Concreto y Acero

UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS CHIAPA S FACULTAD DE INGENIERÍA CAMPUS I

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

DOCENTE: PEDRO PÉREZ CRUZ

AL UMNO: MALDONADO PÉREZ ALI GISELLE

SEMESTRE: 5°

GRUPO: “B”

PERIODO: ENERO – JUNIO DE 2018

FECHA DE ENTREGA: 08 MAYO DE 2018

UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIAPAS CHIAPA S FACULTAD DE INGENIERÍA CAMPUS I

MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

DOCENTE: PEDRO PÉREZ CRUZ

AL UMNO: MALDONADO PÉREZ ALI GISELLE

SEMESTRE: 5°

GRUPO: “B”

PERIODO: ENERO – JUNIO DE 2018

FECHA DE ENTREGA: 08 MAYO DE 2018

Universidad Autónoma de Chiapas Facultad de Ingeniería Civil

Reporte de prácticas de laboratorio: ConcretoHidráulicoyAcero

................................................................................................................................................. 2

INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................................

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CONCRETO ..........................................................................................................................................

4

NATURALEZA DEL CONCRETO ...........................................................................................................

4

MÉTODOS ACTUALES PARA PROPORCIONAR MEZCLA DE CONCRETO ............................................ 5 PROCEDIMIENTO QUE DEBE SEGUIRSE PARA EL PROPORCIONAMIENTO DE UNA MEZCLA DE CONCRETO ..........................................................................................................................................

5

DISEÑO Y PROPORCIONA MIENTO DE CONCRETO HIDRÁULICO ....................................................... 8 PLASTICIDAD EN EL CONCRETO ................. ................. .................. ................. .................. ................. . 9 FRAGUADO DEL CONCRETO .............................................................................................................

10

CURADO DE CONCRETO ...................................................................................................................

11

PERMEABILIDAD DEL CONCRETO ....................................................................................................

12

RESISTENCIA MECÁNICA ..................................................................................................................

12

RESISTENCIA DEL CONCRETO A LA COMPRESIÓN .......................................................................... 12 CABECEO ................................................................................................................................

14

RESISTENCIA DEL CONCRETO A CORTE ..........................................................................................

14

RESISTENCIA DEL CONCRETO A LA TRACCIÓN ............................................................................... 14 CÁLCULOS Y RESULTADOS ..............................................................................................................

15

CONCLUSIÓN .....................................................................................................................................

16

ACERO ...............................................................................................................................................

18

TABLA DE CONTENIDOS APROXIMADOS DE CARBÓN EN LOS METALES FERROSOS .................... 18 VARILLAS DE ACERO EMPLEADAS EN CONCRETO REFORZADO .................................................... 18 ACABADO DE LAS VARILLAS DE ACERO DE REFUERZO: ................................................................ 19 LAS VARILLAS DE ACERO DE REFUERZO POR SU PROCEDENCIA Y CALIDAD SE CLASIFICAN EN:

19

MARCAS QUE ALGUNOS FABRICANTES PONEN AL LAMINAR SU VARILLA .....................................

19

CARACTERÍSTICAS DEL ACERO DE REFUERZO ............................................................................... 20 NORMATIVAS .....................................................................................................................................

20

REQUISITOS DE CALIDAD .................................................................................................................

21

REQUISITOS QUÍMICOS ...........................................................................................................

21

DIMENSIONES DE LA VARILLA ................................................................................................ 22 IDENTIFICACIÓN DOCUMENTAL .............................................................................................. 22 CORRUGACIONES ...................................................................................................................

22

2



RESISTENCIA A LA TENSIÓN ...................................................................................................

23

ALARGAMIENTO ......................................................................................................................

24

DOBLADO ................................................................................................................................

24

INSPECCIÓN METALÚRGICA MACROSCÓPICA ....................................................................... 25 GRIETAS DE LAMINACIÓN RADIAL O TANGENCIAL ..................................................... 25 TRASLAPES O LAJAS Y DEFECTOS SUPERFICIALES CON REDUCCIÓN DE ÁREA ...... 25 TUBO DE LAMINACIÓN O RECHUPE .............................................................................

25

GRIETAS DE ENFRIAMIENTO ........................................................................................

26

INCLUSIÓN DE MATERIA CONTAMINANTE ................. ................. .................. ................ 26 POROSIDAD ..................................................................................................................

26

MARCADO E IDENTIFICACIÓN ................................................................................................. 27 CRITERIOS PARA ACEPTACIÓN O RECHAZO .........................................................................

27

PRUEBA DE SANIDAD ........................................................................................................................

