UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERIA CIVIL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
PAVIMENTOS
INFORME Nº 02: ¨RESISTENCIA A LA FLEXION DEL CONCRETO: MODULO DE ROTURA¨
DOCENTE: ING. AMERICO MONTAÑEZ TUPAYACHI. ESTUDIANTES: CARPIO OVIEDO JONATHAN CJUNO HUAMAN KENJI CRISTIAN DUEÑAS SAIRE DAVID ALAN HANCCO QUISPE ROMARIO HUAMANTTICA MESCCO MARCO A. HUALLPA CHURAPA HUGO ELMER PIZARRO YAÑAC JHON QUISPESIVANA GUERREROS RAMIRO SUNI CCAHUANA RICHART YUCRA PAUCAR MIGUEL ANGEL CUSCO - PERÚ
Contenido
1.
INTRODUCCION ..................................................................................................................... 3
2.
OBJETIVOS ............................................................................................................................. 4 2.1.
GENERAL ......................................................................................................................... 4
2.2.
ESPECÍFICOS ................................................................................................................. 4
3.
MARCO TEORICO .................................................................................................................. 4
4.
EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES ................................................................. 6 4.1.
EQUIPOS E INSTRUMENTOS ..................................................................................... 6
4.2.
MATERIALES .................................................................................................................. 8
5.
PROCEDIMIENTO .................................................................................................................. 9
6.
CÁLCULOS Y GRÁFICOS ................................................................................................... 12
7.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................................... 14
8.
BIBLIOGRAFIA ...................................................................................................................... 15
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1.
INTRODUCCION
Ensayo a que se somete una probeta de hormigón endurecido para determinar su resistencia a la flexión. La resistencia a la flexión es una medida de la resistencia a la tracción del concreto (hormigón). Es una medida de la resistencia a la falla por momento de una viga o losa de concreto no reforzada. Se mide mediante la aplicación de cargas a vigas de concreto En este resumen se presentan los lineamientos sobre la determinación de la resistencia a la flexión del concreto usando una viga simple con carga en los tercios del claro conforme a la norma (ASTM C 78 Y C293 AASHTO T97 Y T77).
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2. OBJETIVOS 2.1. GENERAL
Determinar el módulo de ruptura del concreto o resistencia a la flexotracción.
2.2. ESPECÍFICOS
Este método establece los procedimientos para efectuar el ensayo de flexión a la rotura de probetas prismáticas de hormigón simplemente apoyadas.
Este método se aplicará al ensayo de tracción por flexión de probetas y se ajustará al procedimiento correspondiente, según la dimensión básica de la probeta.
3. MARCO TEORICO Flexo tracción: Ensayo a que se somete una probeta de concreto endurecido, para determinar su resistencia a la tracción por flexión. La resistencia a la flexión es una medida de la resistencia a la tracción del concreto (hormigón). Es una medida de la resistencia a la falla por momento de una viga o losa de concreto no reforzada. Se mide mediante la aplicación de cargas a vigas de concreto de 6 x 6 pulgadas (150 x 150 mm) de sección transversal y con luz de como mínimo tres veces el espesor. En este resumen se presentan los lineamientos sobre la determinación de la resistencia a la flexión del concreto usando una viga simple con carga en los tercios del claro conforme a la norma (ASTM C 78 Y C293 AASHTO T97 Y T77). Para los efectos de esta norma se establecen las siguientes definiciones:
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Módulo de ruptura: Es el valor obtenido mediante el procedimiento indirecto para determinar la resistencia a la tensión del concreto por el ensayo a la flexión de una viga.
4. EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES 4.1. EQUIPOS E INSTRUMENTOS EQUIPOS MAQUINA DE ENSAYO La máquina de ensayo deberá cumplir con los requerimientos del apéndice "Bases
de verificación, Correcciones, e Intervalos de tiempo entre verificaciones".
Las máquinas de ensayo operadas a mano con bombas que no suministren una carga continua en un recorrido, no serán permitidas. Se permitirán bombas con motor u operadas a mano, con desplazamiento positivo, que tengan suficiente volumen en un golpe continuo, para completar el ensayo sin requerir una nueva recarga, siempre y cuando sean capaces de aplicar las cargas a una rata uniforme, sin interrupciones o discontinuidades.
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El método de carga en los tercios se deberá utilizar en la realización de ensayos de flexión, empleando bloques de carga, los cuales asegurarán que las fuerzas aplicadas a la viga sean perpendiculares a la cara del espécimen y sin excentricidad.
En la Figura 1 se muestra un diagrama del aparato que cumple con este propósito.
Todos los aparatos utilizados en el ensayo de flexión del concreto deben ser capaces de mantener la longitud especificada de la luz entre apoyos y las distancias entre los bloques de aplicación de carga y los bloques de apoyo constantes, con una tolerancia de ± 1,3 mm (± 0,05 pulg).
Las reacciones deberán ser paralelas a la dirección de las fuerzas aplicadas en todo momento durante el ensayo y la relación entre las distancias del punto de aplicación de la carga a la reacción más cercana y la altura de la viga, no deberá ser menor que 1,0±0,03.
Si se usa un aparato similar al que se ilustra en la Figura 1 se tendrá en cuenta lo siguiente:
Los bloques de aplicación de carga y de apoyo no tendrán más de 64 mm (2,5 pulg) de altura, medida desde el centro o eje del pivote, y se debe extender completamente a través o más allá del ancho completo del espécimen.
