Laboratorio Tecnologia de materiales

UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN

EAP. INGENIERIA CIVIL INDICE

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN

1. CAPITULO 1. ENSAYO DE GRANULOMETRÍA DE AGREGADO

GRUESO.

2. CAPITULO 2. ENSAYO DE RESISTENCIA LA COMPRESIÓN DE

LADRILLO.

3. CAPITULO 3. ENSAYO DE CEMENTO.

4. CAPITULO 4. ENSAYO DE DESGASTE DE AGREGADOS.

5. CONCLUSIONES

1LABORATORIOGRUPO: 4


EAP. INGENIERIA CIVIL INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN:

En la actualidad existe gran diversidad de materiales, sin embargo cada uno de

estos tiene su aplicación específica según sean sus requerimientos; pero para

poder definir un uso específico estos mismos son sometidos a diversas

pruebas adecuadas para la aplicación que serán útiles, bien sean estas a

esfuerzos extremos, vibraciones, cambios de temperatura, tensiones,

compresiones o incluso una combinación de esfuerzos.

En el presente trabajo escrito se hace mención de algunas generalidades de

estos ensayos de materiales y a los tipos de materiales que generalmente se

aplican este tipo de ensayos y como se pueden comportar al estar sometidos a

las representaciones de fuerzas que en la realidad podría estar expuesto el

material de muestra.



EAP. INGENIERIA CIVIL ENSAYO DE GRANULOMETRIA PARA AGREGADO GRUESO

1. CAPITULO 1:

1.1. OBJETIVOS:

Determinación de la calidad del agregado para el concreto.

Obtener el Módulo de finura.

1.2. MATERIALES Y EQUIPOS:

Piedra chancada: La Piedra Chancada es un agregado grueso

muy importante para la constitución del concreto, obtenido por

trituración artificial de rocas o gravas que presenta características

físicas, químicas y mecánicas que tienen una influencia

determinante sobre las propiedades del concreto. No solo en el

acabado, calidad final, trabajabilidad y consistencia al estado

plástico; sino también, en la durabilidad, resistencia, propiedades

elásticas, térmicas, cambio de volumen y peso unitario del

concreto endurecido. En general, es primordial en los agregados

las características de densidad, resistencia, porosidad y la

distribución volumétrica de las partículas en sus dos estados.

DEFINICION La piedra chancada es una roca ígnea: formada por

el enfriamiento y solidificación de materia rocosa fundida

(magma), compuesta casi en su totalidad por silicatos. Por su

tamaño, las piedras pueden ser desde muy pequeñas hasta

piedras extragrandes (de 3 a 6 pulgadas).




Juego de tamices. Los tamices serán montados sobre armaduras

construidas de tal manera que se prevea pérdida de material

durante el tamizado. Los tamices cumplirán con la NTP 350.001.


Ilustración 1 Piedra chancada

Ilustración 2Juego de Tamices



Balanza: Para agregado grueso o agregado global, con

aproximación y exacta a 0,5 g ó 0,1 % de la masa de la muestra,

cualquiera que sea mayor, dentro del rango de uso.

Ilustración 3Balanza

Agitador mecánico: Un agitador mecánico impartirá un

movimiento vertical o movimiento lateral al tamiz, causando que

las partículas tiendan a saltar y girar presentando así diferentes

orientaciones a la superficie del tamizado. La acción del tamizado

será tal que esté dentro de un periodo de tiempo razonable.


Ilustración 4 Agitador mecánico



1.3. MARCO TEÓRICO:

El suelo está constituido por infinidad de partículas y la variedad en el tamaño de estas es ilimitada.

El análisis Granulométrico es la determinación de los tamaños de las partículas de una cantidad de muestra de suelo, y aunque no es de utilidad por sí solo, se emplea junto con otras propiedades del suelo para clasificarlo, a la vez que nos auxilia para la realización de otros ensayos. En los suelos granulares nos da una idea de su permeabilidad y en general de su comportamiento ingenieril, no así en suelos cohesivos donde este comportamiento depende más de la historia geológica del suelo.