28

PRUEBA DE DENSIDAD .....................................................................................................................

29

PRUEBA DE DOBLADO ......................................................................................................................

29

CORRUGACIÓN ..................................................................................................................................

29

CÁLCULOS Y RESULTADOS ..............................................................................................................

30

CONCLUSIONES ................................................................................................................................

31

BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................................

31

3



INTRODUCCIÓN El concreto hidráulico es una combinación de cemento, para formar una mezcla moldeable que al fraguar forma un elemento rígido y resistente, agregados pétreos, agua y en ocasiones aditivos. Se fabrica en la obra mediante un equipo mecánico ligero denominado revolvedora, dosificando generalmente sus componentes en volumen, o bien con equipos mayores como plantas dosificadoras, donde el proporcionamiento se hace por masa. El acero es una aleación de hierro con pequeñas cantidades de carbono, que adquiere con el temple gran dureza y elasticidad. El acero suele usarse como refuerzo para el concreto ya que este absorbe las fuerzas de tensión que el concreto no es capaz de soportar por sí solo.

CONCRETO Podemos definir al concreto como un material artificial (piedra artificial) que resulta de la unión de otros materiales llamados agregados. Estos se divide en agregados activos y agregados inertes, son activos el agua y el cemento que al unirse provocan una reacción química formándose una lechada. La cual fragua y endurece hasta 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 t ensión que el concreto simple no sería capaz de soportar. El peso volumétrico para el concreto simple se encuentra entre 20 00 y 2400 kg/cm3, y para el concreto armado va de 2300 a 2400 kg/cm3.

NATURALEZA DEL CONCRETO En el análisis de una muestra de concreto ordinario, no endurecido se deben de encontrar 4 componentes principales, cuyas. Proporciones relativas en volumen resultan dentro del intervalo siguiente: Agregados

60 a 80%

Agua

12 a 20%

Cemento

06 a 16%

Aire

01 a 06 %

La reunión mezcla de los 3 primeros constituyen el llamado concreto fresco, el 4° 4 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 5° componente (aditivo) el aire producido puede llegar a ocupar hasta el 6% del volumen. Aunque los agregados pueden llegar a constituir hasta el 80% del volumen, en numerosas ocasiones son 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 homogéneo integrado por 3 componentes (agregado pétreo, agua y cemento) e cuya calidad individual y grado de participación en el conjunto depende en forma directa la calidad del producto.

MÉTODOS ACTUALES PARA PROPORCIONAR MEZCLA DE CONCRETO Estos consisten en determinar la combinación más práctica y económica posible de los agregados pétreos disponibles, del cemento del agua y en algunos casos de puzolanas o adicionantes que produzcan una mezcla que tenga el grado requerido de trabajabilidad (revenimiento necesario de la obra) El procedimiento más práctico quizá el de mayor uso es aquel en el cual las proporciones finales se han obtenido a través de varios tanteos y ensayos de laboratorios, que se deben completar mediante pruebas en donde las propiedades físicas o mecánicas de los materiales se determinen meticulosamente. Para construcciones de gran envergadura o que van a experimentar un trabajo poco usual cuando la resistencia del concreto por emplear es de básica importancia, las pruebas de laboratorio se hacen especialmente esenciales y recomendables. El programa mínimo de un laboratorio de concreto incluye la ejecución de pruebas de granulometría de los agregados pétreos, gravedad especifica (desanidad, absorción), en algunos casos de dudas, otros casos especiales tales como contenido de materia perjudiciales (orgánicas), etc. Para fines de cálculo se puede considerar en promedio que el cemento seco suelto tiene un peso volumétrico de 1515 kg/m3 y una densidad o gravedad especifica de 3.15.

PROCEDIMIENTO QUE DEBE SEGUIRSE PARA EL PROPORCIONAMIENTO DE UNA MEZCLA DE CONCRETO 1. Relación de la reacción agua-cemento. Esta relación puede hacerse mediante las curvas de ABRAMS o de valores que el IAC ha publicado. 2. Elección de los límites del revenimiento que permitan el manejo y colocación 5 apropiada del concreto en las condiciones particulares de cada obra.



