Ensayo de materiales

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Ensayo de materiales

  1. 1. ENSAYO DE MATERIALES• Definición: Se denomina ensayo de materiales a toda prueba cuyo fin es determinar las propiedades mecánicas y químicas de un material para comprobar si cumple o no los estándares establecidos y decidir si se usa o no en obra.• Tipos de ensayos: Los ensayos de materiales pueden ser de dos tipos:2.1 Ensayos destructivos. La parte de material que es sometida a ensayo se destruye y, normalmente, se desecha. Ensayos destructivos típicos son el ensayo a tracción del que se obtiene la curva de comportamiento del material, el de compresión y el de torsión, para caracterizar mecánicamente el sólido.
  2. 2. ENSAYO DE MATERIALES2.2 Ensayos no destructivos (nondestructive testing). Se denomina ensayo no destructivo a toda prueba practicada a un material que no altere de forma permanente sus propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales. La porción de material que se somete a ensayo no se rompe (es demasiado caro romper para comprobar un número de veces que asegure que se cumple los estándares). El material ensayado puede ser usado en obra. Los ensayos no destructivos son muy importantes en los controles de calidad. Ensayos no destructivos típicos son los ultrasonidos, para encontrar grietas profundas, el ensayo con corrientes, para medir a través de las corrientes inducidas el espesor de la pintura en una superficie, y el de campo magnético, que permite a simple vista encontrar grietas superficiales muy pequeñas.
  3. 3. 3. ENSAYOS DE SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN3.1 Definiciones:3.1.1 Geotecnia: Conjunto de técnicas que permiten conocer el suelo para utilizarlo como material de construcción. Como material: En caminos, diques, canales, etc. Como soporte de estructuras: En cimentaciones de edificaciones Técnicas utilizadas: a) Compactación de suelo: Relación Densidad/Humedad, resistencia, permeabilidad. b) Gradación: Ensayo granulométrico. c) Clasificación de suelos. d) Ensayos de penetración: Resistencia e) Ensayo de desgaste. Ensayo con la máquina de los Ángeles. f) Consistencia y plasticidad: Límites de Atterberg.
  4. 4. 3. ENSAYOS DE SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN. Cont..3.1.2 Densificación de suelo: Incremento de la densidad del suelo debido a la disminución de su espacio poroso. Puede ocurrir de dos maneras: a) Consolidación: Proceso natural de disminución del volumen de poros de un suelo. b) Compactación: Proceso provocado por la acción de cargas dinámicas que obligan a las partículas del suelo a acoplarse entre sí de forma que aumente la densidad.Beneficios de la compactación:h) Aumenta la capacidad del suelo para soportar cargas.i) Impide el hundimiento del suelo.j) Reduce la penetración del agua.k) Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo.
  5. 5. 3. ENSAYOS DE SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN. Cont..3.1.3 Relación Densidad – Humedad.Si a un suelo seco, de volumen Vi, se le aplica cierta cantidad deenergía, su volumen se reduce a V1. Si al mismo suelo seco de volumenVi se le aplica cierta cantidad de agua y luego se aplica energía (secompacta), su volumen se reduce a V2 de tal manera que: V2 < V1 < ViSe debe a que el agua actúa como lubricante entre las partículas, facilitando el desplazamiento entre ellas y, en consecuencia, disminuye el espacio de poros del suelo.
  6. 6. 3. ENSAYOS DE SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN. Cont..Si a un suelo seco se le agrega agua y se aplica energía, en forma sucesiva,se comprueba que al ir aumentando la humedad del suelo ycompactándolo, la densidad seca va aumentando hasta llegar a un puntomáximo para el par densidad seca máxima-humedad, a partir del cual unaumento de la humedad no supone mayor densidad seca, sino al contrariouna disminución de ésta.Para cada suelo existe un contenido de humedad que proporciona lamáxima densidad seca. A dicho contenido de humedad se le denominahumedad óptima y es el que se debe utilizar en obra cuando se va acompactar un suelo.
  7. 7. 3. ENSAYOS DE SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN. Cont…Representación gráfica de la relación Densidad/Humedad.
