UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL INGENIERÍA DE MATERIALES
CONTENIDO REPORTE DE ENSAYO A COMPRESIÓN Y FLEXIÓN EN MADERA DOCENTE Ingra. Lesly E. Mendoza ESTUDIANTES: Espinoza Pérez, César Geovanny (EP13005) Romero Henríquez, Rut Idalia (RH13 Romero Romero, Ismael Ernesto (RR13024) Suriano Méndez, Queren Abigail (SM13019)
Ciudad Universitaria, 14 de Noviembre de 2015
Contenido
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 3 DATOS Y RESULTADOS OBTENIDOS AL APLICAR EL MÉTODO DE ENSAYO ESTÁNDAR PARA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE ESPECÍMENES DE MADERA ........................................................................................................................... 4 DATOS........................................................................................................................... 4 MEMORIA DE CÁLCULO .............................................................................................. 5 ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................................................................ 6 DATOS Y RESULTADOS OBTENIDOS AL APLICAR EL MÉTODO DE ENSAYO ESTÁNDAR PARA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN PERPENDICULAR A LA FIBRA DE ESPECÍMENES DE MADERA ........................................................................................... 8 DATOS........................................................................................................................... 8 MEMORIA DE CÁLCULO .............................................................................................. 9 ANALISIS DE RESULTADOS ...................................................................................... 11 CONCLUSIONES ............................................................................................................ 13
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INTRODUCCIÓN
En el presente reporte se muestran los datos y resultados obtenidos en las prácticas de laboratorio “Método de ensayo estándar para resistencia a la flexión perpendicular a la fibra de especímenes de madera” y “Método de ensayo estándar
para resistencia a la compresión de especímenes de madera.” Ambos métodos se realizaron en base a la norma ASTM D-143. Para ambos ensayos se identificaron los especímenes, se pesaron y se tomaron sus dimensiones, así como también se limpiaron las probe tas que así lo requirieran. Posteriormente se realizó primero la prueba a compresión tanto en pino como cedro, con el fin de registrar la carga máxima a la compresión soportada por las fibras paralelas a la carga. Luego se procedió a realizar el ensayo a flexión, donde previo a la prueba fue necesario marcar el centro de cada probeta para establecer la longitud de ensayo, con el de fin de que se tuviera una referencia a la hora de aplicar la carga. A continuación, se colocó el espécimen sobre 2 apoyos separados 71 mm, y se procedió a aplicar la carga en la marca hecha anteriormente, sometiendo así a las fibras de los elementos a una carga perpendicular a ellas, lo cual ocasionó flexión en las probetas. Comenzado el ensayo se registró la carga máxima resistida hasta que el espécimen ensayado fallara. Luego se procedieron a hacer los respectivos cálculos para determinar propiedades físicas y mecánicas tales como: Dimensiones promedio, áreas, Esfuerzos a la compresión, Módulos de ruptura y densidades para cada probeta de madera.
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DATOS Y RESULTADOS OBTENIDOS AL APLICAR EL MÉTODO DE ENSAYO ESTÁNDAR PARA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE ESPECÍMENES DE MADERA DATOS
Pino 4.53 4.51 20.3 20.3 249.0
Cedro 5.066 5.098 20.4 20.4 279.4
Ancho (cm) Largo (cm) Masa (g) P máx 8150 6100 (kgf) Tiempo 76 (s) Tipo de Aplastamiento Aplastamiento falla
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MEMORIA DE CÁLCULO
=
1 2 2
. =
. + .
. =
= 20.3
. + .
= 20.4
Á = ℎ 1 ℎ 2 Á l pino
=(4.53 * 4.51) =20.430 Á cedro =(5.066 * 5.098) =25.826
′ = ′ =
8150 398.9 = 20.4303
′ =
=
á
6100 236.2 = 25.8265
Á ∗
249 = 0.60 / 20.430 ∗ 20.3 279.4 = = 0.53 / 25.826 ∗ 20.4 =
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ANÁLISIS DE RESULTADOS
Pino
Cedro
Área
20.430
25.826
Largo prom. (cm)
20.3
20.4
PROBETA DE PINO
Propiedad Valor evaluada obtenido
Especificaciones
Observación
A: Compresión > 120 kg/ B : 120> Compresión >85 kg/ f'm (kg/ )
Densidad (/ )
398.9
0.60
La probeta de pino pertenece al grupo “A”
C: 85>Compresión > 50 kg/
Resistencia a la compresión paralela > 406
La probeta de pino ensayada No cumple con la resistencia mínima esperada
Aproximadamente 0.60
El material ensayado presenta la misma densidad promedio registrada para el pino según la literatura concerniente al tema
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PROBETA DE CEDRO
Propiedad Valor evaluada obtenido
Especificaciones
Observación
A: Compresión > 120 kg/ B : 120> Compresión >85 kg/ f'm (kg/ )
Densidad (/ )
236.2
0.53
La probeta de cedro pertenece al grupo “A”
C: 85>Compresión > 50 kg/
Resistencia a la compresión paralela > 420
La probeta de cedro ensayada No cumple con la resistencia esperada
Aproximadamente 0.53 (Cedro espino)
El material ensayado presenta una igual densidad con respecto al cedro espino
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DATOS Y RESULTADOS OBTENIDOS AL APLICAR EL MÉTODO DE ENSAYO ESTÁNDAR PARA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN PERPENDICULAR A LA FIBRA DE ESPECÍMENES DE MADERA
DATOS
Pino
Cedro
Ancho (cm)
4.900
5.042
Altura (cm)
4.870
5.038
76.2
76.2
76.3
76.2
Masa (g)
1136.0
1008.3
Distancia entre apoyos L, (cm)
71.0
71.0
Largo (cm)
P máx. (N) 7926 Velocidad 5.26 (dada por mm/min la máquina) Tipo de Tensión falla pura
4313 5.26 mm/min Tensión pura
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MEMORIA DE CÁLCULO
Á ó = ℎ Á ó pino =(4.9 * 4.87) =23.863 Á ó cedro =(5.042 * 5.038) =25.402
=
1 2 2 .+. = 76.25 .+. = = 76.2
. = .