1.4. PROCEDIMIENTOS

Toma de la muestra de cascajo aproximadamente 4.50 Kg


Ilustración 5 Toma de muestra y pesaje respectivo

http://www.monografias.com/Historia/index.shtml

http://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/libapren/libapren2.shtml#TRECE

http://www.monografias.com/trabajos4/costo/costo.shtml



Se arma las mallas según la NTP 400.012, para luego introducir

nuestro espécimen de ensayo.

Se coloca la muestra en el tamiz.

Comienza a agitar los tamices par que así solo quede el material

que de verdad es retenido.


Ilustración 6 Armando las mallas

Ilustración 7 Colocación de muestra en el tamiz.



En el tamiz Nº 1” no pasaba la muestra ya que era demasiada

cantidad por lo que se hizo por separado manualmente para

luego verter lo que pasaba en el tamiz Nº ¾”


Ilustración 8 Agitando tamices

Ilustración 9 Tamiz 1" con mucho agregado.



Al no tener el agitador mecánico para agregado gruesos se utiliza

el agitador mecánico del agregado fino de forma didáctica

poniendo de tiempo dos minutos.


Ilustración 11Agitador mecánico para agregado fino.



Siendo el agitador mecánico para agregado fino se tuvo que

terminar manualmente.

Al concluir con el tamizado, se procede a pesar los pesos

retenidos en cada malla y el fondo.


Ilustración 12 Agitando manualmente.

Ilustración 13 Tamiz 1" Ilustración 13 Tamiz ¾”




Ilustración 17 Tamiz 1/4"Ilustración 18 Tamiz Nº 4

Ilustración 19 Fondo



1.5. CÁLCULOS Y RESULTADOS:

%Retenido=Peso retenidoPeso total

∗100

%Retenido acumulado=%retenido+% rentenidoanterior

% Pasa=100−%retenido

%Módulo de finura=1 1

2 + 3

4+ 3

8+¿4+¿8+¿16+¿30+¿50+¿100

100

Tamiz Peso Ret (gr) % Rentenido % Ret.

Acumulado % Pasa

3" 0 0 0 1002 1/2" 0 0 0 1002 0 0 0 1001 1/2" 0 0 0 1001" 482 10,74 10,74 89,263/4" 3048 67,93 78,67 21,331/2" 506 11,28 89,95 10,053/8" 344 7,67 97,62 2,381/4" 101 2,25 99,87 0,13Nº4 3 0,07 99,93 0,07FONDO 3 0,07 100,00 0,00TOTAL 4487 MF 7,76

Error 13

Tabla 1Tabla de cálculo



EAP. INGENIERIA CIVIL ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE LADRILLO

2. CAPÍTULO 2: ENSAYO DE RESISTENCIA A LA CCOMPRESIÓN DE

LADRILLO

2.1. ENSAYO A LA RESISTENCIA PARA LADRILLO KIN KOG.

2.1.1. OBJETIVOS:

Determinar las características principales del ladrillo King Kong mediante el ensayo de la resistencia a la compresión.

Aprender a interpretar los resultados obtenidos, para comprender su importancia y poder clasificarlos mediante las diferentes unidades estudiadas.

2.1.2. MATERIALES:

Ladrillo King Kong

Balanza


Ilustración 20 Ladrillo Kin Kong



Máquina de compresión TORNEY

Calibre


Ilustración 21 Máquina de compresión Torney

Ilustración 22 Calibre



2.1.3. MARCO TEORICO:2.1.3.1. EL LADRILLO:

Es un material de construcción la cual se emplea en albañilería,

el más común es el de huecos, mejor conocido como ladrillo

King Kong, estos ladrillos pueden ser fabricados artesanalmente

o en una fábrica. Sin embargo, como ya se ha mencionado, es

preferible comprar los ladrillos elaborados industrialmente, ya

que garantizan uniformidad en sus dimensiones y resistencia

adecuada.