  8. 8. 3. ENSAYOS DE SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN. Cont…3.2 Ensayo PROCTOR. Proctor, en 1933, desarrolló un ensayo mediante el cual demostró que la humedad óptima para la compactación de un suelo está entre un 90% y 95% de la humedad de saturación del suelo. Todas las curvas densidad/humedad tienen como envolvente la curva de saturación del suelo. El ensayo Proctor tiene dos variantes: a) El ensayo Proctor normal (PN) b) El ensayo Proctor Modificado (PM)
  9. 9. 3. ENSAYOS DE SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN. Cont…Ensayo Proctor Normal (PN). Se usa un molde cilíndrico de 102 mm de diámetro y 122,4 mm de altura. Se rellena con la fracción de suelo pasante por el tamiz de 20 mm, en tres capas sucesivas, añadiéndo una cantidad de agua conocida. A cada capa se le aplican 25 golpes con un martillo de 2,5 Kg que se deja caer desde una altura de 30,5 cm.
  10. 10. 3. ENSAYOS DE SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN. Cont…Ensayo Proctor Normal (cont…) Conocidos la tara del molde, el peso total del molde, el peso del suelo y el de agua, se deseca el conjunto y se obtiene el peso seco y la densidad seca para la humedad añadida. Se repite la operación las veces que sean necesarias para obtener suficientes valores y elaborar la curva Densidad/Humedad.
  11. 11. 3. ENSAYOS DE SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN. Cont…Ensayo Proctor Modificado (PM): El procedimiento es el mismo que en el PN, pero varían las dimensiones del equipo. Se utiliza un molde cilíndrico de 152,5 mm de diámetro y una altura de 127 mm, el cual se llena con la fracción de suelo pasante por el tamiz de 30 mm, en cinco capas sucesivas. A cada capa se la aplica 55 golpes con un martillo de 4,50 Kg, dejándolo caer de 45,7 cm de altura.
  12. 12. 3. ENSAYOS DE SUELO COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN. Cont… En general; el conocimiento de la condición de densidad de un suelo es importante por su aplicabilidad en aspectos relacionados con el movimiento de tierra, tales como:c) Excavación en préstamo.d) Relleno impermeable en terraplén.e) Transporte de materiales.Al respecto se pueden establecer los factores siguientes:Factor de esponjamiento (Fes): Fe = [(Pp/Ps) – 1]*100Factor de encogimiento (Fen): Fen = [1 – (Pp/pt)]* 100Pp = peso unitario de material en préstamo (Kg/m3)Ps = peso unitario del material suelto (Kg/m3).Pt = peso unitario del material en terraplén compactado (Kg/m3).
  13. 13. 3.3 Clasificación de suelos para la construcción.a) Clasificación de materiales (Pruebas geotécnicas de clasificación).a.1) Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS).Inicialmente se tienen suelos granulares o finos, según se distribuyeel material que pasa el tamiz de 3”. El suelo es fino cuando mas del50% pasa el tamiz Nº 200. Si no es así, el material es granular.
  14. 14. 3.3 Clasificación de suelos para la construcción. Cont…Según el SUCS, los suelos granulares se designan con los siguientes símbolos:Prefijos:G = Grava: El 50% o más es retenido en el tamiz Nº 4.S = Arena: Si más del 50% pasa el tamiz Nº 4.Sufijos: W = Bien gradado P = Mal gradado M = Limoso C = ArcillosoLos suelos finos se designan con los símbolos siguientes:Prefijos:M = Limo C = Arcilla O = OrgánicoSufijos:L = Baja plasticidad H = Alta plasticidad
  15. 15. 3.3 Clasificación de suelos para la construcción. Cont… Nombres típicos de los materiales (Suelos):Grupo Nombre típico:GW: Grava bien gradada, mezclas gravosas, poco o ningún fino.GP: Grava mal gradada, mezclas grava-arenas, poco o ningún fino.GM: Grava limosa, mezclas grava, arena, limo.GC: Grava arcillosa, mezclas grava – arena arcillosa.SW: Arena bien gradada.SP: Arena mal gradada, arenas gravosas, poco o ningún fino.SM: Arenas limosas, mezclas arena – limo.SC: Arenas arcillosas, mezclas arena-arcilla.ML: Limos inorgánicos y arenas muy finas, polvo de roca, limo arcilloso, poco plástico, arenas finas limosas, arenas finas arcillosas.CL: Arcillas inorgánicas de plasticidad baja a media, arcillas gravosas, arcillas arenosas, arcillas limosas, arcillas magras.OL: Limos orgánicos, arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad.MH: Limos inorgánicos, Suelos limosos o arenosos finos micáceos, suelos elásticos.CH: Arcillas inorgánicas de alta plasticidad, arcillas gruesas.OH: Arcillas orgánicas de plasticidad media a alta, limos orgánicos.Pt: Turba y otros suelos altamente orgánicos.