3. Determinación del tamaño máximo de la grava recomendado especialmente para la obra. Dicho tamaño queda ajado por la cantidad y espaciamiento del acero del refuerzo, ya que debe usarse aquel tamaño que no exceda de las 2/3 partes del espaciamiento libre entre las varillas. 4. Estimación por métodos numéricos de tablas ya establecidas del mínimo porcentaje de arena que proporcione el concreto al grado adecuado de manejabilidad sin que esto signifique un aumento considerable en el consumo del cemento. Debe recordarse que en igualdad de pesos entre más pequeño es un agregado pétreo, mayor superficie tiene para recubrir. El porcentaje óptimo de arena es aquel que nos da el más bajo, contenido de agua sin disminución de la trabajabilidad de concreto. 5. Calculo de la cantidad de agua que se necesita por m3 para cumplir con los requisitos anteriores con un tipo determinado de materiales y una relación aguacremento fijo el contenido unitario de agua es el factor básico más importante que afecta la calidad del concrete. 6. Calculo de las proporciones en que intervienen los materiales en la mezcla de pruebas. Para dicho cálculo se puede seguir varios procedimientos que dependen de los datos disponibles y de la importancia de la obra por construir. 7. Ajuste de la mezcla de prueba en caso de necesitarse. Estos ajustes se hacen con el fin de corregir el revenimiento y mejorar las características plásticas del concreto. 8. Finalmente se reporta el proporcionamiento de la mezcla elaborada, incluyendo los resultados de los cilindros ensayados de la compresión a 3, 7, 28 días. En el reporte se incluye el consumo práctico de cemento por m3 de concreto. Peso volumétrico del concreto fresco, revenimiento, rendimiento real de la mezcla, cantidad de aire incluido o atrapado, etc.

6



3

7



DISEÑO Y PROPORCIONA MIENTO DE CONCRETO HIDRÁULICO Para esto, se lleva a cabo un procedimiento que especifica la Norma Oficial Mexicana (NOM), que es la C-159.

1. Se toma la cantidad de material de los almacenes de materia prima; el necesario para las pruebas.

2. Se pesan las cantidades de material a utilizar.

3. Se humedece la revolvedora y se dosifican los materiales en el siguiente orden: agua, agregado grueso, cemento y agregado fino.

4. Se mezclan los materiales por 3 minutos.

5. Se deja reposar la mezcla por 2 minutos, tapando la boca de la misma con una jerga húmeda, para evitar evaporación de agua.

8



6. Después, se reinicia el remezclado por 3 minutos más, se vacía el concreto en la carretilla.

7. Se homogeniza la muestra y se determina el revenimiento.

PLASTICIDAD EN EL CONCRETO

La plasticidad en la mezcla de concreto se mide con las alturas de revenimiento la cual se obtiene mediante el siguiente proceso o la prueba de revenimiento:

1. En un molde de forma tronco—cónico y con las medidas indicadas, se coloca en una superficie plana, horizontal y limpia.

2. Se procede a llenarlo con la mezcla de concreto en 3 capas de igual espesor, apisonando cada capa con una varilla punta de bala 25 veces.

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3. Terminado este proceso se enraza el concreto al nivel del borde superior y se quita el molde jalándolo cuidadosamente hacia arriba.

4. 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 \os elementos estructurales fabricados con concretos mezclas de igual plasticidad, esto ira en función de la trabajabilidad y acero de refuerzo. En la siguiente tabla aparecen los revenimientos más usuales según la clase de obra a la que se destinará el concreto.

OBRA (ESTRUCTURA) Puentes, presas, pavimentos, rellenos, cimientos, etc. Trabes, Losas y muros de grandes dimensiones. Losas y columnas delgadas difíciles de colar. Columnas y muros de pequeñas dimensiones y con gran cantidad de armado dificultando la correcta colocación del concreto.

REVENIMIENTO EN CM MÍNIMO PROMEDIO MÁXIMO 2

5

8

8

10

12

16

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20

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20

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 1 contacto con el cemento, progresa el endurecimiento del concreto. El fraguado de la 0 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 pasta en 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 el cemento entra en contacto con el agua y termina cuando la pasta se convierte en cuerpo rígido capaz de resistir una presión. 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 esta obra sufra retrasos. El proceso de fraguado es muy susceptible de cambiar con las variaciones de temperatura ambiente, con algunas limitaciones pueden suponerse que las temperaturas bajas las retardan y las atas 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 concrete experimenta dos etapas dentro de su proceso general que son el fraguado inicial y el fraguado final. EI primero corresponde cuando el cemento entra en contacto con el agua adquiriendo un estado platico hasta llegar a su segunda etapa alcanzando una dureza tan apreciable que entra ya en su fraguado final. El tiempo de fraguado inicial es el mismo para todos los cementos y oscila entre 50 a 60 minutos y 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 DE 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 fabricada y colocado. Esta operación es sumamente importante, pues de un buen curado dependerá finalmente la resistencia que alcanzara el concreto. Las técnicas para efectuar el curado son muy variadas y van desde las que consisten en cubrir la superficie con una película impermeable a base de asfalto, alquitrán, silicato de sodio, etc., teniendo como finalidad conservar el agua que se usó en la preparación 1 de la revoltura, hasta la más sencilla que es la de irrigar con agua la superficie colada, 1



logrando con esto conservar húmedas las partes coladas en la que el concreto tomara 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 naylo o plástico.