Para que un ladrillo resista la fuerza de un sismo es muy

importante que la cantidad de huecos (la suma de las áreas de

los huecos) no sea mayor al 30% (una terceraparte) del área

del ladrillo.

2.1.4. COMPRESIÓN:

El esfuerzo de compresión es la resultante de las

tensiones o presiones que existen dentro de un sólido

deformable o medio continuo, caracterizada porque tiende a una

reducción de volumen del cuerpo, y a un acortamiento del cuerpo

en determinada dirección (coeficiente de Poisson).

En piezas estructurales suficientemente esbeltas los esfuerzos de

compresión puede producir además abolladura o pandeo.


Ilustración 22 Ladrillo Kin Kong

https://es.wikipedia.org/wiki/Pandeo

https://es.wikipedia.org/wiki/Abolladura

https://es.wikipedia.org/wiki/Esbeltez_mec%C3%A1nica

https://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_Poisson

https://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_medios_continuos

https://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido_deformable

https://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lido_deformable

https://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

https://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_mec%C3%A1nica



Los ensayos practicados para medir el esfuerzo de compresión

son contrarios a los aplicados al de tracción, con respecto al

sentido de la fuerza aplicada. Tiene varias limitaciones:

Dificultad de aplicar una carga concéntrica o axial, sin que

aparezca pandeo.

Una probeta de sección circular es preferible a otras formas.

El ensayo se realiza en materiales:

Duros.

Semiduros.

Blandos.

2.1.5. PROCEDIMIENTOS:

Se toma medidas de los lados del ladrillo para sacar la altura y la

longitud del ladrillo.


Ilustración 23 Colocación del ladrillo en la máquina de compresión.

https://es.wikipedia.org/wiki/Pandeo




Ilustración 24 Puesta de ladrillo en máquina de compresión.

Ilustración 25 Verificación de datos para sacar área bruta y la caraga en kg.

Ilustración 26 Colocación de datos tomados en la máquina



2.1.6. CALCULOS Y RESULTADOS:

N° CARA SUPERIOR CARA INFERIOR ALTURA L prom (cm) A prom

(cm)

H prom

(cm)L1 A1 L2 A2 H1 H2

King

Kong

230.10 122.11 227 121.43 91.19 90.51 22.8555 12.177 9.o85

Tabla 2 Medidas del ladrillo Kin Kong

Hallando la resistencia de compresión

AREA BRUTA (A) cm2 CARGA (P) kg RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN (F´b) kg/cm2

King

Kong

278.305335 658.86 2.37 kg/cm2

Tabla 3Calculode resistencia a la compresión

2.2. ENSAYO PARA LADRILLO HUECO.

2.2.1. DEFINICIÓN:

El ladrillo hueco es un tipo de ladrillo que tiene la característica de

tener unos orificios pasantes en su interior en sentido longitudinal.

El volumen total de los huecos debe ser igual o menor al 70 % del

volumen total del ladrillo.1 La finalidad de estos orificios es reducir

el material y el peso al ladrillo, facilitando su colocación y

reduciendo su coste.

La normativa española distingue entre ladrillo aligerado y ladrillo

hueco propiamente dicho. En el primer caso los huecos ocupan 18

LABORATORIOGRUPO: 4



entre el 45 % y el 60 % en volumen y en el segundo, entre el 60 %

y el 70 %.1.

2.2.2.CARACTERÍSTICAS:

Los ladrillos huecos, según el número de niveles de- hueco

simple (h/s) - hueco doble (h/d) hueco triple (h/t)- rasilla a

continuación mostramos las características comunes del ladrillo

hueco.


Ilustración 27 Ladrillo Hueco



2.2.3.ENSAYO

2.2.4. MEDIMOS LAS DIMENSIONES DEL LADRILLO.

Para realizar dicho ensayo tomas las medidas correspondientes

del ladrillo así como se muestra en la figura, y anotamos las

mediadas en los cuadros mostrados para luego calcular las

medidas promedio.