  16. 16. Grupo Atributos Aptitudes según usos GW +++ +++ +++ +++ Mantos de presas, terraplenes, erosión de canales. GP ++ +++ ++ +++ Mantos de presas y erosión de canales. GM ++ d ++ +++ Cimentaciones con flujo de agua. GC ++ b + ++ Núcleos de presas, revestimiento de canales. SW +++ ++ +++ +++ Terraplenes y cimentaciones con poco flujo. SP m ++ ++ ++ Diques y terraplenes de suave talud. SM m d ++ + Cimentaciones con flujo, presas homogéneas. SC ++ b + + Revestimiento de canales, capas de pavimento. ML m d m m Inaceptable en pavimentos, licuable. CL + b m m Revestimiento de canales, pero es erodable. OL m d b m No recomendable, máximo si hay agua. MH b d d mb Inaceptable en cimentaciones o bases (hinchable). CH b b b mb Inaceptable en cimentaciones (hinchable) OH b b b mb Inaceptable en cimentaciones o terraplenes. Significado de los símbolos de los atributos: Resistencia al corte tratamiento en obra +++ Sobresaliente ++ Muy alto Compresibilidad Permeabilidad Características + Alto fundamentales Facilidad de m Moderado d Deficiente b Bajo mb Muy bajo
  17. 17. 3.3 Clasificación de suelos para la construcción. Cont…a. Clasificación de materiales (Proebas geotécnicas de identificación). Cont…a.2 Sistema de clasificación de la AASHTO (American Association of State Highway Officials)Este sistema es de uso adecuado para la construcción de vías. Los grupos de suelo son 7, subdivididos en 5 mas para llegar a 12.a. 2.1 Gruesos granulares: El 35% o menos pasa el tamiz Nº 200 y comprende:A-1, Si menos del 20% pasa el T- 200 y menos del 50% pasa el T-40, pero en el pasante por el 40 el índice de plasticidad (IP) es menor a 6%A-2, Si menos del 35% pasa el tamiz 200, (limoso o arcilloso), y el material no cumple con A-1 ni con A-3.A-3, si menos del 10% pasa el tamiz 200 y 51% o más pasa el T-40, pero si el pasante por el 40 (P40) no es plástico.
  18. 18. 3.3 Clasificación de suelos para la construcción. Cont…a.1 Clasificación de materiales.a.2.2 Suelos finos granulares (grupo limo y arcilla): Más del 35% pasa el T- 200. A-4, si el IP < 10 (limo) y el LL < 40%. A-5, Si el IP < 10 (limo) y el LL > 45% A-6, Si el IP > 11 (Arcilla) y el LL < 40% A-7, Si el IP > 11 (Arcilla) y el LL > 41%En consecuencia:A-1 = cascajo y arena; A-3 = arena fina; A-2 = Cascajo y arenas limosas o arcillosas.A-4 y A-5 suelos limosos, y A-6 y A-7 suelos arcillosos.A-1 y A-3 son suelos excelentes y buenos, A-2 buenos y moderados, y A-6 y A-7 son suelos de moderados a pobres.