PERMEABILIDAD DEL CONCRETO En la preparación del 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 hay sido realizada correcta o incorrectamente. Desde luego que en la mayoría de las obras construidas con concreto armado no es necesario la impermeabilización total del mismo, y en l os casos particulares que la obra si lo requiera, puede incrementarse esta pero otros métodos como la incorporación de aditivos impermeables.

RESISTENCIA MECÁNICA Para fines prácticos se considera que a partir de que el memento 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 de muy variada naturaleza que puede manifestarse como esfuerzo de comprensión, tensión o cortante, graduales, instantáneos, eventuales, sostenido, sencillos y repetidos. En el caso del cemento no obstante que se ha acostumbrado a calificar su capacidad para producir resistencia mecánica a través de pruebas de compresión y a tensión, la aplicación de estas últimas es cada vez menos porque se considera que sus resultados no reflejan adecuadamente los cambios de calidad en el cemento, i representan un índice confiable del comportamiento del concreto al considerar representativo de su resistencia mecánica.

RESISTENCIA DEL CONCRETO A LA COMPRESIÓN En las pruebas de calidad de un concreto es necesario, que no más de una prueba en diez posea una resistencia media menor, a aquella supuesta en el diseño y que el promedio de 3 pruebas consecutivas no sea menor a la antes dicha. Cada prueba deberá consistir de mínimo de 3 cilindros.

1 Se elabora tomado del concreto fresco que se utilizará en la obra. Es realizada sobre 2 probetas de cilindros de 15 cm de diámetro y 30 cm de altura, de la siguiente manera:



1.- Se elige una superficie plana, limpia y horizontal. Luego se llena el cilindro en tres capas, apisonándose cada capa 25 veces con la varilla con una punta de bala, hay que hacer notar que conforme se valla llenando el cilindro deberán darse unos pequeños golpes para desairar (sacar aire) de la mezcla de concreto y evitar burbujas que causen irregularidades en la probeta del cilindro. 2.- Una vez terminada la última capa, se enrasa y se tapa el cilindro en la parte superior con algún trapo húmedo o una bolsa de nylon para evitar la pérdida de agua dejarse posar durante 24 horas.

3.- Pasando este tiempo se desmoldan los cilindros, llevándose el cuarto de curado y se identifican con un número de control para guardarlos en el cuarto de curado. En caso de existir donde permanecerán a una temperatura promedio de 23° centígrados o en agua cuidando que las probetas queden sumergidas. 4.- Pasando el tiempo el curado de las probetas pueden ser curadas a los 3, 7, 14 y 28 días antes de proceder a su ruptura deberán pasar por un proceso de cabeceo con la finalidad de que las superficies de contacto superior e inferior de la probeta del cilindro queden completamente uniformes y lisas.

5.- Determinando este proceso se llevan a las máquinas de compresión, donde se efectúan la ruptura del cilindro. La fatiga correspondiente a esa ruptura se presenta por f(e) y debe corresponder a los valores basados en las especificaciones.

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CABECEO El cabeceo tiene la finalidad que las superficies inferior y superior de la probeta queden completamente uniformes y lisas. Necesitaremos:    

Platos metálicos de cabeceo Barra guía. Olla para fundido del azufre. Equipo de seguridad (guantes, mascarilla y lentes)

Procedimiento: 1.-Colocar en la olla para fundido la cantidad necesaria de mortero de azufre de acuerdo a los especímenes a cabecear, verificando que el azufre se encuentre totalmente seco. 2.-Calienta el mortero de azufre a una temperatura de 140 +/- 10 °C agitándolo constantemente. 3.-Precalienta ligeramente los platos de cabeceo a utilizar para disminuir la velocidad de endurecimiento y permitir la formación de placas delgadas. 4.-Lubrica ligeramente con aceite el plato de cabeceo a utilizar 5.-Verifica que las bases de los especímenes a cabecear estén secas en el momento del cabeceo para evitar que dentro de las capas se formen burbujas de vapor o bolsas de espuma de diámetro mayor que 6 mm. 6.-Vacía el mortero de azufre sobre el plato cabeceador. 7.- Coloca la base del espécimen sobre el plato de cabeceo y en contacto con el mortero de azufre, utiliza la barra guía para centrarlo. 8.-Deja transcurrir el tiempo suficiente para permitir el enfriamiento del azufre. 9.-Con golpes ligeros y utilizando el marro de hule, despega la base cabeceada del plato. 10.-Una vez que tenemos los especímenes cabeceados podemos proceder a realizar su ensaye.