Dimensiones del ladrillo que se realizó el ensayo

N°

Dimensiones del ladrillo

LPROM

(cm)

APROM

(cm)

HPROM

(cm)L1

(mm)

A2

(mm)

L2

(mm)

A2

(mm)

H1

(mm)

H2

(mm)20

LABORATORIOGRUPO: 4

Tabla 4 Referencias del ladrillo

Ilustración 28 Toma de medidas del ladrillo



Ladrill

o

hueco

227.

7

109.3

3

229.1

4

110.0

2

93.5

4

93.7

5

22.84

210.97 9.36

Tabla 5 Medidas obtenidas en el laboratorio

2.2.5. CALCULANDO EL SOPORTE DE CARGA DEL

LADRILLO.

Luego de tener las medidas correspondientes el ladrillo se lo

coloca en la máquina del ensayo para calcular la carga que puede

soportar dicho ladrillo.

2.2.6. LA MÁQUINA NOS ARROJA LOS DATOS DE LA CARGA.Conforme se va realizado el ensayo la maquina tiene una panta

donde podemos ver claramente la carga que se le va aplicando

hasta el punto que el ladrillo se agrieta.


Ilustración 29 Máquina de compresión adecuada



Ilustración 30 Datos arrojados por la máquina de compresión.

ÁREA Y SOPORTE DE CARGA DEL LADRILLO

N° AREA BRUTA (A)cm2 CARGA (P) kg

Ladrillo hueco 250.52 762.7

Tabla 6 Datos arrojados porla maáquina para obtener la resistencia

2.2.7. RESISTENCIA

Resistencia= Carga PÁrea bruta

Resistencia= 762.8 kg250.5082 cm2


Ilustración 31 Rotura en el ladrillo hueco


EAP. INGENIERIA CIVIL ENSAYO DE CONCRETO

Resistencia=2.9013 kg /cm2

3. CAPÍTULO 3: ENSAYO DE CONCRETO

El ingeniero civil cuenta a su disposición con ensayos de materiales, para de

manera óptima y consiente elija cual es el más ideal para llevar a cabo una

construcción basándose esta escogencia en los tipos de cargas que van a

resistir.

Es por esto que es de vital importancia antes de ejecutar cualquier proyecto

realizar todo tipo de ensayos y pruebas a través de las cuales se pueda

determinar el comportamiento de los elementos a la hora de la implementación

de las estructuras, en el campo de la ingeniería civil se encuentran numerosos

ensayos como el ensayo a tracción, ensayo a compresión, en este caso

hablaremos del ensayo a compresión ya que esta es una de las propiedades

del concreto que más nos interesa, el concreto como material de construcción

presenta alta resistencia a la compresión pero con baja resistencia a la tensión,

es por esto que en este laboratorio se busca determinar que tan resistente es

un concreto cuando este es sometido a una fuerza axial y los esfuerzos y

deformaciones que se generan a base de la acción de esta fuerza.

3.1. OBJETIVO.

El objetivo principal del ensayo consiste en determinar la máxima

resistencia a la compresión de un cilindro de muestra de un concreto

frente a una carga aplicada axialmente.

3.2. MATERIALES.

· Cilindro de concreto de longitud de 30cm con diámetro de 15cm.

· Maquina universal para aplicar carga.

· Dial de carga.

3.3. MARCO TEORICO

3.3.1. ENSAYO A COMPRESION DE CILINDROS DE CONCRETO.




La forma de evaluar la resistencia del concreto es mediante pruebas

mecánicas que pueden ser destructivas, las cuales permiten probar

repetidamente la muestra de manera que se pueda estudiar la variación

de la resistencia u otras propiedades con el paso del tiempo. Para las

primeras se utilizan tres tipos de muestras: cilindros, cubos y prismas.