  19. 19. 3.3 Clasificación de suelos para la construcción. Cont…Grupodesuelos Permeabilidad Cambios de Terraplenes pavimentos Capilaridad Elasticidad Sub bases Escala de valoración Bases de volumenA-1 b mb d d ++ ++ ++ +++ SobresalienteA-2 d ++ + m d m + ++ Muy altoA-3 + d b d + + + + AltoA-4 d + + +++ d d + m ModeradoA-5 d m ++ +++ mb d b d DeficienteA-6 mb d ++ ++ b b d b BajoA-7 b m ++ ++ b b b mb Muy bajo
  20. 20. 3.4 ENSAYO CBR (California Bearing Ratio: Ensayo de Relación de Soporte de California)El ensayo CBR mide la carga necesaria para penetrar un pistón, de 19,35 cm2 a unavelocidad previamente fijada (1,27 mm/min), en una muestra compactada de suelodespués de haberla sumergido en agua durante cuatro días (condición de humedadmás desfavorable) y de haber medido su hinchamiento. Se mide la carga necesariapara que penetre el pistón hasta 2.54 mm y hasta 5,08 mm.
  21. 21. 3.4 ENSAYO CBR . Cont… (California Bearing Ratio: Ensayo de Relación de Soporte de California) La finalidad de este ensayo, es determinar la capacidad de soporte(CBR) de suelos y agregados compactados en laboratorio, con unahumedad óptima y niveles de compactación variables. Sirve paraevaluar la calidad relativa del suelo para sub-rasante, sub-base y basede pavimentos.El ensayo mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones dehumedad y densidad controladas, permitiendo obtener un (%) de larelación de soporte.
  22. 22. 3.4 ENSAYO CBR. Cont…La expresión que define al CBR, es la siguiente:CBR = (carga unitaria del ensayo / carga unitaria patrón) * 100 De la ecuación se puede ver que el número CBR, es un porcentaje de la carga unitaria patrón. En la práctica la relación se presenta simplemente por el número entero.
  23. 23. Valores de carga unitaria patrón que deben utilizarse en la ecuación CBRPenetración carga unitaria patrón mm Pulg Mpa Kg/cm2 psi 2,54 0,1 6,90 70,00 1000 5,08 0,2 10,30 105,00 1500 7,62 0,3 13,10 133,00 1900 10,16 0,4 15,80 162,00 2300 12,70 0,5 17,90 183,00 2600
  24. 24. Clasificación de suelos para vialidad de acuerdo al valor de CBR CBR Clasificación general Usos 0–3 Muy Pobre Subrasante 3–7 Pobre a regular Subrasante7 – 20 Regular Sub-base20 – 50 Bueno Base, sub-base > 50 Excelente Base
  25. 25. 4 Determinación de calidad de suelo para fabricar adobe
  26. 26. 3.5 Ensayos de caracterización de suelos expansivos.1 Ensayo de expansión. Se emplea el método de doble odómetro, el cual consiste en ensayar probetas representativas del suelo arcilloso mediante ciclos de cargas en fases de Compresibilidad-Expansión-Consolidación.2 Identificación del mineral arcilloso. Se emplea el ensayo Azul de Methyleno, el cual permite medir la capacidad de adsorción iónica de los suelos ante presencia de azul de methyleno, con la finalidad de caracterizar la fracción arcillosa del suelo globalmente por correlación con la superficie específica.3 Ensayo de límite de contracción. Permite medir el contenido de humedad a partir del cual no hay cambio de volumen en la arcilla.
  27. 27. 3.6 Ensayo de caracterización del material dispersivo• Prueba de flujos (Ensayo Pinhole). Mide la dispesividad de las arcillas. Para ello se hace una perforación de 1 mm de diámetro y 1 pulgada de longitud, por la cual se hace fluir el agua para observar su color y velocidad a la salida, registrándose el diámetro de la perforación después del ensayo. El objetivo es simular una fuga en una tubificación de una presa de tierra.• Análisis granulométrico.
