allá de la zona indicada anteriormente, desechar los resultados del ensayo.
Tal cual como en el ensayo anterior, se deben anotar cada una de las longitudes de la probeta viga que influyen en el proceso de álculo de la Tensión de Rotura, tales como alto, ancho, largo y las especificas consideraciones de dimensionado para el ensayo entregadas por la Norma descrita anteriormente. Todos los datos se encuentran expresados en la Tabla 4. Cara 1 [cm] Cara 2 [cm] Promedio[cm] I Masa [kg] Volumen [cm3] Largo | 50 50 50 | 25,3 | 11438,25 | Ancho I 15,1 15,2 | 15,15 | Alto | 15,1 | 15,1 Para el Cálculo de la Tensión por Flexión se utiliza la siguiente fórmula Considerando que la fractura de la Probeta se produjo en el Tercio Central de la Viga: Rflexo = Tensión de Rotura [Kg/cm2] P Carga Máxima [kg] L = Luz del Ensayo [cm]