RESISTENCIA DEL CONCRETO A CORTE A este esfuerzo la resistencia del concreto se estima entre el 40 y 80 de su resistencia a la compresión. La variación tan marcada que existe entre la resistencia mínima y máxima al esfuerzo de corte, se debe a que en estas pruebas es muy difícil separar al esfuerzo cortante de otros esfuerzos.

RESISTENCIA DEL CONCRETO A LA TRACCIÓN

1 A este esfuerzo la resistencia del concreto es baja, considerándose aproximadamente 4 15 y 20% a la resistencia de compresión.



CÁLCULOS Y RESULTADOS 1 MATERIALES

2

3

4

5

6

VOLS. ABSOLUTOS DE LOS ATS. I

CANTIDADES PARA UN m3 DE CONCRETO kg

33/33

50/3.15

50x1000/1515

MATS. PROPORCIONES MATS. MEDIDOS EN PROPORCIONES MEDIDOS EN EN PESO VOLUMEN I EN VOLUMEN PESO kg

CEMENTO

1x50

464.69/464.69

50x1000/1515

AGUA

0.41x50

190.30/464.69 20.5x1000/1000

20.50/33

20.50/1

50x1000/1515

ARENA

1.6x50

743.14/464.69

80x1000/1544

51.80/33

80/2.57

50x1000/1515

GRAVA

1.8x50

835.56/464.69

90x1000/1370

65.69/33

90/2.24

50x1000/1515

107.68

2233.47

SUMAS

Formulas:

Proporciones en peso

Mats. Medidos en volumen

Proporciones en volumen



.    1000

.   



. 

.  

Vols. Absolutos .    

Cantidades para un m² de concreto kg

  

.    1000 Σ. 

MATERIALES

MATS. PROPORCIONES MATS. MEDIDOS EN PROPORCIONES MEDIDOS EN EN PESO VOLUMEN I EN VOLUMEN PESO kg

CEMENTO

VOLS. ABSOLUTOS DE LOS ATS. I

CANTIDADES PARA UN m3 DE CONCRETO kg

50

1

33

1

15.87

464.34

AGUA

20.5

0.41

20.50

0.62

20.50

190.38

ARENA

80

1.60

51.80

1.57

31.13

742.94

GRAVA

90

1.80

65.69

1.99

40.18

835.81

107.68

2233.47

SUMAS

F’c= 250 kg/cm2

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CONCLUSIÓN A partir de los resultados que se obtuvieron a través de los distintos procesos que se sometió el agregado grueso o grava y haciendo un análisis detallado podemos decir que esta grava es apta para utilizarla en una fabricación de concreto hidráulico. Debido a que cumple con las condiciones necesarias al igual que la arena. Se llegó a una conclusión de que atinarle a un concreto con la resistencia deseada cuesta mucho trabajo, ya que siempre va a depender de cómo se encuentre el material inerte y la persona encargada de fabricarlo, también el ambiente puede influir.

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ACERO

TABLA DE CONTENIDOS APROXIMADOS DE CARBÓN EN LOS METALES FERROSOS MATERIAL Hierro dulce Acero de calderas Acero estructural Acero de máquinas Acero de herramientas Acero colado especial Acero colado

% DE CARBÓN EN PESO Vestigios y cantidades hasta 0.9 0.10 a 0.15 0.16 a 0.30 0.31 a 0.60 0.61 a 1.20 1.21 a 2.20 2.21 a 4.50

VARILLAS DE ACERO EMPLEADAS EN CONCRETO REFORZADO Las varillas de acero de refuerzo se obtienen por: 1.- Laminación de lingotes fabricados especialmente. 2.- Relaminación de rieles de ferrocarril. 3.- Relaminación de ejes y ruedas de ferrocarril o de algún otro material adecuado.

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ACABADO DE LAS VARILLAS DE ACERO DE REFUERZO: Varilla corrugada: Aquella que cumple con ciertos requisitos de deformación superficial o resaltos en su superficie. Varilla lisa: Son las que no están de acuerdo con los requisitos anteriores.