  28. 28. 4 Determinación de calidad de suelo para fabricar adobe 2
  29. 29. 4 Determinación de calidad de suelo para fabricar adobe
  30. 30. 4 Determinación de calidad de suelo para fabricar adobe
  31. 31. 4 Determinación de calidad de suelo para fabricar adobe
  32. 32. 5. Ensayo de agregado grueso5.1 Ensayo de desgaste (Ensayo de Los Ángeles). Proporciona un coeficiente (%) que cuantifica la friabilidad de un material grueso. La friabilidad es la facilidad que tiene un material grueso de desintegrarse bajo la acción de una presión. El método consiste en analizar granulometricamente un agregado grueso, preparando una muestra de material que se somete a abración en la máquina de Los Ángeles y expresar la pérdida de material o desgaste como el porcentaje de pérdida de masa de la muestra respecto a su masa inicial. Se necesitan de 2,50 a 5 Kg de material, lavado y secado, de granulometría conocida.
  33. 33. 5. Ensayo de agregado grueso5.1 Ensayo de desgaste (Ensayo de Los Ángeles). Cont… Una vez lavada y secada la muestra, se pesa y a continuación se pasa por la centrifugadora (máquina de Los Ángeles), conjuntamente con unas bolas de acero, haciéndola girar a 30 rpm durante 500 vueltas (16 min y 40 seg.) Una vez desgastada y lavada, se vuelve a pasar la muestra por los tamices de 2,50mm y 1,6 mm y la diferencia de peso inicial y final dará la cantidad de muestra que se ha perdido, lo cual indicará el desgaste de los materiales.
  34. 34. 5. Ensayo de agregado grueso5.1 Ensayo de desgaste (Ensayo de Los Ángeles). Cont…El valor de desgaste se obtiene mediante la expresión: D = (Peso inicial – Peso final)/Peso inicial * 100. Valores de D iguales o menores a 20 indican que el material es resistente al desgaste. Valores de D alrededor de 50 indican que el material es de baja resistencia al desgaste.No se deben aceptar materiales con valores de D > 35.
  35. 35. 5. Ensayo de agregado gruesoMáquina de Los Ángeles:c) Tambor de acero de 710 ± 6 mm de diámetro interno y de 510 ± 6 mm de longitud interior.b) En su interior lleva una aleta de acero a lo largo del cilindro con una anchura de 90 ± 6 mm.g) Velocidad de giro: 30 a 33 rpm.h) Un juego de esferas de acero (6 a 12) de 45 a 50 mm de diámetro, con 440 ± 50 g cada una.
  36. 36. 6. Ensayo granulométricoGranulometría de un agregado.• Es el estudio de los tamaños y proporciones de los granos que constituyen el agregado.• Se analiza utilizando series de tamices normalizados con diferentes pasos de malla (Cada uno con un paso de malla de la mitad del anterior)• Cada tamiz retiene los granos de agregado de diámetro contenido entre su paso de malla y el anterior.• Existen una serie normalizada de tamices (en mm).
  37. 37. Procedimiento y Cálculos1 Pasar la muestra de suelo (5000 g) por la malla 3/8” y separar del material que pasa esa malla.2 Pasar el material retenido por las mallas 3”, 2 ½”, 2”, 1 ½”, 1”, ¾”, ½” y 3/8” y pesar las porciones de material retenido.3 Mezclar homogéneamente el material que pasó por la malla 3/8” y tomar una muestra representativa ( 300gr).4 Colocar la muestra obtenida en etapa (3) sobre la malla # 200 y lavar el material, utilizando agua común, a través de la malla hasta que el agua que pasa a través del tamiz mantenga su transparencia.5 Verter cuidadosamente el residuo, en un recipiente desecador y permitirle sedimentar por un período de tiempo suficiente hasta lograr que el agua en la parte superficial de la suspensión se vuelva transparente, eliminar esta agua transparente y colocar el recipiente con la suspensión suelo y agua remanentes en el horno para secado.6 Al día siguiente, regresar al laboratorio y pesar el residuo secado al horno (en caso de no haber realizado el lavado anteriormente indicado, omitir esta etapa).7 Finalmente, pasar la muestra (lavada y seca ) por las mallas # 4 a la # 200, registrando el peso retenido en cada malla.