=
3 2
3 ∗ 7926 ∗ 71 = 7263.6 / 2 ∗ 4.9 ∗ 4.87 1 7263.6 ∗ = 740.42 / 9.81
− =
3 ∗ 4313 ∗ 71 = 3589.3 2 ∗ 5.042 ∗ 5.038 1 3589.3 ∗ = 365.88 / 9.81
− =
=
Á ó ∗
9
1136 = 0.62 / 23.863 ∗ 76.25 1008.3 = = 0.52 / 25.402 ∗ 76.25 =
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ANALISIS DE RESULTADOS
Pino
Cedro
Área de sección transversal ( )
23.863
25.402
Largo prom. (cm)
76.25
76.2
7263.6
3589.3
740.42
365.88
0.62
0.52
MR (N/ ) MR (kg/ ) Densidad (g/ )
PROBETA DE PINO
Propiedad Valor evaluada obtenido
Especificaciones
Observación
A: Flexión > 150 kg/
MR (kg/ )
Densidad (/ )
B : 110< Flexión <150 kg/ 740.42
0.62
C: 60< Flexión <110 kg/ Flexión estática >1057 kg/
Aproximadamente 0.60
La probeta de pino ensayada pertenece al grupo “A”
No cumple El material ensayado presenta una densidad similar a la promedio registrada para el pino según la literatura concerniente al tema
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PROBETA DE CEDRO
Propiedad Valor evaluada obtenido
MR (kg/ )
Densidad (/ )
365.88
0.52
Especificaciones A: Flexión > 150 kg/ B : 110< Flexión <150 kg/ C: 60< Flexión <110 kg/ Flexión estática >750 kg/ Aproximadamente 0.53 (Cedro espino)
Observación
La probeta de cedro ensayada pertenece al grupo “A”
No cumple El material ensayado presenta una densidad similar (aunque no exacta) con respecto al cedro espino
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CONCLUSIONES
Las probetas utilizadas para el ensayo de compresión no cumplían exactamente con las dimensiones especificadas en la norma ASTM D-143 para el método primario de 5 x 5 x 20 cm, pues el pino tenia dimensiones de 4.53 x4.51 x 20.3 cm. En cuanto al cedro tenia dimensiones de 5.066 x 5.098 x 20.4 cm. Sin embargo si dichas dimensiones se aproximan al entero más cercano cumplen con dicho requerimiento de ensayo.
Las probetas utilizadas para el ensayo de flexión no cumplen exactamente con las dimensiones especificadas en la norma ASTM D-143 para el método primario de 5 x 5 x 76 cm, pues el pino tenia dimensiones de 4.90 x 4.87 x 76.25 cm. En cuanto al cedro tenia dimensiones de 5.042 x 5.038 x 76.2 cm. Sin embargo si dichas dimensiones se aproximan al entero más cercano cumplen con dicho requerimiento de ensayo.
La densidad de las probetas de pino sometidas a compresión y flexión fue de 0.60 y 0.62 g/ , respectivamente. Y el valor de referencia es de 0.60 g/ , por lo tanto la probeta a compresión tiene exactamente dicho valor con lo que se corrobora que se trata de pino. En cuanto a la probeta utilizada para el ensayo a flexión presenta una leve variación, sin embargo siempre se sigue considerando pino, por ser el valor de referencia un valor aproximado.
La densidad de las probetas de cedro sometidas a compresión y flexión fue de 0.53 y 0.52 g/respectivamente. Y el valor de referencia es de 0.53 g/ , cuyo valor corresponde al cedro americano. Aunque solo la probeta a compresión tenga dicho valor exactamente, la probeta sometida a flexión presenta una densidad similar al valor de referencia, tomando en cuenta que el valor especificado en este documento solo es un valor aproximado, para corroborar que el material ensayado era cedro
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Tanto el espécimen de pino (f’m=398.9 kg/ ) como de cedro (236.2 kg/ ) utilizados en la compresión se clasifican dentro del grupo “A” por tener una resistencia a la compresión paralela mayor a 120 kg/
Tanto el espécimen de pino (MR= 740.42 kg/ ) como el cedro (MR= 365.88 kg/ ) utilizados en el ensayo de flexión se clasifican dentro del grupo “A”, por tener una resistencia a la flexión mayor a 150 kg/
La resistencia a la compresión paralela para el pino fue de 398.9 kg/ , dicho valor es menor al requerido de 406 kg/ por lo tanto no cumple respecto al minimo valor de resistencia a la compresión, exigido para ser usado con propósitos ingenieriles.
La resistencia a la compresión para el cedro fue de 236.2 kg/ , dicho valor no cumple con la resistencia mínima requerida de 420 kg/ , que debería tener un cedro para propósitos ingenieriles.
La resistencia a la flexión para el pino fue de 740.42 kg/, dicho valor hace que el material se clasifique como tipo “A” por ser mayor a 150 kg/,
además se puede mencionar que no cumple con la flexión estática requerida, por ser menor a 1057 kg/.
La resistencia a la flexión para el cedro fue de 365.88 kg/ , dicho valor hace que el material se clasifique como tipo “A” por ser mayor a 150 kg/ ,
además se puede mencionar que no cumple con la flexión estática requerida por ser menor a 750 kg/
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