LAS VARILLAS DE ACERO DE REFUERZO POR SU PROCEDENCIA Y CALIDAD SE CLASIFICAN EN:

MARCAS QUE ALGUNOS FABRICANTES PONEN AL LAMINAR SU VARILLA Diámetro de la varilla Es indicado con un número equivalente al diámetro en octavos de pulgada Ejemplo: No 8 3

Equivalente 1" (8/8) 3/8"

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Tipo de acero Se indica con una letra mayúscula según la calidad de la varilla Ejemplo: Letra “E” “I” “AR” “TOR”

Equivalente Grado Estructural Grado Intermedio Alta Resistencia Varillas Torcidas

Limite elástico mínimo Es indicado con un. Número equivalente a límite elástico en kg/cm2 dividido entre 100. Ejemplo: No

Equivalente (limite elástico) 2300 kg/cm2 4000 kg/cm2

23 40

Marca de la fábrica Finalmente algunos fabricantes también ponen en las varillas las iniciales que identifican su fábrica Ejemplo: MV HYLSA

Metalurgia Veracruzana Hierros y Laminados Sociedad Anónima

CARACTERÍSTICAS DEL ACERO DE REFUERZO 1) Diámetro 2) Área 3) Limite elástico aparente 4) Carga de ruptura 5) Doblado 6) Alargamiento 7) Corrugación 8) Sanidad

NORMATIVAS 118-03 Muestreos de productos de acero para pruebas físicas

2 118-03.1 El muestreo de productos de acero para pruebas físicas consiste en la obtención de muestras 0

que sean representativas de lotes de varillas de acero de refuerzo, alambres y barras de pre-esfuerzo.



Aceros estructurales, materiales para vías férreas y tubos, en la cantidad que en cada caso se especifique.

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 embarque. 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 diez (10) toneladas, se tomarán cuatro (4) muestras. B) Para lotes mayores de diez (10) toneladas, deberán tomarse además de las cuatro (4) muestras por las primeras diez (10) toneladas, una muestra por cada diez (10) toneladas adicionales o fracción. C) Las muestras se cortarán con segueta o equipo de oxiacetileno, con una longitud de uno punto veinte (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 identificaran marcándolas y registrando el nombre de la obra y fecha de muestreo. REQUISITOS DE CALIDAD El acero de refuerzo para concreto hidráulico cumplirá con los requisitos de calidad que se indican a continuación.

REQUISITOS QUÍMICOS La composición química del acero empleado en la fabricación de varillas proveniente de lingotes o palanquillas, determinada de acuerdo con los procedimientos contenidos en los Manuales que se señalan en la Cláusula C. de esta Norma, según corresponda, cumplirá con los contenidos máximos de elementos químicos indicados en la Tabla de esta Norma.

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DIMENSIONES DE LA VARILLA Dimensiones La masa de las varillas de acero y el área de su sección transversal, consideradas individualmente, no serán menores del noventa y cuatro (94) por ciento de los valores nominales señalados en la Tabla de esta Norma. A menos que se especifique lo contrario, no será motivo de rechazo cualquier exceso en la masa o en el área de las varillas, con respecto a los valores nominales indicados en la Tabla mencionada.

IDENTIFICACIÓN DOCUMENTAL Cuando el fabricante identifique el pedido de las varillas en cualquier documento, ya sea orden de embarque, remisión, factura, certificado de calidad, entre otros, indicará como mínimo los datos siguientes: Cantidad en kilogramos (kg) o en toneladas (t), Grado de la varilla, Dimensiones: (Diámetro nominal en milímetros (mm) o número de designación de acuerdo con lo indicado), Longitud de la varilla en metros (m) recta o doblada, Presentación (rollo, recta o doblada).

CORRUGACIONES Las corrugaciones estarán distribuidas uniformemente a lo largo de la varilla y el espaciamiento o distancia promedio entre corrugaciones a cada lado de la varilla, no excederá de cero coma siete (0,7) veces su diámetro nominal, como se indica en la Tabla y se ilustra en la Figura de esta Norma. Las corrugaciones serán similares en tamaño y forma.

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La posición de las corrugaciones con respecto al eje longitudinal de la varilla formará un ángulo de cuarenta y cinco (45) grados como mínimo. Cuando el eje longitudinal de cada corrugación forme un ángulo con el de la varilla, entre cuarenta y cinco (45) y setenta (70) grados, las corrugaciones de un lado estarán en dirección contraria a la dirección que tienen en el lado opuesto. Cuando el eje de cada corrugación forme un ángulo mayor de setenta (70) grados, no se requiere este cambio de dirección, como se muestra en la Figura de esta Norma.