  38. 38. Ejemplo ilustrativo Material Diámetro Pesos Esta es la separación de los [mm] [g] materiales sobre 3/8” y bajo esteSOBRE 3" 75 2430 diámetro. En el cálculo de laSOBRE 3/8" 9.5 6740 cantidad total (22460 gr) de material no se incluye el que poseeBAJO 3/8" 9.5 15720 diámetro mayor a 3”.TOTAL 22460
  39. 39. Ejemplo ilustrativo. Cont… Se debe construir una tabla de este tipo, debe ir el número del tamiz, su diámetro y el correspondiente peso retenido en cadaTamiz Diámetro Pesos % % N° [mm] [g] Retenido que Pasa uno. Este peso no esta corregido, por lo2 1/2" 63.0 100 tanto solo deben anotar las medidas 2" 50.0 570 2.54 97.46 obtenidas.1 1/2" 37.5 1820 8.10 89.36 1" 25.0 1350 6.01 83.35 Luego para el material entre la malla 2 ½” 3/4" 19.0 700 3.12 80.23 y 3/8”, se calculan los porcentajes 1/2" 12.5 930 4.14 76.09 3/8" 9.5 1370 6.10 70.0 retenidos en cada malla, con respecto al 4 4.750 16.0 3.73 66.26 total del material (22460 gr), o sea: 8 2.360 15.13 3.53 62.73 -para 2” el % retenido es 10 2.000 18.26 4.26 58.47 (570/22460)*100%=2.54 30 0.600 21.65 5.05 53.42 y así con el resto de las mallas. 40 0.425 21.34 4.98 48.44 Posteriormente se calcula el % que pasa, 50 0.300 14.66 3.42 45.02 100 0.150 18.56 4.33 40.69 el cual corresponde simplemente a la resta 200 0.075 34.03 7.94 32.75 del porcentaje de una determinada malla con el de la malla anterior, o sea:Residuo Bajo # 200 174.06 40.61 malla % ret. % que pasa 2” 2.54 100-2.54 = 97.46Lavado bajo # 200 300 1 ½” 8.1 97.46-8.1 = 89.36 Y asi hasta la malla 3/8”.
  40. 40. Ejemplo ilustrativo• Debido a que bajo la malla #4 solo se hizo pasar un total de 300gr de material, se debe corregir este porcentaje con respecto al total de la muestra, por lo cual se realiza la relación:• % retenido malla #4 = (70.0 / 300 )*16 = 3.73 %• % retenido malla #8 = (70.0 / 300 )*15.13 = 3.53 %• Y así sucesivamente con el resto de las mallas y luego se calcula el porcentaje que pasa de manera similar al anterior.
  41. 41. Una vez realizado los cálculos se dibuja la curva granulométrica ANALISIS GRANULOMETRICO 100 90 80 70 60Porcentaje que pasa 50 40 30 20 10 0 0.0 0.1 1.0 10.0 100.0 Diámetro de partícula [mm]
  42. 42. A partir de la curva de distribución granulométrica, sepueden obtener diámetros característicos tales como elD10, D85, D60. El diámetro D se refiere al tamaño delgrano o diámetro aparente de una partícula de suelo y elsubíndice denota el porcentaje de material más fino. Porejemplo D10 = 0.15 mm significa que el 10 % de los granosde la muestra son menores en diámetro que 0.15 mm. Eldiámetro D10 es también llamado tamaño efectivo de unsuelo.
  43. 43. 6. Ensayo granulométricoParámetros granulométricos• Peso retenido: agregado que se queda en cada tamiz.• % retenido: respecto a la muestra estudiada.• % retenido acumulado: respecto a la muestra estudiada.• % pasa: muestra que pasa por cada tamiz.
  44. 44. Módulo granulométrico• Es el resultado de dividir por 100 la suma de los % retenidos acumulados de la serie de tamices.• Sirve para comparar diferentes tipos de agregados.• El agregado más grueso será el que tenga el MG mayor.• Sólo se pueden comparar agregados estudiados con la misma serie de tamices.