Cada superficie endurecida de carga en contacto con la muestra no se debe separar del plano en más de 0,05 mm (0,002 pulg) y deberá ser una porción de un cilindro, el eje del cual deberá coincidir con el eje de la barra o con el centro de la esfera en el cual el bloque se encuentre pivoteado.
El ángulo subtendido por la superficie curva de cada bloque debe ser de 45º (0,79 rad), como mínimo.
Los bloques de aplicación de carga y de apoyo se deberán mantener en posición vertical y en contacto con la barra o esfera por medio de tornillos cargados con resortes, que los mantienen en contacto con la barra o esfera de pivotaje.
El plato de carga superior y la esfera del punto central en la Figura 1 se pueden omitir cuando se use un bloque apoyado sobre una rótula, siempre que se usen una barra y una esfera como pivotes para los bloques superiores de aplicación de carga.
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Figura 1. ESQUEMA DE UN EQUIPO ADECUADO PARA EL ENSAYO DE FLEXIÓN DEL CONCRETO USANDO UNA VIGA SIMPLE CARGADA EN LOS TERCIOS DE LA LUZ
REGLA RECTIFICADA Tendrá una longitud igual o mayor que 500 mm.
REGLA GRADUADA O WINCHA Deberá ser graduada en milímetros y de una longitud igual o mayor que 1 m.
4.2. MATERIALES Viga con las dimensiones correctas. Marcadores de tinta indeleble. Escuadra. Regla.
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5. PROCEDIMIENTO
Las vigas probetas deben ser fabricadas adecuadamente en el campo. Las mezclas para pavimentos de concreto son secas con asentamiento (revenimiento) de 1/2 a 2 ½ pulgadas (1.25 a 6.25 cm), se consolidan por vibración de acuerdo con la norma ASTM C31 y se golpean los laterales
para
liberar
las
burbujas
de
aire.
Para
asentamientos
más
altos,
después de aplicarles golpes con varilla, se golpean los moldes para liberar las burbujas de aire y se agitan o pincha a lo largo de los laterales para garantizar su consolidación. Nunca permita que se sequen las superficies de la vida en ningún momento.
Las especificaciones y las investigaciones que se hagan de las aparentes bajas resistencias deberán tener en cuenta la elevada variabilidad de los resultados de los ensayos de resistencia a la flexión. La desviación típica para las resistencias a flexión del concreto de hasta 800 libras por pulgada cuadrada (5.5MPa) para proyectos con un buen rango de control esta entre 40 a 80 libras por pulgada cuadrada (0.3 a 0.6 MPa). Los valores de las desviaciones típicas por encima de las 100 libras por pulgada cuadrada (0.7MPa) pueden indicar problemas en los ensayos. Existe una elevada probabilidad de que problemas en los ensayos, o diferencias en la humedad dentro de una viga, debido a un secado prematuro, puedan ocasionar baja resistencia,
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En aquellos lugares donde haya sido establecida en el laboratorio una correlación entre la resistencia a la flexión y la resistencia a compresión, se pueden utilizar las resistencias de los testigos para la resistencia a compresión, según la ASTM C42, para chequear contra el valor deseado, empleando el criterio de la ACI 318 del 85% de la resistencia especificada para el promedio de tres testigos. No resulta práctico aserrar vigas de una losa para los ensayos a flexión, el aserrado de vigas reducirá en gran medida la resistencia a flexión medida y no debe ser hecho.
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Una vez realizado el ensayo en laboratorio, representando esquemáticamente el plano de falla tenemos:
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6. CÁLCULOS Y GRÁFICOS La falla se dio en el tercio central debido a flexión:
+ −
Diagrama de Cortes
Diagrama de Momentos Por lo que la fórmula que se usará será: =
∙ ∙
Dónde: = 1700 = 45 = = 15
Reemplazando: = 22.667
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CUADRO DE RESULTADOS
ESPECIMEN N°
01
02
03
REVENIMIENTO (cm)
9
9
9
EDAD DEL ESPECIMEN (días)
14
28
28
06/01/2016
06/01/2016
06/01/2016
PERALTE PROMEDIO DEL ESPECIMEN (cm)
15
15
15
DISTANCIA ENTRE LOS APOYOS DEL ESPECIMEN (cm)
45
45
45
ANCHO PROMEDIO DEL ESPCIMEN (cm) CARGA MAXIMA APLICADA O CARGA DE ROPTURA (kgf)
15
15
15
1700
3000
1320
TIPO DE FALLA
DENTRO
DENTRO
DENTRO
MODULO DE ROTURA (kgf/cm2)
22.667
40.000
17.600
FECHA DE ROPTURA
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7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Analizando el diagrama de cortes, el sistema de cargas permite que el momento máximo se de en el tercio central, por lo que su falla debe ser en este sector. Si la falla es fuera de este sector, analizando el diagrama de cortes, será por corte debido a que en los tercios laterales el corte es máximo. En este laboratorio se tuvo esta variación por el motivo de, los especímenes no estaban diseñados con una misma resistencia, la edad eran dispersas, y en el caso del segundo espécimen era fibroreforzado. Las muestras deben tener una distancia libre entre apoyos de al menos, tres veces su altura, con una tolerancia del 2%. Los lados de la muestra deben formar ángulos rectos con las caras superior e inferior. Todas las superficies en contacto con los bloques de aplicación de carga y de soporte deben ser suaves y libres de grietas, identificación.
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8. BIBLIOGRAFIA ASTM C78. MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES EM-2000 Concreto simple – Capitulo 6 – resistencia del concreto – Ing. Gerardo A. Rivera. L.
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