RESISTENCIA A LA TENSIÓN La resistencia a la tensión de las varillas de acero, determinada según se indica en el Manual M·MMP·2·03·002, Resistencia a la Tensión de Productos Metálicos, cumplirá con los valores indicados en la Tabla. 2 Si la resistencia a la tensión o el límite de fluencia de cualquier espécimen probado resultan menores 3 que los valores indicados en la Tabla de esta Norma y la fractura ocurre fuera del tercio medio de la



longitud calibrada, indicada por las marcas grabadas sobre el espécimen antes de la prueba, esos resultados no serán representativos y se repetirá la prueba.

ALARGAMIENTO El alargamiento de las varillas de acero, determinado según se indica en el Manual M·MMP·2·03·002, Resistencia a la Tensión de Productos Metálicos, cumplirá con los valores mínimos indicados en la Tabla 6 de esta Norma.

DOBLADO Las varillas de acero cumplirán con la prueba de doblado a que se refiere el Manual M·MMP·2·03·003, Resistencia al Doblado de Productos Metálicos. Las probetas de varillas con números de designación de dos coma cinco (2,5) a doce (12) se doblarán alrededor de un mandril, sin agrietarse en la parte exterior de la zona doblada, de acuerdo con los requisitos de doblado indicados en la Tabla de esta Norma.

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INSPECCIÓN METALÚRGICA MACROSCÓPICA Las varillas de acero se someterán a una inspección metalúrgica macroscópica, de acuerdo con lo indicado en el Manual M·MMP·2·03·004, Inspección Metalúrgica Macroscópica de Productos de Acero, para 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 contaminante y porosidad, cuyos resultados cumplirán con lo siguiente:

GRIETAS DE LAMINACIÓN RADIAL O TANGENCIAL Ninguna de las grietas tendrá una longitud mayor de cinco (5) por ciento del diámetro nominal de la varilla y la longitud total de las grietas no será mayor del diez (10) por ciento del diámetro nominal de la misma, como se muestra en la Figura de esta Norma.

TRASLAPES O LAJAS Y DEFECTOS SUPERFICIALES CON REDUCCIÓN DE ÁREA Ninguno de los traslapes, lajas o defectos superficiales, tendrá una longitud mayor del cinco (5) por ciento del diámetro nominal de la varilla; la suma total de estos defectos no será mayor del diez (10) por ciento del diámetro de la misma. El perímetro total dañado no será mayor de treinta (30) por ciento del diámetro antes mencionado, como se muestra en la Figura 2 de esta Norma.

TUBO DE LAMINACIÓN O RECHUPE La dimensión máxima del tubo de laminación o rechupe no será mayor del diez (10) por ciento del diámetro nominal de la varilla y el área máxima del defecto no será mayor del uno (1) por ciento de su área nominal, como se muestra en la Figura 3 de esta Norma.

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GRIETAS DE ENFRIAMIENTO Ninguna de las grietas de enfriamiento distribuidas en el interior de la sección transversal, tendrá una longitud mayor del cuatro (4) por ciento del diámetro nominal de la varilla y la suma de las longitudes de dichas grietas no será mayor del ocho (8) por ciento del mismo diámetro, como se muestra en la Figura 4 de esta Norma.

INCLUSIÓN DE MATERIA CONTAMINANTE La dimensión máxima de cada inclusión no será mayor del tres (3) por ciento del diámetro nominal de la varilla, la suma de dichas dimensiones no excederá del diez (10) por ciento de dicho diámetro y la suma de las áreas de las inclusiones no será mayor del uno (1) por ciento del área nominal de la varilla. La separación entre inclusiones no será menor de treinta (30) por ciento del diámetro nominal de la varilla, como se muestra en la Figura de esta Norma.

POROSIDAD La dimensión máxima de cada zona porosa no será mayor del cinco (5) por ciento del diámetro nominal de la varilla, la suma de dichas dimensiones no excederá del veinte (20) por ciento del diámetro nominal antes citado y la suma de las áreas de las zonas porosas no será mayor del uno (1) por ciento del área nominal de la varilla. La separación máxima entre zonas porosas no será menor del treinta (30) por ciento del diámetro nominal de la varilla, como se muestra en la Figura de esta Norma. 2 6



MARCADO E IDENTIFICACIÓN 

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El marcado de las varillas corrugadas será realizado por el fabricante en lugar visible, con un espaciamiento máximo entre marca y marca de dos (2) metros, conforme a lo indicado en el Inciso siguiente. Las varillas corrugadas suministradas conforme a esta Norma serán marcadas en un solo lado con los siguientes elementos realzados y en el orden en que se indica: Identificación del fabricante con letra(s) y símbolo(s). Las varillas de acero serán almacenadas y transportadas de tal manera que no estén en contacto directo con superficies húmedas. Las varillas de acero permanecerán libres de polvo, oxido, pintura, aceite u otros materiales contaminantes. El acero para refuerzo se almacenará de acuerdo con su diámetro.