  45. 45. Curva granulométrica• Representación gráfica de la granulometría de un agregado: - En el eje X se sitúan los diámetros de los tamices. - En el eje Y se sitúa los % R.A. y/o % pasante de cada tamiz.• Sirven para identificar el tipo de agregado y las fracciones granulométricas existentes (% retenido en cada tamiz).
  46. 46. Curva granulométrica• Tipos de granulometrías:- Continua: Existen todos los tamaños.- Discontinua: Faltan tamaños intermedios.- Semi-continua: Hay pocos tamaños intermedios.- Interferida: Exceso de tamaños intermedios.
  47. 47. 7. Ensayos en el concreto7.1 Prueba del “cono de Abrams” para medir el asentamiento de la mezcla del concreto.• El asentamiento se relaciona con la cantidad de agua de la mezcla. Mientras mayor sea el asentamiento mas fluida es la mezcla.• La fluidez indica consistencia y plasticidad, se mide valores de asentamiento.• Asentamiento recomendable: entre10 y12 cm.
  48. 48. 7. Ensayos en el concretoPROCEDIMIENTO PARA LAPRUEBA DELASENTAMIENTO.1º El cono se coloca en superficielisa, horizontal, no absorbente2º Humedecer interior3º Llenar con muestra de concretovaciando en 3 capas. Cada capatendrá un espesor de 1/3 de laaltura del cono.4. Con una barra de acero de60cm de largo diámetro 3/8 depulgada se va compactando cadacapa con 25 golpes en todo suespesor y distribuidosuniformemente en toda el área dela capa.4º Se llena por exceso hasta elborde superior.
  49. 49. 7. Ensayos en el concreto5º La operación de llenado debe completarse en 2 minutos.6º Se alza el molde e inmediatamente se determina diferencia entre altura del molde y altura promedio del del cono deformadoSi presenta falla o corte conseparación de masa, se rechaza ensayo y se repite de nuevo.
  50. 50. 7. Ensayos en el concreto7.2 Ensayo de resistencia a compresión del concreto (Norma COVENIN 338)1º Limpiar molde, aceitarlo2º Tomar muestras para 2 cilindros mínimo evitando transportarlos antes de 20 horas.3º Llenado de moldes y compactación de mezclas: 2 capas si se usa vibrador (asentamiento menor a 2,5 cm), 3 capas si se usa barra (asentamiento mayor de 2,5). Preferible usar método de compactación utilizado en la obra)
  51. 51. 7. Ensayos en el concreto4º Curado de cilindros: cubrircon plástico, en sombra, mojar osumergir en agua.5º Retirar los moldes entre 20 y48 horas después y almacenarhasta el ensayoLos ensayos pueden ser en obrao laboratorio entre los 7 y 28días. Si hay que transportarlosdebe ser 2 días antes del ensayoen cajas cubiertas de arenahúmeda u otro material paraevitar vibraciones y golpes.
  52. 52. 7. Ensayos en el concreto6º Realización del ensayo.Se coloca capa remate en la parte superior con mortero 1:2 de espesor 6,2 cm.Se colocan los cilindros en la máquina, centrados y comprimidos.
  53. 53. 7. Ensayos en el concretoSe aplica las cargas progresivamente y se registra los valores de resistencia acompresión (kg/cm2). La resistencia a compresión es igual al cociente entre lacarga máxima y el área de la sección media del cilindro.
  54. 54. FASES DE FABRICACIÓN DEL CONCRETO1. Selección de componentes de la mezcla2. Diseño teórico de la mezcla3. Ajustes prácticos del diseño teórico4. Mezclado5. Transporte6. Colocación: vaciado o proyectado7. Compactación8. Curado9. Desencofrado10. Mantenimiento
  55. 55. FASES DE FABRICACIÓN DEL CONCRETO1º Selección de componentes de la mezcla: Se definen las propiedades de los componentes.2º Diseño teórico de la mezcla: Con el “Método de diseño de mezclas de concreto” se determinan las cantidades (dosificación) de los componentes en función a la resistencia mecánica, trabajabilidad, durabilidad y economía precisas para cada caso en particular. La calidad final está influenciada por el diseño de la mezcla.3º Ajustes prácticos del diseño teórico: Se deben garantizar las calidades y cantidades definidas en el diseño teórico.