Para las segundas hay diferentes sistemas.

El ensayo más universalmente reconocido para ejecutar pruebas de

resistencia mecánica a la compresión simple es el ensayo de probetas

cilíndricas, las cuales se funden en moldes especiales de acero o hierro

fundido que tienen 150mm de diámetro por 300mm de altura (relación

diámetro: altura 1:2).Los procedimientos relativos a este ensayo se

encuentran especificados en las normas NTC 550 y 673 que hacen

referencia a la confección de cilindros y al ensayo de resistencia

compresión.

La resistencia a la compresión del concreto se mide con una prensa que

aplica carga sobre la superficie del cilindro (Norma NTC 673).

Generalmente esta superficie es áspera y no plana, lo cual puede

conducir a concentraciones de esfuerzo que reducen considerablemente

la resistencia real del concreto. Una falta de planicie de 0.25mm puede

reducir a un tercio la resistencia. Para remediar esta situación,

normalmente se hace un refrentado o cabeceado de las tapas del

cilindro con materiales como yeso o mezclas compuestas de azufre, tal

como se especifica en la norma NTC 504. La resistencia a la

compresión, se acostumbra a dar en términos de esfuerzo o sea fuerza

por unidad de área, en kg/cm2

3.3.2. PRUEBA DE RESISTENCIA DEL CONCRETO.

Los cilindros para pruebas de aceptación deben tener un tamaño de

(15x30cm), las probetas más pequeñas tienden a ser más fáciles de

elaborar y manipular en campo y en laboratorio. Él diámetro del cilindro

utilizado debe ser como mínimo tres veces el tamaño máximo nominal

del agregado grueso que se emplee en el concreto.




3.3.3. RESISTENCIA

Los cilindros se deben centrar en la máquina de ensayo de compresión y

cargados hasta completar la ruptura.

3.3.4. ANALISIS DE RESULTADOS.

Resistencia a la compresión

RESISTENCIA=CARGAÁREA

RESISTENCIA=56767.37 Kgπ∗152

4c m2

RESISTENCIA=321.2376015 kg/c m2


Ilustración 3315 Probeta sino comprimida

Ilustración 32 14 Resultados dados por la máquina


EAP. INGENIERIA CIVIL ENSAYO DE ABRASIÓN MEDIANTE EL USO DE MÁQUINA LOS ÉNAGELES

4. CAPITULO 4: ENSAYO DE ABRASIÓN MEDIANTE EL USO DE MAQUINA

DE LOS ÀNGELES

4.1. OBJETIVO

Determinar el desgaste que tiene la grava por el ensayo de abrasión

mediante el Uso de la Máquina de los Ángeles.

Conocer el uso y manejo de la Maquina de los Ángeles.

4.2. GENERALIDADES

4.2.1. ABRASION:

La palabra abrasión es la acción y efecto de raer o desgastar por

fricción. En los agregados gruesos una de las propiedades físicas en

los cuales su importancia y su conocimiento son indispensables en el

diseño de mezclas es la RESISTENCIA A LA ABRASIÓNO

DESGASTE de los agregados. Esta es importante porque con ella

conoceremos la durabilidad y la resistencia que tendrá el concreto

para la fabricación de losas, estructuras simples o estructuras que

requieran que la resistencia del concreto sea la adecuada para ellas.

Agregados debe ser duro y resistente a la abrasión para evitar el

aplastamiento, la degradación y desintegración cuando las

existencias, alimentado a través de una planta de asfalto, colocado

con extendedores, compactado con rodillos, y sometidos a las cargas

de tráfico. Estas propiedades son especialmente importantes para

abrir brecha o clasificado mezclas de concreto asfáltico (tales como

cursos de fricción libre calificado y el asfalto de la matriz de piedra)

que no se benefician del efecto de amortiguación del agregado fino y

donde las partículas gruesas están sometidos a tensiones de contacto

de alto.