CRITERIOS PARA ACEPTACIÓN O RECHAZO La aceptación del acero de refuerzo por parte de la Secretaría, se hará considerando lo siguiente: 1. Para que las varillas de acero de refuerzo para concreto hidráulico sean aceptadas por la Secretaría, antes de su utilización, el Contratista de Obra o el proveedor entregará a la Secretaría un certificado de calidad por cada lote, que garantice el cumplimiento de todos los requisitos establecidos. 2. Con objeto de controlar la calidad de las varillas de acero, durante la ejecución de la obra, el Contratista de Obra realizará las pruebas necesarias, en muestras obtenidas como se establece en el Manual M·MMP·2·03·001, en el número y con la periodicidad que se establezca en el proyecto autorizado por la Secretaría entregando los resultados de dichas pruebas. 3. Si por fallas en el equipo de prueba o preparación incorrecta de los especímenes de prueba, cualquier espécimen probado no cumple con los requisitos de calidad establecidos en esta Norma, se repetirán las pruebas en dos (2) especímenes adicionales tomados al azar del mismo lote, por cada espécimen original que haya salido mal. 4. En cualquier momento la Secretaría puede verificar que las varillas de acero de refuerzo suministradas, cumplan con cualquiera de los requisitos de calidad establecidos en esta Norma, siendo 2 motivo de rechazo el incumplimiento de cualquiera de ellos. 7



PRUEBA DE SANIDAD

1. Para la prueba de sanidad se pone en un vaso de precipitado 50ml de agua y 50ml de ácido y se coloca dentro una varilla de 1 cm de largo dentro del vaso.

2. Se coloca el vaso de precipitado sobre una cama de tierra y se pone a calentar por aproximadamente media hora para que alcance una temperatura constante de 70° y 80°.

3. Una vez alcanzada la temperatura deja enfriar.

4. Una vez que los gases emitidos por el ácido se hayan dispersado, se saca la varilla y se cepilla con un cepillo de cerdas duras.

5. Al terminar el cepillado se coloca en un vaso con alcohol para limpiarlo hasta que se evapore.

6. Se coloca debajo de una lupa para analizar la varilla. 2 8



PRUEBA DE DENSIDAD 1. Tomamos la varilla de 35 cm y se pesa en la báscula, continuación con un flexómetro se mide su longitud. Se realizan los cálculos de su densidad.

2. Se calcula su densidad en el agua. Para ellos se introduce en un vaso de precipitado con agua la varilla de 5 cm, y sostenida por un extremo de la balanza se registra su peso.

PRUEBA DE DOBLADO 1. Para hacer la prueba de torsión se corta un tramo de varilla de 40 o 35cm se coloca en el mandril y se dobla.

2. Se analiza la varilla para ver si no presenta fisuras.

CORRUGACIÓN 1. Tomamos un trozo de varilla y conseguimos un pedazo de papel carbón. La parte que pinta se unta por toda la varilla.

2. Tomamos una hoja blanca, se enrolla la varilla y se unta la varilla para dejar la impresión de la varilla en la hoja de papel. 2 9



CÁLCULOS Y RESULTADOS Densidad Pero en el aire 204,9 gr Peso en el agua 179,1 gr Paire-pagua= 204,9-179,1= 25.8 Densidad= 204,9\25,8=7.94 Para el área de la sección transversal Se necesita el peso o la masa 1380,2 Longitud 35 cm 7.94*35=277.9

1380,2/277.9=4.97 cm √√ 94% de 507= 476 Entonces está bien La altura mínima con el vernier 2,2 o 1 mm Y mínimo debe de ser 1.3 mínimo Tomando como promedio = Vernier toma medidas exteriores interiores Para el espaciamiento máximo promedio = e = 2,64 o 2,38 o 1,67 Analizando con los datos = 17,8 mm Como es espaciamiento máximo promedio se toma la separación de 1,67 Donde termina e inicia otras corrugaciones Cumplen la altura como el espaciamiento Ahora analizamos la altura máxima para la de 1 plg entre =3,3 mm + 3,2mm = 6,5 Analizando la tabla debe de ser 10 mm máximo Entonces la varilla está bien o si pasa

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Concreto y Acero

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