  56. 56. FASES DE FABRICACIÓN DEL CONCRETO4ª Mezclado: La pasta debe cubrir todas la partículas de agregado garantizando una mezcla homogénea, de trabajabilidad adecuada y resistencia prevista en el diseño. La tecnología dependerá del volumen de producción en obra: Poco volumen: a mano, máquinas mezcladoras sencillas. Alto volumen: en planta instalada en obra o premezclado comercial.. Se debe escoger adecuadamente el sitio de mezclado. Se deben almacenar cuidadosamente los componentes.Las máquinas deben estar niveladas, limpias y probadas con anterioridad.
  57. 57. FASES DE FABRICACIÓN DEL CONCRETO5. Transporte del concreto fresco recién salido de la mezcladora al encofrado donde se va a colocar. Puede ser en tobos, carretillas, tubos, elevadores, torres grúas, camión de volteo, cintas transportadoras, equipos de bombeo. Debe ser con el mínimo de operaciones y tiempo para preservar homogeneidad. Debe evitarse segregación de componentes de la mezcla, pérdida o aumento de humedad, asentamiento de agregados gruesos al fondo.
  58. 58. FASES DE FABRICACIÓN DEL CONCRETO6 Colocación del concreto. De acuerdo a la estructura a construir, generalmente se usan encofrados de madera, plástico o metal u otros de menor uso como cartón piedra, concreto endurecido. La colocación debe ser en capas sucesivas. Los encofrados requieren especial cuidado en su forma, resistencia, estabilidad y rigidez para soportar peso del concreto sin deformaciones, así como en limpieza y lubricación. Se deben untar con aceite o mojarlos antes de la colocación para evitar absorción de agua de la mezcla. El número y distribución de los puntales en elementos horizontales se calculan para garantizar estabilidad. La colocación también puede ser proyectada sobre la armadura. Ejemplo: muros de contención tipo “pantallas de concreto proyectado”
  59. 59. FASES DE FABRICACIÓN DEL CONCRETO7. Compactación. Para eliminar presencia de vacíos en el concreto que pueden reducir resistencia y durabilidad. La compactación favorece adherencia con acero entre agregados y pasta, entre sucesivas capas de concreto, un acabado superficial uniforme sin oquedades. Para la compactación e utilizan barras de acero o vibradores eléctricos. Si es necesario, se deben disponer varios vibradores, con tamaño acorde a la pieza vaciada, y volumen a compactar. Es preferible vibrar en muchos sitios pero separados 50 cm. El exceso de vibración produce segregación El tiempo es entre 5 y 15 segundos, se suspende al formarse película de agua y cemento. No se deben compactar capas mayores de 60 cm y penetrar mas de 10 cm en la capa inferior No se deben tocar las armaduras ni encofrados, ni los ductos de tensado del acero en el concreto precomprimido.
  60. 60. FASES DE FABRICACIÓN DEL CONCRETO8. Curado de los elementos vaciados.• Para evitar evaporación de agua de la mezcla, lo cual afecta la resistencia y calidad del concreto porque le produce grietas, desmejora apariencia, reduce durabilidad.• El curado se inicia poco antes de media hora del vaciado, por un período de 2 o 4 días dependiendo de la pieza.• Los elementos se cubren con sacos de cemento mojados o con plásticos.
  61. 61. FASES DE FABRICACIÓN DEL CONCRETO9. Desencofrado de los elementos vaciados ya endurecidos. Lapsos mínimos (días) de tiempo para desencofrar Tipo de Vigas, pilares y Losas con Losas con Vigas con cemento muros L< 3,00m 3,0m < L < 5m L>6m Portland tipo I 2 6 12 2,5 * L Portland de alta resistencia. 1 2 6 1,10 * L

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