Agregados que carecen de resistencia adecuada y resistencia a la

abrasión puede causar construcción y los problemas de rendimiento.




La degradación que ocurre durante la producción puede afectar a la

gradación en general y, por tanto, ampliar la brecha entre las

propiedades de la mezcla de laboratorio diseñado y campo producido

mezcla. El estudio de las especificaciones indicadas que el 94 por

ciento de los estados utilizan la prueba de abrasión de Los Ángeles o

alguna variación. Sólo dos estados tienen un requisito de la

degradación de algunas pruebas de otro tipo. La mayoría de los

estados tienen una pérdida máxima permitida de40 o 45 por ciento.

4.2.2. Factores que afectan la resistencia a la abrasión del concreto:

Se han desarrollado varias maneras de medir el desgaste o la

resistencia a la abrasión, a nivel de laboratorio como a escala natural;

pero los resultados son bastante relativos pues ninguna de ellas

puede reproducir las condiciones reales del uso de las estructuras, ni

dar una medida absoluta en términos numéricos que puede servir

para comparar condiciones de uso o concretos similares; por lo tanto

el mejor indicador es evaluar principalmente factores como la

resistencia en compresión, las características de los agregados, el

diseño de mezcla, la técnica constructiva y el curado.

4.2.3. Recomendaciones para el control de la abrasión:

Teniendo claros estos conceptos, es obvio que en la medida que

desarrollemos las capacidades resistentes de la capa de concreto

que soportará la abrasión, lograremos controlar el desgaste.

Se estima que la superficie aludida debe tener una resistencia en

compresión mínima de 280 kg/cm para garantizar una durabilidad

permanente respecto a la abrasión, lo cual indica que es necesario

emplear relaciones agua/ cemento bajas, el menor slump compatible




con la colocación eficiente, agregados bien graduados y que cumplan

con los límites ASTM C-33 para gradación y abrasión, así como la

menor cantidad posible de aire atrapado.

4.3. PASOS PARA HACER UN ENSAYO DE ABRASION:

4.3.1. Hacer un análisis granulométrico en este caso es el

tamizado.

4.2.1 Lavar el agregado y dejar que se seque un dia entero para

asi eliminar las impurezas.

4.3.1. Se trae al ensayo de abrasión.

4.4.1. Una vez en el ensayo se coloca dos esferas de diámetro

46.54 mm que equivale a 4.5 cm y cada esfera tiene un

peso de 416.97 gr.

4.5. IMPLEMENTOS QUE SE DEBE DE USAR PARA HACER EL

ENSAYO DE ABRASION:

4.5.1. Orejeras de Ingeniero Civil:

Este implemento principal protege del alto sonido que produce la

máquina de los ángeles, investigaciones dicen que muchos

ingenieros civiles perdieron la audición a causa de hacer este

ensayo porque no usan el equipo necesario.

4.6. NORMAS QUE RIGE ESTE ENSAYO:

ASTM C 131 - 89

ASTM C – 33

Normas de Construcción de la Secretaría de Comunicaciones y

Transportes (SCT)

Volumen VIII, 1981





Ilustración 34 Colocación del agregado grueso para ensayo de abrasión.

Ilustración 3516 Máquina los Ángeles

Ilustración 36 Esferas de acero


EAP. INGENIERIA CIVIL CONCLUSIONES

5. CONCLUSIONES

También se puede tener en cuenta que las propiedades de los

agregados dependen principalmente de las características de la roca

madre de donde proviene.

Este método solo es para partículas menores de 1 ½ “.

El ensayo de granulometría se concluye que el material no es apto para

la construcción pues no está dentro del módulo de finura (MF < 5).

La calidad del ladrillo se muestran mayormente en su dureza.

Como se puede observar en las fotos anteriores los ladrillos tienen una

tendencia a falla de grieta vertical, y en algunas se observa que se trituro

una unidad de la pila quizás se deba a la velocidad con la que fue

aplicada la carga.


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